JP5136593B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、分析装置に関し、詳しくは、測定モジュール構造で各種データのバックアップが行える分析装置の小型化に関するものである。

分析装置の一種に、特許文献１に記載されているように、複数台の分析測定モジュールユニットと主操作部ユニットと副操作部ユニットがネットワークを介して接続されたものがある。

図６は、特許文献１に記載されている分析装置の一例を示すブロック図である。図６において、複数台の分析測定モジュールユニット１，２と主操作部ユニット３と副操作部ユニット４がネットワークＮＷを介して互いに接続されている。副操作部ユニット４にはバックアップ用のデータベースが設けられ、分析測定モジュールユニット１，２には復旧後のデータベースの完全性を確認するための符号が設けられている。

分析測定モジュールユニット１，２は、検体を反応容器に分注する分注機構、反応容器に試薬を注入する試薬分注機構、反応容器内の混合液を撹拌する撹拌機構、反応容器内の混合液の吸光度を測定する多波長光度計、使用した反応容器を洗浄する洗浄機構などで構成されている。

すなわち、分析測定モジュールユニット１，２は、反応容器で検体と試薬を混合し、その混合液を多波長光度計により各分析項目に応じた波長で吸光度測定することにより検体の分析を行う。

主操作部ユニット３と副操作部ユニット４は、検体ごとに依頼された分析項目の入力、分析のスタート・ストップの指示、分析測定モジュールユニット１，２にアラームが発生したときの内容の画面表示など、分析測定モジュールユニット１，２とのマンマシンインタフェースとして使用する。

主操作部ユニット３になんらかの異常が発生してその処理を正常にできなくなると、副操作部４を操作部として使用できるように設定変更し、主操作部３が行っていた処理を副操作部４が主操作部３に代わって行うことにより、副操作部４の設定変更を行うなどの間自動分析装置１，２の検体分析などの処理を停止させるだけで分析測定モジュールユニット１，２を使用することができ、このシステムの信頼性向上が図れる。

また、いずれかの操作部ユニットたとえば副操作部４をサービスプロセッサとして、分析測定モジュールユニット１，２の定期点検を行うために必要な定期情報や分析測定モジュールユニット１，２の障害情報などの稼働状況データを蓄積し、公衆回線などを介して稼働情報解析センタ５に分析測定モジュールユニット１，２の稼働状況を転送したり、主操作部３に異常が発生したという障害情報を転送することができる。

さらに、装置の通算通電時間などに基づいて有寿命部品が寿命に達しつつあることを判定でき、稼動情報解析センタ５で吸い上げた情報を元にユーザに対して予防保全のための事前の部品交換を推奨できる。この有寿命部品にはデータベースを保持するハードディスク、フラッシュＲＯＭなどの媒体も含む。

分析測定モジュールユニット１，２は、濃度や活性値などに変換するための検量線に基づき測定した反応液の吸光度や吸光度変化量から検体の濃度を算出し報告する。検量線情報は、装置や試薬の状態に応じて変動するため、ある程度の期間が開いてしまったものは使用できない。また、試薬との整合性をとることも重要である。分析測定モジュールユニット１，２においては、現時点での検量線情報、試薬状態を正しく認識することが必要である。

データベースを保持する媒体が故障して修理後にデータベースを再構築する際に、故障直前までのデータベースが復元可能であれば、試薬登録動作やキャリブレーション動作を実行する必要性はない。これらのデータベースの再構築に要する時間は、データベースのミラーリングを常時行い復旧を可能にしておくことにより短縮できる。なお、ミラーリングにあたり、システム内にサーバーを追加することなく既存のシステム内で行うようにする。

データベースが主操作部ユニット３あるいは分析測定モジュールユニット１に設けられているいずれの場合においても、分析測定モジュール１，２は分析毎に測定結果と試薬使用量情報を、それらのデータベースを保持するユニットおよびサービスプロセッサである副操作部４に送信する。

副操作部４は、主操作部３と同一の処理で、主操作部３上のデータベース全体あるいは選択したものを内部に構築しておく。データの整合性をとるために、装置起動時やリセット動作時など通信負荷の小さい時に副操作部４上にミラーする。

復旧時のデータに誤りがないことを確立する必要があるため、装置データベースから副操作部４に送られるデータには、データの信頼性を保つためのチェックデジットなど、データベースの故障タイミングを特定するために通信を行ったタイミングでタイムスタンプを付加し、データベースを保持する装置では最新のタイムスタンプを不揮発性メモリなどに保存する。なお、システムが保持している時刻データは必ずしも一致しないので、時刻データのずれを補うための通信回数のような情報もこのタイムスタンプには含まれる。

なお、このタイムスタンプ情報は通信を行った際のものであることから、通信後に試薬が分注されたか、新規の検量線データが作成されたかどうかの判別をつけるため、装置の不揮発メモリに格納したタイムスタンプ情報には通信後に発生しバックアップ用データベース側に送られていないデータも付加する。

装置のソフトウエアはデータベースの復旧時にデータベースの復旧動作であることを把握しており、タイムスタンプを比較して以下のような処理を行う。

バックアップしたデータベースと装置側のタイムスタンプが一致した場合には、正常にバックアップのデータベースを更新した直後に装置のデータベースを保持する媒体が故障したことになる。この場合、バックアップされたデータベースには信頼性があるので、バックアップされたデータベースを装置上の新しいデータベースを保持する媒体上にコピーする。通信後に発生したデータの有無を装置の不揮発性メモリ上のタイムスタンプ情報に基づいて確認し、新規データがあればこれを反映させる。

バックアップのデータベースのタイムスタンプが装置側より新しい場合は、ソフトウエアの処理上何らかの不具合が発生しているので、バックアップのデータベースを装置上の新しい媒体上にコピーすることはできない。この場合は、発生した障害がデータベースを保持する媒体のハード的な故障によるものではなくソフトウエア処理の誤りによることが想定されるので、その旨をエラー情報として出力する。

バックアップのデータベースのタイムスタンプが装置側より古い場合は、装置が通信不能となってから媒体が故障した、ネットワーク上で何らかの障害が発生した、バックアップのデータベース側で何らかの障害が発生したなどの可能性がある。

タイムスタンプずれの間の動作を全ての場合にわたって装置上の不揮発メモリに記憶しておくことは困難なため、バックアップのデータベースを装置上の新しい媒体上にコピーするものの、タイムスタンプずれの間に発生した試薬消費や検量線情報の補正をユーザに対して促す。

特開２００２−９０３６９号公報

しかし、図６の構成によれば、操作部の冗長化が図られるとともにデータベースのバックアップも実現されているものの、装置の小型化は困難である。

本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、分析装置の小型化を図るとともに、前記本体ハウジングや分析測定モジュールを交換しても設定や校正をやり直すことなく交換前の状態で使用できるモジュール構造の分析装置を提供することにある。

このような課題を達成する請求項１の発明は、
本体ハウジング内部の本体回路部が実装されたプリント基板に測定モジュールが交換可能な状態で固定されたモジュール構造の分析装置において、
前記本体ハウジングの前面にはタッチパネル型の表示部が前面から操作できるように組み込まれ、
前記本体ハウジングおよび測定モジュールにはそれぞれに固有のユニークなＩＤが割り当てられるとともに、それぞれに割り当てられている固有のユニークなＩＤとバックアップすべき設定データおよび校正データを格納保持するメモリが設けられ、前記本体回路部と測定モジュールの少なくともいずれかには一方から他方に固有のＩＤを問い合わせてあらかじめ登録されているＩＤと一致するか否かを確認してあらかじめ登録されているＩＤと一致しない場合にはバックアップモードに移行して前記本体ハウジングと前記測定モジュールのいずれをバックアップ対象とするかを選択するバックアップ画面を前記表示部に切り替え表示するＩＤ確認手段と、前記バックアップ画面で選択されたバックアップ対象のメモリに自身のメモリに格納されている設定データおよび校正データを転送するデータ転送手段が設けられ、
前記本体回路部には外部との間で各種信号の授受を行う通信部、
が設けられたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の分析装置において、
前記通信部は２線式伝送路を介して外部との間で各種信号の授受を行うことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載の分析装置において、
前記通信部は２線式伝送路を介して外部との間で各種信号の授受を行うことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の分析装置において、
前記分析装置はデジタルバスを介して計器室と接続されていることを特徴とする。

これらにより、本体ハウジングや分析測定モジュールを交換した場合には設定データおよび校正データのバックアップが実行されるので、設定や校正をやり直すことなく交換前の状態で使用できる小型でモジュール構造の分析装置が実現できる。

本発明の一実施例の外観図である。 本発明の一実施例を示すブロック図である。 本体メモリ１５の説明図である。 分析装置の電源投入時の動作の流れを説明するフローチャートである。 表示部１２のバックアップ画面例図である。 従来の分析装置の一例を示すブロック図である。

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の外観図、図２は本発明の一実施例を示すブロック図である。これら各図において、本体ハウジング１０は前面が開口された防水構造の箱型に形成されていて、その前面には前面パネル１１が防水構造になるようにしてネジ止めされている。前面パネル１１には、防水構造でタッチパネル型の表示部１２が、前面から操作できるように組み込まれている。

本体ハウジング１０の内部には、プリント基板１３をベースにして本体回路部が実装されるとともに、プリント基板１３にはコネクタＣＮを介して少なくとも１台の測定モジュール２０が交換可能な状態で固定されている。本実施例では、２台の測定モジュールを固定した例を示している。

本体回路部は、表示部１２の他、ＣＰＵ１４、本体メモリ１５、電源部１６、通信部１７などで構成されている。

ＣＰＵ１４は、分析装置としての全体の動作を統括制御する。

本体メモリ１５には、本体ハウジング固有のＩＤの他、図３に示すように、測定モジュール２０固有のＩＤと校正データおよび設定データを含む測定モジュールバックアップデータ格納領域１５ａや、測定モジュール２０固有のＩＤと校正履歴データとセンサ３０の自己診断データおよび保全予測データを含む測定モジュール関連保全情報格納領域１５ｂなどが設けられている。

電源部１６は、本体回路部および測定モジュール２０を駆動するために必要な所定の電圧を生成し、プリント基板１３を介して各部に供給する。

通信部１７は、分析装置と計器室４０との間で、２線式伝送路５０や、ＨＡＲＴ通信プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）などのデジタル通信規格に対応したデジタルバス６０を介して各種信号の授受を行う。

分析装置と計器室４０が２線式伝送路５０を介して接続されている場合には、２線式伝送路５０を介して計器室４０から電源部１６に電源が供給されるとともに、２線式伝送路５０を介して測定モジュール２０の測定データが計器室４０に伝送される。

分析装置と計器室４０がデジタルバス６０を介して接続されている場合には、測定モジュール２０の測定データが計器室４０に伝送されるとともに、本体メモリ１５の測定モジュール関連保全情報格納領域１５ｂに格納されている自己診断データや保全予測データなどの保全情報も計器室４０に伝送される。

測定モジュール２０は、ＣＰＵ２１、測定部２２、メモリ２３などにより、ｐＨ/ＯＲＰ（酸化還元電位）計用、導電率計用、電磁導電率計用、溶存酸素計用として個別に構成されていて、それぞれの測定用途に応じた適切なセンサ３０と組み合わせることにより、所望の測定項目の測定を行うことができる。

このように構成される分析装置の各部は、以下のように設定されているものとする。
１）本体ハウジング１０および各測定モジュール２０にはそれぞれに固有のユニークなＩＤが割り当てられている
２）分析装置を構成している本体ハウジング１０および各測定モジュール２０はそれぞれが固有のユニークなＩＤを登録保持している
３）バックアップしたい設定データおよび校正データを本体ハウジング１０の本体メモリ１５および各測定モジュール２０のメモリ２３に格納保持している

図４は、このように構成された分析装置の電源投入時の動作の流れを説明するフローチャートである。電源が投入されると（ステップＳ１）、本体回路部のＣＰＵ１４は測定モジュール２０のＣＰＵ２１に固有のＩＤを問い合わせてあらかじめ登録されているＩＤと一致するか否かを確認し、測定モジュール２０のＣＰＵ２１は本体回路部のＣＰＵ１４に固有のＩＤを問い合わせてあらかじめ登録されているＩＤと一致するか否かを確認する（ステップＳ２）。

それぞれのＩＤがあらかじめ登録されているＩＤと一致していれば、通常の起動を行う（ステップＳ３）。

ところが、本体ハウジング１０と各測定モジュール２０との組み合わせが変更された場合にはいずれかのＩＤがあらかじめ登録されているＩＤと一致しなくなり、バックアップモードに移行する。

バックアップモードに移行すると、表示部１２の表示画面は図５に示すようなバックアップ画面に切り替わる。作業者は、本体ハウジング１０と各測定モジュール２０との組み合わせの変更内容を把握しているので、図５のバックアップ画面から設定データおよび校正データをバックアップする対象を選択する（ステップＳ４）。

本体ハウジング１０を交換した場合には、本体ハウジング１０の表示をクリックする。これにより、測定モジュール２０のメモリ２３から本体ハウジング１０の本体メモリ１５にバックアップしたい設定データおよび校正データが転送され（ステップＳ５）、本体メモリ１５の設定データおよび校正データが上書き更新されてバックアップが実行される。

測定モジュール２０を交換した場合には、測定モジュール２０の表示をクリックする。これにより、本体ハウジング１０の本体メモリ１５から測定モジュール２０のメモリ２３にバックアップしたい設定データおよび校正データが転送され（ステップＳ６）、測定モジュール２０のメモリ２３の設定データおよび校正データが上書き更新されてバックアップが実行される。

このように構成することにより、測定目的に応じて伝送器に組み合わせる測定モジュールとセンサ（検出器）を交換するだけで設定データおよび校正データがバックアップできるとともに測定項目を柔軟に変更でき、自由度の高い分析装置が実現できる。

また、１台の２線式伝送器に同種のセンサを２本接続できるので、１台の伝送器で２ヵ所の分析を行うことができ、コストの削減と省スペース化が図れる。

また、一方のセンサを他方のセンサの検証用に用いることにより測定の信頼性を高めることができ、２本のセンサから得られる測定データを用いて差分や平均値などの演算を行うこともできる。

また、２線式伝送器においてタッチパネル型の表示部１２を搭載しているので、表示画面上で各種設定や表示変更を行うことができ、設置現場における作業者の操作性を大幅に改善できる。

また、必要に応じて、デジタルバスを介して測定モジュールの校正履歴データや自己診断データなどの保全情報を計器室などに伝送でき、適切な保守作業を効率よく行うことができる。

また、センサの自己診断機能と組み合わせることにより、将来の保守や校正時期を予測できる。

なお、上記実施例では、信号線路として電源供給と信号伝送を２本の信号線路を共用して行う２線式伝送路を用いた伝送器の例について説明したが、これに限るものではなく、たとえば電源供給と信号伝送をそれぞれ専用の独立した２本の信号線路で行う４線式伝送路を用いた変換器として構成することもできる。これにより、電源供給や信号伝送形式が２線式伝送路の場合のように大幅に制限されることはなく、かなり自由度の高い設計ができる。

以上説明したように、本発明によれば、小型化が図れるとともに、本体ハウジングや分析測定モジュールを交換した場合には交換した本体ハウジングや分析測定モジュールに対して設定データおよび校正データのバックアップが実行されることになり、設定や校正をやり直すことなく交換前の状態で使用できるモジュール構造の分析装置を実現できる。

１０ 本体ハウジング
１１ 前面パネル
１２ 表示部
１３ プリント基板
１４ ＣＰＵ
１５ 本体メモリ
１６ 電源部
１７ 通信部
２０ 測定モジュール
２１ ＣＰＵ
２２ 測定部
２３ メモリ
３０ センサ
４０ 計器室
５０ ２線式伝送路
６０ デジタルバス
ＣＮ コネクタ

Claims (4)

1. 本体ハウジング内部の本体回路部が実装されたプリント基板に測定モジュールが交換可能な状態で固定されたモジュール構造の分析装置において、
   前記本体ハウジングの前面にはタッチパネル型の表示部が前面から操作できるように組み込まれ、
   前記本体ハウジングおよび測定モジュールにはそれぞれに固有のユニークなＩＤが割り当てられるとともに、それぞれに割り当てられている固有のユニークなＩＤとバックアップすべき設定データおよび校正データを格納保持するメモリが設けられ、前記本体回路部と測定モジュールの少なくともいずれかには一方から他方に固有のＩＤを問い合わせてあらかじめ登録されているＩＤと一致するか否かを確認してあらかじめ登録されているＩＤと一致しない場合にはバックアップモードに移行して前記本体ハウジングと前記測定モジュールのいずれをバックアップ対象とするかを選択するバックアップ画面を前記表示部に切り替え表示するＩＤ確認手段と、前記バックアップ画面で選択されたバックアップ対象のメモリに自身のメモリに格納されている設定データおよび校正データを転送するデータ転送手段が設けられ、
   前記本体回路部には外部との間で各種信号の授受を行う通信部、
   が設けられたことを特徴とする分析装置。
2. 前記通信部は２線式伝送路を介して外部との間で各種信号の授受を行うことを特徴とする請求項１記載の分析装置。
3. 前記通信部は４線式伝送路を介して外部との間で各種信号の授受を行うことを特徴とする請求項１記載の分析装置。
4. 前記分析装置はデジタルバスを介して計器室と接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の分析装置。

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