JP3431235B2 - 遠心分離ロータ識別システムおよび遠心分離ロータ - Google Patents

遠心分離ロータ識別システムおよび遠心分離ロータ

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JP3431235B2 JP25439493A JP25439493A JP3431235B2 JP 3431235 B2 JP3431235 B2 JP 3431235B2 JP 25439493 A JP25439493 A JP 25439493A JP 25439493 A JP25439493 A JP 25439493A JP 3431235 B2 JP3431235 B2 JP 3431235B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B13/00Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges
    • B04B13/003Rotor identification systems

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離装置のロータ
識別システムに関する。
【0002】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国特許出願第07/958,996号(1
992年10月9日出願)の明細書の記載に基づくもの
であって、当該米国特許出願の番号を参照することによ
って当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の
一部分を構成するものとする。
【0003】
【従来の技術】遠心分離装置は、液体のサンプルを遠心
力のあるフィールドに置く装置である。このサンプルは
遠心分離ロータの中で担持される。ロータは動力源に接
続された回転可能な軸の上部に据え付けられる。
【0004】遠心分離装置は、実行する分離手順によ
り、複数の異なるロータのいずれかの一つを受け付ける
ことができる。従って、速度および温度の双方の制御を
考慮して、所与の実行の際の装置内に据え付けた特定の
ロータの特性を確かめることができると有利である。そ
のようなロータの特性情報はさらに、安全性の見地から
も有益である。これは、そのような情報にアクセスする
ことにより、ロータがロータの最大設計速度を越えた速
度、またはその装置の最大含有エネルギを越えたエネル
ギレベルで動作することが防止できるからである。
【0005】多くのロータ識別装置が知られている。本
出願の譲受人に譲渡された米国特許第5,037,37
1号(ロマナスカス(Romanauskas)特許)
は、装置の中にマウントされたロータを調べてロータ特
性信号を生成するために、超音波送信機および受信機を
用いたロータ認識システムを開示し、かつクレームして
いる。この方法では、ロータの形により本質的に表され
る識別情報の他には、ロータ自体は、識別する目印を担
持しない。
【0006】他のロータ識別システムは、装置内で使用
される各ロータを修正して、一つまたはそれ以上の検出
可能な要素を、ロータのボディー上の予め定めた位置に
配置する。いくつかのロータ識別システムでは、上記の
検出可能な要素はロータ上の予め定められたパターン
(模様、または形)の中に並べられた、単独の磁石の形
態を取っている。磁気的に反応する検出器が装置内の対
応する適切な位置に据え付けられる。米国特許第4,7
72,254号(グラッセル(Grassl)特許)
は、この様な種類の識別システムを例証している。他の
ロータ識別システムでは、光反射および光吸収領域が交
互したパターンを有するコードディスクがロータに取り
付けられている。各反射または吸収領域は識別可能な要
素を定義している。対応する工学的送信/受信デバイス
は装置内に適切に配置されている。米国特許第4,20
5,261号(フランクリン(Franklin)特
許)は、このような種類の識別システムを例証してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のどちらの種類の
識別システムにおいても、所与のロータの識別は、二つ
の選択された検出可能な要素間の角度の開き、または予
め定められた期間内に所与の検出器を通過する検出要素
の回数および/またはタイプ(例えば、極性、反射率)
のどちらかのベースに基づいている。しかしながら、ロ
ータの識別を行なうこれらの各ベースは、以下の付加的
な不利益を有する。
【0008】検出要素間の角度の開きに基づくロータ識
別システムにおいては、二つのロータが同一の最大速度
および同一の含有角度を有する場合がある。しかしなが
ら、ロータは最高速度において、速度および/または温
度についての異なる最適制御パラメータならびに異なる
運動エネルギレベルを有する場合がある。従って各ロー
タが唯一に識別することができる方が有利である。
【0009】ロータ上の識別要素の数および/またはタ
イプに基づくロータ識別システムにおいては、検出要素
がないことまたは検出器が機能しないことは、ロータを
誤って識別することにつながる。これは最適でない速度
および/または温度制御パラメータに帰結し、ロータの
設計速度を越えることまたは遠心分離を有するシステム
に封じ込めたエネルギレベルを越えることがロータに許
された場合には、安全性についての危険さえも生じる。
センシング検出器が機能しない場合もまた、これらと同
じ問題につながる。
【0010】以下の記述においては、この様なロータ識
別の誤りの可能性およびセンサが機能しないことの影響
を避けるロータ識別システムを提供することが有益であ
ると考えている。
【0011】そこで本発明は、複数の遠心分離ロータの
各々を識別するために使用することのできるロータ識別
システムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1に記載の発明は、回転軸線を中心と
して回転する複数の遠心分離ロータの各々を識別するた
めに動作するロータ識別システムであって、前記各ロー
タが少なくとも2つの同期検出要素およびN個までの追
加的な識別検出要素をその上に有し、前記ロータ識別シ
ステムが、近くを検出要素が通過したことに基づいて信
号を発生するように動作する第1および第2の検出器
と、前記第1および第2の検出器の双方からの信号が概
ね同時に生成されたことに反応して同期信号を生成する
手段とを具え、前記同期検出要素が、回転軸線を中心と
して予め定めた角度の開きβだけ離れて配置され、且つ
回転軸線から同一の半径距離に配置され、前記検出器
が、回転軸線を中心として予め定めた角度の開きβだけ
離れて配置され、且つ回転軸線から同一の半径距離に配
置されたことを特徴とする。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記予め定めた角度の開きβが180度より小さい
ことを特徴とする。
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1におい
て、前記第1の同期検出要素が回転軸線から第1の半径
距離に配置され、前記第2の同期検出要素が回転軸線か
ら第2の半径距離に配置され、前記第1の検出器が回転
軸線から前記第1の半径距離に配置され、前記第2の検
出器が回転軸線から前記第2の半径距離に配置されたこ
とを特徴とする。
【0015】請求項4に記載の発明は、請求項1におい
て、検出器の近くを検出要素が通過したことに反応して
少なくとも一つの検出器から生成されたそれぞれの信号
をカウントするカウンタをさらに備えたことを特徴とす
る。
【0016】請求項5に記載の発明は、請求項1におい
て、検出器の近くを識別検出要素が通過したことに反応
して少なくとも一つの検出器から生成されたそれぞれの
信号をカウントするカウンタをさらに備えたことを特徴
とする。
【0017】請求項6に記載の発明は、請求項1におい
て、同期信号に反応して、検出器の近くを検出要素が通
過したことにより少なくとも一つの検出器から生成され
たそれぞれの信号をカウントするカウンタを、さらに備
えたことを特徴とする。
【0018】請求項7に記載の発明は、請求項1におい
て、同期信号に反応して、検出器の近くを識別検出要素
が通過したことにより少なくとも一つの検出器から生成
されたそれぞれの信号をカウントするカウンタを、さら
に備えたことを特徴とする。
【0019】請求項8に記載の発明は、請求項5ないし
7のいずれかにおいて、前記カウンタから作り出された
カウントを予め定めた参照カウントと比較するコンパレ
ータをさらに備えたことを特徴とする。
【0020】請求項9に記載の発明は、請求項1におい
て、2つの識別検出要素が、予め定めた角度の開きβだ
け離れることのないように前記識別検出要素が回転軸線
を中心として配置され、前記システムが、検出器の近く
を識別検出要素が通過したことに基づいて検出器の一つ
から生成された信号に反応して第1の2進デジタルを表
す信号を生成し、他の検出器の近くを識別検出要素が通
過したことに基づいて他の検出器から生成された信号に
反応して第2の2進デジタルを表す信号を生成するコー
ド化手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0021】請求項10に記載の発明は、請求項2にお
いて、2つの識別検出要素が、予め定めた角度の開きβ
だけ離れることのないように前記識別検出要素が回転軸
線を中心として配置され、前記システムが、検出器の近
くを識別検出要素が通過したことに基づいて検出器の一
つから生成された信号に反応して第1の2進デジタルを
表す信号を生成し、他の検出器の近くを識別検出要素が
通過したことに基づいて他の検出器から生成された信号
に反応して第2の2進デジタルを表す信号を生成するコ
ード化手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0022】請求11に記載の発明は、請求項1におい
て、2つの識別検出要素が、予め定めた角度の開きβだ
け離れることのないように前記識別検出要素が回転軸線
を中心として配置され、前記システムが、検出器の近く
を識別検出要素が通過したことに基づいて検出器の一つ
から生成されたパルスに反応して第1の2進デジタルを
表す信号を生成し、他の検出器の近くを識別検出要素が
通過したことに基づいて他の検出器から生成されたパル
スに反応して第2の2進デジタルを表す信号を生成する
コード化手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0023】請求項12に記載の発明は、請求項11に
おいて、前記コード化手段により生成された2進デジタ
ルを表す少なくとも一つの信号に反応してロータの識別
を表す信号を生成する手段をさらに備えたことを特徴と
する。
【0024】請求項13に記載の発明は、請求項10に
おいて、前記コード化手段により生成された2進デジタ
ルを表す少なくとも一つの信号に反応してロータの識別
を表す信号を生成する手段をさらに備えたことを特徴と
する。
【0025】請求項14に記載の発明は、請求項9にお
いて、前記コード化手段により生成された2進デジタル
を表す少なくとも一つの信号に反応してロータの識別を
表す信号を生成する手段をさらに備えたことを特徴とす
る。
【0026】請求項15に記載の発明は、回転軸線を中
心として回転することのできる遠心分離ロータであっ
て、遠心分離装置の中に少なくとも第1および第2の検
出器を有し、前記ロータは、その表面上に配置された少
なくとも2つの同期検出要素を有し、前記ロータは、N
個までの追加的な識別検出要素を有し、前記検出器が、
回転軸線を中心として、予め定められた角度の開きβだ
け離れて配置され、且つ回転軸線から同一の半径距離に
配置され、前記同期検出要素が、回転軸線を中心として
予め定められた角度の開きβだけ離れて配置され、且つ
回転軸線から同一の半径距離に配置されたことを特徴と
する。
【0027】請求項16に記載の発明は、請求項15に
おいて、前記予め定めた角度の開きβが180度より小
さいことを特徴とする。
【0028】請求項17に記載の発明は、請求項15に
おいて、前記第1の検出器が回転軸線から第1の半径距
離に配置され、前記第2の検出器が回転軸線から第2の
半径距離に配置され、前記第1の同期検出要素が回転軸
線から前記第1の半径距離に配置され、前記第2の同期
検出要素が回転軸線から前記第2の半径距離に配置され
たことを特徴とする。
【0029】請求項18に記載の発明は、請求項15に
おいて、前記識別検出要素が回転軸線を中心として、2
つの識別検出要素が角度の開きβだけ離れることのない
ように、配置されたことを特徴とする。
【0030】請求項19に記載の発明は、請求項16に
おいて、前記識別検出要素が回転軸線を中心として、2
つの識別検出要素が角度の開きβだけ離れることのない
ように、配置されたことを特徴とする。請求項20に記
載の発明は、請求項15、18および19のいずれかに
おいて、いくつかの識別検出要素が、前記第1および第
2の同期検出要素の間に回転方向に配置され、他の識別
検出要素が前記第2および第1の同期検出要素の間に回
転方向に配置されたことを特徴とする。
【0031】
【作用】本発明識別システムによれば、回転軸線を中心
として回転する複数の遠心分離ロータの各々を識別する
ために動作するロータ識別システムにおいて、各ロータ
が少なくとも2つの同期検出要素およびN個までの追加
的な識別検出要素を有し、同期検出要素が予め定めた相
互関係および回転軸線との関係で配列され、ロータ識別
システムが、第1および第2の検出器であって、同じよ
うに予め定めた相互関係および回転軸線との関係で配列
され、その近くを検出要素が通過したことに基づいて信
号を発生するように動作する第1および第2の検出器
と、第1および第2の検出器の双方からの信号が概ね同
時に生成されたことに反応して同期信号を生成する手段
とを備えたので、本識別システムを制御するマイクロプ
ロセッサは以下の処理を行なうことが可能となる。
【0032】すなわちマイクロプロセッサは、規定時間
の間に識別要素の通過を示すパルスが検出されなけれ
ば、ロータの識別を禁止することができる。パルスが検
出されると同期信号が始まるのを待ち、同期信号が規定
時間の間に検出されなければ、ロータの識別を禁止する
ことができる。同期信号が検出されると、マイクロプロ
セッサは同期信号に反応してパルスをカウントし、適切
なカウントが受信されなければロータの識別を禁止する
ことができる。
【0033】従って本発明に基づいて上記処理を行なう
と、同期検出要素を常に示す場合、または同器検出要素
がない事を常に示す場合などの、いかなる検出器の機能
不全によっても識別の誤りは生じなく、そのかわりに識
別を行なわないこととなる。
【0034】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0035】各ロータは、そこに配置された少なくとも
二つの同期型の検出要素およびN個までの追加的な識別
検出要素を有する。同期型の検出要素は、回転方向に予
め定められたお互いの関係において配列される。この識
別システムは、第1および第2の検出器を有し、各検出
器もまた回転方向に、同一の予め定められた相互関係に
おいて配列される。各検出器が動作すると、検出器の近
くを検出要素が通過することに基づいて信号を生成す
る。このシステムはさらに、実質的に同時に生成される
第1および第2の検出器のそれぞれからの信号に反応し
て、同期信号を生成する手段を有する。同期型の検出要
素および検出器は、回転軸線から同一の半径距離または
異なる半径距離に配置される。択一的または付加的に
は、この同期型検出要素および検出器は、回転軸線の周
りに予め定められた角度の開きβだけ離れていてもよ
い。この角度の開きβは、180度より小さいことが好
ましい。
【0036】このシステムはさらに、カウンタを有す
る。このカウンタは好ましくは同期信号の生成に反応
し、検出器の近くを検出要素のいずれかが通過すること
に反応した少なくとも一つの検出器から生成された各信
号を計数する。カウンタにより作られたカウントを予め
定めた参照カウントと比較するために、比較器を設けて
もよい。
【0037】好適なケースでは、識別検出要素は二つの
識別要素が角度の開きβだけ離れることはないように回
転方向に配置される。システムはさらに、コーディング
手段を有する。このコーディング手段は、検出器の1つ
の近くを識別検出要素が通過することによりその検出器
から生成される信号に反応して、第1の2進デジタルを
表す信号を生成し、また、検出器の他の1つの近くを識
別検出要素が通過することによりその検出器から生成さ
れる信号に反応して、第2の2進デジタル表す信号を生
成する。コーディング手段により生成された2進デジタ
ルを表す少なくとも一つの信号に反応する手段が、ロー
タの識別を示す信号を生成するために設けられている。
【0038】他面において、本発明は回転軸線の周りを
回転可能な遠心分離ロータであって、少なくとも二つの
同期型検出要素、およびN個の追加的な識別検出要素を
有するロータを提供することを目的とする。この同期型
検出要素は、検出器が遠心分離装置内に配置されている
のと同様の、予め定めた相互の関係および回転軸線との
関係において、ロータ上に配列されている。好適な例で
は、同期型検出要素は回転軸線の周りで、予め定めた角
度の開きβ(好ましくは180度以下)だけ離れてい
る。追加的または択一的には、この同期型検出要素は回
転の軸から同一または異なる半径距離だけ離れている。
【0039】この識別検出要素は、二つの識別検出要素
が予め定めた角度の開きβだけ離れることのないように
回転軸線の周りに配置されている。この好適な例では、
いくつかの識別検出要素が第1および第2の同期型検出
要素の間に、回転方向に配置されている。また、他の識
別検出要素は第2および第1の同期型検出要素の間に回
転方向に配置されている。
【0040】本発明は添付の図面との関係において、以
下の詳細な記述によりさらに完全に理解することができ
る。この図面は本出願の一部を形成する。この単一の図
面は、ロータ上の検出要素および遠心分離装置内で協同
する検出器の配列を示す底面図である。
【0041】図1に遠心分離装置内に受け入れることの
できる遠心分離ロータ10のファミリーの一つの表面1
0Sの一部の平面図を示す。ロータ10は回転軸線10
Aを中心として回転することができる。表面10Sは、
その上に予め定められた複数のサイト14Aから14J
を有する。14Aから14Jの各サイトを、点および破
線の円で示す。適当な数のサイト14が設けられてい
る。本明細書中でより完全に述べるように、各サイト1
4Aから14Jは検出要素16を配置をロータ10に付
けることのできる位置を示す。この図では、そのような
6個の検出要素16Aから16Fが、対応するサイト1
4F,14A,14B,14D,14Hおよび14Jに
おいて、ロータに取付けられている。
【0042】検出要素16Aおよび16B(それぞれサ
イト14F,14Aに配置されている)は、「同期検出
要素」と呼ばれ、図1中にダブルクロスのハッチングで
示している。残りの検出要素16Cから16Fは「識別
検出要素」と呼ばれ、図1の中に斜めのハッチングで示
している。本発明の識別システムを実施するためには、
少なくとも二つの同期型検出要素16A,16Bおよ
び、ゼロからN個の追加的な識別検出要素16Cから1
6Fがロータ10上に配置されている必要がある。図1
に示した例では、数値Nは4であるが、任意の適切な数
の識別検出要素を採用することができる。同期型検出要
素および識別可能な検出要素の目的については後述す
る。
【0043】この装置内に配置される第1および第2の
検出器20A,20Bの位置をまた、ぞれぞれ図1に示
す。検出器20A,20Bは適切な方法で装置内に取付
けられている。各検出器20A,20Bは、それらの近
くを検出要素が通過することに反応して、出力信号また
はパルスを発生する。各検出器20A,20Bからの出
力はそれぞれのライン22A,22Bにより伝えられ
る。
【0044】本発明によれば、同期型検出要素16A,
16Bおよび追加的な識別検出要素16Cから16F
は、相互の関係および回転軸線10Aとの関係において
予め定められた位置に並べられる。さらに、検出器20
A,20Bもまた、相互および回転軸線10Aとの関係
において同じように予め定められた位置に並べられる。
【0045】同期型検出要素16および検出器20A,
20Bが装置内に配列されたときの好適な位置的関係を
図1に実線で示す。同期型検出要素16Aおよび16B
に注目すると、好適なケースでは、これらの要素16
A,16Bは回転軸線10Aから同一の半径距離Rに、
および回転軸線10Aの周りに予め定めた角度の開きβ
だけ離れて、配列されている。角度の開きβは好ましく
は180度より小さい。検出器20A,20Bは、回転
軸線からおよび円周方向に、概ね同一の半径距離Rおよ
び同一の予め定めた角度の開きβで一致して配置されて
いる。本明細書中で述べるように、同期型の検出要素お
よび検出器は他の位置的な関係をも有する。
【0046】識別検出要素16Cから16Fまでの好適
な位置的関係もまた、図1に実線で示す。識別検出要素
16Cから16Fは、同期型検出要素16A,16Bと
同じように、軸10Aから同一の半径距離Rに配置され
ている。しかしながら、識別検出要素16Cから16F
は、二つの識別検出要素の軸10Aについての角度が、
予め定めた角度の開きβだけ離れないように配置されて
いる。
【0047】動作中は、同期型検出要素16A,16
B、検出器20A,20B、および識別検出要素16C
から16Fの間の上述の位置的関係により、ロータ10
の矢印12方向の回転により、二つの同期型検出要素1
6A,16Bのみが、それぞれの検出器20A,20B
の一つの近くを実質的に同時に通過する。この環境によ
りロータ10の各回転の間に、独特の同期化信号を生成
するようにできる。
【0048】前述のように検出器20A,20Bはそれ
らの近くを検出要素が通過することによりパルスを発生
するように動作する。従って、同期型検出要素16A,
16Bが実質的に同時にそれぞれの検出器20A,20
Bの近くを通過すると、それぞれから生成されたパルス
はライン22A,22B上を、同期信号生成手段24へ
伝えられる。同期信号生成手段24を、図1において機
能的にロジックシンボルANDで示す。この同期信号生
成手段は、実質的に同時に生成された各第1および第2
の検出器20A,20Bからの信号に反応して、同期信
号をライン26上に生成する。本発明によればライン2
6上の同期信号は、同期検出要素16A,16Bの双方
がそれぞれの検出器20A,20Bの近くを実質的に同
時に通過したときにのみ生成される。識別検出要素16
Cから16Fは、ロータの識別情報を生成するために用
いられ、それらからロータ10の識別が行なわれる。従
って、検出器20A,20Bのそれぞれは、ライン22
A,22Bを経て、キャラクタ30で一般的に示したコ
ード化装置に接続される。本発明の実施例によれば、識
別検出要素16Cから16Fはロータ上に、二つのこれ
らの要素が予め定めた角度の開きβだけ離れないように
配置されているという事実を、コード化装置30は利用
している。
【0049】各検出器20A,20Bは識別検出要素1
6Cから16Fがそれらの近くを通過する時に出力パル
スを生成する。コード化装置30は、ライン26上の同
期信号によりイネーブルにされる。一般的に言ってコー
ド化装置30は、検出器の一つの近くを識別検出要素が
通過することにより生成されたその検出器からのパルス
に反応して、第1の2進デジタルを表す信号を生成し、
また、他の検出器の近くを識別検出要素が通過すること
により生成されたその検出器からのパルスに反応して、
第2の2進デジタルを表す信号を生成する。
【0050】コード化装置30の論理的動作は、図1に
示す真理テーブルによりさらに明確に理解される。検出
器20Aからのパルスは、他の検出器20Bからのパル
スが同時に存在しない場合は、2進の“1”にコード化
される。反対に、検出器20Bからのパルスは、他の検
出器20Aからのパルスが同時に存在しない場合は、2
進の“0”にコード化される。コード化手段30の出力
に接続されたロータ識別手段32は、コード化装置30
からの1以上のコード化された信号出力を解読するため
に用いられ、ロータ識別信号をライン34上に作り出
す。
【0051】各検出器20A,20Bは、同期検出要素
16A,16Bまたは識別検出要素16Cから16Fの
いずれかがが検出器の近くを通過する時にパルスを作り
出す。好適な実施例においては、各検出器20A,20
Bもまた、キャラクタ38で一般的に示した計数装置に
接続されている。図1に論理シンボルOR38およびカ
ウンタ38Cで示した計数装置38もまた、ライン26
上の同期信号に反応してイネーブルになる。計数装置3
8の論理は、カウンタ38Cに対してトリガーとなるラ
イン38上にカウントパルスを作り出すように構成され
ており、検出器の近くを任意の検出要素が通過すること
により各検出器20A,20Bのそれぞれにより生成さ
れるパルスの、総カウントを作り出す。カウンタ38C
は、予め定めた参照カウントを設定したコンパレータ4
0に接続してもよい。
【0052】同期信号生成手段24により提供される機
能、コード化手段28、カウント手段38、およびコン
パレータ40は、ディスクリートおよびプログラマブル
な部品の適当な組み合わせにより実現できることが理解
されるであろう。本発明の前述の特徴を用いて、ロータ
識別システムのマイクロプロセッサベースのコンピュー
タ制御装置を形成する方法を以下に述べる。ここで述べ
る実施例では、検出要素16Aから16Fは適切な極性
の磁石を用いて実現され、検出器20A,20Bとして
使用されるホール効果センサのそれぞれからのパルスの
トリガーとなる。同期信号生成手段24は、ライン22
A,22B上の信号に反応するインテグレートロジック
NORゲートを用いて実現される(論理機能ANDを提
供するため)。計数装置38はインテグレートロジック
NANDゲートを有し(論理的機能ORを提供するた
め)、これらの同一の信号に反応してパルスを生成す
る。
【0053】入力ラッチを用いて、適切にプログラムさ
れたマイクロプロセッサが、対応する検出器20A,2
0Bからのライン22A,22B上の信号、ライン26
上の同期信号(NORゲートから)、およびライン38
L上のカウントパルス(NANDゲートから)を読む。
【0054】初期的には動作の診断フェーズが実施され
る。マイクロプロセッサは、ライン22A,22B上で
受信されたラッチに格納されたパルスを見る。規定の時
間の後にパルスが検出されなければ第一の診断エラーが
生成され、ロータの識別は禁止される。もしパルスが検
出されると、マイクロプロセッサはNORゲートからの
ライン26上の同期信号が始まる(例えば、低電圧から
高電圧経の信号)のを待つ。もし同期信号のリーディン
グエッジが規定時間の後に検出されなければ第2の診断
エラーが生成され、ロータの識別が禁止される。同期信
号のリーディングエッジが検出されたと仮定すると、マ
イクロプロセッサはこの信号の後に続くエッジを使用し
て、内部カウンタレジスタをクリアする。マイクロプロ
セッサは、NORゲートからのライン26上の同期信号
に反応して、NANDゲートから受信されたパルスをカ
ウントし、そのカウントをレジスタに格納する。予め定
めた数のカウントが検出されたときは、第3の診断エラ
ーが生成されて、識別が排除される。以上に述べたシス
テムにおいては、同期信号の間に検出される適当な参照
カウントは、10または11である(検出器を通過する
同期磁石の、通過の同時性に依存する)。適切なカウン
トが受信されなければ、他の診断エラー信号が生成さ
れ、ロータの識別が禁止される。
【0055】適当な診断カウントが検出されたと仮定す
ると、次の同期信号の発生により、マイクロプロセッサ
はロータ認識フェーズの動作に入る。それ以上のカウン
トパルスは無視される。このフェーズの間、検出器から
の信号は4つの2進デジタルのロータコードを判断する
ために使用される。このコードは格納してあるコードの
ライブラリと比較され、ロータ識別信号が生成される。
図1に示した特定のロータについて、検出器からの出力
は通常は論理的に“1”(“高”電圧)であると仮定す
ると、回転中に同期信号に続いて各検出器20A,20
Bから作り出されるパルスの並びは以下の通りである。
【0056】 20A/22A: 1 0 1 0 20B/22B: 0 1 0 1 図1に示すコーディング手段30のための真理テーブル
を用いると、このパターンはロータコード“1010”
を作り出す。確定的な識別を行なう前に、前記の識別を
規定の回数繰り返すことが望ましい。繰り返しの間に異
なるロータの識別が検出されたときには、エラーが生成
される。必要であれば、このロータの識別をオペレータ
が入力した識別と比較しても良い。
【0057】必要であれば、同期信号はロータの各回転
毎に一度発生するので、ライン26をカウンタ42に接
続してもよい(図1を参照)。これにより、タコメータ
の機能を提供できる。
【0058】上記のように、この好適な例では、検出要
素がロータ10に適当に付けられた磁石を用いて実現さ
れ、検出器20A,20Bがそれぞれ、磁気的に反応す
るデバイス、例えばホール効果センサー(Hall E
ffect sensor)により実現されている。磁
石はセンサに向けられた適切な位置に付けられている。
勿論、検出要素は光反射または光吸収領域を用いて実施
することもできることが理解されるだろう。この場合は
検出器20A,20Bはこれに対応して、光源/光受信
デバイスの対により実施される。
【0059】図1において、検出要素16が置かれるサ
イト16は回転軸線10Aから半径Rを有する円の位置
L(破線で示す)上にある。検出器20A,20Bは、
これに対応して装置内の動作位置に置かれる。この「単
一トラック」の形態は、単一トラックの配列が、複数の
半径方向のトラックが限られた半径空間に当てはめられ
なければならないときに生じるクロストークの問題を避
け、検出要素および検出器の数を最小とするので好まし
い。しかしながら、検出器の一つの近くを検出要素が実
質的に同時に通過したことにより同期信号を生成するの
であれば、もし必要であれば、2つ(またはそれ以上)
の同心の検出要素のトラック、およびそれに対応して配
置された検出器を用いて、本発明を実施することも可能
である。そのような実施の一つの例として角度の開きβ
を維持することも可能であるが、同期検出要素の一つ
(例えば要素16′)および検出器の一つ(例えば検出
器20B′)(共に破線で示した)は、回転軸線10A
に対してより近く(すなわち内側)に配置される。他の
例としては、同期検出要素の一つ(例えば要素16
B″)および検出器の一つ(例えば検出器20B″)を
同様に半径方向の内側に配置し、同期検出要素16A,
16B″の双方および検出器20A,20B″の双方
を、回転軸線に対して同一の角度の位置に置いてもよい
(すなわちそれらの間の角度の開きβが0度となる)。
この例もまた図1に示す。どちらの場合も、適当な数の
識別検出要素が内側のトラック上の適当な所望位置に置
かれる。
【0060】識別検出要素16Cから16Fは、同期検
出要素に対して適当な方法で配列される。図1において
は、いくつかの識別検出要素(すなわち要素16C,1
6D)が同期検出要素16A,16Bの間の領域に(回
転の方向12に)配置されている。一方他の識別検出要
素(すなわち要素16E,16F)は、同期検出要素1
6B,16Aの間の領域に(やはり回転方向12の方向
に)配置されている。必要であれば全ての識別検出要素
をそのような領域の一方または他方に配置してもよい。
追加的または択一的には、識別検出要素は一つまたはそ
れ以上の半径方向のトラック上に配置してもよい。勿
論、ローターのバランスを考慮すると、同期または識別
検出要素がどこに配置された場合であっても、ロータ上
の位置に適切な重りを設け、同期または識別検出要素の
存在に釣り合わせる必要があるか、またはそれが望まし
いかもしれない。識別要素16Aから16Fは、ロータ
10の下表面上に最も適切に配置されていると考えられ
るが、本発明はこのような配置に限られるものではな
い。ロータ10のどのような適当な表面も用いることが
でき、検出器20A,20Bをそれに対応して動作する
ように配置することができる。
【0061】以上の説明から明らかなように、識別検出
要素の数Nは、本発明のロータ識別システムにおいて、
いくつの独自のロータ識別が可能であるかを決定する。
図1においては、4つの追加的な識別検出要素(16C
から16F)がロータ上に提供されており、それらがコ
ード化されるので、本発明のシステムを用いて識別する
ことのできるロータの数は、2のN乗、すなわち16で
ある。どのような適当な数を選ぶこともでき、どのよう
な他の適当なコーディングシステムを用いることもでき
る。
【0062】当業者は、本発明の技術の利点を用いて、
多くの改良を行なうことができるだろう。そのような改
良は、特許請求の範囲に記載したように本発明が予定す
る範囲の中にある。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明識別システ
ムを用いると、どのような検出器の機能不全、たとえば
同期検出要素を常に示す場合や同器検出要素がない事を
常に示す場合であっても、識別の誤りでは生じなく、識
別しないこととなることが明らかであろう。このシステ
ムは、遠心分離システムへの命令に応じて、読み取りを
破棄し、警告を発生し、または運転を禁止するようにす
ることができる。本発明の識別システムは、検出器の近
くを同期要素が実質的に同時に通過することに対応する
同期信号の生成においてのみ、角度位置に依存しない。
配置および不明確でない検出のための実用上の考慮が行
なわれる限り、どのような一様な、または一様でない間
隔を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロータ上の検出要素および遠心分離装置内で協
同する検出器の配列を示す底面図である。
【符号の説明】
10 遠心分離ロータ 10A 回転軸線 10S 遠心分離ロータ表面 12 回転方向 14 サイト 16 検出要素 20 検出器 22 ライン 24 同期信号生成手段 26 ライン 28 コード化装置 30 コード化装置 34 ライン 38 計数装置 40 コンパレータ 42 カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード アルバート カコス アメリカ合衆国 06470 コネチカット 州 ニュートン シーダー ヒル ロー ド 28 (56)参考文献 特開 昭62−140659(JP,A) 特開 昭64−73255(JP,A) 実開 平4−102656(JP,U) 特表 昭61−502010(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B04B 13/00

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸線を中心として回転する複数の遠
    心分離ロータの各々を識別するために動作するロータ識
    別システムであって、 前記各ロータが少なくとも2つの同期検出要素およびN
    個までの追加的な識別検出要素をその上に有し、 前記ロータ識別システムが、 近くを検出要素が通過したことに基づいて信号を発生す
    るように動作する第1および第2の検出器と、 前記第1および第2の検出器の双方からの信号が概ね同
    時に生成されたことに反応して同期信号を生成する手段
    とを具え、 前記同期検出要素が、回転軸線を中心として予め定めた
    角度の開きβだけ離れて配置され、且つ回転軸線から同
    一の半径距離に配置され、 前記検出器が、回転軸線を中心として予め定めた角度の
    開きβだけ離れて配置され、且つ回転軸線から同一の半
    径距離に配置されたことを特徴とするロータ識別システ
    ム。
  2. 【請求項2】 前記予め定めた角度の開きβが180度
    より小さいことを特徴とする請求項1に記載のロータ識
    別システム。
  3. 【請求項3】 前記第1の同期検出要素が回転軸線から
    第1の半径距離に配置され、 前記第2の同期検出要素が回転軸線から第2の半径距離
    に配置され、 前記第1の検出器が回転軸線から前記第1の半径距離に
    配置され、 前記第2の検出器が回転軸線から前記第2の半径距離に
    配置されたことを特徴とする請求項1に記載のロータ識
    別システム。
  4. 【請求項4】 検出器の近くを検出要素が通過したこと
    に反応して少なくとも一つの検出器から生成されたそれ
    ぞれの信号をカウントするカウンタをさらに備えたこと
    を特徴とする請求項1に記載のロータ識別システム。
  5. 【請求項5】 検出器の近くを識別検出要素が通過した
    ことに反応して少なくとも一つの検出器から生成された
    それぞれの信号をカウントするカウンタをさらに備えた
    ことを特徴とする請求項1に記載のロータ識別システ
    ム。
  6. 【請求項6】 同期信号に反応して、検出器の近くを検
    出要素が通過したことにより少なくとも一つの検出器か
    ら生成されたそれぞれの信号をカウントするカウンタ
    を、さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のロ
    ータ識別システム。
  7. 【請求項7】 同期信号に反応して、検出器の近くを識
    別検出要素が通過したことにより少なくとも一つの検出
    器から生成されたそれぞれの信号をカウントするカウン
    タを、さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の
    ロータ識別システム。
  8. 【請求項8】 前記カウンタから作り出されたカウント
    を予め定めた参照カウントと比較するコンパレータをさ
    らに備えたことを特徴とする請求項5ないし7のいずれ
    かに記載のロータ識別システム。
  9. 【請求項9】 2つの識別検出要素が、予め定めた角度
    の開きβだけ離れることのないように前記識別検出要素
    が回転軸線を中心として配置され、 前記システムが、検出器の近くを識別検出要素が通過し
    たことに基づいて検出器の一つから生成された信号に反
    応して第1の2進デジタルを表す信号を生成し、他の検
    出器の近くを識別検出要素が通過したことに基づいて他
    の検出器から生成された信号に反応して第2の2進デジ
    タルを表す信号を生成するコード化手段をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項1に記載のロータ識別システ
    ム。
  10. 【請求項10】 2つの識別検出要素が、予め定めた角
    度の開きβだけ離れることのないように前記識別検出要
    素が回転軸線を中心として配置され、 前記システムが、検出器の近くを識別検出要素が通過し
    たことに基づいて検出器の一つから生成された信号に反
    応して第1の2進デジタルを表す信号を生成し、他の検
    出器の近くを識別検出要素が通過したことに基づいて他
    の検出器から生成された信号に反応して第2の2進デジ
    タルを表す信号を生成するコード化手段をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項2に記載のロータ識別システ
    ム。
  11. 【請求項11】 2つの識別検出要素が、予め定めた角
    度の開きβだけ離れることのないように前記識別検出要
    素が回転軸線を中心として配置され、 前記システムが、検出器の近くを識別検出要素が通過し
    たことに基づいて検出器の一つから生成されたパルスに
    反応して第1の2進デジタルを表す信号を生成し、他の
    検出器の近くを識別検出要素が通過したことに基づいて
    他の検出器から生成されたパルスに反応して第2の2進
    デジタルを表す信号を生成するコード化手段をさらに備
    えたことを特徴とする請求項1に記載のロータ識別シス
    テム。
  12. 【請求項12】 前記コード化手段により生成された2
    進デジタルを表す少なくとも一つの信号に反応してロー
    タの識別を表す信号を生成する手段をさらに備えたこと
    を特徴とする請求項11に記載のロータ識別システム。
  13. 【請求項13】 前記コード化手段により生成された2
    進デジタルを表す少なくとも一つの信号に反応してロー
    タの識別を表す信号を生成する手段をさらに備えたこと
    を特徴とする請求項10に記載のロータ識別システム。
  14. 【請求項14】 前記コード化手段により生成された2
    進デジタルを表す少なくとも一つの信号に反応してロー
    タの識別を表す信号を生成する手段をさらに備えたこと
    を特徴とする請求項9に記載のロータ識別システム。
  15. 【請求項15】 回転軸線を中心として回転することの
    できる遠心分離ロータであって、 遠心分離装置の中に少なくとも第1および第2の検出器
    を有し、 前記ロータは、その表面上に配置された少なくとも2つ
    の同期検出要素を有し、 前記ロータは、N個までの追加的な識別検出要素を有
    し、 前記検出器が、回転軸線を中心として、予め定められた
    角度の開きβだけ離れて配置され、且つ回転軸線から同
    一の半径距離に配置され、 前記同期検出要素が、回転軸線を中心として予め定めら
    れた角度の開きβだけ離れて配置され、且つ回転軸線か
    ら同一の半径距離に配置されたことを特徴とする遠心分
    離ロータ。
  16. 【請求項16】 前記予め定めた角度の開きβが180
    度より小さいことを特徴とする請求項15に記載の遠心
    分離ロータ。
  17. 【請求項17】 前記第1の検出器が回転軸線から第1
    の半径距離に配置され、 前記第2の検出器が回転軸線から第2の半径距離に配置
    され、 前記第1の同期検出要素が回転軸線から前記第1の半径
    距離に配置され、 前記第2の同期検出要素が回転軸線から前記第2の半径
    距離に配置されたことを特徴とする請求項15に記載の
    遠心分離ロータ。
  18. 【請求項18】 前記識別検出要素が回転軸線を中心と
    して、2つの識別検出要素が角度の開きβだけ離れるこ
    とのないように、配置されたことを特徴とする請求項1
    5に記載の遠心分離ロータ。
  19. 【請求項19】 前記識別検出要素が回転軸線を中心と
    して、2つの識別検出要素が角度の開きβだけ離れるこ
    とのないように、配置されたことを特徴とする請求項1
    6に記載の遠心分離ロータ。
  20. 【請求項20】 いくつかの識別検出要素が、前記第1
    および第2の同期検出要素の間に回転方向に配置され、
    他の識別検出要素が前記第2および第1の同期検出要素
    の間に回転方向に配置されたことを特徴とする請求項1
    5、18および19のいずれかに記載の遠心分離ロー
    タ。
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