JPS6364B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ハウジングと、 固定軸のまわりを回転するため該ハウジング上
に取り付けられたロータであつてその周縁に配置
された複数の圧力ローラーを含むローターと、 投与セツトのチユーブセグメントを前記ローラ
ーの少なくとも一部と圧縮係合に位置決めするた
めの圧力プレートを含む手段であつて、それによ
つて前記ロータの回転毎に流体のあらかじめ定め
た容積が前記チユーブセグメントを通つてポンプ
送りされるようになつている前記圧力プレートを
含む手段と、 前記ロータを駆動するためのステツパモータを
含む手段と、 反復するクロツクパルス源と、 前記クロツクパルスに応答し前記クロツクパル
スの予定数の発生毎に第１の出力パルスを供給す
るための第１のパルス除算器であつて所望の流量
を指示する使用者があらかじめセツトした除算係
数を提供する前記第１のパルス除算器を含む流量
設定手段と、 前記第１の出力パルスに応答し前記第１の出力
パルスの予定数の発生毎に第２の出力信号を供給
するための第２のパルス除算器を含む流量補償手
段と、 前記第２のパルス除算器の出力へ応答し前記第
２の出力パルスの発生毎に前記ステツパモータを
一増分だけ前進させるためのモータ駆動手段、 とを備え、 前記第２のパルス除算器は前記第１の出力パル
スを前記設定した流量と実際の流量との間の誤差
変動について補償するためのあらかじめセツトし
た除算係数を供給し、それによつて所望の流量が
定量化装置によつて確立されることを特徴とする
流体注入セツトを通る所望の流体流量を確立する
ための定量化装置。 ２ 前記第２のパルス除算器は２進カウンタを含
み、前記第１の出力パルスは該カウンタのクロツ
ク入力へ印加され、そして前記第２のパルス除算
器は前記カウンタがあらかじめセツトしたカウン
トに達する時該カウンタをリセツトするため該カ
ウンタの出力へ連結された入力を持つ少なくとも
１個の論理ゲートを備えている請求の範囲第１項
の流体定量化装置。 ３ 前記カウンタの出力を前記論理ゲートの入力
へ選択的に接続するための複数のスイツチを含ん
でいる請求の範囲第２項の流体定量化装置。 ４ 前記複数のスイツチは定量化装置のハウジン
グ内に収容されている請求の範囲第３項の流体定
量化装置。 ５ 流体注入セツトのチユーブをそのセグメント
に沿つて少なくとも２個所で閉塞するための少な
くとも１対の圧力部材を含んでいる手段と、 前記閉塞手段を前記チユーブのセグメントに沿
つて前進させるため作動経路に沿つて運動する架
台と、 チユーブの前記セグメントに沿つて前記閉塞個
所を別々に前進させてその中の流体の流れを制御
するため前記閉塞手段と作動的に係合されたステ
ツパモータを含む手段と、 反復するクロツクパルス源と、 前記クロツクパルスに応答し前記クロツクパル
スの予定数の発生毎に第１の出力パルスを供給す
るための第１のパルス除算器であつて所望の流量
を指示する使用者があらかじめセツトした除算係
数を提供する前記第１のパルス除算器を含む流量
設計手段と、 前記第１の出力パルスに応答し前記第１の出力
パルスの予定数の発生毎に第２の出力信号を供給
するための第２のパルス除算器を含む流量補償手
段と、 前記第２のパルス除算器の出力へ応答し前記第
２の出力パルスの発生毎に前記ステツパモータを
一増分だけ前進させるためのモータ駆動手段、 とを備え、 前記第２のパルス除算器は前記第１の出力パル
スを前記設定した流量と実際の流量との間の誤差
変動について補償するためのあらかじめセツトし
た除算係数を供給し、それによつて所望の流量が
定量化装置によつて確立されることを特徴とする
流体注入セツトを通る所望の流体流量を確立する
ための定量化装置。 本発明の背景 本発明は一般には流体注入システム、そしてさ
らに詳しくはそのようなシステムのための改良さ
れた流れ定量化装置に関する。 人体への流体の注入は通常投与セツトと、該セ
ツトを通る流体の流量を制御する定量化装置との
組合せによつて達成される。チユーブの一部の反
復する圧縮および膨張によつて作用するぜん動タ
イプの定量化装置は、液もれおよび汚染をシステ
ムへ導入せず、システムを通過する流体の流れの
積極的制御を提供するので特に魅力的であること
が証明されている。 注入使用に特によく適しているぜん動タイプの
定量化装置の一つの型が1979年５月22日、サーマ
ン、エス、ジエスに対し発行され、本出願人に譲
渡さた米国特許第4155362号に記載されている。
基本的に、この装置はステツパモータ駆動ロータ
に取付けられた、投与セツトのチユーブを静止プ
ラテンに対し圧縮する個々にばね付勢されたロー
ラーと、そして該ローラーがそれに対して作用し
なければならない背圧を提供するためロータの下
流でチユーブの内孔を制限するばね付勢されたプ
ランジヤーとを含む。この背圧はチユーブ中の溶
解ガスの遊離を防止し、チユーブがローラーによ
る圧縮後原形に復帰することを助け、そして装置
の故障の場合制御されない重力流を防止する。 薬剤を投与しているときのような多数の応用に
おいては、流体の予定した量だけを予定した流量
で注入するように定量化装置の運転を非常に精密
に制御することが必要である。不幸にも、装置お
よびチユーブ、特に定量化ヘツドが遭偶する製作
公差は、個々に補償しなければならない個々のユ
ニツトに固有の定量誤差を導入し得る。ある場合
にはステツパモータとロータとの間に独特の歯車
を製作し、装着することを必要とし、これは装置
のコストを望ましくなく増加させた。本発明の定
量化装置は流量誤差を補償するようにロータの回
転数を自動的に変え、それにより個々のユニツト
に対する独特の歯車の必要性をなくす新規な流量
補償回路を備える。 従つて本発明の一般的目的は、人体へ流体を注
入するための新規な改良されたシステムを提供す
ることである。 本発明の特定な目的は、人体へ流体を注入する
ための、投与セツトと共に使用する新規な改良さ
れた装置を提供することである。 本発明の他の目的は、流体の予定した量を予定
した流量で正確に投与するためのぜん動タイプの
ポンプおよび制御システムを提供することであ
る。 本発明のその他の目的は、改良された定量化精
度を提供する流体定量化装置を提供することであ
る。 本発明のさらに他の目的は、使用が簡単で便利
な内蔵流体定量化装置を提供することである。 本発明の概要 本発明は流体注入セツトを通過する流体の流れ
をあらかじめセツトした流量に維持するための定
量化装置に関する。該定量化装置は、ハウジング
と、該ハウジングに固定軸心のまわりの回転のた
め取り付けられそして複数の周縁に配置された圧
力ローラーと、そして投与セツトのチユーブセグ
メントを該ローラーと圧縮係合に位置させ、それ
によりロータの回転につれて流体をチユーブを通
つてポンプ送りするための圧力プレートを含む。
ロータを駆動するためステツパモータを含む手段
が設けられる。ステツパモータは、使用者が入れ
た第１の増倍率を提供するパルス除算器回路およ
びあらかじめセツトした第２の増倍率を提供する
流量補償回路を通る反復するクロツクパルスの源
によつて駆動され、除算器および補償回路は共同
してクロツクパルスのあらかじめ定めた数の発生
毎に前記ステツパモータへステツピング信号を提
供し、それにより該モータはチユーブを通る流体
をあらかじめ定めた流量に定量化する。

【図面の簡単な説明】

新規であると信ずる本発明の特徴は特に請求の
範囲に記載されている。本発明はその他の目的お
よび利益と共に、添付図面と共に以下の説明を参
照することによつて最良に理解できる。図面にお
いて類似の参照番号は類似のエレメントを同定す
る。図面において、第１図は本発明によつて構成
した注入定量化装置の斜視図である。 第２図は、ロータおよび下流閉塞ステーシヨン
を示すように破断した、第１図の定量化装置に用
いられるぜん動ポンプの拡大正面図である。 第２ａ図および第２ｂ図は、交番する開閉位置
にある第２図に示したポンプの下流閉塞ステーシ
ヨンを示す。 第３図は、第２図の線３―３に沿うポンプの断
面図である。 第４図は、本発明の定量化装置へ組入れられた
制御システムの単純化した機能的ブロツク図であ
る。 第５図は、該制御システムの一部概略化した機
能的ブロツク図である。 第６図は、本発明の流体定量化装置に用いられ
るぜん動定量化ヘツドおよびプラテンの正面図で
ある。 好適な具体例の説明 図面、特に第１図を参照すると、投与セツトと
共に使用すべき静脈または動脈への流体の流れを
制御するためのぜん動タイプの流れ定量化装置１
０は、持ち運び便利のため一端にハンドル１３を
有する一般に長四角のハウジング１２を含む。ハ
ウジングの前表面はオペレータがこの定量化装置
の運転を制御し、監視することを許容する制御パ
ネル１４と、投与セツトのチユーブ１６の一部を
その中の流体流の制御を実行するように圧縮する
ためのぜん動タイプの流れ定量化ヘツド１５とを
含む。みぞ１７が定量化ヘツド１５の上部に設け
られ、流れの不規則性がもつと容易に観察し得る
ようにチユーブセグメントの一部をオペレーター
の便利な視界に維持する。 チユーブセグメント１６が一部となつており、
そして設計および構造は常法どおりでよい投与セ
ツトは、ビニールのようなプラスチツク材料で好
ましくは製作され、そして無菌および非発熱源的
な条件で包装される。汚染の危険を避けるため、
投与セツトは普通１回使用のみに利用され、使用
後廃棄される。 定量化装置の運転モードはプツシユボタン停止
スイツチ２０、プツシユボタン始動スイツチ２
１、およびプツシユボタンオン／オフスイツチ２
２によつて制御される。これらプツシユボタンス
イツチのそれぞれは内部指示ランプを含み、装置
の運転モードの積極的指示を提供する。 種々の異常運転状態は、モード制御ボタンの左
（第１図で見て）に制御パネルに含まれる指示ラ
ンプ２３ないし２７によつて告知される。これら
指示ランプの作動は、定量化装置内でのそれらの
それぞれのシステムの作動に関連して説明され
る。 制御パネル１４はさらに注入された容積のデジ
タルデイスプレー３０、注入すべき容積のデジタ
ルデイスプレー３１、および流体流量のデジタル
デイスプレー３２を含む。デイスプレー３０によ
つてデイスプレーされる容積は実際に注入された
流体の容積であり、そしてプツシユボタンリセツ
トスイツチ３３によつてオペレーターがゼロへリ
セツトすることができる。デイスプレー３１によ
る注入すべき容積は、オペレーターが一組のプツ
シユボタンスイツチ３４により注入すべき流体の
所望量を指示することにより存在する。同様に、
注入流量デイスプレー３２は、オペレーターがプ
ツシユボタンスイツチ３５の第２の組により注入
が行われる流量を指示することによつて存在す
る。 第２図を参照すると、ぜん動定量化ヘツド１５
は、周縁に等間隔関係に配置された４個の圧力ロ
ーラー４１を有するロータアセンブリ４０を含
む。ローラーは自由回転のためそれぞれのシヤフ
ト４２へ取り付けられ、そして該シヤフトはそれ
ぞれの放射状スロツト４４および放射状に整列し
たくぼみ４５によつて放射方向運動に制限された
それぞれの架台アセンブリ４３上に支持される。
ローラーは、くぼみ内に配置されたそれぞれのら
せんばね４６によつて放射方向外側方向へばね負
荷される。 ポンプはまた円弧状作業表面５１を有する圧力
プレート５０を含み、該表面は形状が実質上ポン
プロータの周縁と一致し、そして隣接するローラ
ー間に延びるロータ周縁の少なくとも一部のまわ
りでチユーブセグメント１６がローラー４１と圧
縮係合に入るように位置する。圧力プレートは、
圧力プレート上に設けた垂直スロツト５３で作動
するように制約された偏心カム５２の回転によ
り、チユーブセグメントの装着および除去を容易
にするため、ロータ４０へ向つておよびそれから
遠方へ往復動し得る。カムの回転は、カムと作動
的に接続されたシヤフト５４と、使用者が作動し
得るレバー５５とによつて達成される。レバー５
５が第２図に示すようにその底位置にある時、圧
力プレートはロータ周縁の十分に近くへ移動し、
チユーブセグメント１６はローラーにより完全に
閉塞される。各ローラーはチユーブセグメントと
の係合に個別的に片寄せられているので、各ロー
ラーによつて加えられる圧力はチユーブセグメン
トと係合するローラーの数には無関係である。 ぜん動定量化ステーシヨンを通過した後、チユ
ーブセグメント１６は光源６０と光検出器６１と
の間を延び、この両者は気泡検出器ステーシヨン
６２を構成する。今見られるように、このステー
シヨンの機能はチユーブセグメント内に気泡が発
生する時、運転を停止し、オペレーターに警告す
ることである。 第２および第３図を参照すると、チユーブは次
に流れ制限ステーシヨン６２を通過する。このス
テーシヨンは圧力ブロツク６６と、そしてチユー
ブセグメント１６の側壁に対して片寄せられたス
ライド自在に取り付けられた流れ制限プランジヤ
６７とを含む。チユーブセグメントと係合するプ
ランジヤ６７の端部は、くさび形作業表面７０お
よび一般に平坦な制御表面７１とを有する一般に
Ｌ字形のヘツド部分６８を含む。プランジヤ６７
は静止取り付けブロツク７３にスライド自在に収
容され、そしてヘツド部分６８をチユーブセグメ
ントとの係合に片寄せるために設けたらせん圧縮
ばね７４の中心を通つて延びる中央本体部分を含
む。 ヘツド部分６８の作業表面７０は、チユーブが
圧力ブロツク６６に対して所定位置に固定される
とき、チユーブ内部の流体の流れ方向に対して実
質上直角にチユーブセグメント１６の側壁に対し
て押し付けられる。その結果、チユーブセグメン
トの内孔は係合点において閉塞され、そしてロー
ラー４１の係合点と、くさび形作業表面７０の係
合点の間に下流導管セグメントが形成される。前
に開発されたように、この方法におけるチユーブ
の閉塞は該チユーブセグメント中の流体の圧力を
増し、そしてその中の溶解ガスの分離を防止す
る。 プランジヤー６７の制御表面７１は流体の流れ
方向に実質上平行に延び、そして作業表面７０よ
りも実質上面積が広い。制御表面７１の相対的に
広い面積は、プランジヤをポンプ運転時のチユー
ブ内孔内圧力を一層敏感にし、それによりポンプ
が運転されていないとき、チユーブが低い作業圧
力において開く能力を害することなくチユーブを
もつと積極的に閉塞する高い圧力がばね７４によ
つて加えられることを可能にする。 プランジヤ６７はチユーブセグメント１６の装
着および除去を容易にするため、プランジヤ６７
と共に往復動するために取り付けられた使用者操
作レバー７６によつて開くことができる。プラン
ジヤは、装置ハウジング１４へ取り付けた静止取
付けブロツク７３によつて形成された作動通路に
沿つて往復動することへ制限される。らせん圧縮
ばねが一端においてこの取付けブロツクに対し、
他端においてプランジヤのヘツドに対し押し付け
られ、プランジヤのチユーブセグメントに対する
望ましい片寄せを生じさせる。 プランジヤの自動的解放は、７８において圧力
プレート５０へ回動自在に取り付けられ、そして
プランジヤに対し直角な平面内での作動のためら
せんばね７９によつて付勢された掛け金部材７７
によつて得られる。プランジヤは第２ｂ図に示す
ように、その全開位置へプランジヤが動かされた
時その中に掛け金部材７７が収容されるスロツト
８０を含む。プランジヤの端部８１は掛け金部材
がスロツト８０へ収まる前の移動を容易にするた
め、先細とすることができる。 一旦掛け金部材がスロツト中に収まれば、プラ
ンジヤは開位置にロツクされ、そしてチユーブセ
グメントは容易に除去し得る。 圧力プレート５０がその後閉じられる時プラン
ジヤが解放されることを確実にするため、取り付
けブロツク７３には作動ピン８２が設けられる。
第２図および第３図に示すように、この作動ピン
は先細の端部表面８３を有し、ノブ５５の回転に
よつて圧力プレートがその閉位置へ復帰する時、
回動自在に取り付けた掛け金部材７７をスロツト
８０から移動させる役目をする。このようにプラ
ンジヤは、定量化装置が閉じられる時、投与セツ
トのチユーブセグメントに対し再びばね付勢され
るように自動的に解放される。これはシステムが
プランジヤによつて提供される背圧および重力流
防止なしに不注意に運転されるのを防止する。ま
た、圧力プレートが閉じられる時、掛け金部材７
７の移動がプランジヤが掛け金から外れることを
防止する。プランジヤ６７の制御表面７１に隣接
する案内部材８４は、運転中チユーブセグメント
が圧縮プランジヤから不注意に外れて引張られる
ことを防止する。 チユーブセグメント１６がみぞ１７内によく見
える垂直位置に固定されているため、それを通過
する流体の流れは容易に監視することができる。
さらにこのみぞは、定量化ヘツド１５の入口およ
び出口部において追加のチユーブクランプの必要
をなくし、同時にポンプハウジングに審美的に快
適な構造を提供する。 第４図を参照すると、定量化装置１２のための
制御システムはステツパモータ１００を含み、該
モータへ加えられたステツプ指令毎に一増分だけ
ロータを駆動するようにロータ４０へ回転可能に
連結されていることが見られる。このステツパモ
ータの運転に要する多相信号を供給するため、定
量化装置は多相モータ駆動回路１０１を含み、該
回路は流量補償回路１６０を通つて印加される制
御パルスに応答し、モータを一増分だけステツプ
させる多相出力信号を発生する。制御信号は、連
続的に作動しているクロツク１０３から予定した
数の入力パルスを受信した後に出力信号を発生す
る可変レート除算器１０２によつて発生する。設
計および構造が慣用のものでよい除算器は、使用
者によつて所望の除算レートへあらかじめセツト
され、該レートは付属のデイスプレー装置１０４
によつてデイスプレーされる。このようにして可
変レート除算器１０２へ違つた除算係数をセツト
することにより、ステツパモータは広範囲の回転
速度で運転されることができる。 注入された流体の全容積を指示するデイスプレ
ーを提供するため、除算器１０２からの出力パル
スへ応答するレジスタ１０５が設けられる。レジ
スタ１０５の計数状態、従つて注入された容積は
デイスプレー装置１０６によつてデイスプレーさ
れる。除算器１０２からの出力パルスはまた、付
属のデイスプレー装置１０８を持つているレジス
タ１０７へも加えられる。このレジスタは二方向
レジスタであつて、これは定量化装置の使用前に
あつては注入すべき流体量に相当する計数状態ま
で上へカウントし、そして次に使用時には流体の
注入をゼロの計数状態に達するまで下へカウント
する。ゼロになつたとき、レジスタはモータ駆動
回路１０１への制御パルスの印加を中断するよう
にゲート１０９を不能化する出力信号を発生す
る。 流れ定量化装置１０の制御システムは、第５図
に詳しく図示されている。こゝでは可変レート除
算器１０２の除算係数、従つて流体注入流量はレ
ジスタ１１０の計数状態に依存することが見られ
る。この計数状態は、パルス源１１３からレジス
タへパルスを供給するためそれぞれのNORゲー
トを活性化する流量設定スイツチ３５によつて、
使用者によつて好都合にセツトすることができ
る。 レジスタ１１０の出力は比較回路１１４へ加え
られ、そこでレジスタの計数状態が予定の固定最
低流量、典型的には５ml／時と比較され、除算器
１０２よつて確立された注入流量が該最低流量よ
りも大きいか小さいかを決定する。所望の流量が
最低流量より大きい場合には、比較回路１１４
は、所望量の流体の注入が完了した後に最低限の
開いたまゝを保つレートを確立するように
NANDゲート１１５を活性化する出力信号を発
生する。このためクロツク１０３の出力は固定除
算器１１６へ加えられ、これが一定した最低の開
いたまゝに保つレートで出力パルスを供給する。
これらのパルスはNORゲート１１７、およびこ
のゲートの状態に応じて流量補償回路１６０を通
つてモータ駆動回路１０１へ加えるためのORゲ
ート１１８へも加えられる。この開いたまゝに保
つモードは、二方向レジスタ１０７がゼロの計数
状態に達することによつて信号される、所望量の
流体が注入し終つた後でのみ作動する。 ゼロの計数状態に達したときレジスタ１０７に
よつて発生される出力信号は、NANDゲート１
１５の残りの入力と、そしてNORゲート１１９
の一方の入力へ加えられる。この結果NORゲー
ト１１９は抑止され、そして可変除算器１０２か
らのパルスの印加が中断される。予定の最低流量
よりも可変流量が大きい結果NANDゲート１１
５が可能化されるとき、レジスタ１０７からのゼ
ロ状態出力信号は、インバーター１２０を経由し
て「開いたまゝに保つ」指示器２４と、そして信
号が可能化信号として働らくNORゲート１１７
の入力とに加えられる。このゲートは、可能化し
たとき固定レート除算器１１６からの固定レート
パルスがORゲート１１８、従つて流量補償回路
１６０を経由してモータ駆動回路１０１に加えら
れることを可能にする。このように所望量が注入
された後でも最低流量は維持される。 ステツパモータ１００に始動、停止制御を供給
するため、NORゲート１１７および１１９の残
りの入力は始動停止フリツプフロツプ１２１の出
力へ接続される。このフリツプフロツプは、プツ
シユボタン始動スイツチ２１の活性化によつて始
動状態に、またはプツシユボタン停止スイツチ２
０の活性化により、もしくはパワーの切断、投与
セツト中に気泡の検出、投与セツト中に閉塞の検
出、定量化装置の運転中定量化ヘツド圧力プレー
トが開くことを含む多数の正常でない状態の一つ
が発生したことにより停止状態にされる。 実際に注入された流体の容積の正確な表示を与
えるため、ORゲート１１８の出力は固定除算器
１２２へ加えられ、そこで注入された流体１ml当
り一出力パルスを発生するように一定の除算係数
が加えられる。ステツパモータ１００がチユーブ
セグメント１６を通じて１mlポンプ送りするため
2353回ステツプすることを要し、そして流量補償
回路１６０は補正を必要としない名目的補正係数
Ｎを有するものと仮定すると、そのとき除算器１
２２は所望の容積指示出力信号を得るため2353×
Ｎで割るようにセツトされる。この出力信号はレ
ジスタ１０５へ加えられ、そこで該レジスタのそ
のときの計数状態が実際に注入された流体の容積
を示すように該レジスタの計数状態を進める。前
述したようにこの容積はデイスプレー装置１０６
によつてデイスプレーされる。 除算器１２２からの容積指示出力パルスは、
ORゲート１２３を経由して二方向レジスタ１０
７のステツピング入力へも加えられ、そこで該パ
ルスは、システム中を流体が１ml通過する毎にゼ
ロに向つて一段階づつレジスタをして下へカウン
トさせる。前述したようにレジスタ１０７の計数
状態、従つて注入すべき流体の容積は、デイスプ
レー装置１０８によつてデイスプレーされる。 この注入定量化装置を使用する前に、レジスタ
１０７の計数状態は使用者がパルス源１１３から
のパルスを瞬間的に該レジスタへ加えることによ
つてあらかじめセツトされる。これはオペレータ
ーが容積セツトスイツチ３４を作動することによ
つて可能化されるNORゲート１２４によつて達
成される。実際にはカウンターのそれぞれの桁毎
に一つづつの前記スイツチおよびNORゲートが
設けられる。NORゲート１２４の残りの入力は、
定量化装置の作動中容積デイスプレーが変化しな
いように始動、停止フリツプフロツプ１２１の出
力へ接続される。 レジスタ１０７は、加えられるモード制御信号
に応じて上へも、または下へもカウントすること
ができる。この信号は、装置が停止しているとき
はパルス源１１３からのセツトパルスの印加によ
り上へカウントし、そして定量化装置が作動して
いるときは除算器１２２からの容積指示パルスの
印加によつて下へカウントするようにレジスタ１
０７を調整するようにインバータ１２５によつて
始動、停止フリツプフロツプ１２１の出力から発
生する。 定量化装置の最初の作動前に、レジスタ１０５
はオペレーターがプツシユボタンリセツトスイツ
チ３３を活性化することによつてリセツトされ
る。このスイツチはANDゲート１２６の一入力
へ接続され、該ゲートの他の入力は、定量化装置
の作動中リセツトスイツチ３３を働らかないよう
にするため始動、停止フリツプフロツプ１２１の
出力へ接続される。ANDゲート１２６の出力は
ORゲート１２７を経由してレジスタ１０５およ
び除算器１２２のリセツト入力へ加えられる。こ
のようにして該除算器およびレジスタは、装置の
最初の作動前にゼロの出発状態へ同時にリセツト
される。 レジスタ１０５，１０７および１１０に最初の
計数状態を自動的に確立するため、装置へパワー
を最初に加えることに応答する自動リセツトステ
ージ１３０が設けられる。この自動リセツトステ
ージの出力は、レジスタ１０５と除算器１２２と
にゼロの計数状態を確立するようにORゲート１
２７の残りの入力と、そしてANDゲート１３１
を経由してレジスタ１１０のリセツト入力とに印
えられる。もしオペレーターがレジスタ１１０の
最上位ビツトを４より上へセツトしようと試みる
と、ANDゲート１３１の残りの入力へ接続され
たリセツト回路もまた該レジスタをリセツトす
る。このようにして１時間あたり455ml以上の注
入量のセツテイングが防止される。前記自動リセ
ツトステージの出力はレジスタ１０７へも加えら
れ、その中で定量化が作動状態に入る前に「開い
たまゝ」のモードが開始されるのを防止するため
１mlの最低計数状態を確立する。 注入定量化装置の作動は、プランジヤー６７へ
付属するスイツチ１３２（第２図）によつて検出
される投与セツト内に閉塞が発生したときに停止
される。このスイツチはスイツチ３３乃至３５に
類似の圧力スイツチでも、もしくは磁気的に活性
化されるホール効果スイツチでもよく、そして投
与セツト内の閉塞の結果、プランジヤーがチユー
ブに対して閉じることを許容されるとき該プラン
ジヤーへ取り付けられた作動レバーによつて作動
される。このスイツチは出力信号を発生し、該信
号は始動、停止フリツプフロツプ１２１を停止状
態とするようにラツチ回路を活性化し、そして閉
塞指示ランプ２５を発光する。 装置の作動は気泡検出器６２で気泡が検出され
る場合にも停止される。この場合には気泡検出器
により出力信号が発生し、該信号は始動、停止フ
リツプフロツプ１２１が定量化装置の作動を停止
する状態となるようにラツチ回路を活性化する。
同時に気泡表示ランプ２３が点灯しオペレーター
に警告する。 流体定量化装置の運転電力は、オン―オフスイ
ツチ２２を経由してACラインから運転電力を受
ける二つの単一方向電流供給源１３５と１３６と
によつて供給される。ACラインの故障の際の運
転電力の予備電源として蓄電池１３８が設けられ
る。該蓄電池はスイツチ２２を経由し電源１３５
の出力を結んで接続される。 平常蓄電池１３８は電源１３５によつて充電状
態に維持され、注入定量化装置の種々の制御回路
はこの合併電源からパワーを供給されるが、ステ
ツパモータ１００は電源１３６からパワーの供給
を受ける。ACライン電圧の中断にそなえるため、
電源１３５の出力は電圧コンパラタ１４０によつ
て連続的にモニターされる。ライン電圧の中断が
発生するとき、出力信号がコンパラタ１４０によ
つて発生し、同時に該信号は蓄電池オン指示器２
６を点灯し、リレー１４１を活性化する。 蓄電池電圧が予定した最低レベル以下に予定時
間の間低下するときはいつでも、定量化装置の作
動は停止される。このため蓄電池電圧は電圧コン
パラタステージ１３３により連続的にモニターさ
れる。低電圧状態の発生時には出力信号が発生
し、蓄電池低電圧ランプを点灯しそしてタイミン
グカウンター１３４の作動を開始させるラツチ回
路を活性化する。このカウンターは10分の時間お
くれを得るように固定除算器１１６によつて発生
した「開いたまゝにしておく」出力パルスをカウ
ントする。もしも低電圧状態がこのおくれ時間以
上に継続するときは、タイミングカウンター１３
４によつて出力信号が発生し、該信号が蓄電池低
電圧ランプを点滅させ、そして始動、停止フリツ
プフロツプ１２１を定量化装置の作動を停止させ
る状態とする。コンパラタ１３３の作動はコンパ
ラタ１４０から完全に独立しており、そしてシス
テム電圧が電源１３５から供給されるか、または
蓄電池１３８から供給されるかをチエツクする機
能を果すことに注目すべきである。 ステツパモータ１００はリレー１４１のトラン
スフアー接点を経由して電源１３６によつてパワ
ーの供給を受ける。これら接点の目的はコンパラ
タ１４０によつて検知されるACライン故障の際
に、ステツパモータの電源として蓄電池１３８に
代えることである。モータ１００の各種の位相巻
線は、該巻線に直列に接続されたスイツチングト
ランジスタ１４２乃至１４５によつて電源１３６
から個々にパワーを供給される。 ステツパモータ１００と定量化装置の感パルス
性制御回路との隔離は、スイツチングトランジス
タ１４２乃至１４５のそれぞれに付属する個々の
光学的アイソレーター１４６乃至１４９によつて
得られる。各々の光学的アイソレーターは、モー
タ電流源と各自のスイツチングトランジスタとの
間に接続された光検出エレメントと、そして各自
の反転増幅器１５０乃至１５３の出力に接続され
た発光ダイオード（LED）エレメントとを含む。
これら増幅器は、定量化装置の安全遮断制御手段
として働らく各自のNORゲート１５４乃至１５
７を経由して、モータ駆動回路１０１からの位相
信号を受ける。 NORゲート１５４乃至１５７は、めいめいの
NORゲートの入力の一つへ接続された出力を有
するORゲート１５８によつて始動、停止フリツ
プフロツプ１２１が停止モードにされたときに不
能化される。またこれらNORゲートは、ORゲー
ト１５８へ別の入力を供給する別のORゲート１
５９を経由し、気泡検出器６２および閉塞スイツ
チ１３２からの入力によつて不能化される。従つ
て閉塞の発生、気泡の検出、または何らかの理由
により始動、停止フリツプフロツプが停止モード
にされたとき、光学的アイソレータ１４６乃至１
４９への制御信号の中断が生じ、そしてステツパ
モータ１００への駆動パワーの中断が生じる。 作動にあたつては、使用者は最初レジスタ１１
０へ必要なパルス数を加えるようにスイツチ３５
を作動することによつてある注入流量をセツトす
る。このレジスタの計数状態は、可変除算器１０
２の出力に所望の注入流量に比例する反復率を持
つた制御パルスが発生するように該除算器をセツ
トする。これら制御パルスはNORゲート１１９
を経由してモータ駆動回路１０１へ加えられ、そ
こでそれらは多相ステツパモータ１００の運転を
制御するのに適した多相制御信号を発生するため
に使用される。駆動回路１０１で発生した位相信
号のそれぞれは、各自のNORゲート１５４乃至
１５７および反転増幅器１５０乃至１５３を経由
して各自の光学的アイソレーター１４６乃至１４
９へ加えられる。これらアイソレーターは各自の
駆動トランジスタ１４２乃至１４５が電源１３６
から電流をステツパモータ１００へ加えるように
伝導することを制御する。このようにしてステツ
パモータはぜん動ロータ４０をオペレーターがセ
ツトした速度で回転する。 注入される流体の容積の連続的読み取りを可能
とするため、流量補償回路１０６へ加えられる駆
動パルスは、注入された完全なミリリツトル数の
指標であるパルスを発生するように除算器１２２
へも加えられる。これらパルスはレジスタ１０５
でカウントされ、装置１０６に注入された流体の
実際の量を示すデイスプレーを供給する。 装置の最初の作動前に、注入すべき流体の総容
積の表示である最初の計数状態を確立するため、
パルス源１１３からNORゲート１２４およびOR
ゲート１２３を経由してパルスを瞬間的に加える
ことにより、レジスタ１０７へ最初の計数状態が
確立される。レジスタ１０７はこのときインバー
タ１２５を経由して始動、停止フリツプフロツプ
１２１により上へカウントする状態におかれる。 一旦この容積がセツトされると、スイツチ２１
を作動することによつて運転が開始され、そして
レジスタ１０７はフリツプフロツプ１２１によつ
て下へカウントする状態にされる。実際に注入さ
れた容積の表示である除算器１２２からのパルス
は、今やORゲート１２３を経由してレジスタ１
０７がゼロまで下へカウントするように加えられ
る。該レジスタがゼロの計数状態へ達するとき、
すなわち所望容積の流体が注入され終つたことを
示すとき、レジスタ１０７からの出力信号は
NORゲート１１９を抑止し、そして可変除算器
１０２からのパルスによつてステツパモータ１０
０のそれ以上の運転を防止する。しかしながら可
変除算器１０２によつて確立された流量が予定の
最小注入流量よりも大きい場合は、比較回路１１
４がNANDゲート１１５へ可能化信号を送り、
該ゲートはレジスタ１０７からの出力信号がイン
バータ１２０を経由してNORゲート１１７を可
能化することを可能にする。これは「開いたまゝ
にしておく」作動モードを確立し、該モードでは
固定除算器１１６からのパルスがモータ駆動回路
１０１へシステム内に所望の最小流量を維持する
頻度でステツピング指令信号を供給する。 レジスタ１０６，１０７および１１０は自動リ
セツト回路１３０によつてシステムの最初の作動
に際し自動的にリセツトされる。レジスタ１０５
は、始動、停止フリツプフロツプ１２１が停止状
態にされるときにスイツチ３３によつて手動でも
リセツトされることができる。 投与セツト中の閉塞に対する保護は、フリツプ
フロツプ１２１を停止状態にし、そしてANDゲ
ート１５４乃至１５７を抑止するスイツチ１３２
によつて達成される。同様に投与セツト内の気泡
の発生に対する保護は、やはりフリツプフロツプ
１２１を停止状態とし、ANDゲート１５４乃至
１５７を抑止する気泡検出器６２によつて達成さ
れる。ACライン故障に対する保護は、ステツパ
モータ１００を蓄電池１３８へ切り替えるように
リレー１４１を活性化する電圧コンパラタ１４０
により、そして所定時間低電圧状態が発生すると
き装置の作動を中断する電圧コンパラタ１３３に
よつて提供される。 上述の警報機能のどれか一つが発生したとき、
または所望量の流体が注入されたとき、オペレー
ターに装置への注意が必要であることを警告する
ように聴くことのできる警報１５９が作動する。
ポンプヘツドの圧力プレートへ付属するスイツチ
は、該ポンプヘツドが開かれているとき該警報を
閉鎖する。 流量誤差をなくすためステツパモータ１００と
ロータアセンブリ４０との間の歯車を変更する必
要性を避けるため、定量化装置１０は本発明に従
つて流量補償回路１６０を含む。第４図に図示す
るように、補償回路１６０は、使用者が選定した
レートで制御パルスを発生する可変レート除算器
１０２と、そしてステツパモータ１００のための
多相駆動信号を発生する制御回路を利用するモー
タ駆動回路１０１との間に含まれる。このように
位するため、流量補償回路１６０の効果は、定量
化ヘツドの定量化誤差を補償するある係数で乗算
器１０２が発生した制御パルスを除算することで
ある。この係数は好ましくは装置の製作時に決定
され、そして平素はオペレーターがさわれない装
置内部のスイツチによつてセツトされる。 第５図に図示するように、補償回路１６０は、
運転中でも、開いたまゝのモードのいずれにおい
ても有効であり、そして装置の種々の保護回路の
作動を妨害しないように、ORゲート１１８の出
力に位置する。さらに補償回路１６０は除算器１
２２およびレジスタ１０５に印加されるパルスに
影響しない。これは定量化誤差がこれら装置には
存在しないからである。しかしながら、除算器１
２２の除算係数は、誤差が存在しないとき補償回
路１６０によつて導入されるパルスレート分数Ｎ
を考慮に入れるように変更されることが必要であ
る。このため、もし１mlの流体注入に2353パルス
がモータ駆動回路１０１に入力されることが必要
だとすれば、そのとき除算器１２２は、１mlを示
す信号をレジスタ１０５へ供給するため、ORゲ
ート１１８からのパルスを2353×Ｎの係数で割ら
なければならない。 第６図を参照すると、前に説明したように定量
化装置の定量化ヘツド１５の寸法の変動があらか
じめセツトした定量化流量と実際の流量との好ま
しくない食い違いを生じさせる可能性がある。こ
の流量の食い違いは、ローラー４１ａおよび４１
ｂ間で計量された容積Ｖの変動から発生する。従
つて、ロータ４０が回転するときチユーブ１６を
通つて反復して送られるのはこの容積Ｖであるの
で、容積Ｖの変動は流量の変動を発生させる。 計量された流体の容積Ｖに影響する主な要因は
プラテン表面５１の半径Ｒである。半径Ｒ、また
は一方のローラーのところの半径R₁および他方
のローラーのところの半径R₂の変動は、時およ
び場所を異にするプラテンの異なる製作ロツトか
ら生ずることがあり、これら変動は計量された容
積Ｖの変動、そして従つて定量化された流量の誤
差を生ずる。 計量化された容積Ｖに影響する他の要因の一つ
は、チユーブ壁の厚さＴであり、この厚さは計量
室の幅Ｗに影響する。通常、投与セツトに使用さ
れる内径0.25908±0.00762cmのビニルチユーブの
壁厚は厳重に制御され、公称厚み0.4826cmおよび
最大公差＋0.00508cmないし−0.00254cmに維持さ
れている。しかしながら異常壁厚を有する特定タ
イプのチユーブが規則的に使用される場合、また
は極端な壁厚変動値を有するチユーブがその許容
限界に近いプラテンを有する定量化装置に用いら
れる場合、定量化装置に流量補償を提供すること
が望ましい。 第７図を参照すると、流量補償回路１６０は、
イリノイ州シヤウムバーグのモートローラ社によ
つて製作されたMC14040Bタイプのような、慣用
の12ビツト２進カウンタ１６１によつて好都合に
実現することができる。この装置の12ステージの
出力（Q₁−Q₁₂）の最初の４個（Q₁−Q₄）は、そ
れぞれのスイツチ１６２ａないし１６２ｄを通じ
て第１の４入力ANDゲート１６３のそれぞれの
入力へ接続され、そしてまた抵抗器１６４ａない
し１６４ｄのそれぞれによつて一方向電流源へ接
続される。同様に次の３個のステージ出力（Q₅
−Q₇）は、スイツチ１６２ｅないし１６２ｇを
経て第２の４入力ANDゲート１６５のそれぞれ
の入力へ接続される。ANDゲート１６５の残り
の入力は、カウンタ１６１のQ₈ステージ出力と、
そしてフリツプフロツプ１６６の入力へ接続され
る。ANDゲート１６３および１６５の出力は、
第３の２入力ANDゲート１６７のそれぞれの入
力へ接続される。ANDゲート１６７の出力は、
２進カウンタ１６１のリセツト入力へ接続され
る。 作動においては、使用者があらかじめセツトし
た流量の制御パルスがカウンタ１６１のクロツク
入力へ印加される。これらのパルスはカウンタを
公知の方法で進め、カウンタのステージの出力は
交代に２進数１または２進数０になり、カウント
を進める。所望の補償パルス除算係数を得るた
め、カウンタステージ出力の選定されたいずれか
が、適応するスイツチ１６２ａないし１６２ｇの
いずれかを閉じることによつてANDゲート１６
３および１６５へ接続される。このように接続さ
れた出力のすべてが２進数１状態にあるとき、
ANDゲート１６３および１６５はそれぞれ２進
数１出力を発生し、それがANDゲート１６７の
それぞれの入力へ加えられる。このゲートは次に
２進数１の出力を発生し、これがカウンタ１６１
へ印加されるとき、該カウンタはすべて２進数０
状態へリセツトされる。リセツト時Q₈出力の２
進数１から２進数０への変化はフリツプフロツプ
１６６を活性化し、該フリツプフロツプは公知方
法でモータ駆動回路１０１へ印加するための緩衝
化された出力パルスを発生する。 カウンタ１６１から得られる実際の補償もしく
は除算係数は、スイツチ１６２ａないし１６２ｇ
のどれを閉じるかによる。カウンタ出力へ接続さ
れないANDゲート１６３および１６５の入力は、
該ゲートが抑止されないように、付属する抵抗器
１６４ａないし１６４ｇのいずれかによつて２進
数１にバイアスされる。カウンタ出力へ接続され
た入力は、付属する出力ステージが活性化される
まで２進数０に保たれる。 カウンタの２進性のため、８個の利用されるカ
ウンタステージは以下の数値を持つものと考える
ことができる。 Q₁ １ Q₂ ２ Q₃ ４ Q₄ ８ Q₅ 16 Q₆ 32 Q₇ 64 Q₈ 128 カウンタの特定の除算係数は、スイツチ接続し
たカウンタの数値を加算することによつて決定す
ることができる。このため例えば、もしスイツチ
Q₁，Q₄およびQ₅を例証具体例において閉じれば
（Q₈は永久に接続されている）、除算係数１＋８
＋16＋128＝153が得られる。 さらに例えば、補償回路１６０の名目上誤差な
しの除算係数Ｎとして、除算係数１５３が指定さ
れたと仮定すると、スイツチ１６２ａないし１６
２ｇを低いおよび高い係数を得るようにセツトす
ることにより、正および負の補償をそれぞれ確立
することができる。例えば、とりわけ以下の補償
が利用可能である。

【表】 正常な名目上の誤差なしの除算係数Ｎ＝153と
し、流体１mlの流れを計量するのに定量化ヘツド
はモータ駆動回路１０１へ2353パルスを印加する
ことを要するものと仮定すれば、１mlを注入する
ためには、可変パルス乗算器ステージ１０２によ
つて2353×153＝360009もしくは3.6×10⁵パルス
が発生されなければならないことになる。クロツ
ク周波数が200KHzと仮定すると、（200×10³／
秒）×（3600秒／時）×Ｋ＝3.6×10⁵またはＫ＝
0.0005となり、Ｋは１ml／時流量のため必要な乗
算器ステージ１０２の乗算係数である。この流量
は、オペレーターが前に記載した方法によりレジ
スタ１１０をセツトすることによつてセツトされ
る。 レジスタ１０５が１mlの単位数で注入された容
積を正確に記録するため、除算器回路は補償回路
１６０の入力へ印加された同じ3.6×10⁵の名目的
換算係数を印加することが必要である。もし他の
単位を記録しようとするならば、デイスプレーさ
れるユニツトに適応する別の補正係数が必要であ
ろう。 フリツプフロツプ１６６は常用のシユミツトト
リガであり、そしてカウンタ１６１のリセツト毎
に続いて、あらかじめ定めた振幅および持続時間
の出力パルスを発生するために設けられる。しか
しながら、適応する状況では、JKフリツプフロ
ツプのような他のタイプのフリツプフロツプを代
りに使用することができ、そして交番のリセツト
においてのみ出力を提供し、それによつて追加の
除算係数２を導入するように接続することができ
る。 好ましい構成においては、スイツチ１６２ａな
いし１６２ｇは、定量化装置ハウジング内の単一
の７スイツチ回路板取り付けDIP内に含めること
ができる。次に製作プロセスのある時点で、較正
テストの後、これらスイツチは技術者によつて観
察された流量誤差を補償するために必要なように
セツトされることができる。 補償回路は回転型ぜん動ポンプに関して示され
たが、この回路は、定量不正確性がチユーブ寸法
の変動によつて発生する例えば特開昭52−107192
号によつて公知のステツパモータ駆動直線型ぜん
動ポンプにも有用であることは明らかである。さ
らに、回転型または直線型ポンプのいずれにおい
ても、補償スイツチ１６２は工場で調節するため
定量化装置ハウジング内部に、または特定タイプ
のチユーブに対する補償のときのように、オペレ
ーターによるセツテイングのためハウジング外部
から手の届く場所に位置してもよいことが理解で
きるであろう。 本発明の特定の具体例を記載し、図示したが、
当業者には本発明のそのより広い局面から逸脱す
ることなく変更、修飾をそれに加えることが可能
なことは自明であり、そのため請求の範囲の役目
は本発明の真の精神および範囲に属するそのよう
な変更、修飾のすべてをカバーすることにある。