JP2566951B2 - 自動化学分析装置 - Google Patents
自動化学分析装置Info
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- JP2566951B2 JP2566951B2 JP62093159A JP9315987A JP2566951B2 JP 2566951 B2 JP2566951 B2 JP 2566951B2 JP 62093159 A JP62093159 A JP 62093159A JP 9315987 A JP9315987 A JP 9315987A JP 2566951 B2 JP2566951 B2 JP 2566951B2
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- circuit
- probe
- bridge circuit
- automatic chemical
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、血清等の液体試料を試薬と反応させ吸光度
を自動的に測定し、その吸光度より濃度を演算，表示す
る自動化学分析装置における液面検知装置に関する。
を自動的に測定し、その吸光度より濃度を演算，表示す
る自動化学分析装置における液面検知装置に関する。
（従来の技術） 自動化学分析装置に適用される液面検知装置として第
４図に示すような構成のものが提供されている。
４図に示すような構成のものが提供されている。
この装置は導電性材料からなり採取プローブ６によっ
て構成される液面センサ部と被検出液面間の浮遊容量を
その構成の一部としたブリッジ回路30を第５図（ａ），
（ｂ）のように検知手段として構成し、プローブ６の被
検出面への接触の有無に起因するインピーダンスの変化
に伴う信号の振幅及び位相の変化を検知するようにした
ものである。ブリッジ回路30は同一抵抗Ｒから成る30a,
30b,30c,30dの４辺と、一辺30dにCXの浮遊容量30eと系
に依存するCoの固有容量30fが共に並列接続された構成
となっている。このうち30eと30fを含む容量30gは第５
図（ａ）のようにプローブ６と仮想接地30hとしたサン
プル・カップ４とから成っている。浮遊容量30eの値CX
はプロープ６が試料液面へ接触したとき、より大きな変
化を与える。よく知られているようにそのインピーダン
スは1/jωCXと表される。これはＺ（ω）ｅｉφ（ω）
の形で記述すると、 Ｚ（ω）＝1/jωCX, φ（ω）＝tan-1（−1/ωCX）となる。
て構成される液面センサ部と被検出液面間の浮遊容量を
その構成の一部としたブリッジ回路30を第５図（ａ），
（ｂ）のように検知手段として構成し、プローブ６の被
検出面への接触の有無に起因するインピーダンスの変化
に伴う信号の振幅及び位相の変化を検知するようにした
ものである。ブリッジ回路30は同一抵抗Ｒから成る30a,
30b,30c,30dの４辺と、一辺30dにCXの浮遊容量30eと系
に依存するCoの固有容量30fが共に並列接続された構成
となっている。このうち30eと30fを含む容量30gは第５
図（ａ）のようにプローブ６と仮想接地30hとしたサン
プル・カップ４とから成っている。浮遊容量30eの値CX
はプロープ６が試料液面へ接触したとき、より大きな変
化を与える。よく知られているようにそのインピーダン
スは1/jωCXと表される。これはＺ（ω）ｅｉφ（ω）
の形で記述すると、 Ｚ（ω）＝1/jωCX, φ（ω）＝tan-1（−1/ωCX）となる。
従って容量のインピーダンス変化を検知するため、発
振回路25により周波数ｆ＝ω/2πの発振信号をブリッジ
回路30に加える。一般に、このような浮遊容量30eの値
は数pFよりも更に小さいので、大きなインピーダンス変
化を得るために周波数ｆは数十KHZ以上であることが望
ましい。
振回路25により周波数ｆ＝ω/2πの発振信号をブリッジ
回路30に加える。一般に、このような浮遊容量30eの値
は数pFよりも更に小さいので、大きなインピーダンス変
化を得るために周波数ｆは数十KHZ以上であることが望
ましい。
このようにして構成されたブリッジ回路30の出力は、
増幅回路35を介して、同期整流回路40に入力信号eSを与
える。一方、発振回路25で形成された周波数ｆは、移相
回路45を介して、同期整流回路40に参照信号eRを与え
る。同期整流回路40は、参照信号と同一の周波数成分を
有する入力信号成分だけを選択的に取り出すように、動
作する。その動作原理は第６図に示すように、入力信号
と同期した参照信号の極性に従って両波整流を行うもの
である。参照信号は図に示すように振幅Ａの矩形波と
し、フーリエ級数で表すと また、入力信号を eS（ｔ）＝Ｓ（ｔ）sin（ωｔ−θ） とすると、この両者の積として表される整流出力は低減
濾波器を通じて高調波成分等の不要交流成分を除くと、 となる。即ち、入力信号の振幅Ｓ（ｔ）及びその位相差
cosθに比例した出力信号が得られ、この位相差をみる
ことにより容量Cxの変化を直接みる場合よりも高感度の
検知をなし得るようになる。
増幅回路35を介して、同期整流回路40に入力信号eSを与
える。一方、発振回路25で形成された周波数ｆは、移相
回路45を介して、同期整流回路40に参照信号eRを与え
る。同期整流回路40は、参照信号と同一の周波数成分を
有する入力信号成分だけを選択的に取り出すように、動
作する。その動作原理は第６図に示すように、入力信号
と同期した参照信号の極性に従って両波整流を行うもの
である。参照信号は図に示すように振幅Ａの矩形波と
し、フーリエ級数で表すと また、入力信号を eS（ｔ）＝Ｓ（ｔ）sin（ωｔ−θ） とすると、この両者の積として表される整流出力は低減
濾波器を通じて高調波成分等の不要交流成分を除くと、 となる。即ち、入力信号の振幅Ｓ（ｔ）及びその位相差
cosθに比例した出力信号が得られ、この位相差をみる
ことにより容量Cxの変化を直接みる場合よりも高感度の
検知をなし得るようになる。
上述した同期整流回路40の出力を低減濾波回路50によ
り濾波し、得られた直流成分を増幅回路55により増幅し
た後、比較回路60に入力し、予め設定された検知レベル
と比較を行い、比較回路60の出力をCPU75にセンサ信号7
0として送り、所定の処理を行う。
り濾波し、得られた直流成分を増幅回路55により増幅し
た後、比較回路60に入力し、予め設定された検知レベル
と比較を行い、比較回路60の出力をCPU75にセンサ信号7
0として送り、所定の処理を行う。
（発明が解決しようとする問題点） ところで従来の装置では、プローブ６を保持している
アームを分析時試料吸引位置や吐出位置等へ移動する
と、固有容量30fの値Coが変化するのでこの影響を受け
て検知出力が変動するようになる。この結果液面検知の
誤動作を行うおそれがある。このため移相回路45を手動
で操作して同期整流回路40に対する入力信号eSと参照信
号eRの位相を調整して低減濾波回路50の出力e0を零にす
る必要があったが、調整が煩雑であるという問題があ
る。
アームを分析時試料吸引位置や吐出位置等へ移動する
と、固有容量30fの値Coが変化するのでこの影響を受け
て検知出力が変動するようになる。この結果液面検知の
誤動作を行うおそれがある。このため移相回路45を手動
で操作して同期整流回路40に対する入力信号eSと参照信
号eRの位相を調整して低減濾波回路50の出力e0を零にす
る必要があったが、調整が煩雑であるという問題があ
る。
本発明はこのような問題に対処してなされたもので、
出力の零調整を自動的に行うことができる液面検知装置
を提供することを目的とするものである。
出力の零調整を自動的に行うことができる液面検知装置
を提供することを目的とするものである。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、採取プローブに
よって構成される液面センサ部の出力信号を零調整する
自動移相回路を備えたことを特徴とするものである。
よって構成される液面センサ部の出力信号を零調整する
自動移相回路を備えたことを特徴とするものである。
（作 用） 自動移相回路を設け低減濾波回路の出力をこれにフィ
ードバックしてこれに応じて参照信号eRの位相を調整す
ることにより、常に入力信号eSとの位相差を90゜に保つ
ようにしたので、液面センサ部の出力信号を零に調整す
ることができる。
ードバックしてこれに応じて参照信号eRの位相を調整す
ることにより、常に入力信号eSとの位相差を90゜に保つ
ようにしたので、液面センサ部の出力信号を零に調整す
ることができる。
（実施例） 第１図は本発明実施例の液面検知装置を示すブロック
図で、25は発振回路,30はブリッジ回路,35は増幅回路,4
0は同期整流回路,50は低減濾波回路,55は増幅回路,60は
比較回路,75はCPUで以上は従来の構成と同一である。45
は自動移相回路でアナログスイッチ回路81,誤差増幅回
路82,サンプルホールド回路83,乗算回路84,位相遅回路8
5,位相進回路86,加算回路86から構成されている。
図で、25は発振回路,30はブリッジ回路,35は増幅回路,4
0は同期整流回路,50は低減濾波回路,55は増幅回路,60は
比較回路,75はCPUで以上は従来の構成と同一である。45
は自動移相回路でアナログスイッチ回路81,誤差増幅回
路82,サンプルホールド回路83,乗算回路84,位相遅回路8
5,位相進回路86,加算回路86から構成されている。
アナログスイッチ回路81には増幅回路55の出力信号VS
と共にCPU75から必要に応じて零設定信号80が加えら
れ、能動状態にある零設定信号80が加えられたときのみ
導通するように動作する。このとき出力信号VSは利得Ｇ
の誤差増幅回路82によって増幅され、続いてサンプルホ
ールド回路83によって増幅信号VEが保持される。
と共にCPU75から必要に応じて零設定信号80が加えら
れ、能動状態にある零設定信号80が加えられたときのみ
導通するように動作する。このとき出力信号VSは利得Ｇ
の誤差増幅回路82によって増幅され、続いてサンプルホ
ールド回路83によって増幅信号VEが保持される。
位相遅回路85は発振回路25の出力にθ２だけ位相遅れ
を与えた信号e2＝E2 sin（ωｔ＋θ２）を出力し、乗算
回路84において前記増幅信号VEと乗算される。この結果
乗算回路84は次の信号e3を出力する。
を与えた信号e2＝E2 sin（ωｔ＋θ２）を出力し、乗算
回路84において前記増幅信号VEと乗算される。この結果
乗算回路84は次の信号e3を出力する。
e3＝VE・e2＝Ｇ・VS・E2 sin（ωｔ＋θ２） 一方、位相進回路86は発振回路25の出力にθ１だけ位
相進みを与えた信号e1＝E1 sin（ωｔ−θ１）を出力
し、加算回路87において前記出力信号e3と加算される。
この結果加算回路87は次の信号eRを出力する eR＝e1＋e3＝E1 sin（ωｔ−θ１） ＋Ｇ・VS・E2 sin（ωｔ＋θ２）＝Asin（ωｔ＋θ） ここで、 A cosθ＝E1 cosθ１＋Ｇ・VS・E2 cosθ2, A sinθ＝−E1 sinθ１＋Ｇ・VS・E2 sinθ2, で示され、A,θは上式で与えられる。
相進みを与えた信号e1＝E1 sin（ωｔ−θ１）を出力
し、加算回路87において前記出力信号e3と加算される。
この結果加算回路87は次の信号eRを出力する eR＝e1＋e3＝E1 sin（ωｔ−θ１） ＋Ｇ・VS・E2 sin（ωｔ＋θ２）＝Asin（ωｔ＋θ） ここで、 A cosθ＝E1 cosθ１＋Ｇ・VS・E2 cosθ2, A sinθ＝−E1 sinθ１＋Ｇ・VS・E2 sinθ2, で示され、A,θは上式で与えられる。
また、E1,E2,θ1,θ2,Gは定数として決定されてお
り、A,θは各々VSの関数となっており、形式的に、Ａ＝
ｆ（VS），θ＝ｇ（VS）で表される。
り、A,θは各々VSの関数となっており、形式的に、Ａ＝
ｆ（VS），θ＝ｇ（VS）で表される。
このようにして出力された参照信号eRは同期整流回路
40に加えられ、出力信号VSが発生したときは入力信号eS
との位相差を90゜にするようにθを変化させるべく動作
する。
40に加えられ、出力信号VSが発生したときは入力信号eS
との位相差を90゜にするようにθを変化させるべく動作
する。
次に本実施例の作用を説明する。
採取プローブ６が移動して位置の変化に伴って、固有
容量30fの値Coが変化しこれに基づいて入力信号eSの位
相にずれが生じたとすると、低減濾波回路50の出力信号
e0すなわち増幅回路55の出力信号VSが生じる。これに基
づきCPU75から自動零調整を行うべく能動状態の零設定
信号80が出力されてアナログスイッチ回路81に加えられ
る。このため前記出力信号VSはアナログスイッチ回路81
を介して誤差増幅回路82に加えられ。ここでＧ倍増幅さ
れた後、サンプルホールド回路83で増幅信号VEとして保
持される。
容量30fの値Coが変化しこれに基づいて入力信号eSの位
相にずれが生じたとすると、低減濾波回路50の出力信号
e0すなわち増幅回路55の出力信号VSが生じる。これに基
づきCPU75から自動零調整を行うべく能動状態の零設定
信号80が出力されてアナログスイッチ回路81に加えられ
る。このため前記出力信号VSはアナログスイッチ回路81
を介して誤差増幅回路82に加えられ。ここでＧ倍増幅さ
れた後、サンプルホールド回路83で増幅信号VEとして保
持される。
続いて乗算回路84によって前記e3として出力された
後、さらに加算回路87によって参照信号eRとして出力さ
れ、同期整流回路40に加えられる。参照信号eRは自動移
相回路45の働きによって、入力信号eSとの間に常に90゜
の位相差を有するように制御されて同期整流回路40に加
えられ。第６図の関係から明らかなように、両信号eS,e
Rの位相差が90゜のとき同期整流回路40の出力は零とな
る。即ちこのときの整流波形は第３図のようになり平均
値は零となる。
後、さらに加算回路87によって参照信号eRとして出力さ
れ、同期整流回路40に加えられる。参照信号eRは自動移
相回路45の働きによって、入力信号eSとの間に常に90゜
の位相差を有するように制御されて同期整流回路40に加
えられ。第６図の関係から明らかなように、両信号eS,e
Rの位相差が90゜のとき同期整流回路40の出力は零とな
る。即ちこのときの整流波形は第３図のようになり平均
値は零となる。
このように本実施例によれば増幅回路55に出力信号VS
が生じたときは、これを零になすような自動調整が行わ
れるので、調整の煩わしさを伴うことなくプローブの移
動に基づく検知出力の変動を抑えることができる。
が生じたときは、これを零になすような自動調整が行わ
れるので、調整の煩わしさを伴うことなくプローブの移
動に基づく検知出力の変動を抑えることができる。
第２図（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例を示すも
ので、ブリッジ回路30を構成する４つの接点P1乃至P4の
うち対向する接点P2,P4に一対のリード線19a,19bを接続
し、一方19aをプローブ６に接続すると共に他方19bを開
放状態としたものである。
ので、ブリッジ回路30を構成する４つの接点P1乃至P4の
うち対向する接点P2,P4に一対のリード線19a,19bを接続
し、一方19aをプローブ６に接続すると共に他方19bを開
放状態としたものである。
第２図（ｂ）の等価回路から明らかなように一対のリ
ード線19a,19bの固有容量はその構成上同じ値Coとな
り、各々抵抗Ｒの一辺30cと30dに並列に接続されている
とみなすことができる。また特に一辺30dにはリード線1
9aが接続されているプローブ６によりCxの浮遊量30eが
並列に接続されている。ここでプローブ６の移動したと
きに生じる固有容量Coの変化は、ブリッジ回路30の各辺
で等しく生じるため接点P2,P4間の電位差はその影響を
受けない。すなわち各辺30cと30dに並列接続されている
固有容量Coは相殺されることになり、プローブ６と設置
30h間の浮遊容量30eの値CXの変化部のみがブリッジ回路
30の出力電圧として得ることができるようになる。
ード線19a,19bの固有容量はその構成上同じ値Coとな
り、各々抵抗Ｒの一辺30cと30dに並列に接続されている
とみなすことができる。また特に一辺30dにはリード線1
9aが接続されているプローブ６によりCxの浮遊量30eが
並列に接続されている。ここでプローブ６の移動したと
きに生じる固有容量Coの変化は、ブリッジ回路30の各辺
で等しく生じるため接点P2,P4間の電位差はその影響を
受けない。すなわち各辺30cと30dに並列接続されている
固有容量Coは相殺されることになり、プローブ６と設置
30h間の浮遊容量30eの値CXの変化部のみがブリッジ回路
30の出力電圧として得ることができるようになる。
このように本実施例によれば前もってプローブの移動
による固有容量の変化の影響を除去することができるの
で、前記実施例と組み合せることにより正確な液面検知
を行うことができるようになる。なお本実施例のみ独立
して適用することによっても十分な効果を得ることがで
きるものである。
による固有容量の変化の影響を除去することができるの
で、前記実施例と組み合せることにより正確な液面検知
を行うことができるようになる。なお本実施例のみ独立
して適用することによっても十分な効果を得ることがで
きるものである。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、液面センサ部の出
力信号を自動的に零調整できるので、正確な液面検知を
行うことができる。
力信号を自動的に零調整できるので、正確な液面検知を
行うことができる。
第１図は本発明実施例の液面検知装置を示すブロック
図、第２図（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例におけ
るブリッジ回路の結線図及び等価回路、第３図は本実施
例によって得られる整流出力波形図、第４図は従来例の
ブロック図、第５図（ａ），（ｂ）は従来例の結線図及
び等価回路、第６図は従来例の信号波形図である。 ６……採取プローブ、19a,19b……リード線、 30……ブリッジ回路、 30a乃至30d……ブリッジ回路の各辺、 40……同期整流回路、45……自動移相回路、 84……乗算回路、87……加算回路、 Cx……プローブの浮遊容量、 Co……プローブ移動時に変化する固有容量。
図、第２図（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例におけ
るブリッジ回路の結線図及び等価回路、第３図は本実施
例によって得られる整流出力波形図、第４図は従来例の
ブロック図、第５図（ａ），（ｂ）は従来例の結線図及
び等価回路、第６図は従来例の信号波形図である。 ６……採取プローブ、19a,19b……リード線、 30……ブリッジ回路、 30a乃至30d……ブリッジ回路の各辺、 40……同期整流回路、45……自動移相回路、 84……乗算回路、87……加算回路、 Cx……プローブの浮遊容量、 Co……プローブ移動時に変化する固有容量。
Claims (4)
- 【請求項１】容器内に収容された液体を、液面検知装置
の接続された導電性材料からなるプローブを用いて反応
容器に供給し化学分析を行う自動化学分析装置であっ
て、前記液面検知装置は、一端が前記プローブに電気的
に接続され、前記液体と接地電位間に生じる静電容量を
構成要素の一部としたブリッジ回路と、前記プローブの
移動により変動する前記ブリッジ回路の出力信号の零調
整をする零調整手段とを備えることを特徴とする自動化
学分析装置。 - 【請求項２】前記ブリッジ回路と前記プローブ間の固有
容量の影響を除去する手段を備えた特許請求の範囲第１
項記載の自動化学分析装置。 - 【請求項３】前記除去する手段が前記ブリッジ回路の対
向する接点に接続された一対のリード線から成り、この
リード線の一方が前記プローブに接続されると共に他方
が開放状態に保たれる特許請求の範囲第２項記載の自動
化学分析装置。 - 【請求項４】前記零調整手段が、ブリッジ回路の出力信
号とブリッジ回路に加えられる参照信号との位相差を90
゜に調整する自動移相回路を備えた特許請求の範囲第１
項記載の自動化学分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62093159A JP2566951B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 自動化学分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62093159A JP2566951B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 自動化学分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259420A JPS63259420A (ja) | 1988-10-26 |
| JP2566951B2 true JP2566951B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=14074770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62093159A Expired - Lifetime JP2566951B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 自動化学分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566951B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108896131A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-27 | 鲁东大学 | 射频导纳物位仪中基于温度补偿的物位测量单元及物位仪 |
| CN108896132A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-27 | 鲁东大学 | 一种射频导纳物位仪中的物位测量单元及物位仪 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02254365A (ja) * | 1989-03-29 | 1990-10-15 | Nippon Tectron Co Ltd | 液面検知装置 |
| JP4966913B2 (ja) | 2007-05-15 | 2012-07-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 液体分注装置 |
| JP5220647B2 (ja) * | 2009-02-12 | 2013-06-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 自動分析装置 |
| JP5517467B2 (ja) | 2009-02-20 | 2014-06-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 自動分析装置 |
| US8869612B2 (en) | 2011-03-08 | 2014-10-28 | Baxter International Inc. | Non-invasive radio frequency liquid level and volume detection system using phase shift |
| JP2022142208A (ja) | 2021-03-16 | 2022-09-30 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 自動分析装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5412496U (ja) * | 1977-06-28 | 1979-01-26 | ||
| DE2945965A1 (de) * | 1979-11-14 | 1981-05-27 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Einrichtung zur kapazitiven fuellstandsmessung |
| JPS56126560U (ja) * | 1980-02-26 | 1981-09-26 |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62093159A patent/JP2566951B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108896131A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-27 | 鲁东大学 | 射频导纳物位仪中基于温度补偿的物位测量单元及物位仪 |
| CN108896132A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-27 | 鲁东大学 | 一种射频导纳物位仪中的物位测量单元及物位仪 |
| CN108896131B (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-26 | 鲁东大学 | 射频导纳物位仪中基于温度补偿的物位测量单元及物位仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63259420A (ja) | 1988-10-26 |
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