JPH10232156A - 液量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出可能な液体の種類に制限を受けることが
なく、しかも汚れや泡などによる誤検出を生じることが
なく、さらには吸引ノズルを下降させることなく液体の
液量を検出できる液量検出装置を提供する。 【解決手段】 ポンプ７によりドレイン配管３を介して
余剰液を排出可能な容器１内の液体の液量を検知する液
量検出装置であって、容器１とポンプ７との間でドレイ
ン配管３内の圧力を検出する圧力計６を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、容器内の液体の
液量を検知する液量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、血液や尿などの被検液を自動
的に検査する検査装置においては、被検液を一旦所定の
容器に注入し、この容器から吸引ノズルにより一定量の
被検液を吸引して分析部に供給するものが多い。このよ
うにすれば、被検液を加温する必要がある場合、容器内
で被検液を所定温度に加温できる。また、血液などのよ
うに所定の希釈液で希釈することにより被検液を生成す
る必要がある場合、容器内に血液と希釈液とを注入する
ことにより、それらの液の流動によって被検液を十分に
混合できる。

【０００３】このような検査装置においては、吸引ノズ
ルによる吸引後に容器内に残った被検液すなわち余剰液
を毎回排出し、容器を含む被検液の流路を洗浄液で洗浄
するなどの処置が必要であり、容器にはドレイン配管が
接続されている。

【０００４】ところで、このような容器から吸引ノズル
により所定量の被検液を吸引するには、容器内に所定量
以上の被検液が存在することが前提となる。また、血液
などのように所定の希釈液で希釈することにより被検液
を生成する必要がある場合、希釈液の量が大きく異なる
と被検液の濃度が許容範囲を越えて変化するので、容器
内に一定量の被検液が注入されたか否かを確認する必要
がある。

【０００５】このため従来の液量検出装置では、一対の
電極間の導電率により容器内の被検液の液量を検出する
方式や、吸引ノズルあるいは別のノズルから空気を噴出
させながらノズル先端を被検液の液面に浸入させ、ノズ
ル内の圧力変化により液面を検知する方式が採用されて
いた。すなわち、容器内の被検液の量と液面の高さとの
関係は、同一容器であれば必ず一義的に決まるので、液
面を検知することにより被検液の量を知ることができる
のである。

【０００６】しかし、一対の電極を利用する方式では、
電極に塵埃や被検液などが付着することにより導電率が
変化するので、液面検知に許容範囲を越える誤差が生じ
ることがあった。さらに、被検液の種類によって導電率
が大きく異なるので、使用できる被検液が制限されると
いう課題もあった。

【０００７】また、ノズルから空気を噴出させる方式で
は、被検液の液面に泡などの膜が存在する場合、誤検出
を生じることがあった。さらに、ノズルを上下させるの
で、ノズルが液面近傍に達するまで被検液の量を検出す
ることができず、容器内に所定量の被検液が存在しない
場合には、ノズルの動作が無駄になるという課題があっ
た。

【０００８】

【発明の開示】本願発明は、上記した事情のもとで考え
出されたものであって、検出可能な液体の種類に制限を
受けることがなく、しかも汚れや泡などによる誤検出を
生じることがなく、さらには吸引ノズルを下降させるこ
となく液体の液量を検出できる液量検出装置を提供する
ことを、その課題とする。

【０００９】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１０】本願発明の第１の側面によれば、ポンプに
よりドレイン配管を介して余剰液を排出可能な容器内の
液体の液量を検知する液量検出装置であって、容器とポ
ンプとの間でドレイン配管内の圧力を検出する圧力検出
手段を備えたことを特徴とする、液量検出装置が提供さ
れる。

【００１１】このようにすれば、容器内の液体の液量に
応じてドレイン配管内の圧力が上昇し、その圧力を検出
することにより容器内の液体の液量を知ることができる
ので、検出可能な液体の種類に制限を受けることがな
く、しかも汚れや泡などによる誤検出を生じることがな
く、さらには吸引ノズルを下降させることなく液体の液
量を検出できる。すなわち、電極を用いないので、電極
の汚れなどの影響を受けず、電極間の導電率を利用しな
いので、液体の導電率に係わらず検出可能である。ま
た、吸引ノズルからの空気の噴出を利用しないので、液
面の泡の影響を受けず、しかも吸引ノズルを下降させず
に検出可能である。

【００１２】この液量検出装置は、自動血液検査装置や
自動尿検査装置などに用いることができるのはもちろん
のこと、血液や尿以外にもあらゆる液体の液量などを検
知できる。

【００１３】好ましい実施の形態によれば、ドレイン配
管は、電磁切換弁を介してポンプに連通可能であり、ポ
ンプに連通していないときには、電磁切換弁により閉塞
されている。

【００１４】このようにすれば、ポンプにより余剰液や
洗浄液などを排出する状態とそれ以外の状態とを、電磁
切換弁の制御信号により極めて容易に切り換えることが
できる。

【００１５】別の好ましい実施の形態によれば、圧力検
出手段は、ドレイン配管内の圧力に応じた電圧の信号を
出力する圧力センサを有する。

【００１６】このようにすれば、圧力センサからの信号
を制御装置に供給することにより、容器内の液体の有
無、量、液面の高さなどを容易に演算でき、それに基づ
いてたとえば吸引ノズルなどを自在に制御できる。

【００１７】別の好ましい実施の形態によれば、ドレイ
ン配管には、容器とポンプとの間の適所に不純物を除去
するフィルタが設置されており、圧力検出手段は、容器
とフィルタとの間でドレイン配管内の圧力を検出する。

【００１８】このようにすれば、圧力検出手段による検
出結果に基づいてフィルタの目詰まりなどを知ることが
できる。

【００１９】別の好ましい実施の形態によれば、ドレイ
ン配管には、フィルタとポンプとの間に、ドレイン配管
内を大気に連通させることが可能な切換弁が設置されて
いる。

【００２０】このようにすれば、フィルタの目詰まりに
よりポンプの駆動後にドレイン配管内のフィルタとポン
プとの間が負圧になったときに、切換弁によりドレイン
配管内を大気に連通させて負圧を解消することができ
る。したがって、容器内あるいは容器とフィルタとの間
のドレイン配管内の液体が負圧によりフィルタ以降のド
レイン配管内に徐々に漏洩するのを防止できる。

【００２１】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００２３】図１は、本願発明に係る液量検出装置の概
略構成図であって、容器１には、下端部が下すぼまり状
の液溜部１ａが形成されており、この液溜部１ａには、
吸引ノズル２により液体が注入および吸引される。液溜
部１ａの下端には、ドレイン配管３が接続されている。
ドレイン配管３には、電磁切換弁としての電磁弁４が介
装されているとともに、電磁弁４と容器１との間には、
余剰液中の塵埃などの不純物を除去するフィルタ５が介
装されている。ドレイン配管３は、容器１とフィルタ５
との間で圧力検出手段としての圧力計６に連通してい
る。電磁弁４は、常閉ポート４ｃがドレイン配管３の上
流側に接続され、常開ポート４ｏがドレイン配管３の下
流側に接続されている。電磁弁４の入力ポート４ｉは、
ポンプ７に接続されている。吸引ノズル１およびポンプ
７のピストン７ａは、図外の駆動機構により駆動され、
その駆動機構および電磁弁４は、マイクロコンピュータ
などを備えた図外の制御装置により制御される。この制
御装置には、圧力計６からの検出信号が入力される。容
器１の液溜部１ａは、直径がたとえば１０ｍｍ程度であ
り、深さがたとえば３０ｍｍ程度である。

【００２４】次に動作を説明する。容器１の液溜部１ａ
に液体が存在していないときは、ドレイン配管３の内部
は大気圧であり、圧力計６に内蔵されている圧力センサ
からはそれに応じた電圧の検出信号が出力される。吸引
ノズル２が容器１上に移動し、液体が容器１の液溜部１
ａに注入されると、その液量に応じてドレイン配管３内
の圧力が上昇し、その圧力に応じた電圧の検出信号が圧
力計６から出力される。このとき、液溜部１ａのドレイ
ン配管３との接続部は小径に形成されており、しかも、
電磁弁４の常開ポート４ｃは閉じられた状態であってド
レイン配管３内は閉塞されているので、液体がドレイン
配管３内に流出することはない。したがって、制御装置
は、予めメモリなどに記憶している、液体の比重や容器
１の液溜部１ａ内の液体の量と液面高さとの関係を用い
ることにより、圧力計６からの検出信号に基づいて、容
器１内の液体の量や液面の位置などを必要に応じて演算
することができる。

【００２５】圧力計６からの検出信号により容器１の液
溜部１ａに所定量以上の液体が注入されたことが確認さ
れれば、制御装置は、吸引ノズル２のポンプを駆動さ
せ、吸引ノズル２を下降させながら液溜部１ａ内の液体
を所定量吸引させる。吸引ノズル２に吸引された液体
は、たとえば液体を分析する分析部などの所定の箇所に
供給される。これにより、液溜部１ａ内の液体の液量が
減少し、それに応じて圧力計６による検出圧力が低下す
る。その後、制御装置は、電磁弁４を制御して入力ポー
ト４ｉと常閉ポート４ｃとを連通させるとともに、ポン
プ７のシリンダ７ａを後退させる。これにより、液溜部
１ａ内の液体がドレイン配管３に流入し、フィルタ５お
よび電磁弁４を通ってポンプ７に吸引される。容器１の
液溜部１ａ内の液体がポンプ７に完全に吸引されると、
容器１と電磁弁４との間のドレイン配管３内は大気圧に
なる。その後、制御装置は、電磁弁４を制御して入力ポ
ート４ｉと常開ポート４ｏとを連通させるとともに、ポ
ンプ７のシリンダ７ａを前進させる。これにより、ポン
プ７内の液体すなわち余剰液が、電磁弁４とドレイン配
管３とを通って図外のたとえばドレインボトルなどの所
定の箇所に排出される。

【００２６】図２は、以上の動作において圧力計６によ
り検出される圧力の変化を説明する説明図であって、横
軸は時間、縦軸は検出圧力である。時刻ｔ₁ で容器１の
液溜部１ａへの液の注入を開始すると、ドレイン配管３
内の圧力すなわち検出圧力が次第に増加する。液溜部１
ａ内に所定量以上の液体が注入された時刻ｔ₂ で注入を
終了すると、その時点における圧力が維持される。時刻
ｔ₃ で液溜部１ａ内からの液の吸引を開始すると、検出
圧力が次第に減少する。液溜部１ａ内の液体が所定量吸
引された時刻ｔ₄ で吸引を終了すると、その時点におけ
る圧力が維持される。時刻ｔ₅ で電磁弁４を入力ポート
４ｉと常閉ポート４ｃとが連通する状態に切り換えると
ともにポンプ７のピストン７ａを後退させると、液溜部
１ａ内の液体すなわち余剰液がドレイン配管３を通って
ポンプ７に吸引され、検出圧力が負圧側で変動する。液
溜部１ａ内の余剰液が全てポンプ７に吸引された時刻ｔ
₆で電磁弁４を入力ポート４ｉと常開ポート４ｏとが連
通する状態に切り換えるとともにポンプ７のピストン７
ａを前進させると、ポンプ７内の余剰液が図外のドレイ
ンボトルなどに排出される。このとき、検出圧力は時刻
ｔ₁ 以前と同じ大気圧に戻っている。

【００２７】ところで、フィルタ５に目詰まりが生じて
いる場合、図３に示すように、時刻ｔ₅ でポンプ７によ
る余剰液の吸引を開始すると、検出圧力は正圧と負圧と
の間で変動し、負圧の場合も、大気圧よりも若干低い程
度である。したがって、液溜部１ａ内の余剰液はほとん
どポンプ７内に吸引されない。そして、時刻ｔ₆ でポン
プ７による吸引を停止しても、ドレイン配管３のフィル
タ５と電磁弁４との間が負圧のままであるので、検出圧
力の変動が継続される。検出圧力の変動が収まった時刻
ｔ₇ 以降は、液溜部１ａ内に残った余剰液の量に応じた
検出圧力が維持される。この検出圧力は、時刻ｔ₄ から
時刻ｔ₅ までの検出圧力よりも僅かに低い程度である。

【００２８】また、ドレイン配管３あるいは電磁弁４か
らの液体の漏洩が生じている場合、図４に示すように、
時刻ｔ₁ から時刻ｔ₂ まで液溜部１ａ内に液体を注入し
ても検出圧力が所定圧まで上昇せず、時刻ｔ₂ で液体の
注入を停止すると検出圧力が次第に低下してしまう。

【００２９】このように、時刻ｔ₂ で検出圧力が所定圧
まで上昇することで液溜部１ａ内に所定量以上の液体が
注入されたことを知ることができ、時刻ｔ₆ で検出圧力
が大気圧に戻ることで液溜部１ａ内の余剰液が全て排出
されたことを知ることができる。もちろん、時刻ｔ₃ と
時刻ｔ₄ との検出圧力の差により、所定量の液体が液溜
部１ａ内から吸引されたことを知ることもできる。さら
に、ポンプ７による余剰液の吸引時に検出圧力が十分に
負圧にならず、しかもポンプ７の運転停止後も検出圧力
の変動が継続することにより、フィルタ５の目詰まりが
生じたことを知ることができる。また、ポンプ７による
余剰液の吸引時に検出圧力が全く変化しないことによ
り、ポンプ７あるいは電磁弁４の故障を知ることができ
る。すなわちこの場合は、ポンプ７が停止したか、ある
いは電磁弁４が切り換えられなかったものと推測でき
る。さらに、時刻ｔ₂ における検出圧力が大気圧のまま
か、あるいは所定圧よりも極端に小さいことにより、吸
引ノズル２から液体が注入されなかったか、あるいはド
レイン配管３に大きな漏洩が生じていることを知ること
ができる。また、吸引ノズル２による液体の注入および
吸引が行われておらず、しかもポンプ７による吸引も行
われていないときに、検出圧力が次第に減少することに
より、ドレイン配管３あるいは電磁弁４に小さな漏洩が
生じていることを知ることができる。

【００３０】したがって、圧力計６からの検出信号を制
御装置が監視することにより、異常の発生を報知できる
とともに、異常の原因を表示画面上に表示させることが
できる。

【００３１】図５は上記液量検出装置を用いた自動血液
検査装置の要部の概略構成図あって、この自動血液検査
装置は、希釈槽１１，１２内の被検液を高速液体クロマ
トグラフィー装置の注入バルブ１３のサンプルループ１
４に供給し、この被検液をカラム（図示せず）内で分離
することにより分析するものである。

【００３２】すなわち、検査すべき血液を希釈液で希釈
した被検液をチューブポンプ１５により希釈槽１１内に
注入し、希釈槽１１内の被検液をチューブポンプ１５に
より吸引して、たとえば吸引ノズル１６、チューブポン
プ１５、電磁弁１７，１８，１９，２０、サンプルルー
プ１４、電磁弁２１，２２，２３を通る経路で被検液を
希釈槽１１に戻すことにより、サンプルループ１４内に
被検液を充填し、注入バルブ１３を切り換えてサンプル
ループ１４内の被検液をカラムに供給するのである。希
釈槽１１には、たとえば９００マイクロリットル程度の
被検液が注入されるが、このうちの５マイクロリットル
程度が血液であり、残りの８９５マイクロリットル程度
が希釈液である。また、これら９００マイクロリットル
程度の被検液のうち、サンプルループ１４に供給される
のは２５マイクロリットル程度である。

【００３３】サンプルループ１４内の被検液がカラムに
供給されると、電磁弁２５が切り換えられ、ポンプ２６
が駆動されて、洗浄液ボトル２７内の洗浄液がポンプ２
６に吸引され、さらに電磁弁２５が切り換えられてポン
プ２６が洗浄液を吐出し、ポンプ２６、電磁弁２５，２
０、サンプルループ１４、電磁弁２１，２２，２３を通
る経路で洗浄液が希釈槽１１内に供給され、経路に残留
した被検液が洗浄される。さらに、電磁弁２０が切り換
えられ、ポンプ２６、電磁弁２５，２０，１９，１８，
１７、チューブポンプ１５、吸引ノズル１６を通る経路
で洗浄液が希釈槽１１内に供給され、経路に残留した被
検液が洗浄される。

【００３４】そして、吸引ノズル１６が希釈槽１２側に
移動し、電磁弁２３が切り換えられて、希釈槽１１の場
合と同様に希釈槽１２内の被検液がサンプルループ１４
に供給される。

【００３５】一方、希釈槽１２内の被検液がサンプルル
ープ１４に供給されている間に、電磁弁２８が切り換え
られ、希釈槽１１内の残留被検液すなわち余剰液と洗浄
液とが、希釈槽１１、フィルタ２９、電磁弁３０、三方
ジョイント３１、電磁弁２８の経路を通ってポンプ３２
に吸引される。さらに電磁弁２８が切り換えられ、ポン
プ３２から吐出された余剰液および洗浄液がドレインボ
トル３３内に収容される。

【００３６】もちろん、希釈槽１２側の被検液の経路
も、希釈槽１１側の被検液の経路と同様に、洗浄液によ
り洗浄される。

【００３７】このように、希釈槽１１内の被検液と希釈
槽１２内の被検液とを交互にサンプルループ１４に供給
し、しかもそれら被検液の経路を交互に洗浄することに
より、効率良く被検液の検査を行うことができる。

【００３８】図５において、３４はフィルタ、３５，３
６は電磁弁、３８，３９は圧力計であり、切換弁として
の電磁弁３６および三方ジョイント３１は、フィルタ２
９あるいはフィルタ３４と電磁弁２８との間のドレイン
配管内を大気に連通させるためのものである。すなわ
ち、フィルタ２９あるいはフィルタ３４の目詰まりが発
生したときに、ポンプ３２による吸引によってフィルタ
２９あるいはフィルタ３４と電磁弁２８との間のドレイ
ン配管内が負圧になり、希釈槽１１あるいは希釈槽１２
とフィルタ２９あるいはフィルタ３４との間のドレイン
配管内に残留した余剰液や洗浄液がフィルタ２９あるい
はフィルタ３４と電磁弁２８との間のドレイン配管内に
徐々に漏洩するのを防止するのである。電磁弁２２は、
被検液の経路を必要に応じて大気に連通させるためのも
のである。

【００３９】このように、希釈槽１１，１２は図１の容
器１に対応し、吸引ノズル１６は図１の吸引ノズル２に
対応し、圧力計３８，３９は図１の圧力計６に対応し、
フィルタ２９，３４は図１のフィルタ５に対応し、電磁
弁２８は図１の電磁弁４に対応し、ポンプ３２は図１の
ポンプ７に対応しており、圧力計３８，３９からの検出
信号に基づいて、希釈槽１１，１２内の被検液の液量や
液面高さ、フィルタ２９，３４の目詰まり、ポンプ３２
や電磁弁２８の故障、およびドレイン配管などの漏洩が
図外の制御装置により検知される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る液量検出装置の概略構成図であ
る。

【図２】本願発明に係る液量検出装置に備えられた圧力
計により検出される正常状態における検出圧力の変化を
説明する説明図である。

【図３】本願発明に係る液量検出装置に備えられた圧力
計により検出されるフィルタの目詰まり状態における検
出圧力の変化を説明する説明図である。

【図４】本願発明に係る液量検出装置に備えられた圧力
計により検出されるドレイン配管の漏洩状態における検
出圧力の変化を説明する説明図である。

【図５】本願発明に係る液量検出装置を用いた自動血液
検査装置の要部の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 容器 ３ ドレイン配管 ４ 電磁弁 ５ フィルタ ６ 圧力計 ７ ポンプ ３６ 電磁弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプによりドレイン配管を介して余剰
   液を排出可能な容器内の液体の液量を検知する液量検出
   装置であって、 前記容器と前記ポンプとの間で前記ドレイン配管内の圧
   力を検出する圧力検出手段を備えたことを特徴とする、
   液量検出装置。
2. 【請求項２】 前記ドレイン配管は、電磁切換弁を介し
   て前記ポンプに連通可能であり、前記ポンプに連通して
   いないときには、前記電磁切換弁により閉塞されてい
   る、請求項１に記載の液量検出装置。
3. 【請求項３】 前記圧力検出手段は、前記ドレイン配管
   内の圧力に応じた電圧の信号を出力する圧力センサを有
   する、請求項１または請求項２に記載の液量検出装置。
4. 【請求項４】 前記ドレイン配管には、前記容器と前記
   ポンプとの間の適所に不純物を除去するフィルタが設置
   されており、 前記圧力検出手段は、前記容器と前記フィルタとの間で
   前記ドレイン配管内の圧力を検出する、請求項１ないし
   請求項３のいずれかに記載の液量検出装置。
5. 【請求項５】 前記ドレイン配管には、前記フィルタと
   前記ポンプとの間に、前記ドレイン配管内を大気に連通
   させることが可能な切換弁が設置されている、請求項４
   に記載の液量検出装置。