JPH01314573A - 配管内の空気の存在を検知するための装置 - Google Patents

配管内の空気の存在を検知するための装置

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JPH01314573A
JPH01314573A JP63317587A JP31758788A JPH01314573A JP H01314573 A JPH01314573 A JP H01314573A JP 63317587 A JP63317587 A JP 63317587A JP 31758788 A JP31758788 A JP 31758788A JP H01314573 A JPH01314573 A JP H01314573A
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pipe
light
recess
air
detecting
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JP63317587A
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Ronald J Crouse
ロナルド・ジェイ・クルーズ
Norris A Lauer
ノーリス・エイ・ロウアー
David A Pinto
デービッド・エイ・ピント
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Pacesetter Infusion Ltd
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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、−射的に、流体ライン中の空気を検出するた
めの装置、とりわけ、Ｉｖボトルやバッグのような注入
薬貯蔵器とＩＶ注入装置や薬物注入ポンプの間の流体ラ
イン中の空気を検出するためのクランプ・オン検出装置
に係る０本検出器は透明、半透明または不透明な流体に
ついて等しく具合良（働き、検出装置を常に正常に機能
させるための手段を備えている。
（従来の技術） 患者に連続的に投薬するために用いられている技術には
主に、２つのものがある。いずれの技術でも、例えば、
ＴＶボトルのような流体貯蔵器や容器から送られて来る
治療流体について管理を必要としている。薬物は、先ず
ドリップチャンバを用いた従来形式のＩＶ装置を通して
輸送することができる。注入操作は、送られてきた流体
量を計量する滴下カウンタを用い、様々な形式のＩＶチ
ューブやこれに付属する装置を介して行なわれている。
これとは別に、薬物注入ポンプを使って正確に少量ずつ
投薬量を計量し、繰り返して患者に投薬したり、あるい
は一部の装置の場合には少量ずつを連続して投薬するこ
とが行なわれている。このため注入ポンプを電気的に制
御し、厳密に決められた時間毎に正確な量の薬品を投薬
するようにしている。
薬物注入装置の主要な機能は、内部に気泡の入った流体
の注入を避けることにある。微小な気泡状態で少量の空
気が注入される流体中に含まれることがある。大量の気
泡が注入されれば患者にとって極めて危険な状態が起き
る。また、流体が患者に投薬される以前の下流側で流体
ラインをモニターして、注入される流体中に気泡か事実
上存在しないようにすることもできるが、注入装置の貯
蔵器端部付近で気泡が流体中に侵入する危険性を極力少
なくすることも重要である。従って、注入する必要のあ
る液体全体から気泡を正確に検出することは、甚だしく
重要な設計上の要求事項である。
空気が貯蔵器付近で注入装置に入る時期は、ＩＶボトル
が空になっているケースがほとんどである。流体貯蔵器
や容器が空になっているにもがかわらず装置をそのまま
にしておくと、貯蔵器や容器の端部から流体ラインに空
気の入ることがある。エア・イン・ライン検知装置を用
いなければ、ＩＶ装置の使用はライン中に空気を混入さ
せてしまう重大な危険性をはらんでいる。注入ポンプを
用いるシステムの場合、ポンプ自身がエア・イン・ライ
ン検出装置を備えていたとしても、この装置は通例では
ポンプから見て患者側に設置されている。このため、空
気が注入ポンプまで達してしまい、また注入ポンプが空
気を排出できないため再度ブライミング操作（ｒｅｐｒ
ｉｍｉｎｇ）を行なう必要がある。
技術的に周知のエア・イン・ライン検知器の多くは、不
透明な流体でもまた透明な流体のいずれにも使用できる
が、注入する流体の性質に合わせて手動制御する必要が
ある。そうした検知装置は、オペレータの操作技術を利
用して制御装置を適切に設定することが行なわれており
、オペレータが誤操作すれば装置本来の役割が果たされ
ず、警報のないまま空気が流体ラインを通り抜けてしま
うことがある。不透明な流体かまたは透明な流体のいず
れにも自動的に作動する検知器が、Ｈｙｍａｎ氏による
米国特許筒４．１１４．１４４号に記載されている。　
ｌｙｍａｎ氏の検知器は、先ず、ライン中にある流体の
種類を検出し、次に空気がラインに入っていれば警報を
出すようになっている６ Ｈｙｍａｎ氏の検知器は手動エア・イン・ライン検知器
に関する改良技術として開発されたものであるが、この
検知器は本来の機能を発揮するには５組の光学検知器を
必要としており、単純化して操作を自動的に行なおうと
する要望に逆行するものである。Ｈｙｍａｎ氏の装置は
相当に複雑なばかりでなく、製作に非常な手間がかかり
高額の商品となっている。このＨｙｍａｎ氏の米国特許
明細書から明らかなように、この装置は補助検知器とい
うよりもむしろ組込み検知器であり、（好ましい実施例
では）ポンプの下流側に使用されている。この検知器は
大型であるため、独立して操作可能な装置として、すな
わち、空容器検知器として手軽に使用することができな
い。
（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の主要な目的は、従来のＩＶ装置または
注入ポンプユニットに併用できる空容器検知装置を提供
することにある９本発明の装置は、手軽に使用でき単純
でなくてはならず、また流体貯蔵器や容器のすぐ下流側
で流体ラインをクランプする必要がある０本発明の空容
器検知装置は、注入される流体が不透明であるか透明で
あるかに関係な（流体に含まれる空気を迅速にしかも能
率よ（正確に検知できなくてはならない０本装置はでき
るだけ自動化し、装置をラインにクリップ止めして主ポ
ンプユニットや他のコントローラにプラグを差し込みさ
えすれば、オペレータは待機している必要がな（またオ
ペレータを煩わせることがないようにしなくてはならな
い。
空容器検知装置は、他にも幾つかの特長のある構造を備
えていることが好ましい。そうした特長の１つは、ライ
ンを流れる流体の流速の速い遅いに関係なく気泡を検知
できることにある。流体ライン中の空気を検知できるこ
とに加えて、装置はほとんど誤警報を出すようなことも
な（正確に機能するものでな（ではならない。装置の検
知器は流体ラインにクリップ止めする関係から、寸法が
小さくて軽量のものを必要としている。
本発明の装置は前述した特長のすべてを備えているにも
かかわらず、極力部品の数を少なくし、部品のすべてを
安価に製作して、本発明の空容器検知装置に要する高い
精度を得るようにしている。また本発明の装置は、競合
する周知の装置との価格競争に耐え得るものでな（では
ならず、しかも競合する装置に勝る使い易さを備えてい
なくてはならない。装置は操作の信頼性や耐久性、安全
性といった性能のすべてを改善して、前述した目的のす
べてを達成しなくてはならない１本発明の装置は、こう
した利点のすべてを備えており、いかなる相対的な欠点
も伴わないで従来技術の限界を乗り越えられるものでな
くてはならない、このように本発明の利点のすべてを実
現すれば、現在広（用いられている装置にとって非常に
好ましい変更例となる、数多（の利点を備えた空容器検
知器を得ることができる。
（課題を解決するための手段） 前述した従来技術の欠点および限界は、本発明によれば
解消することができる。本発明を取り入れたクランプ・
オン空容器装置を用いれば、装置がクランプした配管部
分で気泡の存在の有無を検知することができる。この装
置は、定期的なトリガ操作が行なわれ、またトリガ信号
の周波数に応じた所定のサンプリング速度でストロボ発
光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。配管内
に流体が存在しなければ、または気泡が配管を通り抜け
ていれば、光は配管の内径部で反射し、チューブ液用光
センサに向かって送られる。チューブ液用光センサが光
を検知すれば、信号は配管内に空気の存在することを示
し、また信号を出すことができる。
配管内に透明な流体があれば、光はチューブ液用光セン
サに向けて反射しないで配管を通り抜けてい（、従って
、チューブ液用光センサには光は届かない、詳しく説明
すると、光は透明な流体を通り抜ける経路に沿って進行
し続け、さらに配管の反対側を通り抜けてい（、チュー
ブ液用光センサは、配管の反対側に配置されていないた
め光を検知することができない、この場合、チューブ内
に流体が存在していることを示している。
同様に、配管内に不透明な流体があれば、先は反射され
ないで配管を通り抜けることができ、光がチューブ液用
光センサに向かうことはない。光は不透明な流体中の経
路に沿って進行を続け、光は不透明な流体により吸収さ
れる。チューブ液用光センサが光を検知しないため、配
管内に流体が存在していることの表示が行なわれる。
従って、本発明の装置によれば、流体が透明であるか不
透明であるかどうかに関係なく、空気と流体を識別する
ことができる。また、本発明の独特の構成によれば、１
つの光源と光センサを使用するだけですむ０本発明の好
ましい実施例では、別のセンサを用いて、温度やＬＥＤ
の経年によって生じるＬＥＤの性能劣化を補償すること
ができる。またこのセンサを用いて、光源（発光ダイオ
ード）が実際に適切に作動して光を発していることを確
認することもできる。新たにセンサを用いれば、配管が
装置に対し適切に位置決めされていることを確認するこ
とができる。この新たなセンサを用いることにより、装
置を適切に作動させることができる。
本発明の装置の外装は、できるだけコンパクトに使い易
く構成されている。この装置は、流体貯蔵器付近の供給
配管にクリップ止めすることのできるクランプ器具の中
に組み込まれている。好ましい実施例の装置は、いずれ
も広範囲の薬剤注入用途に汎用されている２種類の寸法
の違った配管に使用できる幾何学的な形状を備えている
。検知器は片手で配管に簡単にクランプすることができ
、しかも軽量なためこの装置は配管で支持することがで
き、新たに支持装置を必要としない。
好ましい実施例の装置は、薬物注入装置と一緒に用いる
ように構成されており、主ポンプユニットにプラグ連結
することができる。従って、本発明の空容器検知器は主
ポンプユニットによって駆動することができる。検知器
自体が、電源や、配管内ｒ空気が存在することを示す信
号から可聴信号や目視信号を発生させる装置を備える必
要がない、当然のことなから、そうした装置を組み込ん
で検知器を独立して操作可能な装置に仕立てることもで
きる。好ましい実施例では、装置を連続的に操作せず定
期的に操作して検知器の消費電力を極力少なくする回路
を組み込むこともできる。また装置は、ＬＥＤの劣化を
補償したりまたは外部光線の性状を変えられる回路を備
えることもできる。
このように、本発明によれば、従来のＩＶ装置と共にま
たは（好ましい実施例のように）注入ポンプユニットと
一緒に使用できる空容器検知装置が得られる６本発明の
装置は、手軽に簡単に使用できなくてはならず、しかも
流体貯蔵器や容器のすぐ下流側で流体ラインをクランプ
する必要がある。本発明の空容器検知装置は、注入され
る流体が不透明であるか透明であるかに関係な（、流体
中の空気を迅速且つ能率よく正確に検知できなくてはな
らない０本装置は大幅に自動化されており、装置をライ
ンにクリップして主ポンプユニットや他のコントローラ
にプラグを差し込みさえすれば、オペレータは待機して
いる必要がなく、またオペレータを煩わせることがない
ようにしなくてはならない。
空容器検知装置の構造には、他にも多くの特長を備えて
いなくてはならない。そうした特長の１つは、ライン中
の流体の流速の速い遅いに関係な（、気泡を検知できな
くてはならない、また流体ライン中の空気を検知する一
方で、装置は正確に作動して誤まった７報を出すことが
ないようにしなくてはならない。検知装置の検知器は、
流体ラインにクリップ止めしなくてはならないため小型
軽量のものが必要とされている。
本発明の装置は前述した特長のすべてを備えているにも
かかわらず、極力部品の数を少なくし、部品のすべてを
安価に製作して１本発明の空容器検知装置に要する高い
精度を得るようにしている。また本発明の装置は、競合
する周知の装置との価格競争に耐え得るものでなくては
ならず、しかも競合する装置に勝る使い易さを備えてい
な（ではならない、装置は操作の信頼性や耐久性、安全
性といった性能のすべてを改善して、前述した目的のす
べてを達成しなくてはならない０本発明の装置は、こう
した利点のすべてを備えており、いかなる相対的な欠点
も伴わないで従来技術の限界を乗り越えられるものでな
くてはならない、このように本発明の利点のすべてを実
現すれば、現在広く用いられている装置にとって非常に
好ましい変更例となる、数多くの利点を備えた空容器検
知器を得ることができる。
（実施例） 本発明の好ましい実施例が第１図に示されている。図示
の空容器検知器１０は配管セグメント１２をクランプし
ている。空容器検知器ｌＯは。
ベース部分１４と、このベース部分１４に枢軸的に取り
付けられたクランプアーム１６を備えている。クランプ
アーム１６の回転点はクランプアーム１６の中央部に位
置し、また第２図に詳しく示すように、ビン１８を用い
てクランプアーム１６をベース部分１４に枢軸的に取り
付けている。クランプアーム１６は一方の端部にグリッ
プ部分２０を、また反対側の端部にクランプ部分２２を
備えている。
次に第３図を参照する。第３図は、配管セグメント１２
（第１図）をグリップする空容器検知器ｌＯの端部を示
している。空容器検知器１０のベース部分１４のその端
部には、Ｖ字形凹所２４が設けられている。このＶ字形
凹所２４は、配管セグメント１２（第１図）を空容器検
知器ｌＯに截せる部分となっている。クランプアーム１
６のクランプ部分２２は、ベース部分１４のＶ字形凹所
２４の真上に配置したクランプセグメント２６を備えて
いる。このクランプセグメント２６を用いて配管セグメ
ント１２（第１図）をＶ字形凹所２４に保持している。
クランプアーム１６は、クランプアーム１６のクランプ
セグメント２６をベース部分１４のＶ字形凹所２４に押
し当てるためにばねで押圧されている。第４図を参照す
る。ばね２８は、クランプアーム１６のグリップ部分２
０とベース部分１４との間に配置され、クランプアーム
１６のグリ９？ ブ部分２０を上向きに押してベース部分１４から引き離
している。この押上げ力によりクランプアーム１６は回
転し、クランプアーム１６のクランプ部分２２およびク
ランプ部分２２に取り付けたクランプセグメント２６が
Ｖ字形凹所２４に向けて下向きに押圧された状態になる
。
第１図から第４図を参照する。空容器検知器ＩＯで配管
セグメント１２をクランプするために、クランプアーム
１６のグリップ部分２０がベース部分１４に向けて押し
付けられ、クランプセグメント２６をＶ字形凹所２４か
ら引き離すことが行なわれる。配管セグメント１２は一
部がＶ字形凹所２４に載せられ、クランプアーム１６の
グリップ部分２０を解放すれば、ばね２８はクランプセ
グメント２６によりＶ字形凹所２４に配置した配管セグ
メント１２の一部を上方から下向きに押圧することがで
きる。クランプセグメント２６を配管セグメント１２に
押圧する力は、第１図に示すように配管セグメント■２
を所定位置に保持できるだけの大きさがあるが、コード
３ｏを強く引っ張れば空容器検知器１０は配管セグメン
ト１２に沿ってスライドすることができる。前記コード
は、空容器検知器１０に電気信号を送ったりまた空容器
検知器から電気信号を受けるリード線（図示せず）を収
容している。
好ましい実施例において、空容器検知器ｌＯを用いて貯
蔵器（図示せず）からの流体が使い尽くされる時期を検
知するので、空容器検知器１０の取り付けられる配管セ
グメント１２の位置はできるだけ貯蔵器（図示せず）に
近付けるようにされる。本発明の空容器検知器１０は、
気泡検知器としてどの位置にでも据え付けることができ
る。従って、当業者にとって、様々な注入配置姿勢で用
いられている配管のどの位置にでもこの空容器検知器１
０を設置できることが明らかである。
さらに第５図を参照する。ベース部分１４の内側に配置
された電子部品の一部が示されている。
ベース部分１４の底部は裏蓋３２で閉じられ、ベース部
分１４に内蔵された電子部品を保護している。ベース部
分１４の内側部分の底部付近には、（図示されてはいな
いが、以下に説明されている）多数の電子部品の付いた
回路盤３４が配置されている。ベース部分１４の上部付
近には、光源であるＬＥＤ３８と３つのセンサの取り付
けられているＬＥＤ取付はブロック３６が配置されでい
る。
ＬＥＤ３８はＶ字形凹所２４の一方の側に配置されてお
り、ＬＥＤ取付はブロック３６の溝４０を通りＶ字形凹
所２４を横切って光を照射している。ＬＥＤ３８の側に
はＬＥＤセンサ４２が配置されている。このＬＥＤセン
サ４２には、ＬＥＤ取付はブロック３６に設けたチャン
ネル４４を通じてＬＥＤ３８から光が到達するようにさ
れている。ＬＥＤ３８からＶ字形凹所２４を横切った位
置にチューブ／無チューブ・光センサ４６が配置されて
いるにのチューブ／無チューブ・光センサ４６には、Ｌ
ＥＤ取付はブロック３６に設けたチャンネル４８を通じ
ＬＥＤ３８からＶ字形凹所２４を横切？て光が到達する
ようにされている。
チューブ／無チューブ・光センサ４６の下方には、チュ
ーブ液用光センサ５０が配置されている。このチューブ
液用光センサ５０に向けてＶ字形凹所２４から下向きに
チャンネル５２が続いている。
Ｖ字形フィルタ５４がＶ字形凹所２４に配置され、ＬＥ
Ｄ取付はブロック３６に固定されている。このＶ字形フ
ィルタ５４は、不要な周波数の光を取り除（働きをして
いる。好ましい実施例では、このＶ字形フィルタ５４は
赤外（ＩＲ）光線のみを通過させるポリスルホンフィル
タである。
ＬＥＤ３８は赤外光線を発生し、またＬＥＤセンサ４２
、チューブ／無チューブ・光センサ４６およびチューブ
液用光センサ５０はすべて赤外光線を検知するようにな
っている。ＬＥＤ取付はブロック３６は、ＬＥＤ３８か
ら回路盤３４に延びているｍ一対のリード線５６、ＬＥ
Ｄセンサ４２から回路盤３４に延びている一対のリード
線５８、チューブ／無チューブ・光センサ４６から回路
盤３４に延びている一対のリード！ｓ６０、およびチュ
ーブ液用光センサ５０から回路盤３４に延びている一対
のリード線６２によって回路盤３４の上方に支持されて
いる。
本発明の空容器検知器１０の基本動作について、第６図
を９照しなから説明する。配管セグメント１２がＶ字形
凹所２４内に配置されでいる。
ＬＥＤ３８は光を発し、この光はＬＥＤセンサ４２によ
って検知される。このＬＥＤセンサ４２を用いて、温度
変化や経年変化によるＬＥ０３８の性能低下等の要因に
よるＬＥＤ３８の光線レベルの変動を補償している６好
ましい実施例によれば、こうした補償操作は、ＬＥＤセ
ンサ４２を用いて最大光線レベル以下の特殊な光線レベ
ルを検知し、同時にチューブ液用光センサ５０の出力を
読み取ることによって行なわれている。こうした補償を
行なうことにより、チューブ液用光センサ５０による光
測定が常に一定した光線レベルで行なうことができる。
この一定した光線レベルは。
好ましい実施例によれば、ＬＥＤ３８からの光線インパ
ルスが減衰する時期に得られる。好ましい実施例では、
ＬＥＤセンサ４２を用いてＬＥＤ３８が実際に光を発生
しているかどうかを確認することもできる。ＬＥＤ３８
が突然に大きな損傷を受けることがあれば、その時点で
７報を発することができる。
配管セグメント１２がＶ字形凹所２４に適切に配置され
ていれば、ＬＥＤ３８からの光は配管セグメント１２に
より屈折され、チューブ／無チ上−ブ・光センサ４６に
到達することができない。
配管セグメント１２がＶ字形凹所２４に配置されていな
ければ、光はチューブ／無チューブ・光センサ４６に到
達し、配管セグメント１２がＶ字形凹所２４に適切に配
置されていないことが判断される。流体が配管セグメン
ト１２に入っているかどうかを判断するにあたって、Ｌ
ＥＤ３８の光がチューブ／無チューブ・光センサ４６に
届くかどうかには関係がない。以下の説明から明らかな
ように、いずれにせよ、配管セグメント１２がＶ字形凹
所２４に適切に配置されていれば、ＬＥ０３８の光はチ
ューブ／無チューブ・光センサ４６に届かず、配管セグ
メント１２がＶ字形凹所２４に適切に配置されているこ
とが分かる。
配管セグメント１２がＶ字形凹所２４に適切に配置され
ていれば、第６図に示すように、ＬＥＤ３８の光は配管
セグメント１２の外壁により配管セグメント１２の壁を
通って上向きに屈折される。もしこの光が配管セグメン
ト１２内の空気（この用語「空気」は、気泡または気泡
よりも大きな空気溜りを総称している）に遭遇すれば、
光は配管セグメント１２の内壁で下向きに反射され、こ
の光はチューブ液用光センサ５０に向けられる。少量の
光が配管セグメント１２によって屈折され、配管セグメ
ント１２の反対側の内径部分から反射されるが、この反
射光の光量はチューブ液用光センサ５０を作動させる程
ではな（問題とはならない、光を配管セグメント１２の
内壁から反射する角度は、チューブ液用光センサ５ｏに
光が届くようにしなくてはならないため、臨界角が選択
される。従って、チューブ液用光センサ５゜が光を検知
すれば、配管セグメント１２内に空気が入っている証拠
となる。
透明な流体が配管セグメント１２内に入っていれば、Ｌ
ＥＤ３８の光は配管セグメント１２の外壁によりこの外
壁１２を通って上向きに屈折され、点線で表わした方向
に送られていく。このため光はチューブ液用光センサ５
０には到達せず、配管セグメント１２に流体があること
が分かる。
不透明な流体が配管セグメント１２内に入っていれば、
配管セグメント１２の外壁によりこの配管セグメント１
２の壁を通って上方に屈折していたＬＥＤ３８からの光
は不透明な流体に照射され、この不透明な流体にほぼ吸
収されてしまう。この場合も、光はチェーブ液用光セン
サ５０に届かず、配管セグメント１２内に流体が存在し
ていることを示している。当然のことなから、半透明な
流体の場合には、光の一部か流体により吸収され、また
光の他の部分が流体を通り抜けてい（。
ただし、事実上チューブ液用光センサ５０には光は到達
しない。
空気を含むチューブ内での光の反射（および屈折）方向
は、装置の幾何学形状に関係のあることは当業者なら誰
もが知っていることである。言い賛えると、装置の幾何
学形状は、空気が配管セグメント１２内に入っている時
期に、光をチューブ液用光センサ５０に向けるように構
成されている。第７図を参即する。大きい配管１２Ａと
小さい配管１２Ｂの２つの寸法からなる配管が点線で示
されている。２つの寸法１２Ａおよび１２Ｂは、葉物注
入の分野で最も頻繁に用いられる２種類の寸法の配管を
表わしている。Ｖ字形凹所２４の形状や寸法、Ｖ字形フ
ィルタ５４の厚さおよびＬＥＤ３８とチューブ液用光セ
ンサ５０の相対位置を適当に設定することで、空容器検
知器１０は寸法の異なる２種類の配管１２Ａと１２Ｂに
対して同じように作動する。また、クランプ部分３６の
クランプ作用（第１図から第６図）により配管セグメン
ト１２が幾分変形することもあり、こうした要素を装置
の輝何学構造に加味しておくことができる。
第７図から明らかなように、配管１２Ａと配管１２Ｂの
外径部は、光がＶ字形フィルタ５４から配管に入る地点
と、光が空気含有配管を出てチューブ液用光センサ５０
に向かう軌道に乗ってＶ字形フィルタ５４に入るであろ
う地点では〜致している、同様に、配管１２Ａと配管１
２Ｂの内径部も、光を同じ臨界角により内壁から反射し
、チューブ液用光センサ５０に送るように相対的に位置
している。
次に第８図を参照する０本発明の空容器検知器１０に用
いる回路のブロック図が示されている。
これまで具体的に説明されなかった空容器検知器１０の
電子部品が回路盤３４（第５図および第６図）に取り付
けられている。主ポンプユニット６４が本発明の空容器
検知器ＩＯと一緒に用いられている。（空容器検知器１
０の内部の回路盤３４に代えて、主ポンプユニット６４
にも電子部品が取り付けられることは当業者には明らか
である）、主ポンプユニット６４は、＋ｖｍｇよび接地
結線を介して電力を空容器検知器１０に供給している。
第８図の箇々の部品は、これら結線を第８図に具体的に
示してはいないが、＋ｖｇよびアースに接続されている
。　主ポンプユニット６４と空容器検知器１０の間の他
の結線には、トリガ信号、１．Ｄ、信号および警報信号
が伝えられる。主ポンプユニット６４と空容器検知器１
０の間のこれら５つの結線は、空容器検知器１０から延
びるコード３０（第１図および第２図）内に収容されて
いる。１．Ｄ、信号は必要に応じて選択的に使用され、
また好ましい実施例では。
１、Ｄ、回路６６を用いて、空容器検知器ＩＯからのコ
ード３０（第１図および第２図）が適切に主ポンプユニ
ット６４に接続されているか、あるいはこの主ポンプユ
ニットに差し込まれている装置の型式を主ポンプユニッ
ト６４に指示している。
＠者の場合、１．Ｄ、回路６６は＋Ｖ信号を１、Ｄ、信
号として主ポンプユニット６４にフィードバックし、空
容器検知器ＩＯが主ポンプユニット６４に適切に接続さ
れていることを表わすようになっている。いずれにして
も、主ポンプユニット６４が１．Ｄ、信号ラインの＋Ｖ
を検知しなければ、空容器検知器ＩＯが主ポンプユニッ
ト６４に適切に接続されていないことを表わしている。
後者の場合、１．Ｄ、回路６６は抵抗器（図示せず）を
備えている。抵抗器の規模が、（−１４路を流により）
主ポンプユニット６４にプラグ連結された箇々の装置を
表わしている６例えば、３種類の抵抗器を主ポンプユニ
ット６４にプラグ連結される３種類の装置に使用するこ
とができる。これら３種類の装置の１つが本発明の空容
器検知器１０である。
ファイアリング回路６８は空容器検知器１０に内蔵され
電力を無駄にしない、ＬＥ０３８は常時作動しているの
ではなく、主ポンプユニット６４からのトリガ信号に応
答してファイアリング回路６８により定期的にストロボ
発光することができる。ＬＥＤ３８のストロボ速度は配
管の大きさや最大流速を含めて幾つかの要因に関係して
いる。
好ましい実施例では、このストロボ速度は、気泡が検知
されないまま配管セグメント１２を通って移動できない
程度の速度で行なわれる。
チューブ／無チューブ・光センサ４６は出力を反転増幅
器７０に送っている。また、この反転増幅器７０は出力
を出し、この出力は第１のＤフリップフロップ７２への
データ（Ｄ）として入力される。第１のＤフリップフロ
ップ７２のダイレクトリセット（Ｒ）およびダイレクト
セット（Ｓ）入力はいずれも無効である（接地）。ＬＥ
Ｄセンサ４２は出力を反転増幅器７４に送っている。ま
たこの反転増幅器７４は、第１のＤフリップフロップ７
２および第２のＤフリップフロップ７６の両方の刻時信
号となる出力を送っている。好ましい実施例では、ＬＥ
Ｄセンサ４２からの信号が最大光線レベル以下の所定光
線レベルに減衰した時期に、刻時信号が得られる。こう
した動作は、ＬＥ０３８からの減衰信号が所定のレベル
まで低下した時期に反転増幅器７４を使って刻時信号を
送り、その際、装置がチューブ液用光センサ５゜を読み
取ることによって行なわれるにうした動作のために、チ
ューブ液用光センサ５ｏによる光測定が一定した光線レ
ベルで常に行なえるようになっている。この一定した光
線レベルとは、好ましい実施例では、ＬＥＤ３８からの
光インパルスが所定のレベルまで減衰した時期の光線レ
ベルである。第１のＤフリップフロップ７２からの０出
力は、８人力として第２のＤフリップフロップ７６に送
られる。チューブ液用光センサ５０は出力を反転増幅器
７８に送る。また、この反転増幅器７８は出力を発生し
、この出力は第２のＤフリップフロップ７６へのＤ入力
として用いられる。
第２のＤ入力に送られたＳ入力は無効にされる（接地）
、最終的には、第２のＤフリップフロップ７６のＱ出力
は警報信号として主ポンプユニット６４に送られる。
前述したように、当業者であれば装置の動作を簡単に理
解することができるが、さらに第８図に示す回路の動作
について簡単な説明を加える。先ず１反転増幅器７４の
出力を説明する。この出力は第１のＤフリップフロップ
７２および第２のＤフリップフロップ７６への刻時信号
である。
ＬＥ０３８がパルス発光し、この光がＬＥＤセンサ４２
によって検知されると１反転増幅器７４の出力が低下す
る。ＬＥＤ３８からの光が減少すると、反転増幅器７４
の出力が高まり、第１のＤフリップフロップ７２および
第２のＤフリップフロップ７６が反復動作するようにな
る。ＬＥ０３８からの光線レベルが所定のレベルまで低
下すると、反転増幅器７４からの刻時パルスは大きくな
る。このように刻時装置を作動させることによって、回
路を一定した所定の光線レベルの下で動作させることが
できる。こうして外部光線、ＬＥ０３８の熱劣化や経年
劣化および供給電圧変化によって生じる問題を解消する
ことができる。
チューブ／無チューブ・光センサ４６からの出力が高け
れば（配管セグメント１２が適切に取り付けられていな
いことを表わしている）、反転増幅器７０から出される
出力と第１のＤフリップフロップ７２へ送られるＤ入力
は低くなる。第１のＤフリップフロップ７２へ送られる
Ｄ入力が低ければ、第１のＤフリップフロップ７２から
出されるＱ出力は高くなる。第１のＤフリップフロップ
７２から出されるｄ出力は第２のＤフリップフロップ７
６へ送られるＲ入力であり、また第２のＤフリップフロ
ップ７６へ送られる８人力が有効で（高）あれば、第２
のＤフリップフロップ７６のＱ出力は常に無効（低）で
ある１本発明の好ましい実施例の場合には、第２のＤフ
リップフロップ７６から出されるＱ出力が低いと雷報が
出る。従って、チューブ／無チューブ・光センサ４６の
出力が高ければ、チェープ液用光センサ５０の状態に関
係なく７報を出すことができる。
第２のＤフリップフロップ７６から出されたＱ出力が高
レベルで警報を出さないで低レベルで警報を出すのは、
空容器検知器ＩＯと主ポンプユニット６４との間の結線
が切断した場合、主ポンプユニット６４へ送られる警報
信号入力が低Ｆするためである。従って、第２のＤフリ
ップフロップ７６から送られる低い出力を７報状態とし
て用いることは適切な考えである。
チューブ／無チューブ・光センサ４６の出力が低ければ
（配管セグメント１２が適切に取り付けられていること
を表わしている）、第１のＤフリップフロップ７２の出
力ｄは無効（低）になる。
この場合、チューブ液用光センサ５０の状態により警報
を出すかどうかの決定をすることができる。チューブ液
用光センサ５０の出力が高ければ（空気が配管セグメン
ト１２内に入っていることを表わしている）、反転増幅
器７８の出力は低（なる。反転増幅器７８の出力は第２
のＤフリップフロップ７６へ送られるＤ入力であり、第
２のＤフリップフロップ７６へ送られるＤ入力が低けれ
ば、第２のＤフリップフロップ７６のＱ出力は低くなり
警報が発せられる。
チューブ／無チューブ・光センサ４６の出力が低いまま
の状態で（配管セグメント１２が適切に取り付けられて
いることを表わしている）、チューブ液用光センサ５０
の出力が高ければ（空気が配管セグメント１２内に入っ
ていないことを表わしている）、反転増幅器７８の出力
は高（なる６従って、第２のＤフリップフロップ７６の
０人力は高く、また第２のＤフリップフロップ７６のＱ
出力も高（なり、警報を発することができない。
当然のことなから、第８図に示す回路は、同じ効果の得
られる様々な回路のうちの一例を示したにすぎないこと
は当業者には明らかである０重要な点は、ｌ、チューブ
／無チューブ・光センサ４６の出力が高い場合には常に
警報を出しく配管セグメント１２が適切に取り付けられ
ていないことを表わしている）、また、２．チューブ／
無チューブ・光センサ４６の出力が低い場合には、チュ
ーブ液用光センサ５０の出力が高い時に警報を出すこと
である。
主ポンプユニット６４には目視警報機構および／または
可聴７報機構を収容しておくと都合がよい。例えば、目
視警報機構は７報表示スクリーンに映し出されるストロ
ボ発光または言葉とし、また可聴警報機構はブザーやホ
ーン、電子音とすることができる。これらの機構を、空
容器検知器１０自体に収容できることは当業者には明ら
かである。同様に、電源およびトリガ信号を出す発振手
段も空容器検知器１０自体に収容することができる。こ
れらの変更例は好ましい実施例ではないが、本発明の精
神の範囲内に含まれるものと考えられる。
このように、本発明は、流体貯蔵器または容器からすぐ
下流側に位置する流体ラインにクランプ化めする１手軽
で使い易い空容器検知装置を提供している。本発明の空
容器検知器１０は、注入される流体が不透明、半透明あ
るいは透明であるかに関係なく、迅速、正確且つ能率的
に流体ライン内の空気を検知することができる０本装置
は高度に自動化されており、装置をラインにクランプし
主ポンプユニットにプラグ連結する以外はオペレータは
待機する必要がなく手間もかからない。
本発明の空容器検知装置の構造の持つ他の重要な特長は
、検知時に使用する小型で軽量のクランプを備え、しか
もライン中の流体の流速の速い遅いを問わず気泡を検知
できる点にある。流体ライン中の空気を検知できる他に
、本装置は極めて精度がよく誤警報を出すこともない。
本発明の装置は前述の特長をすべて備えているにも係ら
ず、極力部品の数を少なくし、部品のすべてを安価に製
作して、本発明に要する高い精度を得るようにしている
。このため本発明の装置は、競合する周知の装置との価
格競争に耐えつるものであり、しかも競合する装置に勝
る使い易さを備えている。本装置は、操作の信頼性や耐
久性、安全性といった諸々の性能のすべてを改善して、
前述した目的のすべてを達成する。その結果、本発明の
諸々の利点を用いれば、現在法（用いられている装置に
とってきわめて重要な変更例となる。数多（の利点を備
えた空容器検知器が得られる。
ここまでは本発明の具体的な実施例について図示し説明
してきたが、本発明の精神から逸脱することなく本発明
に多くの変更や修正、あるいは改造を加えられることは
当業者にとって明らかである。そうした変更、修正およ
び改造は本発明の範囲内に属するものと認められる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、薬物注入装置の流体ラインの配管セグメント
をクランプした状態を示す本発明の空容器検知器の斜視
図である。 第２図は、第１図に示す空容器検知器から配管を取り外
した状態を示す側面図である。 第３図は、第１図および第２図に示す空容器検知器の端
面図である。 第４図は、第１図から第３図に示す空容器検知器の一部
を取り除いて示す断面図であり、検知器のクランプアー
ムを配管に押圧し検知器を配管の所定位置に保持するた
めに用いられるばねが示されている。 第５図は、第１図から第４図に示す空容器検知器の装置
から配管を取り外した状態を示す断面図である。 第６図は、第１図から第５図に示す空容器検知器の薬物
注入装置流体ラインの配管を装置に取り付けた状態を示
す断面図である。 第７図は、第１図から第６図に示す空容器検知器のベー
ス部分の一部断面図であり、異なった２種類の寸法の配
管を使えるようにする装置の幾何学構造を示している。 第８図は、本発明の装置の動作ブロック図である。 １０・・・空容器検知器 １２・・・配管セグメント １４・・・ベース部分 １６・・・クランプアーム １８・・・クランプアームのビン ２０・・・グリップ部分 ２２・・・クランプ部分 ２４・・・Ｖ字形凹所 ２６・・・クランプセグメント ３４・・・回路盤 ３６・・・ＬＥＤ取付はブロック ３８・・・ＬＥＤ ４２．４６．５０・・・センサ ４４．４８・・・取付はブロック内のチャンネル５４・
・・Ｖ字形フィルタ ５６．５８．６０．６２・　・　・リード線代理人　　
弁理士　　漏洩　恭三 （外令名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、円筒状の中空配管内の空気の存在を検知するための
    装置にして、 内部に複数の構成部品を装着し、また内部にくぼみの付
    いた凹所を備え、当該くぼみの付いた凹所が配管の一部
    を受け入れることができるような装着手段と、 当該装着手段の前記くぼみの付いた凹所の一方の側に配
    置されていて、配管が当該くぼみの付いた凹所に配置さ
    れていれば、光が当該配管に向けられるような光源と、 前記装着手段の前記くぼみの付いた凹所の、前記光源と
    は反対側に配置され、配管が前記くぼみの付いた凹所に
    配置されていない場合には前記光源からの光を受け、配
    管が前記くぼみの付いた凹所に配置されている場合には
    前記光源からの光を事実上受けないようなチューブ／無
    チューブ・光センサと、 前記装着手段に配置され、空気が配管内に入っている場
    合、前記くぼみの付いた凹所に配置された配管に送られ
    てくる光源からの光が配管の内側から反射されて送られ
    てくるようになっており、また流体が配管内に入ってい
    る場合には、光は前記くぼみの付いた凹所に配置された
    配管を通り抜けると共に配管内に入っている流体も通り
    抜けていき、当該くぼみの付いた凹所に配置された配管
    に入ってくる光が配管の内側から反射されず光が送られ
    てこないようにされているチューブ液用光センサとを有
    している配管内の空気の存在を検知するための装置。 ２、請求項１記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、さらに、前記光源から出される光をモニ
    ターするための動作特性光センサを有し、当該動作特性
    光センサが前記光源の発した光を表わす出力信号を発生
    している配管内の空気の存在を検知するための装置。 ３、請求項２記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、前記動作特性光センサは、当該動作特性
    光センサをモニターしてこの光センサが適切に作動する
    ようにしてあり、 さらに、この光センサの不作動時に警報を出す手段を有
    している配管内の空気の存在を検知するための装置。 ４、請求項２記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、さらに、前記動作特性光センサからの出
    力信号をモニターするための手段を有し、当該モニター
    手段は、前記光源からの光の出力レベルが所定のレベル
    にある場合、前記チューブ／無チューブ・光センサおよ
    びチューブ液用光センサが、当該チューブ／無チューブ
    ・光センサおよびチューブ液用光センサの測定した光の
    相対量を測定するような配管内の空気の存在を検知する
    ための装置。 ５、請求項４記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、前記所定のレベルは前記光源の発する光
    の最大レベル以下のレベルであり、しかも前記光源の発
    する光のレベルが高レベルから所定のレベルまで低下す
    る際に生じるような配管内の空気の存在を検知するため
    の装置。 ６、請求項１記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、前記くぼみの付いた凹所がほぼＶ字形を
    している配管内の空気の存在を検知するための装置。 ７、請求項６記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、前記光源は赤外光線を発し、前記チュー
    ブ／無チューブ・光センサおよび前記チューブ液用光セ
    ンサはこの赤外光線を検知するようになっており、さら
    に、 前記くぼみの付いた凹所に隣接してＶ字形フィルタを有
    し、当該Ｖ字形フィルタは赤外（ＩＲ）光線のみが通り
    抜けることのできる配管内の空気の存在を検知するため
    の装置。 ８、請求項７記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、前記Ｖ字形フィルタがポリスルホン・フ
    ィルタである配管内の空気の存在を検知するための装置
    。 ９、請求項７記載の配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、前記Ｖ字形フィルタが、前記装置を２種
    類の所定寸法の配管にまったく同一に作用させるように
    幾何学的に配置構成されている配管内の空気の存在を検
    知するための装置。 １０、請求項９記載の配管内の空気の存在を検知するた
    めの装置にして、２種類の所定寸法の配管の外径は、光
    が前記Ｖ字形フィルタから配管に入る地点と、光が空気
    の入っている配管から出てチューブ液用光センサに至る
    経路に沿ってＶ字形フィルタに入る地点が一致し、しか
    も２種類の所定寸法の配管の内径が、光を配管の内壁か
    ら同じ臨界角度で反射して光をチューブ液用光センサに
    向けるように相対的に配置されている配管内の空気の存
    在を検知するための装置。 １１、請求項１記載の配管内の空気の存在を検知するた
    めの装置にして、さらに、配管を前記くぼみの付いた凹
    所に保持するための手段を有している配管内の空気の存
    在を検知するための装置。 １２、請求項１１記載の配管内の空気の存在を検知する
    ための装置にして、前記保持手段は、前記装着手段に枢
    軸的に取り付けられ、前記くぼみの付いた凹所に被さっ
    て配置されているクランプセグメントを備えたクランプ
    アームと、当該クランプアームの前記クランプセグメン
    トを前記くぼみの付いた凹所に向けて押圧するための手
    段とを有している配管内の空気の存在を検知するための
    装置。 １３、請求項１２記載の配管内の空気の存在を検知する
    ための装置にして、また、前記クランプアームは前記ク
    ランプセグメントの反対側の前記クランプアームの端部
    にグリップ部分も備え、当該クランプアームを開いて配
    管を前記くぼみの付いた凹所に取り付けたり、取り外す
    ことのできる配管内の空気の存在を検知するための装置
    。 １４、請求項１２記載の配管内の空気の存在を検知する
    ための装置にして、前記押圧手段がばねからなる配管内
    の空気の存在を検知するための装置。 １５、請求項１記載の配管内の空気の存在を検知するた
    めの装置にして、さらに、 前記チューブ／無チューブ・光センサが、前記光源から
    配管が前記くぼみの付いた部分に配置されていないこと
    を示す充分な量の光を受け取る場合に、警報信号を出す
    ことのできる第１の警報手段と、 前記チューブ液用光センサが配管の内部から充分な量の
    光を受け取る場合に、警報信号を出すことのできる第２
    の警報手段とを有している配管内の空気の存在を検知す
    るための装置。 １６、請求項１記載の配管内の空気の存在を検知するた
    めの装置にして、さらに、 当該装置が主ポンプユニットに連結されていることを確
    認するための手段を有している配管内の空気の存在を検
    知するための装置。 １７、請求項１６記載の配管内の空気の存在を検知する
    ための装置にして、前記確認手段が、主ポンプユニット
    により検知して、前記装置を確認することのできる第１
    の所定の抵抗器からなる配管内の空気の存在を検知する
    ための装置。 １８、円筒状の中空配管内の空気の存在を検知するため
    の装置にして、 内部に複数の構成部品を装着し、また内部にくぼみの付
    いた凹所を備え、当該くぼみの付いた凹所が配管の一部
    を受け入れることができるような装着手段と、 当該装着手段に枢軸的に取り付けられ、前記くぼみの付
    いた凹所に被さる状態に配置されたクランプセグメント
    を備えているクランプアームと、当該クランプアームの
    前記クランプセグメントを前記くぼみの付いた凹所に向
    けて押圧するための手段と、 前記装着手段の前記くぼみの付いた凹所の一方の側に配
    置されていて、配管が前記くぼみの付いた凹所に配置さ
    れていれば、光が当該配管に向けられるような光源と 前記装着手段の前記くぼみの付いた凹所の、前記光源と
    は反対側に配置され、配管が前記くぼみの付いた凹所に
    配置されていない場合には前記光源からの光を受け、配
    管が前記くぼみの付いた凹所に配置されている場合には
    前記光源からの光を事実上受けないようなチューブ／無
    チューブ・光センサと、 前記チューブ／無チューブ・光センサが、前記光源から
    配管が前記くぼみの付いた部分に配置されていないこと
    を示す充分な量の光を受け取る場合に、警報信号を出す
    ことのできる第１の警報手段と、 前記装着手段に配置され、空気が配管内に入っている場
    合、前記くぼみの付いた凹所に配置された配管に送られ
    てくる光源からの光が配管の内側から反射されて送られ
    てくるようになっており、また流体が配管内に入ってい
    る場合には、光は前記くぼみの付いた凹所に配置された
    配管を通り抜けると共に配管内に入っている流体も通り
    抜けていき、当該くぼみの付いた凹所に配置された配管
    に入ってくる光が配管の内側から反射されず光が送られ
    てこないようにされているチューブ液用光センサと、 前記チューブ液用光センサが配管の内部から充分な量の
    光を受け取る場合に、警報信号を出すことのできる第２
    の警報手段とを有している配管内の空気の存在を検知す
    るための装置。 １９、円筒状の中空配管内の空気の存在を検知する装置
    にして、 配管の一部を受け入れることのできるくぼみの付いた凹
    所を備えているハウジングと、 前記くぼみの付いた凹所の一方の側に配置されていて、
    配管が当該くぼみの付いた凹所に配置されていれば、光
    が当該配管に向けられるような光源と、 前記くぼみの付いた凹所を横切って通過する光の存在を
    検知するための第１の検知手段と、前記くぼみの付いた
    凹所に配置された配管に入り、配管の内側から反射され
    て送られてくる光を検知するための第２の検知手段とを
    有している配管内の空気の存在を検知するための装置。 ２０、円筒状の中空配管内の空気の存在を検知するため
    の方法にして、 内部に複数の構成部品を装着し、また内部にくぼみの付
    いた凹所を備え、当該くぼみの付いた凹所が配管の一部
    を受け入れることができるような装着手段を設ける段階
    と、 配管が前記くぼみの付いた凹所に配置されている場合、
    前記装着手段の前記くぼみの付いた凹所の一方の側に配
    置された光源からこの配管に光を当てる段階と、 前記装着手段の前記くぼみの付いた凹所の、前記光源と
    は反対側に配置されたチューブ／無チューブ・光センサ
    を用いて、配管が前記くぼみの付いた凹所に配置されて
    いない場合、前記チューブ／無チューブ・光センサは前
    記光源からの光を受け、配管が前記くぼみの付いた凹所
    に配置されている場合には、チューブ／無チューブ・光
    センサは前記光源からの光を事実上受けない状況の下で
    、配管がこのくぼみの付いた凹所内に適切に配置されて
    いるかどうかについて検知する段階と、前記装着手段に
    配置されているチューブ液用光センサを用いて、空気が
    配管内に入っている場合、前記くぼみの付いた凹所内に
    配置された配管に進入する光源からの光が配管の内側か
    ら反射されてチューブ液用光センサに向けられるように
    なっており、また流体が配管内に入っている場合には、
    光は前記くぼみの付いた凹所に配置された配管を通り抜
    けると共に配管内に入っている流体も通り抜けていき、
    当該くぼみの付いた凹所に配置された配管に入ってくる
    光が配管の内側から反射されずチューブ液用光センサに
    光が送られてこないような状況の下で、空気が配管に入
    っているかどうかについて検知する段階とを有する配管
    内の空気の存在を検知するための方法。
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