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JP6989359B2 - Liquid level detection device and liquid level detection method - Google Patents
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Description

本発明は、液面検知装置、及び液面検知方法に関する。 The present invention relates to a liquid level detecting device and a liquid level detecting method.

従来、液体収容容器から液体を吸引するノズル自体を前記液体収容容器内の静電容量を検出する液面検出センサとし、当該センサにより検出する前記静電容量に基づき液面検出信号を出力する液面検知回路とを有する液面検知装置がある。液面検知装置は、水の比誘電率が空気の比誘電率よりも高いことを利用し、ノズルが液面に接することによる静電容量の変化を捉えて液面を検知する(特許文献1)。 Conventionally, the nozzle itself that sucks liquid from the liquid storage container is used as a liquid level detection sensor that detects the electrostatic capacity in the liquid storage container, and a liquid that outputs a liquid level detection signal based on the electrostatic capacity detected by the sensor. There is a liquid level detection device having a surface detection circuit. The liquid level detection device utilizes the fact that the relative permittivity of water is higher than the relative permittivity of air, and detects the liquid level by capturing the change in capacitance due to the nozzle coming into contact with the liquid surface (Patent Document 1). ).

特開平2−254365号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-254365

上述の液面検知装置では自動調整機能を設けて周辺部材による影響を排除しているが、ノズルが液面に接触しても、発振周波数の変化量が閾値を超えるに至らず、液面が検知されない場合が生じていた。 In the above-mentioned liquid level detection device, an automatic adjustment function is provided to eliminate the influence of peripheral members, but even if the nozzle comes into contact with the liquid level, the amount of change in the oscillation frequency does not exceed the threshold value, and the liquid level rises. In some cases, it was not detected.

本発明は、液面検知の精度を高めることのできる液面検知装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid level detection device capable of improving the accuracy of liquid level detection.

本発明の態様の一つは、第1電極と、第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路と、
前記第1電極を上下方向に移動させる駆動部と、
前記第1電極と液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が閾値を超えた場合に、液面を検知する検知部と、
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された設定値とのずれ量を算出する算出部と、
前記ずれ量に基づいて前記閾値又は前記発振回路の発振周波数を補正する補正部と、を備える。
One aspect of the present invention is an oscillation circuit that oscillates with a time constant that depends on the capacitance between the first electrode and the second electrode.
A drive unit that moves the first electrode in the vertical direction,
The difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered exceeds the threshold value. In some cases, the detector that detects the liquid level and
A calculation unit that calculates the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the set value prepared in advance.
A correction unit for correcting the threshold value or the oscillation frequency of the oscillation circuit based on the deviation amount is provided.

また、本発明の他の態様は、液面と接触可能な第1電極と第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路を用いて、前記第1電極と前記液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された設定値とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に基づいて閾値又は前記発振回路の発振周波数を補正する工程と、
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が前記閾値を超える場合に前記液面を検知する工程と、を備える液面検知方法である。
Further, in another aspect of the present invention, the first electrode and the second electrode are described by using an oscillation circuit that oscillates at a time constant depending on the capacitance between the first electrode and the second electrode that can contact the liquid surface. A step of calculating the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the liquid level is not in contact with the set value prepared in advance, and
The step of correcting the threshold value or the oscillation frequency of the oscillation circuit based on the deviation amount, and
A step of detecting the liquid level when the difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered exceeds the threshold value. It is a liquid level detection method including.

本発明によれば、液面検知の精度を高めることができる。 According to the present invention, the accuracy of liquid level detection can be improved.

実施形態に係る液面検知装置を含む分析装置の概略構成を示した斜視図である。It is a perspective view which showed the schematic structure of the analysis apparatus including the liquid level detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る分析装置の制御系を示す図である。It is a figure which shows the control system of the analyzer which concerns on embodiment. ノズルと装置の筐体との間の静電容量を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the capacitance between a nozzle and a housing of a device. 実施形態に係る液面検知装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the liquid level detection apparatus which concerns on embodiment. 発振回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an oscillation circuit. 液面検知処理の一例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows an example of a liquid level detection process. 液面検知処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the liquid level detection processing. 液面検知閾値の説明図である。It is explanatory drawing of the liquid level detection threshold value.

本発明の実施形態に係る液面検知装置は、以下を備える。
(1)第1電極と、第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路
(2)前記第1電極を上下方向に移動させる駆動部
(3)前記第1電極と液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が閾値を超えた場合に、液面を検知する検知部
(4)前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された設定値とのずれ量を算出する算出部
(5)前記ずれ量に基づいて前記閾値又は前記発振回路の発振周波数を補正する補正部
The liquid level detection device according to the embodiment of the present invention includes the following.
(1) Oscillation circuit that oscillates with a time constant that depends on the electrostatic capacitance between the first electrode and the second electrode (2) Drive unit that moves the first electrode in the vertical direction (3) The first electrode When the difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the liquid surface is not in contact with each other and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered exceeds the threshold value, the liquid Detection unit that detects the surface (4) Calculation unit that calculates the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the set value prepared in advance (5) The threshold value or the above based on the deviation amount. Correction unit that corrects the oscillation frequency of the oscillation circuit

実施形態に係る液面検知装置によれば、前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と予め用意された設定値とのずれ量に基づいて閾値又は発振回路の発振周波数を補正する。これによって、発振周波数が設定値からずれた場合であっても、補正部による補正によって、液面検知の精度を高めることができる。 According to the liquid level detection device according to the embodiment, the threshold value or the oscillation frequency of the oscillation circuit is corrected based on the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the set value prepared in advance. As a result, even if the oscillation frequency deviates from the set value, the accuracy of the liquid level detection can be improved by the correction by the correction unit.

発振周波数は、発振回路の単位時間あたりの発振回数として計測されてもよく、発振回路が所定回数の発振を行うのに要する時間長として計測されてもよい。液面検知に使用される、第1状態における発振周波数と、補正に使用される、第1状態における発振周波数とは、同じタイミングで計測されても、異なるタイミングで計測されてもよい。 The oscillation frequency may be measured as the number of oscillations per unit time of the oscillation circuit, or may be measured as the length of time required for the oscillation circuit to oscillate a predetermined number of times. The oscillation frequency in the first state used for liquid level detection and the oscillation frequency in the first state used for correction may be measured at the same timing or at different timings.

実施形態に係る液面検知装置において、第1状態における発振回路の発振周波数が設定値より小さい場合に、補正部は、閾値を、予め用意された閾値設定値より大きくする補正を行うようにしてもよい。また、第1状態における発振回路の発振周波数が設定値より大きい場合に、補正部は、閾値を、予め用意された閾値設定値より小さくする補正を行うようにしてもよい。 In the liquid level detection device according to the embodiment, when the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state is smaller than the set value, the correction unit performs correction to make the threshold value larger than the threshold value set value prepared in advance. It is also good. Further, when the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state is larger than the set value, the correction unit may make a correction to make the threshold value smaller than the threshold value set value prepared in advance.

前記液面検知装置において、補正部は、下記の式、
閾値=補正係数(時間長の計測値−時間長の設定値)+閾値の設定値を用いて閾値を補正するようにしても良い。
In the liquid level detection device, the correction unit is based on the following formula.
The threshold value may be corrected by using the threshold value = correction coefficient (measured value of time length-set value of time length) + set value of threshold value.

また、液面検知装置において、補正部は、時定数の算出に用いる静電容量の設定値Cと、発振回路の発振周波数の設定値Fと、第1状態における発振回路の発振周波数F’と、以下の式、
C’=C−C×(F/F’−1)
とを用いて時定数の算出に用いる静電容量をC’に変更する補正を行う様にしてもよい。
Further, in the liquid level detection device, the correction unit has a capacitance setting value C used for calculating the time constant, an oscillation frequency setting value F of the oscillation circuit, and an oscillation frequency F'of the oscillation circuit in the first state. , The following formula,
C'= CC × (F / F'-1)
And may be used to make a correction to change the capacitance used for calculating the time constant to C'.

また、液面検知装置において、補正部は、時定数の算出に用いる抵抗値の設定値Rと、発振回路の発振周波数の設定値Fと、第1状態における発振回路の発振周波数F’と、以
下の式、
R’=R−C×(1−F’/F)
とを用いて時定数の算出に用いる抵抗値をR’に変更する補正を行うようにしてもよい。
上述したF及びF’の双方とも、第1状態における発振回路の発振周波数を示す。Fは常温・常湿における固定の温度・湿度での発振周波数を想定しており、F’は高温・高湿又は低温・低湿における発振周波数を想定している。
Further, in the liquid level detection device, the correction unit uses the resistance value setting value R used for calculating the time constant, the oscillation frequency setting value F of the oscillation circuit, and the oscillation frequency F'of the oscillation circuit in the first state. The following formula,
R'= RC × (1-F' / F)
And may be used to make a correction to change the resistance value used for calculating the time constant to R'.
Both F and F'described above indicate the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state. F assumes the oscillation frequency at a fixed temperature and humidity at normal temperature and humidity, and F'assumes the oscillation frequency at high temperature and high humidity or low temperature and low humidity.

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、本発明は実施形態の構成に限定されない。例えば、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the configuration of the embodiment. For example, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those alone unless otherwise specified.

(実施形態)
図1は、実施形態に係る液面検知装置を含む分析装置1の概略構成を示した斜視図である。分析装置1は、検体に対して所定の分析を行う装置である。なお、本実施形態では試薬パッドを用いた尿分析装置を例示して説明するが、それ以外の分析装置であってもよい。また、液面検知装置は分析装置以外の装置に実装されてもよく、単体の装置であってもよい。分析装置1の筐体2内に収容された制御部3と、載置部4と、ノズル10と、表示部18と、を備えている。載置部4には、液体の検体を収容した容器30(図3参照)が載置される。ノズル10は、載置部4に載置された容器30から検体を吸引して採取し、試験紙に設置された複数の試薬パッドに検体を滴下(点着)する。なお、検体としては尿や血液及び体液を例示できる。また、検体容器には、採尿カップ、または、試験管(スピッツを含む)などを例示できる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an analyzer 1 including a liquid level detection device according to an embodiment. The analyzer 1 is an apparatus that performs a predetermined analysis on a sample. In this embodiment, a urine analyzer using a reagent pad will be described as an example, but other analyzers may be used. Further, the liquid level detection device may be mounted on a device other than the analyzer, or may be a single device. It includes a control unit 3, a mounting unit 4, a nozzle 10, and a display unit 18 housed in a housing 2 of the analyzer 1. A container 30 (see FIG. 3) containing a liquid sample is placed on the placing portion 4. The nozzle 10 sucks and collects a sample from the container 30 placed on the mounting portion 4, and drops (dotted) the sample onto a plurality of reagent pads placed on a test paper. Examples of the sample include urine, blood, and body fluid. Further, as the sample container, a urine collection cup, a test tube (including Spitz), or the like can be exemplified.

試薬パッドに点着された検体について、分析装置1の内部に設置された光学系により特定波長での反射もしくは吸収などが測定され、その測定結果に基づく検査結果が表示部18に出力される。 Reflection or absorption at a specific wavelength is measured by an optical system installed inside the analyzer 1 for the sample spotted on the reagent pad, and the inspection result based on the measurement result is output to the display unit 18.

図2は、実施形態に係る分析装置1が備える制御系を説明する図である。制御部3には、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM
(Random Access Memory)13、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)14、およびインターフェイス回路(I/F)15を備えており、バ
ス線16により相互に接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a control system included in the analyzer 1 according to the embodiment. The control unit 3 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, and a RAM.
It includes a (Random Access Memory) 13, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 14, and an interface circuit (I / F) 15, and is connected to each other by a bus line 16.

インターフェイス回路15には、表示部(ディスプレイ)18、操作部19、モータ駆動部21、ポンプ駆動部22、バルブ駆動部23、及び、液面検知部24が接続されている。 A display unit (display) 18, an operation unit 19, a motor drive unit 21, a pump drive unit 22, a valve drive unit 23, and a liquid level detection unit 24 are connected to the interface circuit 15.

CPU(central processing unit )11は、ROM(read only memory)12に格納されてRAM(random access memory)13に読み込まれたプログラムに基づいて動作し、分析装置1の全体を制御する。ROM12には、CPU11を動作させるためのプログラムやデータが格納されている。RAM13は、CPU11にワーク領域を提供するとともに、各種のデータやプログラムを一時的に記憶する。EEPROM14は、各種の設定データなどを記憶する。EEPROM14は、補助記憶装置の一例であり、EEPROM以外の不揮発性記憶媒体(ハードディスク、SSD(Solid State Drive)など)を適用
できる。インターフェイス回路15は、CPU11と各種回路との間の通信を制御する。
The CPU (central processing unit) 11 operates based on a program stored in the ROM (read only memory) 12 and read in the RAM (random access memory) 13, and controls the entire analyzer 1. The ROM 12 stores programs and data for operating the CPU 11. The RAM 13 provides a work area to the CPU 11 and temporarily stores various data and programs. The EEPROM 14 stores various setting data and the like. The EEPROM 14 is an example of an auxiliary storage device, and a non-volatile storage medium other than the EEPROM (hard disk, SSD (Solid State Drive), etc.) can be applied. The interface circuit 15 controls communication between the CPU 11 and various circuits.

表示部18は、LCD(liquid crystal display)や発光ダイオードなどを備えており、CPU11により制御されて各種の情報や検査結果などを表示する。操作部19は、キー、ボタン、スイッチなどを備えており、ユーザの操作に応じた操作信号をCPU11に
供給する。
The display unit 18 includes an LCD (liquid crystal display), a light emitting diode, and the like, and is controlled by the CPU 11 to display various information and inspection results. The operation unit 19 includes keys, buttons, switches, and the like, and supplies operation signals according to user operations to the CPU 11.

ノズル10は、モータ駆動部21によって水平方向および上下方向に移動させられる。液面検知部24は、容器30内の液面32を検知する。表示部18、操作部19、モータ駆動部21、バルブ駆動部23、及び、液面検知部24は、制御部3のCPU11によって制御される。 The nozzle 10 is moved horizontally and vertically by the motor drive unit 21. The liquid level detection unit 24 detects the liquid level 32 in the container 30. The display unit 18, the operation unit 19, the motor drive unit 21, the valve drive unit 23, and the liquid level detection unit 24 are controlled by the CPU 11 of the control unit 3.

容器30に収容されている検体(「液体」の一例である)31の液面32は、液面検知部24によって検知される。液面32は、以下のようにして検知することができる。例えば、図3に示すように、ノズル10と接地された分析装置1の筺体2とを電極とするコンデンサC1を考える。ここでいう筐体2の壁面は、容器30を介してノズル10を対向している側壁面である。コンデンサC1の静電容量は、以下の式1で求められる。
静電容量=ε×ε×S/d ・・・(式1)
但し、εは真空の誘電率であり、εは比誘電率であり、Sは電極表面積であり、dは電極間距離である。
The liquid level 32 of the sample (an example of "liquid") 31 housed in the container 30 is detected by the liquid level detection unit 24. The liquid level 32 can be detected as follows. For example, consider a capacitor C1 whose electrodes are the nozzle 10 and the housing 2 of the grounded analyzer 1, as shown in FIG. The wall surface of the housing 2 referred to here is a side wall surface facing the nozzle 10 via the container 30. The capacitance of the capacitor C1 is calculated by the following equation 1.
Capacitance = ε 0 × ε r × S / d ・ ・ ・ (Equation 1)
However, ε 0 is the permittivity of the vacuum, ε r is the relative permittivity, S is the electrode surface area, and d is the distance between the electrodes.

比誘電率は物質に応じた値を採る。例えば、空気の比誘電率は約1.0であり、水の比誘電率は約80である。よって、ノズル10が液面32に接した場合の静電容量は、ノズル10が液面32と接する前の静電容量の80倍となる。このような静電容量の変化を捉えることで、液面を検知することができる。このようにノズルが液面に接すると静電容量が大きく変化するので、湿度や温度などの環境による影響は無視できると考えていた。しかし、液面の誤検知の発生原因について解析を行った結果、予想以上に環境要因の影響を受けていることを見出した。 The relative permittivity takes a value according to the substance. For example, the relative permittivity of air is about 1.0 and the relative permittivity of water is about 80. Therefore, the capacitance when the nozzle 10 is in contact with the liquid surface 32 is 80 times the capacitance before the nozzle 10 is in contact with the liquid surface 32. By capturing such a change in capacitance, the liquid level can be detected. In this way, when the nozzle comes into contact with the liquid surface, the capacitance changes significantly, so we thought that the effects of the environment such as humidity and temperature could be ignored. However, as a result of analyzing the cause of the false detection of the liquid level, it was found that it was affected by environmental factors more than expected.

但し、静電容量を直接測定することは困難であるので、図3に示したコンデンサC1をRC回路に含む発振回路(RC発振回路、CR発振回路ともいう)を用意し、発振回路の単位時間当たりの発振回数(発振周波数を含む)によって、静電容量の変化を捉える。 However, since it is difficult to directly measure the capacitance, an oscillation circuit (also referred to as an RC oscillation circuit or CR oscillation circuit) including the capacitor C1 shown in FIG. 3 in the RC circuit is prepared, and the unit time of the oscillation circuit is set. The change in capacitance is captured by the number of oscillations per hit (including the oscillation frequency).

なお、図3に示す例では、ノズル10がコンデンサC1をなす二つの電極の一方(液面と接触可能な第1電極に相当)となり、接地された筐体2の壁面がコンデンサC1をなす二つの電極の他方(第2電極に相当)となる場合を例示している。但し、ノズル10以外の液面32と接触する部材が第1の電極として用いられてもよい。 In the example shown in FIG. 3, the nozzle 10 is one of the two electrodes forming the capacitor C1 (corresponding to the first electrode capable of contacting the liquid surface), and the wall surface of the grounded housing 2 forms the capacitor C1. The case where it becomes the other of one electrode (corresponding to the second electrode) is illustrated. However, a member other than the nozzle 10 that comes into contact with the liquid surface 32 may be used as the first electrode.

図4は、液面検知部24を含む液面検知装置の構成例を示す図であり、図5は発振回路の一例を示す。液面検知部24は、CPU41と、発振回路42と、CPU41と接続されたメモリ45とを含む。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a liquid level detection device including a liquid level detection unit 24, and FIG. 5 shows an example of an oscillation circuit. The liquid level detection unit 24 includes a CPU 41, an oscillation circuit 42, and a memory 45 connected to the CPU 41.

図5に示すように、発振回路42はコンパレータ43を含む。コンパレータ43は、入力であるA点の電圧とB点の電圧を比較する。A点の電圧がB点の電圧より低い場合には、コンパレータ43(発振回路42)の出力Voutは0[V]となり、A点の電圧がB点の
電圧より高い場合には、コンパレータ43(発振回路42)の出力Voutは電源電圧Vcc[V]となる。
As shown in FIG. 5, the oscillation circuit 42 includes a comparator 43. The comparator 43 compares the voltage at point A and the voltage at point B, which are inputs. When the voltage at point A is lower than the voltage at point B, the output V out of the comparator 43 (oscillation circuit 42) becomes 0 [V], and when the voltage at point A is higher than the voltage at point B, the comparator 43 The output V out of (oscillation circuit 42) is the power supply voltage V cc [V].

抵抗素子R4及びコンデンサC1はRC回路44を構成しており、発振回路42の出力Voutは、抵抗素子R4の抵抗値とコンデンサC1の静電容量とで決まる時定数τ(τ=
抵抗×静電容量)に従った発信周波数の発振波形(以下、パルスという)となる。コンデンサC1は、図3に示したコンデンサC1であり、コンデンサC1を形成する一方の電極はノズル10に設けられ、他方の電極は筐体2に設けられている。ノズル10が液面32と接触すると、コンデンサC1の静電容量が増大することで、時定数τが大きくなり、発振周波数(単位時間当たりの発振回数)が減少する。発振回路42から出力されるパルス
は、CPU41に入力される。
The resistance element R4 and the capacitor C1 constitute an RC circuit 44, and the output V out of the oscillation circuit 42 is a time constant τ (τ =) determined by the resistance value of the resistance element R4 and the capacitance of the capacitor C1.
It becomes an oscillation waveform (hereinafter referred to as pulse) of the transmission frequency according to resistance × capacitance). The capacitor C1 is the capacitor C1 shown in FIG. 3, and one electrode forming the capacitor C1 is provided on the nozzle 10 and the other electrode is provided on the housing 2. When the nozzle 10 comes into contact with the liquid surface 32, the capacitance of the capacitor C1 increases, so that the time constant τ increases and the oscillation frequency (the number of oscillations per unit time) decreases. The pulse output from the oscillation circuit 42 is input to the CPU 41.

CPU41は、メモリ45に記憶されたプログラムを実行することによって、液面検知処理(検体検知処理ともいう)を行う。実施形態に係る液面検知処理では、発振周波数として、発振回路から出力される所定数のパルスの時間長(すなわち、発振回路が所定回数の発振を行うのに要する時間長)を計測し、計測値に基づいて閾値の補正を行う。このため、液面検知処理は、所定数のパルスの時間長を計測する処理、所定数のパルスの時間長と閾値とを用いて液面(検体)を検知する処理、閾値を補正する処理などを行う。すなわち、CPU41は、プログラム実行によって、計測部、検知部、算出部、補正部として動作する。 The CPU 41 performs a liquid level detection process (also referred to as a sample detection process) by executing a program stored in the memory 45. In the liquid level detection process according to the embodiment, the time length of a predetermined number of pulses output from the oscillation circuit (that is, the time length required for the oscillation circuit to oscillate a predetermined number of times) is measured and measured as the oscillation frequency. The threshold is corrected based on the value. Therefore, the liquid level detection process includes a process of measuring the time length of a predetermined number of pulses, a process of detecting a liquid level (sample) using a predetermined number of pulse time lengths and a threshold value, and a process of correcting the threshold value. I do. That is, the CPU 41 operates as a measurement unit, a detection unit, a calculation unit, and a correction unit by executing the program.

メモリ45は、プログラム及びデータを記憶した記憶媒体であり、データとして、例えば、それぞれ予め用意された、所定数のパルスの時間長の設定値(以下「時間長設定値」と称する)と、閾値の設定値(以下「閾値設定値」と称する)などを記憶している。 The memory 45 is a storage medium for storing a program and data, and as data, for example, a predetermined number of pulse time length set values (hereinafter referred to as “time length set value”) and a threshold value, which are prepared in advance, respectively. (Hereinafter referred to as "threshold setting value") and the like are stored.

時間長設定値は、環境条件や測定位置などを固定した基準条件下においてノズル10(第1電極)と液面32とが非接触の場合(第1状態に相当)に発振回路42から出力された所定数のパルスの時間長を示す。所定数のパルスの時間長は、時間単位(秒など)で表現されてもよいが、ここではその時間長を単位時間長で割った値(すなわち、所定数のパルスの時間長に含まれる単位時間長の個数)によって表記する。所定数及び単位時間長は適宜選択可能である。 The time length set value is output from the oscillation circuit 42 when the nozzle 10 (first electrode) and the liquid surface 32 are not in contact with each other (corresponding to the first state) under reference conditions in which the environmental condition and the measurement position are fixed. The time length of a predetermined number of pulses is shown. The time length of a predetermined number of pulses may be expressed in time units (seconds, etc.), but here, the value obtained by dividing the time length by the unit time length (that is, a unit included in the time length of a predetermined number of pulses). Notated by the number of time lengths). The predetermined number and unit time length can be appropriately selected.

所定数のパルスの時間長は、単位時間当たりの発振回数(発振周波数)に依存し、発振回数(発振周波数)が小さくなるほど大きくなる。閾値設定値は、ノズル10と液面32との接触により増加する所定数のパルスの時間長と、基準である時間長設定値とを考慮して決定される。すなわち、発振回数の変化量に相当する、所定数のパルスの時間長と時間長設定値との差分が、閾値設定値以上であることを以て液面32が検知される。 The time length of a predetermined number of pulses depends on the number of oscillations (oscillation frequency) per unit time, and becomes larger as the number of oscillations (oscillation frequency) becomes smaller. The threshold value setting value is determined in consideration of the time length of a predetermined number of pulses increased by the contact between the nozzle 10 and the liquid surface 32 and the reference time length setting value. That is, the liquid level 32 is detected when the difference between the time length of a predetermined number of pulses and the time length set value, which corresponds to the amount of change in the number of oscillations, is equal to or greater than the threshold set value.

CPU41は、一例として、以下のようにして、液面検知の開始時における所定数のパルスの時間長を計測する。計測は、上述したように、所定数のパルスの時間長に含まれる単位時間長の個数をカウントすることにより行われる。CPU41は、発振回路42から所定数のパルスの抽出をn回繰り返す。nは例えば5であるが、nの値は、5より多くても少なくても良く、1以上の値を適宜設定可能である。n回分の単位時間長の個数のカウント値のうち、最大のカウント値と最小のカウント値とを廃棄し、残りのカウント値の平均値を第1の時間長として求める。なお、1回分のカウントにて得られた単位時間長の個数を第1の時間長とする場合もあり得る。nが2回の場合に平均値を第1の時間長とする場合もあり得る。nが3回のときに、カウント値の最小値と最大値を除いたものを第1の時間長とする場合もあり得る。なお、第1の時間長は「前記第1の電極と前記液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数」に相当する。 As an example, the CPU 41 measures the time length of a predetermined number of pulses at the start of liquid level detection as follows. As described above, the measurement is performed by counting the number of unit time lengths included in the time lengths of a predetermined number of pulses. The CPU 41 repeats the extraction of a predetermined number of pulses from the oscillation circuit 42 n times. Although n is, for example, 5, the value of n may be more or less than 5, and a value of 1 or more can be appropriately set. Of the count values of the number of unit time lengths for n times, the maximum count value and the minimum count value are discarded, and the average value of the remaining count values is obtained as the first time length. In addition, the number of unit time lengths obtained by one count may be used as the first time length. When n is twice, the average value may be set as the first time length. When n is 3 times, the first time length may be the one excluding the minimum value and the maximum value of the count value. The first time length corresponds to "the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other".

CPU41は、液面検知処理の開始及び終了を、ノズル10の動作を制御するCPU11からの指示に従って行う。CPU11は、図示しないモータの回転量を含むノズル10の制御量データをノズルユニット31に供給する。ノズルユニット31は、モータ駆動部21(駆動部に相当)、モータ(図示せず)、ノズル10のアクチュエータ(図示せず)、及びノズル10などを含んでいる。モータ駆動部21は、CPU11から供給される制御量に従ってモータ及びアクチュエータを駆動させ、ノズル10を上下方向及び水平方向に移動させ、所定の位置に配置する。なお、液面検知部24は、CPU11とノズルユニット31と同じ装置内に備えられるものであっても、CPU11及びノズルユニット31を備える装置に、後付けで取り付けられるものであってもよい。CPU11、ノズルユニット31及び液面検知部24が同じ装置内に備えられる場合では、CPU11が行う処理
とCPU41が行う処理とが同じCPU(プロセッサ)にて行われるようにしてもよい。第1電極をノズル10に取り付けて、ノズル10と共に第1電極が上下動するようにしてもよい。
The CPU 41 starts and ends the liquid level detection process according to an instruction from the CPU 11 that controls the operation of the nozzle 10. The CPU 11 supplies the nozzle unit 31 with control amount data of the nozzle 10 including the rotation amount of a motor (not shown). The nozzle unit 31 includes a motor drive unit 21 (corresponding to a drive unit), a motor (not shown), an actuator for the nozzle 10 (not shown), a nozzle 10, and the like. The motor drive unit 21 drives the motor and the actuator according to the control amount supplied from the CPU 11, moves the nozzle 10 in the vertical direction and the horizontal direction, and arranges the nozzle 10 at a predetermined position. The liquid level detection unit 24 may be provided in the same device as the CPU 11 and the nozzle unit 31, or may be retrofitted to the device including the CPU 11 and the nozzle unit 31. When the CPU 11, the nozzle unit 31, and the liquid level detection unit 24 are provided in the same device, the processing performed by the CPU 11 and the processing performed by the CPU 41 may be performed by the same CPU (processor). The first electrode may be attached to the nozzle 10 so that the first electrode moves up and down together with the nozzle 10.

図6は、液面検知処理の一例を示すシーケンス図である。CPU11(第1CPU)は、液面検知処理の開始に当たって、モータ駆動部21を制御して、ノズル10の下端が容器30の液面32に対向する位置に移動させる。CPU11は、液面検知処理の開始指示をCPU41(第2CPU)に供給する(図6<1>)。液面検知処理の開始信号を受けたCPU41は、上述した手法で第1の時間長を算出する(図6<2>)。CPU11は、ノズル10の下降速度を増加させながら、ノズル10を下降させる(図6<3>)。一定時間が経過すると、CPU11は、ノズル10が一定の速度で下降するように下降速度を変更する(図6<4>)。なお、<2>の第1の時間長の測定タイミングは、ノズル10が液面に接触する前であれば、上記したノズル10の下降開始前であってもよく、ノズル10の下降中(液面32との接触前)であってもよい。例えば、ノズルの先端が容器30の上端に達する時点で第1の時間長を測定してもよい。 FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of the liquid level detection process. At the start of the liquid level detection process, the CPU 11 (first CPU) controls the motor drive unit 21 to move the lower end of the nozzle 10 to a position facing the liquid level 32 of the container 30. The CPU 11 supplies a start instruction for the liquid level detection process to the CPU 41 (second CPU) (FIG. 6 <1>). Upon receiving the start signal of the liquid level detection process, the CPU 41 calculates the first time length by the method described above (FIG. 6 <2>). The CPU 11 lowers the nozzle 10 while increasing the lowering speed of the nozzle 10 (FIG. 6 <3>). After a lapse of a certain period of time, the CPU 11 changes the descending speed so that the nozzle 10 descends at a constant speed (FIG. 6 <4>). The measurement timing of the first time length of <2> may be before the nozzle 10 comes into contact with the liquid surface or before the start of the descent of the nozzle 10 described above, and the nozzle 10 is descending (liquid). It may be before contact with the surface 32). For example, the first time length may be measured when the tip of the nozzle reaches the upper end of the container 30.

続いて、CPU41は、閾値補正及び第2の時間長の計測処理を行う(図6<5>)。そして、CPU41は、第1の時間長の計測後に計測する第2の時間長と閾値を用いて、液面(検体)の有無を判定する(図6<6>)。 Subsequently, the CPU 41 performs threshold value correction and a second time length measurement process (FIG. 6 <5>). Then, the CPU 41 determines the presence or absence of the liquid level (sample) by using the second time length and the threshold value measured after the measurement of the first time length (FIG. 6 <6>).

図7は、CPU11及びCPU41の処理の詳細を示すフローチャートであり、図8は、閾値の補正の説明図である。CPU41は、CPU11から液面検知処理の開始信号(開始指示)を受信する(S01)。開始信号の受信を契機に、CPU41は第1の時間長の計測を行う(S02)。 FIG. 7 is a flowchart showing the details of the processing of the CPU 11 and the CPU 41, and FIG. 8 is an explanatory diagram of the threshold value correction. The CPU 41 receives a start signal (start instruction) of the liquid level detection process from the CPU 11 (S01). Upon receiving the start signal, the CPU 41 measures the first time length (S02).

CPU41は、液面検知閾値の演算を行う(S03)。すなわち、CPU41は、S02で計測した第1の時間長と、メモリ45に予め用意され、メモリ45から読み出した時間長設定値及び閾値設定値とから、液面検知判定に用いる閾値(液面検知閾値という)を算出する。CPU41は、以下の式2を用いて液面検知閾値を算出する。
液面検知閾値=
補正係数×(第1の時間長−時間長設定値)+閾値設定値・・・(式2)
但し、式2において、補正係数、時間長設定値、及び閾値設定値は定数である。式2における“(第1の時間長−時間長設定値)”は、「発振周波数に係る値の測定値と発振周波数に係る値の設定値とのずれ量」に相当する。なお、第1の時間長、時間長設定値、及び閾値設定値の単位は「個」である。もっとも、第1の時間長、時間長設定値、及び閾値設定値は、個数に単位時間長を乗じた時間の単位[sec]で表現されてもよい。このように
、第1の時間長は、液面検知閾値の算出に使用される、「前記第1の電極と前記液面とが非接触の状態で測定された前記発振周波数に係る値の測定値」の一例でもある。但し、第1の時間長と異なるタイミングで計測された時間長が液面検知閾値の補正に使用されてもよい。
The CPU 41 calculates the liquid level detection threshold value (S03). That is, the CPU 41 has a threshold value (liquid level detection) used for the liquid level detection determination from the first time length measured in S02 and the time length set value and the threshold value set value prepared in advance in the memory 45 and read from the memory 45. Threshold) is calculated. The CPU 41 calculates the liquid level detection threshold value using the following equation 2.
Liquid level detection threshold =
Correction coefficient x (first time length-time length setting value) + threshold value setting value ... (Equation 2)
However, in Equation 2, the correction coefficient, the time length setting value, and the threshold value setting value are constants. “(First time length-time length set value)” in Equation 2 corresponds to “amount of deviation between the measured value of the value related to the oscillation frequency and the set value of the value related to the oscillation frequency”. The unit of the first time length, the time length setting value, and the threshold value setting value is "pieces". However, the first time length, the time length setting value, and the threshold value setting value may be expressed in the unit of time [sec] obtained by multiplying the number by the unit time length. As described above, the first time length is used to calculate the liquid level detection threshold value, "measurement of the value related to the oscillation frequency measured in a state where the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other. It is also an example of "value". However, the time length measured at a timing different from the first time length may be used for correcting the liquid level detection threshold value.

例えば、補正係数=−0.5、閾値設定値=50[個]、時間長設定値=100[個]と仮定する。この場合に第1の時間長の測定値が例えば90であれば、液面検知閾値は55[個]となる。これに対し、第1の時間長が例えば120であれば、液面検知閾値は40[
個]となる。このように、第1の時間長が時間長設定値より小さい場合には、液面検知閾
値が閾値設定値より大きい値に補正される。また、第1の時間長が時間長設定値より大きい場合には、液面検知閾値が閾値設定値より小さい値に補正される。このようにして、予め用意された時間長設定値と実際に測定された時間長である第1の時間長との差分を閾値の増減により吸収する。なお、閾値の補正範囲には許容範囲が設定されている。図8の例では、閾値の上限値と下限値とが閾値設定値の±50%(許容範囲係数1)となるように
基準閾値の補正範囲を定めている。但し、許容範囲係数x(0<x≦1)の採り方は適宜設定可能である。閾値の補正が許容範囲を超えた場合は、補正を行わず、エラーと判断し、その旨を表示部18に出力するなどしてユーザに報知してもよい。
For example, it is assumed that the correction coefficient = −0.5, the threshold setting value = 50 [pieces], and the time length setting value = 100 [pieces]. In this case, if the measured value of the first time length is, for example, 90, the liquid level detection threshold value is 55 [pieces]. On the other hand, if the first time length is, for example, 120, the liquid level detection threshold is 40 [.
Pieces]. As described above, when the first time length is smaller than the time length set value, the liquid level detection threshold value is corrected to a value larger than the threshold value set value. When the first time length is larger than the time length set value, the liquid level detection threshold value is corrected to a value smaller than the threshold value set value. In this way, the difference between the time length set value prepared in advance and the first time length which is the actually measured time length is absorbed by increasing or decreasing the threshold value. An allowable range is set in the correction range of the threshold value. In the example of FIG. 8, the correction range of the reference threshold value is defined so that the upper limit value and the lower limit value of the threshold value are ± 50% of the threshold value setting value (allowable range coefficient 1). However, the method of adopting the allowable range coefficient x (0 <x ≦ 1) can be appropriately set. If the correction of the threshold value exceeds the permissible range, the correction may not be performed, the error may be determined, and the user may be notified by outputting to that effect to the display unit 18.

図7に戻って、液面検知閾値を算出したCPU41は、液面検知が継続中か否かを判定する(S04)。この判定は、CPU41がCPU11からの液面検知の終了信号を受信しているか否かを以て行うことができる。或いは、CPU41がCPU11から液面検知の指示(液面検知開始信号と同じ)を継続的に受信しているか否かを以て判定することもできる。液面検知が継続中でないと判定される場合、CPU41は検体(液面32)なしと判定する。 Returning to FIG. 7, the CPU 41 that has calculated the liquid level detection threshold determines whether or not the liquid level detection is continuing (S04). This determination can be made based on whether or not the CPU 41 has received the end signal of the liquid level detection from the CPU 11. Alternatively, it can be determined by whether or not the CPU 41 continuously receives the liquid level detection instruction (same as the liquid level detection start signal) from the CPU 11. If it is determined that the liquid level detection is not ongoing, the CPU 41 determines that there is no sample (liquid level 32).

液面検知が継続中と判定したCPU41は、発振回路42の出力から所定数のパルスを計測し、これらの所定数のパルスの時間長を単位時間長で割った値(第2の時間長)を算出する(S05)。第2の時間長は「前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数」に相当する。 The CPU 41, which determines that the liquid level detection is ongoing, measures a predetermined number of pulses from the output of the oscillation circuit 42, and divides the time length of these predetermined number of pulses by the unit time length (second time length). Is calculated (S05). The second time length corresponds to "the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered".

S06では、CPU41は、第1の時間長と第2の時間長との差分(第2の時間長から第1の時間長を減じた値)が液面検知閾値以上になったか否かを判定する。この判定は、例えば、以下の式3を用いて判定する。
第2の時間長≧第1の時間長+液面検知閾値・・・(式3)
In S06, the CPU 41 determines whether or not the difference between the first time length and the second time length (value obtained by subtracting the first time length from the second time length) exceeds the liquid level detection threshold value. do. This determination is made using, for example, the following equation 3.
Second time length ≥ first time length + liquid level detection threshold ... (Equation 3)

すなわち、CPU41は、第1の時間長の計測後に計測した第2の時間長が第1の時間長と液面検知閾値との和以上になっているか否かを判定する。ノズル10が液面32と接触すると、コンデンサC1の静電容量が増大するため、時定数τの値が大きくなり、単位時間あたりの発振回数が減少する。すなわち、第2の時間長が増大する。 That is, the CPU 41 determines whether or not the second time length measured after the measurement of the first time length is equal to or greater than the sum of the first time length and the liquid level detection threshold value. When the nozzle 10 comes into contact with the liquid surface 32, the capacitance of the capacitor C1 increases, so that the value of the time constant τ increases and the number of oscillations per unit time decreases. That is, the second time length increases.

S06において第2の時間長と第1の時間長との差が液面検知閾値以上であると判定される場合には(S06のYes)、CPU41は処理をS07に進め、そうでない場合には(S06のNo)、CPU41は処理をS04に戻す。S07では、CPU41は、第2の時間長と第1の時間長との差が液面検知閾値以上であることを検知してから一定時間が経過したか否かを判定する。一定時間が経過したと判定される場合には(S07のYes)、CPU41は検体(液面32)ありと判定し、そうでない場合には(S07のNo)、CPU41は処理をS04に戻す。このように、第2の時間長と第1の時間長との差が液面検知閾値以上となった状態が一定時間継続する場合に、検体(液面)ありと判定される。なお、S04〜S07のループは、上述したS06及びS07の条件が満たされるか、またはS04で液面検知が継続中でないと判定されるまで繰り返される。なお、図7の処理では、一定時間の継続を待って検体(液面32)検知と判定しているが、一定時間の継続を待たずして検体(液面)検知と判定してもよい。 If it is determined in S06 that the difference between the second time length and the first time length is equal to or greater than the liquid level detection threshold value (Yes in S06), the CPU 41 advances the process to S07, and if not, the process proceeds to S07. (No of S06), the CPU 41 returns the process to S04. In S07, the CPU 41 determines whether or not a certain time has elapsed after detecting that the difference between the second time length and the first time length is equal to or greater than the liquid level detection threshold value. If it is determined that a certain time has elapsed (Yes in S07), the CPU 41 determines that there is a sample (liquid level 32), and if not (No in S07), the CPU 41 returns the process to S04. In this way, when the state in which the difference between the second time length and the first time length is equal to or higher than the liquid level detection threshold value continues for a certain period of time, it is determined that the sample (liquid level) is present. The loop of S04 to S07 is repeated until the above-mentioned conditions of S06 and S07 are satisfied or it is determined in S04 that the liquid level detection is not continuing. In the process of FIG. 7, it is determined that the sample (liquid level 32) is detected after waiting for the continuation for a certain period of time, but it may be determined that the sample (liquid level) is detected without waiting for the continuation for a certain period of time. ..

図6に戻って、CPU41が検体(液面32)あり、と判定する場合には、CPU41は、検体ありを示す信号をCPU11に送る。CPU11は、検体ありの信号を受信する(図6<7>)。すると、CPU11は、ノズル10の下降速度の減速を開始し(図6<8>)、所定時間経過後にノズル10の下降を停止し(図6<9>)、液面検知処理の終了信号をCPU41へ送る(図6<10>)。CPU41は、終了信号を受けて液面検知処理を終了する。その後CPU11は、ノズル10の吸引による検体(液体)の採取等、分析のための所定の制御を行う。 Returning to FIG. 6, when the CPU 41 determines that the sample (liquid level 32) is present, the CPU 41 sends a signal indicating the presence of the sample to the CPU 11. The CPU 11 receives a signal with a sample (FIG. 6 <7>). Then, the CPU 11 starts decelerating the descending speed of the nozzle 10 (FIG. 6 <8>), stops the descending of the nozzle 10 after a lapse of a predetermined time (FIG. 6 <9>), and signals the end of the liquid level detection process. It is sent to the CPU 41 (FIG. 6 <10>). The CPU 41 receives the end signal and ends the liquid level detection process. After that, the CPU 11 performs predetermined control for analysis such as collection of a sample (liquid) by suction of the nozzle 10.

基準条件下で測定すれば、所定数のパルスの時間長は一定であるが、湿度や温度などの周辺環境の影響により変動する。実施形態に係る液面検知装置によれば、液面検知閾値が第1の時間長と時間長設定値との差に応じて補正されるので、液面検知装置が置かれた場
所の温度や湿度によって発振回路42の発振周波数にずれが生じていても、そのずれを吸収し、精度の良い液面検知を行うことができる。
When measured under the reference conditions, the time length of a predetermined number of pulses is constant, but fluctuates due to the influence of the surrounding environment such as humidity and temperature. According to the liquid level detection device according to the embodiment, the liquid level detection threshold value is corrected according to the difference between the first time length and the time length set value, so that the temperature of the place where the liquid level detection device is placed and the temperature of the place where the liquid level detection device is placed can be determined. Even if the oscillation frequency of the oscillation circuit 42 deviates due to humidity, the deviation can be absorbed and the liquid level can be detected with high accuracy.

<変形例1>
上述した実施形態では、所定数のパルスを抽出し、所定数のパルスの時間長(発振回路が所定回数の発振を行うのに要する時間長)を、「発振周波数」として計測していた。この所定数のパルスの時間長は発振回路42の単位時間あたりの発振回数(発振周波数)に依存する。このため、所定のパルスの時間長の代わりに、単位時間あたりの発振回数を、発振周波数として計測することができる。
<Modification 1>
In the above-described embodiment, a predetermined number of pulses are extracted, and the time length of the predetermined number of pulses (the time length required for the oscillation circuit to oscillate a predetermined number of times) is measured as the "oscillation frequency". The time length of this predetermined number of pulses depends on the number of oscillations (oscillation frequency) per unit time of the oscillation circuit 42. Therefore, instead of the time length of a predetermined pulse, the number of oscillations per unit time can be measured as the oscillation frequency.

例えば、CPU41が、第1の時間長の代わりに、所定のタイミング(例えば液面検知処理の開始時)における単位時間当たりの発振回数を第1の発振回数(第1状態における発振回路の発振周波数に相当)として求め、その後の単位時間当たりの発振回数を第2の発振回数(第2状態における発振回路の発振周波数に相当)として求め、第1の発振回数と第2の発振回数との差分が液面検知閾値以上の場合に(|第1の発振回数−第2の発振回数|≧液面検知閾値)、液面を検知するようにしても良い。第1の発振回数は、n回単位時間あたりの発振回数を求め、最大値と最小値とを廃棄し、残りの発振回数の平均値を求めることで得ても良い。変形例1では、時間長設定値の代わりに、発振回数設定値がメモリ45に予め用意される。液面検知閾値は、“液面検知閾値=補正係数×(第1の発振回数−発振回数設定値))+基準閾値”の式によって求める。但し、液面検知閾値の算出に用いる発振回数の測定値は、第1の発振回数の測定タイミングと同じタイミングで測定されたものであっても、異なるタイミングで測定されたものであってもよい。要は、ノズル10(第1の電極)と液面32とが非接触の状態で測定された単位時間あたりの発振回数であればよい。 For example, instead of the first time length, the CPU 41 sets the number of oscillations per unit time at a predetermined timing (for example, at the start of the liquid level detection process) as the first oscillation number (oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state). The number of oscillations per unit time after that is calculated as the second number of oscillations (corresponding to the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state), and the difference between the first number of oscillations and the second number of oscillations. When is equal to or greater than the liquid level detection threshold value (| first number of oscillations-second number of oscillations | ≧ liquid level detection threshold value), the liquid level may be detected. The first number of oscillations may be obtained by finding the number of oscillations per n times unit time, discarding the maximum value and the minimum value, and finding the average value of the remaining number of oscillations. In the first modification, the oscillation number setting value is prepared in advance in the memory 45 instead of the time length setting value. The liquid level detection threshold value is obtained by the formula of "liquid level detection threshold value = correction coefficient x (first oscillation number-oscillation number setting value)) + reference threshold value". However, the measured value of the number of oscillations used for calculating the liquid level detection threshold value may be one measured at the same timing as the measurement timing of the first oscillation number, or one measured at a different timing. .. In short, the number of oscillations per unit time measured in a state where the nozzle 10 (first electrode) and the liquid surface 32 are not in contact with each other may be used.

<変形例2>
実施形態及び変形例1では、閾値設定値の補正により得られた液面検知閾値を用いて液面32の検知を行っている。閾値を補正する構成に代えて、発振周波数の補正を行い、閾値設定値を固定的に使用することが考えられる。この場合、例えば、発振回路42に含まれるRC回路の静電容量や抵抗値を変更することにより発振周波数が補正されるようにする。
<Modification 2>
In the first embodiment and the first modification, the liquid level 32 is detected by using the liquid level detection threshold value obtained by correcting the threshold value set value. Instead of the configuration for correcting the threshold value, it is conceivable to correct the oscillation frequency and use the threshold value set value fixedly. In this case, for example, the oscillation frequency is corrected by changing the capacitance and the resistance value of the RC circuit included in the oscillation circuit 42.

例えば、発振回路42の発振周波数の設定値である設定発振周波数は、以下の式4で表すことができる。
F=1/A×R×C・・・(式4)
但し、Aは定数、Rは抵抗値、Cは静電容量である。
For example, the set oscillation frequency, which is the set value of the oscillation frequency of the oscillation circuit 42, can be expressed by the following equation 4.
F = 1 / A × R × C ... (Equation 4)
However, A is a constant, R is a resistance value, and C is a capacitance.

湿度や温度変化などによって、実際の発振周波数F’が設定発振周波数Fからずれる場合、静電容量は、CからC+δCとなる。発振周波数F’は以下の式5で表される。
F’=1/A×R×(C+δC)・・・(式5)
発振周波数F’は、RC回路の静電容量を変更する方法(第1の方法)と抵抗値を変更する方法(第2の方法)とのいずれかにより補正することができる。
When the actual oscillation frequency F'is deviated from the set oscillation frequency F due to humidity, temperature change, or the like, the capacitance changes from C to C + δC. The oscillation frequency F'is expressed by the following equation 5.
F'= 1 / A × R × (C + δC) ・ ・ ・ (Equation 5)
The oscillation frequency F'can be corrected by either a method of changing the capacitance of the RC circuit (first method) or a method of changing the resistance value (second method).

(第1の方法)
発振周波数F’と発振周波数設定値Fとの比は以下の式6で表現される。
F’/F={1/A×R×(C+δC)}×{A×R×C/1}
=C/(C+δC)・・・(式6)
式6より、静電容量Cを以下の式7で表されるC’に変更する。具体的には、発振回路42中のRC回路44をなすコンデンサC1(図5)の電極間の誘電体の変更等によってコンデンサC1の静電容量をC’に変更する操作を行い、周波数を補正する。これにより、
発振周波数のずれをなくすことができ、閾値設定値の変更なく、第1及び第2の測定値の差分が閾値設定値以上となるかの判定によって液面32の検知を行うことができる。
C’=C−δC=C−C×(F/F’−1)・・・(式7)
(First method)
The ratio between the oscillation frequency F'and the oscillation frequency set value F is expressed by the following equation 6.
F'/ F = {1 / A x R x (C + δC)} x {A x R x C / 1}
= C / (C + δC) ... (Equation 6)
From the formula 6, the capacitance C is changed to C'represented by the following formula 7. Specifically, the capacitance of the capacitor C1 is changed to C'by changing the dielectric between the electrodes of the capacitor C1 (FIG. 5) forming the RC circuit 44 in the oscillation circuit 42, and the frequency is corrected. do. This will result in
The deviation of the oscillation frequency can be eliminated, and the liquid level 32 can be detected by determining whether the difference between the first and second measured values is equal to or greater than the threshold set value without changing the threshold set value.
C'= C-δC = C-C × (F / F'-1) ... (Equation 7)

(第2の方法)
抵抗値で補正する場合、発振周波数の比F’/Fについて以下の式8が満たされることを要する。
F’/F={1/A×(R−δR)×(C+δC)}×(A×R×C/1)=1・・・(式8)
このとき、以下の式9が成立すれば良い。
C/(C+δC)=R−δR/R・・・(式9)
ここで、δC=C×(F/F’−1)であるから、抵抗Rを以下の式10で表されるR’に変更する。例えば、発振回路42中のRC回路44をなす抵抗素子R4(図5)に可変抵抗を適用し、抵抗素子R4の抵抗値を変更することで、抵抗値R’への変更を行うことができる。
R’=R−δR=R−R×(1−F’/F)・・・(式10)
これにより、第1の方法と同等の効果を得ることができる。以上説明した実施形態及び変形例1及び2で説明した構成は適宜組み合わせることができる。
(Second method)
When correcting with the resistance value, it is necessary that the following equation 8 is satisfied for the ratio F'/ F of the oscillation frequency.
F'/ F = {1 / A × (R-δR) × (C + δC)} × (A × R × C / 1) = 1 ... (Equation 8)
At this time, it is sufficient that the following equation 9 holds.
C / (C + δC) = R-δR / R ... (Equation 9)
Here, since δC = C × (F / F'-1), the resistance R is changed to R'represented by the following equation 10. For example, the resistance value R'can be changed by applying a variable resistance to the resistance element R4 (FIG. 5) forming the RC circuit 44 in the oscillation circuit 42 and changing the resistance value of the resistance element R4. ..
R'= R-δR = R-R × (1-F' / F) ... (Equation 10)
Thereby, the same effect as the first method can be obtained. The embodiments described above and the configurations described in the first and second modifications can be combined as appropriate.

1・・・分析装置
3・・・制御部
10・・・ノズル
24・・・液面検知部
11,41・・・CPU
42・・・発振回路
1 ... Analytical device 3 ... Control unit 10 ... Nozzle 24 ... Liquid level detection unit 11, 41 ... CPU
42 ... Oscillation circuit

Claims (9)

第1電極と、第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路と、
前記第1電極を上下方向に移動させる駆動部と、
前記第1電極と液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された発振周波数設定値とのずれ量を算出する算出部と、
前記ずれ量と予め用意された閾値設定値に基づいて、液面検知閾値を得る補正部と、
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が前記液面検知閾値を超えた場合に、液面を検知する検知部と、
を備える液面検知装置。
An oscillating circuit that oscillates with a time constant that depends on the capacitance between the first electrode and the second electrode.
A drive unit that moves the first electrode in the vertical direction,
A calculation unit that calculates the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other and the oscillation frequency set value prepared in advance.
A correction unit that obtains a liquid level detection threshold value based on the deviation amount and a threshold value set in advance.
If the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state, the difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state is lowered the first electrode exceeds the liquid level detection threshold, detecting the liquid level Detection unit and
A liquid level detector equipped with.
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数が前記発振周波数設定値より小さい場合に、前記補正部は、前記液面検知閾値を、前記閾値設定値より大きい値にする
請求項1に記載の液面検知装置。
When the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state is smaller than the oscillation frequency set value, the correction unit, the liquid level detection threshold, to have magnitude than the threshold setting value,
The liquid level detection device according to claim 1.
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数が前記発振周波数設定値より大きい場合に、前記補正部は、前記液面検知閾値を、前記閾値設定値より小さい値にする、
請求項1又は2に記載の液面検知装置。
If the larger oscillation frequency is the oscillation frequency setting value of the oscillation circuit in the first state, the correction unit, the liquid level detection threshold, to a value not smaller than the threshold setting value,
The liquid level detection device according to claim 1 or 2.
前記発振回路の発振周波数は、前記発振回路が所定回数の発振を行うのに要する時間長として計測される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の液面検知装置。
The oscillation frequency of the oscillation circuit is measured as the length of time required for the oscillation circuit to oscillate a predetermined number of times.
The liquid level detection device according to any one of claims 1 to 3.
前記補正部は、下記の式、
液面検知閾値=補正係数(前記時間長の計測値−前記時間長の設定値)+前記閾値設定値
を用いて前記液面検知閾値を求める、
請求項4に記載の液面検知装置。
The correction unit is based on the following formula.
The liquid level detection threshold value is obtained by using the liquid level detection threshold value = correction coefficient (measured value of the time length-set value of the time length) + the threshold value set value.
The liquid level detection device according to claim 4.
前記発振回路の発振周波数は、前記発振回路の単位時間あたりの発振回数として計測される
請求項1から3のいずれか1項に記載の液面検知装置。
The oscillation frequency of the oscillation circuit is measured as the number of oscillations per unit time of the oscillation circuit .
The liquid level detection device according to any one of claims 1 to 3.
第1電極と、第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路と、
前記第1電極を上下方向に移動させる駆動部と、
前記第1電極と液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が閾値を超えた場合に、液面を検知する検知部と、
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された発振周波数設定値とのずれ量を算出する算出部と、
前記ずれ量に基づいて前記発振回路の発振周波数を補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記時定数の算出に用いる静電容量の設定値Cと、前記発振回路の発振周波数の設定値Fと、前記第1状態における前記発振回路の発振周波数F’と、以下の式、
C’=C−C×(F/F’−1)
と、を用いて前記時定数の算出に用いる静電容量をC’に変更する補正を行う、液面検知装置。
An oscillating circuit that oscillates with a time constant that depends on the capacitance between the first electrode and the second electrode.
A drive unit that moves the first electrode in the vertical direction,
The difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered exceeds the threshold value. In some cases, the detector that detects the liquid level and
A calculation unit that calculates the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the oscillation frequency set value prepared in advance.
A correction unit that corrects the oscillation frequency of the oscillation circuit based on the deviation amount is provided.
The correction unit has the following: a set value C of the capacitance used for calculating the time constant, a set value F of the oscillation frequency of the oscillation circuit, an oscillation frequency F'of the oscillation circuit in the first state, and the following. formula,
C'= CC × (F / F'-1)
A liquid level detection device that makes corrections to change the capacitance used for calculating the time constant to C'using.
第1電極と、第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路と、
前記第1電極を上下方向に移動させる駆動部と、
前記第1電極と液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が閾値を超えた場合に、液面を検知する検知部と、
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された発振周波数設定値とのずれ量を算出する算出部と、
前記ずれ量に基づいて前記発振回路の発振周波数を補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記時定数の算出に用いる抵抗値の設定値Rと、前記発振回路の発振周波数の設定値Fと、前記第1状態における前記発振回路の発振周波数F’と、以下の式、
R’=R−C×(1−F’/F)
と、を用いて前記時定数の算出に用いる抵抗値をR’に変更する補正を行う、液面検知装置。
An oscillating circuit that oscillates with a time constant that depends on the capacitance between the first electrode and the second electrode.
A drive unit that moves the first electrode in the vertical direction,
The difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state where the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered exceeds the threshold value. In some cases, the detector that detects the liquid level and
A calculation unit that calculates the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the oscillation frequency set value prepared in advance.
A correction unit that corrects the oscillation frequency of the oscillation circuit based on the deviation amount is provided.
The correction unit has the following equations, the set value R of the resistance value used for calculating the time constant, the set value F of the oscillation frequency of the oscillation circuit, the oscillation frequency F'of the oscillation circuit in the first state, and the following equation. ,
R'= RC × (1-F' / F)
A liquid level detection device that makes corrections to change the resistance value used for calculating the time constant to R'using.
液面と接触可能な第1電極と第2電極との間の静電容量に依存する時定数で発振する発振回路を用いて、前記第1電極と前記液面とが非接触の第1状態における前記発振回路の発振周波数と、予め用意された発振周波数設定値とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量と予め用意された閾値設定値に基づいて、液面検知閾値を得る工程と、
前記第1状態における前記発振回路の発振周波数と、前記第1電極を下降させた第2状態における前記発振回路の発振周波数との差分が前記液面検知閾値を超える場合に前記液面を検知する工程と、を備える液面検知方法。
A first state in which the first electrode and the liquid surface are not in contact with each other by using an oscillating circuit that oscillates at a time constant depending on the capacitance between the first electrode and the second electrode that can contact the liquid surface. The step of calculating the amount of deviation between the oscillation frequency of the oscillation circuit and the oscillation frequency set value prepared in advance in
A step of obtaining a liquid level detection threshold value based on the deviation amount and a threshold value set in advance, and
The liquid level is detected when the difference between the oscillation frequency of the oscillation circuit in the first state and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the second state in which the first electrode is lowered exceeds the liquid level detection threshold value. A liquid level detection method including a process.
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