專利名稱：液體的吸取判別方法和由這方法驅(qū)動(dòng)控制的分注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全新的液體的吸取判別方法和由這方法驅(qū)動(dòng)控制的分注裝置，尤其是通過對吸取血清試樣或試劑等液體的噴嘴的升降移動(dòng)和進(jìn)行液體的吸取或排出的缸等在分注中必要的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行正確控制、能正確地判別由上述噴嘴作出的液面檢測或液體吸取量、氣泡或纖維朊等異物的混入等液體的吸取判別方法和由這方法驅(qū)動(dòng)控制的分注裝置。
背景技術(shù)：
一般，為了提高分注精度、必需做的工作中重要的是血清試樣或試劑等液面的檢測、分注量的計(jì)測、吸取絕對量的計(jì)測、液體附著到噴嘴外側(cè)的檢測、氣泡或纖維朊等異物混入的檢測。
為此，以前所采用的方法是將電極與噴嘴一起浸入到液體內(nèi)，根據(jù)這電極引起的導(dǎo)電狀態(tài)檢測液面，由此控制噴嘴向液體的插入量(距離)。在使用這種方法時(shí)，由于必須把電極浸到液體中，因而為了防止交叉污染，在計(jì)測后必須每次將電極洗凈，結(jié)果有使裝置變得大型、復(fù)雜和使成本提高等問題。
這樣，近年來已提出過用壓力傳感器檢測液面的方法，它是利用噴嘴的吸取壓力在吸取氣體時(shí)和吸取液體時(shí)不同的原理，通過檢測這壓差而檢測液面。由于對噴嘴插入到液體中的插入量(距離)進(jìn)行了控制，只使噴嘴以外與液體接觸，因而具有不要用洗凈機(jī)構(gòu)，能使裝置簡單、能降低成本等優(yōu)點(diǎn)。
但是，上述用壓力傳感器檢測液面的方法有分辨性能低、不靈敏等根本性問題，而且，容易受大氣壓的影響或受被吸取的空氣壓力變化的影響；還由于會(huì)產(chǎn)生由噴嘴的升降移動(dòng)引起的振動(dòng)、會(huì)受分注裝置本身噪聲和電壓變化的影響，因而有常常發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，作為測定裝置，有可靠性較低的問題。
為解決上述問題的裝置，有效的終究是利用光的液面檢測裝置，在以前提出的種種液面檢測裝置中都是把光照射用的光導(dǎo)纖維和受光用的光導(dǎo)纖維并列地設(shè)置在噴嘴外側(cè)上，用受光的光導(dǎo)纖維接受從液面射來的反射光而檢測該液面的。
但是，這種將光照射用的光導(dǎo)纖維和受光的光導(dǎo)纖維并列地設(shè)置在噴嘴外側(cè)，用受光的光導(dǎo)纖維捕捉從液面射來的反射光，由此檢測該液面的以前的利用光的液面檢測裝置，由于必須把噴嘴和與其一起的那些光導(dǎo)纖維平行地插入到液體容器里，因而有不能消除因這些光導(dǎo)纖維與附著在液體容器壁面上的液體相接觸而發(fā)生交叉污染的隱患問題，而且由受光的光導(dǎo)纖維捕捉的光量非常微弱，用這微弱的光量非常難正確地檢測液面，還會(huì)因裝置的振動(dòng)等原因使液面細(xì)微地波動(dòng)，這樣，又時(shí)而發(fā)生反射光的接受時(shí)間錯(cuò)開或不能接受的情況，有使控制變得非常疑難的問題。
本發(fā)明是鑒于這種現(xiàn)狀而作出的，其目的是提供一種全新的液體的吸取判別方法和由這方法驅(qū)動(dòng)控制的分注裝置。這種方法是在利用光的檢測液面等液體的吸取判別方法中，通過將受光部配設(shè)在噴嘴的內(nèi)側(cè)；通過如同從隧道的一側(cè)看另一側(cè)開口部的環(huán)境下，檢測光從噴嘴側(cè)射出到分注取樣接頭(chip)等的用后可棄(disposable)的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的前端開口部的變動(dòng)，能不受液面波動(dòng)等影響，以極高的靈敏度進(jìn)行液面檢測或檢測異物的混入或檢測色澤不同的液體的界面的。即，本發(fā)明的基本原理是通過捕捉光的在與外部環(huán)境隔絕的空間內(nèi)的鄰近物質(zhì)間、例如從氣體向液體的狀況改變的一瞬間的變動(dòng)，如同通過捕捉閃光狀變動(dòng)的瞬間，進(jìn)行上述各種檢測作業(yè)的。
發(fā)明的公開為了達(dá)到上述目的而作出的本發(fā)明的液體的吸取判別方法的基本必要的技術(shù)特征是用吸取液體的噴嘴來檢測由收容在容器內(nèi)的這液體得出的光的變動(dòng)狀態(tài)。
在本發(fā)明中，把用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭裝在上述噴嘴的下端部，通過上述噴嘴接受上述用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的前端開口部附近的光變動(dòng)狀態(tài)，例如接受從液面射來的反射光而檢測液面。
在本發(fā)明中，不僅進(jìn)行液面的檢測，還將液體灌滿能自由拆卸地裝在上述噴嘴上的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭內(nèi)，使光通過這用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭內(nèi)的液體，通過檢測被吸取液體的光量變化來判別例如液體的吸取量或透明度、氣泡混入、堵塞或除水狀態(tài)。
在本發(fā)明中，由上述的噴嘴檢測光的波長變化，通過對色澤變化的識別就能檢測液面。這個(gè)色澤的變化可借助噴嘴通過液體檢測收容著這液體的著色容器的色澤而加以檢測；或者可借助噴嘴通過液體、檢測將收容著這液體的透明容器直立設(shè)置的臺架或支持架的色澤而加以檢測。當(dāng)然，這色澤的變化包含著例如在噴嘴吸取血清的同時(shí)進(jìn)行下降過程中，通過對血漿或血液凝固劑的色澤識別而檢測分層的界面。
在本發(fā)明中，上述的光不局限于從裝在噴嘴上的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭前端開口部直接接受光的場合，例如也可通過透明的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭來照射光或者接受光。
在本發(fā)明中，噴嘴本體是用能透過光的材料形成管狀，或者用能透過光的材料只形成下端部，最好附設(shè)光導(dǎo)纖維束。
而且，在這種場合下，最好在上述噴嘴上，附設(shè)恰好能把焦點(diǎn)調(diào)節(jié)在用后可棄的取樣接頭或洗滌方式取樣接頭前端部，例如在這用后可棄的取樣接頭前端的內(nèi)開口部或離其下端稍稍下方的、能高精度確認(rèn)受光量變動(dòng)的位置上的透鏡體。也可以根據(jù)取樣接頭的形狀或長度、開口部孔徑、遮光性能等條件選用這透鏡，這時(shí)，這透鏡可配設(shè)在光照射部和/或受光部的任何一方上；另外，可以用凸透鏡，當(dāng)然也可以用凹透鏡或?qū)⑦@些透鏡多個(gè)組合地應(yīng)用。
在本發(fā)明中，向收容在容器里的液體供給光是通過噴嘴本體或配設(shè)在噴嘴內(nèi)的光照射用的光導(dǎo)纖維和受光的光導(dǎo)纖維進(jìn)行的，或者從噴嘴的外側(cè)供給光。
所謂從噴嘴外側(cè)供給光是指從接近噴嘴外側(cè)配置的光導(dǎo)纖維向液體照射光，當(dāng)然也包括從透明的液體容器的外側(cè)向液體照射光，或者通過用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭將光照射到液體上。當(dāng)然，光的照射并不局限于連續(xù)地進(jìn)行的情況，也可間隔一定時(shí)間使其閃光地照射。
由具有上述結(jié)構(gòu)特征的液體的吸取判別方法所得到的數(shù)據(jù)能很好地用作對噴嘴的升降移動(dòng)和進(jìn)行液體的吸取或排出的缸等在分注中必要的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的分注裝置的控制數(shù)據(jù)。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的分注裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的分注裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖3是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的分注裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖4是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的分注裝置中在光照射體和受光體中配置透鏡體的狀態(tài)的概略結(jié)構(gòu)的斷面圖，圖5是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的分注裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖6是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的分注裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖7是表示本發(fā)明第7實(shí)施例的分注裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖8是表示由本發(fā)明第8實(shí)施例的分注裝置檢測液體吸取量過份或不足時(shí)的吸取液體的高度(表面積)的水平斷面示意圖，圖9是表示由本發(fā)明第9實(shí)施例的分注裝置檢測異物混入時(shí)的吸取液體的表面狀態(tài)的水平斷面示意圖，圖10是表示本發(fā)明第10實(shí)施例的分注裝置的洗凈方式取樣接頭內(nèi)處于空的狀態(tài)時(shí)的光傳送的光路的示意圖，圖11是表示上述分注裝置的洗凈方式取樣接頭內(nèi)灌滿洗凈液時(shí)的光傳送的光路的示意圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面，參照著附圖所示的實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1表示適合使用本發(fā)明第1實(shí)施例的液體的吸取判別方法的分注裝置的大致結(jié)構(gòu)，該分注裝置基本上由與缸1連通地相接的噴嘴2，保持這噴嘴2的桿3，使這桿3升降動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4、使這驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4動(dòng)作的馬達(dá)5、控制這馬達(dá)5正反回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)回路6、能自由拆卸地裝在上述噴嘴2的下端部7上的用后可棄的取樣接頭8構(gòu)成。
這個(gè)分注裝置被做成由上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將噴嘴2下降到規(guī)定位置，由下述的液面檢測機(jī)構(gòu)檢測液面WL之后，對裝在液體容器9內(nèi)的血清或試劑等液體10進(jìn)行吸取作業(yè)，然后使上述噴嘴上升，將被吸取的液體排出到別的容器(圖中沒表示)。本發(fā)明的分注裝置的各個(gè)基本結(jié)構(gòu)中，凡在本說明書中沒特別說明的，由于都是和公知的分注裝置同樣地構(gòu)成，因而省略對它們的詳細(xì)說明。
而且，上升噴嘴2是在與以前的噴嘴同樣結(jié)構(gòu)的噴嘴2的中央部形成沿縱長方向液體通過的孔2a，這孔2a的上端部與上述缸1連通地相接，并在這噴嘴2的內(nèi)部裝著由1根光導(dǎo)纖維或1根以上的光導(dǎo)纖維束形成的光照射體11和受光體12構(gòu)成的液面檢測機(jī)構(gòu)；上述噴嘴2的下端部形成向下凸?fàn)睿庹丈潴w11與受光體12的下端部被配設(shè)成露出上述噴嘴2的下端部7的下面。
在上述光照射體11的上端部連接著發(fā)光部13，它供給進(jìn)行發(fā)光動(dòng)作的光，把光供給光照射體11，從這光照射體11的下端部射出的被照射的光，在液面WL上進(jìn)行反射后由上述受光體12接受，這個(gè)被接受的反射光由連接在這受光體12的上端部的光電變換部14變換成電壓，這個(gè)經(jīng)變換的電壓信號被送到A/D轉(zhuǎn)換器15，由其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，從這A/D轉(zhuǎn)換器15輸出的數(shù)字被輸入到控制部(例如微機(jī))16后進(jìn)行各種控制處理，而從這控制部16輸出的控制信號則由CRT等構(gòu)成的顯示機(jī)構(gòu)21顯示這情報(bào)信息。
控制部16由輸入從A/D轉(zhuǎn)換器15輸出的數(shù)字情報(bào)信號的輸入接口17儲存輸入信號的運(yùn)算處理時(shí)必要的程序的ROM18，根據(jù)上述ROM18中的程序進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算的CPU19，暫時(shí)記憶運(yùn)算結(jié)果或數(shù)據(jù)等的RAM20，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果將控制信號向裝置的各種控制對象或裝置的顯示機(jī)構(gòu)21輸出的輸出接口22和計(jì)時(shí)器23構(gòu)成。上述CPU19預(yù)先記憶并保存一些例如能認(rèn)定為反射狀態(tài)的指定值或規(guī)定值，把計(jì)測值與這指定值或規(guī)定值進(jìn)行比較等進(jìn)行一些運(yùn)算和判定，并根據(jù)這判定發(fā)送出對各機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的指令。
由于上述噴嘴2的外周面與孔2a的內(nèi)周面或者光照射體11和受光體12的外周面分別用黑色等著色處理或用鏡面拋光的遮光薄膜進(jìn)行遮光，能確實(shí)防止外界光線的侵入和被傳送到光照射體11或受光體12內(nèi)的光漏出，因而能傳送無噪聲信號的更單純的光信號，能更平滑地進(jìn)行控制。當(dāng)然，上述光照射體11和受光體12的下端部可形成例如凸透鏡狀，使被傳送的光會(huì)聚在用后可棄的取樣接頭8的開口前端部附近，并且形成被液面反射的光入射到噴嘴2內(nèi)后能被傳送的形狀。
下面，說明具有上述結(jié)構(gòu)的分注裝置的液面檢測動(dòng)作。
當(dāng)對控制部16指示液面檢測時(shí)，控制部16將控制信號輸出給上述發(fā)光部13，發(fā)光部13對光照射體11供給光。這光的供給可連續(xù)地進(jìn)行，也可使其以一定時(shí)間間隔閃光地進(jìn)行。而且，與這光的供給同時(shí)，上述控制部16還對驅(qū)動(dòng)回路6輸出控制信號，驅(qū)動(dòng)回路6借助馬達(dá)5使桿3下降到液體容器9內(nèi)。在控制部16使桿3下降的同時(shí)還使裝在控制部內(nèi)的計(jì)時(shí)器23開始計(jì)時(shí)。
而且，隨著這桿3的下降，從光照射體11射出的照射到用后可棄的取樣接頭8內(nèi)的光，如圖1所示地，從這用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a射出，照射在液面WL上，在這液面WL上反射的光再從這用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a入射到用后可棄的取樣接頭8內(nèi)，并被受光體12接受。
即，在用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a與液面WL分離時(shí)，從上述光照射體11射出，經(jīng)用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a、照射到液面WL上的光，在這液面WL上反射或者通過水中，因此，幾乎沒多少回到這用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a，所以，受光部12接受的光量是很少的。
而且，在把上述用后可棄的取樣接頭8繼續(xù)下降到某一位置之前的這段間隔里，由受光體12接受的光量不會(huì)有多大的變化。
接著，將上述用后可棄的取樣接頭8下降到某一位置，當(dāng)從上述光照射體11射出的、經(jīng)上述用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a、照射到液面WL上的光、在這液面WL上反射后，再從這用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a入射到其內(nèi)部時(shí)，與外部環(huán)境隔絕的這個(gè)用后可棄的取樣接頭8內(nèi)的光量瞬間增加許多，因此，檢測這瞬間的光量，并把這被檢測的光量與指定值進(jìn)行比較，或者認(rèn)作為規(guī)定值。這種場合下，在吸取液體的同時(shí)使缸1下降的做法，能更確實(shí)同步地捕捉到反射光。
而且，上述光電變換部14把這段間隔中的光量的變化依次變換成電壓值，控制部16把這電壓值與上述指定值進(jìn)行比較，或者認(rèn)作為規(guī)定值后，隨即使上述桿3的下降動(dòng)作和/或缸1形成的吸取動(dòng)作停止。
這樣得到的電壓值信號由A/D轉(zhuǎn)換器15變換成數(shù)字信號，這一連串的電壓變化被記憶在控制部16里。
而且，控制部16，根據(jù)由計(jì)時(shí)器23作出的從計(jì)測開始時(shí)到檢測到最高電壓值為止的時(shí)間的計(jì)測，用CPU運(yùn)算并求出與預(yù)先記憶的時(shí)間相對應(yīng)的液面WL的高度。這液面WL的高度被檢測到與否的數(shù)據(jù)由CRT等構(gòu)成的上述顯示機(jī)構(gòu)21顯示。這個(gè)實(shí)施例是把使用計(jì)時(shí)器23來檢測液面高度的場合作為例子來說明的，而本發(fā)明不局限于這種場合，例如可用公知的脈沖器或編碼器來檢測液面高度(驅(qū)動(dòng)的位置)。
這樣，一旦檢測到液面WL的高度，上述控制部16就給驅(qū)動(dòng)回路6下達(dá)使桿3下降的指令，由于桿3根據(jù)這指令，下降由控制部16指令的距離，因而就使用后可棄的取樣接頭8的前端部插入到液體10內(nèi)，借助由控制部16確定的缸1的吸取動(dòng)作，把液體容器9內(nèi)的液體10按所需要量吸取到用后可棄的取樣接頭8內(nèi)。
如上所說，本實(shí)施例的分注裝置，由于能把在由上述用后可棄的取樣接頭8劃定的空間部上，由液面反射確定的受光量的變動(dòng)這一極端不同指定值或規(guī)定值的瞬間變化，作成不受外部影響而且沒有噪聲的單純信號加以捕捉，因而能高精度地檢測液面，又由于噴嘴2本體不與液體容器9內(nèi)的液面接觸，因而能確實(shí)防止交叉污染。
雖然上述第1實(shí)施例是把光照射體11的下端部露出在噴嘴2的下端部的情況作為例子加以說明，但即使如圖2所示的第2實(shí)施例那樣地，將結(jié)構(gòu)做成把光照射體11的下端部導(dǎo)引到噴嘴2的外側(cè)，使光從噴嘴2的外側(cè)進(jìn)行照射，然后在液面WL進(jìn)行反射，使這反射光從用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a進(jìn)入到這取樣接頭中后，由配置在噴嘴2下端部上的受光體12接受也能取得同樣的效果。
圖3表示本發(fā)明的第3實(shí)施例，在這實(shí)施例中，使光照射體11和受光體12的下端部分別露出在噴嘴2的下端部7的側(cè)部，而且用透明的光導(dǎo)材料形成上述用后可棄的取樣接頭8，這樣，由光照射體11照射的光透過用后可棄的取樣接頭8后，從這用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a照射到液面WL，在液面上的反射光通過用后可棄的取樣接頭8后，由受光體12接受這光量。
圖4表示本發(fā)明的第4實(shí)施例，這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是在光照射體11和受光體12的各個(gè)下端部的下方處配設(shè)聚焦透鏡24A、24B，通過將光照射體11照射的光的焦點(diǎn)F1調(diào)節(jié)在液面WL上，就能捕捉到更鮮明的反射光，由此能進(jìn)一步提高分辨性能。
當(dāng)然，上述聚焦透鏡24A、24B可用凸透鏡或者凹透鏡或者將這些凹凸透鏡組合，而且焦點(diǎn)F1也不一定要與上述液面一致，若是上述用后可棄的取樣接頭8的前端開口部的中心F2或稍許離開這用后可棄的取樣接頭8的前端開口部8a的部位F3等能方便、高精度地確認(rèn)受光量變動(dòng)的位置，則都能設(shè)定成合適的焦點(diǎn)位置。另外，可將上述聚焦透鏡24A、24B配設(shè)在光照射體11或受光體12的任意一方上，至少在本實(shí)施例中得配設(shè)在受光體12一側(cè)上。然而，本發(fā)明也可不必配設(shè)上述聚焦透鏡，即使不使光照射體11照射的光聚焦地供到液面上，也能充分檢測液面WL的高度位置。
在圖4所示的用后可棄的取樣接頭8的外周面和內(nèi)周面上分別作黑色等著色處理或形成鏡面拋光的遮光薄膜25、26，由此在用后可棄的取樣接頭8的外周面和內(nèi)周面形成遮光薄膜25、26能確實(shí)防止外界的光的侵入和傳送到用后可棄的取樣接頭8內(nèi)的光的漏出。因而受光體12能接受沒有噪聲的更單純的光信號，能更平滑地進(jìn)行控制。
圖5表示本發(fā)明第5實(shí)施例的分注裝置的噴嘴部的結(jié)構(gòu)，在這實(shí)施例中，把受光體12配設(shè)在噴嘴2的中心，而且在這受光體12的外側(cè)沒有所要間隔地配設(shè)著形成圓環(huán)狀的光照射體11，把這光照射體11和受光體12之間形成的圓環(huán)狀間隙作為吸取孔K，使其與缸1連通地連接；由于其他結(jié)構(gòu)和作用都是和上述第1實(shí)施例同樣的，因而在圖5上標(biāo)上與第1實(shí)施例所用的符號相同的符號，并省略對它們的詳細(xì)的說明。
圖6表示本發(fā)明的第6實(shí)施例的分注裝置，這個(gè)實(shí)施例表示把本發(fā)明合適地用在將收容在瓶式容器30里的例如試劑加以分注的分注裝置的情況，它是把受光體12配設(shè)在上述噴嘴2的中心，而且在這受光體12的外側(cè)配設(shè)著被形成圓環(huán)狀的光照射體11，把吸取瓶式容器30內(nèi)的液體的吸取孔K配設(shè)在光照射體11的外側(cè)；由于其他結(jié)構(gòu)和作用都是和第1實(shí)施例同樣的，因而圖6上標(biāo)上與第1實(shí)施例所用符號相同的符號，并省略對它們的詳細(xì)說明。
圖7表示本發(fā)明的第7實(shí)施例，在這實(shí)施例中，噴嘴側(cè)的結(jié)構(gòu)與上述第3實(shí)施例相同，而且直立地設(shè)置著色的或透明的液體容器9，使光從將容器直立設(shè)置的臺架27外側(cè)照射，在通過被收容在液體容器9內(nèi)的液體10后，檢測在液體10表面上進(jìn)行反射的光的量和色澤(光的波長)的變化。當(dāng)然用第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)也能進(jìn)行這樣的色澤的檢測。
這樣，用受光體12檢測光的波長(色澤)變化也就與檢測光量的情況一樣，能檢測液面WL的位置。
在2種顏色的液體，例如「血清和血漿」或「血清與血液凝固劑及血漿」由離心處理分離成層狀地裝在容器里的場合下，用這種能檢測色澤的結(jié)構(gòu)，通過使用后可棄的取樣接頭8漸漸地下降，就能由色澤的變化檢測出血清和其他物質(zhì)的界面，因而就能確實(shí)有效地防止血液凝固劑與血漿的接觸。
圖8表示本發(fā)明的第8實(shí)施例，在這實(shí)施例中，根據(jù)光量的增減，通過檢測被吸取到用后可棄的取樣接頭8內(nèi)的液體10的反射面積或反射高度的差異，能容易地檢測液體吸取量的過份與不足。
圖9表示本發(fā)明的第9實(shí)施例。當(dāng)被吸取在用后可棄的取樣接頭8內(nèi)的液體(血清)中有例如氣泡或纖維朊等異物B混入時(shí)，由這異物B使被受光體12接受的光量與通常情況相比有變化，在本實(shí)施例中，通過對由這異物B混入而形成的光量進(jìn)行連續(xù)變化的檢測，能容易地檢測出有沒有異物B的混入。
圖10和圖11表示本發(fā)明的第10實(shí)施例，這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是在噴嘴2的下端部形成被做成向里凹圓環(huán)狀的，洗凈方式的取樣接頭31的嵌裝部32，而且使光照射體11和受光體12的下端部露出在上述嵌裝部32的內(nèi)側(cè)，從光照射體11照射的光通過被嵌裝在上述噴嘴2的嵌裝部32里的而且由透明材料形成的洗凈方式的取樣接頭31后，被受光體12接受。由于其他結(jié)構(gòu)和作用都大致和上述第1實(shí)施例同樣，因而在圖10、11上都標(biāo)上與第1實(shí)施例所用符號相同的符號，并省略對它們的說明。
這樣，通過把洗凈方式的取樣接頭31裝在噴嘴2上，在取樣接頭31內(nèi)有如圖10所示的“空”的場合下，從光照射體11照射的光通過取樣接頭31，從這取樣接頭31的前端開口部再通過取樣接頭31后才被受光體12接受，因而通過預(yù)先計(jì)測和這時(shí)計(jì)測受光量，就能判別取樣接頭31處在「空(除水狀態(tài))」的狀態(tài)。
另外，當(dāng)取樣接頭31內(nèi)處在如圖11所示的「被洗凈水灌滿」的狀態(tài)時(shí)，從光照射體11照射的光從取樣接頭31通過洗凈水，再通過取樣接頭31后才被受光體12接受，因而，通過預(yù)先測定受光量和這時(shí)測定受光量，就能判別取樣接頭31是否處于「被洗凈水灌滿」的狀態(tài)。
在圖10和圖11所示實(shí)施例的場合下，對洗凈方式的取樣接頭31的外表面進(jìn)行與上述同樣的遮光處理，由于這取樣接頭31不受外部的影響，因而能進(jìn)行更高精度的檢測。
如上所說，本發(fā)明在利用光進(jìn)行液面等液體的吸取判別時(shí)，由于把噴嘴作為受光體，因而能使取樣接頭外側(cè)不受測定環(huán)境的影響，能檢測由噴嘴吸取的液體的液面；由于這受光部被設(shè)置在噴嘴里，因而能確實(shí)防止由于液體直接接觸受光體而造成的交叉污染。
本發(fā)明不僅能檢測液面，通過將用后可棄的取樣接頭可自由拆卸地裝在噴嘴上或者把液體灌滿在洗凈方式的取樣接頭內(nèi)，使光通過這用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭內(nèi)的液體后，檢測被吸取液體的光量變動(dòng)，就能判別液體的吸取量或透明度，判別氣泡的混入、堵塞或斷水狀態(tài)。
由于本發(fā)明還由上述噴嘴檢測光的波長的變化，因而還能通過識別色澤變化來檢測液面。
由于本發(fā)明中，液體被裝在著色容器里時(shí)，通過液體檢測上述的色澤變化；或者液體被裝在由著色臺架或保持器直立設(shè)置的透明容器里，也可通過液體，由噴嘴檢測上述色澤的變化，因而使本發(fā)明能與用后可棄的取樣接頭外的顏色環(huán)境變化相適應(yīng)地檢測液面。
由于本發(fā)明中，噴嘴在吸取血清的同時(shí)，在進(jìn)行下降過程就能識別血漿或血液凝固劑的色澤，因而能容易地檢測被分層的界面。
本發(fā)明并不局限于光由裝在上述噴嘴上的用后可棄的取樣接頭或由洗凈方式的取樣接頭的前端開口部直接接受光的情況，例如還可通過透明的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭來照射光或接受光。
這時(shí)，上述用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的外表面和/或內(nèi)表面，除傳送光的部分外部覆蓋上黑膜或鏡面拋光薄膜，或者進(jìn)行著色等遮光處理，由此能確實(shí)、更高精度地檢測光的變化。
由于本發(fā)明中，上述噴嘴本體是用光能透過的材料形成管狀，而且在這用光可透過材料構(gòu)成的噴嘴上形成光照射部和受光部或者只用光能透過的材料形成下端部，或者附設(shè)光導(dǎo)纖維，因而不用調(diào)節(jié)由噴嘴進(jìn)行的液體吸取動(dòng)作就能高精度地檢測液面等。
由于本發(fā)明是把上述光導(dǎo)纖維的受光端部配設(shè)在噴嘴的下面或側(cè)部，因而能確實(shí)地捕捉住射入到用后可棄的取樣接頭內(nèi)的反射光。當(dāng)然，上述的噴嘴最好用經(jīng)過遮光處理的。
在本發(fā)明中，沒必要使由光照射體供給的光聚焦在液面上，可根據(jù)取樣接頭的形狀或長度、開口部分的孔徑、遮光性能等條件，將焦點(diǎn)調(diào)節(jié)在用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的前端部，例如靠近可用后可棄的取樣接頭的前端內(nèi)的開口部或離其下端稍稍下方的位置上，使焦點(diǎn)在能高精度地確認(rèn)受光量變動(dòng)的位置上地附設(shè)透鏡，在這種情況下，能進(jìn)行沒有噪聲的高精度的液面等的檢測。
在本發(fā)明中，向收容在容器里的液體供給光可采用使光連續(xù)地提供的方法，或間隔一定時(shí)間地使其閃光而傳送到噴嘴內(nèi)，或者由光導(dǎo)纖維進(jìn)行，或者從噴嘴的外側(cè)供給。
把由這種結(jié)構(gòu)的液體吸取判別方法所得到的數(shù)據(jù)用作分注裝置的控制數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)高精度的控制。這種分注裝置是那種對噴嘴的升降移動(dòng)和進(jìn)行液體的吸取和排出的缸等在分注中所必要的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的。
產(chǎn)業(yè)上的可利用生如上所述，本發(fā)明的液體的吸取判別方法和用這方法驅(qū)動(dòng)控制的分注裝置能較好地用在臨床檢查中的被檢查體和試劑類的定性、定量、分取、分注、液面識別、分注內(nèi)容的好壞的識別。此外，還可用于化學(xué)分析中的使用試劑的定性、定量、分取、分注、液面識別和分注內(nèi)容好壞的識別；還可較好地用在DNA解析中的被檢查體和試劑的定性、定量、分取、分注、液面識別和分注內(nèi)容的好壞識別；在試制試液系統(tǒng)中使用試劑的定性、定量、分取、分注、液面識別、分注內(nèi)容好壞的識別；及細(xì)菌、病毒檢查中的被檢查體和試劑類的定性、定量、分取、分注、液面識別、分注內(nèi)容好壞的識別；水質(zhì)檢查中的被檢查體和試劑類的定性、定量、分取、分注、液面識別、分注內(nèi)容好壞的識別及染料合成中被使用試劑的定性、定量、分取、分注、液面識別和分注內(nèi)容好壞的識別。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改修改的權(quán)利要求范圍(1996年9月17日(17.09.96)國際事務(wù)局受理把當(dāng)初申請的權(quán)利要求1～22替換成修改后的權(quán)利要求1～20。(3頁))。
1.液體的吸取判別方法，其特征在于在使吸取液體的噴嘴的下端部上所裝的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的前端接近被收容在容器內(nèi)的液體的液面時(shí)、將光照射在上述取樣接頭的前端開口部附近，通過在噴嘴處接受從前端開口部附近的液體得來的光，檢測前端開口部附近的光的變動(dòng)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的液體的吸取判別方法，上述噴嘴通過檢測從液面反射的光入射到用后可棄的取樣接頭的前端開口部里的狀態(tài)而檢測液面。
3.如權(quán)利要求1所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過檢測被吸取液體的光量變動(dòng)來判別液體的吸取量和透明度、氣泡混入、堵塞或除水狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過檢測光的波長變化而識別色澤的變化。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過液體來檢測收容液體的著色容器的色澤。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過液體來檢測臺架或支持架的色澤，這臺架或支持架是將收容著液體的透明容器直立設(shè)置的。
7.如權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴借助對上述用后可棄的取樣接頭吸取液體的狀態(tài)下的光量或光的波長變化進(jìn)行判別而檢測與被吸取的液體下面相接觸的固體面或液體面的分層的界面。
8.如權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取方法，其特征在于上述的光是借助能自由拆卸地裝在噴嘴上的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭傳遞的。
9.如權(quán)利要求8所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的外表面被遮光處理。
10.如權(quán)利要求9所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述遮光處理是對用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭外表面的遮光有效的著色處理。
11.如權(quán)利要求1～10中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴是用光能透過的材料形成管狀的。
12.如權(quán)利要求1～11中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴的至少下端部是用能透過光的材料形成的。
13.如權(quán)利要求1～11中的任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴上配設(shè)著光導(dǎo)纖維。
14.如權(quán)利要求13所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述光導(dǎo)纖維的受光端部被配設(shè)在上述噴嘴的下面或側(cè)部上。
15.如權(quán)利要求1～14中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴上進(jìn)行過遮光處理。
16.如權(quán)利要求1～15中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于在上述噴嘴上附設(shè)著透鏡體，這透鏡體是能把焦點(diǎn)恰好調(diào)整在取樣接頭前端部附近、能高精度確認(rèn)受光量變動(dòng)的位置上的。
17.如權(quán)利要求1～16中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于向上述液體供給光是借助上述用光能透過的材料形成的噴嘴而進(jìn)行的。
18.如權(quán)利要求1～16中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于向上述液體供給光或接受光及傳送是借助配設(shè)在上述噴嘴內(nèi)的光照射用的光導(dǎo)纖維和接受光的光導(dǎo)纖維進(jìn)行的。
19.如權(quán)利要求1～16中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于向上述液體供給光是從上述噴嘴外側(cè)進(jìn)行的。
20.分注裝置，其特征在于根據(jù)用上述權(quán)利要求1～19中任何一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法所得到的數(shù)據(jù)，對上述噴嘴的升降移動(dòng)和進(jìn)行液體的吸取或排出的缸等在分注中的必要驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。
關(guān)于根據(jù)條約第19條修改的聲明(1)引用文獻(xiàn)1是使光照射在吸液管的前端、在與液面接觸時(shí)、通過在前端的反射向透過的過渡而進(jìn)行液體接觸的檢測的。為了產(chǎn)生光量差、必需考慮吸液管材料的全反射臨界角度θ0和液體接觸時(shí)的臨界角度θ1、以θ1＞θ＞θ0的角度照射光或者接受光。這樣，在引用文獻(xiàn)1中、必需把受光部設(shè)置在離吸液管光十分遠(yuǎn)的位置上(見圖1)，或者把傳送部設(shè)置在吸液管的外緣、形成粗直徑而選擇較大的反射角度的光(見圖5)。另一方面、本申請發(fā)明是通過將光、以相對于液面法線方向大致為0°的入射角、向吸液管的前端開口部附近照射，用噴嘴接受從前端開口部附近的液體的大致為0°的反射光等來進(jìn)行液面的檢測、吸取的判別。這樣，它是用小的入射角和反射角能觀察大的光量差的，將發(fā)光部和受光部組裝在吸液管內(nèi)、不容易受剩余光變動(dòng)的影響，而且容易切斷外部的光，即使是較深較細(xì)長的容器也能不交叉污染地、能容易而且正確地檢測。
(2)引用文獻(xiàn)2是把發(fā)光和受光元件配置在光導(dǎo)纖維上，通過檢測反饋光量的變化曲線上的偏轉(zhuǎn)點(diǎn)而對污泥界面位置進(jìn)行特定的。引用文獻(xiàn)2與引用文獻(xiàn)1同樣地、在對光導(dǎo)纖維的前端上的反射光變化進(jìn)行觀察這點(diǎn)結(jié)構(gòu)上、與本申請發(fā)明的檢測從液體本身發(fā)出的光是不同的。本申請發(fā)明由于是檢測吸液管管子的開口部附近的液體本身發(fā)出的光，因而通過觀察大的光量差，就能不受剩余光的變動(dòng)引起的影響地、切斷從外部來的光后、以簡單的解析就能進(jìn)行有一定可靠性的檢測。
(3)引用文獻(xiàn)3是用距離傳感器、使噴嘴口和填充容器底面間的距離成為0地加以驅(qū)動(dòng)的，是把壓電元件設(shè)置在接觸端上而作為這個(gè)距離傳感器的。與此相對，本申請發(fā)明是使傳感器本身不直接接觸液體地檢測來自液體的明亮的光變動(dòng)，用簡單的解析就能沒有交叉污染地、確實(shí)可靠地進(jìn)行檢測。
(4)引用文獻(xiàn)4是把洗凈液吸入到針管后排出的，沒記載這方面內(nèi)容，即、把光照射到管子的前端開口部附近、用噴嘴接受來自前端開口部附近的液體的光，在結(jié)構(gòu)和目的方面是與本申請發(fā)明不同的。由于有這不同點(diǎn)，因而本申請發(fā)明具有引用文獻(xiàn)4所述發(fā)明沒有的能高精度地進(jìn)行液體的吸取判別的特別效果。
(5)引用文獻(xiàn)5里記載著這種警報(bào)器，即它是在使吸液管向下移動(dòng)而接近液面的同時(shí)，投射光，并檢測從液面的反射光的；而且記載著這個(gè)主題，即、警報(bào)器使用點(diǎn)型反射式傳感器，而這種傳感器是具有把下方離開一定長度位置作為焦點(diǎn)的光聚束性光學(xué)元件的。而且上述警報(bào)器是如圖1所示地設(shè)置在與吸液管管子離開的位置上。這樣，它與本申請發(fā)明的把光照射到吸液管管子的前端開口附近，檢測開口部附近的光的結(jié)構(gòu)不同。由于有這不同點(diǎn)，因而本申請發(fā)明具有引用文獻(xiàn)5所述發(fā)明沒有的、能容易地切斷外部的光、對各種容器都能容易地、迅速而且確實(shí)地進(jìn)行有一定可靠性的檢測。
(6)上述任何一份引用文獻(xiàn)都沒公開接受來自吸液管開口部附近的液面的光。這樣，本申請發(fā)明不僅在結(jié)構(gòu)上與引用文獻(xiàn)1～5分別記載的發(fā)明或把這些發(fā)明結(jié)合在一起的不同，而且正由于這種結(jié)構(gòu)上的不同、使本申請發(fā)明具有各篇文獻(xiàn)或?qū)⑺鼈兘Y(jié)合在一起的發(fā)明所沒有的、能對各種容器、進(jìn)行沒有交叉污染的、能通過簡易地解析進(jìn)行確實(shí)的有一定可靠性的吸取的判別的特別效果。既然本申請發(fā)明具有上述的效果，它就該被認(rèn)為有創(chuàng)造性、新穎性。
權(quán)利要求
1.液體的吸取判別方法，其特征在于用吸取液體的噴嘴來檢測由收容在容器內(nèi)的這液體得到的光的變動(dòng)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的液體的吸取判別方法，其特征在于在上述噴嘴的下端部裝著用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭，這噴嘴接受上述用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭前端開口部附近的光的變動(dòng)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過檢測從液面反射的光入射到用后可棄的取樣接頭的前端開口部的狀態(tài)而檢測液面。
4.如權(quán)利要求1所述的液體的吸取判別方法，其特征在于將液體灌滿能自由拆卸地裝在上述噴嘴上的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭內(nèi)，使光通過這用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭內(nèi)的液體后由上述噴嘴接受。
5.如權(quán)利要求4所述的液體的吸取判別方法，其特征在于由上述噴嘴檢測被吸取液體的光量變動(dòng)來判別液體的吸取量和透明度、氣泡混入、堵塞或除水狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的液體的吸取判別方法，其特征在于由上述噴嘴檢測光的波長變化來識別色澤的變化。
7.如權(quán)利要求4～6中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過液體檢測收容著這液體的著色容器的色澤。
8.如權(quán)利要求4～6中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴通過液體檢測臺架或支持架的色澤，這臺架或支持架是將收容著上述液體的透明容器直立設(shè)置的。
9.如權(quán)利要求4～8中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴借助對上述用后可棄的取樣接頭吸取液體的狀態(tài)下的光量或光的波長變化進(jìn)行判別而檢測和被吸取的液體下面相接觸的固體面或液體面的分層的界面。
10.如權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述的光是借助能自由拆卸地裝在噴嘴上的用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭傳送的。
11.如權(quán)利要求10所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭的外表面被遮光處理。
12.如權(quán)利要求11所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述遮光處理是對用后可棄的取樣接頭或洗凈方式的取樣接頭外表面的遮光有效的著色處理。
13.如權(quán)利要求1～12中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴是用能透過光的材料形成管狀的。
14.如權(quán)利要求1～12中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴的至少下端部是用能透過光的材料形成的。
15.如權(quán)利要求1～12中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴上配設(shè)著光導(dǎo)纖維。
16.如權(quán)利要求15所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述光導(dǎo)纖維的受光端部被配設(shè)在上述噴嘴的下面或側(cè)部上。
17.如權(quán)利要求1～16中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于上述噴嘴上進(jìn)行過遮光處理。
18.如權(quán)利要求1～17中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于在上述噴嘴上附設(shè)著透鏡體，這透鏡體是能把焦點(diǎn)恰好調(diào)整在取樣接頭前端部附近，能高精確認(rèn)受光量變動(dòng)的位置上的。
19.如權(quán)利要求1～18中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于向上述液體供給光是借助上述用能透過光的材料形成的噴嘴而進(jìn)行的。
20.如權(quán)利要求1～18中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于向上述液體供給光或接受光及傳送是借助配設(shè)在上述噴嘴內(nèi)的光照射用的光導(dǎo)纖維和接受光的光導(dǎo)纖維進(jìn)行的。
21.如權(quán)利要求1～18中任意一項(xiàng)所述的液體的吸取判別方法，其特征在于向上述液體供給光是從上述噴嘴外側(cè)進(jìn)行的。
22.分注裝置，其特征在于根據(jù)用上述權(quán)利要求1～21中任意一項(xiàng)所記載的液體的吸取判別方法所得到的數(shù)據(jù)，對上述噴嘴的升降移動(dòng)和進(jìn)行液體的吸取或排出的缸等在分注中必要的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全新的液體的吸取判別方法和由這方法驅(qū)動(dòng)控制的分注裝置。借助用吸取液體(10)的噴嘴(2)檢測由收容在液體容器(9)內(nèi)的這液體(10)得出的光的變動(dòng)狀態(tài),判別由噴嘴吸取的液體的液面或異物的混入或色澤不同液體的分界面。這種裝置通過如同從隧道的一側(cè)看另一側(cè)的開口部地從噴嘴側(cè)開始對分注取樣接頭(8)或洗凈取樣接頭前端開口部進(jìn)行監(jiān)控,能不受液面波動(dòng)等影響地、以極高的靈敏度檢測液面或異物的混入或色澤不同液體的分界面。
文檔編號G01N21/11GK1169779SQ96190320
公開日1998年1月7日 申請日期1996年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月11日
發(fā)明者田島秀二 申請人:準(zhǔn)確系統(tǒng)科學(xué)株式會(huì)社