CN102084257A - 分配装置 - Google Patents

Abstract

提供的是一种能够可靠地去除气泡的分配装置。在该分配装置中，通过供水泵将脱气水供给到管道的内部直到分配管嘴的前端附近。关闭在分配泵附近配置的供水阀，以形成脱气水空间，在所述脱气水空间处分配管嘴的前端侧是开放的。对脱气水空间操作分配泵，以使用分配管嘴执行抽吸和排出动作。分配装置包括用于维持真空状态的真空单元，真空单元经由供水阀连接到该脱气水空间。当要去除脱气水空间中的气泡时，通过打开转换阀，真空单元和连接的配管成为连通状态，从而使该脱气水空间成为真空状态。

Description

分配装置

技术领域

本发明涉及用于分配包含分析物或试剂的液体样品的分配装置。

背景技术

通常，用于分配包含分析物或试剂的液体样品的分配装置，通过操作分配泵排出配管内的液体，例如，吸引或排出液体以便从连接到配管的分配管嘴中吸引液体样品以将吸引的液体样品排出到预定位置，这样来执行分配。

但是，当为了维护等而更换部件时，有时，微量的气泡被混合到配管中，并且气泡附着在收容液体的汽缸的内部或者附着在调整汽缸的加压/减压的活塞的表面上。在这种情况下，在气泡被附着的状态下分配液体样品导致将被分配的液体样品量的变化性，从而导致分配准确度降低的问题。

为了解决该问题，已知一种分配装置，其使液体流动以便在从汽缸的注入口到汽缸的排出口的方向上绕着活塞转动以在汽缸中产生旋回流，并且通过产生的旋回流去除附着在汽缸的内部以及活塞的表面上的气泡(参考文献1)。

参考文献1：日本特开第2006-343246号公报

发明内容

本发明要解决的问题

但是，在通过在汽缸的内部的液体中产生旋回流来去除气泡的分配装置中，存在不能去除附着在汽缸的内部的角落中的气泡，特别是不能去除进入汽缸和活塞之间的气泡的问题。

鉴于上述问题作出本发明，本发明的目的是提供一种能够可靠地去除气泡的分配装置。

解决问题的手段

为了解决上述问题并实现该目的，本发明的一种分配装置，包括连接到配管的分配泵，配管连接在分配管嘴和供水泵之间；通过供水泵将脱气水供给到配管中以填充所述分配管嘴直到分配管嘴的前端附近；关闭在分配泵附近配置的供水阀，以形成脱气水空间，在脱气水空间处分配管嘴的前端侧是开放的；以及对脱气水空间操作分配泵，以通过分配管嘴执行抽吸和排出动作，其中分配装置包括经由转换阀连接到脱气水空间的用于维持负压状态的真空单元，当要去除脱气水空间中的气泡时，打开转换阀以使脱气水空间成为负压状态。

并且，在上述本发明的分配装置中，供水阀具有转换阀的功能，并且真空单元被连接到供水阀。

并且，在上述本发明的分配装置中，真空单元填满有预先设定成负压状态的脱气水。

本发明的效果

在根据本发明的分配装置中，分配泵被连接到配管，配管连接在分配管嘴和供水泵之间；通过供水泵将脱气水供给到配管中，以填满直到分配管嘴的前端附近；关闭在分配泵附近配置的供水阀，以形成脱气水空间，在脱气水空间处分配管嘴的前端侧是开放的，配置用于经由转换阀对形成的脱气水空间维持负压状态的真空单元，当要去除脱气水空间中的气泡时，打开转换阀以使脱气水空间成为负压状态，从而获得气泡的体积增大以容易地去除脱气水空间中的气泡的效果。

附图说明

图1是显示根据实施例1的分配装置的结构的方框图。

图2是显示通过实施例1的转换处理部的转换过程的流程图。

图3是显示根据实施例2的分配装置的结构的方框图。

图4是显示通过实施例2的转换处理部的转换过程的流程图。

图5是显示气泡判定部的结构的方框图。

图6是显示由压力传感器检测的配管中的脱气水的压力波形的波形图。

图7是当配管中的脱气水中不存在气泡时的压力波形的放大示意图。

图8是当配管中的脱气水中存在许多气泡时的压力波形的放大示意图。

图9是说明当配管中的脱气水中不存在气泡时的判定处理的说明图。

图10是说明当配管中的脱气水中存在许多气泡时的判定处理的说明图。

图11是显示通过气泡判定部对配管中存在或者不存在气泡的判定处理过程的流程图。

参考数字的说明

1        分配装置

11       分配管嘴

12       管嘴驱动部

13               分配泵

13a，24a，53a    活塞

14               活塞驱动部

15，21，22，23，52    配管

16               压力传感器

17，50           供水阀

19               供水泵

20               箱

24，53           真空单元

25，54           止动器

30               控制机构

31               控制部

32               输入部

33               气泡判定部

33a              处理部

33b              检测部

33c              计算部

33d              判定部

34，37           转换处理部

35               存储部

36               输出部

40               分析物容器

40a              分析物

41               反应室

42               清洗室

55               转换阀驱动部

Wa               脱气水

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的分配装置的较佳实施例。注意，本发明不局限于该实施例。相同的数字被赋予附图的说明中的同一部分。

实施例1

图1是显示本发明的实施例1的分配装置的结构的方框图。图1中的分配装置1例如通过吸引包含分析物或者试剂的液体样品并排出吸引的液体样品来执行分配。如图1所示，分配装置1包括分配管嘴11、分配泵13、压力传感器16、供水阀17、供水泵19、真空单元24和控制机构30。

分配管嘴11包括用不锈钢等以直管的形式形成的部件；并且分配管嘴11通过管嘴驱动部12在图中由箭头X所示的水平方向和由箭头Y所示的垂直方向上移动。并且，对应于位置P1、位置P2和位置P3的位置，分别配置包含分析物40a的分析物容器40、排出分析物40a的反应室41和排出脱气水Wa的清洗室42。

分配泵13用注射泵实现，并且通过活塞驱动部14操作活塞13a的吸引和排出。另外，根据来自控制部31的信息，控制活塞驱动部14，以限制活塞13a的吸引和排出的操作等。并且，分配泵13通过配管15被连接到分配管嘴11和供水阀17。

压力传感器16检测配管15内的压力，并作为压力信号被输出到控制部31。

供水阀17用三通阀实现，其每个口被连接到配管15以及被连接到配管21和配管23。更详细地，在供水阀17中，其A端被连接到配管15、其B端被连接到配管21以及其C端被连接到配管23；并且通过供水阀驱动部18，各端被打开或关闭。

供水泵19吸引存储在箱20中的脱气水Wa，经由配置在分配泵13和供水泵19之间的供水阀17将该脱气水Wa供给到配管15中。另外，配管22被连接到供水泵19；配管22的另一端被连接到用于收容脱气水Wa的箱20。这里，脱气水Wa是不可压缩的液体，诸如脱气的离子交换水或蒸馏水等。

真空单元24用注射泵实现，对填满在配管15中的脱气水Wa施加的压力为负压状态。真空单元24将脱气水Wa预先填满到配管23中，以随着用于填满脱气水Wa的真空单元24的活塞24a的吸引操作的完成，使用止动器25固定活塞24a，止动器25由间隔物实现。通过止动器25，配管23内的脱气水Wa被设定成负压状态。

然后，说明控制机构30。控制机构30包括控制部31、输入部32、气泡判定部33、转换处理部34、存储部35和输出部36。管嘴驱动部12、活塞驱动部14、压力传感器16、供水阀驱动部18、供水泵19以及控制机构30包括的各个部件被连接到控制部31。

控制部31由CPU实现，以控制分配装置1的各个部分的处理和操作。控制部31对输入到这些部件每一个中的信息执行预定的输入/输出控制，并且对该信息执行预定的信息处理。

输入部32用键盘、鼠标和包括输入/输出功能的接触面板等实现，以从外部获得分配分析物所需的指令信息等。另外，输入部32经由通信网络(未显示)获得对控制部31的指令信息以传输信息。

气泡判定部33基于压力传感器16输出的压力信号检测配管15内的压力，以基于检测的压力波形判定配管15内是否存在气泡。

转换处理部34基于操作者输入到输入部32的信息，经由控制部31控制供水阀驱动部18，以执行供水阀17的打开/关闭操作和配管连接的转换处理。

存储部35由硬盘和存储器实现，硬盘用于磁性地存储信息，存储器用于从硬盘加载和电存储当分配装置1执行处理时处理所需的各种程序。另外，存储部35可以包括能够读取诸如CD-ROM、DVD-ROM、PC卡等存储介质上的存储信息的辅助存储器装置。

输出部36用显示器、打印机、扬声器等实现，以输出各种信息。当气泡判定部33判定配管15内存在气泡时，输出部36输出配管15内存在气泡。

如此构成的分配装置1在控制部31的控制下通过供水泵19从箱20中供给脱气水Wa，以用脱气水Wa填满从分配管嘴11到供水阀17之间的空间。然后，分配装置1关闭供水阀17并通过活塞驱动部14操作活塞13a的抽出，以将预定量的脱气水Wa排出到配置在位置P3处的清洗室42。之后，通过利用活塞驱动部14吸引和抽出活塞13a，分配装置1吸引配置在位置P1处的分析物容器40内的分析物40a，以便将该分析物40a排出到配置在位置P2处的反应室41。从而，完成用于将一个分析物40a从分析物容器40分配到反应室41的一系列分配操作。另外，当分析物40a在分配管嘴11的前端部处被吸引或排出时，由于在分析物40a和脱气水Wa之间存在空气层，因此分析物40a不与脱气水Wa混合。

然后，当在分配装置1中例如为了维护等而更换分配泵13时，气泡可以存在于充满脱气水Wa的配管15内。在这种情况下，转换处理部34通过驱动供水阀驱动部18打开供水阀17的A端和C端，以将配管15和配管23转换至连通状态。通过该转换，真空单元24中填满的负压的脱气水Wa致使施加到配管15中填满的脱气水Wa的压力为负的，从而使得脱气水Wa在分配管嘴11的相反方向上回流。由于该逆流，各气泡的体积因负压而增大，因此容易剥离附着在分配泵13上的气泡。之后，通过使从分配泵13剥离的气泡与供水泵19供给的脱气水Wa一起从分配管嘴11排出，从而去除配管15内的气泡。

现在参照图2中所示的流程图，对于去除配管15内的气泡的情况，说明由转换处理部34执行的转换处理过程。在图2中，首先，转换处理部34基于操作者输入到输入部32中的信息，经由控制部31驱动供水阀驱动部18，以执行从供水阀17的A端、B端和C端全关闭状态到打开A端和C端的转换，以将配管15和连接到真空单元24的配管23转换到连通状态(步骤S101)。从而，如上所述，真空单元24的负压状态在配管15内起作用。

之后，转换处理部34经由供水阀驱动部18关闭供水阀17的C端，并且打开B端，以便执行用于将配管15和配管21转换到连通状态(步骤S102)。

然后，驱动供水泵19以将脱气水Wa供给到配管15中，并且执行与脱气水Wa一起从分配管嘴11排出被剥离的气泡的排出处理(步骤S103)。

随后，转换处理部34经由控制部31获得由气泡判定部33作出的判定结果(步骤S104)，以判定气泡判定部33是否已经判定配管15中存在气泡(步骤S105)。如果气泡判定部33判定配管15中存在气泡(步骤S105：是)，则处理返回到步骤S101，并且重复上述步骤S101到步骤S104的转换和排出处理，直到判定配管15中不存在气泡。另一方面，当气泡判定部33判定配管15中不存在气泡时(步骤S105：否)，本处理结束。

实施例1可以利用包括真空单元24的简单结构，可靠地去除进入到配管15中的气泡，真空单元24用于经由供水阀17保持配管15中的负压状态，真空单元24的负压状态在配管15中起作用。

实施例2

然后，说明本发明的实施例2。在上述实施例1中，真空单元24经由供水阀17被连接到配管15中；但是，在本发明的实施例2中，真空单元53经由转换阀51被连接到配管15。

图3是显示本发明的实施例2的分配装置的结构的方框图。如图3所示，在实施例2中，真空单元53与实施例1中的类似，在分配泵13和供水阀50之间经由转换阀51被连接到配管15，并且真空单元53的负压状态在配管15中起作用。转换阀51用电磁阀实现并且被连接到配管15和配管52。更详细地，转换阀51的F端被连接到配管15，并且转换阀51的G端被连接到配管52。另外，供水阀50用电磁阀实现，供水阀50的D端被连接到配管15并且供水阀50的E端被连接到配管21。同样，转换处理部37经由控制部31，基于操作者输入到输入部32的信息，控制供水阀驱动部18和转换阀驱动部55，以执行供水阀50和转换阀51的打开/关闭操作以及配管的连接转换处理。

现在，参照图4中显示的流程图，说明在从配管15中去除气泡的情况下，利用转换处理部37的转换处理过程。在图4中，首先，基于操作者输入到输入部32的信息，经由控制部31，转换处理部37驱动供水阀驱动部18，以关闭供水阀50的阀门(步骤S201)，并且驱动转换阀驱动部55，以打开转换阀51的阀门以及将配管15和连接到真空单元53的配管52转换到连通状态(步骤S202)。通过该转换，真空单元53的负压状态在配管15中起作用。

随后，转换处理部37驱动转换阀驱动部55，以关闭转换阀51的阀门(步骤S203)，并且驱动供水阀驱动部18，以打开供水阀50的阀门以及将配管15和配管21转换到连通状态(步骤S204)。

然后，驱动供水泵19以将脱气水Wa供给到配管15中，并且执行排出处理，与脱气水Wa一起从分配管嘴11排出被剥离的气泡(步骤S205)。

随后，转换处理部37经由控制部31获得由气泡判定部33作出的判定结果(步骤S206)，以判定气泡判定部33是否已经判定配管15中存在气泡(步骤S207)。如果气泡判定部33判定配管15中存在气泡(步骤S207：是)，则处理返回到步骤S201，并且重复上述步骤S201和步骤S206之间的转换和排出的处理，直到判定配管15中不存在气泡。另一方面，当气泡判定部33判定配管15中不存在气泡时(步骤S207：否)，本处理结束。

在实施例2中，由于真空单元53可以经由转换阀51连接到配管15，而不必固定真空单元53的连接位置，因此除了增加分配装置1的设计的自由度之外，还可以确实地去除存在于配管15中的气泡。

现在，详细说明上述实施例1和2中使用的气泡判定部33。如图5所示，气泡判定部33具有处理部33a、检测部33b、计算部33c和判定部33d。处理部33a放大从压力传感器16输出的压力信号；基于放大的压力信号，执行到数字信号的转换处理，具体地由A/D转换器实现。检测部33b从通过处理部33a转换成数字信号的压力信号中检测配管15中的压力。计算部33c计算各个压力波形的倾斜度，在各个压力波形中，由检测部33b检测的压力信号表示的压力波形沿着时间轴被分成多个部分。基于其中由检测部33b计算的倾斜度超出不存在气泡的规定的倾斜度的范围的部分的数目，判定部33d判定配管15中是否存在气泡。

然后，参照图6，说明由压力传感器16检测的配管15内的压力波形。该压力波形W是当分配装置1分配分析物时由压力传感器16的输出电压表示的配管15内的压力变化。在图6中，横轴表示时间(秒)；左纵轴表示由压力传感器16输出的压力信号的输出电压(V)；以及右纵轴表示从控制部31输出到活塞驱动部14的驱动分配泵13内的活塞13a的驱动信号S的驱动电压(V)。

如图6所示，压力波形W依次表示用于清洗分配管嘴11的内部的压力波形W1，用于排出脱气水Wa的压力波形W2，当预定量的空气被吸引到分配管嘴11的前端中时的波形W3，当预定量的分析物被吸引到分配管嘴11中时的波形W4，当排出被吸引到分析物容器40、稍微超过分析所需要的量的分配管嘴11中的余量时的波形W5，以及当将分配管嘴11中的吸引的分析物排出到反应室41时的波形W6。

这里，图7是示意性放大的压力波形W2，并且描绘了在配管15中的脱气水Wa中不存在气泡的情况。在这种情况下，在波形中形成两个大的波峰。相反，如果在脱气水Wa中存在气泡，由于压力传输率因气泡而减小，因此气压变化变慢；所以，如图8中所示的波形W21，压力波形W2仅形成一个大的波峰。图中所示的压力波形W21表示当残留在脱气水Wa中的气泡的量是大的情况；当气泡的量减少时，波形接近图7中显示的压力波形W2。

因此，在气泡判定部33中，如图9所示，压力波形W2的区间在时间轴上被分成多个部分A1-A8，然后在各个区间A1-A8中，将没有气泡的波形W2的基准倾斜度K1-K8和由压力传感器16检测的压力波形的各个区间的倾斜度相比较，并且对倾斜度超出各个基准倾斜度K1-K8预定倾斜度范围的区间的数目进行计数；如果计数值是一个以上，则判定配管15中存在气泡。

具体地，如图9所示，设定与不存在气泡的压力波形W2相对应的由预定的采样时间点t1-t9划分的区间A1-A8，并且设定与不存在气泡的压力波形W2相对应的各个区间A1-A8的基准倾斜度K1-K8。这些采样时间点t1-t9较佳的是，例如，对应于压力波形W2的相对最大点或相对最小点。由压力传感器16获得的压力信号通过处理部33a被转换成数字压力电压值，并且检测部33b对各个采样时间点t1-t9检测压力电压值C1-C9，而且计算部33c计算各个区间A1-A8的倾斜度KK1-KK8。例如，通过公式KK1＝(C2-C1)/(t2-t1)计算区间A1的倾斜度KK1。

判定部33d从各个倾斜度KK1-KK8中减去各个基准倾斜度K1-K8；如果减法结果在预定的绝对值的范围之内，则作出“○”的判定；并且如果减法结果在预定的绝对值的范围之外，则作出“×”的判定。当判定的“×”的数目是一个以上时，判定配管15中存在气泡。例如，在图9中，所有的区间A1-A8都被判定为“○”，因此，输出配管15中不存在气泡的判定。另一方面，在图10中，区间A3-A6的判定为“×”，那么由于判定的“×”是一个以上，因此输出配管15中存在气泡的判定。

这里，参照图11中显示的流程图，说明通过气泡判定部33判定配管15内是否存在气泡的判定处理过程。在图11中，首先，分配装置1在分析装置竖起的分配开始之前检查的时候，在控制部31的控制下，驱动分配泵13，并从其内部已经被清洗的分配管嘴11中，将脱气水Wa排出到位于位置P3处的清洗室42。在这种情况下，处理部33a将由压力传感器16检测的压力波形转换成数字信号，并且检测部33b基于该转换的数字信号检测压力波形(步骤S301)。

随后，计算部33c基于由检测部33b检测的压力波形计算各个区间A1-A8的各个倾斜度(步骤S302)。然后，判定部33d将为各个区间A1-A8计算的各个倾斜度KK1-KK8与预先获得的不存在气泡时的基准倾斜度K1-K8比较；基于倾斜度KK1-KK8超出预先获得的基准倾斜度K1-K8预定范围的区间的数目，判定配管15中是否存在气泡(步骤S303)。具体地，如果倾斜度KK1-KK8在预定范围之外的区间的数目是一个以上，则判定配管15中存在气泡。如果判定不存在气泡(步骤S303：否)，则本处理结束。在这种情况下，判定部33d可以经由控制部31将表示配管15中没有气泡的显示等输出到输出部36。在该判定处理完成时，分配装置1开始包含分析物或试剂的液体样品的分配。

另一方面，如果判定存在气泡(步骤S303：是)，则判定部33d判定气泡抽吸的次数是否少于设定的次数(步骤S304)。如果气泡抽吸的次数大于或等于设定的次数(步骤S304：否)，则情况是气泡混入配管15中而不管气泡抽吸操作，因此处理转入步骤S305以报告异常(步骤S305)，然后判定部33d经由控制部31将表示配管15内存在气泡的显示等输出到输出部36。

相反，如果气泡抽吸的次数未超过预定的次数(步骤S304：是)，执行气泡抽吸处理(步骤S306)。通过将控制信号输出到供水阀驱动部18以打开阀门，并驱动供水泵19以将箱20中的脱气水Wa供给到配管15，来执行气泡抽吸处理。采用该气泡抽吸处理，配管15中存在的气泡与脱气水Wa一起被排出到清洗室42。然后，返回到步骤S301，判定部33d重复上述对配管15中是否存在气泡的判定处理。

由于气泡判定部33仅需要使用压力传感器16检测配管15内部的压力，因此容易在分配之前判定配管15中是否存在气泡。结果，可以缩短因以低准确度进行分配而执行再检查等的时间；从而可以获得分析时间上的减少。

另外，当判定“×”的数目是一个以上时，气泡判定部33判定配管15中存在气泡；但是，对此没有限制，依据存在气泡的压力波形和不存在气泡的压力波形之间的差量，可以改变“×”的判定的数目。

另外，气泡判定部33设定用于判定“○”或“×”的预定的倾斜度范围；但是，代替该倾斜度范围，可以依据各个区间A1-A8的倾斜度是正的还是负的来判定。例如，假定区间A1的基准倾斜度K1是“正的”，如果倾斜度KK1是“正的”，则作出“○”的判定，而如果倾斜度KK1是“负的”，则作出“×”的判定。由此，通过判定部33使判定处理简单化。

并且在气泡判定部33中，区间A1-A8具有相同的时间区间；但是，对此没有限制，根据不存在气泡的压力波形，各个区间A1-A8的时间区间可以是不同的。

并且在气泡判定部33中，基于排出脱气水Wa时的压力波形W2，执行是否存在气泡的判定；但是，对此没有限制，可以基于配管15内其它的压力波形执行是否存在气泡的判定。

现在，在上述实施例1和2中，较佳的是，在通过真空单元24或真空单元53使得施加到配管15中的脱气水Wa的压力为负的之后，操作者移除止动器25或止动器54，然后移动活塞24a或活塞53a以执行脱气水Wa的抽吸和排出动作。通过执行该抽吸和排出动作，由于脱气水Wa在配管15内移动，因此可以将附着在配管15和分配泵13内的体积已经增大的气泡可靠地剥离到脱气水Wa中。

另外，在上述实施例1和2中，较佳的是，当配管15的内部通过真空单元24或真空单元53被加压成负的时，固定活塞13a。通过固定活塞13a，可以确保配管15和分配泵13内的负压。

同时，在上述实施例1和2中，当在长时间停止分配操作之后重新开始分配时，由于在配管内可以因环境温度、大气压、微小泄漏等而存在气泡，因此，较佳的是，当重新开始分配时，执行上述的气泡去除处理。

工业实用性

如上所述，本发明的分配装置有利于可靠地去除气泡。

Claims (3)

1.一种分配装置，其特征在于，分配泵被连接到配管，所述配管连接在分配管嘴和供水泵之间；通过所述供水泵将脱气水供给到所述配管中，以填充所述分配管嘴直到所述分配管嘴的前端附近；关闭在所述分配泵附近配置的供水阀，以形成脱气水空间，在所述脱气水空间处分配管嘴的前端侧是开放的；并且对所述脱气水空间操作所述分配泵，以通过所述分配管嘴执行抽吸和排出动作，其中所述分配装置包括用于维持负压状态的真空单元；所述真空单元经由转换阀被连接到所述脱气水空间，当要去除所述脱气水空间中的气泡时，打开所述转换阀以使所述脱气水空间成为负压状态。

2.如权利要求1所述的分配装置，其特征在于，所述供水阀具有所述转换阀的功能，并且所述真空单元被连接到所述供水阀。

3.如权利要求1或2所述的分配装置，其特征在于，所述真空单元填满有预先设定成负压状态的所述脱气水。

Images