JPS6225221A - 超音波界面検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波ホーン組立体を使用して、固体の界面も
しくは液体の界面を検出するための方法とその装置に関
する。

超音波エネルギーをタブレット化された材料の溶解のた
めに利用する技術は、当該技術分野では知られている。

このようら先行技術として典型的なものには、タブレッ
ト化された化学薬品用の包装容器が開示されている。　
Ｈａｍｉｌｔｏｎ　氏の米国特許第３，５８２，２８５
号がある。超音波エネルギーはその包装容器の外側から
適用されるが、反応隔室の中にまで繋がっていて、該隔
室の内部に配置されている当該材料からなるタブレット
を溶解するようになっている。この特許の開示によると
、超音波エネルギーの適用によりその隔室の内部に比較
的高い超音波エネルギーの領域を創り出すようになるこ
とがわかる。しかしながらこれまで、タブレット化され
た材料は移動し易い傾向があり、且つ超音波溶解によっ
てできた砕片が高エネルギー領域から比較的低エネルギ
ーの領域へと隔室の内部で分散する傾向のるることが指
摘されてぎている。その結果、タブレットの材料を完全
に溶解するには、超音波エネルギーへの比較的長い露出
期間が必要とされる。

このような長期にわたる露出の結果として、内部にタブ
レットが配置されている液体の本体自体の迎７剰な加熱
を生ずることになる。この過剰な加熱は、そのタブレッ
ト化された材料が、生、勧学的液体の分析に用いられる
液体（例えば試料および／または試薬）の本体の内部で
、溶解されるような場合には、特に有害である。従って
、１つの容器でちって、該容器の内部である一点から超
音波エネルギーを適用することによって、タブレット化
された材料または部分的に乳化された材料を迅速に（す
なわち１分よりも少ない時間で）溶解させることができ
るようにした、容器を提供することは有利なことである
。さらに、タブレット化された材料もしくは部分的に乳
化された材料を比較的高いエネルギー領域に閉じ込めて
、それによってこの領域から材料、タブレットまたはタ
ブレフ）の一部が移動するのを防止して、溶解時間を減
少するような構成を有する容器を提供することは、有利
なことであると思われる。

液体の試薬および／または供試体を貯蔵する場合には、
蒸発が最少限になるように注意を払わなければならない
。しかしながらそれと同時に、蒸発を抑制するために用
いられるどの様な構成も、使用中に液体に接近し５ると
いう要件に適合していなければならない。従って、蒸発
なしに長期にわたる貯蔵を可能にし、且つそれと同時に
混合または試料採取の探針を収納しうるようにするため
の、再シールが可能な蓋の構成を提供することは、有利
なことである。これらの目標を実現するような蓋の構成
は、当該技術分野では利用することができるようになっ
ている。このような装置の典型的なものは、　５ａｎ−
ｄｒｏｃｋ氏等の米国特許第３，９９４，５９４号に開
示されている装置である。しかしながらこのような蓋は
、混合および／または試料採取の探針が鋭利な器具以外
のものであるような条件での使用には、適合し得ないも
のであると思われる。さらにまた、多数の隔室が設けら
れた容器の場合には、隔室から隔室への蒸気の伝送を最
少限度にして、１つの隔室の内容物が他の隔室の内容物
によって汚染されるのを最少限度にとどめるようにした
、蓋の構成が望ましいと考えられる。

タブレット化された材料を溶解させるために使用される
超音波エネルギーの供給源は、超音波ホーン組立体とし
て知られて（・る装置でるる。

このホーン組立体は比較的細長（・部材でらって、電気
的励振信号の機械的振動への変換の結果として、超可聴
周波数で振動する部材である。この変換器すなわち超音
波ホーン組立体は１つの穴を備えることができ、紋穴を
通って液体が該ホーン組立体を貫通してその先端部分か
ら外へ流れ出ることができるようになっている。この構
成で１つの液体を、乳濁液の調合物の状態やもやまたは
霧の状態にあるような他の液体の中に注入することがで
きる。このような超音波ホーン組立体とでは、　Ｈｅａ
ｔ　Ｓｙｓｔｅｍ日（ウルトラソニックス社製）がある
。他のホーン組立体の構成としては、不斉前の場が穴の
中で気泡を形成させる結果ポンプ作用が発生し、該ポン
プ作用によって貯槽から液体を汲み出すことによって、
噴霧器としての作動をするものが知られている。

この形式の装置の典型的なものは、ｒ　ｓ　Ｕｌｔｒａ
ｓｏｎｉｃｓＪ２１４頁（１９６７年）　、　Ｌｉｅｒ
ｋｅ氏による「自動式液体供給を組み入れた超音波噴霧
器」に記載されている。

しかしながら、生物学上の試験を行なう条件で流れの通
り抜ける超音波ホーン組立体を使用する場合には、「キ
ャリーオーバーＪ　（ｃａｒｒｙ−ｏｖｅｒ）すなわち
先行する液体によってホーン組立体の内部に沈着した微
粒子状物質による後続液体の汚染を防止するための注意
を払わなければならない。それ故に、微粒子状物質のキ
ャリーオーバーが最少限にされるかまたは排除されるよ
うに、自己洗浄能力を備えた超音波ホーン組立体を提供
することは有利なことである。

本発明は固体の界面捷たは液体の界面の超音波検出のた
めの方法と装置に関する。負荷されていない状態にある
超音波ホーン組立体を振動させるのに十分な予め定めた
電圧が、該超音波ホーン組立体に適用されろ。超音波ホ
ーン組立体が界面に出会うようになると、該超音波ホー
ン組立体が負荷されていることを表示する帰還信号が発
生する。そしてその帰還信号に応答して出力信号が発生
し且つその出力信号は界面が超音波ホーン組立体と出会
ったことの表示を与えろ。

本発明は、本願の一部をなす添付図面に関連してなされ
る下記の詳細な記載から、より一層十分に理解すること
ができる。

以下の詳細な記載を通じて、同様の参照符号は添付図面
中のすべての図面において同様の構成部材を指すものと
する。

第１図を参照すると、多数の水和用容器１０Ａないし１
０Ｆ’が、それらの端と端とを接するような関係に具合
よく配列されていて、それによって参照符号１２でその
全体が示された容器の連設帯状体を形成するようにして
示されている。

ここに明らかにされているように、容器１０Ａないし１
０Ｆの各々は、本発明により提供される参照符号３０で
その全体が示されている超音波処理改善突起物を、整然
と並んだ好ましい形態で備えている。

容器の連設帯状体１２はいずれが都合のよい方法で作る
ことができる。第１図に示された実施態様では、その容
器連設帯状体１２は例えば不活性プラスチックのような
適切な材料から作られた堅固な外周辺バンド１４を備え
ている。

このバンド１４は、多数の容器１０の各々に結合される
か、またはそれらの各々と一体に作られるかのいずれか
であり、好ましい場合には、容器連設帯状体１２は第一
縁部１６Ｌから第二縁部１６Ｈに向けてその全体が、実
質的に細長いくさび状の形態になるように、次第に細く
なるようにされる。

容器連設帯状体１２に関してのこの（さび形状の平面輪
郭は、多数のこのような帯状体を周辺上で互いに隣接さ
せて、回転可能な試薬収納板を横切って全体的に半径方
向に延びるような関係にして取り付けることを容易にす
る。この回転可能な試薬収納板は、例えば１９８４年８
月２１日に出願された米国特許出願第６４２，８１４号
明細書記載のものである。しかしながら、個個の容器１
０はどの様な所定の外形をも備えることができるし、且
つ容器１０を１個だけ単独で使用することも、または何
等かの都合のよい方法で都合のよい個数だけ一緒に配列
しても使用することができ、それは本発明の企図の範囲
内に留まるものであることを理解すべきでるる。

容器１０の各々はその容器が単独で配列されていようと
、または実施態様に示されたような容器連設帯状体１２
の形に配列されていようとも、適切な不活性プラスチッ
ク材料から形成されていて、且つ全般的に平行で一体に
形成された側壁１８Ａ、１８Ｂおよび端壁２０Ａ　、　
２０Ｂという、全般的に対向している２つの対の壁によ
って画定されている隔室を含んでいる。側壁１８Ａと１
８Ｂおよび端壁２０Ａと２０Ｂの上側面（それらの壁の
付近にある／２ンド１４の上側面も一緒にして）を正し
く整合させて、容器１０の開放上側端を周辺にわたって
取り囲んでいる実質的に平坦なシーリング面２２が画定
されている。容器１０の隔室は下方に向けて傾斜した転
倒ピラミッド形の床２４（第２図参照）によって閉鎖さ
れている。第１図に示されている実施態様では、各容器
１０の側壁１８Ａ、１８Ｂが外周辺バンド１４に結合さ
れている。さらに容器１０Ａの端壁２０Ａと容器１０Ｆ
の端壁２０Ｂも、同様にバンド１４に結合されている。

バンド１４は多数の容器１０の下部端の僅か下にまで延
びていて支持支柱２６を画定し、それによって容器連設
帯状体１２を適切な作業面上に置（ことができる。容器
１゜が単独で使用される場合には、容器を作業面上に支
持するために何等かの都合のよい装置を使用することが
できる。第１図に示されているように、容器１０Ａ、　
ＩＯＢ、　ＩＯＣ及び１０Ｄは実質的に正方形の外形を
なしているが、容器１１と１０Ｆは一層長方形の外形に
形づくられている。しかしながら、個々の容器は平面図
でみて長方形やまたは正方形とは異なる形であるように
画定することができるし、且つ下方に向けて傾斜した床
２４とは異なる形の床を提供することもでき、それは尚
本発明の企図の範囲内に留まるものであることを理解す
べきである。

隣接する容器１０（例えば容器１０Ｂ、１０Ｃと１０Ｄ
、第２図参照）の隣接する端壁２ＯＡ、２０Ｂは、所定
の間隙２８だけ互いに一定の間隔を置いて並べられてい
て、容器１０の各々の熱絶縁と蒸気絶縁とを強化してい
る。本発明の好ましい実施態様によれば、容器連設帯状
体１２はポリアロマ−材料から射出成形によって形成さ
れる。

勿論、他の製造技術および構成材料を使用することがで
き、それは本発明の企図の範囲内に留まるものである。

当初の記載で特に解説したように、本発明によれば、容
器１０の各々は相互に一定の間隔を置いて整然と並べら
れた超音波処理改善突起物３０を担持している。個々の
突起物３０は互いに一定の間隔を置いて並べられていて
、それらの突起物の間に通路３２を画定している。第１
図および第２図を参照すると、これらの突起物３０の好
ましい実施態様が示されている。この実施態様では、突
起物３０は実質的に指状である一組の部材３６．３６’
の形をとっていて、該部材３６．５６’は各容器１０の
床２４から軸方向に平行な関係で垂直方向に上方に向け
て延びている。

これら指状部材のうちの選ばれた一方のもの３６は、そ
の組の部材のうちの他方のもの６６′よりも床２４から
より大きな距離だけ上方に向けて突出して（・る。この
ような関係にすることによって、容器１０の内部に全般
的に中央に配置されたタブレット受入れ凹所３８が画定
される。指状部材３６．３６’の間の一定の間隔は通路
３２を画定していて、該通路３２はここで説明されるよ
うに、水和液体を前記凹所３８へ向けて流動させ且つそ
の凹所を通り抜けさせる。これら超音波処理改善突起物
３０は、どの様な都合のよい向きにも配置することがで
きるし、または容器１０の内部でどの様な都合のよい位
置にも配置することができるものであることを、理解す
べきである。例えば、それら突起物５０を画定するため
に指状部材３６．３６’が使用される場合でも、これら
の部材は容器１０の垂直方向の軸線に関して傾斜させる
ことができ、且つ床２４へそれら部材を取り付けるのに
加えるかもしくはそれに代えて、側壁１８Ａ、１８Ｂお
よび／または端壁２［］Ａ　、　２０Ｂに取り付けるこ
ともできる。第１図と第２図とからもわかるように、全
般的に平面状の部材４０が容器１０の角部から斜め外方
に向けて延びていて、循環する水和液体を案内するのを
助けている。図面でわかるように、この平面状部材４０
の側面は、床２４に対して実質的に直角をなして置かれ
ている。

第３八図ないし第３Ｄ図には、超音波処理改善突起物３
０の他の実施態様が示されている。

これらの図面には、個々の容器１０の平面図が描かれて
いて、且つ超音波処理改善突起物についてのそれぞれ代
わりの実施態様の縦方向の側面での形状と配列とが図解
されている。第３Ａ図では、突起物３０は第１図と第２
図とに示された部材４０に全般的に類似している、板状
である部材４２の形状になっている。板のうちの若干の
もの４２は容器１０の角部から内側に向けて延びている
が、板のうちの他のもの４２′は容器の側壁１８と端壁
２０とから容器の内側に向けて延びている。これらの板
４２．４２’は、それ故にそれぞれに、実質的に容器１
０の斜め方向および横方向に沿って配向されている。板
４２．４２’の内側端が容器の床２４から容器１０に関
して実質的に垂直方向に延びることは、好ましいことで
はあるが必ずしも必要なことではない。板４２．４２’
の下部端は、所望に応じて床２４と一体にすることもで
きる。板４２．４２’の垂直方向に配向されている内側
端は、互いに協働して容器の内部に、その中央に位置し
たタブレット受入れ凹所３８を画定している。これら板
４２．４２’の間の一定の間隔は通路６２を画定してい
て、該通路を通り抜けて水和液体が前述したような態様
で流動することができる。

第３Ｂ図では、突起物３０は内側方向に向けられたピラ
ミッド形の構造物４６．４６’の形状になっている。こ
れらのピラミッド形構造物４６．４６’は、それらの各
々が、１つの頂端５０に沿って結合されている両傾斜面
４８によって画定されていて、その頂端５０は該構造物
４６．４６’のそれぞれの場合に応じて、容器１０の斜
め方向および横方向に実質的に整合して並べられている
。

それ故にこれらの構造物４６．４６’は、板４２．４２
’と相似の位置に取り付けられていて、且つそれ故に容
器１０の内部において実質的に斜めの方向と横の方向と
に配置されている。構造物４６．４６’の間の一定の間
隔は、前述されているような目的のための通路３２を画
定している。

第３Ｃ図では、容器１０の床２４は斜めの溝５６が互い
に交差する共通領域に円形中央領域５４を備えていて、
それによってそれぞれにタブレット受入れ凹所３８と通
路′５２とを画定して（・る。

第３Ｃ図と第３Ｄ図とでは、床２４は実質的に平坦であ
る。それ故、突起物３０は溝５６の間の容器１０の材料
からなる部分として画定されている。同様に第３Ｄ図で
も、中央領域５４が凹所３８を画定しているが、この場
合には、その中央領域５４は全般的に平行な複数の溝５
８によって途切れ途切れに間抜きされていて、その複数
の溝５８が通路３２を画定するために利用されている。

両端の溝６０もまた設けられている。突起物３０は溝５
８　、６１：ｌの間の容器の材料の部分として画定され
ている。

使用に際しては、溶解されるべきタブレット化された材
料または部分的に乳化された材料が、容器内部に導入さ
れた水和液体中に導入される。

超音波を生ずるエネルギーは、例えば容器１０の開放端
を通して容器１０内へ降ろされる装置（第６図と関連し
て後述される装置〕のような、超音波変換器から供給さ
れる。この超音波変換器を発動させることで超音波エネ
ルギーが導入され、且つ該超音波エネルギーを容器の実
質的に軸方向に向かってタブレット受入れ凹所３８を包
囲させる。この超音波エネルギーは、比較的一定な周波
数かまたは変動する周波数によって、継続的にかまたは
突然に変化するバースト状（ｂｕｒｓｔ）にして適用す
ることができる。溶解されるべき１個のタブレット化さ
れた材料（もしくは複数個のタブレット化された材料）
または部分的に乳化された材料が、タブレット受入れ凹
所３８に向がって移動して、且っ該凹所の内部に閉じ込
められる。容器１ｏの内部での前記材料の最初の配置が
どうであっても、凹所６８へ向けてのその材料の移動が
起こるものであることがわかっている。複数個の突起物
３ｏの間の構造上の関係が凹所３８を画定するために利
用されていて、該凹所は容器内部において溶解されるべ
き材料を受は入れて閉じ込めるようにした、比較的高い
超音波エネルギーの領域を画定する。溶解されるべき材
料と水和液体の流れの下方で捕捉される空気はすべて容
器の内部容積の他の領域からその高いエネルギーの超音
波処理領域を通り抜けて、次いで突起物３０の間の通路
３２を外方に向けて通り抜ける。第１図と第２図とに示
された突起物３０の実施態様、すなわち指状部材が使用
される場合には、超音波エネルギーが容器の藍と床とか
ら凹所３８へ向けて反射されるものと考えられる。前記
材料をこのような高（・エネルギー領域に閉じ込めて置
く結果として、超音波エネルギーの適用により、比較的
高速での材料の溶解を達成することができる。１分より
も少ない材料の溶解時間を得ることができる。それによ
って、水和液体および／または溶解による化学的放出物
に有害な影響を及ぼす付随する熱の影響が避けられる。

前述の記載から、容器の床上に配置されているか、およ
び／または容器の壁から配置されているかのいずれかで
ろって、タブレット受入れ凹所と、高エネルギー領域を
通り抜けて水和液体を循環させるための再循環間隙との
両方を画定するのに利用されるような、何等かの適切な
突起物を設けることは、使用に際して、超音波エネルギ
ーの適用を強化して、タブレット化された材料を効果的
に且つ迅速に溶解させる機能を果すものであることを、
当業者は容易に理解することができる。比較的高いエネ
ルギーのタブレット受入れ凹所を形成し、且つ該凹所と
連結される比較的高い超音波エネルギー領域および連通
ずる再循環通路を画定するような、どの様な斯る構造の
組合せも、本発明の企図の範囲内に含まれるものでらる
。

本発明による超音波変換器または探針６４が第６図に示
されている。超音波ホーン組立体であるこの変換器６４
の本体すなわちホーン部分６６は、拡大頭部６８から面
取りされた先端７０にまで延びている、細長い軸部材で
ある。先端７０には穴の軸線に直角な基準線に関して０
度ないし４５度、より特定的には３０度ないし４５度の
範囲内で、且つ厳密には３０度に定められる角度７２が
画定されている。軸方向に突出していて、ねじが切られ
たボス７４が、頭部６８から上方に向けて延びている。

組合わされた電極７８Ａ、７８Ｂを備えた圧電性結晶７
６ｋ　、　７６Ｂの一対が、そのボス７４の周りに受は
入れられている。

電極７８Ａ、７８Ｂからは、それぞれに導線８０Ａ　、
　８０Ｂが延びている。

第６図に示された実施態様では、結晶７６が後部片８２
によって頭部６８に当接して適所に保持されている。ナ
ツト８４がボス７４にねじ込まれて、その組立体を一緒
になるように締め付けている。配管連結具８５がナツト
８４のねじを切られた部分の上部にねじ込まれて受は入
れられている。それ故、連結具の内部に取り付けられた
配管８６は、超音波変換器６４に迅速且つ簡単に相互連
結される。

穴８８が変換器６４の中央を軸方向に貫通して延びてい
て、さらに配管８６の端部と連通している。配管８６と
穴８８の上方部分８８Ａとの内径は実質的に等しい。第
６図に示されているように、この比較的大きい直径の部
分８８Ａは変換器６４の長さの実質的に全部にわたって
延びているが、内側に傾斜して面取りされている肩部９
２が、ホーン部分６６の先端から所定の距離９０の範囲
内に配設されている。この肩部９２が存在していること
で、穴８８はより小さい直径の部分８８Ｂに狭められて
いる。本発明によればこの肩部９２は、振動するホーン
部分６６の波腹状部分（ａｎｔｉｎｏｄｅ　）ずなわち
面取りされた端部の先端からの、所定の制限された距離
９０の範囲内に位置している。

作動に際しては、配管８６が適切な吸引源および水和液
体源に接続され、それによって水和液体を変換器６４か
ら分与したり、または変換−器６４の中へ吸引したりす
ることができる。穴８８の中の物質のキャリーオーバー
の可能性を最少限にするために、穴８８は紋穴の拡大径
部分８８Ａ内で所定の距離９４にわたって延在する連続
した液体柱９３に対して肩部９２が衝接していることに
よって発生されるようになる、流れの縮小作用と流れ中
で気泡を生成するキャビチージョン作用とによって、洗
浄される。

第６図に示されているような変換器すなわち超音波ホー
ン組立体６４は、液体を正確に容器１０の中へ分与した
り、または容器１０から吸引したりするようになってお
り、且つタブレット化された材料もしくは部分的に乳化
された材料を溶解するために必要な超音波エネルギーを
供給するようになっている。この超音波ホーン組立体６
４はまた、少なくとも２種類の液体材料を一緒に混合す
るためにも使用することができる。肩部９２を備えてい
ることにより、連続した液体柱９乙の内部で発生される
洗浄作用を生ぜしめ、その作用が穴の壁土への物質の蓄
積を防止し、それによりキャリーオーバーが最少限にさ
れる。この洗浄作用は配管８６の内部の液体にも及ぶの
で、ホーン部分と配管との間の接続領域におけるキャリ
ーオーバーをも最少限にする。

この超音波ホーン組立体６４はまた、固体の界面（例え
ば蓋）もしくは液体の界面（例えば液体試薬または液体
試料の液面〕の存在を検出するための装置の一部を形成
することもできる。

導線８０Ａ　、　８０Ｂは自励共振電力供給回路網９５
に接続されているが、この回路網９５は例えば米国特許
第４，４４５，０６４号明細書において開示されている
ものであり、この特許は本明細書中に参考までに包含さ
れている。この回路網９５には、超音波ホーン組立体６
４の振動に応じた帰還信号を発生するためのモーショナ
ル・ブリッジ回路９６を含んでいて、該回路の状態は帰
還回路中にあって起動回路９８に連結されている能動フ
ィルター９７によって変更されるようになっており、該
起動回路９８は帰還ループ中に帰還信号が存在しないと
きには、能動フィルターのＱ（物理量〕を高めて、能動
フィルター９７を自励振動状態に抑制しているモードか
ら変化させる。

第６図に示されているように、超音波ホーン組立体６４
はモーショナル・ブリッジ回路９６を使って作動される
が、該ブリッジ回路は変圧器１００を経由して定ゲイン
電力増幅器９９の出力側に順次連結されている。このモ
ーショナル・ブリッジ回路９６は、超音波ホーン組立体
６４に励発動力を加えるために利用されるのみならず、
一層重要なことは、（１）超音波変換器すなわち超音波
ホーン組立体の先端の周波数、振幅および位相に正比例
で合致していて、且つ（２）超音波変換器での非リアク
タンス性の負荷変化には無関係な正弦波の帰還佑Ｉｊ御
電圧を導線１０１に発生することでろる。導線１０１は
モーショナル・ブリッジ回路９６を全通過移相器回路１
０２の入力側に接続°している。この移相器回路１０２
の出力側には、能動フィルター９７と該フィルター９７
を自励振動状態にさせるための起動回路９８とが接続さ
れている。能動フィルター９７は電力増幅器９９の入力
側に接続されていて、該増幅器９９の出力側はインダク
タンス１０３ヲ介して変圧器１００に接続され、能動フ
ィルター９７がモーショナル・ブリッジ回路９６を駆動
させるようになっている。

導線１０１の帰還制御電圧は移相器回路１０２の入力で
あり、該移相器回路１０２はその入力正弦波信号の位相
同期を、超音波変換器の振動が並列共振状態のままであ
るように拘束されるような所定の量と方向に、同調させ
るために使用される。ここで、振幅ではなくて帰還信号
の位相同Ｍのみが、ループゲインと次続の能動フィルタ
ー回路９７のモードの抑制機能とに妨害を与えないよう
に、調整されるものである点に注意をすることが重要で
ある。移相器回路１０２は、変更しうる移相を備えた一
次全通過回路網として形成されていて、その出力信号は
モーショナル・ブリッジ回路９６からの入力交流帰還信
号の複製（但し位相を除く〕である。

能動フィルター９７は二重目的を持つ二次の、Ｑ制御帯
域通過フィルターである。このフィルターの第一番目の
目的は、電力の供給が超音波変換器装置を”帯域の範囲
外で”、使用のために選択されていない振動モードで、
駆動させないようにすることである。このように使用さ
れた場合には、このフィルターはモード抑制フィルター
と称される。このフィルター９７の第二番目の目的は、
導線１０１での帰還信号が、例えば起動時のように、完
全に消失されるような場合でない限り、出現することは
ない。上述の場合には、移相器回路１０２からの出力信
号を監視している起動回路９８は、能動フィルター回路
９７のＱを、そのフィルター回路９７が発振状態に抑制
している点にまで高める。回路のＱは、−３ｄＢ帯域幅
（ＢＷ）に対する共振周波数（Ｗｏ）の比として、次の
ように定義される。

Ｑ＝− ＢＷ その発振の周波数は、超音波変換器装置の予め選択され
た固有並列共振周波数と一致するように作られている。

能動フィルター９７によって与えられる発振器のモード
は、モーショナル・ブリッジ回路９６からの導線１０１
上への帰還制御信号を回復させて置く必要がある間は、
存続している。

電圧（およそ７０ボルト、平方自乗平均）が超音波ホー
ン組立体６４に加えられると、それは無負荷の超音波ホ
ーン組立体６４を駆動するのに十分であって、該組立体
はそれの共振周波数で振動する。超音波ホーン組立体は
２０　ＫＨｚから１００　ＫＨ２まで、一層特定的には
４０　ＫＨｚから６［］　ＫＨｚまでの範囲の周波数で
、さらにとりわけ５０　ＫＨｚの周波数で作動される。

超音波ホーン組立体の先端７０が固体の界面もしくは液
体の界面に出会うと、超音波ホーン組立体は負荷された
状態になって、もはや共振しな（なる。

それ故に、導線１０１の信号が消失する。上記および編
入された前記特許に記載されているように、この帰還信
号の消失は起動回路９８に、装置１０５（例えばディジ
タル計算機〕への導線１０４上の信号を発生させる。そ
れ故、超音波ホーン組立体６４が界面に出会ったという
表示が発生される。

第１図に示された多数容器の連設帯状体１２の容器１０
の各々は、本発明による蓋構造物りによって密閉されて
いる。蓋構造物はその中に一定の間隔を置いて整然と並
べられた収納部１０７を備えた第１の下部支持薄板１０
６を含んでいる。その収納部１０７の各々は、該収納部
が連結される容器１０の開放端の形状に一致した外辺部
の輪郭を有している。第２の上部カバー薄板１０８が下
部薄板１０６を覆っている。この薄板１０８は、薄板１
０６との界面をなす部分に沿って、薄板１０６に結合さ
れ、それによって収納部１０７の各々の内部に、実質的
に四方を取り囲まれた容積１１０を画定している。薄板
１０６と１０８とは何等かの適切な処置で結合され、四
方を取り囲まれた容積１１０を完全に包囲する外周辺フ
ランジ領域１１２を画定している。その容積１１０の各
各には、例えば規格の表示番号８５５３−３−５−１を
付してＷｅｓｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｐｈｏｅｎｉ
ｘｖｉ’ｌｌｅによって販売されている、熱可塑性エラ
ストマーの・ξラド１１４カ配設されている。このパッ
ド１１４は四方を取り囲まれた容積１１０の内部に受は
入れられ、真っ間隙１１６が収納部１０７の壁と上部薄
板１０８の下側面との間に画定されるような寸法にされ
ている。

上述したように組み立てられた関係を持つ蓋構造物りは
、容器連設帯状体１２の容器１０の各々の上に重ねるよ
うに配置される。これに端部を設けるために、薄板１０
６．１０１３の接合によって画定される外周辺フランジ
領域１１２の下側面は熱シールされるか、さもなければ
容器１０のシーリング面２２に取り付けられる。この様
にすることで、容器は各個に不透過性のシールによって
密閉され、該シールは隔室の内容物のだめの蒸発障壁を
形成する役目を果し、且つ蒸気の相互汚染に対して容器
の各々を隔離する役目を果す。

第４図と第５図とに示された実施態様では、下部薄板１
０６が各容器を取り囲んでいる面２２に熱シールされる
ようになっているので、容器１０に衝接している方の薄
板１０６の材料は、容器１０に熱シール可能なものでな
ければならない。さもなければ、何等かの適切な実質的
に剛性があり且つ不活性な材料を薄板１０６として使用
することができる。薄板１０８は、好ましい実Ｍ　態ｉ
　ｆ　ハ、（ｉ）　例エバｒＭｙＬＡｎＪｏトＬ　テに
、　Ｉ　、−７１２７社より販売されている外側のポリ
エステルフィルム、６ｊ）例えばｒｓＡＲＡＮＪｏとし
てダウ・ケミカル社より販売されている、ポリ塩化ビニ
リデン被覆剤、及び６１０ポリエチレンの外側障壁薄板
、の積層物で作られる。ポリエチレンの薄板が下部薄板
に対して界面として接していて、且つ該下部薄板に連結
される。勿論、任意の他の適切な材料を薄板１０６と１
０８に使用することができる。上部薄板１８８は蓋りに
よって被覆された容器の貯蔵寿命を向上させるための蒸
気障壁を形成する。

パッド１１４はまた、例えばシリコーンゴムまたは天然
ゴムのような、任意の伸縮が可能で再／−ル可能な材料
を用℃・て完成することができる。好ましい実施態様で
は、蓋はノミラド１１４が容器内へ向けて下方に突出す
るように設けられている。しかしながら、その逆の構造
にすることもまた可能である。すなわち、パッド１１４
を容器の上方に配設した構造にすることもできる。

もし単一の容器のみが被覆される場合には、蓋は単一の
薄板とそれに担持された単一のパッドとを用いて完成す
ることができる。薄板のどちらの面でも容器に取り付け
ることができ、それによってバンドが容器内に突出する
か、または容器の上方に存在するかのどちらかになる。

パッド１１４には、探針の容器内への送入とその取り出
しのための進路を画定するスリット１２０が設けられて
いて、それによって超音波ホーン組立体６４のホーン部
分を容器１０の中へ挿入することができる。パッド１１
４のエラストマー材料は、超音波ホーン組立体が引き戻
されたときには自然に治癒されて、それによって容器を
覆って実質的に一体に構成されている蒸発障壁を維持し
５るように、選択される。このパッド１１４は比較的大
きい直径の探針（すなわち、約３．１７５ｍｍ＝０．１
２５ｉｎ　）に対しても自然に治癒される。それ故にこ
の蓋構造物りは、比較的先端のとがっていた（゛探針に
関して有用である。

さらに、パッド１１４の材料は、超音波ホーン組立体が
挿入されたりまたは引き戻される際に、該ホーン組立体
の外側部分を拭き取る作用を行う。この拭ぎ取り作用は
相互汚染を防止する。

パッドと収納部との間に間隙を設けることは、容器内へ
超音波ホーン組立体または探針の挿入を容易ならしめる
ことがわかった。

上述した本発明の教示により種々の多くの変更態様が可
能となるが、このような変更態様は本願明細書の特許請
求の範囲の欄に記載された本発明の範囲内にあるものと
みなされうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は生物学的試験のための液体を収納するのに有用
な多数容器の連設帯状体であってその中にある各容器ご
とに隔室を備え該隔室にはその内部に形成された多数の
突起物によって画定されているタブレット受入れ凹所が
設けられている多数容器の連設帯状体の平面図、第２図
は第１図の２−２線に沿って切断した側断面図、第３Ａ
図ないし第３Ｄは本発明による突起物によって画定され
るタブレット受入れ凹所の代わりの実施態様を図解して
（・るそれぞれの容器の各平面図、第４図は第１図の多
数の隔室容器使用に適した再シール可能な蓋構造物の平
面図、第５図は第４図の５−５線に沿って切断した蓋構
造物の断面図、そして第６図は本発明による超音波ホー
ン組立体の側断面図である。 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ，１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ・・
水和用容器、１２・多数容器の連設帯状体、１４・・外
周辺バンド、１６Ｌ・・・第一縁部、１６Ｒ・第二縁部
、１８Ａ、１８Ｂ・・側壁、２０Ａ、２０Ｂ　・端壁、
２２−シーリング面、２４・・床、２６・・・支持支柱
、２８，１１６　　間隙、３０突起物、３２・通路、３
６．３６’・・指状部材、３８タブレット受入れ凹所、
４０・・平面状部材、４２．４２’・・板状部材、４６
．４６’　　ピラミッド形構造物、４８・面、５０・頂
端、５４・・・中央領域、５、Ｉｓ、５８．６０・溝、
６４・・超音波変換器（超音波ホーン組立体〕、６６・
・・ホーン部分、６８・・・拡大頭部、７０・・先端、
７２・・・角度、７４・・ボス、７６Ａ、７６Ｂ−０圧
電性結晶、７８Ａ、７８Ｂ・・・電極、８ＱＡ、８０Ｂ
・導線、８２・・後部片、８４・・ナツト、８５・・配
管連結具、８６・・配管、８８・・穴、８８Ａ・・穴の
上方部分、９Ｑ、９４・・所定距離、９２・肩部、９３
　・液体柱、９５・・自励共振電力供給回路、９６・・
・モーショナル・ブリッジ回路、９７・・能動フィルタ
ー、９８　・起動回路、９９　定ゲイン電力増幅器、１
００　　・変圧器、　　１（１１１，１［：１４・・・
導線、１０２・・全通過移相器回路、１０６・・・イン
ダクタンス、１０５・・・装置（例えばディジタル計算
機）、１０６・・・下部薄板、１Ｄ７　　・収納部、１
０８　　・上部薄板、１１０・・容積、１１２・・・外
周辺７ランジ領域、１１４　　・パッド、１２０・　ス
リット、Ｌ・・・蓋構造物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）界面を検出する方法であって、超音波ホーン組立体
   に対し、負荷されていない状態にある該超音波ホーン組
   立体を該ホーン組立体の共振周波数で振動させるのに十
   分な、予め定めた電圧が適用され、次いで該超音波ホー
   ン組立体が界面に出会うようになると、該超音波ホーン
   組立体の負荷されていることを表示する第１の信号が発
   生され、さらに該第１の信号に応答して出力信号が発生
   されて、前記界面が前記超音波ホーン組立体と出会った
   ことの表示を与えるようにしたことを特徴とする方法。 ２）超音波ホーン組立体に対し、負荷されていない状態
   にある該超音波ホーン組立体を該ホーン組立体の共振周
   波数で振動させるのに十分な、予め定めた電圧を適用す
   るための手段と、該超音波ホーン組立体が界面に出会う
   ようになると、該超音波ホーン組立体の負荷されている
   ことを表示する第１の信号を発生するための手段と、前
   記界面が前記超音波ホーン組立体と出会ったことの表示
   を与えるように、前記第１の信号に応答して出力信号を
   発生するための手段とからなることを特徴とする、界面
   の検出のための装置。