JPH1073602A - サンプリングモニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸引中の全圧力データより解析を行う従来方式
に比べてシステムを簡易に構成でき、かつ“つまり”の
判定をするため迅速な対応が可能なサンプリングモニタ
を提供すること。 【解決手段】圧力センサ４からの出力に基づき正常吸
引，異常吸引を判定する判定回路１２が、吸引開始前の
大気圧Ｐ0 、前記サンプリング経路のピーク圧力値Ｐp
及びピーク圧力値Ｐp が得られる吸引速度と異なる吸引
速度時の圧力値Ｐeを入力し、ピーク圧力値Ｐp 及び
（Ｐe −Ｐ0 ）／（Ｐp −Ｐ0 ）の値より正常吸引、異
常吸引の判定を行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動化学分析装置や
試料分配機等の試料吸引装置に装備されるサンプリング
モニタに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動化学分析装置等ではサンプリング
（吸引動作）の状態をモニタするために圧力センサを応
用したサンプリングモニタを標準装備している。

【０００３】このサンプリングモニタは試料（サンプ
ル）の吸引時における吸引圧の変動を高感度の圧力セン
サを応用して検知するものである。そして、吸引される
サンプルの粘性が正常値範囲であり、且つ適切なサンプ
リングが成されていれば吸引時の圧力変化はある一定の
値を示し、ノズル先端がフィブリンなどで詰まった場合
は、この一定範囲の圧力変化により大きな圧力変化が検
出されるのでこれにより「詰り」を検知し、逆にサンプ
ルが無く空気を吸引してしまった場合は、一定の圧力変
化よりも小さい圧力変化となるので、これにより「空吸
引」を検知するという機能を有している。

【０００４】このように、サンプル吸引状態をモニタす
るための従来方式は、サンプル吸引中に亘って圧力セン
サで圧力を検出し、この間の圧力データを全てディジタ
ル化して収集し、その後吸引波形を解析して“正常”、
“つまり”、“空吸い”等の各状態を判定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のサンプ
リングモニタによれば、下記のような欠点があった。 （１）吸引動作終了後に圧力状態の判定を行っているた
め、特に“つまり”の場合には異常に対する処置が遅れ
てしまうため、圧力センサに異常圧力が加わり、センサ
を破壊する危険がある。 （２）吸引中に亘って全てのデータを収集して記憶する
ようになっているので、メモリを含めたシステムが大が
かりなものになってしまう。

【０００６】そこで、本発明の目的とするところは、サ
ンプル吸引中に亘って収集した全てのデータから圧力状
態を判定するような大がかりなシステムを要せず、しか
も“つまり”を早期に発見して即座に対応することがで
き、さらにはサンプルの種類、チューブ径等によらずに
安定した判定を行うことができるサンプリングモニタを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、圧力センサからの出力に基づき正常吸
引，異常吸引を判定する判定回路が、吸引開始前の大気
圧Ｐ0 、前記サンプリング経路のピーク圧力値Ｐp 及び
ピーク圧力値Ｐp が得られる吸引速度と異なる吸引速度
時の圧力値Ｐe を入力し、ピーク圧力値Ｐp 及び（Ｐe
−Ｐ0 ）／（Ｐp−Ｐ0 ）の値より正常吸引、異常吸引
の判定を行うようにしてサンプリングモニタを構成して
いる。

【０００８】また、本発明では、吸引中の全圧力データ
を用いず、上記の３種の圧力値Ｐ0、Ｐp 、Ｐe のみに
基づき圧力状態を判定している。即ち、ピーク圧力値Ｐ
p が正常吸引時の許容最大圧力より大きければ，サンプ
リング経路に“つまり”が発生していると判定できる。
一方、（Ｐp −Ｐ0 ）／（Ｐe −Ｐ0 ）の値はサンプル
の種類、量及びサンプリング系の径等に拘らず圧力状態
を反映する値をとるため、この値と所定の判定値とを比
較することにより正常吸引であるかあるいは空吸いであ
るかを判定できる。

【０００９】このように、３種の圧力値にのみ基づき判
定を行っているため、吸引中の全圧力データより解析を
行う従来方式に比べてシステムを簡易に構成でき、しか
もピーク圧力値Ｐp から即座に“つまり”の判定をする
ため迅速な対応が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１１】第１図は本発明に係るサンプリングモニタ
のブロック図、第２図は本発明が適用されるサンプリン
グ機構部の概略説明図、第３図はサンプル吸引圧力の時
間的変化を示す特性図である。

【００１２】同図において、図中１はサンプリングカッ
プ２内のサンプルを吸引するためのサンプリングノズル
であり、三方ジョイント３を介して圧力センサ４に連結
されている。５は図示しないサンプリングポンプによっ
て駆動されるシリンジであり、その先端は電磁弁６を介
して前記圧力センサ４に連結されている。

【００１３】次に、前記圧力センサ４からの検出出力に
基づき圧力状態を判定する回路について第１図を参照し
て説明する。

【００１４】同図において、前記圧力センサ４はサンプ
ル吸引中に亘って逐次サンプル吸引圧力を検出する。Ａ
／Ｄ変換器１０は前記圧力センサ４からの出力を入力
し、これを後述する制御部１３からのタイミングクロッ
クに基づきＡ／Ｄ変換する。ラッチ回路１１は、前記Ａ
／Ｄ変換器１０からの出力のうち、前記制御部１３から
のラッチタイミングに基づき、サンプル吸引開始前の大
気圧Ｐ0 、吸引圧力のピーク値Ｐp 及び吸引終了直前の
圧力値Ｐe をそれぞれラッチして出力するものである。
判定回路１２は、前記３種の圧力値Ｐ0 、Ｐp 、Ｐe に
基づき、サンプリングの圧力状態を判定する回路であ
る。この判定の一具体例を示すと下記の判定論理を挙げ
ることができる。 （ａ） 正常吸引状態 ＰL ≦Ｐp ≦ＰH かつ、 γ＝（Ｐe −Ｐ0 ）／（Ｐp −Ｐ0 ）＞Ｃ （ｂ） 空吸い状態 Ｐp ＜ＰL または、 γ＝（Ｐe −Ｐ0 ）／（Ｐp −Ｐ0 ）≦Ｃ （ｃ） つまり状態 ＰH ＜Ｐp ここで、 ・ＰH …正常吸引時の許容最大圧力。

【００１５】・ＰL …正常吸引時の許容最小圧力。

【００１６】・γ …サンプルの種類、量あるいはノズ
ル，チューブ径によらず圧力状態に応じた値をとる変数
である。

【００１７】・Ｃ …判定値であり、サンプルの粘度等
が大幅に相違する場合には変更する必要があるが、一般
には一定値としてもよい。

【００１８】前記制御部１３は、本実施形態のサンプリ
ングモニタの制御を司るもので、本実施形態での制御部
１３は、前記シリンジ５を駆動するためのプログラム、
前記Ａ／Ｄ変換器１０のためのタイミングクロックの生
成，ラッチ回路１１でのラッチタイミングの決定（この
ために例えばシリンジ５の駆動開始時からの計時するタ
イマー回路を備えている）及び前記判定回路１２で圧力
異常が検出された際のポンプ１４の停止駆動等の各機能
を備えている。

【００１９】以上のように構成されたサンプリングモニ
タの作用について第３図をも参照して説明する。

【００２０】先ず、サンプル吸引のため、サンプリング
ノズル１がサンプルカップ２に入ると、この際のサンプ
ル吸引圧力即ち大気圧Ｐ0 （サンプリング開始直前の圧
力）が圧力センサ４で検出される。このセンサ出力はＡ
／Ｄ変換器１０でディジタル値とされ、制御部１３から
ラッチタイミングに基づきラッチ回路１１でラッチされ
て判定回路１２に出力される。その後、制御部１３内の
ポンプ駆動プログラムに基づきポンプ１４が駆動される
ことにより、前記サンプリングノズル１でのサンプリン
グが開始される。ここで、本実施形態ではポンプ動作速
度をサンプリング開始から終了に亘って変化させ、例え
ば第３図においてポンプ動作最大速度をＶp （例えばＶ
p ＝2000PPS ）とし、中間速度がＶe （例えばＶe ＝10
00PPS ）とするようにしている。そして、このサンプル
吸引中に亘って圧力センサ４でその圧力状態を検出し、
このディジタル値をＡ／Ｄ変換器１０の出力より得てい
る。

【００２１】ここで、上述したように制御部１３はサン
プル吸引開始時から計時するタイマー回路を備えてお
り、第３図に示すサンプル吸引開始時ｔs から所定時間
経過したｔp 時、ｔe 時にラッチタイミング信号を出力
するようになっている。

【００２２】この結果、ラッチ回路１１は先にラッチさ
れた大気圧Ｐ0 の他、ピーク圧力Ｐp 、吸引終了前の圧
力Ｐe がラッチされ、これが判定回路１２に入力される
ことになる。

【００２３】判定回路１２では、先ずピーク圧力Ｐp が
入力された時点で前述した（ｃ）に示す“つまり”状態
の判定を行う。Ｐp ＞ＰH であれば“つまり”の判定結
果を即座に出力すると共に、制御部１３に割り込みをか
けてポンプ１４の駆動を緊急停止する。この結果、“つ
まり”の早期発見とこれに対応した処置を迅速に行うこ
とができ、異常高圧に伴う圧力センサ４の破壊を防止す
ることができる。

【００２４】一方、Ｐp ≦ＰH であれば、判定回路１２
は３種の圧力値Ｐ0 、Ｐp 、Ｐe が入力された後さら
に、（ａ）、（ｂ）のいずれの状態に該当するか判定を
行う。尚、（ａ）、（ｂ）に掲げた全ての論理判定を行
うことは必ずしも必要ではなく、γ≦Ｃのみを判定して
この不等式を満足するときは“空吸い”と判定し、それ
以外のときは正常吸引と判定することができる。

【００２５】しかも、（Ｐe −Ｐ0 ）／（Ｐp −Ｐ0 ）
で表される変数γは上述したようにサンプルの種類，量
及びノズル，チューブ径等によらず圧力状態を反映する
ため、上記の各種条件に変更があっても正しく判定する
ことができる。また、圧力状態の判定に際して３種の圧
力値のみに基づき行っているため、従来のように吸引中
の全データより判定するものに比べてシステムを簡易に
構成することができる。

【００２６】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。例えば、判定回路１２に３種の圧力値Ｐ0
、Ｐp 、Ｐe を入力させる構成としては、上記実施形
態の他種々の構成を採用できる。圧力センサ４からの逐
次出力のうち３種の圧力値をラッチするものの他、圧力
センサ４を選択的に駆動して３種の圧力のみを検出する
ようにしてもよい。また、大気圧Ｐ0 は吸引回路直前に
圧力センサ４で検出する方式以外に、予め大気圧を測定
して判定回路１２にセットする方式でもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば下記
の効果を奏することができる。

【００２８】１．圧力値Ｐ0 ，Ｐp ，Ｐe に基づき圧力
状態が判定できるため、従来に比べてシステムを簡易に
構成することができる。

【００２９】２．ピーク圧力値ＰＰ からの即座に“つ
まり”を判定できるため、迅速な対応が実現できる。

【００３０】３．サンプルの種類，量及びサンプリング
系の径が変わっても、何らの変更なく正しい判定を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサンプリングモニタのブロック
図。

【図２】本発明が適用されるサンプリング機構部の概略
説明図。

【図３】サンプル吸引圧力及び吸引速度の時間的変化を
示す特性図。

【符号の説明】

１ サンプリングノズル ２ サンプリングカップ ３ 三方ジョイント ４ 圧力センサ ５ シリンジ ６ 電磁弁 １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ ラッチ回路 １２ 判定回路 １３ 制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプリング経路の吸引圧力を検出する圧
   力センサと、該圧力センサからの出力に基づき正常吸
   引、異常吸引を判定する判定回路とを具備したサンプリ
   ングモニタにおいて、前記判定回路は、吸引開始前の大
   気圧Ｐ0 、前記サンプリング経路のピーク圧力値Ｐp 及
   びピーク圧力値Ｐp が得られる吸引速度と異なる吸引速
   度時の圧力値Ｐe を入力し、ピーク圧力値Ｐp 及び（Ｐ
   e −Ｐ0 ）／（Ｐp −Ｐ0 ）の値より正常吸引，異常吸
   引の判定を行うことを特徴とするサンプリングモニタ。
2. 【請求項２】前記圧力センサより逐次出力される圧力値
   のうち前記各圧力値Ｐ0 、Ｐp 、Ｐe のみをラッチする
   ラッチ回路と、このラッチ回路でのラッチタイミングを
   決定する制御部とを備え、前記ラッチ出力を判定回路に
   入力する構成とした特許請求の範囲第１項記載のサンプ
   リングモニタ。
3. 【請求項３】制御部は、吸引開始時から計時するタイマ
   ー回路を備えて前記ラッチタイミングを決定する特許請
   求の範囲第２項記載のサンプリングモニタ。