JPS63286721A - 液体の液面検出装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、液面検出装置、より具体的には、容器、ウェ
ル等に入れた液体の成分を分析し、又はその液体の液面
の検出に適した装置に関する。

従来の技術 多くの実験及び検査方法において、液体試料は、分析の
ため、様々な種類の容器内に用意される。

例えば、液体試料を試験管、多ウェルプレート、バイア
ル、壜、ペトリ皿、その他の容器内に入れることがある
。液体試料を検査し、又は分析する場合、容器又は受液
部に液体が存在し、あるいは、このような液体の量が所
期の試験を行うのに十分であるか否かを示す何らかの手
段を設けることが望ましいことが多い。容器内に液体が
存在すること、又は十分な量であるか否かを検出する１
つの技術は、容器内の液体の高さ、即ち、液面を測定し
、感知し、又は検出することである。例えば、一定量又
は容積の液体を必要とする検査であれば、容積既知の容
器内の液体の高さを測定し、その測定、値を基にその容
器に入った液体の実際の容積を容易に知ることが出来る
。

多数の試験試料を迅速に分析出来る一般に公知の市販の
自動化学分析装置又は成分分析装置において、容器内の
液体の液面は自動的に検出し得ることが望ましい。具体
的には、おそらく電気信号を発生させる作用の液面測定
探子、又は装置を検査しようとする液体の入った容器内
に自動的に挿入する構造となろう。信号が得られたなら
ば、容器内に液体が存在し、又は所期の検査に必要な十
分な量の液体が存在することを前提に、自動分析装置を
制御し、検査を進めていく。かかる液体検出探子の例は
、米国特許第３．０３，３０５号の明細書に記載されて
いる。

発明が解決しようとする課題 製造コストを削減し、操作が容易で、性能に優れ、かつ
最小限度の保守で済むよう、液面検出装置、特に、自動
化学分析装置又は成分分析装置用の液面検出装置をさら
に改良することが要望されている。本発明はかかる改良
を実現することを目的とするものである。

課題を達成するための手段 本発明の液面検出装置は、外面及び液体中に浸漬される
抹消部を有する電気的に非伝導性の部材を備えている。

電気的に伝導性の２つの構成要素が、上記部材の抹消部
の外面に相互に間隔を置いた状態にて位置決めされてい
る。両伝導性要素が　□抹消部を浸漬させる液体に接触
したとき、電気信号を検出し得るよう、各伝導性要素を
電気回路に接続する手段が設けられている。このように
して、容器内の液面を感知し、測定し、又は検出するこ
とが出来る。

本発明の好適実施態様において、液面検出装置は、成分
分析装置の使用に適している。この好適な装置は、縦軸
心を有する、電気的に非伝導性の細長い円筒状の管部材
を備えている。この管部材は、外面、及び液面を検出し
ようとする液体中に浸漬される、末梢端を有する抹消部
を備えている。

この管部材は、さらに、末梢部の反対側に設けた基部を
備えている。流路が管部材の縦軸心に沿っ工管部材内を
伸長している。この流路は管部材の末梢部の第１開口、
及び基部の第２開口にそれぞれ端末があり、このため、
液体がこの流路内を流動することが出来る。１対の細長
い金属製の条片が管部材の縦軸心に対し、略平行に管部
材の外面に沿って伸長している。これら条片は、相互に
間隔を置いて配設されており、管部材の末梢端まで伸長
している。又、これら条片は、両条片が管部材の末梢部
を浸漬させる液に接触したとき、電気信号を検出し得る
よう、電気回路に接続可能にしである。このようにして
、容器内の液面を検出することが出来る。

本発明の基本的考えによれば、容器等内に入れた液体の
液面検出装置が提供される。本発明の装置は自動分析装
置に使用するのが最適であるが、これにのみ限定される
ものではない。かかる装置に使用する場合、この液体の
液面検出装置は分析する液体試料の入った容器内に挿入
することが出来る。容器内に液体が存在するか否か、又
は所期の検査を行うのに十分な液体量であるか否か自動
的に検出し得るよう、電気的に伝導性の要素が容器内の
液体の上面に接触したとき、電気信号が発生するように
しである。

検出装置の透過力又は容器内に入れた液体量を一定に保
ち、得られた電気信号を制御し、又は監視することによ
り、特に、多数の液体試料を取り扱う場合、自動分析装
置内にて分析中の液体を均一、かつ正確に制御すること
が可能となる。さらに、本発明は、液体の液面検出作用
と管部材を組合わせ、液体がこの管部材内を流動し得る
ようにしである。こうした特徴並びに液体の液面検出作
用と相俟って、液体を容器内に分配し、又は容器から排
出させ、容器内の液体の量を精密に制御することが出来
る。本発明の好適実施態様は検出装置の清浄化を容易に
し、又、特に、生物又は化学的試料に使用する場合、残
滓が検出装置に蓄積する可能性を可能な限り少なくする
。さらに、検出装置の電気的に伝導性の要素は物理的寸
法が比較的小さくて済むため、これら要素により検出装
置全体の寸法が顕著に増大することはない。

実施例 本発明の上記以外の特徴及び利点は、以下に記載する本
発明の詳細な説明から明らかになるであろう。尚、本発
明は様々な形態にて具現化することが出来るが、以下、
本発明の好適実施態様について詳細に説明する。但し、
以下の開示内容は本発明の基本的考えの一例であり、本
発明がこれら実施態様にのみ限定されるものではない。

本発明の範囲は特許請求の範囲の記載及びその均等物に
より判断すべきである。

添付図面、特に、第１図乃至第３図を参照すると、本発
明の好適実施態様による液体の液面検出装置ｌＯが示し
である。この実施態様において、検出装置１０は長尺で
略細長い管部材１２を備えている。好適実施態様におい
て、この管部材１２は円筒形の形状であり、細長部分に
沿って伸長する縦軸心１４を備えている。管部材１２は
基端１６を有する基端部１５、及び管部材の他端の末梢
端１９を有する末梢部１８を備えている。以下により詳
細に説明するように、管部材１２の末梢部１８が液体中
に浸漬される。

中空の流路２０が管部材１２内を伸長している。

１．この流路２０は縦軸心１４に沿って伸びており、こ
の実施態様において、管部材１２全体に亘って伸長して
いる。このように、流路２０は末梢端１９に形成するこ
とが望ましい開口２２で終端している。他の実施例（図
示せず）においては、流路と連通ずる開口は、例えば、
管部材の末梢部の側方に位置する側壁を通って伸長する
ことができる。

管部材の反対側の端部において流路２０は開口２４で終
端となっており、この開口２４もまた基端１６に位置す
るのが好ましい。図示しない別の実施態様において、開
口２４は基端部１５の側壁内を伸長し、基端１６に位置
せず、流路２０と連通している。流路２０により液体は
管部材１２を通り、両方向に流動することが出来る。

本発明の目的上、管部材１２は電気的に非伝導性である
ように製造する。この目的のため、管部材１２は、プラ
スチック、又は、４ふつ化エチレン樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリエチレン等を含むフッ素重合体のような電気的
に非伝導性の材料にて製造するか、又は、管部材１２を
処理し、又は被覆して電気的に非伝導性であるようにす
る。細長い金属製の条片２６．２８の形態とすることが
望ましい電気的に非伝導性の２つの要素が管部材１２の
外面２５に設けである。これら金属製の条片２６．２８
は縦軸心１４に対し略平行に、管部材１２の外面に沿っ
て伸長することが望ましい。

条片２６．２８は相互に間隔を置いて配設されており、
相互に電気的に接触せず、管部材の非伝導特性によって
分離されている。上述の実施態様において、各金属製の
条片は比較的狭小幅であり、条片の中心線３０は、第２
図に明確に示すように、管部材の外面にて望ましくは１
８０°相互に間隔を離し、すなわち、直径方向の対向状
態に配設される位置にある。望むならば、条片は、管部
材の外面の異なる角度位置に間隔を離して配設すること
が出来るから、本発明の範囲は上記条片の間隔位置に限
定されるものではない。金属製条片２６．２８は管部材
の外面に溶着又は接着することが出来、例えば、銅製と
し、金めっきし、検出装置を所期の目的に使用した場合
、最良の性能が得られ２．るようにすることが出来る。

例えば、金属製条片を金めっきすることは、特に、検出
装置を浸漬する液体と反応するとき、条片を清浄に保ち
、汚れを最小限に止めるのに効果的である。さらに、金
属製条片は管部材上に出来るだけ薄く形成することが望
ましい。これが薄いことは、各条片が比較的狭小幅であ
ることと相俟って検出装置全体の寸法及び重量を可能な
限り小さくすることが出来る。

金属製条片２６．２８が、電解液のような液体と接触す
るとき、電気信号が発生するように、第１図の実施態様
は、各金属製条片に取付け、又は係合させることが望ま
しい電線３２を備えている。

図面から、電線３２は管部材の基端部１５にて金属製条
片の端部に位置決めされているのが分かる。

これは、電線を取付ける望ましい位置の１つに過ぎず、
電線は最終的に、両金属製条片が液面を検出しようとす
る液体に接触したとき、間を電気信号が通るよう、電気
回路に接続することが出来る。

第１図乃至第３°図の液面検出装置の実施態様おいて、
金属製条片２６．２８は管部材の外面にて末梢部１８の
箇所まで伸長しているのが分かる。

金属製条片２６は、末梢箇所３４に端末がある一方、金
属製条片２８は、末梢箇所３５に端末がある。上記実施
態様において、末梢箇所３４．３５は、共に、管部材の
末梢端１９から内方及び基端方向に間隔を置いて配設さ
れている。このように、金属製条片の末梢箇所を内方に
間隔を置いて配設したことにより、検出中、管部材の末
梢端１９を検出しようとする液体中に確実に浸漬させる
ことが出来る。

本発明によれば、金属製条片の末梢箇所は別の実施態様
が可能である。例えば、第４図に示すような金属製条片
の別の１つの実施態様がある。第４図において、管部材
１２ａの末梢部１８ａは上述の実施態様と同様、外面に
設けた金属製条片２６ａ、２８ａを備えている。しかし
、金属製条片２６ａの末梢箇所３４ａ１及び金属製条片
２８ａの末梢箇所３５ａは、共に、管部材１２δの末梢
端１９ａまで伸長している。

第５図は金属製条片の別の実施態様を示す。第１，５図
において、管部材１２ｂの末梢部１８ｂ＋ｉ金属製条片
２６ｂ、２８ｂを備えている。この実施態様において、
金属製条片２６ｂの末梢箇所３４ｂ１ま管部材１２１＋
の末梢端１９ｂまで伸長してｌ、Ｘる。一方、金属製条
片２８ｂの末梢箇所３５ｂは管部材の末↑肖部１８ｂま
で伸長しているが、末梢端１９ｂ力）ら僅かに内方に間
隔を置いた位置に配設されてしする。

金属製条片の幅に関する別の実施態様が第６図に示しで
ある。この実施態様におし１て、金属製条片２６ｃの幅
は管部材１２ｃの外面２５ｃ４こ沿って変化している。

より具体的には、金属製条片２６Ｃは管部材の基端部１
５ｃ内にて幅が広くなり、この実施態様にて、幅広の／
り・ノド３６内（こ端末力（ある。このパッド３６は第
１図に関し説明しｌこように、電線を接続するのに使用
するか、又（ま、金属製条片と信号処理の電気回路間に
電気路を形成する電気コネクタ又はその他の接点機構の
接触部分として使用することが出来る。金属製条片のそ
の他の配設又は形態も本発明の範囲内である。

次ぎに、第７図を参照すると、容器内の液体の液面を検
出する自動化学分析装置又は成分分析装置に採用した、
液面検出装置１０が示しである。

第７図において、検出装置１０の基端部１５には導管３
９と関係するコネクタ３８が係合する。このため、導管
３９と管部材１２内の流路２０間が流体連通ずる。電線
３２をコネクタ３８に通し、上述のように、金属製条片
２６．２８を分析装置内の電気回路に接続させることが
出来る。使用中、管部材の末梢部１８は処理し又は分析
せんとする液体４１の入った容器４０内に挿入すること
が出来る。容器４０は試験管、試薬ウェル、バイアル等
、液体を保持する任意の容器でよいが、管部材１２を挿
入するための開放端４２を備えることが望ましい。本発
明の液面検出装置を液体分配手段として使用する場合、
液体は管部材１２を介して容器内に導入することが出来
る。一方、液体４１を容器４０から配設するため、導管
３９を真空ポンプ等に接続することが出来る。

・何れの場合でも、容器内の液体の有無、又はその液体
量を検出する必要がある場合、容器内の液、体の上面４
２が測定点又は検出点となる。血液血清、食塩液、その
他の塩溶液のような電解質流体において、金属製条片２
６．２８が液体４１の上面４２に接触するや否や電気信
号が発生する。実際、それぞれの金属製条片の末梢箇所
３４．３５だけが液体に接触することにより、液体の液
面をかなり正確に制御し、又はその液面に関する情報を
得ることが可能となる。従って、管部材の末梢部を液体
中に浸漬させ、金属製条片の末梢部に接触するや否や、
電気信号が発生され、さらに処理することが出来る。信
号をさらに処理することにより、例えば、検出装置内の
電子部品を利用し、ユーザに対し、所期の検出又は分析
に合っｔ；容積の液体が容器に入っていることを知らせ
ることが出来よう。容器内の液体量が過多である場合、
液体と金属製条片同士が電気的接触しなくなるまで、管
部材内の流路から液体を排出することが出来る。

上述のように、本発明は、特に、自動化学分析装置又は
成分分析装置に使用するのに適した液体の液面検出装置
を提供するものである。実験室で一般に使用されている
容器を含む、様々な種類の容器内の液体の液面を検出す
ることが可能である。

本発明の装置は、容器内に液体が入っていることを確認
し、又は所期の検査を行うのに十分な量の液体があるこ
とを検出するのに有用である。金属製条片を含む一一本
発明の装置の物理的寸法は比較的小さいため、装置は清
浄な状態を保ち、又、液体中の浸漬される装置の末梢端
に成分が付着するのを防止することが出来る。上述のよ
うに、管部材をプラスチックで製造した場合、プラスチ
ック材料が疎水性であるため、上記清浄な状態を維持す
ることがさらに容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体の液面検出装置の好適実施態様を
示す、側面図、 第２図は第１図の液体の液面検出装置の端面図、第３図
は第１図の線３−３に関する液体の液面検出装置の断面
図、 第４図は本発明の液体の液面検出装置の別の実施態様に
おける末梢部を示す、部分側面図、第５図は本発明の液
体の液面検出装置のさらに別の実施態様における末梢部
を示す、部分側面図、第６図は電気的に伝導性の要素の
幅が可変である、液体の液面検出装置基端部の別の実施
態様を示す、一部拡大立面図、及び 第７図は容器内の液体の液面を検出する自動分析装置に
使用した場合の、好適な液体の液面検出装置の側面図で
ある。 （主要符号の説明） １０：検出装置　　１２：管部材 １４：縦軸心　　　１５：基端部 １６：基端　　　　１８：末梢部 １９：末梢端　　　２０：流路 ２２．２４：開口 ２６．２８：条片。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）外面、及び液体中に浸漬させる末梢部を有す
   る電気的に非伝導性の部材と、 ｂ）前記部材の末梢部の外面上に相互に間隔を置いて位
   置決めされた２つの電気的に伝導性の要素と、及び ｃ）前記両伝導性要素が、前記末梢部を浸漬させる液体
   に接触したとき、電気信号を検出し、よって、液体の液
   面を検出し得るよう、前記伝導性要素の各々を電気回路
   に接続する手段とを備えることを特徴とする液体の液面
   の検出装置。
2. （２）前記部材が縦軸心に沿って細長いことを特徴とす
   る請求項１に記載の検出装置。
3. （３）前記部材が前記縦軸心に沿って内部を伸長する流
   路を備え、前記流路が前記末梢部の開口に端末があり、
   液体が前記開口を通って流動し得るようにしたことを特
   徴とする請求項２に記載の検出装置。
4. （４）前記部材が前記流路と流体連通し、液体が前記部
   材を通って流動し得るよう、前記部材が前記流路と流体
   連通する第２開口を備え、及び前記部材が基端部を備え
   、前記第２開口を、部材の基端部における流路端にて前
   記縦軸心に沿って位置決めすることを特徴とする請求項
   ３に記載の検出装置。
5. （５）前記伝導性要素が、前記部材の縦軸心に対し略平
   行に、部材の外面に沿って伸長する細長い金属製条片で
   あることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
6. （６）前記末梢部が末梢端を備え、及び前記金属製条片
   の少なくとも一方が前記末梢端まで伸長することを特徴
   とする請求項５に記載の検出装置。
7. （７）条片の幅が前記部材の外面に沿って変化すること
   を特徴とする請求項５に記載の検出装置。
8. （８）ａ）縦軸心、外面、及び液面を検出しようとする
   液体中に浸漬される末梢端を有する末梢部、前記末梢部
   と反対側の基端部、及び前記縦軸心に沿って内部を伸長
   すると共に、液体が前記部材を通って流動し得るよう、
   前記末梢部の第１開口及び前記基端部の第２開口で終端
   となっている流路を備える電気的に非伝導性の細長い円
   筒形管部材と、 ｂ）前記部材の外面に沿って伸長し、かつ相互に間隔を
   置いて配設されると共に、前記部材の末梢部まで伸長す
   る１対の金属製条片とを備え、前記条片の双方が、前記
   末梢部を浸漬させる液体に接触したとき、電気信号を検
   出し、よって、液体の液面を検出し得るよう、前記条片
   が電気回路に接続可能であるようにしたことを特徴とす
   る、成分分析装置の使用に適した液体の液面検出装置。
9. （９）各条片が前記部材の末梢部の別の端末箇所まで伸
   長することを特徴とする請求項８に記載の検出装置。
10. （１０）前記部材をプラスチック製とし、及び前記条片
    を前記部材に取付けることを特徴とする請求項８に記載
    の検出装置。