JPH03275136A - 気泡検知方法、液供給方法およびその装置 - 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、容器内に入れられた液体試薬等の液体を所定
の箇所へ供給する方法およびその装置、並ひにそのｉ＆
供給方法に適した気泡検知方法に係り、特に、液体供給
配管内にｄ人した気泡を透過式光電検知器等の検知手段
で検知することにより、容器内肢位が低下して新たな容
器に交換しなけれ１次配管３の途中には、このような用
途に適した透過式光電検知器７が設けられており、１次
配管３の開口端よりも容器内の液位が低下するとその開
口から空気を吸入するので、その気泡を検知することに
よって警報を発し、運転を停止することになる。 ところで、従来の装置における１次配管３の開口端の切
り口は、管の長手軸に対して大略直角である。したがっ
て、開口端からの液体の流入が一旦途絶えると、その後
は空気しか吸引されない。 この場合、透過式光電検知器７が検知する液体部分と気
体部分との境界は１箇所だけとなる。さらに、この透過
式光電検知器７の検知信号出力形式がワンンヨット出力
である場合には、正常に作動している場合でも短時間の
信号か１回しか出力されないことになる。したかって、
このような検知状態と出力形式とが組み合わされた場合
には、その出力か信号であるのかノイズであるのかの判
別かできなくなってしまう。 また、上述のように警報が発せられて運転を停ばならな
いタイミングであることを知らせるｔ液供給方法および
装置と、その気泡検知方法に関する。

【従来の技術および発明の解決課題】

一般に、容器内の肢位を検知する手段としては種々のも
のが知られており、それぞれの用途に適した種類を選択
して利用されている。 生化学分野の諸試験においては、反応試薬等を検体容器
毎に一定量ずつ供給する操作は通常よく行われるプロセ
スであり、この操作を自動的に行う従来の装置としては
、第７図に示すような装置が知られている。この装置で
は、ｌ皮体試薬を入れた容器１と、その試薬を吸入吐出
するシリンジ型ポンプ２との間に１次配管３が設けられ
、シリンジ型ポンプ２の吐出側には２次配管４が設けら
れている。そして１次配管３とシリンジ型ポンプ２と２
次配管４との間に三方電磁弁５が設けられて、シリンジ
型ポンプ２の吸入動作と吐出動作とが切り替え可能に構
成されている。シリンジ型ポンプ２はパルスモータを含
む駆動機構６によって所定量の試薬を吸入吐出するよう
に制御されている。 止した状態で試薬容器を取り替えたのでは、１次配管３
内に一旦入った気泡は排出されず、その回の試薬は所定
量を満足せずに供給されることになる。また、警報が発
せられると、直ぐに試薬容器を交換しなければ試験のプ
ロセスを続行することができない。即ち、警報の発せら
れる前に、既に容器交換の準備がされていなければ交換
完了まで試験はしばらく中断されることになる。 本発明は」二連のような不都合を解決すべく創案された
ものであり、本発明の目的は、透過式光電検知器等の透
過式検知器を用いて配管中の気泡を検知することにより
、容器内の肢位低下状況を監視しながら試薬等の液体を
供給する方法またはその装置において、容器交換時より
も少し前のタイミングで気泡を検知して警報を発し、し
かもその気泡を直ちに排除してしばらく間は液供給の継
続を可能にし、その間に容器交換を行えば良いようにし
た液供給方法およびその装置、並びにその方法に適した
気泡検知方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明に係る気泡検知方法は、容器内に入れたｔ皮体中
に配管の開口端を浸漬させ、該開口端から配管内に流入
させた液体中に混入する気体を、該配管を透過する光に
よって検知する方法において、上記開ロ端の切り口面を
水平面に対して斜めにして上記液体中に浸漬させる。 本発明に係るｌ液供給方法は、液体を入れた容器と所定
の箇所との間を連結する配管の途中で該配管内の気泡の
有無を検知しなから該液体を供給する方法において、上
記配管の斜めの切り口を有する開口辺１４を上記容器内
の第１深さの位置まで液体中に浸漬させて液供給を行う
第１供給ステップと、上記第１供給ステップの終わりに
上記開口端から液体と共に配管内へ流入した空気を検知
して警報を発すると共に、該配管内の液体および空気を
上記所定の箇所以外の箇所に回収する回収ステップと、
上記回収ステップの後に、上記開ロ端を上記第（深さの
位置よりも深い位置の第２深さの位置てｔ皮体中にｅ’
ｔＦｔさせて液供給を行う第２供給ステップと、上記第
２供給ステップ中に、上記容器を新のとする。供給積算
量が増えるに従って容器内の）液位が低下し、その液位
が配管の開口端に達する。 開口端はその切り口面が水平面に対して傾いているので
、肢位よりも」二の出るのは開口の上端の一部のみて、
開口の下側の大部分は液中に浸漬されている。したがっ
て、配管内には液体と共に気体も流入し、配管内で気泡
と液体とが交互に配列された状態となる。気泡を検知す
る検知手段は、気泡の数だけその検知信号を出力するの
で、単発的なノイズとの区別が明確になる。 配管は、容器内で第（の深さ位置とそれよりも深い第２
の深さ位置とにその開口端が位置するように制御され、
液体の供給が始まってから所定の液量を供給するまでは
第１の深さ位置に制御される。液位がその第１の深さ位
置まで低下すると上述のように多数の気泡か配管内に流
入し、液位がそこまで低下したことを検知信号が知らせ
る。これと同時に液供給を一旦停止し、配管内に流入し
た気泡を排出すべく気泡と共に液体も回収する。 回収後に配管を第２の深さ位置まで液体中に再びたな容
器に交換して上記第１供給ステップに戻す復帰ステップ
とからなる。 また、本発明に係る液供給装置は、開口端を容器内のｔ
皮体中に浸漬させて、該７皮体を所定の箇所へ供給する
配管と、上記配管の途中に設けられて、配管内の気泡の
存在を検知して検知信号を出力する気泡検知手段と、上
記気泡検知手段の出力信号を受信して警報を発する警報
手段とを備えたｔ液供給装置において、上記配管の開口
端は水平面に対して斜めの切り口を有し、上記気泡検知
手段の出力信号を受信して上記気泡を含んだ配管内？液
体を回収する回収手段と、上記回収手段による液体回収
の後に、上記配管の開口端を、上記気泡検知信号の出力
時の深さ位置より深い位置で再度液体中に浸漬させる移
動手段とを備えている。

【作用］ 本発明に係る液供給装置では、容器内に入れられた試薬
等の液体中に配管の開口端を浸漬させ、この液体を配管
中に流入させてこれを所望の箇所へ供給する。なお、配
管の内径は十分に小さいも浸漬させ、次に肢位がこの深
さ位置に低下するまでの間、液体供給を続行する。作業
者はその供給続行中に容器交換に必要な準備を済ませ、
短時間で容器交換を済ますことができる。したかって、
一連のプロセス中における液供給操作であれば、そのプ
ロセスを中断することなく容器交換が行える。 なお、配管を第２の深さ位置にまで液中に浸漬させる動
作としては、配管自体を降下させてもよく、或いは配管
は動かさずに容器を上昇させることも可能である。さら
にはその二つの動作の組み合わせとすることも可能であ
る。 【実施例】 以下に本発明の好適な一実施例について、第１図ないし
第７図を参照して説明する。本実施例の液体試薬供給系
における主要各構成要素の配置については、従来技術の
装置の説明において用いた第７図に示されている１次配
管、２次配管、シリンジ型ポンプ、容器および透過式光
電検知器の配置と同様である。したかって、相当する構
成については同一参照番号を付すことによって重複する
図示および説明を省略する。第１図は、容器１の保持機
構と１次配管３を容器内に導入する機構部の概略構成を
示す説明図である。容器１は、市販の試薬か入れられて
いる瓶かそのまま使用され、その口部には雄螺子か形成
されて容器保持部８にはその雄螺子に螺合する雌螺子が
形成されている。 これらの螺合によって容器１は容器保持部８に装着され
る。容器保持部８の雌螺子部の大略中央には、装着され
た容器１の口部を通って容器内に挿入される１次配管３
か貫通されている。この１次配管３は、容器保持部８の
」三方に設けられているラック９とピニオン１０との協
働によって上下動可能に挿通され、容器保持部８の貫通
部にはシール材１２が装着されている。即ら、１次配管
３はラック９に固定されており、ピニオン１０の回転に
よってラック９と共に１次配管３が」二下動する。 ラック９が最下端部に位置するとき、１次配管３の開口
端１１は容器１の大略底部の近辺に位置する。容器１内
に導入されている■次配管３の開口１ 送られる気泡検知信号としての最初のパルス信号入力を
記憶する。 液切れ判定部２３は、波形整形部２１からの気泡検知信
号と、記憶演算制御部２４に記憶されているｔ皮切れ判
定要素（気泡の連続個数、気泡の長さ等）とを比較して
液切れの状態であるか否（ノイズ）かの判別をする。こ
こで液切れと判定された場合には、肢切れ判定部２３か
ら記憶演算制御部２４と戻しパルス計算部２５とに液切
れ判定信号が送られる。記憶演算制御部２４からは、シ
リンジ型ポンプ２の駆動機構６に対してパルスモータ３
１を停止させる信号がパルスモータ駆動部２７に送られ
ると共に、ブザー３２に警報を発報させる信号が警報表
示部２８へ送られる。液切れと判定されなかった場合に
も信号が記憶演算制御部２４に送られる。記憶演算制御
部２４からは初期パルス記憶部２２に対してリセット信
号が送られ、記憶している初期パルス信号がリセットさ
れる。 戻しパルス計算部２５は、１次配管３内に流入した気泡
を含む液体試薬を容器１内へ逆流させて端１１は、その
切り口が斜めに切り落とされている。したがって、ｌ液
体試薬の供給が進んでその肢位か次第に低下してくると
、開口端１１はその上端部だけが肢位より上方に出るよ
うになる。その状態でさらにシリンジ型ポンプ２による
吸引か行われると試薬と共に空気が１次配管３内に流入
し、配管内で空気の部分と試薬の部分とが細かく分断さ
れて交互に配列した状態となって流れる。したがって、
検知器７からの検知信号出力形式かワンショット出力で
あっても境界面の数だけの検知信号が多数のパルス信号
となって出力されるので、単なるノイズとの区別が明確
になる。 第７図には示していないが、本実施例の〆夜供給装置は
制御装置２０を備えており、第２図にそのブロック図を
示す。光電検知器７からの信号は波形整形部２１に入力
される。波形整形部２１では、この信号をシュレッシュ
レベルと比較して気泡検知信号を確定し、そのパルス信
号を初期パルス記憶部２２と液切れ判定部２３に送る。 初期パルス記憶部２２は、波形整形部２１から２ 戻すためのパルスモータ３１の逆転パルス数を算出する
部分であり、液切れ判定部２３からの液切れ判定信号を
受けると、最初の気泡検知信号を初期パルス記憶部２２
が受けた時点からのパルスモータ３１の駆動パルス数を
算出して記憶演算制御部２４へ送る。記憶演算制御部２
４はそのパルス数に若干の余分パルスである検知戻しパ
ルスを加算してパルスモータ駆動部２７へ逆転パルスを
送る。パルスモータ駆動部２７は、シリンジ型ポンプ２
の吸入量または吐出量に応じたパルス数をパルスモータ
３１に出力する。 開口端昇降駆動部２６は、記憶演算制御部２４からの信
号を受けて、１次配管３の容器ｌ内に挿入された開口端
１１を上下動させるピニオン１０の駆動部３３に、ピニ
オン１０を回転させる信号を出力する。 三方電磁弁駆動部２９は、記憶演算制御部２４から三方
電磁弁５に関するオン信号またはオフ信号を受け、三方
電磁弁５にその流通方向を切り替えさせる信号を出力す
る。 入力信号処理部３０は、コンソール３５から入力される
諸説定値、シリンジ型ポンプ２の原点位置や上限・下限
位置等の入力を処理し、記憶演算制御部２４へ送る。コ
ンソール３５から人力される諸説定値としては、気泡の
長さや連続個数による液切れ判定値、シリンジ型ポンプ
２の吸引速度や吐出速度、試薬名、目標注入量等かある
。 回数記憶部３８は、気泡検知信号が出力された後に１次
配管３の開口端１１を降下させたか否かが記憶される。 図中３４は、シリンジ型ポンプ２の上限・下限位置を設
定するりミツトスイッチである。 次に、第３図のフローチャートを参照して本実施例の装
置の作用について説明する。 コンソール３５から入力された諸説定値に基ついて三方
電磁弁５、パルスモータ３１、ピニオン１０の駆動部３
３か初期状態に設定された状態から試薬の吸引動作か開
始される。最初のステップ＃１００では、シリンジ型ポ
ンプ２の吸引動作を行わせるべくパルスモータ３１の駆
動によりピスト数の気泡が連続しているはずなので、イ
エスの場合には液位低下による空気の吸引と判断してス
テップ＃１０４へ移行し、ピストンの引き下げを停止す
ると共に警報を発する。ステップ＃１０３の判断がノー
である場合には、単なるノイズであると判断してステッ
プ＃１００へ戻って更にピストン引き下げを続行する。 プロセスはステップ＃１０４の後にステップ＄Ｆ１０５
へ移行し、ここでピストンの引キ下げ停止か１回目であ
るか否かが判断される。この１回目とは、試薬容器１か
本実施例装置の容器保持部８に取り付けられて試薬供給
を開始してから１回目ということである。ステップ＃１
０５の判断がイエスの場合は、容器内の試薬残量に余裕
があって、１次配管３内に一旦流入した気泡を排出回収
した後に、その開口端１１を更に深く降下させて試薬の
供給を続行することが可能であるということなので、ス
テップ＃　１０６．１０７と１次配管３内の気泡を排出
するための逆流を生しさせるプロセスへ移行する。また
、ステップ＃１０５の判断かノーである場合には、既に
ピストンの引き下げ停ンか下方へ引き下げられてステッ
プ＃１０１へ移行する。ステップ＃（０１では、初期設
定値を基準にピストンか最下端まで引き下けられたか否
かが判断されて、イエスの場合にはステップ＃２００へ
移行してピストンの引き下げを停止する。その後、正常
の試薬供給動作を行うべく、通常運転の動作であるシリ
ンジ型ポンプ２の吐出動作へ移行する。 勿論、三方電磁弁５の切り替えも行われる。シリンジ型
ポンプ２の吸引動作が完了するまでの間は、ずっと光電
検知器７による気泡監視か行われる。 ステップ＃１０１でノーの場合にはステップ＃１０２へ
移行して気泡を検知したか否かが判断され、ノーであれ
ばステップ＃１００へ戻って更にピストン弓き下げを続
行する。このピストン引き下げの途中で１次配管３内に
気泡か吸入された場合には、ステップ＃１０２での判断
はイエスとなってステップ＃１０３へ移行する。ステッ
プ＃１０３では、検知した気泡の数がＮ個以上連続して
いるか否かが判断される。容器１内の液位低下に伴って
斜めの切り口から空気か試薬と共に吸引されたのであれ
ば、多止が１回行われて、今回の停止が２回目であるこ
とになり、容器内の試薬残量には余裕がなくて試薬供給
の続行が不可能であるので、ステップ＃３００へ移行し
てステップ＃１０４での状態のままシリンジ型ポンプ２
による吸引を停止し、容器交換を待つことになる。 ステップ＃１０６では、最初の気泡を検知したときから
ピストンか停止するまてのパルスモータ３１の駆動パル
ス数Ｐを算出してステップ＃工０７へ移行する。ステッ
プ＃１０７では、ステップ＃１０６で算出したパルス数
Ｐに余分パルス数αを加算し、パルス数（Ｐ＋α）分た
けパルスモータ３１を逆転させる。このことによって、
１次配管３内に気泡を伴って流入した試薬を逆流させ、
その分を容器ｉ内に回収すると共に１次配管内の気泡を
除去する。 続くステップ＃１０８では、１次配管３の開口端１１ヲ
ヒニオン１０の駆動によりラック９と共に降下させる。 開口端１１は再び試薬中に浸漬され、液位が再び開口端
１１の位置へ低下するまでのしばらくの間、試薬供給が
続行できる。作業者は、次のロフトの供給を開始するま
でに試薬容器を新しいものに取り替えれば、中断せずに
試薬供給が続けられる。ステップ＃（０８からは再びス
テップ＃１００へ戻る。 上述の実施例では、ラック９とピニオン１０との組み合
わせにより１次配管３の上下動を駆動したか、第４図に
示すような構成により降下動作だけ自動的に行わせるこ
とも可能である。この実施例では、容器保持部８の上側
に設けられたケーシング４０内に駆動機構部か収納され
ている。■次配管３の途中にフランジ部４１が固設され
ており、このフランジ部４１とケーシンク４０との間に
ばね４２が介設されている。フランジ部４１は、ばね４
２か縮められた状態で電磁スイッチ４３のピンに係合す
ることにより、その位置に保持される。 その保持された状態では、フランジ部４１はばね４２に
よって下方へ付勢されている。電磁スイッチ４３は、電
圧か印加されるとそのピンを引き込んでフランジ部４１
に対する保合を解除する。フランジ部４１は保合か解除
されるとばね４２の併用している。容器１内には、試薬
の液面より上で開口された加圧配管５５が導入されてお
り、加圧気体が供給されている。試薬供給配管５３の開
口端１１は、上述の各実施例と同様に斜めの切り口を有
しており、試薬中に浸漬されている。３３は配管５３の
上下動を駆動する機構、７は透過式光電検知器である。 配管５３の途中には経路を二つの分岐する分配器５６が
介設されており、一方の経路は第１の三方電磁弁５■を
介して所望の供給系５３ａを形成し、他方の経路は第２
の三方電磁弁５２を介して回収系５３ｂを形成し、その
先端には回収槽５４か設けられている。 透過式光電検知器７に気泡が検知されないうちは、第１
電磁弁５１か開かれていて第２電磁弁５２は閉じられて
いる。試薬は加圧気体により配管５３内に押し込まれて
供給系５３ａを流れる。１回目の気泡が検知されると、
第１電磁弁５１が閉しられる。その後、加圧気体の供給
が一旦停止され、容器１内へ配管５３が更に深く下げら
れる。加圧気体の供給が再開されて第２電磁弁５２が開
かれ、勢力により下方へ押し下げられ、１次配管３も容
器１内のさらに深い位置まで入り込む。フラン７部４１
の降下は、ンヨックアブソーバ４４によって緩やかにさ
れる。復帰は手動で行われ、ケーシング４０外部で１次
配管３に固設されたハンドル４５を引き上げることによ
って行われる。なお、ハンドル４５の引き」二げに際し
て電磁スイッチ４３のピンを一旦引き込むためには、電
圧を一時的に印加すればよい。或いは、ピンの構造を」
一方へ跳ね」二げ可能なラッチ式としてもよい。１２は
シール材、４６はパツキンである。 上述の各実施例は１次配管３を降下さぜるように構成さ
れているが、例えば第５図に示すように、容器保持部８
を初期状態で下方に下げておき、■回目の気泡検知によ
って容器１と共に容器保持部８を引き上げ、１次配管３
はそのままにしておくように構成することも可能である
。 第６図に、本発明の装置に係る他の実施例を示す。この
実施例では、容器１から試薬を配管５３内へ流入させる
エネルキ源として、加圧気体を列配管５３内にあった試
薬は気泡と共に回収槽５４に回収される。再び第１電磁
弁５１が開かれて第２電磁弁５２が閉じられ、２回目の
気泡検知まで試薬供給か続行される。 【発明の効果］ 本発明の気泡検知方法では、配管内に流入する気体を、
液体と交互に配列される多数の細かい気泡として検知で
きるので、ノイズとの区別が明確にでき、ノイズによる
誤動作を防止できる。 本発明の液供給方法およびその装置では、配管内に流入
する気体を、液体と交互に配列される多数の細かい気泡
として検知できるので、ノイズとの区別が明確にでき、
ノイズによる誤動作を防止できると共に、配管の浸漬位
置を２段階に設定することによって容器交換の準備期間
を得られ、しかもその準備期間中に岐供給を続行できる
ので、試験等での一連のプロセスを中断させることがな
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の岐供給装置に係る一実施例における容
器の保持機構と１次配管を容器内に導入する機構部の概
略構成を示す説明図、第２図は本発明の肢供給装置に係
る一実施例における制御装置の構成を示すブロック図、
第３図は本発明の肢供給方法の一実施例を説明するフロ
ーチャート図、第４図は第１図に示す実施例の変形例を
示す説明図、第５図は第１図に示す実施例の他の変形例
を示す説明図、第６図は本発明の〆夜供給装置に係る変
形実施例を示す説明図、第７図は本発明の肢供給装置に
係る一実施例と従来技術の肢供給装置の共通部分を示す
説明図である。 １・容器、２　シリンジ型ポンプ、３・・１次配管、４
２次配管、５　三方電磁弁、６　ポンプの駆動機構、７
　透過式光電検知器、８・・・容器保持部、９　ラック
、１０・ピニオン、１１・・・開口端、１２・・・シー
ル材、２０・・・制御装置、２１・・波形整形部、２２
　初期パルス記憶部、２３・ｌ皮切れ判定部、２４　・
記憶演算制御部、２５・・戻しパルス計算部、２６・開
口端昇降駆動部、２７　・パルスモータ駆動部、２８・
警報表示部、２９・・・三方電磁弁駆動部、３０・・・
入力信号処理部、３１パルスモータ、３２・−・ブザー
、３３・・ピニオンの駆動部、３４・・リミットスイッ
チ、３５・・・コンソール、３８・・回数記憶部、４０
・・・ケーシング、４１・　フランジ部、４２・・・ば
ね、４３・・・電磁スイッチ、４４　・ショックアブソ
ーバ、４５　ハンドル、４６・・・パツキン、５１・・
・第１三方電磁弁、５２・第２二方電磁弁、５３・・配
管、５３ａ・・供給系、５３ｂ・・・回収系、５４・・
回収槽、５５加圧配管、５６・・分配器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、容器（１）内に入れた液体中に配管（３、４、
   ５３）の開口端（１１）を浸漬させ、該開口端（１１）
   から配管（３、４、５３）内に流入させた液体中に混入
   する気体を、該配管（３、４、５３）を透過する光によ
   って検知する方法において、 上記開口端（１１）の切り口面を水平面に対して斜めに
   して上記液体中に浸漬させることを特徴とする気泡検知
   方法。
2. （２）、液体を入れた容器（１）と所定の箇所との間を
   連結する配管（３、４、５３）の途中で該配管内の気泡
   の有無を検知しながら該液体を供給する方法において、 上記配管（３、４、５３）の斜めの切り口を有する開口
   端（１１）を上記容器（１）内の第１深さの位置まで液
   体中に浸漬させて液供給を行う第１供給ステップと、 上記第１供給ステップの終わりに上記開口端（１１）か
   ら液体と共に配管内へ流入した空気を検知して警報を発
   すると共に、該配管内の液体および空気を上記所定の箇
   所以外の箇所に回収する回収ステップと、 上記回収ステップの後に、上記開口端（１１）を上記第
   １深さの位置よりも深い位置の第２深さの位置で液体中
   に浸漬させて液供給を行う第２供給ステップと、 上記第２供給ステップ中に、上記容器（１）を新たな容
   器に交換して上記第１供給ステップに戻す復帰ステップ
   とからなることを特徴とする液供給方法。
3. （３）、開口端（１１）を容器（１）内の液体中に浸漬
   させて、該液体を所定の箇所へ供給する配管（３、４、
   ５３）と、 上記配管（３、４、５３）の途中に設けられて、配管内
   の気泡の存在を検知して検知信号を出力する気泡検知手
   段（７）と、 上記気泡検知手段（７）の出力信号を受信して警報を発
   する警報手段（２８、３２）とを備えた液供給装置にお
   いて、 上記配管（３、４、５３）の開口端（１１）は水平面に
   対して斜めの切り口を有し、 上記気泡検知手段（７）の出力信号を受信して上記気泡
   を含んだ配管内液体を回収する回収手段（２４、５２、
   ５３ｂ、５４）と、 上記回収手段（２４、５２、５３ｂ、５４）による液体
   回収の後に、上記配管の開口端（１１）を、上記気泡検
   知信号の出力時の深さ位置より深い位置で再度液体中に
   浸漬させる移動手段（９、１０、２４、２６、３３、４
   １、４２、４３）とを備えたことを特徴とする液供給装
   置。