KR100199670B1 - 액체의흡인판별방법및이방법에의해구동제어되는분주장치 - Google Patents

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Abstract

액체용기(9)내에 수용된 액체(10)에 의해 얻어지는 광의 변동상태를 이 액체(10)을 흡인하는 노즐(2)로 검지함으로써 노즐(2)에 의해 흡인되는 액체의 액면이나 이물질의 혼입 혹은 색이 다른 액체의 경계면을 판별한다. 노즐(2)측으로부터 분주팁(8)이나 세정팁 선단개구부를 마치 터널의 한쪽으로부터 다른쪽 개구부를 보아 인식하도록하여 모니터링함으로써, 액면의 파랑 등의 영향을 받지 않고 극히 고감도로 액면이나 이물질의 혼입 혹은 색이 다른 액체의 경계면을 검지할 수 있는 전혀 새로운 액체의 흡인판별방법 및 이 방법에 의해 구동 제어되는 분주장치를 제공한다.

Description

액체의 흡인판별방법 및 이 방법에 의해 구동제어되는 분주장치{METHOD FOR SUCKING/DETERMINING LIQUID AND PIPETTING DEVICE DRIVEN AND CONTROLLED ACCORDING TO METHOD}
일반적으로 분주 정도(精度)를 높이기 위해 필요한 것은 혈청시료나 시약 등의 액면의 검지, 분주량의 계측, 흡인절대량의 계측, 노즐 외측으로의 액체의 부착, 기포 섬유소 등의 이물질의 혼입을 검지하는 것이 중요하다.
이 때문에 종래에는 노즐과 함께 전극을 액체 내에 침지하고, 이 전극에 의한 도전 상태에 따라 액면을 검지함으로써 노즐의 액체에의 삽입량(거리)을 제어하는 방법이 취해지고 있었지만, 이 방법의 경우, 전극을 액체 중에 침지해야 하므로 오탁(汚濁)을 방지하기 위해서는 계측후에 전극을 그 때마다 세정해야 하며 그 결과 장치가 복잡화 대형화 고가화 된다는 문제를 가지고 있었다.
그래서 근래에는 압력 센서를 이용한 액면 방법이 이미 제안되어 있다. 이 방법은, 노즐의 흡인 압력이 기체 흡인시와 액체 흡인시에 다르므로, 이 차압을 검지함으로써 액면을 검지하여 이 노즐의 액체에의 삽입량(거리)을 제어하므로 노즐 이외는 액체와 접촉하지 않으며, 따라서 세정 기구가 불필요해져 장치가 간단화되고 원가 절감을 꾀할 수 있다는 이점을 가지고 있다.
그러나, 상기 압력 센서를 이용한 액면방법에 있어서는 분해능이 낮아 고감도가 아니라는 근본적인 문제를 가지고 있음과 동시에, 대기압의 영향을 받거나 흡인되는 공기의 압력 변화의 영향을 받기 쉽고, 또한 노즐의 승강 등에 의한 진동을 얻거나 분주장치 자체의 노즐이나 전압 변화의 영향을 받기 때문에 오작동이 많아 측정수단으로서의 신뢰성이 낮다는 문제를 가지고 있었다.
이러한 문제를 해결하는 수단으로서는 궁극적으로는 빛에 의한 액면검출수단이 유효하며, 종래의 액면검출방법에도 광조사 파이버와 수광파이버를 노즐의 외측에 병설하고, 액면으로부터의 반사광을 수광 파이버로 수광하여 그 액면을 검지하는 수단이 여러가지로 제안되고 있다.
그러나, 이러한 광조사 파이버와 수광 파이버를 노즐의 외측에 병설하고, 액면으로부터의 반사광을 수광 파이버로 포획하여 그 액면을 검지하는 종래의 광을 이용한 액면검지수단에 있어서는 노즐과 함께 이들 파이버를 액체용기에 평행하게 삽입해야 하며, 이 파이버가 액체용기의 벽면에 부착된 액체와 접촉하여 오탁이 발생할 우려를 부정할 수 없다는 문제를 가지고 있음과 동시에, 수광 파이버로 포획되는 광량이 대단히 미약하고, 이 미약한 광량으로 액면을 정확하게 검지하는 것이 대단히 어려움과 동시에, 장치에 진동 등에 의해 액면이 미세하게 파도침으로써 반사광의 수광 타이밍이 어긋나거나 수광할 수 없는 경우도 발생하는 등, 그 제어가 대단히 미묘하고 어렵다는 문제를 가지고 있었다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 창안된 것으로서, 그 목적으로 하는 것은 광을 이용한 액면 검지 등의 액체의 흡인 판별 방법에 있어서, 수광부를 노즐의 내측에 배설함으로써 노즐측으로부터 분주 팁 등의 폐기형 팁이나 세정방식의 팁 선단 개구부의 광의 변동 상태를 마치 터널의 한쪽으로부터 다른쪽 개구부를 보는 환경하에서 검지함으로써 액면의 파랑 등의 영향을 받지 않고 극히 고감도로 액면 검지나 이물질의 혼입 혹은 색이 다른 액체의 경계면을 검지할 수 있는 전혀 새로운 액체의 흡인판별방법 및 이 방법에 의해 구동 제어되는 분주장치를 제공하고자 하는 것이다. 즉, 본 발명의 기본적인 원리는 외부 환경과 차단된 공간내에 있어서의 근접 물질이 예를들어 기체로부터 액체로라는 식으로 변화되는 그 일순간의 빛의 변동이 마치 플래쉬상으로 변동하는 순간을 포착함으로써 상기 각종 검지 작업을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 전혀 새로운 액체의 흡인판별방법 및 이 방법에 의해 구동제어되는 분주장치에 관한 것으로, 특히 혈청시료나 시약 등의 액체의 흡인을 행하는 노즐의 승강운동 및 액체의 흡인 토출을 행하는 실린더 등의 분주에 필요한 구동을 정확하게 제어함으로써 상기 노즐에 의한 액면 검지나 액체 흡인량 기포 섬유소(fiblin) 등의 이물질의 혼입 등을 정확하게 판별할 수 있는 액체의 흡인판별방법 및 이 방법에 의해 구동제어되는 분주장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 제1형태예에 따른 분주장치의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도2는 본 발명의 제2형태예에 따른 분주장치의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도3은 본 발명의 제3형태예에 따른 분주장치의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도4는 본 발명의 제4형태예에 따른 분주장치에 있어서의 광조사체와 수광체에 렌즈체를 배설한 상태를 나타낸 단면도이다.
도5는 본 발명의 제5형태예에 따른 분주장치의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도6은 본 발명의 제6형태예에 따른 분주장치의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도7은 본 발명의 제7형태예에 따른 분주장치의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도8은 본 발명의 제8형태예에 따른 분주장치에 의해 액체의 흡인량의 과부족을 검출하는 경우의 흡인액체의 높이(표면적)를 나타낸 수평단면 설명도이다.
도9는 본 발명의 제9형태예에 따른 분주장치에 의해 이물질이 혼입된 경우를 검출할 때의 흡인액체의 표면상태를 나타낸 수평단면 설명도이다.
도10은 본 발명의 제10형태예에 따른 분주장치의 세정팁내가 빈 상태일 때의 광의 전송경로를 나타낸 설명도이다.
도11은 동 분주장치의 세정팁내에 세정액이 채워져 있을 때의 광의 전송경로를 나타낸 설명도이다,.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 액체의 흡인판별방법에 있어서는, 용기내에 수용된 액체에 의해 얻어지는 광의 변동상태를 이 액체를 흡인하는 노즐로 검지하는 것이 필수의 기본 요건이다.
또한 본 발명에 있어서는 상기 노즐의 하단부에 폐기형 팁 또는 세정방식의팁이 장착되고, 상기 노즐은 상기 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁의 선단 개구부 부근의 광의 변동상태, 예를들어 액면으로부터의 반사광을 수광함으로써 액면을 검지하는 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고 본 발명에 있어서는 액면의 검지뿐만 아니라 상기 노즐에 착탈 가능하게 장착되는 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁 내에 액체를 채우며, 광을 이 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁 내의 액체를 통하여 흡인된 액체의 광량변동을 검지함으로써 예를들어 액체의 흡인량이나 투명도, 기포 혼입, 막힘이나 물의 말라버림 상태를 판별하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 노즐에 의해 광파장의 변화를 검지하고 색의 변화를 인식함으로써 액면을 검지할 수 있다. 이 색의 변화는 액체가 수용된 착색 용기의 색을 액체를 통하여 검지하고, 또한 액체가 수용된 투명용기가 세워지는 랙 또는 홀더의 색을 액체를 통하여 노즐이 검지함으로써 행할 수 있다. 물론 이 색의 변화는 예를들어 노즐이 혈청을 흡인하면서 하강하고 있는 과정에서 핏덩어리 또는 혈액응고제의 색을 인식함으로써 층 분리된 경계면을 검지하는 것도 포함된다.
본 발명에 있어서 상기 광은 상기 노즐에 장착된 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁의 선단 개구부로부터 직접 수광되는 경우에 한정되는 것이 아니라, 예를들어 투명한 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁을 개재시켜 광을 조사하거나 혹은 수광해도 된다.
본 발명에 있어서 상기 노즐은 노즐 자체가 광투과재에 의해 관상으로 형성되거나, 혹은 하단부만이 광투과재에 의해 형성되거나, 또는 광파이버 다발이 마련되어 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 이 경우 상기 노즐에는 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁 선단부, 예를들어 폐기형 팁 선단의 내측 개구부나 폐기형 팁의 하단보다 약간 하방의 수광량의, 변동을 고정도로 확인할 수 있는 위치에 초점이 맞도록 조정된 렌즈체를 마련하는 것이 바람직하다. 이 렌즈는 팁의 형상이나 길이, 개구부 직경, 차광성능 등의 조건에 따라 사용해도 좋으며, 이 경우 이 렌즈는 광조사부 및/또는 수광부의 그 어디에 배설해도 좋고, 또한 볼록렌즈는 물론 오목렌즈를 이용할 수 있으며, 혹은 이들 복수의 오목 볼록렌즈를 조합하여 사용해도 좋다.
본 발명에 있어서 용기에 수용된 액체에의 광의 공급은 광을 노즐 자체 혹은 노즐 내에 배설된 광조사용의 파이버 및 수광 파이버를 개재시켜 행하거나 혹은 노즐의 외측으로부터 공급하여 행해진다.
이 노즐 외측으로부터 광을 공급한다는 것은 노즐의 외측에 근접하여 배설된 광파이버로부터 광을 액체로 조사하는 것은 물론, 투명한 액체 용기의 외측으로부터 광을 액체에 조사하고, 또한 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁을 개재시켜 광을 액체에 조사하는 것도 포함된다. 물론, 광의 조사는 연속적으로 행해지는 경우에 한정되는 것이 아니라, 일정시간 간격으로 점멸시켜 조사해도 좋다.
이와같이 구성된 액체의 흡인판별방법에 의해 얻어지는 데이터는 노즐의 승강이동 및 액체의 흡인 토출을 행하는 실린더 등의 분주에 필요한 구동을 제어하는 분주장치의 제어 데이터로서 이용되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면에 나타낸 실시의 형태예에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 제1형태예에 따른 액체의 흡인판별방법이 적용된 분주장치의 개략적인 구성을 나타내고 있으며, 이 분주장치는 실린더(1)에 연통 접속된 노즐(2)과, 이 노즐(2)을 지지하는 아암(3)과, 이 아암(3)을 승강 작동시키는 구동기구(4)와, 이 구동기구(4)를 작동시키는 모터(5)와, 이 모터(5)의 정역 회전을 제어하는 구동회로(6)와, 상기 노즐(2)의 하단부(7)에 착탈 가능하게 장착되는 폐기형 팁(8)으로 구성되어 있다.
상기 노즐(2)은 상기 구동기구에 의해 소정위치로 하강하며, 후술하는 액면검출기구에 의해 그 액면(WL)이 검지된 후, 액체 용기(9) 내에 수용된 혈청이나 시약의 액체(10)의 흡인 작업을 행한 후 상승하여 이 흡인된 액체를 별도의 용기(도시하지 않음)에 토출하도록 구성되어 있다. 또한 본 발명에 있어서의 분주장치의 각각의 기본적인 구성은 본 명세서에서 특별히 언급하는 것 이외에는 공지의 분주장치와 마찬가지로 구성되어 있으므로 그 상세한 설명을 여기서는 생략한다.
그리고 상기 노즐(2)은 종래의 노즐과 마찬가지로 구성된 노즐(2)의 중앙부의 길이방향을 따라 액체가 통과되는 구멍(2a)이 형성되며, 이 구멍(2a)의 상단부가 상기 실린더(1)에 연통 접속되어 있음과 동시에, 이 노즐(2)의 내부에 하나의광파이버 또는 하나 이상의 광파이버 다발로 구성되어 이루어지는 광조사체(11)와 수광체(12)로 이루어진 액면검출기구를 내장하고 이들 광조사체(11)와 수광체(12)의 하단부를 상기 노즐(2)의 역볼록상으로 형성된 하단부(7)의 하면으로 노출된 상태로 배설하고 있다.
그리고, 상기 광조사체(11)의 상단부에는 발광 동작을 행하여 광을 공급하는 발광부(13)가 접속되어 있으며, 이 발광부(13)는 광을 광조사체(11)에 공급하고, 이 광조사체(11)의 하단부로부터 조사된 광은 액면(WL)에서 반사하여 상기 수광체(12)로 수광되며, 이 수광된 반사광은 이 수광체(12)의 상단부에 접속된 광전변환부(14)에서 전압으로 변환되며, 이 변환된 전압값신호는 디지탈신호로 변환하는 A/D컨버터(15)로 보내지고, 이 A/D컨버터(15)로부터의 디지탈신호는 제어부(예를들어 마이크로 컴퓨터,16)로 입력되어 각종의 제어 처리를 행하고, 또한 이 제어부(16)로부터 출력되는 제어신호는 CRT등으로 구성된 표시수단(21)에 의해 그 정보가 표시된다.
제어부(16)는 A/D컨버터(15)로부터의 디지탈 정보신호를 입력하는 입력 인터페이스(17)와, 입력신호의 연산 처리에 필요한 프로그램을 격납하는 ROM(18)과, 상기 ROM(18) 중의 프로그램에 따라 소정의 연산을 행하는 CPU(19)와, 연산결과나 데이터 등을 일시적으로 기억하는 RAM(20)과, 연산 결과에 따라 장치의 각종 제어대상 혹은 장치의 표시수단(21)으로 제어신호를 출력하는 출력인터페이스(22)와, 타이머(23)를 가지고 구성되어 있다. 또한, 상기 CPU(19)는 예를들어 반사된 상태라고 인식할 수 있는 지정값 혹은 소정값을 미리 기억 보존하고, 이 지정값 혹은 소정값과 계측값을 비교하는 등의 연산 및 판정을 행함과 동시에 이 판정에 따라 각 기구를 구동제어하는 지령을 발언한다.
또한 상기 노즐(2)의 외주면과 구멍(2a)의 내주면 혹은 광조사체(11)와 수광체(12)의 외주면을 흑색 등의 착색 처리나 경면 처리된 각각의 차광막층으로 차광함으로써 외광의 침입이나 광조사체(11)나 수광체(12) 내에서 전송되는 광의 유출을 확실하게 방지할 수 있으므로, 노이즈가 없는 보다 선명한 광신호를 전송할 수 있으며, 제어를 보다 원활하게 행할 수 있다. 물론, 상기 광조사체(11)와 수광체(12)의 하단부는 예를들어 볼록렌즈상으로 형성되어 있으며, 전송된 광이 폐기형 팁(8)의 개구 선단부 부근에 집광됨과 동시에 액면 반사된 광이 노즐(2)내로 들어와 전송되는 형상으로 형성되어 있다.
다음에, 이상과 같이 구성되어 이루어진 분주장치의 액면검출 동작을 설명한다.
제어부(16)에 대해 액면 검출을 지시하면 제어부(16)는 상기 발광부(13)에 제어신호를 출력하고, 발광부(13)는 광조사체(11)에 대해서 광을 공급한다. 이 광의 공급은 연속적 혹은 일정시간 간격으로 점멸시켜 행해진다. 그리고 이 광의 공급과 동시에 상기 제어부(16)는 구동회로(6)에 대해서도 제어신호를 출력하고, 구동회로(6)는 모터(5)를 개재시켜 아암(3)을 액체용기(9)내로 하강시킨다. 또한 제어부(16)는 아암(3)을 하강시킴과 동시에 내장된 타이머(23)의 시간 측정을 개시한다.
그리고, 이 아암(3)의 하강에 따라 광조사체(11)로부터 폐기형 팁(8)내로 조사된 광은 도1에 도시한 바와 같이 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)로부터 액면(WL)에 조사되며, 이 액면(WL)에서 반사된 광은 다시 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)로부터 폐기형 팁(8)내로 입광하여 수광체(12)에 수광된다.
즉, 상기 광조사체(11)로부터 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)를 나와 액면(WL)에 조사된 광은 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)가 액면(WL)으로부터 떨어져 있을 때에는 상기 액면(WL)에서 반사되거나, 혹은 수중을 지나므로 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)에는 거의 돌아오지 않으며, 그 때문에 수광체(12)에서 수광되는 광량은 적다.
그리고 상기 폐기형 팁(8)이 소정의 위치까지 계속 하강되고 있는 사이의 수광체(12)에서 수광되는 광량은 그 정도 변화되는 일은 없다.
그후, 상기 폐기형 팁(8)이 소정의 위치까지 하강하여 상기 광조사체(11)로부터 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)를 나와 액면(WL)에 조사된 빛이 이 액면(WL)에서 반사하여 다시 폐기형 팁(8)의 선단 개구부(8a)로부터 폐기형 팁(8)내로 입광되면, 외부환경과 차단된 폐기형팁(8)내에 있어서의 광량이 순간적으로 많아지므로, 이 순간의 광량을 검지하고, 이 검지된 광량을 지정값과 비교 혹은 소정값으로서 인식한다. 이 경우, 실린더(1)가 액체를 흡인하면서 하강시키는 편이 반사광을 보다 확실한 시점에서 포착할 수 있다.
그리고, 상기 광전변환부(14)는 이 사이의 광량의 변화를 순차전압값으로 변환하고, 제어부(16)는 이 전압값을 상기 지정값과 비교하거나 혹은 소정값으로서 인식하여 상기 아암(3)의 하강이동 및/또는 실린더(1)에 의한 흡인작동을 바로 정지시킨다.
이와같이 하여 얻어진 전압값신호는 A/D컨버터(15)에서 디지탈신호로 변환되며, 그 일련의 전압 변화가 제어부(16)에 기억된다.
그리고 제어부(16)는 계측 개시시부터 최고 전압값 검출시까지의 시간을 타이머(23)에 의해 계측함으로써 이미 기억되어 있는 시간에 대응하는 액면(WL)의 높이를 CPU(19)에서 연산하여 구한다. 이 액면(WL)의 높이가 검출되었는지 어떤지의 데이터는 CRT등으로 구성된 상기 표시수단(21)에 표시된다. 한편, 이 형태예에서는 타이머(23)를 이용하여 액면 높이를 검지하는 경우를 예로들어 설명하였지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되는 것이 아니라, 예를들어 공지의 펄스나 인코더를 이용하여 액면 높이(구동위치)를 검지할 수 있다.
이와같이 하여 액면(WL)의 높이가 검지되면, 상기 제어부(16)는 구동회로(6)에 아암(3)의 하강을 지령하고, 이 지령에 따라 아암(3)은 제어부(16)에서 지령된 거리를 하강하므로, 폐기형팁(8)의 선단부가 액체(10)내로 삽입되며, 제어부(16)에 의한 실린더(1)의 흡인 작동에 의해 액체용기(9)내의 액체(10)가 소요량 폐기형팁(8)내로 흡인된다.
이 형태예에 따른 분주장치는 이상 설명한 바와 같이 폐기형팁(8)으로 구획된 공간부에서 액면 반사에 의한 수광량의 변동이 극단적으로 다른 지정값 혹은 소정값의 순간을 외부에 영향을 주지 않고 노이즈가 없는 선명한 신호로서 포착될 수 있기 때문에 액면 검지를 고정도로 검지할 수 있음과 동시에, 노즐(2)자체는 액체용기(9)의 내면에 접촉하는 일이 없으므로 오탁을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 상기 제1형태예에서는 광조사체(11)의 하단부를 노즐(2)의 하단부로 노출시킨 경우를 예로들어 설명하였지만, 도2에 도시한 제2형태예에 도시한 바와 같이, 광조사체(11)의 하단부를 노즐(2)의 외측으로 빼내고, 광을 노즐(2)의 외측으로부터 조사시켜 액면(WL)에서 반사시키며 이 반사광을 폐기형팁(8)의 선단 개구부(8a)로부터 노즐(2)의 하단부에 배설된 수광체(12)에서 수광시키도록 구성해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
도3은 본 발명의 제3형태예를 나타내고 있으며, 이 형태예에서는 광조사체(11)와 수광체(12)의 하단부를 노즐(2)의 하단부(7)의 측부에 각각 노출시킴과 동시에 폐기형팁(8)을 투명한 광도전재료로 형성하여 광조사체(11)로부터 조사된 광이 폐기형팁(8)을 투광하고, 이 폐기형팁(8)의 선단개구부(8a)로부터 액면(WL)으로 조사되며, 그 반사광이 다시 폐기형팁(8)을 통해 수광체(12)에서 그 광량이 수광되도록 구성되어 있다.
도4는 본 발명의 제4형태예를 나타내고 있으며, 이 형태예에서는 광조사체(11) 및 수광체(12)의 각 하단부보다 하방에 초점렌즈(24A),(24B)를 배설하고, 광조사체(11)로부터 조사되는 광의 초점(F1)을 액면(WL)에 맞춤으로써 보다 선명한 반사광을 포착할 수 있도록 구성함으로써 분해능을 보다 향상시킬 수도 있다.
물론, 상기 초점렌즈(24A),(24B)는 볼록렌즈 또는 오목렌즈 혹은 이들 오목.볼록렌즈의 조합이라도 좋으며, 또한 초점도 상기 액면(F1)에 합치시킬 뿐만 아니라, 폐기형팁(8)의 선단개구부(8a)의 중심(F2)이나 폐기형팁(8)의 선단 개구부(8a)로부터 약간 상부 위치(F3) 등 수광량의 변동의 확인이 고정도로 얻어지는 위치라면 적절한 초점위치에 설정할 수 있다. 또한 상기 초점렌즈(24A),(24B)는 광조사체(11) 또는 수광체(12)의 어느 한쪽에 배설해도 되지만, 적어도 본 형태예에서는 수광체(12)측에는 반드시 배설된다. 그러나 본 발명에서는 상기 초점렌즈를 반드시 배설하지 않아도 되며, 광조사체(11)로부터 조사되는 광을 집광시키지 않고 액면에 공급하여도 액면(WL)의 높이 위치를 검지하는 것은 충분히 가능하다.
또한 도4에 도시한 팁노즐(8)의 외주면 및 내주면에는 흑색 등의 착색처리나 경면 처리된 각각의 차광막층(25),(26)이 형성되어 있다. 이와같이 팁노즐(8)의 외주면 및 내주면에 차광막층(25),(26)을 형성함으로써 외광의 침입이나 폐기형팁(8) 내를 전송하는 광의 유출을 확실하게 방지할 수 있으므로, 노이즈없는 보다 선명한 광신호를 수광체(12)에서 수광할 수 있으며 제어를 보다 원활하게 행할 수 있다.
도5는 본 발명의 제5형태예에 따른 분주장치의 노즐부의 구성을 나타내고 있으며, 본 형태예에서는 노즐(2)의 중심에 수광체(12)를 배설함과 동시에, 이 수광체(12)의 외측에 소요 간격을 가지고 링상으로 형성된 광조사체(11)를 배설하며, 이 광조사체(11)와 수광체(12) 사이에 형성된 링상의 틈을 흡인공(K)으로하여 실린더(1)에 연통 접속된 경우를 나타내고 있는 것 이외에 다른 구성 작용은 상기 제1형태예와 동일하게 구성할 수 있으므로 도면에는 제1형태예에서 이용한 부호와 동일 부호를 부여하고 그 설명을 여기서는 생략한다.
도6은 본 발명의 제6형태예에 따른 분주장치를 나타내고 있으며, 본 형태예에서는 본 발명을 병 형상의 용기(30)에 수용된 예를들어 시약 등을 분주하는 분주장치에 적용한 경우를 나타내고 있으며, 상기 노즐(2)의 중심에 수광체(12)를 배설함과 동시에 이 수광체(12)의 외측에 링상으로 형성된 광조사체(11)를 배설하며, 병 형상의 용기(30)내의 액체를 흡인하는 흡인공(K)을 광조사체(11)의 외측에 배설한 이외에는 다른 구성 작용은 제1형태예와 동일하게 구성할 수 있으므로 도면에는 제1형태예에서 이용한 부호와 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 여기서는 생략한다.
도7은 본 발명의 제7형태예를 나타내고 있으며, 본 형태예에서는 노즐측의 구성을 상기 제3형태예와 동일하게 구성함과 동시에 착색되거나 혹은 투명한 액체용기(9)나 이 액체용기(9)가 세워지는 랙(27)의 외측으로부터 광을 조사시켜 이 액체용기(9)내에 수용된 액체(10)을 통하여 액체(10)의 표면에서 반사하는 광량이나 색(광파장)의 변화를 검출하도록 구성되어 있다. 물론 이러한 색에 따른 검출은 상기 제1형태예의 구성으로도 행할 수 있다.
이와같이 수광체(12)에서 광파장(색)의 변화를 검출하여도 광량을 검출하는 경우와 마찬가지로 액면(WL)의 위치를 검출할 수 있다.
이와같은 색을 검출할 수 있도록 구성함으로써 액체용기(9)내에 2종류의 색의 액체, 예를들어 혈청과 핏덩어리혹은 혈청과 혈액고정제와 핏덩어리가 원심처리에 의해 층상태로 분리되어 수용되어 있는 경우에는 폐기형팁(8)을 서서히 하강시킴으로써 혈청과 다른 물질과의 경계면을 색의 변화로 검지할 수 있으므로 혈액응고제나 핏덩어리와의 접촉을 확실하면서도 유효하게 방지할 수도 있다.
도8은 본 발명의 제8형태예를 나타내고 있으며, 본 형태예에서는 폐기형팁(8)내에 흡인된 액체(10)의 반사면적 혹은 반사높이의 차이를 광량의 증감에 따라 검출함으로써 액체흡인량의 과부족도 용이하게 검출할 수 있다.
도9는 본 발명의 제9형태예를 나타내고 있으며, 본 형태예에서는 폐기형팁(8)내에 흡인된 액체(혈청)중에 예를들어 기포나 섬유소 등의 이물질(B)이 혼입된 경우, 이 이물질(B)에 의해 수광체(12)에 수광되는 광량이 통상의 경우와 비교하여 변화하므로 이 이물질(B)의 혼입에 의한 광량의 연속 변화를 검지함으로써 이 이물질(B)의 혼입 유무를 용이하게 검출할 수 있다.
도10와 도11은 본 발명의 제10형태예를 나타내고 있으며, 이 형태예에서는 노즐(2)의 하단부에 역 오목링상으로 형성된 세정방식의 팁(31)의 끼워맞춤부(32)를 형성함과 동시에, 광조사체(11)와 수광체(12)의 하단부를 상기 끼워맞춤부(32)의 내측으로 노출시키고, 광조사체(11)로부터 조사된 광이 상기 노즐(2)의 끼워맞춤부(32)에 끼워맞추어지고 또한 투광재질로 형성된 세정방식의 팁(31)을 통해 수광체(12)에 수광되도록 구성한 이외에 다른 구성 작용은 상기 제1형태예와 거의 마찬가지로 구성할 수 있으므로 도면에는 제1형태예에서 이용한 부호와 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 여기서는 생략한다.
이와같이 노즐(2)에 세정방식의 팁(31)을 장착함으로써 팁(31)내가 도10에 도시한 바와 같이 빈경우에는 광조사체(11)로부터 조사된 광이 팁(31)을 지나고 이 팁(31)의 선단개구부로부터 다시 팁(31)을 지나 수광체(12)로 수광되므로, 미리이때의 수광량을 계측해 둠으로써 팁(31)이 빈(물이 말라버린 상태)의 상태인지 어떤지를 판별할 수 있다.
또한 팁(31)내가 도11에 도시한 바와 같이 세정수로 채워져 있는상태일 때에는 광조사체(11)로부터 조사된 광이 팁(31)으로부터 세정수를 지나고 다시 팁(31)을 지나 수광체(12)로 수광되므로, 미리 이때의 수광량을 계측해 둠으로써 팁(31)이 세정수로 채워져 있는상태인지 어떤지를 판별할 수 있다.
한편 도10과 도11에 나타낸 형태예의 경우에는, 세정방식의 팁(31)의 외표면을 상기와 같이 차광처리를 행하는 편이 그 팁(31)의 외부의 영향을 받지 않으므로, 보다 고정도의 검지를 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 광을 이용한 액면 등의 액체의 흡인 판별을 전제로 한 경우, 노즐을 수광체로 했으므로 팁 외측의 측정 환경에 영향을 받지 않고 노즐에 의해 흡인되는 액체의 액면을 검지할 수 있으며, 게다가 이 수광부는 노즐에 배설되어 있으므로 이 수광체에 액체가 직접 접촉함에 따른 오탁의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는 액면의 검지뿐만 아니라 상기 노즐에 착탈 가능하게 장착되는 폐기형팁 또는 세정방식의 팁 내에 액체를 채우고, 광을 이 폐기형팁 또는 세정방식의 팁내의 액체를 통하여 흡인된 액체의 광량 변동을 검지함으로써 예를들어 액체의 흡인량이나 투명도, 기포혼입, 막힘이나 물 말라버림 상태를 판별하는 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고 본 발명에 있어서는 상기 노즐에 의해 광파장의 변화를 검지하여 색변화를 인식함으로써 액면을 검지할 수도 있다.
또한 본 발명에 있어서는 상기 색의 변화를 액체가 수용된 착색용기의 색을 액체를 통하여 검지하며, 또 액체가 수용된 투명용기가 세워지는 랙 또는 홀더의 색을 액체를 통하여 노즐이 검지함으로써 행하도록 구성되어 있으므로 폐기형팁 이외의 색 환경의 변화에 대응시켜 액면을 검지할 수도 있다.
그리고 본 발명에 따르면 노즐이 혈청을 흡인하면서 하강하고 있는 과정에서 핏덩어리 또는 혈액응고제의 색을 인식할 수 있도록 구성되어 있으므로 층분리된 경계면을 용이하게 검지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광은 상기 노즐에 장착된 폐기형팁 또는 세정방식의 팁의 선단개구부로부터 직접 수광되는 경우에 한정되는 것이 아니라, 예를들어 투명한 폐기형팁 또는 세정방식의 팁을 개재시켜 광을 조사하거나 수광해도 좋다.
이 경우, 상기 폐기형팁 또는 세정방식의 팁의 광의 전송 부분을 제외하고 외표면 및/또는 내표면을 흑막이나 거울막으로 코팅하거나 착색하는 등의 차광처리를 실시함으로써 광의 변화를 보다 고정도로 확실하게 검지할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는 상기 노즐은 노즐 자체가 광투과재에 의해 관상으로 형성됨과 동시에 이 광투과재로 형성된 노즐에 광조사부와 수광부를 형성하거나 혹은 하단부만이 광투과재로 형성되거나, 또는 광파이버가 마련되어 구성되어 있으므로 노즐에 의한 액체흡인 작동이 규제되지 않고 액면 등을 고정도로 검지할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면 상기 광파이버의 수광단부는 상기 노즐의 하면 또는 측부에 배설되어 있으므로, 폐기형팁 내로 입광된 반사광을 확실하게 포착할 수 있다. 물론 상기 노즐은 차광처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서는 광조사체로부터 공급되는 광을 반드시 집광시킬 필요는 없지만, 팁의 형상이나 길이, 개구부 직경, 차광성능 등의 조건에 따라서는 폐기형팁 또는 세정방식의 팁의 선단부, 예를들어 폐기형팁 선단의 내측 개구부나 폐기형팁의 하단보다 약간 하방의 위치에 수광량의 변동을 고정도로 확인할 수 있는 위치에 초점이 맞도록 조정된 렌즈체를 마련할 수도 있으며, 이 경우에는 노이즈가 없는 보다 고정도의 액면 등의 검출을 행할 수 있다.
그리고 본 발명에 있어서는 용기에 수용된 액체에의 광의 공급은 광을 연속적 혹은 플래쉬상으로 점멸시켜 노즐 내를 전송시켜 행하거나 혹은 광파이버로 행하거나 노즐 외측으로부터 공급하여 행해진다.
이와같이 구성된 액체의 흡인판별방법에 의해 얻어지는 데이터는 노즐의 승강이동 및 액체의 흡인 토출을 행하는 실린더 등의 분주에 필요한 구동을 제어하는 분주장치의 제어 데이터로서 이용함으로써 고정도의 제어를 실현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 액체의 흡인판별방법 및 이 방법에 의해 구동제어되는 분주장치는 임상검사에 있어서의 검체 시약류의 정성(定性), 정량, 분취(分取), 분주, 액면 인식, 분주 내용의 좋고 나쁨에 관하여 이용하는데 적합하다. 기타, 화학분석에 있어서의 사용약제의 정성, 정량, 분취, 분주, 액면인식, 분주내용의 좋고 나쁨에 관하여, 또한 DNA 해석에 있어서의 검체 시약류의 정성, 정량,분취, 분주, 액면인식, 분주내용의 좋고 나쁨에 관하여, 또한 제약 시스템에 있어서의 사용 약제의 정성, 정량, 분취, 분주, 액면인식, 분주 내용의 좋고 나쁨에 관하여, 또한 세균, 바이러스 검사에 있어서의 검체 시약류의 정성, 정량, 분취, 분주, 액면인식, 분주내용의 좋고 나쁨에 관하여, 또한 수질검사에 있어서의 검체 시약류의 정성, 정량, 분취, 분주, 액면인식, 분주내용의 좋고 나쁨에 관하여, 그리고 색소합성에 있어서의 사용 약제의 정성, 정량, 분취, 분주, 액면인식, 분주내용의 좋고 나쁨에 관하여 이용하는데 적합하다.

Claims (22)

  1. 액체의 흡인을 행하는 노즐의 하단부에 장착한 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁의 선단을, 용기내에 수용된 액체의 액면에 접근시킬 때 상기 팁의 선단 개구부 부근에 광을 조사하고, 선단개구부 부근의 액체로부터 얻어지는 광 중에서 그 선단개구부에 입광한 광의 변동 상태를 노즐에서 수광함으로써 액체의 흡인판별을 행하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 액면으로부터의 반사광이 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁의 선단 개구부에 입광된 상태를 검지함으로써 액면을 검지하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 흡인된 액체의 광량 변동을 검지함으로써 액체의 흡인량이나 투명도, 기포 혼입, 막힘이나 물의 말라버림 상태를 판별하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 광 파장의 변화를 검지함으로써 색의 변화를 인식하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 액체가 수용된 착색용기의 색을 액체를 통하여검지하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 액체가 수용된 투명용기가 세워지는 랙 또는 홀더의 색을 액체를 통하여 검지하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 상기 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁이 액체를 흡인하고 있는 상태에 있어서의 광량 또는 광파장의 변화를 판별함으로써 상기 흡인되는 액체의 하면과 접촉하는 고체면 또는 액체면의 층분리된 경계면을 검지하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광은 상기 노즐에 착탈 가능하게 연결된 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁을 개재시켜 전송되는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁은 그 외표면이 차광 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차광처리는 폐기형 팁 또는 세정방식의 팁의 외표면에 차광에 유효한 착색 처리인 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 노즐이 광투과재에 의해 관상으로 형성되어 있는 것을특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 적어도 그 하단부가 광투과재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 노즐에는 광파이버가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광파이버의 수광 단부는 상기 노즐의 하면 또는 측부에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 노즐에는 차광 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 노즐에는 팁 선단부근으로서 수광량의 변동을 고정도로 확인할 수 있는 위치에 초점이 맞도록 조정된 렌즈체가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 액체로의 광의 공급은 상기 광투과재로 형성된 노즐을 개재시켜 행해지는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 액체로의 광의 공급·수광 및 전송은 상기 노즐 내에 배설된 광조사용의 파이버 및 수광 파이버를 개재시켜 행해지는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 액체로의 광의 공급은 상기 노즐의 외측으로부터 행해지는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  20. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 액체의 흡인판별방법으로 얻어진 데이터값에 의거하여 상기 노즐의 승강운동 및 액체의 흡인·토출을 행하는 실린더 등의 분주에 필요한 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 분주장치.
  21. 제1항에 있어서, 흡인하면서, 상기 노즐을 용기내에 수용된 액체의 액면에 접근시킬 때 광을 조사하여 액체의 흡인판별을 행하는 것을 특징으로 하는 액체의 흡인판별방법.
  22. 제21항에 기재된 액체의 흡인판별방법으로 얻어진 데이터값에 의거하여 상기 노즐의 승강운동 및 액체의 흡인·토출을 행하는 실린더 등의 분주에 필요한 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 분주장치.
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