(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容した容器から所定量の液体をくり返し採取する液体採取装置に設けられ、１回の採取について採取前後の液面の位置の変化分を検出する液面検出部と、前記所定量と前記変化分から液面面積を算出する算出部と、容器から液体が複数回採取されるとき、その都度、液面面積の変化分を算出し、液面面積の液面高さに対する変化に基づいて容器の液体残量を予測する予測部と、予測された残量と所定値とを比較する比較部と、予測された残量が所定量以下であるとき警告を発する警告部からなる液体容器の液体残量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体容器の液体残量検出装置に関し、とくに、自動分析装置における試薬の残量を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、試薬容器から分注ノズルによって液状の試薬をくり返し採取するときに、採取１回当りの液面位置の変化分を検出し、採取可能な最低液面の位置と上記変化分との関係から、残りの採取可能回数を算出するようにしたものが知られている（例えば、実公平４−２７９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装置は、採取１回当りの液面位置の変化分が一定であることが前提とされるため、断面積が一様でない試薬容器、例えば、上部が太く底部が細くなっている容器に対しては適用できないという問題点があった。
【０００４】
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、液体を容器から採取する毎に、液面面積の変化を検出して容器の形状を推定し、液体残量が少くなると警告を発するようにした残量検出装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、液体を収容した容器から所定量の液体をくり返し採取する液体採取装置に設けられ、１回の採取について採取前後の液面の位置の変化分を検出する液面検出部と、前記所定量と前記変化分から液面面積を算出する算出部と、容器から液体が複数回採取されるとき、その都度、液面面積の変化分を算出し、液面面積の液面高さに対する変化に基づいて容器の液体残量を予測する予測部と、予測された残量と所定値とを比較する比較部と、予測された残量が所定量以下であるとき警告を発する警告部からなる液体容器の液体残量検出装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明における液体採取装置は、一般的に生化学測定装置や血液凝固測定装置などに組込まれるものであり、これには、例えば、試薬容器からノズル（ピペット）によって定量の試薬を採取し、採取した試薬を反応容器に供給するという動作をくり返し行うようにした装置を用いることができる。
【０００７】
１回の採取について採取前の液面と採取後の液面の位置の変化分を検出する液面検出部は、例えば、ある基準位置に対する液面位置（液面高さ）を検出するセンサと、検出された液面位置を格納するメモリと、１回の採取について液面位置の変化分を算出する演算器から構成される。
【０００８】
この場合、上記センサには、試薬採取用ノズルが液面に接触したことを静電容量や電気抵抗の変化により検出する電気的センサや、液面位置を光学的に監視する光学的センサなどが適用できる。また、上記メモリおよび演算器はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを内蔵するマイクロコンピュータにより構成できる。
【０００９】
液面面積を算出する算出部とは、１回の液体採取量をＶ，液面検出部により検出される変化分をΔＨとするとき、液面面積Ｓを
Ｓ＝Ｖ／ΔＨ…………（１）
として算出して格納するものである。
また、容器の液体残量を予測する予測部とは、式（１）で表わされる液面面積Ｓの変化分ΔＳ＝Ｓn-1−Ｓnを算出し、液面面積Ｓの液面高さＨに対する変化から容器の形状を推測し、液体残量Ｖrを予測するものである。
【００１０】
つまり、容器は、ΔＳ＜０であれば、水平方向の断面積が底部に向って増大し、ΔＳ＝０であれば、断面積が不変である。そして、ΔＳ＞０であれば、断面積が底部に向って減少する形状である。このとき、例えば液面面積Ｓを液面高さＨで回帰させ、その回帰関数Ｓ（Ｈ）を積分することにより、液体残量Ｖrが予測される。
また、比較部は、予測部によって予測される残量と予め設定された所定値とを比較するものである。
【００１１】
そして、上記算出部、予測部および比較部は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを内蔵するマイクロコンピュータにより構成できる。
また、警告部にはＣＲＴのような表示装置やブザーのような発音装置を用いることができる。
【００１２】
このように、この発明の残量検出装置によれば、上部開口から底部に向って断面積が縮小する容器から液体を採取する場合でも残量検出を適正に行うことができる。
【００１３】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図１はこの発明を分析装置の試薬分注装置に適用した実施例を示す構成説明図であり、テーブル１の上に電極２を介して試薬容器３が設置される。図３は試薬容器３の縦断面図であり、試薬容器３の液体収容部は水平方向の断面が底部に向って徐々に減少する形状を有している。分注ノズル４はアーム５の先端に下向きに支持され、アーム５の後端はシャフト６の上端に固定されている。
【００１４】
シャフト６はテーブル１上に設けられた駆動装置７によって矢印Ａ方向の上下運動および矢印Ｂ方向の回転運動を行うようになっている。図１において紙面に垂直方向に移動するコンベア１２上に反応容器１１が搭載されている。シャフト６が下降してノズル４の先端が容器３に挿入されると、試薬はノズル４とチューブ８を介して一定量だけシリンジ９に吸引される。
【００１５】
シャフト６が上昇してノズル先端が容器３から引出されると、シャフト６が矢印Ｂ方向に１８０度回転する。反応容器１１の上方にノズル４が到達すると、シリンジ９により吸引されていた試薬が反応容器１１へ吐出される。
【００１６】
制御部１３は入力部１４および液面センサ１５から受けた出力信号を処理し、シリンジ９を駆動するステッピングモータ１０、シャフト６を矢印Ａ方向に上下動させるステッピングモータ１６およびシャフト６を矢印Ｂ方向に回動させるステッピングモータ１７を制御し、出力部１８に出力するようになっている。
【００１７】
分注ノズル４はステンレス鋼製であり、液面センサ１５はノズル４の試薬液面への接触をノズル４と電極２との間の静電容量の変化により検出する。
【００１８】
また、制御部１３はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるマイクロコンピュータで構成され、入力部１４および出力部１８は、それぞれキーボードおよびＣＲＴで構成される。
【００１９】
なお、制御部１３は、分注ノズル４を移動させる場合、テーブル１の上面を基準位置として、矢印Ａ方向の移動量をステッピングモータ１６に印加する駆動パルスの数をカウントすることにより計測し、矢印Ｂ方向の回転角をステッピングモータ１７に印加する駆動パルスの数をカウントすることにより計測するようになっている。
【００２０】
このような構成における動作を図２のフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。
分注ノズル４が容器３内へ下降して試薬液面に接触すると、試薬液面高さＨn（テーブル１の上面からの距離）が液面センサ１５によって検出される（ステップＳ１）。
【００２１】
さらに分注ノズル４は所定距離だけ下降すると、シリンジ９がステッピングモータ１０により作動して一定量Ｖnの試薬を吸引する（ステップＳ２）。そして、検出された液面高さＨnが制御部１３のＲＡＭに格納される（ステップＳ３）。
【００２２】
次に、前回の吸引時に検出された液面高さＨn-1が格納されているか否かが判別され（ステップＳ４）、格納されていると、断面積、つまり液面面積Ｓnが
Ｓn＝Ｖn／（Ｈn-1−Ｈn）…………（２）
として算出される（ステップＳ５）。そして、算出された断面積Ｓnが制御部１３のＲＡＭに格納される。
【００２３】
次に、前回に算出された断面積Ｓn-1が格納されているか否かが判別されて（ステップＳ７）、格納されていると断面積の変化分ΔＳが
ΔＳ＝Ｓn-1−Ｓn…………（３）
として算出される（ステップＳ８）。
【００２４】
つまり、式（２），（３）および推定残量Ｖrの関係は、図４の液面高さＨ対液面面積Ｓのグラフに示すようになるので、これから残量Ｖrが推定され（ステップＳ９）、残量Ｖrが予め設定された値Ｖc以下であれば（ステップＳ１０）、出力部１８から警告が発せられる。
【００２５】
また、ステップＳ４において、前回のＨn-1が格納されていない場合には、Ｈnが所定高さＨc以下であると、出力部１８から警告が発せられる（ステップＳ１３）。さらに、ステップＳ７においてＳn-1が格納されていない場合には、従来のように容器３の断面積が軸方向に一定であるとして試薬残量Ｖrが推定される。
【００２６】
つまり、予め入力部１４から設定された最低液面高さＨminと検出された液面高さＨnとの差に、ステップＳ５で算出した断面積Ｓnを乗じて残量Ｖrが算出され（ステップＳ１４）、算出された残量ＶrがＶc以下であると警告が発せられる（ステップＳ１０，Ｓ１１）。
【００２７】
このようにして、容器内部の水平方向の断面積が容器の底方向に向って減少するような容器を使用しても、残量が所定量以下になると警告が発せられるので、分析装置における試薬の補給作業を確実に行うことができる。
【００２８】
従って、容器内部の水平方向の断面積が垂直方向に一定である従来の容器３ａを図５に示すように斜めにテーブル１上に設置しても、上記と同様に残量検出が可能となる。この場合には、ノズル４によって採取不能な容器内の残留試薬量が少くなり、試薬の無駄を省くことができる。なお、図５の電極２ａは、容器３ａの支持台と図１における電極２とを兼ねるものである。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、水平方向の断面の面積が容器の上部から底部に向って減少するような容器に液体を収容し、その容器から液体を採取しても、その残量が所定量以下になると警告が発せられるので、液体の補充作業を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す構成説明図である。
【図２】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施例に適用する試薬容器の一例を示す縦断面図である。
【図４】実施例の残量検出を説明するグラフである。
【図５】実施例に適用する試薬容器の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  テーブル
２  電極
３  試薬容器
４  分注ノズル
５  アーム
６  シャフト
７  駆動装置
８  チューブ
９  シリンジ
１０  ステッピングモータ
１１  反応容器
１２  コンベア
１３  制御部
１４  入力部
１５  液面センサ
１６  ステッピングモータ
１７  ステッピングモータ
１８  出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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