分析装置及搅拌单元的制作方法_2

文档序号:9706571阅读:来源:国知局
[0045]如上所述,驱动件44设有相对于旋转中心偏离的锭子46,因此,驱动件44通过旋转锭子46产生振动。如图4所示,安放件42在驱动件44产生的振动的作用下以弹性件43为支点作圆锥形旋转运动。因此,安放件42的夹钳47所安放的容器14也同样作旋转运动。
[0046]如图2和图3所示,检测部分32安装在安放件42上的夹钳47背面一侧。检测部分32检测出安放件42沿水平面的X轴方向与Y轴方向这垂直相交的二轴方向的加速度。检测部分32通过检测安放件42的加速度,间接检测出安放在安放件42上的容器14的加速度。
[0047]检测部分32的检测结果如图1所示,输入到控制部件13的信号处理部件22。X轴方向的加速度信号输入到相位检测电路27和X轴方向的振幅检测电路28。Y轴方向的加速度信号输入到相位检测电路27和Y轴方向的振幅检测电路29。相位检测电路27将输入的X轴方向及Y轴方向的加速度信号转换为各方向的位置信号,求出各轴方向的相位差Θ。X轴方向及Y轴方向的振幅检测电路28、29将输入的加速度信号转换为X轴方向及Y轴方向的位置信号,求出各轴方向的振幅Ax,Ay。
[0048]图5显示了液体搅拌正常时安放件42的变位。在图5 (a)的图形中,横轴表示X轴方向的位置,纵轴表示Y轴方向的位置。此例中的安放件42以正圆形轨迹旋转。图5(b)的图形中,横轴是表示相位的旋转角度,纵轴是X轴方向及Y轴方向的位置。此时,安放件42的X轴方向及Y轴方向的位置分别沿正弦波轨迹变化。安放件42的X轴方向的振幅Αχ与Y轴方向的振幅Ay相同,X轴方向的相位与Y轴方向的相位的相位差Θ为90°。
[0049]安放件42的振动的振幅Ax、Ay与相位差Θ表示振动的状态,其作为控制搅拌部件12用的状态参数。图5 (a)所示正常时的旋转半径r及图5 (b)所示正常时的振幅Ax、Ay均设为“1”,以下说明的图6~图8的旋转半径r及振幅Ax、Ay为相对于图5的旋转半径r及振幅Ax、Ay的相对值。
[0050]图6~图8显示了液体搅拌异常时安放件42的变位。图6 (a)中,安放件42的旋转半径r比正常时小,因此将其作为搅拌异常的案例。此时,如图6 (b)所示,X轴方向的相位与Y轴方向的相位的相位差Θ与正常时一样为90°,振幅Αχ与振幅Ay彼此相同。因此,安放件42的旋转轨迹为正圆形。然而,旋转半径r比正常时小。如此,旋转半径r小的话,容器14内的液体有可能不能充分搅拌,故而搅拌异常。
[0051]图7 (a)显示了因安放件42的旋转轨迹为椭圆形而被认为搅拌异常的案例。此时,如图7 (b)所示,X轴方向的相位与Y轴方向的相位的相位差Θ为90°,但振幅Αχ与振幅Ay相互不同。具体而言,Y轴方向的振幅Ay比X轴方向的振幅Αχ小。因此,图7 (a)所示旋转轨迹为沿Y轴方向呈扁平状的椭圆形。如此,安放件42以椭圆形旋转轨迹旋转,则容器14内的液体在椭圆形的长轴方向大幅度搅拌但向短轴方向的搅拌幅度变小,有可能无法恰当地进行混合,从而成为搅拌异常。
[0052]图8(a)显示了由于安放件42的旋转轨迹为椭圆形而被认为搅拌异常的例子。此时,如图8 (b)所示,X轴方向的振幅Αχ与Y轴方向的振幅Ay虽然相同,但相位差Θ大于90°。此时,图8 (a)所示旋转轨迹为相对于X轴方向和Y轴方向而言沿倾斜方向呈扁平状的椭圆形。如此,安放件42以椭圆形旋转轨迹旋转,则容器14内的液体在椭圆长轴方向大幅搅拌,但向短轴方向的搅拌幅度小,可能不能恰当地混合,故搅拌异常。
[0053]因为搅拌部件12的安装误差、电机45的转数误差和变动或弹性件43的状态变化等原因,安放件42的振动有时相对于正常的搅拌状态而言会出现偏差。即,不仅会出现图5所示的正常搅拌状态,也会出现图6~图8所示的异常搅拌状态。例如,搅拌部件12的安装误差可能会由于弹性件43与支撑件41或安放件42之间的连接状态的参差不齐等而产生。此外,电机转数的误差可能因电机45的个体差异而产生,电机45转数的变动可能因周围环境产生的噪声等而产生。弹性件43的状态变化可能因环境温度的变化和随着时间推移而产生劣化等原因而产生。
[0054]第一实施方式的测定控制部件21如图1所示,获取信号处理部件22输出的有关安放件42的振幅Ax、Ay和相位差Θ的信息,然后进行以下说明的处理。具体而言,图6所示搅拌异常中安放件42的旋转半径r比正常时小,但旋转轨迹是正圆形。因此,调整电机45的转数就能修正为正常的旋转半径。另外,虽无图示,但安放件42旋转半径比正常时大的情况下也能够通过调整电机45的转数修正为正常的旋转半径r。因此,当安放件42的旋转轨迹为正圆形时,测定控制部件21调整电机45的转数,修正振动,使旋转半径r正常。以此能够防止搅拌状态出现偏差。
[0055]另一方面,如图7和图8所示,安放件42的旋转轨迹不是正圆形时,即使调整电机45的转数,变成正圆形的可能性也很小。因此,测定控制部件21不是修正振动,而是停止电机45的驱动,让搅拌本身停止。然后,测定控制部件21向信息处理部件24发送表示搅拌状态异常的信息。信息处理部件24在显示部件36显示表示搅拌异常的信息,以此通知用户搅拌异常。据此,用户能够想办法解除搅拌异常。
[0056]在第一实施方式,由检测部分32检测X轴方向和Y轴方向二轴方向的加速度,能以简单的结构检测出安放件42的振动状态。
[0057]另外,构成搅拌部件12的零部件中,支撑件41、安放件42、弹性件43、驱动件44和检测部分32如图2所示,以组装成一体的单元部件的状态安装在分析装置10。在本说明书中,这种单元部件也称为搅拌单元,各个搅拌单元分别能够进行部件的更换和通用。
[0058](搅拌作业的处理步骤)
以下用流程图说明搅拌部件12的搅拌作业所涉及的控制部件13的处理步骤。此处理步骤中包含判断上述搅拌状态是否正常的作业、以及基于该判断的控制作业。
[0059]如图9所示,信息处理部件24在步骤S1向测定控制部件21发送搅拌时间信息。此搅拌时间信息是搅拌部件12应该搅拌液体的时间的相关信息。此搅拌时间比如是1秒。另一方面,如图10所示,测定控制部件21在步骤S11接收搅拌时间信息。
[0060]接着,信息处理部件24在图9的步骤S2向测定控制部件21发送搅拌开始命令。对此,测定控制部件21在图10的步骤S12接收搅拌开始命令。以后,信息处理部件24在图9的步骤S3待命直至确认搅拌部件12的搅拌作业结束。
[0061]测定控制部件21根据搅拌开始命令开始搅拌部件12的搅拌作业。另外,在开始搅拌作业时,搅拌部件12的夹钳47中安放预先装有液体的容器14。如图10所示,测定控制部件21在步骤S13开始电机45的驱动。夹钳47安放的容器14在电机45的驱动下振动。此振动产生的X轴方向和Y轴方向的加速度被检测部分32检测到。如图1所示,检测部分32的检测信号输入到信号处理部件22。
[0062]信号处理部件22的振幅检测电路28、29分别从检测部分32的检测信号求出X轴方向和Y轴方向的振幅Ax、Ay,并将其输出到测定控制部件21。测定控制部件21在图10的步骤S14获取X轴方向和Y轴方向的振幅Ax、Ay信号。相位检测电路27从检测部分32的检测信号求出X轴方向的相位与Y轴方向的相位的相位差Θ,并将其输出到测定控制部件21。测定控制部件21在步骤S15获取X轴方向与Y轴方向的相位差Θ的信号。
[0063]测定控制部件21在步骤S16判断X轴方向和Y轴方向的振幅Ax、Ay之差是否小于作为一定阈值的标准振幅差A A。例如,标准振幅差Δ A可以设为正常时振幅的30%。在图5 (b)所示例中,正常时的X轴方向和Y轴方向的振幅Ax、Ay均为“ 1 ”,故标准振幅差A A可以设为“0.3”。此外,标准振幅差△ A的值只不过是一个例子,可以根据使用条件等适当变更。
[0064]当振幅Ax、Ay之差小于标准振幅差Δ A时,即当满足以下式(1)时,测定控制部件21将处理推进到步骤S17,而如果在标准振幅差Δ A以上时,将处理推进到步骤S25。
[0065]A X — A y | < Δ A......( 1 )
当不满足式(1)时,如参照图7所进行的叙述,可以想到,安放件42的旋转轨迹是椭圆形。此时,可以判断搅拌状态发生了无法修正的异常。因此,测定控制部件21在步骤S25将表示发生了搅拌异常的信息、即搅拌异常信息存入存储部件26。然后,测定控制部件21在步骤S23向驱动电路23发送控制信号,让电机45停止。
[0066]当满足上述式(1)时,测定控制部件21在步骤S17判断X轴方向与Y轴方向的相位差Θ是否在一定范围内。一定范围例如可以设为90° ±20°的范围。此时,相位差Θ的上限值ΘΗ*110°,下限值Θ ^370°。当相位差Θ满足以下式(2)时,测定控制部件21将处理推进到步骤S18,不满足时将处理推进到步骤S25
9L< I θ I < ΘΗ ……(2)
当不满足式(2)时,如参照图8所进行的叙述,可以想到,安放件42的旋转轨迹为椭圆形。此时,能够判断搅拌状态发生了无法修正的异常,测定控制部件21在步骤S25将搅拌异常信息存入存储部件26。然后,测定控制部件21在步骤S23向驱动电路23发送控制信号,停止电机45。
[0067]当满足以上式(2)时,测定控制部件21在步骤S18判断X轴方向振幅Αχ和Υ轴方向振幅Ay的平均值是否大于一定下限值A-。当X轴方向振幅Αχ和Υ轴方向振幅Ay的平均值大于一定下限值Αωκ时,S卩,当满足以下式(3)时,测定控制部件21将处理推进到步骤S19,不满足时将处理推进到步骤S21。
[0068](Ax+Ay) /2 > AL0K......(3)
当不满足式(3)时,如参照图6所进行的叙述,安放件42的旋转半径比正常时小,因此能够判断发生了搅拌异常。因此,测定控制部件21在步骤S21控制电机转数,修正振动,使安放件42的旋转半径在正常范围内。关于此电机转数控制的处理步骤待后详述。另外,一定下限值A
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