DE102008054089B4

DE102008054089B4 - Zentrifuge

Info

Publication number: DE102008054089B4
Application number: DE102008054089.7A
Authority: DE
Inventors: Katsunori Akatsu; Yoshitaka Niinai; Hisanobu Ooyama
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2028-11-01
Also published as: JP5263570B2; DE102008054089A1; US20090170683A1; JP2009106887A; US8262551B2

Abstract

Zentrifuge (100) mit
einem Rotor (1) zum Trennen von Proben,
einem Motor (2) zum Antreiben und Drehen des Rotors (1),
einer Antriebswelle (3) um den Motor (2) und den Rotor (1) zu verbinden,
einem Drehsensor (4) zum Erfassen der Drehzahl des Motors (2) und/oder des Rotors (1),
einem Wegsensor (5) zum Erfassen einer Schwingbewegung des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) und
einer Steuerschaltungseinheit (6), die dazu ausgelegt ist, Steueroperationen so auszuführen, dass,
nach Beschleunigen der Drehzahl des Motors (2) und/oder des Rotors (1) auf eine zuvor eingestellte Drehzahl, der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) mit einem voreingestellten zulässigen Wert verglichen wird,
wenn der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) höher als der voreingestellte zulässige Wert ist, die Stromversorgung zum Motor (2) gestoppt wird, um den Motor (2) abzubremsen, wobei während des Abbremsens der durch ein Signal von dem Wegsensor (5) angegebene Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) mit dem voreingestellten zulässigen Wert verglichen wird, um zu entscheiden, ob der Motor (2) wieder zu beschleunigen ist, und
der Motor (2) beschleunigt wird, wenn das Signal von dem Wegsensor (5) gleich dem oder kleiner als der voreingestellte zulässige Wert wird, und der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) erneut mit dem voreingestellten zulässigen Wert verglichen wird, um zu entscheiden, ob der Motor (2) weiter zu beschleunigen ist.

Description

HINTERGRUND
Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unwuchterkennung, verwirklicht in einer Zentrifuge, mit der in einem Rotor untergebrachte Proben zentrifugiert werden.
Beschreibung des Stands der Technik
Als eine Zentrifuge, die hauptsächlich in der Forschung und Entwicklung zur Herstellung von Arzneimitteln und Reagenzien benutzt wird, wird in der Regel oft eine Zentrifuge verwendet, bei der die Umdrehungsgeschwindigkeit oder Drehzahl eines Rotors 20.000 Upm oder mehr beträgt. Bei dieser Art von Zentrifuge wird ein Rotor, in den Proben eingesetzt werden und der dann gedreht wird, um die Proben darin zu trennen, mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht.
Die zu zentrifugierenden Proben werden in Reagenzgläser gegeben, die jeweils ein geringes Fassungsvermögen in der Größenordnung von 10 ml bis 40 ml aufweisen, die Reagenzgläser werden in einer Weise ausbalanciert, dass die Proben darin einander in Kapazität und Masse gleichen, und die Reagenzgläser werden dann in die zugehörigen und einander gegenüberliegenden Öffnungen für Reagenzgläser eingesetzt, die in dem Rotor gebildet sind. Weil jedoch nicht erwartet werden kann, dass die Reagenzgläser vollkommen miteinander ausbalanciert sind, sind der Motor und der Rotor durch eine elastische Antriebswelle in der Weise miteinander verbunden, dass der durch die nicht ausbalancierten Proben verursachte Rundlauffehler des Rotors durch die Biegung der Antriebswelle ausgeglichen werden kann, wodurch der Rotor mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht werden kann.
Wenn die Unwucht der Proben zu groß wird, kann der Rundlauffehler des Rotors nicht mehr durch die Biegung der Antriebswelle ausgeglichen werden, so dass die Antriebswelle verbogen oder beschädigt werden kann. Um dieses Problem zu vermeiden, ist ein Unwuchtdetektor wie etwa ein Wegsensor zum Erfassen der Biegung der Drehwelle in berührungsloser Weise angebracht, und der Schwingungsbetrag der Antriebswelle wird mit diesem Unwuchtdetektor erfasst, und wenn der Schwingungsbetrag der Antriebswelle einen zulässigen Wert erreicht oder überschreitet, wird die Drehung des Motors angehalten. Obwohl der zulässige Wert für den Schwingungsbetrag der Antriebswelle je nach Durchmesser der Antriebswelle unterschiedlich ist, liegt er im Allgemeinen im Bereich von etwa 0,4 mm bis 0,6 mm. Wenn der Unwuchtbetrag der Proben gering ist, besteht eine Tendenz, dass der Schwingungsbetrag der Antriebswelle mit zunehmender Umdrehungsanzahl des Motors allmählich zunimmt. In Anbetracht dessen wird bei Änderung der Zeit zum Erfassen der Probenunwucht entsprechend dem zulässigen Wert für die Antriebswelle die Probenunwucht erfasst.
Seit kurzem ist es dank der erhöhten Festigkeit des Rotors und der verbesserten Messgenauigkeit für die Rotorfestigkeit möglich, dass eine Flasche mit 100 ml bis 250 ml in den Rotor eingesetzt werden kann. Dadurch ist es möglich, als Ausrüstung zur Herstellung von Arzneimitteln und Reagenzien eine Zentrifuge zu verwenden, die mit hoher Geschwindigkeit dreht.
Weil im Falle der Produktionsausrüstung viele Routinearbeiten und einfache Prozessabläufe durchzuführen sind, kann ein Bediener gelegentlich vergessen, nur eine Flasche in den Rotor einzusetzen. In diesem Fall wird die Antriebswelle für mehrere Dutzend bis mehrere Hundert Umdrehungen des Rotors veranlasst, plötzlich und stark zu schwingen. Selbst wenn der Rotor angehalten wird, wenn der Schwingungsbetrag der Antriebswelle in der Größenordnung von 0,4 mm bis 0,6 mm liegt, besteht daher die Gefahr, dass sich die Antriebswelle verbiegt. Um dieses Problem zu verhindern, wird für Hunderte von Umdrehungen oder weniger des Rotors der zulässige Schwingungsbetrag der Antriebswelle auf etwa 0,2 mm abgesenkt, wodurch die Probenunwucht aufgrund des vergessenen Einsetzens der Flasche erfasst werden kann, um dadurch zu verhindern, dass sich die Antriebswelle verbiegt.
Weil jedoch der Rotor zur Aufnahme von Flaschen mit jeweils 100 ml bis 250 ml darin groß und schwer ist, besteht beim Befestigen des Rotors auf der Antriebswelle die Möglichkeit, dass ein Bediener den Rotor versehentlich in Schwingung versetzt, wodurch ein Schwingen der Antriebswelle um einen Betrag von etwa 0,2 mm bis 0,4 mm bewirkt wird. Wenn die Zentrifuge in diesem Zustand betrieben wird, besteht die Gefahr, dass, weil der zulässige Schwingungsbetrag der Antriebswelle für Hunderte von Umdrehungen des Rotors 0,2 mm beträgt, der Zustand der Proben fälschlicherweise als nicht ausbalanciert betrachtet wird, und daher kann die Zentrifuge angehalten werden. Deshalb muss ein Bediener die Zeit (etwa 60 Sekunden) abwarten, bis die Schwingbewegung der Antriebswelle beim Befestigen des Rotors abklingt, ehe er die Zentrifuge einschaltet, wodurch die Betriebseffizienz der Zentrifuge verringert wird.
Siehe dazu JP H02-74840 A (bzw. die zugehörige deutsche Offenlegungsschrift DE 39 29 792 A1 ) und JP 2006-07093 A . Weitere herkömmliche Lösungen zum Ausbalancieren von Unwuchten in Waschmaschinen und Wäschetrocknern sind in DE 33 42 376 A1 und DE 696 22 067 T2 angegeben.
Bei Einsatz einer Zentrifuge als Produktionsausrüstung kann die Zentrifuge vorzugsweise kurz nach dem Befestigen eines Rotors daran gedreht werden. Daher ist es wünschenswert, dass die Zentrifuge gedreht werden kann, auch wenn die Antriebswelle beim Befestigen des Rotors auf ihr in Schwingung versetzt wird, und auch dass eine übermäßige Unwucht der Proben, die verursacht wird, wenn ein Bediener es vergisst, eine oder mehrere Flaschen in den Rotor einzusetzen, sicher erfasst werden kann.
Daher ist ein Ziel der Erfindung die Bereitstellung einer Zentrifuge, die zwangsläufig eine übermäßige Unwucht erfassen kann, die durch das vergessene Einsetzen einer Flasche verursacht wird, und die außerdem betrieben werden kann, kurz nachdem ein Rotor auf der Antriebswelle befestigt worden ist, um dadurch die Betriebseffizienz der Zentrifuge zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zur Erreichung des vorstehenden Ziels wird nach der Erfindung eine Zentrifuge gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
Nach der Erfindung wird, wenn die Antriebswelle in Schwingung versetzt wird, wenn der Rotor auf der Antriebswelle befestigt wird, nachdem der Motor einmal beschleunigt worden ist, die Stromversorgung zum Motor gestoppt, um den Motor von selbst abzubremsen, und wenn der Schwingungsbetrag der Antriebswelle auf den zulässigen Wert oder darunter sinkt, wird der Motor wieder beschleunigt. Dies ermöglicht es, eine Zentrifuge bereitzustellen, die nicht nur hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Unwuchterkennung verbessert ist, sondern auch in Bezug auf die Effizienz des Zentrifugenbetriebs.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm einer Zentrifuge nach einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Unwuchterkennung im niedrigen Drehzahlbereich der in 1 gezeigten Zentrifuge verwendet wird.
3 zeigt eine grafische Darstellung der Schwingbewegung einer Antriebswelle und der Drehzahl eines Motors oder eines Rotors, wenn die Zentrifuge nach der Erfindung in einem Zustand mit schwingender Antriebswelle betrieben wird.
4 zeigt eine grafische Darstellung der Schwingbewegung der Antriebswelle und der Drehzahl des Motors oder des Rotors, wenn die Zentrifuge nach der Erfindung mit übermäßiger Unwucht betrieben wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird eine Ausführungsform einer Zentrifuge nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Zentrifuge nach einer Ausführungsform der Erfindung, 2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Unwuchterkennung im niedrigen Drehzahlbereich der in 1 gezeigten Zentrifuge verwendet wird, 3 zeigt den Schwingungsbetrag einer Antriebswelle und die Drehzahl eines Motors oder eines Rotors, wenn der Betrieb des Rotors ohne Probenunwucht in einem Zustand gestartet wird, in dem die Antriebswelle nicht schwingt, und 4 zeigt den Schwingungsbetrag der Antriebswelle und die Drehzahl des Motors oder des Rotors, wenn der Betrieb des Rotors mit übermäßiger Probenunwucht in einem Zustand gestartet wird, in dem die Antriebswelle nicht schwingt.
Wie in 1 gezeigt, weist diese Zentrifuge 100 die Antriebswelle 3 eines Motors 2 auf, der in einer Rotorkammer 11 angeordnet ist, die durch ein Trennwandelement 10a mit einer Schale aus Metall oder dergleichen und eine Klappe 10 gebildet ist; ein Rotor 1 zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Proben darin ist abnehmbar auf der Antriebswelle 3 des Motors 2 befestigt, und der Rotor 1 ist so aufgebaut, dass er durch den Motor 2 angetrieben und gedreht werden kann.
Die Umdrehungsanzahl des Rotors 1 oder des Motors 2 wird als ein Umdrehungsanzahlsignal mit einem Drehdetektor 4 mit einem Magnetsensor aus Hall-Elementen oder dergleichen erfasst, und der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 wird mit einem Wegsensor 5 erfasst.
Eine Steuerschaltungseinheit 6 weist einen Betriebssteuerungsabschnitt 7 mit einer CPU, einen Speicherabschnitt 8 mit einem ROM, einem RAM und dergleichen zum Speichern eines Steuerprogramms und von Daten, einen Zeitgeberabschnitt 13 mit einem Zeitgeber (der nachstehend beschrieben wird) und eine Motorantriebsschaltung 9 auf, die jeweils als Schaltungsfunktionen benutzt werden. Außerdem werden in den Speicherabschnitt 8 zuvor die zulässigen Werte für die Schwingungsbeträge einer Antriebswelle eingespeichert, wie nachstehend beschrieben.
Ein Bedienteil 20 ist mit der Steuerschaltungseinheit 6 verbunden. Das Bedienteil 20 weist einen Anzeigeabschnitt 20a und einen Eingabeabschnitt (einen Betriebsschalter) 20b auf.
Der Anzeigeabschnitt 20a weist einen Drehzahlanzeigeabschnitt 21 zum Anzeigen der Drehzahl des Rotors 1 und des Motors 2, einen Betriebszeitanzeigeabschnitt 22 zum Anzeigen der Betriebszeit des Rotors 1 und des Motors 2 und dergleichen auf.
Der Eingabeabschnitt 20b weist einen Drehzahleingabeschalter 23 zum Anweisen der Eingabe der Drehzahl des Rotors 1 oder des Motors 2, einen Betriebszeiteingabeschalter 24 zum Anweisen der Eingabe der Betriebszeit des Rotors 1 oder des Motors 2 und eine Zehnertastatur 25 zum Anweisen der gewünschten Eingabedaten (numerische Werte) für die Drehzahl oder die Betriebszeit dieser Elemente auf. Zum Eingeben der Drehzahl des Rotors 1 oder des Motors 2 kann zuerst der Drehzahleingabeschalter 23 gedrückt werden, ehe die gewünschte Drehzahl über die Zehnertastatur 25 eingegeben werden kann. Die so eingestellte Drehzahl wird im Drehzahlanzeigeabschnitt des Anzeigeabschnitts 20a angezeigt. In gleicher Weise kann zum Eingeben der Betriebszeit des Rotors 1 oder des Motors 2 der Betriebszeiteingabeschalter 24 gedrückt werden, ehe die gewünschte Betriebszeit über die Zehnertastatur 25 eingegeben und eingestellt werden kann. Die so eingestellte Betriebszeit wird dann im Betriebszeitanzeigeabschnitt 22 des Anzeigeabschnitts 20a angezeigt.
Weiter weist der Eingabeabschnitt 20b einen Startschalter 26 auf, der verwendet wird, um die Steuerschaltungseinheit 6 derart anzuweisen, dass der Betrieb des Motors 2 oder des Rotors 1 entsprechend der eingestellten Drehzahl gestartet wird. Auf der anderen Seite ist ein Stoppschalter 27 vorgesehen, der verwendet wird, um das Stoppen der Drehung des Motors 2 anzuweisen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Unwuchterkennung in einem niedrigen Drehzahlbereich nach der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform bedeutet der Ausdruck „niedriger Drehzahlbereich“ einen Bereich bis zu 100 Upm.
Nachstehend wird anhand von 2 und 3 der Betrieb der Zentrifuge 100 beschrieben, wenn ein großer Rotor (mit gut ausbalancierten Proben) auf der Antriebswelle 3 befestigt wird und der Rotor versehentlich in Schwingung versetzt wird, wodurch die Antriebswelle 3 zu schwingen beginnt.
Die Drehzahl und die Betriebszeit, die Bedingungen der Zentrifuge sind, werden jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise über den Eingabeabschnitt 20b eingegeben, und der Rotor 1 zur Aufnahme der zu zentrifugierenden Proben wird auf der Antriebswelle 3 befestigt. Bei diesem Befestigungsvorgang besteht die Möglichkeit, dass der Rotor 1 fälschlicherweise in Schwingung versetzt werden kann, wodurch die Antriebswelle 3 zu schwingen beginnt.
Wenn der Startschalter 26 gedrückt wird, erfasst zuerst ein Türöffnungs-/-schließdetektor 12 den Öffnungs-/Schließzustand der Klappe 10, die zur Begrenzung der Rotorkammer 11 verwendet wird. Wenn festgestellt wird, dass die Klappe 10 geschlossen ist, startet die Steuerschaltungseinheit 4 die Drehung des Motors 2 und der Motor 2 wird beschleunigt, während die Antriebswelle 3 schwingt. Der Betriebssteuerungsabschnitt 7 übernimmt die Signale von dem Drehdetektor 4 und dem Wegsensor 5.
In Schritt 101 wartet die Zentrifuge 100, bis der Motor 2 eine Drehzahl von 20 Upm erreicht. Wenn die Drehzahl des Motors 2 einen Wert von 20 Upm überschreitet, vergleicht der Betriebssteuerungsabschnitt 7 in Schritt 102 den zulässigen Wert für den Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3, der für die Antriebswelle 3 zuvor in den Speicherabschnitt 8 eingespeichert worden ist, mit dem Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3, der mit dem Wegsensor 5 eingegeben wird. Wie in 3 gezeigt, wird in Schritt 103, wenn der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 größer als der zulässige Wert ist, die Stromversorgung zum Motor 2 gestoppt, um dadurch den Motor 2 abzubremsen (in der vorliegenden Ausführungsform wird der Motor 2 von selbst abgebremst, ohne eine Bremsung durch Rückwärtsdrehung, eine Gleichstrombremsung oder eine mechanische Bremsung anzuwenden). Als Nächstes erhöht in Schritt 104 der Betriebssteuerungsabschnitt 7 den Zählwert des Zählers um 1 und speichert den erhöhten Zählwert im Speicherabschnitt 8. Mit diesem Zähler wird gezählt, wie oft der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 den zulässigen Wert überschreitet. In Schritt 105 prüft der Betriebssteuerungsabschnitt 7, ob der Wert des Zählers gleich oder größer als 6 ist oder nicht. Ist er kleiner als 6, wird die Verarbeitung mit Schritt 106 fortgesetzt. Ist er gleich oder größer als 6, bestimmt der Betriebssteuerungsabschnitt 7, dass die Antriebswelle 3 aufgrund der Probenunwucht in Schwingung versetzt wird, und daher wird in Schritt 111 ein Unwuchtalarm angezeigt und der Motor 2 wird abgebremst und gestoppt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Grenzwert des Zählers auf 6 eingestellt. Der obere Grenzwert muss jedoch nicht immer 6 sein, sondern es kann jeder beliebige numerische Wert verwendet werden, solange er in der Lage ist, die Unwuchterkennung genau zu kontrollieren.
In Schritt 106 wird der Zeitgeber im Zeitgeberabschnitt 13 auf 10 Sekunden eingestellt, und in Schritt 107 wartet die Verarbeitung, bis auf dem Zeitgeber 10 Sekunden vergangen sind und auch bis mit abnehmender Drehzahl der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 abnimmt.
Obwohl der Zeitgeber hier auf 10 Sekunden eingestellt ist, muss der Wert nicht immer 10 Sekunden betragen. Entsprechend den Ergebnissen von Versuchen kann die Zeit jedoch vorzugsweise das Zweifache oder mehr der Zeit betragen, während der der Motor 2 einmal mit der Drehzahl in Schritt 101 dreht. (Wenn der Rotor 1 zum Beispiel mit einer Drehzahl von 20 Upm dreht, benötigt der Rotor 1 für eine einmalige Drehung eine Zeit von 3 Sekunden und damit ergibt sich zweimal 3 Sekunden gleich 6 Sekunden; daher werden bei der vorliegenden Ausführungsform 10 Sekunden im Zeitgeber eingestellt.)
In Schritt 101 wird ein Verfahren zum Erfassen des Schwingungsbetrags der Antriebswelle 3 in einem bestimmten Intervall mit der Zeit als Referenz angewendet. Alternativ kann jedoch auch ein anderes Verfahren angewendet werden, bei dem die Abbremsgeschwindigkeit (zum Beispiel 5 Upm) für die Drehzahl des Motors oder des Rotors verwendet wird. Darüber hinaus kann auch die Umdrehungsanzahl (zum Beispiel alle fünf Umdrehungen) verwendet werden.
Während in Schritt 107 10 Sekunden vergehen, wird in Schritt 112 der Spitzenwert für den Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3, der vom Wegsensor 5 geliefert werden soll, in den Speicherabschnitt 8 eingespeichert. Nach Ablauf der 10 Sekunden kehrt die Verarbeitung zu Schritt 102 zurück, in dem der in Schritt 112 gespeicherte Spitzenwert für den Schwingungsbetrag mit dem zulässigen Wert für den Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 verglichen wird. Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 noch nicht abgeklungen ist, die Verarbeitung in den Schritten 103 bis 107 erneut durchgeführt, und danach kehrt die Verarbeitung zu Schritt 102 zurück. Wenn die Antriebswelle 3 beim Befestigen des Rotors 1 auf der Antriebswelle 3 in Schwingung versetzt wird, kann normalerweise die Verarbeitung in den Schritten 102 bis 107 zwei- oder dreimal durchgeführt werden, wodurch die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 abklingen kann. Daher wird die Verarbeitung mit Schritt 108 fortgesetzt, in dem der Motor 2 eine Drehzahl von 100 Upm oder weniger aufweist. In Schritt 109 wird die Drehzahl des Motors 2 beschleunigt, und die Verarbeitung wird mit Schritt 102 bzw. Schritt 108 fortgesetzt. Wenn die Drehzahl 100 Upm überschreitet, wird die Verarbeitung mit Schritt 110 fortgesetzt, in dem der Motor 2 die eingestellte Drehzahl erreichen kann.
Nach der vorliegenden Ausführungsform sind die Umkehrpunkte für die Drehzahl auf 20 Upm und 100 Upm eingestellt. Der Grund hierfür ist der, dass, wenn die Zentrifuge nach der Ausführungsform mit solch übermäßiger Unwucht betrieben wird, weil vergessen wurde, eine oder mehrere Flaschen in den Rotor einzusetzen, die Antriebswelle 3 im Bereich von 30 Upm bis 80 Upm veranlasst wird, plötzlich und stark zu schwingen. Das heißt, die Umkehrpunkte für die Drehzahl können entsprechend dem Durchmesser der Antriebswelle und dergleichen bestimmt werden.
Als Nächstes wird anhand von 2 und 4 der Betrieb der Zentrifuge nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, wenn vergessen wurde, eine Flasche in den Rotor 1 einzusetzen.
Wie in 4 gezeigt, wird der Rotor 1 auf der Antriebswelle 3 befestigt, ohne die Antriebswelle 3 in Schwingung zu versetzen, und der Startschalter 26 wird gedrückt. Der Türöffnungs-/-schließdetektor 12 erfasst den Öffnungs-/Schließzustand der Klappe 10. Wenn festgestellt wird, dass die Klappe 10 geschlossen ist, erlaubt die Steuerschaltungseinheit 4 das Starten der Drehung des Motors 2, während der Betriebssteuerungsabschnitt 7 die Signale von dem Drehdetektor 4 und dem Wegsensor 5 übernimmt.
In Schritt 101 wartet die Verarbeitung, bis der Motor 2 eine Drehzahl von 20 Upm erreicht. Wenn die Drehzahl des Motors 2 einen Wert von 20 Upm überschreitet, wird in Schritt 102 der im Speicherabschnitt 8 gespeicherte zulässige Wert für die Antriebswelle 3 mit dem vom Wegsensor 5 eingegebenen Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 verglichen. Wie in 4 gezeigt, wird die Verarbeitung mit den Schritten 108 und 109 fortgesetzt, weil der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 gleich dem oder kleiner als der zulässige Wert nahe 20 Upm ist. Danach kehrt die Verarbeitung wieder zu Schritt 102 zurück. In der Nähe der Zeit, wenn die Drehzahl 30 Upm übersteigt, nimmt die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 plötzlich zu, und daher überschreitet der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 den zulässigen Wert. Daher wird in Schritt 103 die Stromversorgung zum Motor 2 gestoppt. Als Nächstes wird in Schritt 104 der Zähler um 1 erhöht, und in Schritt 105 wird der Zähler dahingehend geprüft, ob der Wert 6 oder mehr beträgt oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass der Zählerwert kleiner als 6 ist, wird die Verarbeitung mit Schritt 106 fortgesetzt.
In Schritt 106 wird der Zeitgeber im Zeitgeberabschnitt 13 auf 10 Sekunden eingestellt, und in Schritt 107 wartet die Verarbeitung, bis auf dem Zeitgeber 10 Sekunden vergangen sind und auch bis mit abnehmender Drehzahl die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 abnimmt.
Während in Schritt 107 10 Sekunden vergehen, wird in Schritt 112 der Spitzenwert für die Antriebswelle 3, der vom Wegsensor 5 geliefert werden soll, in den Speicherabschnitt 8 eingespeichert. Nach Ablauf der 10 Sekunden kehrt die Verarbeitung zu Schritt 102 zurück, in dem der in Schritt 112 gespeicherte Spitzenwert für den Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 mit dem zuvor im Speicherabschnitt 8 gespeicherten zulässigen Wert für den Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 verglichen wird. Wie vorstehend beschrieben, ist der Schwingungsbetrag der Antriebswelle 3 gleich dem oder größer als der zulässige Wert, wenn ein Bediener vergisst, eine Flasche einzusetzen, weil die Antriebswelle 3 plötzlich und stark schwingt, und daher wird die Verarbeitung in den Schritten 103 bis 107 erneut durchgeführt, und danach kehrt die Verarbeitung zu Schritt 102 zurück. Normalerweise kann die Verarbeitung in den Schritten 102 bis 107 etwa fünfmal durchgeführt werden, wodurch die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 abklingen kann, und daher wird die Verarbeitung mit Schritt 108 fortgesetzt. Der Zählerwert zu diesem Zeitpunkt lautet 5. Weil die Drehzahl weniger als 100 Upm beträgt, wird der Motor 2 in Schritt 109 wieder beschleunigt, und die Verarbeitung wird mit Schritt 102 fortgesetzt. Wenn der Motor 2 wieder beschleunigt wird, wie in 4 gezeigt, nimmt in gleicher Weise nahe etwa 30 Upm die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 plötzlich wieder zu, und daher wird in Schritt 103 die Stromversorgung zum Motor 2 gestoppt, und in Schritt 104 wird der Zähler um 1 erhöht, wodurch der Zählerwert auf 6 wechselt. Das heißt, in Schritt 105 beträgt der Zählerwert 6. Daher wird die Verarbeitung mit Schritt 111 fortgesetzt, in dem ein Unwuchtalarm angezeigt wird und der Motor 2 abgebremst und gestoppt wird.
Durch die Ausführung der vorstehenden Vorgänge kann nicht nur eindeutig die übermäßige Unwucht aufgrund des vergessenen Einsetzens der Flasche in den Rotor 1 erfasst werden, sondern die Zentrifuge kann auch ohne fälschliche Erkennung einer Probenunwucht betrieben werden, selbst in einem Zustand, in dem der Rotor 1 fälschlicherweise in Schwingung versetzt wird, wenn der Rotor 1 mit den ausbalancierten Proben darin auf der Antriebswelle 3 befestigt wird.
Nach der vorliegenden Ausführungsform wird die Schwingbewegung der Antriebswelle 3 mit dem Wegsensor 5 erfasst. Alternativ kann die Unwucht jedoch in gleicher Weise durch Erfassen der Schwingbewegung des Rotors 1 erfasst werden.

Claims

Zentrifuge (100) mit einem Rotor (1) zum Trennen von Proben, einem Motor (2) zum Antreiben und Drehen des Rotors (1), einer Antriebswelle (3) um den Motor (2) und den Rotor (1) zu verbinden, einem Drehsensor (4) zum Erfassen der Drehzahl des Motors (2) und/oder des Rotors (1), einem Wegsensor (5) zum Erfassen einer Schwingbewegung des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) und einer Steuerschaltungseinheit (6), die dazu ausgelegt ist, Steueroperationen so auszuführen, dass, nach Beschleunigen der Drehzahl des Motors (2) und/oder des Rotors (1) auf eine zuvor eingestellte Drehzahl, der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) mit einem voreingestellten zulässigen Wert verglichen wird, wenn der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) höher als der voreingestellte zulässige Wert ist, die Stromversorgung zum Motor (2) gestoppt wird, um den Motor (2) abzubremsen, wobei während des Abbremsens der durch ein Signal von dem Wegsensor (5) angegebene Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) mit dem voreingestellten zulässigen Wert verglichen wird, um zu entscheiden, ob der Motor (2) wieder zu beschleunigen ist, und der Motor (2) beschleunigt wird, wenn das Signal von dem Wegsensor (5) gleich dem oder kleiner als der voreingestellte zulässige Wert wird, und der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) erneut mit dem voreingestellten zulässigen Wert verglichen wird, um zu entscheiden, ob der Motor (2) weiter zu beschleunigen ist.
Zentrifuge (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltungseinheit (6) ferner dazu ausgelegt ist, während des Abbremsens das Signal von dem Wegsensor (5) in einem vorgegebenen Intervall mit dem voreingestellten zulässigen Wert zu vergleichen.
Zentrifuge (100) nach Anspruch 2, wobei das vorgegebene Intervall ein vorgegebenes Zeitintervall ist.
Zentrifuge (100) nach Anspruch 2, wobei das vorgegebene Intervall die Abbremsdauer des Motors (2) oder des Rotors (1) ist.
Zentrifuge (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltungseinheit (6) ferner dazu ausgelegt ist, zu zählen, wie oft bestimmt wurde, dass der Schwingungsbetrag des Rotors (1) oder der Antriebswelle (3) den voreingestellten zulässigen Wert überschritten hat, und zu steuern, dass der Motor (2) endgültig gestoppt wird, wenn der Zählwert größer als ein voreingestellter numerischer Wert ist.