(57)【要約】  【課題】  本発明は、水位検知装置及び培養装置の改良に関するものである。【解決手段】  本発明は、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水を自動供給する加湿水供給手段を備える培養装置において、培養中に加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段は、前記加湿水の初期供給時に比べて、前記加湿水をゆっくりと補充することを特徴とする。庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段を備える培養装置において、培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段が検知した場合、前記加湿ヒータによる加熱を停止又は弱くすることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水を自動供給する加湿水供給手段を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段は、前記加湿水の初期供給時に比べて、前記加湿水をゆっくりと補充することを特徴とする培養装置。
【請求項２】
前記加湿水供給手段は、断続的に前記加湿水を補充することを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段が検知した場合、前記加湿ヒータによる加熱を停止又は弱くすることを特徴とする培養装置。
【請求項４】
庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段が検知した場合、これを報知する報知手段を備えることを特徴とする培養装置。
【請求項５】
前記報知手段は、ＬＥＤ等の発光手段であることを特徴とする請求項４に記載の培養装置。
【請求項６】
前記報知手段は、ブザー等の発音手段であることを特徴とする請求項４に記載の培養装置。
【請求項７】
前記報知手段は、渇水状態を示すデータを無線又は有線で送信する送信手段であることを特徴とする請求項４に記載の培養装置。
【請求項８】
庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段と、この水を自動供給する加湿水供給手段を備える培養装置において、
培養中に前記水検知手段が前記加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段が加湿水を自動補充するとともに、この渇水履歴を記憶して報知する報知手段を備えることを特徴とする培養装置。
【請求項９】
自己放熱型サーミスタを用いて水検知を行う水検知装置において、この自己放熱型サーミスタは、間欠的に駆動されて水検知を行うことを特徴とする水検知装置。
【請求項１０】
庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を殺菌するためにこの水に紫外線を照射する紫外線照射手段を備える培養装置において、
前記加湿用水の温度を計るための温度センサに前記紫外線からこの温度センサ自体を保護するために設けられた保護管を備えることを特徴とする培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己発熱型サーミスタを用いた水位検知装置及び加湿用水皿部に水位検知装置を備えたＣＯ２インキュベータ等の培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、ＣＯ２インキュベータ等の培養装置においては、庫内を所定の高湿度に保つために、庫内の底部に加湿用の水を貯めて、これを、加熱ヒータで加熱している。
【０００３】
また、特許文献２に示されるように、このような培養装置において、雑菌の繁殖を抑えるために、この加湿用水に紫外線ランプにより紫外線を当てて殺菌するもののある。
【０００４】
この加湿用水が蒸発してしまうと、庫内の湿度が低下して、培養物に悪影響が出てる。このため、この加湿用水の水位を検知する水位検知装置を設けることが考えられる。この水位検知装置が、フロート型の場合は、清掃等が厄介である。
【０００５】
また、水位検知装置として、自己発熱型サーミスタを用いた水位検知装置が、提案されている（特許文献３、特許文献４参照）。
【特許文献１】特許第３１９７６９６号公報
【特許文献２】特許第３６７０８７６号公報
【特許文献３】特開２００１−１５９５５６号公報
【特許文献４】特開平７−２６０５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、水位検知装置及び培養装置の改良に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水を自動供給する加湿水供給手段を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段は、前記加湿水の初期供給時に比べて、前記加湿水をゆっくりと補充することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２では、前記加湿水供給手段は、断続的に前記加湿水を補充することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段が検知した場合、前記加湿ヒータによる加熱を停止又は弱くすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段が検知した場合、これを報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５では、前記報知手段は、ＬＥＤ等の発光手段であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６では、前記報知手段は、ブザー等の発音手段であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７では、前記報知手段は、渇水状態を示すデータを無線又は有線で送信する送信手段であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータと、この水の有無を検知する水検知手段と、この水を自動供給する加湿水供給手段を備える培養装置において、
培養中に前記水検知手段が前記加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段が加湿水を自動補充するとともに、この渇水履歴を記憶して報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項９では、自己放熱型サーミスタを用いて水検知を行う水検知装置において、この自己放熱型サーミスタは、間欠的に駆動されて水検知を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１０では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を殺菌するためにこの水に紫外線を照射する紫外線照射手段を備える培養装置において、
前記加湿用水の温度を計るための温度センサに前記紫外線からこの温度センサ自体を保護するために設けられた保護管を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータ(17)と、この水を自動供給する加湿水供給手段(16)を備える培養装置において、培養中に加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段(16)は、前記加湿水の初期供給時に比べて、前記加湿水をゆっくりと補充することを特徴とする。つまり、培養中でないときには、温度・湿度の変化は関係ないので、時間を短縮するために、給水するが、培養中は温度・湿度の変化を抑えるために、ゆっくりと給水する。
【００１８】
本発明の請求項２では、前記加湿水供給手段(16)は、断続的に前記加湿水を補充することを特徴とする。このように、給水時にはバルブの締め量を制御して給水をゆっくりとするより、全開と全閉の時間で制御した方が、容易である。
【００１９】
本発明の請求項３では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータ(17)と、この水の有無を検知する水検知手段(1)を備える培養装置において、培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段(1)が検知した場合、前記加熱ヒータ(17)による加熱を停止又は弱くすることを特徴とする。これにより、空焚きを防止している。
【００２０】
本発明の請求項４では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータ(17)と、この水の有無を検知する水検知手段(1)を備える培養装置において、
培養中に加湿用水の渇水を前記水検知手段(1)が検知した場合、これを報知する報知手段(12,13,14)を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項５では、前記報知手段(12,13,14)は、ＬＥＤ等の発光手段(表示部12)であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項６では、前記報知手段(12,13,14)は、ブザー等の発音手段(ブザー13)であることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項７では、前記報知手段(12,13,14)は、渇水状態を示すデータを無線又は有線で送信する送信手段(送信部14)であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項８では、庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を加熱するための加熱ヒータ(17)と、この水の有無を検知する水検知手段(1)と、この水を自動供給する加湿水供給手段(16)を備える培養装置において、
培養中に前記水検知手段(1)が前記加湿用水の渇水を検知した場合、前記加湿水供給手段(16)が加湿水を自動補充するとともに、この渇水履歴を記憶して報知する報知手段(表示部12)を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項９では、自己放熱型サーミスタ(2)を用いて水検知を行う水検知装置(1)において、この自己放熱型サーミスタ(2)は、間欠的に駆動されて水検知を行うことを特徴とする。これにより、サーミスタの短命を抑制できる。
【００２６】
本発明の請求項１０では、自庫内の底部に加湿用水が貯められ、この水を殺菌するためにこの水に紫外線を照射する紫外線照射手段（図示せず）を備える培養装置において、前記加湿用水の温度を計るための温度センサ（2,3）に前記紫外線からこの温度センサ自体を保護するために設けられた保護管(2C)を備えることを特徴とする。
【実施例１】
【００２７】
図１〜図６を参照しつつ、本発明の実施例１を説明する。
【００２８】
この実施例１は、本発明の水検知装置を採用した培養装置である。図１は、培養装置の概略回路図である。図２は、サーミスタの温度による出力電圧値を説明する図である。図３は、温度センサであるサーミスタの図である。図４はサーミスタを加湿皿部への取り付けた時の説明をするために一部破断した斜視図である。 図５は、サーミスタの間欠駆動を説明するためのタイミングチャート図である。
【００２９】
図１において、１は水位センサである。この水位センサ１は、培養装置の内部底面の加湿皿部内に設けられて、この加湿皿内の水の検知を行う。２は検出用サーミスタ、３は基準用サーミスタである。４は電源電圧、５は間欠通電のためのスイッチである。R1は、検出用サーミスタ２用の電流制限抵抗である。R２、Ｒ３は、基準用サーミスタ３用の電流制限抵抗である。９は、検出用サーミスタ２の出力電圧と基準用サーミスタの出力電圧を増幅する差動増幅回路である。１０は、差動増幅回路９の出力を「１」か「０」に変換する波形成形回路である。１１はマイコン（１チップマイコン）である。１２は表示部、１３はブザー、１４は通信部、１５はメモリ、１６は加湿皿部に水（加湿水）を供給するための給水バルブである。１７は培養装置の内部底面（加湿皿部）を加熱するヒータ（加湿ヒータ）である。１８は培養装置の内部底面以外に設けられ内部を加熱するヒータである。
【００３０】
この培養装置においては、水位センサ１には、電源電圧４として例えば２４ボルトがスイッチ５、電流制限抵抗R1,R2,R3を通して、検出用サーミスタ２と基準用サーミスタ３に加えられる。
【００３１】
NTCサーミスタは、周囲温度の変化に対して、温度が高くなるとサーミスタの抵抗が小さくなる。この検出用サーミスタ２と基準用サーミスタ３からの出力電圧Vt,Vaは、周囲の温度及び水の有無に応じて、図２に示すような特性となる。検出用サーミスタ２には、多目の電流を流して意図的に自己発熱させる。もし、検出用サーミスタ２が水中に在る場合は、空中にある（渇水状態）場合に比べて放熱特性が良いので、温度は低く、抵抗値は高く、出力電圧Vtは高くなる。基準用サーミスタ３は、自己発熱を抑えた一般的な特性であり、空中及び水中での出力電圧に変化はほとんど無い。
【００３２】
この２つの出力電圧を差動増幅器９を介して、波形成形器１０に入力する。波形成形器１０は、出力電圧Vtが出力電圧Vaより低いとき、つまり、水位センサ１が空中に在るときは、「０」出力をマイコン１１のポートAに出力する。波形成形器１０は、出力電圧Vtが出力電圧Vaより高いとき、つまり、水位センサ１が水中に在るときは、「１」出力をマイコン１１のポートAに出力する。
【００３３】
マイコン１１は、このポートＡの入力により、「０」の時は加湿皿部内に水が無く、「１」の時は水が有ると判断する。
【００３４】
また、出力電圧Ｖａを直接マイコン１１のポートＢから入力してＡ／Ｄコンバータ６で値を測定することにより、基準用サーミスタ３の周囲温度（水が有るときは水温である）が判る。また、培養装置の庫内温度を測定する庫内温度センサー（図示せず）からのデータもマイコン１１に入力する。マイコン１１は、この水温データと庫内温度データより、庫内の湿度（相対湿度）を算出し、予め設定された温度・湿度になるように加湿ヒータ１７と加熱ヒータ１８の通電率を制御する。
【００３５】
なお、この実施例１では、基準用サーミスタ３と検出用サーミスタ２を用いて水検知をする水位センサ１を構成したが、これは、検出用サーミスタ２のみで行っても良い。この場合は、検出用サーミスタ２の出力電圧ＶｔをマイコンのＡ／Ｄコンバータで読み込み、予め庫内温度と水の有無による出力電圧Ｖｔの値を書き込んだメモリを備え、このメモリの値と、出力電圧Ｖｔの値と、庫内温度の値から、判定すればよい。
【００３６】
再度、実施例１に戻り、この培養装置を説明する。図３は、サーミスタ２を説明するための図である。図３において、２ａはリード線である。２ｂは感温部である。２ｃは保護管であり、感温部２ｂ内部のサーミスタ素子２ｄ周辺を保護する。このサーミスタ素子２ｄはリード線２ａに半田付け２ｆされる。サーミスタ素子２ｄ周辺には緩衝材２ｉが配置され、リード線２ａの周りには充填材２ｈが配置される。なお、サーミスタ３も同等である。
【００３７】
この保護管２ｃは金属製であり、紫外線に強い金属例えばステンレス材（ＳＵＳ３１６）から出来ている。この保護管２ｃは、サーミスタを紫外線から守るために設けられている。つまり、前述の特許文献２で説明したように、庫内に紫外線を照射するタイプの培養装置もある。そこで、保護管２ｃは、この紫外線によるサーミスタの性能劣化を防止している。
【００３８】
図４は、水位センサ１の取り付け例の斜視図である。図４に示すように培養装置の庫内の底部に配置された加湿用水皿３０の水位センサ１を検出したい水位位置に応じた高さに穴を開け、外側から水位センサ１のサーミスタ２，３を挿入し、Ｏリング（図示せず）などで隙間を防水して固定する。このように、庫内の加湿皿内には、サーミスタの感温部２ｂのみを突出させ、紫外線による悪影響及び掃除等のメンテナンス性の劣化を抑えるようにしている。
【００３９】
次に、この実施例１の自動給水について、図５を参照しつつ説明する。
【００４０】
マイコン１１の自動給水機能では、間欠的に水検知を行う。つまり、水位センサ１の検出用サーミスタ２は故意に自己発熱量を増加させているので、高温の環境下で連続通電すると、寿命に悪影響がでる虞がある。そこで、水位の検出には支障をきたさない時間間隔で間欠的に駆動する。つまり、図１のマイコン１１は、スイッチ５を間欠的にＯＮとして、電源電圧２４Ｖを抵抗Ｒ１を介して検出用サーミスタ２に印加して、通電する。この通電により、検出用サーミスタ２の出力電圧Ｖｔが平衡すると、水検知を行う。この実施例１では、２分間ＯＮとしてから、水検知を行い、その後ＯＦＦとし、８分間ＯＦＦ状態とした後、再び、ＯＮする。この繰り返しを行う。
【００４１】
このように、マイコン１１は、スイッチ５をＯＮとして、２分間をカウントして、２分間をカウントすると、このとき、水センサ１の出力により、水の有無、水温を検出し、又、庫内温度を庫内温度センサから検出する。
【００４２】
そして、水が有れば、スイッチ５を８分間のＯＦＦ状態にすると共に、前述したように、庫内が所定の湿度・温度になるように、加湿ヒータ１７、加熱ヒータ１８を制御する。
【００４３】
このとき、水が無ければ、自動給水モードとなる。つまり、マイコン１１は、給水バルブ１６を所定時間開けて、加湿用皿内に所定量の水を供給する。なお、ここで、一度に連続的に、加湿皿内に水を補充すると、培養装置内の温度・湿度が大きく変動する虞がある。
【００４４】
そこで、この実施例１では、給水バルブ１６の開も間欠的に開状態として、加湿皿内への水の補充を行う。例えば、２分間給水バルブ１６を開状態とすれば、所定の水量が補充されるとした場合、この実施例１では、給水バルブ１６を２分間連続して開状態とするのではなく、１秒間開状態とした後、４秒間閉状態とするサイクルを、１２０回繰り返すようにしている。
【００４５】
なお、この水の断続的な補給中も、通常通り、培養装置の庫内のヒータ制御（加湿ヒータ以外）を行う。加湿ヒータ制御は、一旦、停止して空焚きを防止し、その後、断続的な補給の途中から、庫内の加湿ヒータ制御を復活させる。
【００４６】
なお、この水の補給中、加湿皿内が渇水（正確には、水位センサの高さまでの水が無くなった）したことを、表示部で表示したり、ブザーで報知したり、通信部により外部（携帯電話・外部組織・別部屋）にEメール等により報知するようにする。また、表示部は、水の補給が終了した後でも、この渇水状態の履歴（回数・時間）を表示するようにする。
【００４７】
また、この実施例１では、渇水を検知すると、自動給水を行う例を示したが、本願は、別に、自動給水機能が無い培養装置でも採用可能である。この場合は、渇水を検知すると、マイコン１１はそれを報知すると共に、加湿ヒータによる加熱を停止して（又は弱めて）空焚きを防止する。また、マイコン１１は、表示部により、使用者により、手動での水の補給が終了した後でも、この渇水状態の履歴（回数・時間）を表示するようにする。この渇水履歴データは、自動給水機能付きの培養装置に比べ重要である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の培養装置の実施例１の概略回路図である。
【図２】図２は、実施例１のサーミスタの温度による出力電圧値を説明する図である。
【図３】図３は、実施例１の温度センサであるサーミスタの図である。
【図４】図４は、実施例１のサーミスタを加湿皿部への取り付けた時の説明をするために一部破断した斜視図である。
【図５】図５は、実施例１のサーミスタの間欠駆動を説明するためのタイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      水位センサ（水検知手段）
２      検出用サーミスタ（温度センサ）
２ｃ    保護管
３      基準用サーミスタ（温度センサ）
１１    マイコン（制御手段）
１２    表示部（発光手段、報知手段）
１３    ブザー（発音手段、報知手段）
１４    通信部（送信手段、報知手段）
１６    給水バルブ（加湿水供給手段）
１７    加熱ヒータ（加湿ヒータ）
１８    加熱ヒータ
３０    加湿皿。
【図１】
2009136160.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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