JPH0650453B2 - キユリー効果温度センサスイツチを調節する装置と方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はキュリー効果温度センサスイッチの操作温度お
よび差動温度を調節する装置と方法に関する。この好ま
しい具体例において、本発明はキュリー効果温度センサ
スイッチを使用しそしてこの温度スイッチの操作温度お
よび差動温度を外部から漸増調節することによって試剤
冷却器の温度を制御する装置と方法に関する。

医療診断の用途に使用することを意図する若干の試剤お
よびその他の物質は狭い温度範囲で貯蔵しなければなら
ない。たとえば若干の診断用試剤は２〜８℃の一定の環
境に保護しなければならない。試剤温度の制御は重要で
ある。試剤があまり温かくなるとその寿命は短くなるこ
とがある。

このような試剤の制御された温度環境を与えるために冷
却器が開発された。これらの機械は代表的には試剤を置
く冷板とこの冷板の温度を制御する部材を備える。この
ようにして冷板が試剤の温度を制御する。

１つの通常の試剤冷却器において、温度制御は冷板にサ
ーミスタを取付けることによって達成される。このサー
ミスタを電気回路にセットしてその抵抗が冷板温度の関
数として変化するようにする。このようにして、サーミ
スタを横切る電圧は冷板の温度に対応する。この電圧信
号は所望の冷板温度を表わす基準電圧信号と比較され
る。比較された電圧が同一でないと、誤差補正信号が発
生して冷却の温度を調節する。この誤差補正信号の強度
と極性を使用して冷板を所望の温度に保つ。

このサーミスタ型コントローラは冷板の温度範囲の調節
を行ない、これによって冷却器は種々の温度要件の多種
類の試剤に容易に適合しうる。それにもかかわらず、こ
の種の温度制御装置はまた若干の実質的な欠点をもつ。
第１に、それぞれの温度コントローラはそれ自体のOP-a
mp、マイクロプロセッサ界面、および支持回路を通常必
要とする。最終の電気的配置は高価であり複雑である。
第２に、この種のコントローラは致命的な誤りからのフ
ェイル−セーフを与えない。もしもマイクロプロセッサ
が機能を果さず、停止または遮断して基準電圧信号が提
供されなくなると、冷板の温度は３５℃にまで上昇して
試剤を駄目にする。

キュリー効果温度センサはサーミスタ／サーボコントロ
ーラに対して別手段を与える。これらのスイッチは代表
的にリードスイッチ、固有の永久磁石、およびフエライ
ト材料を含む。リードスイッチは、リード・コンタクト
ギャップ近くの磁場の強度変化に応答して開閉する。フ
エライト材料は第１の操作温度（「キュリー温度」とも
呼ばれる）を越える高い磁気リラクタンスおよび第２の
操作温度より下の低い磁気リラクタンスを示す。キュリ
ー効果温度センサスイッチの一製作者であるミッドウエ
スト・コンポーネンツ・インコーポレーテッドは、これ
らのスイッチは寿命の増大が必要な又はスイッチの接触
を悪い環境たとえば腐食液温度制御から保護するのが望
ましいと考えられる種々の用途において熱作動装置に置
き換えうることを示唆している。

然しこの種のスイッチは診断用試剤の温度制御に好適な
ようには容易に感知されない。これらのスイッチは固定
した操作温度および差動温度で作られる。差動温度は４
〜５℃であり、これは多くの温度制御用途にとって高す
ぎる。その上、これらのスイッチはその操作温度および
差動温度を調節する部材を備えていない。従って、異な
った操作温度をもつ新しい温度センサ配列は種々の温度
要件をもつすべての用途に特に適するに違いない。

本発明は冷板の温度制御に使用しうるキュリー効果温度
センサスイッチの操作温度および差動温度を漸増的に調
節する装置と方法に関する。

本発明によれば、磁場が温度スイッチの操作温度および
差動温度を制御しうるように可変強度磁場が温度スイッ
チとは別に且つ温度スイッチに関連して発生せしめられ
る。この磁場の強度を漸増変化させて操作温度を調節す
る第１の部材が与えられる。温度スイッチは、開放状態
であるか閉鎖状態であるかの関数として、磁場の強度を
漸増変化させて差動温度を調節する第２の部材が与えら
れる。

好ましい具体例において、キュリー効果温度センサスイ
ッチは試材冷板を冷却する部材に接続され、冷板と熱的
に接触する。温度スイッチは冷板の温度が第１の操作温
度を越えたとき冷却部材を活性化する。冷却部材は冷板
の温度が第２の操作温度より低くなったとき温度スイッ
チによって失活せしめられる。電磁石が温度スイッチと
は別に且つ温度スイッチと関連して固定され、操作温度
および差動温度を減少させる外部磁場を発生する。第１
の電位差計が電磁石に流れる電流を漸増変化させて電場
強度を制御し、それによって操作温度を調節する。第２
の電位差計が、温度スイッチが開放状態であるか閉鎖状
態であるかの関数として差動的に電磁石に流れる電流を
変化させて差動温度を調節する。第１の電位差計はまた
外部の可変電源を備えることもできる。温度スイッチが
冷却部材を活性化および失活させる速度をモニタする部
材も与えられる。

本発明はキュリー効果温度センサスイッチの操作温度の
可変制御も与える。また、キュリー効果温度スイッチの
差動温度を可変制御することもできる。これはキュリー
効果温度スイッチを広い温度範囲内の種々の用途に容易
に適合しうるものとする。その上、この目的は外部の可
変磁場（これは少なくとも１つのキュリー効果温度セン
サスイッチメーカーであるミッドウエスト・コンポーネ
ンツ・インコーポレーテットが避けるべきだといってい
ることである）を使用することによって達成される。

試剤冷板に適用するとき、本発明は便利な温度制御を与
える。操作温度および差動温度は特定の試剤について容
易に調節しうる。その上、冷板の温度コントローラはフ
ェイル−セーフ保護を与えるように配列される。たとえ
ば、マイクロプロセッサを第１の電位差計の電圧源を変
えるのに使用してそのマイクロプロセッサが故障したと
きにも、キュリー効果温度センサスイッチはもとの操作
温度および差動温度内で冷板を依然として制御する。多
くの場合に、これらの温度端はハードウエア問題が同定
され固定される前に試剤を駄目にすることはない。最後
に、本発明はサーミスタ型コントローラよりも安価な形
体の冷板温度コントローラである。

本発明は更なる目的と付随する利点と共に添付図面を参
照しての以下の詳細な記述から最も良く理解されるであ
ろう。

第１図は本発明の好ましい具体例をくみ入れた試剤冷却
器の部分破断図である。

第２図は第１図の試剤冷却器の試剤冷却の四分円の平面
図である。

第３ａ図および第３ｂ図は第１図および第２図の好まし
い具体例で使用する電磁石のそれぞれ平面図および側面
図である。

第４図は第１図および第２図の試剤冷板用温度コントロ
ーラの回路図である。

第５図は第４図の温度コントローラのモニタ警報系の回
路図である。

第６図は第１図の試剤冷却器用の好ましい制御系のブロ
ック図である。

これらの図面を参照して、第１図は本発明の好ましい具
体例を使用するに適した試剤冷却器(10)を示すものであ
る。冷却器は４個の冷板四分円(12)から成る。診断用試
剤または類似物をこの冷板四分円(12)において試剤の温
度を制御する。それぞれの冷板四分円(12)は絶縁材(15)
によって隔離された押し出しアルミニウムヒートシンク
(14)の上に取付けられる。

この冷板／ヒートシンク組立体は基台ユニット(16)に締
着される。冷板(12)、ヒートシンク(14)および基台ユニ
ット(16)はすべてアボット・ラボラトリーズによって製
作された実在の試剤冷却器の通常の構成要素である。そ
の構造と機能は当業者によって容易に理解されるであろ
う。絶縁材(15)はエチレンフォーム製である。

第１図および第２図に示すように、印刷回路板(18)をそ
れぞれの冷板四分円(12)の下側と絶縁材(15)との間に取
付ける。従って冷却器(10)にはこのような印刷回路板が
４個ある。以下に示すことを除いて、それぞれの印刷回
路板(18)は構造および機能において同じである。

それぞれの印刷回路板(18)には２個のサーモ・エレクト
ロニック・モジュール（以下「TEMs」と呼ぶ）(20)およ
びこのTEMsを制御するための回路が備えてある。TEMsは
商業的に入手しうる電子制御装置であってその特性に応
じて加熱または冷却を生ぜしめる。本発明の好ましい具
体例ではメルコール社のサーモ・エレクトロニック・モ
ジュール・モデルNO.ＣＰ２−３１−１０Ｌが使用して
ある。これらのTEMs(20)を印刷回路板(18)に取付けてそ
の上面が冷板(12)に接触し、その底面がヒート・シンク
(14)に接触するようにする。上面は熱エポキシたとえば
サーマロイ・サーマル・ボンド＃４９５３を使用して冷
板(12)の下側に対してエポキシ化するのが好ましい。絶
縁材(15)に孔をあけてTEMsの底面がヒート・シンク(14)
に直接に接触しうるようにする。TEMs(20)の極性をそれ
らが下記のように活性化されるとき冷板四分円(12)に冷
却を与えるようにセットする。

TEMs(20)を制御する回路はキュリー効果温度センサスイ
ッチ(22)〔以下ＣＥＴＳＳと呼ぶ〕を含む。CETSSは印
刷回路板(18)に取付けられ、冷板(12)の下側に対して直
接エポキシ化される。サーモアロイ・サーマル・ボンド
＃４９５３エポキシを使用してCETSS(22)が冷板(12)と
熱的に接触するようにするのが好ましい。好ましい具体
例において、冷板四分円(12)の下側部分はミリングして
冷板がCETSS(22)と密に接触するようにする。

本発明の好ましい具体例はミッドウエスト・コンポーネ
ンツ・インコーポレーテッドによって製作されたCETSS
であるマスクゴンＭＩ−モデルNO.ＴＳ−１２Ｂまたは
ＴＳ−３０Ｂを使用する。ＴＳ−１２Ｂは１２℃の公称
キュリー温度をもち、ＴＳ−３０Ｂは３０℃の公称キュ
リー温度をもつ。然し、他の種類のCETSSも本発明の範
囲内で使用しうることを理解すべきである。この用途の
ために、CETSSは次の特性をもつ温度センサスイッチと
定義される。このCETSSは、１セットの接点、固有の永
久磁石、およびフェライト材料を含む。フェライトはそ
のキュリー温度より上で高い磁気リラクタンスを示し、
そのキュリー温度より下で低い磁気リラクタンスを示
す。CETSSは接点付近の磁場の強度変化に応答して開閉
する。従ってCETSSはそのフェライト材料がそのキュリ
ー温度を横断する際に状態を変化させる。CETSSの更に
詳しい説明はミッドウエスト・インコーポレーテッドの
「プロダクト データ、セクション７０００」なるパン
フレットに記載されており、このパンフレットを引用に
よってここにくみ入れる。

CETSSは実際には２つのキュリー温度をもち、その１つ
においてCETSSが開放し、他の１つにおいてCETSSが閉鎖
することを理解すべきである。これは古典的なヒステリ
シスをもたらす。このCETSSをそれが第１のキュリー温
度より上の温度を検知しているときその「開放」もしく
は「オフ」状態と呼び、それが第２のキュリー温度より
下の温度を検知しているときその「閉鎖」もしくは「オ
ン」状態と呼ぶ。ここに使用するCETSS(22)において、
第１のキュリー温度は第２のキュリー温度より数度高
い。従ってCETSS(22)が閉鎖されると、それはその検知
温度が第１のキュリー温度を越えるまで開放されない。
逆に、CETSS(22)が開放されると、それは第２のキュリ
ー温度より低くなるまで閉鎖されない。この明細書にお
いて、操作温度なる用語はキュリー温度なる用語と互換
性をもって使用される。

ここに使用する別の用語は差動温度であり、これはCETS
Sの別の特性である。差動温度とは第１の操作温度と第
２の操作温度との間の差をいう。差動温度の更に詳しい
説明は前記「プロダクト データ セクション7000」な
るパンフレットを参照されたい。

電磁石(24)も印刷回路板(18)に取付けられる。第３ａ図
および第３ｂ図に示すように、電磁石(24)は円筒形コア
(25)を含む。ここに示すコア(25)はカドミウムメッキ
（型II）仕上げのC.R.スチール製のものである。コア(2
5)のそれぞれの端部にはアーム(26)が取付けてある。そ
れぞれのアーム(26)はコア(25)を取付けた方形部分(26
a)とコアから外側にのびている平らな自由端(26b)とを
もつ。このコア(25)は通常の方法で＃３６ゲージ・ワイ
ヤの１２００巻線で包まれていて、第３ａ図に示す右側
のアーム(26)が赤ワイヤ(27)に正電圧を接続すると磁気
的にＮ極になるようになっている。電磁石(24)によって
生ずる磁場の平均強度は次いでワイヤ(27)を通る電流の
量によってセットされる。

第１図を参照して、電磁石(24)は印刷回路板(18)の上側
に取付けられる。電磁石(24)を印刷回路板(18)に、コア
(25)が冷板四分円(12)の外側かつ下方にあるように、固
定させるのが好ましい。アーム(26)の平らな自由端(26
b)は、自由端(26b)の外縁がCETSS(22)に接触もしくは接
近するように、印刷回路板(18)と冷板(12)との間を走行
すべきである。

この具体例において、電磁石(24)は分極し且つ印刷回路
板(18)上に取付けられ、これによってCETSS(22)の操作
温度は電磁石を通る電流が増大するにつれてCETSS(22)
の操作温度は低下する。換言すれば、電磁石(24)はCETS
S(22)の固有の磁場を支持するCETSS(22)とは別の且つCE
TSS(22)に関連する可変強度磁場を発生させる。この外
部磁場の強度はCETSS(22)の第１および第２の操作温度
を共にセットする。たとえば、電磁石(24)を通る電流を
増大させると外部磁場の強度が増大し、第１および第２
の操作温度が共に等しく減少する。

電磁石(24)はCETSS(22)に対して印刷回路板(18)に固定
され、外部磁場の強度のみが電磁石(24)を通る電流の関
数として変化する。然し、CETSSとは別に磁場を発生さ
せる他の手段も本発明の範囲内で使用しうる。たとえ
ば、ソレノイドをCETSSの外側のまわりに又はCETSS包囲
体の内側に正しく巻きつけることもできる。重要なのは
CETSSとは別に且つCETSSに関連して可変強度磁場を発生
させて操作温度および差動温度を制御することである。

第４図はCETSS(22)、TEMs(20)、電磁石(24)および支持
回路の電気的接続を示すものである。第４図中の構成要
素は通常の方法で記述され接続され、そして構成要素の
価は以下に示すとおりである。当業者は通常の技術を用
いてこの回路を再現させることができる。従って以下の
記述は第４図の回路の操作に限って行なう。

TEMs(20)はそれらが電圧源によって活性化されるとき冷
板(12)に冷却を与えるように配置される。CETSS(22)はT
EMs(20)に電気的に接続されてその操作を制御する。CET
SSが閉じ、CETSSによって検知される冷板温度が第１の
操作温度より低くなると、トランジスタ(Q2)が開放にな
ってそのコレクタが供給電圧の電位と同じ９ボルトにな
る。TEMs(20)はその端子を横切る電圧がないので活性化
されない。

CETSS(22)によって検知される冷板温度が第１の操作温
度を越えると、CETSSは開放になる。従ってトランジス
タ(Q2)は飽和し、そのコレクタ電位を約1.3ボルトに下
げる。TEMs(20)はその端子を横切る7.7ボルトの電圧低
下があるので今や活性化される。ＬＥＤおよびＲ２から
成る指示回路はTEMs(20)と平行に接続されて、TEMsが活
性化されるとき指示光を与える。

電磁石(24)の極性は、CETSS(22)の固有の磁場を支持す
る可変強度外部磁場を発生するようにセットされる。電
位差計(R₆、R₇)、レジスタ(R3〜R5)およびトランジスタ
(Q1)によって形成される回路は外部磁場の強度の及び従
って第１および第２の操作温度と差動温度の漸増調節を
与える。

操作温度および差動温度の漸増調節を説明する。端子(E
1、E2)間に接続するジャンパー・ワイヤ(28)により、一
定の９ボルト電圧が第１の電位差計(R6)およびレジスタ
(R3、R5)により形成される第１の電圧分割ネットワーク
に供給される。第１の電位差計(R6)を調節することによ
って、トランジスタ(Q1)を介して電磁石(24)に供給され
る電流を漸増的に調節することができる。すなわち、電
磁石(24)によって生じる磁場の強度およびCETSS(22)の
第１および第２の操作温度はこれによって漸増的に調節
される。実施に際して、第１の電位差計(R6)をはじめに
その最大抵抗値にセットするのが好ましい。次いでこの
電位差計(R6)を徐々に下方に調節すると、外部磁場の強
度は徐々に増大し、CETSS(22)の第１および第２の操作
温度は等しい増分で徐々に減少する。

上記のことから外部磁場の強度の及び従って操作温度の
漸増調節にはアナログおよびデジタルの漸増調節が含ま
れることが明らかであろう。事実、電位差計(R6、R7)は
アナログの漸増調節を与える。本発明における漸増調節
なる用語は可変因子の偶然の、見掛けの、またはランダ
ムな調節とは異なり、ある範囲の値にわたる可変因子
（たとえば操作温度）の連続的および意図的な又は制御
された調節をいう。

ジャンパー・ワイヤ(28)を端子(E2、E3)間に接続する
と、供給電圧または第１の電圧分割器は遠隔制御しう
る。第１の電位差計(R6)を前節に述べたようにして操作
温度の局部的な大きい調節に使用することが考えられ
る。然し第１の電位差計(R6)の供給電力はたとえばマイ
クロプロセッサで遠隔制御して電磁石(24)に供給する電
流の従って操作温度の微調整を行なうこともできる。

レジスタ(R4、R5)および第２の電位差計(R7)によって形
成される第２の電圧分割器ネットワークはCETSS(22)の
差動温度を制御するように設計されている。第２の電位
差計(R7)も電磁石(24)を通る電流を制御するように調節
される。然し第２の電圧分割器は電磁石(24)を通る電流
を、CETSS(22)が開放状態にあるか閉鎖状態にあるかの
関数として差動的に変化させる。トランジスタ(Q2)のコ
レクタは第２の電位差計(R7)の供給電圧だからである。
CETSS(22)が開放状態にあるとき、トランジスタ(Q2)は
飽和され、そのコレクタは約1.3ボルトにある。従って
第２の電圧分割器が電磁石(24)に供給しうる電流の量
は、たとえ第２の電位差計(R7)がその最小抵抗にあった
としても、差動温度に明らかに影響を及ぼすほど大きく
はない。CETSS(22)が閉じると、トランジスタ(Q2)は遮
断され、そのコレクタは９ボルトに上昇する。第２の電
位差計(R7)は次いで漸増調節されて電磁石(24)を通る電
流を変化させ、そしてこれによって差動温度を漸増調節
する。

実施に際して、第２の電位差計(R7)は始めにその最大抵
抗にセットし次いで徐々に下方に調節するのが好まし
い。電磁石(24)を通る電流および外部磁場は次いで徐々
に増大させ、これにより差動温度を徐々に減少させる。
第２の電位差計(R7)は増分において減少すべきであり、
そしてそれぞれの増分において差動温度が測定される。
電位差計(R7)の更なる調節は所望の差動温度が達成され
るまで行なうことができる。差動温度は通常の温度計を
用いて冷板温度を測定しそして最大および最小温度を観
察することによって決定することができる。

第４図のその他の構成要素について説明する。Ｊ５９−
コネクターはコネクター(J590、J591、J592、またはJ593)
の１つを表わし、これらはアボット・ラボラトリーズに
よって製作されている実在の試剤冷却器(10)の標準部品
である。Ｊ５９コネクターのピン(4)は第１の電位差計
(R6)の電圧源の外部制御のために与えられる。コンデン
サ(C1)はフィルタリングのために使用され、そしてレジ
スタ(R1)はプル・アップレジスタである。テストポイン
ト(TP1、TP2)は基準電圧を測定するために与えられる。
レジスタ(R8)はテスト・ポイント(TP1)探り乍らトラン
ジスタ(Q1)がショートするのを保護する。

コンデンサ(C2)は差動温度があまりにも低くセットされ
たときに起りうる振動を減少させるように設計される。
同じ操作温度においてCETSS(22)が開閉すると、この系
は振動する。別の道におくと、第２の電圧分割器は分極
して正のフィード・バックを与える。あまりにも大きな
取得があると振動が起る。

コンデンサ(C3)は第４図に示す温度制御回路を第５図に
示すモニタ回路に結合させる。CETSS(22)がその開放状
態から閉鎖状態にスイッチ切換えする毎に正のパルスが
コンデンサ(C3)によって発生せしめられる。CETSS(22)
がその閉鎖状態から開放状態にスイッチ切換えする毎に
負のパルスがコンデンサ(C3)によって発生せしめられ
る。第４図に示す温度制御回路が適切に作動していると
き、CETSS(20)は規則的間隔でその開放と閉鎖の状態の
間をスイッチ切換えすべきである。室温および基台(16)
によって発生する熱は試剤温度を第１の操作温度より上
に上昇させる傾向があり、これはTEMs(20)を試剤温度が
第２の操作温度より低くなるまで活性化させる。

第５図に示す回路は、コンデンサ(C3)により発生する正
パルスの割合をモニタするように設計されている。正の
パルスが約２分毎に発生しない（すなわちCETSS(22)が
開放しない）と、警報信号が発生する。正のパルスが規
則的に発生していれば、警報信号は発生しない。

第５図に示す回路は試剤冷却器(10)の４個の冷板四分円
(12)のすべての温度制御回路をモニタする。第１の冷板
温度コントローラのコンデンサ(C3)はコネクターＪ５９
０の端子２に接続し、第２の冷板温度コントローラの同
様のコンデンサはコネクターＪ５９１の端子２に接続
し、以下同様である。それぞれの冷板四分円のモニタ回
路は下記を除いて同じであるので、コネクターＪ５９０
に属する回路のみを以下に述べる。その上、この説明は
回路の操作に限って行なう。これらの電気的要素は当業
者が容易に理解する通常の方法で示され接続されている
からである。

CETSS(22)が閉鎖または開放の状態にあると、レジスタ
(R16)はコンデンサ(C3)を放電させてトランジスタ(Q3)
を遮断する。次いでコンデンサ(C8)がレジスタ(R17)を
介して非常に徐々に５ボルトに充電される。CETSS(22)
が閉から開に変わると、負のパルスが発生する。ダイオ
ード(CR1)はすべての負のパルスを拘束する。CETSS(22)
が開から閉の状態に移行すると、7.5ボルトの正のパル
スが発生してトランジスタ(Q3)を通す。コンデンサ(C8)
の電荷は次いでトランジスタ(Q3)を介して約１ボルトに
まで放電する。その基盤における正のパルスがレジスタ
(R16)によって消散するので、トランジスタ(Q3)は再び
遮断する。コンデンサ(C8)の電荷は次いでそれがコネク
ターＪ５９０のピン(2)において別の正パルスによって
放電せしめられるまで再び５ボルトにまで蓄積される。

コンデンサ(C8)はまた比較器(31)の負の入力にも接続さ
れる。この比較器の正入力は５ボルト電位源およびレジ
スタ(R21、R22)によって3.2ボルトにセットされる。コン
デンサ(C8)の電荷が3.2ボルト未満であるとき、比較器
(31)の出力は高い。ダイオード(CR8)は次いで非伝導性
になる。然しコンデンサ(C8)が3.2ボルトより上に上昇
すると、比較器(31)の出力は負になり、ダイオード(CR
8)は導通する。次いでオプトアイソレータが活性化さ
れ、警報信号が発生し、これがマイクロプロセッサの入
口(A1)に送られる。

従って、コンデンサ(C8)が3.2ボルトに達する（数分か
かる）前に該コンデンサの電荷が放電されないと、警報
信号が発生する。その上、比較器(31〜34)のすべての出
力はダイオード(CR5〜CR8)を介して一緒に結ばれてＯＲ
ゲートを形成する。比較器(31〜34)のいづれかからの出
力が低くなると、オプト・アイソレータ(35)は警報信号
を発生する。従って第５図の回路は４個の冷板四分円(1
2)のCETSS(22)のうちのいづれか１つがあらかじめ定め
た時間間隔内にTEMs(20)を活性化および失活させない
と、警報信号を発生する。

コネクター(J590)に付随するモニタ回路から成る他の構
成要素について次に説明する。レジスタ(R9〜R12)は９
ボルト電力供給体の配電抵抗である。これらの電力供給
体電圧は４個の冷板四分円(12)のそれぞれの温度制御回
路を介して供給される。コンデンサ(C4〜C10)は低パス
フィルタである。それぞれのコネクター(J590〜J593)は
１個の冷板四分円について第４図に示す同じコネクター
(J59-)である。外部接続に与えられる４つの入力コネク
ター(J590〜J593)の端子(4)は第５図には示していな
い。

コネクター(J590)に付随するモニタ回路にはジャンパー
ワイヤ(36)が備えてある。このジャンパーワイヤ(36)は
コンデンサ(C8)を短絡してこの冷板四分円には警報信号
は与えられない。警報信号は他の３個の冷板四分円につ
いて前記のように依然として発生せしめられる。

ジャンパーワイヤ(36)は、第５図に示すモニタ回路が第
１の冷板四分円（すなわちコネクターＪ５９０に付随す
るもの）用の２８℃操作温度のCETSS(22)および他の３
個の冷板四分円用の１２℃操作温度のCETSS(22)をもつ
試剤冷却器用に設計されているために、与えられる。第
１の冷板四分円は室温付近に然しそれ以上高くない温度
に保つ試剤を貯蔵することを意図するものである。この
ような試剤が貯蔵されていないときは、ジャンパーワイ
ヤ(36)はコンデンサ(C8)から地面に接続されてこの冷板
四分円に付随するモニタ回路を無能にする。通常の試剤
が第１の冷板四分円中に貯蔵されていないとき、ジャン
パーワイヤ(36)は移動し、そして第１の冷板四分円に付
随するモニタ回路が前述のように作動する。

４個の比較器(31〜34)のすべては第５図にダッシュ線で
示すＩＣ（集積回路）要素(LE347)の部品である。レジ
スタ(R23)とコンデンサ(C9)は比較器ＩＣに接続され、
高周波ノイズを波する。この波は振動を防ぐことに
よって比較器を安定に保つ。オプト・アイソレータ(35)
（モデルNO.４Ｎ３３）を使用して上記回路のノイズ電
気環境からマイクロプロセッサを隔離する。レジスタ(R
24)はオプト・アイソレータ(35)ＬＥＤを通る電流を制
限する。レジスタ(R25)はオプト・アイソレータ(35)か
らの信号出力を引き抜いてマイクロプロセッサ入口ビッ
ト(A1)へ入力させる。コネクタ(J589)はアボット・ラボ
ラトリーズによって現在製作されている試剤冷却器(10)
の別の標準コネクターである。端子(4〜10)はマイクロ
プロセッサ・ポート・ビット(A2〜A4およびQ1〜Q4)に接
続されるが、これらは本発明のこの具体例には使用され
ない。

電圧定格回路が第５図の下部右偶に示してあるが、この
回路は第５図に示すモニタ回路用の安定な５ボルト供給
を行なうものである。

第６図は本発明を具体化する試剤冷却器(10)のために現
在意図される制御系を示すものである。温度コントロー
ラ(40)は第４図に示すような１つの冷板四分円のための
温度制御回路を現わす。モニタ系(41)は第５図の回路を
表わす。

操作者はシステム制御ＣＰＵ(42)を介して冷板四分円用
のCETSSの操作温度を調節するよう命令を発する。現存
する任意のシステムＣＰＵがこの目的のために適してい
る。システムＣＰＵ(42)からの命令が温度制御ＣＰＵ(4
3)に入力される。制御ＣＰＵ(43)の操作指示はEPROMメ
モリー(44)に貯蔵される。制御ＣＰＵ(43)はパルス幅モ
ジュール化信号として指示を出力する。バッファー(4
5)、オブ−アンプ(46)、レジスタ(R26、R27)およびコン
デンサ(C13)が備えてあって、パルス幅信号を温度コン
トローラ(40)の第１の電位差計(R6)への入力であるＤＣ
信号に変える。このＤＣ信号の強度は温度制御ＣＰＵ(4
3)からのパルス信号の幅によって決定される。

第１の冷板四分円の温度コントローラのみが示してあ
る。

実際には、冷板四分円(12)のそれぞれにこのような温度
コントローラが１個あり、それぞれの温度コントローラ
には制御ＣＰＵ(43)出力チャンネルがあり、そしてこの
ような出力チャンネルのそれぞれにパルス幅信号変換回
路がある。

制御ＣＰＵ(43)も誤差信号をシステムＣＰＵ(42)に送
る。制御ＣＰＵ(43)には安定電圧供給体、時計信号、お
よびリセット信号の電力が通常の方法で備えてある。シ
ステムＣＰＵ(42)から制御ＣＰＵ(43)への信号出力を同
期させるためにシステムＣＰＵ(42)と制御ＣＰＵ(43)と
の間に一連のフリップ・フロップを介在させるべきであ
る。制御ＣＰＵ(43)とシステムＣＰＵ(42)との間に入力
および出力用のオプト・アイソレータを備えるべきであ
る。

第４図〜第６図に示す回路は例示であって本発明を限定
するものではない。第４図〜第５図に示す構成要素の例
示的な値を下記の表に示す。第４図〜第５図に示す構成
要素と同じ機能を果し同じ結果を得る他の種類の回路も
当業者によって容易に採用しうるであろう。

以上の記述から、本発明が従来技術のいくつかの著しい
欠点を克服するものであることがわかるであろう。本発
明はCETSSの操作温度および差動温度の外部からの漸増
（釣合い）調節を提供する。その上、本発明は通常の考
えとは対照的に進行し、外部磁場を使用してこのような
制御を与える。このように制御されたCETSSは次いで試
剤冷板の外部調節自在の制御を与えるために使用しう
る。本発明はまたフェイル・セーフ保護を与える。マイ
クロプロセッサのリモートコントロールまたは電位差計
の局部コントロールがなんらかの理由で作動しなくなる
と、CETSSが始動して冷板温度をキュリー温度より低い
温度に保ち、そのために多くの診断用試剤を駄目にしな
いですむ。

本発明の概念を図面に示された符号を参照しつつ概観す
ると、次のような態様を例示することができる。

1.閉鎖状態および開放状態をもつキュリー効果温度セン
サスイッチ(22)の操作温度および差動温度を調節する装
置であって、外温度スイッチの操作温度および差動温度
を磁場発生部材により生ずる磁場によって制御しうるよ
うに該温度スイッチとは別の且つ該温度スイッチに関連
した可変強度の磁場を発生させる部材(24)、該磁場発生
部材により生ずる磁場の強度を漸増変化させて該温度ス
イッチの操作温度を調節する第１の部材（Ｒ６，Ｒ３，
Ｒ５，Ｑ１）、および該磁場発生部材により生ずる磁場
の強度を該温度スイッチの状態の関数として漸増変化さ
せて該温度スイッチの差動温度を調節する部材（Ｒ４，
Ｒ７，Ｑ２）、を備えて成ることを特徴とする装置。

2.磁場発生部材(24)が電流の通るコイル線(27)を巻いた
コア(25)をもつ電磁石(24)を含む前記第１項記載の装
置。

3.第１の変化部材（Ｒ６，Ｒ３，Ｒ５，Ｑ１）が電磁石
(24)へ通す電流の量を変化させる回路装置（Ｒ６，Ｑ
１）を含む前記第２項記載の装置。

4.第２の変化部材（Ｒ４，Ｒ７，Ｑ２）が電磁石(24)へ
通す電流の量を差動的に変化させる回路装置（Ｒ７，Ｑ
２）を含む前記第３項記載の装置。

5.第１の変化部材（Ｒ６，Ｒ３，Ｒ５，Ｑ１）が外部の
可変電圧源を更に含む前記第３項記載の装置。

6.該温度センサスイッチ(22)が冷板(12)と熱的に接触し
且つ該冷板は該温度センサスイッチ(22)に操作的に接続
している冷却要素(20)を有していることを特徴とする前
記１〜５のいずれか一つに記載の装置。

7.該電磁石(24)が、二つのアーム部(26)を有しており、
各アーム部は該コア(25)の末端の一つに接しており且つ
該コア(25)から外側に伸張している遊離の末端(26b)を
有し、ここで該コアは該冷板(12)の近傍に固定化されそ
して該アーム部の遊離末端(26b)は該温度センサスイッ
チ(22)に接していてよいことを特徴とする前記１〜６の
いずれか一つに記載の装置。

8.モニター装置(41)があり、該モニター装置は該温度セ
ンサスイッチ(22)が該冷却要素を活性化並びに不活性化
させるような速度でモニターするものである前記１〜７
のいずれか一つに記載の装置。

上記の好ましい具体例に対する種々の変化と変形が当業
者にとって明らかであることを理解すべきである。たと
えば、本発明は冷板についての上記と同じ方法で熱板の
温度制御に使用することができる。本発明はまた、第１
の操作温度より上の温度で閉鎖しそして第２の低い操作
温度より下の温度で開放するCETSS型スイッチにも使用
しうる。電位差計(R6、R7)は外部電磁石を通る電流を漸
増的に変化させうる任意の他の装置に置き換えることが
できる。

以上の記述は限定的なものというよりもむしろ例示的な
ものと見倣されるべきであり、本発明の範囲を規定する
ことを意図するものはすべての均等物を含めて特許請求
の範囲のみであることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい具体例をくみ入れた試剤冷却
器の部分破断図である。 第２図は第１図の試剤冷却器の試剤冷板の四分円の平面
図である。 第３ａ図および第３ｂ図は第１図および第２図の好まし
い具体例で使用する電磁石のそれぞれ平面図および側面
図である。 第４図は第１図および第２図の試剤冷板用温度コントロ
ーラの回路図である。 第５図は第４図の温度コントローラのモニタ警報系の回
路図である。 第６図は第１図の試剤冷却器用の好ましい制御系のブロ
ック図である。 図中において； 10…試剤冷却器；12…冷板四分円；14…ヒートシンク；
15…絶縁材；16…基台ユニット；18…印刷回路板；20…
サーモ・エレクトロニック・モジュール(TEMs)；22…キ
ュリー効果温度センサスイッチ；24…電磁石；25…コ
ア；26…アーム；26a…方形端部；26b…自由端；27…ワ
イヤ；28、36…ジャンパー・ワイヤ；31〜34…比較器；3
5…オプト・アイソレータ；42…システム制御ＣＰＵ；4
3…温度制御ＣＰＵ；Q1、Q2、Q3…トランジスタ；R6、R7…
電位差計；R3、R4、R5、R8、R9、R10、R12、R16、R18、R21、R22、R
24…レジスタ；J590〜J593…コネクタ；C1、C2、C3、C4、C
5、C6、C7、C8、C9、C10…コンデンサ；CR1、CR5、CR6、CR7、CR8
…ダイオード。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉鎖状態および開放状態をもつキュリー効
   果温度センサスイッチの操作温度および差動温度を調節
   する装置であって、該温度スイッチの操作温度および差
   動温度を磁場発生部材により生ずる磁場によって制御し
   うるように該温度スイッチとは別の且つ該温度スイッチ
   に関連した可変強度の磁場を発生させる部材、 該磁場発生部材により生ずる磁場の強度を漸増変化させ
   て該温度スイッチの操作温度を調節する第１の部材、お
   よび 該磁場発生部材により生ずる磁場の強度を該温度スイッ
   チの状態の関数として漸増変化させて該温度スイッチの
   差動温度を調節する部材、 を備えて成ることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】磁場発生部材が電流の通るコイル線を巻い
   たコアをもつ電磁石を含む特許請求の範囲第１項記載の
   装置。
3. 【請求項３】第１の変化部材が電磁石へ通す電流の量を
   変化させる第１の部材を含む特許請求の範囲第２項記載
   の装置。
4. 【請求項４】第２の変化部材が電磁石へ通す電流の量を
   差動的に変化させる第２の部材を含む特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。
5. 【請求項５】第１の変化部材が外部の可変電圧源を更に
   含む特許請求の範囲第３項記載の装置。
6. 【請求項６】オンの状態およびオフの状態をもつキュリ
   ー効果温度センサスイッチの操作温度および差動温度を
   調節する方法であって、 該温度スイッチの操作温度および差動温度を外部磁場に
   よって制御しうるように該温度スイッチとは別の且つ該
   温度スイッチに関連した可変強度の磁場を発生させ、 該外部磁場の強度を漸増変化させて該温度スイッチの操
   作温度を調節し、そして 該外部磁場の強度を該温度スイッチの状態の関数として
   漸増変化させて該温度スイッチの差動温度を調節する、 ことから成ることを特徴とする方法。
7. 【請求項７】冷板と熱的に接触し且つ第１および第２の
   操作温度と差動温度をもつキュリー効果温度センサスイ
   ッチに操作的に接続する冷却要素を備える冷板の温度を
   制御する方法であって、 冷板の温度が第１の操作温度より上にあるときに冷却要
   素を活性化させ、 冷板の温度が第２の操作温度より下にあるときに冷却要
   素を失活させ、 電磁石を使用して該温度スイッチとは別の且つ該温度ス
   イッチに関連した可変強度の磁場を発生させて該温度ス
   イッチの操作温度および差動温度を該外部磁場により制
   御しうるようになし、 該電磁石に流れる電流を漸増変化させて操作温度を調節
   し、そして 電磁石に流れる電流を漸増変化させて、該温度スイッチ
   が冷却要素を活性化させているか失活させているかの関
   数として、外部磁場の強度を変え差動温度を調節する、 ことから成ることを特徴とする方法。
8. 【請求項８】該温度スイッチが冷却要素を活性化および
   失活させる速度をモニタする工程を更に含む特許請求の
   範囲第７項記載の方法。