JPH0915248A - Dispensing operation discriminator and method thereof - Google Patents
Dispensing operation discriminator and method thereofInfo
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- JPH0915248A JPH0915248A JP18505395A JP18505395A JPH0915248A JP H0915248 A JPH0915248 A JP H0915248A JP 18505395 A JP18505395 A JP 18505395A JP 18505395 A JP18505395 A JP 18505395A JP H0915248 A JPH0915248 A JP H0915248A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ノズルから液体を吸
引し吐出する分注機の分注動作判別装置及びその方法に
係り、特に、上記吸引・吐出作動時における液面検知や
目詰まり或はエアー吸引による液量不足を、簡易な方法
・手段によって確実に検知することができる分注動作判
別装置及びその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispenser operation determining apparatus and method for a dispenser which sucks and discharges liquid from a nozzle, and more particularly to liquid level detection and clogging during the suction / discharge operation. The present invention relates to a dispensing operation determination device and method capable of reliably detecting a liquid amount shortage due to air suction by a simple method and means.
【０００２】[0002]
【従来の技術とその課題】周知のように、血液の自動分
析検査では、例えば、遠心分離処理された採血管等の親
容器内から所要量の血清試料を吸引し、この吸引した血
清を他の容器へと吐出して分注するための分注機が多く
用いられているが、この分注機は、極めて高精度の測定
精度が要求されることから、ピペットノズルの液面から
の下降量制御のための液面検知やフィブリン等の吸引に
よる目詰まり或は検査精度に直接影響する液量不足の検
知等の性能が必要不可欠である。2. Description of the Related Art As is well known, in automatic blood analysis, for example, a required amount of serum sample is aspirated from a parent container such as a centrifuge-treated blood collection tube, and the aspirated serum is used for other purposes. Many dispensers are used to dispense and dispense into the container of the pipette, but this dispenser requires extremely high measurement accuracy, so it can be lowered from the liquid surface of the pipette nozzle. Performance such as liquid level detection for volume control and detection of clogging due to suction of fibrin or lack of liquid volume that directly affects inspection accuracy is essential.
【０００３】このため、近年の分注機にあっては、圧力
センサを用いて、ピペットノズルの吸引作動時に発生す
る内圧の変化を演算処理することで、上記液面検知や目
詰まりおよび液量不足を検出するように構成されたもの
が種々提案されている。For this reason, in recent dispensers, a pressure sensor is used to arithmetically process a change in internal pressure that occurs during the suction operation of the pipette nozzle, so that the above-mentioned liquid level detection and clogging and liquid volume are detected. Various types have been proposed that are configured to detect a shortage.
【０００４】例えば、ピペットノズルの内圧の変化を積
分回路や微分回路で演算処理する方法が従来から公知で
あるが、積分回路で演算処理する方式の場合、比較する
データが必要不可欠となり、個人差により血清粘度が異
なるこの種の血液検査の場合、あらゆる血清粘度毎の比
較データを揃えておくのは事実上不可能である。従っ
て、このような積分回路で演算処理して上記液面検知や
目詰まりおよび液量不足を検出する方式のものは、誤作
動し易い、という問題を有していた。For example, a method of calculating a change in the internal pressure of a pipette nozzle by an integrating circuit or a differentiating circuit has been conventionally known, but in the case of the method of calculating calculation by the integrating circuit, data to be compared becomes indispensable and individual differences may occur. In the case of this type of blood test that has different serum viscosities, it is virtually impossible to prepare comparative data for every serum viscosity. Therefore, the method of calculating the liquid level and detecting the clogging and the insufficient liquid amount by such an integrating circuit has a problem that malfunction easily occurs.
【０００５】一方、微分回路でピペットノズルの内圧の
変化を演算処理して検知する方式のものにあっては、直
前の演算値を比較データとして用いることができるの
で、血清粘度毎の比較データは不要であり、制御ソフト
を単純化できるという利点を有してはいるが、この微分
回路で演算処理する方式のものは、比較的微弱な内圧の
変化も拾って演算処理してしまうため、エアーの吸引に
よる液量不足の検知には好適であるが、液面検知や目詰
まりのような内圧変化量が大きな検知の場合、予め設定
された閾値以上に内圧が変化したときに液面を検知し、
かつ、目詰まりが発生したことを検知すべきであるにも
拘らず、例えば、吸引作動中に発生するピペットノズル
の振動等を拾って、閾値以下であるにも拘らず液面に到
達した情報を発したり、目詰まりが発生していないにも
拘らず目詰まりが発生したとの情報を発したりし易く、
誤作動を招き易いという問題を有していた。On the other hand, in the system in which the change in the internal pressure of the pipette nozzle is processed by the differentiating circuit and detected, the immediately preceding calculated value can be used as the comparison data. Although it is not necessary and has the advantage of simplifying the control software, the method of calculating processing with this differentiating circuit picks up even a relatively weak change in internal pressure and calculates it. It is suitable for detection of insufficient liquid volume due to suction, but in the case of liquid level detection or detection of large internal pressure change such as clogging, liquid level is detected when internal pressure changes above a preset threshold value. Then
And, even though it should be detected that clogging has occurred, for example, the information that reached the liquid level even if it is below the threshold value by picking up the vibration of the pipette nozzle that occurs during suction operation, etc. It is easy to issue a message that the clogging has occurred even though the clogging has not occurred,
It has a problem that it is likely to cause a malfunction.
【０００６】このように、従来の圧力センサを用いた分
注機にあっては、液面検知や目詰まりのようなピペット
ノズルの内圧変化量が大きなものの検知と、液量不足の
検知のようなエアー吸引による内圧変化量が小さなもの
の検知とを同一の方式で検知するように構成されていた
ため、一方の検知は高精度に行なうことができても他方
の検知の精度が低く、いずれの方式を採用したとして
も、分注機が誤作動し易い、という問題を有していた。As described above, in the conventional dispenser using the pressure sensor, it is possible to detect a large amount of change in the internal pressure of the pipette nozzle such as liquid level detection or clogging, and to detect insufficient liquid amount. Since it was configured to detect the detection of a small amount of change in internal pressure due to air suction by the same method, one detection can be performed with high accuracy, but the detection accuracy of the other is low. However, there is a problem that the dispenser is apt to malfunction even if it is adopted.
【０００７】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、液面検知や目
詰まりを検知する方式と液量不足を検知する方式とを、
ピペットノズルの内圧変化量の相異に着目して別個の方
式とし、これを組み合わせることで、高精度の液面検知
や目詰まり及び液量不足の検知を実現できると共に、制
御ソフトも単純化でき、低コスト化も図ることができる
分注動作判別装置及びその方法を提供することにある。The present invention was devised in view of the above situation, and an object thereof is to provide a method for detecting a liquid level or clogging and a method for detecting an insufficient amount of liquid.
Focusing on the difference in the amount of change in the internal pressure of the pipette nozzle, a separate method is used, and by combining these methods, it is possible to realize highly accurate liquid level detection, clogging and insufficient liquid volume detection, and simplify the control software. An object of the present invention is to provide a dispensing operation determination device and a method thereof that can reduce cost.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る分注作動判別装置は、駆動用パルス
信号の供給によって作動するモータによりシリンダーを
動かしてノズルから液体の吸引及び吐出を行う分注機
と、上記分注機のノズル内の圧力を検知する圧力センサ
と、上記分注機に装着されたノズル内の圧力を、指定さ
れた吸引量について予め設定されている閾値と比較し、
液面への到達又はノズル詰まりを判別する液面・詰まり
判別手段と、上記液面・詰まり判別手段によって、液面
への到達が判別された後、上記分注機が液体を吸引する
過程において、上記圧力センサによって検知された圧力
の変化量を微分回路で検出する変化量検出手段と、上記
圧力信号を微分して得られた微分信号に基づき液量の不
足状態を判別する液量不足判別手段と、を有して構成さ
れていることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a dispensing operation determining apparatus according to the present invention moves a cylinder by a motor operated by supplying a driving pulse signal to suck and discharge liquid from a nozzle. The dispenser to perform, the pressure sensor that detects the pressure in the nozzle of the dispenser, and the pressure in the nozzle mounted on the dispenser are compared with a preset threshold value for the specified suction amount. Then
In the process in which the dispenser sucks the liquid after the liquid level / clogging determination means for determining the arrival at the liquid level or the nozzle clogging and the arrival at the liquid level by the liquid level / clogging determination means , A change amount detecting means for detecting a change amount of the pressure detected by the pressure sensor by a differentiating circuit, and a liquid amount shortage determination for judging a liquid amount shortage state based on a differential signal obtained by differentiating the pressure signal. Means and are provided.
【０００９】この発明において、上記液量不足判別手段
は、上記微分回路の微分信号の値を前記パルス信号の供
給に同期して採取するサンプリング回路と、指定した分
注量に応じて、予め設定した閾値を登録する閾値用レジ
スタと、採取された微分信号の値と当該閾値との比較を
行う比較回路と、上記微分信号の大きさが設定された閾
幅を越えたときまでの駆動用パルス信号の個数および指
定した分注量に基づいて、液量の不足の解析を行う判別
回路と、を有して構成されている。In the present invention, the liquid amount shortage determining means is preset according to a sampling circuit for sampling the value of the differential signal of the differentiating circuit in synchronization with the supply of the pulse signal and a designated dispensing amount. A register for registering the threshold value, a comparison circuit for comparing the value of the sampled differential signal with the threshold value, and a driving pulse until the magnitude of the differential signal exceeds the set threshold width. And a discriminating circuit for analyzing the shortage of the liquid amount based on the number of signals and the designated dispensing amount.
【００１０】そして、この発明において、上記モータ
は、駆動用パルス信号によってデジタル的に駆動するモ
ータを用いるのが好適である。モータのロータの回転角
度は所定のパルス信号の個数によって定まり、上記分注
機の吸引量はこの回転角度に依存して定まるものである
から、パルス信号の供給に同期させて測定したパルス信
号の個数を計数することによって、分注機が吸引した量
を正確に知ることができるからである。また、この発明
において、駆動用パルス信号は、予め定まった周期をも
つものである。In the present invention, it is preferable that the motor is a motor that is digitally driven by a driving pulse signal. The rotation angle of the motor rotor is determined by the number of predetermined pulse signals, and since the suction amount of the dispenser is determined depending on this rotation angle, the pulse signal measured in synchronization with the pulse signal supply This is because the amount sucked by the dispenser can be accurately known by counting the number. Further, in the present invention, the driving pulse signal has a predetermined cycle.
【００１１】さらにこの発明にあっては、上記変化量検
出手段を微分回路で構成し、圧力信号を微分して得られ
た微分信号で上記変化量を求めるように構成したことを
特徴とするものである。Further, according to the present invention, the change amount detecting means is composed of a differentiating circuit, and the change amount is obtained by a differential signal obtained by differentiating the pressure signal. Is.
【００１２】この発明が達成しようとする分注動作判別
方法は、駆動用パルス信号の供給によって作動するモー
タによりノズルから液体の吸引及び吐出が行われる分注
機に対し分注の起動の指示があると、分注機のノズル内
の圧力の検知が開始され、上記分注機に装着したノズル
内の圧力を、予め設定されている閾値と比較することに
よって液面への到達又はノズル詰まりを判別し、液面へ
の到達が判別された後には、検知された圧力の変化量の
検出を開始し、検出された上記変化量を微分回路で演算
処理して液量の不足状態を判別することを特徴とするも
のである。According to the dispensing operation determination method to be achieved by the present invention, an instruction to start dispensing is issued to a dispensing machine in which liquid is sucked and discharged from a nozzle by a motor operated by supplying a driving pulse signal. Then, the detection of the pressure in the nozzle of the dispenser is started, and the pressure in the nozzle attached to the dispenser is compared with a preset threshold value to reach the liquid surface or clog the nozzle. After it is determined that the liquid level has been reached, detection of the detected amount of change in pressure is started, and the detected amount of change is arithmetically processed by a differentiating circuit to determine an insufficient liquid amount state. It is characterized by that.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づき、この
発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
【００１４】図１乃至図５に示すように、この実施例に
係る分注機３１は、駆動用パルス信号の供給によって作
動するステッピングモータ５２が内部に設けられ、ピペ
ットノズル３２から液体の吸引及び吐出を行うものであ
る。As shown in FIGS. 1 to 5, a pipetting machine 31 according to this embodiment is provided with a stepping motor 52 which is operated by supplying a driving pulse signal therein, and sucks liquid from a pipette nozzle 32. It discharges.
【００１５】分注機３１は、ピペットノズル３２と、該
ピペットノズル３２の先端に着脱自在に嵌合係止される
ディスポーザブルチップ３３と、圧力検出流路８０に配
設されピペットノズル３２内の圧力を検知する圧力セン
サ３４と、シリンダ３５と、該シリンダ３５の内部を摺
動可能に進退動作するシリンダロッド５１と、当該シリ
ンダロッド５１を進退動作させるステッピングモータ５
２と、を有して構成されている。The pipetting machine 31 includes a pipette nozzle 32, a disposable tip 33 that is detachably fitted and locked to the tip of the pipette nozzle 32, and a pressure inside the pipette nozzle 32 that is disposed in the pressure detection flow path 80. Of the pressure sensor 34, a cylinder 35, a cylinder rod 51 that slidably moves inside the cylinder 35, and a stepping motor 5 that moves the cylinder rod 51 back and forth.
2 and.
【００１６】上記シリンダロッド５１の上部には、外周
に螺子が刻まれたスクリューネジ４１が配設されてお
り、分注機３１の枠体に固定されたスクリューナット３
６は上記スクリューネジ４１と螺合していると共に、上
記スクリューネジ４１に設けられたプーリ４０と上記ス
テッピングモータ５２の回転軸８３との間には、タイミ
ングベルト３９が懸架されている。Above the cylinder rod 51, a screw screw 41 having a thread engraved on the outer periphery is arranged, and the screw nut 3 fixed to the frame of the pipetting machine 31.
6 is screwed with the screw screw 41, and a timing belt 39 is suspended between the pulley 40 provided on the screw screw 41 and the rotating shaft 83 of the stepping motor 52.
【００１７】また、上記シリンダ３５の下端にある出口
端部とピペットノズル３２とはエア吸排流路８１によっ
て連通接続されていると共に、上記ピペットノズル３２
は、ばね４５によって分注機３１の枠体４６に対して外
方へ付勢されている。The outlet end at the lower end of the cylinder 35 and the pipette nozzle 32 are connected by an air suction / discharge channel 81, and the pipette nozzle 32 is also connected.
Is urged outward by the spring 45 against the frame 46 of the dispenser 31.
【００１８】さらに、上記分注機３１の枠体４６には、
ＩＰＳ板４７等の電子機器が設けられたセンサ基板４４
が設けられている。Further, the frame 46 of the dispenser 31 includes:
Sensor board 44 provided with electronic equipment such as IPS board 47
Is provided.
【００１９】ところで、上記分注機３１には、シリンダ
ロッド５１の下限を検知する下限センサ３８と、シリン
ダロッド５１の上限を検知する上限センサ４３と、ピペ
ットノズル３２の着底を検知する着底センサノズル３７
と、が配設されている。By the way, the pipetting machine 31 has a lower limit sensor 38 for detecting the lower limit of the cylinder rod 51, an upper limit sensor 43 for detecting the upper limit of the cylinder rod 51, and a bottom contact sensor for detecting the bottom contact of the pipette nozzle 32. Sensor nozzle 37
And are provided.
【００２０】図２は、該分注機３１の制御系のブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram of a control system of the pipetting machine 31.
【００２１】同図に示すように、この実施例に係る分注
機３１の制御系は、ＩＰＳ基板４７と、分注機３１の主
要な制御を行うメインプログラム・コントローラ４８
と、上記ステッピングモータ５２の駆動の制御を行うモ
ータコントローラ４９と、シリンダ用のステッピングモ
ータ５２等の各種モータ５０と、を有する。As shown in the figure, the control system of the dispenser 31 according to this embodiment includes an IPS board 47 and a main program controller 48 which mainly controls the dispenser 31.
And a motor controller 49 for controlling the driving of the stepping motor 52, and various motors 50 such as the stepping motor 52 for cylinders.
【００２２】上記ＩＰＳ基板４７は、液面検知や目詰ま
り及び液量不足等の判別を行うものであり、図２に示す
ように、分注機３１のピペットノズル３２に装着された
チップ３３を下降させながら連続して吸引動作を行う
間、上記圧力センサ３４の内圧変化を測定し、予め設定
されている閾値を基準として液面への到達または目詰ま
りを判別する液面・目詰まり判別部７１と、上記圧力セ
ンサ３４によって検出された圧力の変化量を検出する微
分回路５６と、検出された上記圧力変化量を上記駆動用
パルス信号の供給に同期しまたは一定周期毎に測定し、
上記変化量の大きさが設定された閾幅を越えたときまで
のパルス信号の個数及び指定した分注量に基づいて液量
の不足状態を判別する液量不足判別部７０と、を有して
構成されている。The IPS board 47 is for detecting the liquid level and for determining clogging, insufficient liquid volume, and the like. As shown in FIG. 2, the tip 33 mounted on the pipette nozzle 32 of the pipetting machine 31 is mounted on the chip 33. A liquid level / clogging determination unit that measures the change in the internal pressure of the pressure sensor 34 while continuously performing the suction operation while lowering and determines whether the liquid level is reached or clogged with reference to a preset threshold value. 71, a differentiating circuit 56 that detects the amount of change in pressure detected by the pressure sensor 34, and measures the detected amount of change in pressure in synchronization with the supply of the drive pulse signal or at regular intervals.
A liquid amount shortage determination unit 70 for determining a liquid amount shortage state based on the number of pulse signals and a designated dispensing amount until the magnitude of the change amount exceeds a set threshold width. Is configured.
【００２３】そして、上記微分回路５６は、上記液面・
目詰まり判別部７１によって液面への到達が判別され、
かつ、目詰まりが判別されていない場合であって、上記
分注機３１が液体を吸引する過程において上記圧力セン
サ３４によって検出された圧力の変化量を演算処理する
ように構成されている。The differentiating circuit 56 is arranged so that the liquid level
The clogging discriminating unit 71 discriminates the arrival at the liquid surface,
In addition, when clogging is not determined, the change amount of the pressure detected by the pressure sensor 34 is calculated in the process in which the dispenser 31 sucks the liquid.
【００２４】また、上記液面・目詰まり判別部７１は、
図２に示すように、上記圧力センサ３４によって検知さ
れた圧力と、予め設定された閾値とを比較する比較回路
５４と、上記閾値を登録する閾値用レジスタ５３と、当
該比較回路５４の比較結果に基づいて、上記液面への到
達又はピペットノズル３２の目詰まりを判別する判別回
路５５と、を有して構成されている。The liquid level / clogging discriminating unit 71 is
As shown in FIG. 2, a comparison circuit 54 that compares the pressure detected by the pressure sensor 34 with a preset threshold value, a threshold value register 53 that registers the threshold value, and a comparison result of the comparison circuit 54. And a determination circuit 55 that determines whether the liquid surface is reached or the pipette nozzle 32 is clogged.
【００２５】さらに、上記液量不足判別部７０は、図２
に示すように、上記微分回路５６からの微分信号を上記
ステッピングモータ５２を駆動するための駆動用パルス
信号の供給に同期して採取するモータ同期サンプリング
回路５７と、予め設定した閾値を登録する閾値用レジス
タ５９と、採取された微分信号の値と上記閾値との比較
を行う比較回路５８と、上記微分信号の大きさが設定さ
れた閾幅を越えたときまでのパルス信号の個数及び指定
した分注量に基づいて液量の不足の解析を行う判別回路
６１と、上記駆動用パルス信号の計数を行うカウンタ６
０と、を有して構成されている。尚、図２中、符号７２
は容器を、符号７３は血清試料を夫々示している。Further, the liquid quantity shortage determination unit 70 is shown in FIG.
, A motor synchronous sampling circuit 57 for sampling the differential signal from the differential circuit 56 in synchronization with the supply of the driving pulse signal for driving the stepping motor 52, and a threshold value for registering a preset threshold value. Register 59, a comparison circuit 58 for comparing the value of the sampled differential signal with the threshold value, the number of pulse signals until the magnitude of the differential signal exceeds a set threshold width, and the specified value. A discriminating circuit 61 that analyzes the shortage of the liquid amount based on the dispensed amount, and a counter 6 that counts the drive pulse signal.
0, and are configured. Incidentally, reference numeral 72 in FIG.
Indicates a container, and reference numeral 73 indicates a serum sample.
【００２６】次に、本実施例に係る分注動作判別装置の
判別動作について説明する。Next, the discriminating operation of the dispensing operation discriminating apparatus according to this embodiment will be described.
【００２７】図３に示すように、ステップＳ１１で、初
期プログラムロードが行われ、ステップＳ１２で、上記
シリンダロッド５１等の各種の軸が原点に復帰する。As shown in FIG. 3, initial program loading is performed in step S11, and various axes such as the cylinder rod 51 are returned to the origin in step S12.
【００２８】ステップＳ１３で、上記分注機３１をＸＹ
の各アーム軸（図示せず）を動かすことによってチップ
３３がセットされている位置に移動させ、ステップＳ１
４で、当該分注機３１のピペットノズル３２の先端にチ
ップ３３を装着させる。In step S13, the dispenser 31 is moved to XY
By moving each arm axis (not shown) of, the tip 33 is moved to the set position, and step S1
At 4, the tip 33 is attached to the tip of the pipette nozzle 32 of the pipetting machine 31.
【００２９】チップ装着後、ステップＳ１５で、上記分
注機３１を、再び上記各アーム軸（図示せず）を用い
て、分注を行うとする血清試料が収容されている容器７
２の位置まで移動させる。After mounting the chip, in step S15, the dispenser 31 is again used by using the arm shafts (not shown) and the container 7 containing the serum sample to be dispensed.
Move to position 2.
【００３０】ステップＳ１６で、図４（ａ）に示すよう
に、スタート１信号を立ち上げると、Ｚ軸アーム（図示
せず）を用いて液面に向かって分注機３１のチップ３３
を下降させる。In step S16, as shown in FIG. 4 (a), when the start 1 signal is raised, the tip 33 of the pipetting machine 31 is moved toward the liquid surface using the Z-axis arm (not shown).
To lower.
【００３１】シリンダ３５の吸引動作は、図５（ｂ）に
示すように、速度０の状態から一定速度になるまで加速
する段階と、分注が一定速度の段階と、速度０まで減速
する段階と、からなる。The suction operation of the cylinder 35 is, as shown in FIG. 5 (b), a stage of accelerating from a state of zero velocity to a constant velocity, a stage of constant dispensing, and a stage of decelerating to zero velocity. And consists of.
【００３２】もし、先端が何かに接触した場合には、上
記チップ３３の下降動は停止し、吸引を中止する。吸引
している間は、上記圧力センサ３４によって吸引不良の
検出を行う。If the tip comes in contact with something, the descending movement of the tip 33 is stopped and the suction is stopped. During the suction, the pressure sensor 34 detects the suction failure.
【００３３】図４（ａ）に示すように、上記ＩＰＳ基板
４７に、スタート１信号の立ち上げがあると、上記ＩＰ
Ｓ基板４７が起動し、当該ＩＰＳ基板４７の液面・目詰
まり判別部７１は、上記圧力センサ３４の検知信号を上
記サンプリング回路６２によって一定単位時間毎に検知
信号を採取し、上記比較回路５４は予め設定された閾値
と比較する。即ち、スタート１信号は、液面検出用の信
号でもある。As shown in FIG. 4A, when the start 1 signal rises on the IPS board 47, the IP
The S board 47 is activated, and the liquid level / clogging determination unit 71 of the IPS board 47 collects the detection signal of the pressure sensor 34 by the sampling circuit 62 at every constant unit time, and the comparison circuit 54 Is compared with a preset threshold value. That is, the start 1 signal is also a signal for liquid level detection.
【００３４】チップ３３が液面に到達すると、図５
（ａ）に示すように、上記ピペットノズル３２内の圧力
が液面検知用の閾値以上に高まることを利用して、液面
の検出が行われる。液面が検出されると、上記判別回路
５５は図４（ｃ）のように立ち上がる。When the tip 33 reaches the liquid surface, as shown in FIG.
As shown in (a), the liquid level is detected by utilizing the fact that the pressure inside the pipette nozzle 32 rises above a threshold for liquid level detection. When the liquid level is detected, the discrimination circuit 55 rises as shown in FIG. 4 (c).
【００３５】ステップＳ１７で、液面が正常に検出され
た場合には、上記メインＰＣ４８から、スタート２信号
がＩＰＳ基板４７に出力される。但し、スタート２信号
を入れずにスタート１信号のＯＮ，ＯＦＦを繰り返して
も、液面の検出動作は行われない。即ち、液面検出後は
スタート２信号の立ち上がるのが前提となる。正常に液
面が検出された場合には、スタート２信号が立ち上が
り、吸引動作に入る。In step S17, when the liquid level is normally detected, the main PC 48 outputs a start 2 signal to the IPS board 47. However, even if the start 1 signal is repeatedly turned on and off without inputting the start 2 signal, the liquid level detection operation is not performed. That is, it is premised that the start 2 signal rises after the liquid level is detected. When the liquid level is detected normally, the start 2 signal rises and the suction operation starts.
【００３６】尚、液面検出後は、上記スタート１信号は
動作終了まで、どちらのレベルであっても良い。After the liquid level is detected, the start 1 signal may be at any level until the operation ends.
【００３７】吸引動作では、指定された分注量の吸引が
終了するまで、上記スタート２信号は、立ち上がった際
のレベルが維持される。In the suction operation, the level of the start 2 signal at the time of rising is maintained until the suction of the designated dispensing amount is completed.
【００３８】吸引動作中、上記圧力センサ３４で検知さ
れた圧力は、微分回路５６で微分され微分信号が得られ
る。During the suction operation, the pressure detected by the pressure sensor 34 is differentiated by the differentiating circuit 56 to obtain a differential signal.
【００３９】上記モータ同期サンプリング回路５７は、
上記制御ＭＣ４９からの駆動用パルス信号の供給に同期
して、上記微分信号の値を採取し、同時に上記カウンタ
６０は、当該駆動用パルス信号の数を計数する。The motor synchronous sampling circuit 57 is
The value of the differential signal is sampled in synchronization with the supply of the driving pulse signal from the control MC 49, and at the same time, the counter 60 counts the number of the driving pulse signal.
【００４０】吸引動作中は、正常であれば、図５（ｃ）
の実線に示すような圧力の変化があるが、液量不足が発
生すると圧力信号が上下に変動し、例えば、点線のよう
な変動が生じる。この上下の変動は、上記微分回路５６
によって、所定の閾幅を越えるような微分信号を生じさ
せる。During normal suction operation, if normal, FIG.
Although there is a change in pressure as shown by the solid line, when the liquid amount is insufficient, the pressure signal fluctuates up and down, and for example, a fluctuation like a dotted line occurs. This up / down fluctuation is caused by the differentiation circuit 56.
Generate a differential signal that exceeds a predetermined threshold width.
【００４１】すると、上記モータ同期サンプリング回路
５７によって採取された微分信号の値は、上記比較回路
５８によって、上記閾値レジスタ５９に登録されている
閾値と比較され、液体を吸引している過程の負圧力の変
化量が当該閾値を越えることによって、不足状態を検出
する。Then, the value of the differential signal sampled by the motor synchronous sampling circuit 57 is compared with the threshold value registered in the threshold value register 59 by the comparison circuit 58, and a negative value in the process of sucking the liquid is obtained. When the amount of change in pressure exceeds the threshold value, the insufficient state is detected.
【００４２】上記判別回路６１は、上記不足時点までの
上記駆動用パルス信号の計数値及び設定された分注量に
基づいて、吸引終了後に指定した範囲について負圧力の
変化量を求め、その不足状態を判別する。The discriminating circuit 61 obtains the amount of change in the negative pressure in the designated range after the suction is completed, based on the count value of the driving pulse signal and the set dispensing amount up to the point of the shortage, and the shortage thereof. Determine the state.
【００４３】分注終了（タイムアウト）は、スタート２
の立ち上げ状態が２０秒以上経過した時点で出力され
る。図４（ｄ）には、液体の不足があった場合に、液体
不足を示す信号が分注終了後に立ち上げられている場合
が示されている。The end of dispensing (timeout) is started 2
It is output when the start-up state of 20 seconds or more has elapsed. FIG. 4D shows the case where the signal indicating the liquid shortage is raised after the end of the dispensing when the liquid is short.
【００４４】ところで、各種エラーの出力は、上記スタ
ート１信号が入力されるまで保持される。スタート１信
号が立ち上げられていると次の動作に入ることになる。The outputs of various errors are held until the start 1 signal is input. When the start 1 signal is raised, the next operation starts.
【００４５】尚、スタート２信号立ち上げ後、吸引動作
中に、上記液面・目詰まり判別部４７によって、目詰ま
りの検出を行う。目詰まりの検出は、図５（ａ）に示す
ように、上記液面到達の検出用に用いる液面の閾値より
も高い圧力をもつ目詰まり閾値を越えるか否かによって
判別される。上記判別回路５５によって、目詰まりが判
別された場合には、図４（ｆ）に示すような目詰まり信
号が出力される。目詰まりがあると、吸引された血清試
料は、血清試料が収容されていた容器７２内へと戻され
る。After the start 2 signal is raised, the liquid level / clogging discriminating section 47 detects clogging during the suction operation. As shown in FIG. 5A, the detection of clogging is determined by whether or not a clogging threshold having a pressure higher than the threshold of the liquid surface used for detecting the arrival of the liquid level is exceeded. When the determination circuit 55 determines that clogging has occurred, a clogging signal as shown in FIG. 4 (f) is output. When there is clogging, the aspirated serum sample is returned to the container 72 that contained the serum sample.
【００４６】また、図３に示すステップＳ１７で吸引不
良が生じた場合には、血清試料を容器７２に戻す。但
し、一度に吸引する量が指定のμｌ（マイクロリット
ル）以上の場合には、液面感知をした距離が指定のμ１
相当の水位以下であれば吸引せずに不足と認識する。If a suction failure occurs in step S17 shown in FIG. 3, the serum sample is returned to the container 72. However, if the amount to be sucked at one time is more than the specified μl (microliter), the distance at which the liquid level is sensed is the specified μ1.
If the water level is below a certain level, it is recognized as insufficient without suctioning.
【００４７】このようにして、正常な分注量が吸引され
た場合には、ステップＳ１８でチップ３３が一定距離上
昇し、指定された量の空気を吸引する（エアギャップと
もいう）。In this way, when the normal dispensing amount is sucked, the tip 33 moves up by a certain distance in step S18 and sucks a designated amount of air (also called an air gap).
【００４８】また、上記分注機３１は、指定エリアで吸
引した液体の吐出を行うために、上記アーム軸によって
移動する。The dispenser 31 is moved by the arm shaft in order to discharge the liquid sucked in the designated area.
【００４９】ステップＳ１９で、指定エリアで指定され
た吐出量を完了するまで吐出が行われる。In step S19, ejection is performed until the ejection amount designated in the designated area is completed.
【００５０】この吐出動作は、ピペットユニットが設定
位置まで下降し、血清試料を吐出した後、一定距離上昇
し、指定された量の空気を吸引して終了する。尚、吐出
後の圧力判定は行わない。This discharging operation is completed by lowering the pipette unit to the set position, discharging the serum sample, and then rising a certain distance, and sucking a specified amount of air. It should be noted that the pressure determination after ejection is not performed.
【００５１】この後、ステップＳ２１で、上記分注機３
１のピペットノズル３２が上下動して、ピペットノズル
３２に付いているチップを外す。下降する距離は設定値
による。Then, in step S21, the dispenser 3
The first pipette nozzle 32 moves up and down to remove the tip attached to the pipette nozzle 32. The distance to descend depends on the set value.
【００５２】以上説明したように、この実施例によれ
ば、上記モータ駆動用のパルス信号に同期させて上記圧
力信号の微分信号を採取し、この微分信号を設定した閾
幅と比較し、不足状態を検出している。As described above, according to this embodiment, the differential signal of the pressure signal is sampled in synchronism with the pulse signal for driving the motor, and the differential signal is compared with the set threshold width to find a shortage. The condition is detected.
【００５３】また、従来の分注機では、血清試料の吸引
量をシリンダの作動時間で求めていたのに対して、この
実施例では、血清試料の吸引量をモータ駆動用のパルス
信号に対するモータの回転角度で求めるように構成され
ているので、吸引量を正確に計量することができる。Further, in the conventional dispenser, the suction amount of the serum sample is obtained by the operating time of the cylinder, whereas in this embodiment, the suction amount of the serum sample is determined by the motor for the pulse signal for driving the motor. The suction amount can be accurately measured because it is configured to be obtained by the rotation angle of.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、液面検知や目詰まりを検知する方式と液量不足を検
知する方式とを、ピペットノズルの内圧変化量の相異に
着目して別個の方式とし、これを組み合わせることで、
高精度の液面検知や目詰まり及び液量不足の検知を実現
できると共に、制御ソフトも単純化でき、低コスト化も
図ることができる等、幾多の優れた効果を奏する。As described above, according to the present invention, the method of detecting the liquid level or clogging and the method of detecting the insufficient liquid amount are focused on the difference in the internal pressure change amount of the pipette nozzle. Separate methods and by combining them,
Highly accurate liquid level detection and detection of clogging and liquid amount shortage can be realized, control software can be simplified, and cost can be reduced.
【図１】本発明の一実施例に係る分注作動判別装置が適
用された分注機を示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）
は側面図である。FIG. 1 shows a dispenser to which a dispensing operation determination device according to an embodiment of the present invention is applied, (a) is a sectional view, and (b) is a sectional view.
Is a side view.
【図２】同分注機のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the dispenser.
【図３】同分注機の分注動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart showing a dispensing operation of the dispensing machine.
【図４】（ａ）乃至（ｇ）は、同分注機における各種制
御信号のパターン図である。4 (a) to (g) are pattern diagrams of various control signals in the pipetting machine.
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、同分注機における内圧変
化等を示す説明図である。5 (a) to 5 (c) are explanatory views showing changes in internal pressure and the like in the dispenser.
３１ 分注機 ３４ 圧力センサ ５６ 変化量検出手段（微分回路） ７０ 液量不足判別手段（液量不足判別部） ７１ 液面・目詰まり判別手段（液面・目詰まり判別
部）31 Dispenser 34 Pressure Sensor 56 Change Amount Detection Means (Differentiation Circuit) 70 Liquid Insufficiency Discrimination Means (Liquid Volume Insufficiency Discrimination Section) 71 Liquid Level / Clogging Discrimination Means (Liquid Surface / Clogging Discrimination Section)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 秀二 東京都稲城市矢野口1843番地１ プレシジ ョン・システム・サイエンス株式会社内 (72)発明者 長岡 信夫 東京都稲城市矢野口1843番地１ プレシジ ョン・システム・サイエンス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideji Tajima, 1843 Yanoguchi, Inagi City, Tokyo 1 Precision System Science Co., Ltd. (72) Nobuo Nagaoka 1843, Yanoguchi, Inagi City, Tokyo 1 Precision System Science Co., Ltd.
Claims (3)
るモータによりシリンダーを動かしてノズルから液体の
吸引及び吐出を行う分注機と、上記分注機のノズル内の
圧力を検知する圧力センサと、上記分注機に装着された
ノズル内の圧力を、指定された吸引量について予め設定
されている閾値と比較し、液面への到達又はノズル詰ま
りを判別する液面・詰まり判別手段と、上記液面・詰ま
り判別手段によって、液面への到達が判別された後、上
記分注機が液体を吸引する過程において、上記圧力セン
サによって検知された圧力の変化量を微分回路で検出す
る変化量検出手段と、上記圧力信号を微分して得られた
微分信号に基づき液量の不足状態を判別する液量不足判
別手段と、を有して構成されてなる分注動作判別装置。1. A dispenser for moving a cylinder by a motor operated by supplying a driving pulse signal to suck and discharge liquid from a nozzle, and a pressure sensor for detecting a pressure in the nozzle of the dispenser. A liquid level / clogging discriminating means for comparing the pressure in the nozzle mounted on the dispenser with a preset threshold value for a designated suction amount, and discriminating the arrival at the liquid surface or nozzle clogging, and After the liquid level / clogging determination means determines that the liquid level has been reached, in the process of sucking the liquid by the dispenser, the change amount of the pressure detected by the pressure sensor is detected by a differential circuit. A dispensing operation determination device configured to include a detection unit and a liquid amount insufficient determination unit that determines a liquid amount insufficient state based on a differential signal obtained by differentiating the pressure signal.
の微分信号の値を前記パルス信号の供給に同期して採取
するサンプリング回路と、指定した分注量に応じて、予
め設定した閾値を登録する閾値用レジスタと、採取され
た微分信号の値と当該閾値との比較を行う比較回路と、
上記微分信号の大きさが設定された閾幅を越えたときま
での駆動用パルス信号の個数及び指定した分注量に基づ
いて、液量の不足の解析を行う判別回路と、を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の分注動作判別装置。2. The liquid amount shortage determination means includes a sampling circuit for sampling the value of the differential signal of the differential circuit in synchronization with the supply of the pulse signal, and a threshold value set in advance according to a designated dispensing amount. A register for a threshold value, a comparator circuit for comparing the value of the sampled differential signal with the threshold value,
A discriminating circuit for analyzing the shortage of the liquid amount based on the number of drive pulse signals and the designated dispensing amount until the magnitude of the differential signal exceeds the set threshold width. The dispensing operation determination device according to claim 1, which is characterized in that.
るモータによりノズルから液体の吸引及び吐出が行われ
る分注機に対し分注の起動の指示があると、分注機のノ
ズル内の圧力の検知が開始され、上記分注機に装着した
ノズル内の圧力を、予め設定されている閾値と比較する
ことによって液面への到達又はノズル詰まりを判別し、
液面への到達が判別された後には、検知された圧力の変
化量の検出を開始し、検出された上記変化量を微分回路
で演算処理して液量の不足状態を判別することを特徴と
する分注動作判別方法。3. The pressure in the nozzle of the dispenser is changed when an instruction to start dispensing is given to the dispenser in which the liquid is sucked and discharged from the nozzle by the motor operated by the supply of the driving pulse signal. Detection is started, the pressure in the nozzle mounted on the dispenser, to determine the arrival at the liquid surface or nozzle clogging by comparing with a preset threshold,
After it is determined that the liquid level has been reached, detection of the amount of change in the detected pressure is started, and the detected amount of change is arithmetically processed by a differentiating circuit to determine the insufficient amount of liquid. Dispensing operation determination method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18505395A JPH0915248A (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Dispensing operation discriminator and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18505395A JPH0915248A (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Dispensing operation discriminator and method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915248A true JPH0915248A (en) | 1997-01-17 |
Family
ID=16163985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18505395A Pending JPH0915248A (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Dispensing operation discriminator and method thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0915248A (en) |
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