JP2022015690A - Liquid level position sensor, liquid level position detection method, and program - Google Patents
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Abstract
【課題】液面位置を適切に検知可能な液面位置センサ等を提供する。【解決手段】液面位置センサ100は、壁部103を有する容器102に収容される液体104の液面位置を検知する液面位置センサ100であって、互いに鉛直方向における位置が異なり、壁部103に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極107との間の静電容量を計測する計測部90と、複数の計測位置における静電容量の差に基づいて、液面位置を検知する演算部80と、を備える。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid level position sensor or the like capable of appropriately detecting a liquid level position. A liquid level position sensor 100 is a liquid level position sensor 100 that detects the liquid level position of a liquid 104 housed in a container 102 having a wall portion 103, and the positions in the vertical direction are different from each other, and the wall portion. Calculation to detect the liquid level position based on the difference between the measurement unit 90 that measures the capacitance between the reference electrode 107 and the plurality of measurement positions along the 103 and the capacitance at the plurality of measurement positions. A unit 80 is provided. [Selection diagram] FIG. 4
Description
本開示は、例えば、容器内に収容された液体の液面位置の検知に用いられる液面位置センサ、液面位置検知方法、及び、プログラムに関する。 The present disclosure relates to, for example, a liquid level position sensor used for detecting the liquid level position of a liquid contained in a container, a liquid level position detecting method, and a program.
従来、容器内に収容された液体の液面位置を検知するため、静電容量の計測を応用したセンサが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a sensor applying the measurement of capacitance is known in order to detect the position of the liquid level of the liquid contained in the container (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のセンサでは、液面位置を適切に検知できない場合がある。そこで、本開示は、液面位置を適切に検知可能な液面位置センサ等を提供する。 However, the conventional sensor may not be able to properly detect the liquid level position. Therefore, the present disclosure provides a liquid level position sensor or the like that can appropriately detect the liquid level position.
本開示における液面位置センサの一態様は、壁部を有する容器に収容される液体の液面位置を検知する液面位置センサであって、互いに鉛直方向における位置が異なり、前記壁部に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極との間の静電容量を計測する計測部と、前記複数の計測位置における前記静電容量の差に基づいて、前記液面位置を検知する演算部と、を備える。 One aspect of the liquid level position sensor in the present disclosure is a liquid level position sensor that detects the liquid level position of the liquid contained in the container having the wall portion, and the positions in the vertical direction are different from each other and are along the wall portion. A measurement unit that measures the capacitance between the reference electrode and each of the plurality of measurement positions, and a calculation unit that detects the liquid level position based on the difference in the capacitance at the plurality of measurement positions. , Equipped with.
また、本開示における液面位置検知方法の一態様は、壁部を有する容器に収容される液体の液面位置を検知する液面位置検知方法であって、互いに鉛直方向における位置が異なり、前記壁部に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極との間の静電容量を計測する計測ステップと、前記複数の計測位置における前記静電容量の差に基づいて、前記液面位置を検知する演算ステップと、を含む。 Further, one aspect of the liquid level position detecting method in the present disclosure is a liquid level position detecting method for detecting the liquid level position of a liquid contained in a container having a wall portion, and the positions in the vertical direction are different from each other. The liquid level position is detected based on the measurement step of measuring the capacitance between the reference electrode and the reference electrode at each of the plurality of measurement positions along the wall and the difference in the capacitance at the plurality of measurement positions. Includes arithmetic steps to be performed.
また、本開示の一態様は、上記の液面位置検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。 Further, one aspect of the present disclosure can also be realized as a program for causing a computer to execute the above-mentioned liquid level position detection method.
本開示の一態様によれば、液面位置を適切に検知することができる。 According to one aspect of the present disclosure, the liquid level position can be appropriately detected.
(開示に至った経緯)
容器内に収容された液体の液面位置を検知したいという要望がある。特に、液面位置を自動的に検知することにより、容器内の液体の残量等を自動管理できることが望まれている。また、このような液面位置の検知を、液体に触れることなく(非接触で)行えることがより理想的とされる。
(Background to disclosure)
There is a desire to detect the liquid level position of the liquid contained in the container. In particular, it is desired to be able to automatically manage the remaining amount of liquid in the container by automatically detecting the liquid level position. Further, it is more ideal that such detection of the liquid level position can be performed without touching (non-contacting) the liquid.
そこで、従来、容器の外側に配置された検出電極(又は、単に電極ともいう)及び接地電極(又は、基準電極ともいう)により、コンデンサを形成し、当該コンデンサの静電容量を計測することで、液面位置の検知を行うセンサ等が知られている(特許文献1等)。これは、容器内の液体の量に応じて静電容量の数値が変化するという原理に基づいている。すなわち、従来のセンサでは、あらかじめ容器内の液体の量に応じた液面位置と静電容量の数値との関係を示す検量線を求めておくことで、計測された静電容量から検量線を参照して液面位置を検知できる。 Therefore, conventionally, a capacitor is formed by a detection electrode (or simply referred to as an electrode) and a ground electrode (also referred to as a reference electrode) arranged on the outside of the container, and the capacitance of the capacitor is measured. , Sensors and the like that detect the liquid level position are known (Patent Document 1 and the like). This is based on the principle that the value of capacitance changes according to the amount of liquid in the container. That is, in the conventional sensor, a calibration curve showing the relationship between the liquid level position according to the amount of liquid in the container and the numerical value of the capacitance is obtained in advance, and the calibration curve is obtained from the measured capacitance. The liquid level position can be detected by reference.
しかしながら、従来のセンサでは、あらかじめ検量線を求めることが必須である。これは、静電容量の数値が、収容される液体の種別及び電解質等の成分(以下、液体の内容ともいう)によって変化するため、ある内容の液体での検量線を別の内容の液体の検量線として用いることができないことによる。 However, in the conventional sensor, it is indispensable to obtain the calibration curve in advance. This is because the numerical value of the capacitance changes depending on the type of liquid to be contained and the components such as electrolytes (hereinafter, also referred to as the contents of the liquid), so that the calibration curve of one liquid is changed to that of another liquid. This is because it cannot be used as a calibration curve.
このような理由から、従来のセンサは、内容が未知の液体、又は、内容が既知であっても、検量線が未作成の液体に対して液面位置の検知を行うことができない。検量線の作成は、空状態の容器での静電容量の計測と、満状態の容器での静電容量の計測と、好ましくは、空状態及び満状態の間に位置する液面位置での段階的な静電容量の計測とを行う必要があるため煩雑である。また、検量線の作成用に、空状態及び満状態の別の容器を用いることも可能ではあるが、容器の個体差の影響を排除できず、正確に液面位置の検知を行うことができない場合がある。 For this reason, the conventional sensor cannot detect the liquid level position for a liquid whose content is unknown or whose content is known but whose calibration curve has not been prepared. The calibration curve is created by measuring the capacitance in an empty container, measuring the capacitance in a full container, and preferably at a liquid level position located between the empty and full states. It is complicated because it is necessary to measure the capacitance step by step. It is also possible to use different empty and full containers for creating the calibration curve, but the influence of individual differences in the containers cannot be eliminated and the liquid level position cannot be detected accurately. In some cases.
そこで、以下に説明する本開示の実施の形態に係る液面位置センサは、鉛直方向における位置が異なる複数の計測位置のそれぞれにおいて、静電容量を計測する。液面位置センサは、複数の計測位置のそれぞれにおいて計測された静電容量の差に基づいて液面位置の検知を行う。 Therefore, the liquid level position sensor according to the embodiment of the present disclosure described below measures the capacitance at each of a plurality of measurement positions having different positions in the vertical direction. The liquid level position sensor detects the liquid level position based on the difference in capacitance measured at each of the plurality of measurement positions.
以下、本開示の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。以下において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. It should be noted that all of the embodiments described below show comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions of the components, connection forms, steps, the order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. In the following, terms indicating relationships between elements such as parallel and vertical, terms indicating the shape of elements such as rectangular shapes, and numerical ranges do not mean only strict meanings, but are substantially equivalent. It means that it includes a range, for example, a difference of about several percent.
また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、説明に用いられる各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。 Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims are described as arbitrary components. Further, each figure used in the explanation is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, substantially the same configuration may be designated by the same reference numerals, and duplicate explanations may be omitted or simplified.
はじめに、図1を参照して、本実施の形態に係る液面位置センサの使用事例とともに、当該使用事例によって生じる課題について説明する。図1は、実施の形態に係る液面位置センサの使用例について説明する図である。図1では、液面位置センサ100を検査検体の自動分析装置に適用した事例が示されている。図1の(a)には、自動分析装置200が示されている。また、図1の(b)には、自動分析装置200の収納庫に収納された試薬ラック101が示されている。また、図1の(c)には、試薬ラック101に載置された容器102が示されている。なお、図1の(c)では、内部空間108の可視化のために一部が破断されている。容器102の破断された一部は、一点鎖線によって概形のみが示されている。
First, with reference to FIG. 1, a usage example of the liquid level position sensor according to the present embodiment and problems caused by the usage example will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a usage example of the liquid level position sensor according to the embodiment. FIG. 1 shows an example in which the liquid
図1の(a)に示すように、液面位置センサ100は、例えば、自動分析装置200に内蔵されて使用される。自動分析装置200は、人体等から採取された検査検体を自動的に分析するための装置である。自動分析装置200には、図示しない検体ラックが備えられ、検体ラックには、検査検体が収容された検体容器が複数載置される。自動分析装置200は、検体容器から検査検体を1つずつ分取し、分析部202において分析することで複数の検査検体の分析を自動的に行う装置である。自動分析装置200によって分析される検査検体は、例えば、血液検体、尿検体、又は、糞便検体等である。また、分析部202は、例えば、検査検体と試薬との反応産物を分光学的に分析する。したがって、分析部202は、図示しない反応容器、分光器及び光検出器等を備える。
As shown in FIG. 1 (a), the liquid
検査検体との反応に用いられる試薬は、図1の(c)に示す容器102に収容されている。より具体的には、試薬は、液体104として容器102の内部空間108に収容されている。容器102は、例えば、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等の樹脂材料によって形成されている。容器102の形状は、内部空間108が形成される形状であればどのようなものであってもよい。本実施の形態では、容器102は、水平方向に沿う面において台形形状の断面を有する四角柱形状である。容器102は、水平面に交差して延びる壁部103を有する。液体104は、キャップ105等によって開閉可能に構成された分取口(不図示)から分取され、検査検体との反応に供される。
The reagent used for the reaction with the test sample is housed in the
壁部103は、内部空間108を水平方向から覆う部分であり、内面で液体104に接触している。このため、壁部103は、耐薬品耐性を有する材料で形成されている。また、試薬が光によって劣化する特性を有する場合、壁部103は、遮光性を有する材料で形成される。なお、「遮光性を有する」とは、吸収又は反射によって光の少なくとも一部の透過が抑制される性質を有することをいう。この結果、壁部103を介して、容器102の外部から内部空間108を視認することが実質的に不可能となる場合がある。したがって、壁部103の外部から、液体104の液面位置を視覚的に検知することができない場合がある。また、同様の課題は、容器102が試薬ラック101ごと収納される収納庫201が遮光性を有する場合においても生じ得る。
The
本実施の形態では、液面位置センサ100によって容器102の内部空間108に収容された液体104の液面位置の検知を行うが、上記の課題により、静電容量方式での液面位置の検知を行う。本実施の形態では、容器102の壁部103の外面(つまり、液体104と接触する側とは反対側の面)に静電容量の計測対象となるコンデンサを形成する電極が配置されている。具体的には、壁部103の外面には、鉛直方向の複数の位置に設けられた複数の電極106と、基準電極107とが配置されている。電極106及び基準電極107は、例えば、銅又はアルミ等の導電性を有する金属等によって形成される。
In the present embodiment, the liquid
基準電極107は、複数の電極106を水平方向に挟む2つの組として配置されている。組を成す2つの基準電極107は、短絡状態で同電位に設定されている。本実施の形態では、電極106と基準電極107との間の静電容量の計測が行われる。つまり、電極106と基準電極107とのそれぞれは、静電容量を計測するための計測器93(後述する図4参照)に電気的に接続される。
The
説明のため、図1の(c)ではすべての電極が見えるよう図示しているが、計測器93と接続する接点を除いては、試薬を識別するためのバーコードあるいはQRコード(登録商標)などの二次元バーコード等を印刷したシールが電極106の上から貼られていてもよい。
For the sake of explanation, all the electrodes are shown in FIG. 1 (c) so that they can be seen. However, except for the contact point connected to the measuring
図1の(c)では、容器102の鉛直方向下側から上側まで、略全域にわたって電極106が配置され、それぞれの電極106において、当該電極106が配置された計測位置における静電容量が計測される。このように、電極106は、互いに鉛直方向における位置が異なり、壁部103に沿う複数の計測位置のそれぞれに設けられている。なお、電極106が配置される位置は、液面位置センサ100を使用する目的に応じた位置であってもよい。すなわち、電極106は、液体104が満状態にあるか否かを確認したい場合、容器の鉛直方向における中央部よりも上側のみに配置され、液体104が空状態にあるか否かを確認したい場合、容器の鉛直方向における中央部よりも下側のみに配置されてもよい。
In FIG. 1 (c), the
容器102に液体104を収容していく(注水する)場合等に、前者が適用され、容器102の鉛直方向中央部よりも上側に計測位置が設定される。また、容器102から液体104を分取していく(排水する)場合等に、後者が適用され、容器102の鉛直方向中央部よりも下側に計測位置が設定される。また、満状態から空状態の全域において、液面位置を検知したい場合は、本実施の形態のように容器102の鉛直方向下側から上側まで、略全域にわたって電極106が配置される。
The former is applied when the liquid 104 is stored (injected) in the
図1の(b)に示すように、容器102は、試薬ラック101に複数個載置される。検査検体の分析には、複数の種類の試薬が用いられるため、試薬ラック101に載置された複数個の容器102には、複数種類の試薬が収容されている。検査検体ごとに複数種類の試薬をそれぞれ一部ずつ分取して反応させるため、使用された試薬の容器102に対して順次液面位置の検知を行うため、このような使用事例において、従来では、すべての試薬の検量線があらかじめ作成されている必要があった。
As shown in FIG. 1 (b), a plurality of
試薬ラック101は、鉛直方向からみて円形形状に構成されており、容器102の水平方向に沿う断面の台形形状と併せて、複数の容器102が載置された際に、複数の容器102が周方向に沿って並ぶようになっている。このような構成により、試薬ラック101は、回転して載置された容器102を移動させる。つまり、試薬ラック101は、実施の形態に係る移動台の一例である。
The
試薬ラック101が回転することで、自動分析装置200の所定位置へと移動された容器102から、所定位置に対応して設けられた分取装置(不図示)によって液体104が分取される。つまり、分取装置は、所定位置へ移動し、分取した液体104を分析部202の反応容器へと注入することで、分析部202での反応に供することができる。このように、試薬ラック101が容器102を移動させることで、1つの分取装置により複数の試薬を分取でき、簡易な構成で自動分析装置200を実現できる。
By rotating the
ここで、試薬ラック101は、液面位置センサ100を構成する計測器93と独立して容器102を移動させる構成であるため、容器102に配置された電極106及び基準電極107と計測器93との電気的な接続を常に維持することは困難である。そこで、本実施の形態に係る液面位置センサ100では、電極106及び基準電極107と計測器93とは、必要に応じて物理的に引き離すことが可能なようになっている。電極106及び基準電極107と計測器93との接続の詳細については後述する。
Here, since the
また、試薬は、反応の直前まで低温での保存が必要な場合も多く、この理由から、収納庫201に冷蔵機能が付与されていることがある。冷却された試薬によって結露が生じている場合、電極106及び基準電極107と計測器93とが物理的に接続される際に、短絡が生じ、正常に静電容量が計測できない場合がある。そこで本実施の形態では、容器102のうち比較的結露が生じにくい箇所において電極106及び基準電極107と計測器93との物理的な接続が行われる。
Further, the reagent often needs to be stored at a low temperature until immediately before the reaction, and for this reason, the
この構成について、図2を参照して詳しく説明する。図2は、実施の形態に係る液面位置センサが接続される接続箇所について例示する第1図である。図2の(a)は、容器102の壁部103の外側に配置された電極106及び基準電極107を含む電極アレイ120を示す図である。なお、図2の(a)では、電極アレイ120を容器102側から見た図が示されている。また、図2の(b)は、図2の(a)に示すB-B線で切断した場合の電極アレイ120の切断面を示す図である。
This configuration will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a first diagram illustrating a connection location to which the liquid level position sensor according to the embodiment is connected. FIG. 2A is a diagram showing an
本実施の形態では、電極106及び基準電極107は、図2の(a)に示す電極アレイ120として一体化された状態で使用される。これにより、複数の電極106同士、2つの基準電極107同士、及び、電極106と基準電極107との間の距離を適切に設けることができる。電極106及び基準電極107は、例えば、樹脂又は紙等のフィルム115上にパターン形成される。したがって、電極106及び基準電極107は、フィルム115によって一体化されている。
In the present embodiment, the
電極アレイ120は、電極106及び基準電極107を含んだシート状になっており、例えば、容器102の壁部103の外側に貼り付けられることで、容器102に固定される。なお、容器102に試薬の内容を示すラベルが付されていた場合、電極アレイ120を構成する電極106、基準電極107、フィルム115、及びその他の部材は、透明であるとよい。つまり、ラベルの上から電極アレイ120が貼り付けられる場合には、透明な電極アレイ120を介して、ラベルが視認可能に構成される。
The
ここで、電極106及び基準電極107は、壁部103を介して対向する液体104を計測するため、例えば、試薬の出荷時における規定量の液体104が収容されたときの液面位置から空状態の液面位置(容器102の底の位置)までの、液体104が収容され得る液面位置に対応する壁部103の外側の位置に形成される。液体104は、上記したように冷却される場合があり、液体104が収容され得る液面位置には結露が生じる可能性が高い。一方で、例えば、試薬の出荷時における規定量の液体104が収容されたときの液面位置よりも鉛直方向の上側では、壁部103の内側に液体104が位置する可能性が低く、結露が生じる可能性が低い。そこで、本実施の形態では、電極106及び基準電極107と計測器93との接続箇所を、結露が生じる可能性が低い位置に設定している。
Here, since the
図2の(a)に示すように、電極106と計測器93との接続箇所には、複数の電極106のそれぞれに対応する接点111が設けられている。また、接点111と電極106とは、導電線109によって電気的に接続されている。基準電極107と計測器93との接続箇所には、基準電極107のそれぞれに対応する基準接点112が設けられている。また、基準接点112と基準電極107とは、導電線113によって電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2A, contact points 111 corresponding to each of the plurality of
導電線109及び導電線113は、例えば、図2の(a)に示すように、他の電極106、基準電極107、導電線109及び導電線113と接触しないように延びている。鉛直方向の下方の電極106に電気的に接続される導電線109は、例えば、電極106と基準電極107との間を延びている。この構成により、図2の(b)に示すように、電極106及び基準電極107の厚み、及び、これらを一体化するフィルム115の厚みのみを有する比較的薄い電極アレイ120を実現することができる。
For example, as shown in FIG. 2A, the
また、静電容量の計測は、外部からのノイズの影響受けやすい。そこで、本実施の形態で用いられる電極アレイ120には、電極106及び基準電極107の外部側、すなわち、の壁部103に接する側とは反対側において、電極106及び基準電極107を覆うガード電極114が設けられている。ガード電極114は、各々の電極106又は各々の基準電極107を個別に覆ってもよく、図中に示すように、一体的に覆ってもよい。ガード電極114が設けられることで、外部からのノイズの影響を受けにくくなるため、より正確度の高い静電容量の計測を行うことができる。なお、ガード電極114の位置、又は、ガード電極114のさらに外側には、試薬の内容を示すラベルが付される場合がある。
In addition, the measurement of capacitance is easily affected by external noise. Therefore, in the
また、導電線の構成は、これに限らず、他の電極106、基準電極107、導電線109及び導電線113と接触しないように延びていれば、任意の構成を適用可能である。導電線の構成の別の例について図3を参照して説明する。図3は、実施の形態に係る液面位置センサが接続される接続箇所について例示する第2図である。図3の(a)は、図2の(a)と同じ視点からみた導電線109aの配置が異なる電極アレイ120aを示す図である。また、図3の(b)は、図3の(a)に示すB-B線で切断した場合の電極アレイ120aの切断面を示す図である。なお、ここでは、図2についての説明と比較して相違する点について中心に、重複する点については省略又は簡略化して説明する。
Further, the configuration of the conductive wire is not limited to this, and any configuration can be applied as long as it extends so as not to come into contact with the
本例では、導電線109a及び導電線113aの配置が異なっている。より具体的には、図3の(b)に示すように、導電線109aは、電極106及び基準電極107が形成された層とは異なる層において延びており、図3の(a)に示す平面視で電極106と重複している。このようにすることで、より多くの電極106を備える電極アレイ120aであっても、導電線109aが十分な太さを維持しつつ、各導電線109a同士が接触しないようにできる。つまり、多数の電極106が設けられ、導電線109aが多数必要となる電極アレイ120aにおいても、接点111又は基準接点112と、電極106又は基準電極107と、を適切に電気的に接続することができる。また、電極106と基準電極107との間の距離を短くできるため、液体検出に必要な静電容量値を確保しやすい。
In this example, the arrangements of the
次に、図4を参照して、本実施の形態に係る液面位置センサ100の構成について説明する。図4は、実施の形態に係る液面位置センサの機能構成を示すブロック図である。図4では、液面位置センサ100の他に、先に説明した電極アレイ120、及び容器102を併せて図示している。なお、図4では、説明の便宜上、電極106を第1電極106a~第3電極106cの3つの電極に分けて説明する。以降では、特に使い分けの必要のない場合に限り第1電極106a~第3電極106cを区別なく電極106と呼ぶ。また、図4では、説明の便宜上、接点111を第1接点111a~第3接点111cの3つの電極に分けて説明する。以降では、特に使い分けの必要のない場合に限り第1接点111a~第3接点111cを区別なく接点111と呼ぶ。
Next, with reference to FIG. 4, the configuration of the liquid
図4に示すように、液面位置センサ100は、計測部90、演算部80、及び、駆動部70を備える。
As shown in FIG. 4, the liquid
計測部90は、それぞれの電極106において、基準電極との間の静電容量を計測する機能部である。計測部90は、接続端子91a、接続端子91b、及び接続端子91cを含む端子と、基準端子92と、計測器93と、を備える。
The measuring
接続端子91a~接続端子91cは、それぞれ対応する電極106に電気的に接続される。具体的には、接続端子91aは、第1接点111aを介して第1電極106aに電気的に接続される。また、接続端子91bは、第2接点111bを介して第2電極106bに電気的に接続される。また、接続端子91cは、第3接点111cを介して第3電極106cに電気的に接続される。
The
基準端子92は、基準接点112を介して基準電極107に電気的に接続される。計測器93は、端子と基準端子92との間の静電容量を計測する容量計であり、例えば、LCRメータ等を用いて実現される。計測器93は、端子と基準端子92との間の静電容量を計測することで、それぞれが電気的に接続された電極106と基準電極107との間の静電容量の計測を間接的に行っている。
The reference terminal 92 is electrically connected to the
ここで、計測器93と電極106及び基準電極107との電気的な接続は、引き離すことが可能となっている。より詳しくは、計測器93に一端が電気的に接続された端子の他端側と、電極106に一端が電気的に接続された接点111の他端側とは、物理的に引き離すことができる。この他端同士の物理的接続及び非接続を切り替えるために、駆動部70が設けられている。
Here, the electrical connection between the measuring
駆動部70は、計測部90を移動させるための駆動力を付与するアクチュエータである。駆動部70は、試薬ラック101が回転して容器102が移動している際には、図中の白抜き左矢印の方向に計測部90を駆動させることで他端同士の物理的接続を引き離す。また、駆動部70は、試薬ラック101の回転が終了して容器102が停止している際には、図中の白抜き右矢印の方向に計測部90を駆動させることで他端同士を物理的に接続させる。このように、駆動部70は、計測部90を駆動させることで、計測部90が試薬ラック101の回転の妨げになることなく、静電容量の計測と、試薬ラック101の回転とを両立している。
The
ここで、図1の(a)の使用事例において、計測部90は、分取装置と対応した位置に配置されている。この使用事例においては、液体104の液面位置の変化は、分取装置による分取が行われる前後に起こり、かつ、分取装置によって分取される容器102は、分取装置に対応する位置において停止する。つまり、この構成によれば、分取装置での液体の分取のために停止し、かつ、液体104の液面位置が変化する容器102に対して、すぐに液面位置の検知を行うことができる。
Here, in the use case of FIG. 1A, the measuring
また、複数の端子における接点111との接続端は、一つの仮想面S1上に並んでいる。また、複数の接点111における端子との接続端は、上記仮想面S1と平行な仮想面S2上に並んでいる。これにより、複数の端子及び複数の接点111は、それぞれ対応するもの同士で同時に接続することが可能となる。このとき、基準端子92における基準接点112との接続端も同様に仮想面S1上に並んでおり、基準接点112における基準端子92との接続端も同様に仮想面S2上に並んでいるため、基準端子92及び基準接点112も同じように接続されている。
Further, the connection ends of the plurality of terminals with the
本実施の形態では、複数の電極106のそれぞれにおいて基準電極107との間の静電容量の計測が行われる。それぞれの接続を、駆動部70によって切り替えると、静電容量の計測に比較的長い時間を要してしまう。本実施の形態では、物理的接続を同時に行うことで、比較的短い時間で終了する計測器93による計測に律速される。つまり、本構成により、より迅速に静電容量の計測を行うことが可能となる。また、計測部90が計測器93を複数備えている場合には、計測器93による計測を同時並行に行うことができる。
In the present embodiment, the capacitance between the plurality of
計測部90において計測された静電容量は、計測部90と通信接続された演算部80において解析され、液面位置の検知が行われる。演算部80は、例えば、プロセッサとメモリとを備えるコンピュータ等の演算装置である。演算部80は、複数の電極106のそれぞれが対応する複数の計測位置と、当該計測位置において計測された静電容量とから、液面位置に対応する静電容量を示す計測位置の特定を行う。これにより、演算部80は、特定された計測位置から液面位置を検知する。
The capacitance measured by the measuring
以下、演算部80の動作について、図5を併せて参照することにより、詳しく説明する。図5は、実施の形態に係る液面位置センサの動作を示すフローチャートである。
Hereinafter, the operation of the
上記したように、液面位置センサ100は、壁部103に貼付けされることで当該壁部103に沿って設けられた電極106において基準電極107との間の静電容量の計測を行う。この計測は、鉛直方向(例えば、図4中の紙面上下方向)における位置が異なる複数の電極106のそれぞれにおいて行われる。つまり、本実施の形態では、複数の電極106のそれぞれが配置された計測位置のそれぞれにおいて静電容量の計測が行われる。
As described above, the liquid
図4に示す電極アレイ120の例においては、計測部90は、第1電極106aが配置された計測位置である第1位置において静電容量の計測を行う(ステップS101)。また、同様にして、計測部90は、第2電極106bが配置された計測位置である第2位置において静電容量の計測を行う(ステップS102)。また、同様にして、計測部90は、第3電極106cが配置された計測位置である第3位置において静電容量の計測を行う(ステップS103)。計測部90は、この他の電極106が存在する場合、それらを含めてすべての電極106ついて同様の静電容量の計測を行う(計測ステップ)。なお、この計測ステップにおける電極106ごとの計測順については特に限定はない。計測部90は、第1位置から第3位置へと順に計測してもよいし、第3位置から第1位置へと順に計測してもよいし、第2位置からランダムに計測してもよい。
In the example of the
続いて、演算部80は、すべての静電容量の計測結果を取得して、隣接する計測位置での静電容量の差を算出する(ステップS104)。具体的には、図4に示す電極アレイ120の例では、演算部80は、第1位置での静電容量と第2位置での静電容量との差を算出し、第2位置での静電容量と第3位置での静電容量との差を算出する。演算部80は、この例に示される、少なくとも3つの電極106のそれぞれにおける静電容量の計測結果を用いて、隣接する電極106で、それぞれの静電容量同士の差を算出する。演算部80は、上記の第1電極106a~第3電極106cの他に電極が存在する場合には、それらの静電容量についても同様に隣接する電極106での静電容量同士の差を算出する。
Subsequently, the
続いて、演算部80は、算出した静電容量の差が最大となる、隣接する計測位置(または、電極106)の組である位置セットを特定する(ステップS105)。液面位置は、この静電容量の差が最大となる計測位置の間に存在する。このことから、演算部80は、特定した位置セットにおいて、組を成す計測位置同士の間に挟まれる位置を液面位置として検知する(ステップS106)。演算部80は、一例として、特定した位置セットにおいて組を成す計測位置同士の鉛直方向における中間位置を液面位置として検知する。演算部80は、例えば、液体104の成分が既知の場合等に、鉛直方向における上側又は下側のいずれかに偏る傾向が経験的にわかっている場合は、それに従う補正を行ってもよい。また、液面位置に関与する他の計測値等に基づく補正が行われてもよい。
Subsequently, the
以上のようにして、演算部80は、計測された静電容量の差に基づいて、液面位置の検知を行う(演算ステップ)。
As described above, the
図6A及び図6Bを参照して、シミュレーションに基づく液面位置の検知の具体的な一例を示す。図6Aは、実施の形態において計測される計測位置ごとの静電容量を例示するグラフである。また、図6Bは、実施の形態において算出される計測位置ごとの静電容量差を例示するグラフである。 A specific example of detecting the liquid level position based on the simulation is shown with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a graph illustrating the capacitance measured for each measurement position in the embodiment. Further, FIG. 6B is a graph illustrating the capacitance difference for each measurement position calculated in the embodiment.
図6Aに示すグラフでは、複数の電極106の各々において計測されると予想される静電容量の値が示されている。より具体的には、グラフには、鉛直方向における下側からの位置(つまり高さ)が0~60mmの範囲内の13箇所に設置された電極106において計測される静電容量値が示されている。また、このとき、液体104として比誘電率80の水を液面位置が28mmの位置となるように容器102に収容したものとしている。容器の大きさは、水平方向に沿う断面の台形形状が、5mmの上底及び15mmの下底を有する等脚台形であり、鉛直方向の高さが90mmであるものとして計算を行っている。また、シミュレーションは、容器102に接着した場合の仮定的な容器102-電極106間の距離である0.1mmから、容器102-電極106の距離3.0mmまで、容器102と電極106との距離を段階的に変化させたそれぞれでの結果を示している。
The graph shown in FIG. 6A shows the values of capacitance expected to be measured at each of the plurality of
図中に示すように、液面位置(28mm)に到達するよりも鉛直方向下側の計測位置においては、比較的高い静電容量の値を示している。液面位置を超えて鉛直方向上側の計測位置においては、鉛直方向下側の計測位置において計測された静電容量の値よりも低い値となっている。また、全体として、液面位置付近を除いて略一定の静電容量の値が得られることがわかる。このパターンは、内部空間108に収容された液体104とその上方を占める空気との誘電率の差によってもたらされている。つまり、液面位置よりも鉛直方向の下側では空気よりも誘電率の高い液体104によって高い静電容量の値が計測され、液面位置よりも鉛直方向の上側では空気の静電容量が計測される。このため、液面位置において急激に静電容量の値が変化する図中のグラフが描かれる。
As shown in the figure, a relatively high capacitance value is shown at the measurement position on the lower side in the vertical direction than when the liquid level position (28 mm) is reached. At the measurement position on the upper side in the vertical direction beyond the liquid level position, the value is lower than the value of the capacitance measured at the measurement position on the lower side in the vertical direction. Further, it can be seen that a substantially constant capacitance value can be obtained except for the vicinity of the liquid level position as a whole. This pattern is brought about by the difference in dielectric constant between the liquid 104 contained in the
このように、本実施の形態の液面位置センサ100は、空気との誘電率の違いがある液体104であれば、どのような液体104においても適用することができる。また、液体104の誘電率が空気の誘電率に近いものであっても、空気をアルゴンガスに置換した系を構築するなど、空気とは異なる誘電率を有する(さらに好ましくは、反応性の低い)気体を用いることで実質的にどのような液体104であっても液面位置の検知を行うことができる。
As described above, the liquid
なお、図中に示すように、容器102と電極106との距離は、静電容量の計測感度に直接的に影響するため、誘電率の近い液体104と気体との組み合わせであれば、可能な限り容器102と電極106との距離を近接させることが好ましい。
As shown in the figure, the distance between the
上記したように、本実施の形態では、鉛直方向における液面位置の上下において、静電容量が変化することを応用して、液面位置の検知を行う。この変化をとらえるために、演算部80は、隣接した(言い換えると、鉛直方向の上下に並ぶ)組を成す2つの電極106のそれぞれにおいて計測された静電容量の差を算出する。図6Bでは、計測位置に対する静電容量差のグラフが示されている。図6Aのグラフのプロット数が、電極106の数に対応する13個であるのに対して、本図では、それぞれの差によってもたらされる12個のプロット数のグラフが示されている。なお、ここでの計測位置は、上記図6Aでの組を成す2つの計測位置の中間点としている。
As described above, in the present embodiment, the liquid level position is detected by applying the fact that the capacitance changes above and below the liquid level position in the vertical direction. In order to capture this change, the
図中に示すように、図6Aでの静電容量の値の急激な変化に応じて、静電容量差が1ピークのグラフが描かれる。このピーク箇所は、変化が最も大きい位置セットに対応しており、すなわち、液面位置をまたぐ静電容量の切り替わりに対応している。つまり、静電容量差の最も大きい位置セットの組を成す2つの計測位置の間に液面位置が存在することが推定できる。このようにして、本実施の形態に係る液面位置センサ100は、液面位置の検知を行う。なお、位置セットの間での液面位置は、上記のように、位置セットの組を成す2つの計測位置の中間点としてもよく、図6Bに示すような静電容量差のグラフにおける、ピークの周囲の数点分のプロットを用いたガウシアンフィッティング分析により、より正確な位置を算出してもよい。
As shown in the figure, a graph in which the capacitance difference is one peak is drawn according to the sudden change in the capacitance value in FIG. 6A. This peak location corresponds to the position set with the greatest change, i.e., to the switching of capacitance across liquid level positions. That is, it can be estimated that the liquid level position exists between the two measurement positions forming the set of the position set having the largest capacitance difference. In this way, the liquid
以上のように、本実施の形態における液面位置センサ100では、液面位置は、検量線等を作成することなく、単に収容される液体104の液面位置に応じた静電容量の変化によって検知される。つまり、液面位置センサ100は、液体104の内容に関係なく適切に液面位置の検知を行うことができる。
As described above, in the liquid
以上説明したように、本実施の形態に係る液面位置センサ100は、壁部103を有する容器102に収容される液体104の液面位置を検知する液面位置センサ100であって、互いに鉛直方向における位置が異なり、壁部103に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極107との間の静電容量を計測する計測部90と、複数の計測位置における静電容量の差に基づいて、液面位置を検知する演算部80と、を備える。
As described above, the liquid
このような液面位置センサ100は、容器102の鉛直方向における複数の計測位置のそれぞれにおいて計測された静電容量の差を用いて、液面位置の検知を行うことができる。ここで計測される静電容量は、液面位置よりも鉛直方向の上側であるか、又は、下側であるかによって、それぞれ一の値及び他の値の異なる値として計測される。したがって、静電容量の差によって、静電容量が大きく変化する箇所を推定できる。よって、液面位置センサ100は、液体の内容によらず、かつ、検量線を作成することなく、適切に液面位置の検知を行うことができる。
Such a liquid
演算部80は、複数の計測位置の中の隣接する2つの計測位置からなる位置セットのうち、2つの計測位置のそれぞれにおいて計測された静電容量の差が最大となる位置セットを特定し、鉛直方向において、特定した位置セットの2つの計測位置に挟まれる位置を液面位置として検知する。
The
これによれば、静電容量の差に基づき、隣接する計測位置で計測された2つの静電容量の間の値が最大の変化を示す位置セットを特定できる。静電容量は、液面位置に対応する位置で最大の変化を示すため、上記によって特定された位置セットを成す2つの計測位置の間の位置に液面位置が存在すると推定でき、演算部80はこの推定に基づいて液面位置を検知できる。よって、液面位置センサ100は、適切に液面位置の検知を行うことができる。
According to this, based on the difference in capacitance, it is possible to identify a position set in which the value between two capacitances measured at adjacent measurement positions shows the maximum change. Since the capacitance shows the maximum change at the position corresponding to the liquid level position, it can be estimated that the liquid level position exists at the position between the two measurement positions forming the position set specified above, and the
容器102、及び、容器102の使用時に容器102が収納される収納庫201の少なくとも一方は、遮光性材料からなる。
At least one of the
これによれば、容器102又は容器102収納する収納庫201が遮光性材料からなるために液面位置の検知を静電容量に基づいて検知する場合にも、適切に液面位置の検知を行うことができる。
According to this, since the
計測部90は、複数の計測位置のそれぞれに対応する複数の電極106に電気的に接続される端子と、基準電極107に電気的に接続される基準端子92と、端子と基準端子92との間の静電容量を計測する計測器93と、を有する。
The measuring
これによれば、計測器93は、端子及び基準端子92の間の静電容量を計測することにより、間接的に電極106及び基準電極107の間の静電容量を計測することができる。
According to this, the measuring
容器102は、容器102を移動させる移動台に載置され、液面位置センサ100は、さらに、移動台が容器102を移動中に計測部90を駆動することで、複数の電極106と端子とを引き離し、かつ、基準電極107と基準端子92とを引き離す駆動部70を備える。
The
これによれば、計測器93と、電極106及び基準電極107との接続によって、当該接続に関与する各接続部分への負荷、及び、移動台による容器102の移動の制限が抑制される。したがって、移動台による容器102の移動と、移動台とは独立した計測器93による静電容量の計測とを両立することができる。
According to this, the connection between the measuring
端子は、複数の電極106のそれぞれに対応する複数の接続端子(例えば接続端子91a等)を含み、複数の接続端子のそれぞれは、対応する複数の電極106に同時に電気的に接続される。
The terminal includes a plurality of connection terminals (for example,
これによれば、複数の電極106それぞれの計測器93への電気的な接続が同時に行われ、複数の電極106の全てにおける静電容量の計測を、計測器93での静電容量の計測に律速させることができる。計測器93での静電容量の計測は、スイッチ素子により回路切り替え、又は、複数の計測器93による並行処理により、迅速に行うことができるため、静電容量の計測を迅速に行うことができる。
According to this, electrical connection to each of the measuring
複数の電極106のそれぞれは、導電線109に電気的に接続され、計測位置に対応する位置とは異なる位置で、導電線109を介して端子と電気的に接続される。
Each of the plurality of
これによれば、計測位置に対応する位置等において、電気的な接続に物理的又は電気的な障害が存在する場合等においても、適切に計測器93と電極106及び基準電極107との電気的な接続を実現できる。
According to this, even when there is a physical or electrical failure in the electrical connection at the position corresponding to the measurement position, etc., the measuring
複数の計測位置は、容器102の鉛直方向中央部よりも上側に位置する。
The plurality of measurement positions are located above the vertical center portion of the
これによれば、通常、容器102の鉛直方法中央部よりも上側の位置に設定される満状態の液面位置の検知を行うことができる。
According to this, it is possible to detect the liquid level position in a full state, which is usually set at a position above the central portion of the vertical method of the
複数の計測位置は、容器102の鉛直方向中央部よりも下側に位置する。
The plurality of measurement positions are located below the vertical center portion of the
これによれば、通常、容器102の鉛直方法中央部よりも下側の位置に設定される空状態の液面位置の検知を行うことができる。
According to this, it is possible to detect the liquid level position in an empty state, which is usually set at a position below the central portion of the vertical method of the
また、本実施の形態に係る液面位置検知方法は、壁部を有する容器に収容される液体の液面位置を検知する液面位置検知方法であって、互いに鉛直方向における位置が異なり、壁部に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極との間の静電容量を計測する計測ステップと、複数の計測位置における静電容量の差に基づいて、液面位置を検知する演算ステップと、を含む。 Further, the liquid level position detecting method according to the present embodiment is a liquid level position detecting method for detecting the liquid level position of the liquid contained in the container having a wall portion, and the positions in the vertical direction are different from each other, and the wall A measurement step for measuring the capacitance between the reference electrode and each of the plurality of measurement positions along the section, and a calculation step for detecting the liquid level position based on the difference in capacitance at the plurality of measurement positions. ,including.
これによれば、上記の液面位置センサ100と同様の効果を奏することができる。
According to this, the same effect as that of the liquid
また、本実施の形態に係るプログラムは、上記に記載の液面位置検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 Further, the program according to the present embodiment is a program for causing a computer to execute the liquid level position detecting method described above.
これによれば、コンピュータを用いて上記の液面位置検知方法と同様の効果を奏することができる。 According to this, the same effect as the above-mentioned liquid level position detection method can be obtained by using a computer.
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the embodiments have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments.
上記実施の形態に係る液面位置センサは、使用事例として自動分析装置200に適用された例を用いて説明したが、液面位置センサは、容器に液体が収容される用途であれば、あらゆる装置、システム等に適用可能である。
The liquid level position sensor according to the above embodiment has been described by using an example applied to the
また、図6Aにおいて説明した通り、容器の内部空間に収容される液体と気体との誘電率の差が十分あれば、電極アレイを接触させる必要はない。したがって、単なる容器に対して、駆動部などにより電極アレイを近接させて計測を行い、容器が移動する際には、電極アレイを退避させる構成としてもよい。 Further, as described with reference to FIG. 6A, if the difference in dielectric constant between the liquid and the gas contained in the internal space of the container is sufficient, it is not necessary to bring the electrode arrays into contact with each other. Therefore, the electrode array may be brought close to the simple container by a driving unit or the like for measurement, and the electrode array may be retracted when the container moves.
また、例えば、容器に電極が設けられている必要はなく、計測器に接続された探針を容器の壁部に沿って鉛直方向に走査させることで静電容量を連続的に計測し、現在の計測値と、連続する直前の計測値との差に基づいて液面位置が検知されてもよい。 Also, for example, it is not necessary for the container to be provided with electrodes, and the capacitance is continuously measured by scanning the probe connected to the measuring instrument in the vertical direction along the wall of the container. The liquid level position may be detected based on the difference between the measured value of the above and the measured value immediately before the continuation.
また、上記実施の形態では、液面位置センサは、単一の装置によって実現されたが、複数の装置として実現されてもよい。例えば、液面位置センサは、検知部に相当する単一の検知装置と、演算部に相当する演算装置(又はコンピュータ)とによって構成される液面位置検知システムとして実現されてもよい。液面位置センサが複数の装置によって実現される場合、液面位置センサが備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。 Further, in the above embodiment, the liquid level position sensor is realized by a single device, but may be realized as a plurality of devices. For example, the liquid level position sensor may be realized as a liquid level position detection system composed of a single detection device corresponding to a detection unit and a calculation device (or a computer) corresponding to a calculation unit. When the liquid level position sensor is realized by a plurality of devices, the components included in the liquid level position sensor may be distributed to the plurality of devices in any way.
例えば、上記実施の形態における装置間の通信方法については特に限定されるものではない。また、装置間の通信においては、図示されない中継装置(ブロードバンドルータなど含む)が介在してもよい。 For example, the communication method between the devices in the above embodiment is not particularly limited. Further, in the communication between the devices, a relay device (including a broadband router) (not shown) may intervene.
また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、上記実施の形態において、各動作例は、任意に組み合わされてよい。 Further, in the above embodiment, another processing unit may execute the processing executed by the specific processing unit. Further, the order of the plurality of processes may be changed, or the plurality of processes may be executed in parallel. Further, in the above embodiment, the operation examples may be arbitrarily combined.
また、上記実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Further, in the above embodiment, each component may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路(または集積回路)でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。 In addition, each component may be realized by hardware. For example, each component may be a circuit (or integrated circuit). These circuits may form one circuit as a whole, or may be separate circuits from each other. Further, each of these circuits may be a general-purpose circuit or a dedicated circuit.
また、本開示の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 In addition, the general or specific aspects of the present disclosure may be realized in a recording medium such as a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM. Further, it may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program and a recording medium.
例えば、本開示は、液面位置センサが実行する液面位置検知方法として実現されてもよいし、このような液面位置検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本開示は、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。 For example, the present disclosure may be realized as a liquid level position detection method executed by a liquid level position sensor, or may be realized as a program for causing a computer to execute such a liquid level position detection method. Further, the present disclosure may be realized as a computer-readable non-temporary recording medium in which such a program is recorded.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。 In addition, it is realized by applying various modifications to each embodiment that can be conceived by those skilled in the art, or by arbitrarily combining the components and functions of each embodiment within the scope of the purpose of the present disclosure. Also included in this disclosure.
本開示における液面位置センサは、容器内に収容された液体の液面位置の検知に用いられる液面位置センサとして広く使用される。 The liquid level position sensor in the present disclosure is widely used as a liquid level position sensor used for detecting the liquid level position of the liquid contained in the container.
70 駆動部
80 演算部
90 計測部
91a 接続端子
91b 接続端子
91c 接続端子
92 基準端子
93 計測器
100 液面位置センサ
101 試薬ラック
102 容器
103 壁部
104 液体
105 キャップ
106 電極
106a 第1電極
106b 第2電極
106c 第3電極
107 基準電極
108 内部空間
109、109a、113、113a 導電線
111 接点
111a 第1接点
111b 第2接点
111c 第3接点
112 基準接点
114 ガード電極
115 フィルム
120、120a 電極アレイ
200 自動分析装置
201 収納庫
202 分析部
S1 仮想面
S2 仮想面
70
Claims (11)
互いに鉛直方向における位置が異なり、前記壁部に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極との間の静電容量を計測する計測部と、
前記複数の計測位置における前記静電容量の差に基づいて、前記液面位置を検知する演算部と、を備える
液面位置センサ。 A liquid level position sensor that detects the liquid level position of a liquid contained in a container having a wall portion.
A measurement unit that measures the capacitance between the reference electrode and the measurement unit at each of the plurality of measurement positions along the wall portion, which have different positions in the vertical direction from each other.
A liquid level position sensor including a calculation unit for detecting the liquid level position based on the difference in capacitance at the plurality of measurement positions.
前記複数の計測位置の中の隣接する2つの計測位置からなる位置セットのうち、2つの計測位置のそれぞれにおいて計測された前記静電容量の差が最大となる位置セットを特定し、
前記鉛直方向において、特定した位置セットの2つの計測位置に挟まれる位置を前記液面位置として検知する
請求項1に記載の液面位置センサ。 The arithmetic unit
Among the position sets consisting of two adjacent measurement positions in the plurality of measurement positions, the position set having the maximum difference in the capacitance measured at each of the two measurement positions is specified.
The liquid level position sensor according to claim 1, wherein a position sandwiched between two measurement positions of the specified position set in the vertical direction is detected as the liquid level position.
請求項1又は2に記載の液面位置センサ。 The liquid level position sensor according to claim 1 or 2, wherein at least one of the container and the storage in which the container is stored when the container is used is made of a light-shielding material.
前記複数の計測位置のそれぞれに対応する複数の電極に電気的に接続される端子と、
前記基準電極に電気的に接続される基準端子と、
前記端子と前記基準端子との間の静電容量を計測する計測器と、を有する
請求項1~3のいずれか一項に記載の液面位置センサ。 The measuring unit
Terminals that are electrically connected to a plurality of electrodes corresponding to each of the plurality of measurement positions, and
A reference terminal electrically connected to the reference electrode and
The liquid level position sensor according to any one of claims 1 to 3, comprising a measuring instrument for measuring a capacitance between the terminal and the reference terminal.
前記液面位置センサは、さらに、前記移動台が前記容器を移動中に前記計測部を駆動することで、前記複数の電極と前記端子とを引き離し、かつ、前記基準電極と前記基準端子とを引き離す駆動部を備える
請求項4に記載の液面位置センサ。 The container is placed on a moving table for moving the container, and the container is placed on a moving table.
The liquid level position sensor further separates the plurality of electrodes from the terminal by driving the measuring unit while the moving table is moving the container, and the reference electrode and the reference terminal are separated from each other. The liquid level position sensor according to claim 4, further comprising a drive unit for pulling away.
前記複数の接続端子のそれぞれは、対応する前記複数の電極に同時に電気的に接続される
請求項5に記載の液面位置センサ。 The terminal includes a plurality of connection terminals corresponding to each of the plurality of electrodes.
The liquid level position sensor according to claim 5, wherein each of the plurality of connection terminals is electrically connected to the corresponding plurality of electrodes at the same time.
導電線に電気的に接続され、
前記計測位置に対応する位置とは異なる位置で、前記導電線を介して前記端子と電気的に接続される
請求項4~6のいずれか一項に記載の液面位置センサ。 Each of the plurality of electrodes
Electrically connected to the conductive wire,
The liquid level position sensor according to any one of claims 4 to 6, which is electrically connected to the terminal via the conductive wire at a position different from the position corresponding to the measurement position.
請求項1~7のいずれか一項に記載の液面位置センサ。 The liquid level position sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of measurement positions are located above the central portion in the vertical direction of the container.
請求項1~7のいずれか一項に記載の液面位置センサ。 The liquid level position sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of measurement positions are located below the central portion in the vertical direction of the container.
互いに鉛直方向における位置が異なり、前記壁部に沿う複数の計測位置のそれぞれにおいて、基準電極との間の静電容量を計測する計測ステップと、
前記複数の計測位置における前記静電容量の差に基づいて、前記液面位置を検知する演算ステップと、を含む
液面位置検知方法。 It is a liquid level position detecting method for detecting the liquid level position of a liquid contained in a container having a wall portion.
A measurement step for measuring the capacitance between the reference electrode and each of the plurality of measurement positions along the wall portion, which are located at different positions in the vertical direction from each other.
A liquid level position detecting method including a calculation step for detecting the liquid level position based on the difference in capacitance at the plurality of measurement positions.
プログラム。 A program for causing a computer to execute the liquid level position detecting method according to claim 10.
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| CN116558604A (en) * | 2023-05-24 | 2023-08-08 | 深圳曦华科技有限公司 | Liquid level detection device, system, device, method, medium and product |
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