JP2005345374A - 界面検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】つねに高い検出精度を確保維持し、検出データの信頼性を保証するとともに、処理能力を向上し得る界面検出装置を提供する。
【解決手段】マイクロ波を用いて、容器１００内に収容された液体によって形成される界面を検出する。それぞれが容器１００との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッド１２を有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニット１１と、センサユニット１１に対して複数の容器１００を対向配置し得るように構成された容器配設ラック１３とを備える。少なくとも隣接するセンサユニット１１相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止するクロストーク抑止手段３５を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、容器内に収容された少なくとも２種類の液体、具体的には採血管内の血清等に対するマイクロ波の反射強度を測定し、典型的には液体相互の界面を検出する界面検出装置に関する。

被検者から採取した血液中の血清量を計測する場合、その血液はまず、分離剤と一緒に容器（採血管）に入れられる。この容器を遠心分離機にかけることで容器内の検体液は、血清、分離剤および血餅に分離される。そして、このように分離された血清の量を計測する。

血清量を計測する方法として、従来よりＣＣＤカメラなどを用いて採血管の側面画像を取得し、その画像処理を行なって血清の界面を判別し、その結果から血清量を計測する。あるいは、検体液に対する光ビームの透過光強度を観測し、その結果から血清量を計測する方法が既に知られている。

ここで、採血管には種々の情報を含むバーコードが付された紙が貼着されており、その紙が原因で、上述したＣＣＤカメラ等を使用する画像処理法にあっては血清量を推定するのに必要な画像情報が得られないことがある。また、光ビームを用いる方法では、光ビームの透過光強度が著しく低下し、これらの理由から実質的に血清量の推定が困難になる。

一方、この種の計測もしくは測定装置において、マイクロ波を用いる方法がある。たとえば特許文献１には、チューブにマイクロ波発振器を対向させて、該チューブ内の液体を検出するようにしたマイクロ波式液体センサが開示されている。また、特許文献２に記載される定液面位置計測装置では、被測定容器の両側にマイクロ波送信アンテナとマイクロ波受信アンテナを対向配置し、受信アンテナに接続されたマイクロ波受信器の出力から液体レベルを算出するようにしている。

かかるマイクロ波によれば、紙等を透過することから、前述した血清量を計測する際にバーコードラベル等の影響を殆ど受けることがなくなる。すなわち、採血管内の空気層および血清層間あるいは血清層および分離剤層間では、層間の比誘電率が著しく異なり、そのため空気層と分離剤層ではマイクロ波は反射・減衰することなく、それらの層を良く透過する。一方、血清層にあってはマイクロ波は反射・吸収されて透過し難くなり、したがってマイクロ波の反射強度を測定することで、血清層の位置を検出することができる。

特開平７−２８０６２７号公報 特開平８−３１３３２６号公報

しかしながら、この種のマイクロ波を用いる検出装置においてマイクロ波は指向性を持たないため、たとえば近接する採血管がある場合、それらからの反射波も受信部で受信してしまうことがある。そのような場合、かかる受信信号にはノイズが含まれ、精度よく検出するのが難しくなる。このため複数個の採血管等を同時に処理するのは実質的に困難であった。したがって、処理には多大な時間を要せざるを得なかった。
また、マイクロ波による反射方式ではマイクロ波送受信部と容器の距離が検出精度に著しく影響する、すなわち両者間の距離を一定に保つことが望ましい。特許文献２に記載の装置では、マイクロ波送受信部と容器の距離を適切にすることについては言及していない。また、複数の容器について、効率よく各容器内の所定の液体の界面を検出することについても言及していない。

本発明はかかる実情に鑑み、つねに高い検出精度を維持確保し、検出データの信頼性を保証するとともに、処理能力を向上し得る界面検出装置を提供することを目的とする。

本発明による界面検出装置は、マイクロ波を用いて、容器内に収容された液体によって形成される界面を検出する界面検出装置であって、それぞれが容器との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッドを有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニットと、前記センサユニットに対して複数の前記容器を対向配置し得るように構成された容器配設ラックとを備え、少なくとも隣接する前記センサユニット相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止するクロストーク抑止手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記容器配設ラックは、所定のピッチ間隔で形成された複数の容器保持部を有し、前記センサヘッドが昇降する際、前記センサユニットと前記容器保持部内の前記容器との距離を一定に設定保持するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記容器配設ラックの前記容器保持部内に保持された前記容器が前記センサユニットに対応配置されるように前記容器配設ラックを位置決め固定するラック固定機構と、前記容器を前記容器保持部内に位置決め固定する容器固定機構とを設けたことを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記容器固定機構は、前記センサヘッドの移動方向と平行になるように前記センサユニットに対して前記容器を隔置して位置出しする位置出しブロックと、前記容器を前記位置出しブロックに対して付勢する押圧機構とを含むことを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記クロストーク抑止手段として、前記容器配設ラックの前記容器保持部に保持された隣接する前記容器相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバーを含むことを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記マイクロ波遮蔽カバーは前記容器の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、前記容器および前記センサユニットに対して進退可能に支持されることを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記マイクロ波遮蔽カバーは、前記容器および前記センサユニットの対向面側に電磁波吸収表面処理が施されていることを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記センサユニットは、隣接する相互間でマイクロ波のクロストークが抑止されるように、所定距離隔てて隔置されることを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記センサユニットおよび前記容器配設ラックは、直線状に配置されることを特徴とする。

また、本発明の界面検出装置において、前記センサユニットおよび前記容器配設ラックは、円周状に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、センサユニットをスキャン移動させて、容器である採血管内の界面を検出する場合、ラック固定機構および容器固定機構により採血管を高い精度で位置決め固定し、スキャン動作中、センサユニットおよび採血管間の距離もしくは間隔を一定に設定保持する。また、クロストーク抑止手段としてのマイクロ波遮蔽カバーによってセンサユニット相互間でのクロストークを抑止する。これらにより複数の採血管の界面位置を正確に検出することができ、誤検出等を有効に防止して信頼性の高い検出データを得ることができる。したがって、複数の採血管を実質的に同時にスキャンすることで、装置の処理能力を格段に向上させることができる。

以下、図面に基づき、本発明による界面検出装置の好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この実施形態における本発明装置の概略構成を示している。本発明の界面検出装置１０は、マイクロ波を用いて、容器内に収容された液体によって形成される界面を検出する。典型的には容器内に収容された少なくとも２種類の液体相互の界面を検出し、この実施形態では容器である採血管１００内の血清等の液体相互の界面を検出するものとする。

ここで先ず、採血管１００は下端が閉塞された細長円筒状の容器で、マイクロ波を透過可能な材質、すなわちたとえば無色透明なガラスあるいは合成樹脂等により形成される。この実施形態では採血管１００内には図３に示されるように、検体液である遠心分離された３種類の液体、すなわち血清１０１、分離剤１０２および血餅１０３が上下に収容される。血清１０１の上部には空気１０４が充填されており、採血管１００の上端はキャップ１０５によって栓止されている。このように採血管１００において３種類の液体が上下にはっきりと分離されており、したがって、これらの液体相互の界面位置を検出することができる。

採血管１００の外周面には、紙あるいは合成樹脂等の材質でなる半透明のラベル１０６が貼着されてよく、このラベル１０６には必要に応じて文字、記号もしくはバーコード等の情報が印刷、手書き等によって付記されている。なお、ラベル１０６の材質は特に制限されるものではなく、マイクロ波を透過可能なものであればよい。

さて、図１において本発明の界面検出装置１０は、採血管１００との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッド１２を有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニット１１と、センサユニット１１に対して複数の採血管１００を対向配置し得るように構成された容器配設ラック１３とを備える。このように複数のセンサユニット１１を有し、複数の採血管１００の界面を実質的に一括で検出するものである。なお、この実施形態では複数のセンサユニット１１が直線状に配置される。

上記のように複数のセンサユニット１１が列設されることから、そのままでは各センサユニット１１で送受信されるマイクロ波のクロストークが生じることがある。そこで本発明では特に、少なくとも隣接するセンサユニット１１相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止する後述するクロストーク抑止手段が設けられる。

各センサユニット１１において図５に示されるように、採血管１００の長手方向（すなわち上下方向）に沿ってセンサヘッド１２を昇降させる昇降機構１４を有する。なお、センサヘッド１２の出力信号に基き液体の界面位置を検出処理するように構成された後述する検出処理部を備えている。

センサヘッド１２は昇降機構１４によって、所定のストロークだけ上下動可能に支持される。昇降機構１４はたとえば基台（装置フレーム）１５上に垂直方向に垂架されたガイド（ガイド軸もしくは駆動軸１６）を有し、このガイドに沿ってセンサユニット１１を移動させるようになっている。なお、昇降機構１２のガイドとして所謂、ＬＭ（リニアモーション）ガイド等を使用することができる。

この場合、図５に示すように昇降機構１４の適所（上端部等）にアクチュエータ１７を備え、アクチュエータ１７の作動によりガイド軸１６に沿ってセンサヘッド１２を上下動させることができる。なお、アクチュエータ１７としてパルスモータを用いることができ、その際、アクチュエータ１７に対する駆動パルス（数）をカウントすることによりセンサヘッド１２の上下方向位置および移動量を把握し得るように構成することができる。

ここで、センサユニット１１はそのセンサヘッド１２内に、図３に示すように送受信手段としてマイクロ波を送信する送信部１８と、送信部１８から送信され、採血管１００内の検体液で反射したマイクロ波を受信する受信部１９を持つ。送信部１８および受信部１９は相互に隣接して一体的に配置構成された形で、採血管１００に対して所定間隔をおいて配置される。

センサヘッド１２の送信部１８から送信されたマイクロ波は、採血管１００の側面に直角に入射して採血管１００内の検体液を透過し、あるいは採血管１００内の検体液で反射する。すなわち、マイクロ波が入射すべき素材もしくは材料の材質特性・性状、特に比誘電率に応じて、そのマイクロ波が透過または反射する。

一般に、多くの有機物の比誘電率は３以下、無機物は５以下である。本実施形態に係る材質として紙、ガラスあるいはプラスチック等は５以下、空気は１程度である。また、分離剤１０２も５以下と比較的小さい。これらに対して血清１０１および血餅１０３では５０程度とかなり大きい比誘電率となる。

このため採血管１００自体、その側面に貼られたラベル１０６、空気１０４および分離剤１０２に対して入射したマイクロ波は、それらに反射、吸収されることなく透過する。一方、血清１０１（および血餅１０３）にあってはマイクロ波の反射および吸収性が格段に大きく、したがってマイクロ波のかかる反射／透過特性を利用することにより、受信部１９で受信されるマイクロ波の反射強度から、採血管１００内に収容された液体の界面位置を検出することができる。

つぎに、容器配設ラック１３は図１または図２に示されるように、センサユニット１１の側近にてその列設方向と平行に敷設された搬送レール（もしくはライン）２０上を搬送されるようになっている。その搬送機構は、容器配設ラック１３をセンサユニット１１と並列する位置まで搬送し、その位置で停止させる。また、容器配設ラック１３は、所定のピッチ間隔で形成された複数の容器保持部２１を有する。

図５に示されるように、容器保持部２１内に保持された採血管１００がセンサユニット１１に対応配置されるように容器配設ラック１３を位置決め固定するラック固定機構２２を備える。ラック固定機構２２は、搬送レール２０に付設されたストッパ２３に容器配設ラック１３のたとえば下部付近を押し付ける押当て部材２４を有する。押当て部材２４は図６に示されるように、アクチュエータ２５によって進退可能に構成されるが、押当て部材２４とアクチュエータ２５の間にスプリング２６等の弾機手段が介装される。

容器保持部２１は、容器配設ラック１３の上面から垂直穴状に凹設され、センサユニット１１の列設ピッチと同一ピッチで配置される。本発明では、採血管１００を容器保持部２１内に位置決め固定する容器固定機構２７を設け、センサヘッド１２が昇降する際、センサユニット１１と容器保持部２１内の採血管１００との距離を一定に設定保持するようにしている。

容器固定機構２７において、図７あるいは図８に示すようにセンサヘッド１２と対向する方向の容器保持部２１の両側に隙間２８および開口部２９を設け、これらの隙間２８および開口部２９に位置出しブロック３０と押圧機構３１が配置構成される。位置出しブロック３０は、センサヘッド１２の移動方向（上下方向）と平行になるようにセンサユニット１１に対して採血管１００を隔置して位置出し、押圧機構３１は、採血管１００を位置出しブロック３０に対して付勢するようになっている。

ここで、図８には位置出しブロック３０の幾つかの態様が示される。図８（ａ）のように位置出しブロック３０は、Ｖ字状の横断面形状を有する。この例では採血管１００は、Ｖ字の２辺に対応する部位で２ヶ所で線接触する。また、図８（ｂ）のように２分割構成された位置出しブロック３０は、変形Ｖ字状の横断面形状を有する。さらに、図８（ｃ）のように２分割構成された位置出しブロック３０は、矩形の横断面形状を有する。そしてまた、図８（ｄ）のように適宜の曲率のＲ面もしくは湾曲面を持ち、これらいずれの場合も押圧機構３１との協働により採血管１００を適正かつ正確に位置決め固定することができる。
上記の場合、図８（ａ）および（ｄ）のような形状の位置出しブロック３０においては、センサヘッド１２の上下移動範囲に対応する部分を上下方向に切り欠いて切欠き部３０ａが形成される。このように切欠き部３０ａを設けることで、センサユニット１１から採血管１００に対して直接的にマイクロ波を照射することができる。この場合、位置出しブロック３０の形成材料としては好適にはマイクロ波を透過するものとするが、マイクロ波を透過しない材料であってもよい。なお、切欠き部３０ａを設けない場合は、マイクロ波を透過する材料で形成される。
また、図８（ｂ）または図８（ｃ）のように２分割構成された位置出しブロック３０においては、中央部の隙間を介してセンサヘッド１２から採血管１００に対して直接的にマイクロ波を照射することができる。

また、押圧機構３１の押圧片３２は、開口部２９内を挿通して採血管１００に対して進退可能に構成される。この場合、押圧片３２とそのアクチュエータ３３の間にはスプリング３４等の弾機手段を介装され、押圧片３２が採血管１００の外周面に弾接するようにしている。このようにスプリング３４等を介在させることで、アクチュエータ３３によって生じる採血管１００に対する付勢荷重を一定限度内に規制することができる。なお、アクチュエータ３３としては、空圧制御式のエアシリンダ等を用いることができる。

つぎに、クロストーク抑止手段として、容器配設ラック１３の容器保持部２１に保持された隣接する採血管１００相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバー３５（図１および図２）を有する。マイクロ波遮蔽カバー３５は、採血管１００の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、採血管１００およびセンサユニット１１に対して進退可能に支持される。

この例では図１および図２に示されるように複数の採血管１００に対して設けられる複数のマイクロ波遮蔽カバー３５が一体化するかたちで構成され、図示しないアクチュエータによって同時に進退駆動されるようになっている。隣接する容器保持部２１相互間には、マイクロ波遮蔽カバー３５が進入し得るようにしたスリット３６が形成されている。

マイクロ波遮蔽カバー３５は図５に示されるように、採血管１００側へ前進して、採血管１００およびセンサユニット１１をすっぽりと覆うことができる。また、マイクロ波遮蔽カバー３５の採血管１００およびセンサユニット１１の対向面側には、電磁波を吸収可能な表面処理が施されている。

上記の場合、センサユニット１１の出力信号に基き液体の界面位置を検出処理する検出処理部を備える。図３に示されるように検出処理部３７は、センサユニット１１の受信部１９に接続され、受信部１９で受信された信号が検出処理部３７に送出される。検出処理部３７において、受信部１９からの信号を検波する検波回路３８と、検波回路３８からの信号を増幅する増幅回路３９と、増幅回路３９からの信号を所定の閾値と比較してその比較結果の信号を出力するコンパレータ回路４０とを含んでいる。

コンパレータ回路４０からの出力信号により、採血管１００のたとえば血清１０１の界面位置（血清１０１および空気１０４の界面位置あるいは血清１０１および分離剤１０２の界面位置）が検出される。

なお、検出処理部３７には計測手段４１が接続され、この計測手段４１の作動により検出処理部３７からの出力信号（たとえば血清１０１の界面位置）と予め測定されている採血管１００の横断面積（内径）等によって血清１０１の体積が算出される。すなわち、血清１０１の上側の界面位置および下側の界面位置の距離と採血管１００の横断面積とから血清１０１の体積を求めることができる。

また、センサヘッド１２、検出処理部３７および計測手段４１等は、制御部４２に接続され、この制御部４２により作動制御されるようになっている。なお、検出処理部３７の各回路を制御部４２内に設けるようにしてもよい。

上記構成において、本発明の界面検出装置１０により、具体的には採血管１００の血清１０１の界面を検出し、さらにその体積を求める場合を説明する。
被検者から採取した血液は、予め遠心分離機にかけられ、図３に示されるように採血管１００内の検体液として血清１０１、分離剤１０２および血餅１０３に分離される。

遠心分離処理された採血管１００は、予め容器配設ラック１３の容器保持部２１内に静置される。容器配設ラック１３は搬送機構によって、搬送レール２０に沿ってセンサユニット１１と並列する位置まで搬送される。つぎに、ラック固定機構２２が作動し、容器保持部２１内に保持された採血管１００がセンサユニット１１に対応配置されるように容器配設ラック１３を位置決め固定する。

つぎに、各センサユニット１１において、採血管１００の界面を検出すべくスキャンが行われる。ところで、マイクロ波による反射方式では界面を検出する場合、マイクロ波送受信部（センサユニット１１）と採血管１００の距離を一定に保つのが望ましい。

すなわち、たとえば図４に示すように反射方式においては、マイクロ波送受信部と採血管の距離によって各検体液ともそれぞれの反射強度が変動する。このような反射強度の変動は、マイクロ波の送信波および反射波が採血管との距離（のバラツキ）に起因して共振し、あるいは相殺し合うことに起因する。したがって、検体液の界面位置を正確に検出するためには、マイクロ波送受信部および採血管間の距離がバラつかないように、これを一定に確保保持することが不可欠になる。

本発明では、容器固定機構２７によりセンサユニット１１と採血管１００間の距離もしくは間隔を一定に設定保持することができる。この場合、アクチュエータ３３を作動させることで、図８等に示されるように押圧片３２が開口部２９から進入し、採血管１００を押圧する。これにより採血管１００は、押圧片３２とは反対側に配置されている位置出しブロック３０に押し付けられる。

位置出しブロック３０に対して採血管１００の外周面が接触し、採血管１００およびセンサユニット１１の移動方向間の高い平行度を確保しながら、採血管１００を適正に支持することができる。したがって、採血管１００およびセンサユニット１１間の距離は、バラつくことなく一定に確保維持される。

なお、上記のように押圧片３２によって採血管１００を位置出しブロック３０に対して付勢する際、押圧片３２およびアクチュエータ３３間にスプリング３４等を介装されている。これにより採血管１００に過荷重が掛らないようにし、採血管１００をつねに適正荷重で位置決め固定することができる。

容器配設ラック１３において、容器保持部２１を介して複数の採血管１００が所定ピッチ間隔で列設される。つぎに、マイクロ波遮蔽カバー３５を採血管１００側へ前進させ、隣接する採血管１００相互間に介挿させる。これにより採血管１００およびセンサユニット１１はそれぞれ、マイクロ波遮蔽カバー３５によってすっぽりと覆われ、センサヘッド１２をスキャン移動させて界面検出する際、センサユニット１１相互間でのクロストークを確実に抑止することができる。この場合、マイクロ波遮蔽カバー３５の内側面に施した電磁波吸収処理が有効に機能する。

複数の採血管１００は上記のように容器配設ラック１３上で適正に位置決め固定され、かつセンサユニット１１相互間でのクロストークが抑止されており、このような状態でセンサユニット１１によりスキャンされる。センサユニット１１のセンサヘッド１２は昇降機構１４により、ガイド軸１６に沿って移動される。このとき同時にセンサユニット１１の送信部１８から採血管１００に向けてマイクロ波を送信する。送信されたマイクロ波のうち、採血管１００内の検体液で反射したものはセンサユニット１１の受信部１９により受信される。

このようにセンサユニット１１をスキャン移動させながらセンサヘッド１２を作動し、これにより採血管１００の長手方向に沿った部位からの時々刻々のデータが得られる。受信部１９で受信した信号は、検出処理部３７に送出され（図３）、さらに検出処理部３７で検波回路３８、増幅回路３９およびコンパレータ回路４０による信号処理がなされる。この結果、採血管１００内の空気１０４、血清１０１、分離剤１０２および血餅１０３に応じた出力結果が得られる。

この場合、前述のように血清１０１は、空気１０４および分離剤１０２に比較して誘電率が大きいため、血清１０１対応部位の信号レベルは空気１０４および分離剤１０２対応部位の信号レベルよりも大きくなる。また、得られた信号波形は界面部分で緩やかに変化するため、所定の閾値を設定することで血清１０１の界面位置または高さを検出することができる。

さらに、計測手段４１において検出処理部３７からの出力信号（すなわち血清１０１の界面位置）と予め測定されている採血管１００の内径等によって血清１０１の体積を算出することができる。

上述のようにセンサヘッド１２をスキャン移動させて、採血管１００内の界面を検出する場合、ラック固定機構２２および容器固定機構２７により採血管１００を高い精度で位置決め固定し、スキャン動作中、センサユニット１１および採血管１００間の距離もしくは間隔を一定に設定保持する。また、マイクロ波遮蔽カバー３５によってセンサユニット１１相互間でのクロストークを抑止し、これらにより複数の採血管１００の界面位置を正確に検出することができ、誤検出等を有効に防止して信頼性の高い検出データを得ることができる。このように複数の採血管１００を実質的に同時にスキャンすることで、装置の処理能力を格段に向上させることができる。

（第２の実施形態）
つぎに、本発明による界面検出方法および界面検出装置における第２の実施形態を説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いるものとする。
図９は、第２の実施形態による本発明装置の概略構成を示している。第２の実施形態においても複数の採血管１００の界面検出を行うが、採血管１００の長手方向に沿って上下に走査可能な複数のセンサユニット１１が円周状に列設配置される。

第２の実施形態において図９に示されるように、遠心分離された複数の採血管１００を保持する容器搬送ラック４３と、センサユニット１１に対して複数の採血管１００を対向配置し得るように構成された容器配設ラック４４と、容器搬送ラック４３に保持された採血管１００を容器配設ラック４４へ移載する移載機構４５とを備える。

容器搬送ラック４３には複数の容器収納部４６が所定ピッチ間隔で形成されており、前工程で遠心分離処理された採血管１００が各容器収納部４６に収納される。容器搬送ラック４３は搬送機構により搬送レール２０上を、センサユニット１１と対置する位置まで搬送される。

容器配設ラック４４は、この例では円形状もしくは円盤状に形成され、センサユニット１１列の内側に配置される。容器配設ラック４４の周辺部に沿って、所定ピッチ間隔で形成された複数の容器保持部４７を有する。容器保持部４７は、容器配設ラック４４の上面から垂直穴状に凹設される。この実施形態においても、第１の実施形態と実質的に同様に採血管１００を容器保持部４７内に位置決め固定する容器固定機構２７を設け、センサヘッド１２が昇降する際、センサユニット１１と容器保持部４７内の採血管１００との距離を一定に設定保持するようにしている。

容器固定機構２７において、図１０に示すようにセンサヘッド１２と対向する方向（容器配設ラック４４の直径方向）の容器保持部４７の両側に隙間２８および開口部２９を設け、これらの隙間２８および開口部２９に位置出しブロック３０と押圧機構３１が配置構成される。位置出しブロック３０は、センサヘッド１２の移動方向（上下方向）と平行になるようにセンサユニット１１に対して採血管１００を隔置して位置出し、押圧機構３１は、採血管１００を位置出しブロック３０に対して付勢するようになっている。
上記の場合、位置出しブロック３０は、センサヘッド１２の上下移動範囲に対応する部分を上下方向に切り欠いて切欠き部３０ａが形成される。このように切欠き部３０ａを設けることで、センサユニット１１から採血管１００に対して直接的にマイクロ波を照射することができる。この場合、位置出しブロック３０の形成材料としては好適にはマイクロ波を透過するものとするが、マイクロ波を透過しない材料であってもよい。なお、切欠き部３０ａを設けない場合は、マイクロ波を透過する材料で形成される。

さらに、クロストーク抑止手段として、容器配設ラック４４の容器保持部４７に保持された隣接する採血管１００相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバー４８を有する。マイクロ波遮蔽カバー４８は、採血管１００の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、容器配設ラック４４上に放射状に配置される。

マイクロ波遮蔽カバー４８は、隣接する採血管１００およびセンサユニット１１を相互に仕切るように構成される。図示のようにマイクロ波遮蔽カバー４８は、採血管１００およびセンサユニット１１をすっぽりと覆うことができる。また、マイクロ波遮蔽カバー４８の採血管１００およびセンサユニット１１の対向面側には、電磁波を吸収可能な表面処理が施されている。

また、移載機構４５においてＸ，Ｙ，Ｚ３軸座標系で移動可能な搬送機構を介して採血管１００を移載することができる。移載機構４５はＸ，Ｙ軸方向に搬送ガイドするＸ−Ｙ軸駆動機構４９と、Ｚ軸方向（上下方向）に搬送ガイドするＺ軸駆動機構５０とを持ち、これら駆動機構４９，５０が協働して採血管１００を適正かつ円滑に移載することができるように構成される。なお、Ｘ−Ｙ軸駆動機構４９およびＺ軸駆動機構５０を作動させるアクチュエータとして、図示しないパルスモータあるいはサーボモータ等を用いてもよい。

さらに、Ｚ軸駆動機構５０の下端には採血管１００を担持するピックアップヘッド５１が付設される。ピックアップヘッド５１はマニピュレータ５２を有し、このマニピュレータ５２によって採血管１００の上部付近を把持し、また採血管１００を容器保持部４７に移載する際にはマニピュレータ５２から離脱させることができる。

第２の実施形態において、複数の採血管１００を収納した容器搬送ラック４３は図９のように、搬送機構によりセンサユニット１１と対置する位置まで搬送される。つぎに、採血管１００は移載機構４５によって容器配設ラック４４へ移載される。

この場合、先ずＸ−Ｙ軸駆動機構４９を介してピックアップヘッド５１を容器搬送ラック４３まで移動させ、Ｚ軸駆動機構５０によりピックアップヘッド５１を下降させ、そのマニピュレータ５２によって採血管１００を把持する。さらに、把持された採血管１００は、移載機構４５によって所定の容器保持部４７の上方位置まで移動される。Ｚ軸駆動機構５０によってピックアップヘッド５１を下降させ、採血管１００を容器搬送ラック４３の容器保持部４７に移載する。この動作を繰り返すことで、容器配設ラック４４のすべての容器保持部４７に採血管１００が移載される。

つぎに、センサユニット１１により各採血管１００をスキャンする際、第１の実施形態と同様に容器固定機構２７により、センサユニット１１および採血管１００間の距離もしくは間隔は一定に設定保持される。続いて、センサヘッド１２をスキャン移動させて界面検出する際、容器配設ラック４４において隣接する採血管１００相互間にマイクロ波遮蔽カバー４８が介挿されており、この場合にもセンサユニット１１相互間でのクロストークを確実に抑止することができる。

第２の実施形態でもセンサユニット１１をスキャン移動させて、採血管１００内の界面を検出する場合、センサユニット１１に対して採血管１００を高い精度で位置決め固定し、また、マイクロ波遮蔽カバー４８によってセンサユニット１１相互間でのクロストークを抑止する。したがって、複数の採血管１００の界面位置を正確に検出することができ、誤検出等を有効に防止して信頼性の高い検出データを得ることができる。

ここで、本発明の変形例において、複数のセンサユニット１１がスキャン移動する際、センサユニット１１相互間のクロストークを軽減するために各センサユニット１１の移動タイミングを適度にずらすようにする。移動タイミングをずらすことで、スキャン移動中にセンサユニット１１相互の特に上下方向の間隔距離を確保し、クロストークの発生を有効に抑止することができる。このように移動タイミングをずらして行う場合であっても、複数のセンサユニット１１は実質的に同時に走査する。

また、たとえば図１１に示されるようにセンサユニット１１は、所定距離隔てて隔置される。すなわち、列設されるセンサユニット１１の個数を減らして、相互の間隔距離を大きくすることにより、隣接する相互間でマイクロ波のクロストークを軽減することができる。たとえば、容器搬送ラック１３に保持される採血管１００の１つおきにセンサユニット１１が対応配置されるようにしてもよい。

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
たとえば、容器配設ラック１３，４４の容器保持部２１，４７等の個数等は、図示例の場合の他に必要に応じて適宜増減可能である。

また、第２の実施形態において容器搬送ラック４３から採血管１００を容器配設ラック４４へ移載する場合、容器配設ラック４４を回転式に構成し、ピックアップヘッド５１を定位置に移動させて、その位置から容器保持部４７側へ移載する。容器配設ラック４４を間欠的に回転させることにより、すべての容器保持部４７に採血管１００を移載することができる。これとは逆に容器配設ラック４４を固定式とし、移載機構４５によりピックアップヘッド５１を、複数の容器保持部４７の位置まで順次移動させ、移載するようにしてもよい。

本発明の実施形態における界面検出装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における界面検出装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における界面検出装置の信号処理部の構成を示す図である。 反射方式におけるマイクロ波送受信部および採血管間の距離と反射強度の関係を示す図である。 本発明の実施形態における界面検出装置の要部構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における界面検出装置の要部構成を示す斜視図である。 本発明の界面検出装置に係る容器配設ラックの例等を示す斜視図である。 本発明の界面検出装置に係る位置出しブロックおよび押圧片の例を示すそれぞれ平面図および斜視図である。 本発明の第２の実施形態における界面検出装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態の界面検出装置に係る位置出しブロックおよび押圧片の例を示す平面図である。 本発明の界面検出装置の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 界面検出装置
１１ センサユニット
１２ センサヘッド
１３ 容器配設ラック
１４ 昇降機構
１６ ガイド
１８ 送信部
１９ 受信部
２０ 搬送レール
２１ 容器保持部
２２ ラック固定機構
２４ 押当て部材
２７ 容器固定機構
３０ 位置出しブロック
３１ 押圧機構
３５ マイクロ波遮蔽カバー
３７ 検出処理部
３８ 検波回路
３９ 増幅回路
４０ コンパレータ回路
４２ 制御部
１００ 採血管
１０１ 血清
１０２ 分離剤
１０３ 血餅
１０４ 空気

Claims (10)

1. マイクロ波を用いて、容器内に収容された液体によって形成される界面を検出する界面検出装置であって、
   それぞれが容器との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッドを有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニットと、前記センサユニットに対して複数の前記容器を対向配置し得るように構成された容器配設ラックとを備え、
   少なくとも隣接する前記センサユニット相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止するクロストーク抑止手段を設けたことを特徴とする界面検出装置。
2. 前記容器配設ラックは、所定のピッチ間隔で形成された複数の容器保持部を有し、前記センサヘッドが昇降する際、前記センサユニットと前記容器保持部内の前記容器との距離を一定に設定保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の界面検出装置。
3. 前記容器配設ラックの前記容器保持部内に保持された前記容器が前記センサユニットに対応配置されるように前記容器配設ラックを位置決め固定するラック固定機構と、前記容器を前記容器保持部内に位置決め固定する容器固定機構とを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の界面検出装置。
4. 前記容器固定機構は、前記センサヘッドの移動方向と平行になるように前記センサユニットに対して前記容器を隔置して位置出しする位置出しブロックと、前記容器を前記位置出しブロックに対して付勢する押圧機構とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の界面検出装置。
5. 前記クロストーク抑止手段として、前記容器配設ラックの前記容器保持部に保持された隣接する前記容器相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバーを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の界面検出装置。
6. 前記マイクロ波遮蔽カバーは前記容器の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、前記容器および前記センサユニットに対して進退可能に支持されることを特徴とする請求項５に記載の界面検出装置。
7. 前記マイクロ波遮蔽カバーは、前記容器および前記センサユニットの対向面側に電磁波吸収表面処理が施されていることを特徴とする請求項５または６に記載の界面検出装置。
8. 前記センサユニットは、隣接する相互間でマイクロ波のクロストークが抑止されるように、所定距離隔てて隔置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の界面検出装置。
9. 前記センサユニットおよび前記容器配設ラックは、直線状に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の界面検出装置。
10. 前記センサユニットおよび前記容器配設ラックは、円周状に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の界面検出装置。

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