流量测定单元、流量测定系统及流量测定方法与流程

    技术2026-06-29  10


    本公开涉及测定液体流量的流量测定单元。


    背景技术:

    1、例如,有如下的微流量测定方法:在路径端设置微流量泵,在路径上,设置样本注射器、检定管及在检定管的两端设置气泡检测部,并且一边从泵以一定流量输送载体溶液,一边通过样本注射器进行气泡注入,根据两个气泡检测部之间的通过时间来获得流量(参照专利文献1)。

    2、现有技术文献

    3、专利文献

    4、专利文献1:日本专利特开2003-270018号公报


    技术实现思路

    1、发明要解决的课题

    2、但是,在专利文献1记载的流量测定方法中,根据载体溶液的种类的不同,形成气泡的空气有可能溶入载体溶液中。另外,气泡附着在路径(包括检定管)的内壁上或受到来自内壁的摩擦阻力,气泡的流速有可能比载体溶液的流速慢。因此,测定液体流量的精度有可能降低。

    3、本公开是为了解决上述课题而提出的,其主要目的在于提供一种能够提高测定液体流量的精度的流量测定单元。

    4、用于解决课题的手段

    5、用于解决上述课题的第一方案提供一种流量测定单元,包括:

    6、流入通路,供液体流入;

    7、流出通路,供所述液体流出;

    8、检定通路,具有与所述流入通路连接且供所述液体流入的入口部、以及与所述流出通路连接且供所述液体流出的出口部,从所述入口部至所述出口部的容积是已知的规定容积;

    9、注入器,将可溶解于所述液体且接收预定波长的光而显示荧光反应或吸光反应的预定物质注入所述流入通路;

    10、第一检测器,对所述入口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第一强度;

    11、第二检测器,对所述出口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第二强度;

    12、第一控制器,通过所述预定容积除以第二时间与第一时间相减所得到的时间差来计算所述液体的流量,其中,所述第一时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第一检测器检测出的所述第一强度达到峰值为止的时间,所述第二时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第二检测器检测出的所述第二强度达到峰值为止的时间。

    13、根据上述的配置,检定通路具有与所述流入通路连接且供所述液体流入的入口部、以及与所述流出通路连接且供所述液体流出的出口部。因此,从流入通路流入的液体经由入口部流入检定通路,在流过检定通路后,经由出口部从流出通路流出。检定通路的从所述入口部至所述出口部为止的容积是已知的预定容积。

    14、注入器将可溶解于所述液体且接收预定波长的光而显示荧光反应或吸光反应的预定物质注入所述流入通路。第一检测器对所述入口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第一强度。因此,在预定物质经过入口部时,在由第一检测器检测出的第一强度中出现表示预定物质的存在的变化。另外,第二检测器对所述出口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第二强度。因此,在预定物质经过出口部时,在由第二检测器检测出的第二强度中出现表示预定物质的存在的变化。

    15、在此,由于预定物质可溶解于所述液体中,因此与气泡溶解在液体中或没不溶解于液体中的情况不同,能够抑制第一强度和第二强度受预定物质是否溶解于所述液体中的影响。进而,由于预定物质溶解在液体中而流动,因此预定物质不易附着在通路的内壁上或不易受到来自内壁的摩擦阻力,能够抑制预定物质的流速比液体的流速慢的情况。并且,第一控制器通过所述预定容积除以第二时间与第一时间相减所得到的时间差来计算出所述液体的流量,其中,所述第一时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第一检测器检测出的所述第一强度达到峰值为止的时间,所述第二时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第二检测器检测出的所述第二强度达到峰值为止的时间。因此,能够抑制预定物质向液体的溶解所带来的影响以及预定物质受到通路的内壁的影响,能够提高测定液体流量的精度。进而,作为第一时间和第二时间,分别测定第一强度和第二强度达到峰值为止的时间。因此,不需要检测微小的第一强度和第二强度,能够稳定地测定第一时间和第二时间。

    16、在第二方案中,所述入口部和所述出口部在预定方向上并列配置,所述第一检测器和所述第二检测器由一个共用检测器构成,所述共用检测器沿着所述预定方向对所述入口部和所述出口部照射所述预定波长的光,检测所述第一强度和所述第二强度。

    17、根据上述的配置,所述入口部和所述出口部在预定方向上并列配置。因此,通过沿着预定方向照射所述预定波长的光,由一个共用检测器构成所述第一检测器和所述第二检测器,能够通过共用检测器对所述入口部和所述出口部照射所述预定波长的光。并且,所述共用检测器能够在所述入口部和所述出口部分别检测所述第一强度和所述第二强度。因此,能够将第一检测器和第二检测器集中在一个共用检测器中,能够简化流量测定单元的配置。

    18、在第三方案中,以第二方案为前提,所述检定通路由玻璃制的毛细管形成。因此,能够使照射到所述入口部和所述出口部的一方的所述预定波长的光容易透过到另一方。根据这样的配置,所述共用检测器能够以低成本实现沿着所述预定方向对所述入口部和所述出口部照射所述预定波长的光并检测所述第一强度和所述第二强度的配置。

    19、在第四方案中,所述第一检测器具有照射所述预定波长的光的第一检测头,所述第二检测器具有照射所述预定波长的光的第二检测头,所述流量测定单元包括温度调节装置,所述温度调节装置用于将所述注入器、所述流入通路中的从所述注入器至所述入口部为止的部分、所述第一检测头、所述检定通路以及所述第二检测头的温度调节为预定温度。根据这样的配置,能够抑制在流量测定单元中从预定物质被注入的部分至预定物质的检测结束的部分为止的温度产生偏差或发生变动。因此,能够进一步提高测定液体流量的精度。进而,由于温度调节装置调节必要最低限度的部分的温度,因此能够抑制流量测定单元的大型化和运行成本的上升。

    20、在第五方案中,所述预定物质为吸收第一波长的光而显示发出第二波长的荧光的所述荧光反应的荧光物质,其中,所述第二波长大于所述第一波长,所述第一检测器向所述入口部照射作为所述预定波长的所述第一波长的光,检测所述第二波长的荧光的强度作为所述第一强度,所述第二检测器对所述出口部照射作为所述预定波长的所述第一波长的光,检测所述第二波长的荧光的强度作为所述第二强度。

    21、根据上述配置,能够采用显示所述荧光反应的荧光物质作为所述预定物质,采用检测第二波长的荧光的荧光检测器作为所述第一检测器和所述第二检测器。通常,用荧光检测器检测荧光强度的灵敏度高于用吸光度检测器检测吸光度的灵敏度。因此,能够进一步提高测定液体流量的精度。

    22、第六方案中,流量测定单元包括:

    23、流入通路,供液体流入;

    24、流出通路,供所述液体流出;

    25、检定通路,其具有与所述流入通路连接且供所述液体流入的入口部、以及与所述流出通路连接且供所述液体流出的出口部,从所述入口部至所述出口部的容积是已知的预定容积;

    26、注入器,将可溶解于所述液体且接收预定波长的光而显示荧光反应或吸光反应的预定物质注入所述流入通路;

    27、第一检测器,对所述入口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第一强度;

    28、第二检测器,对所述出口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第二强度;

    29、第一控制器,通过所述预定容积除以第二时间与第一时间相减所得到的时间差来计算所述液体的流量,其中,所述第一时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第一检测器检测出的所述第一强度超过第一阈值为止的时间,所述第二时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第二检测器检测出的所述第二强度超过第二阈值为止的时间。

    30、根据上述配置,在预定物质通过入口部时,由第一检测器检测的第一强度增大。另外,在预定物质通过出口部时,由第二检测器检测的第二强度增大。并且,第一控制器通过所述预定容积除以第二时间与第一时间相减所得到的时间差来计算出所述液体的流量,其中,所述第一时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第一检测器检测出的所述第一强度超过第一阈值为止的时间,所述第二时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第二检测器检测出的所述第二强度超过第二阈值为止的时间。另外,第二阈值可以是与第一阈值相同的值,也可以是比第一阈值小的值。

    31、在此,由于预定物质可溶解于所述液体中,因此与气泡溶解在液体中或不溶解在液体中的情况不同,能够抑制第一强度和第二强度受预定物质是否溶解于所述液体中的影响。进而,由于预定物质溶解在液体中而流动,因此预定物质不易附着在通路的内壁上或不易受到来自内壁的摩擦阻力,能够抑制预定物质的流速比液体的流速慢的情况。因此,根据上述配置,也能够抑制预定物质向液体的溶解所带来的影响以及预定物质受到通路的内壁的影响,能够提高测定液体流量的精度。

    32、第七方案中,流量测定系统包括:

    33、根据第一方案至第三方案中任一项所述的流量测定单元;以及

    34、送液单元,

    35、所述送液单元包括:

    36、泵,用于压送所述液体;

    37、流量传感器,输出与从所述泵向所述流入通路压送的所述液体的流量相关的输出信号;以及

    38、第二控制器,控制所述泵以使得由所述流量传感器输出的所述输出信号成为目标输出信号。

    39、根据上述的配置,泵压送所述液体,流量传感器输出与从所述泵向所述流入通路压送的所述液体的流量相关的输出信号。并且,第二控制器控制所述泵,以使得由所述流量传感器输出的所述输出信号成为目标输出信号。因此,在由所述流量传感器输出的所述输出信号成为目标输出信号的状态下,能够通过流量测定单元计算出液体的流量。即,在由流量测定单元测定液体的流量时,能够通过第二控制器变更液体的流量。

    40、在第八方案中,所述送液单元包括用于存储信息的存储装置,所述第二控制器控制所述泵以使得由所述流量传感器输出的所述输出信号依次成为多个所述目标输出信号,所述第一控制器在由所述流量传感器输出的所述输出信号分别成为多个所述目标输出信号的状态下计算出所述液体的流量,所述第二控制器将多个所述目标输出信号和由所述第一控制器计算出的所述液体的流量分别相对应地通过所述存储装置进行存储。

    41、根据上述的配置,所述第二控制器控制所述泵,以使得由所述流量传感器输出的所述输出信号依次成为多个所述目标输出信号。此时,所述第一控制器在由所述流量传感器输出的所述输出信号分别成为多个所述目标输出信号的状态下计算出所述液体的流量。因此,在控制泵使得由所述流量传感器输出的所述输出信号分别成为多个目标输出信号的状态下,能够正确地计算出液体的流量。即,能够计算出与多个目标输出信号分别对应的液体的正确的流量。然后,所述第二控制器将多个所述目标输出信号和由所述第一控制器计算出的所述液体的流量分别相对应地通过所述存储装置进行存储。因此,能够求出(校正)多个所述目标输出信号和与它们对应的液体的正确的流量之间的关系,并存储在存储装置中。因此,能够高精度且简单地进行送液单元的校正。

    42、第九方案中,流量测定方法是使用以下构件来测定液体的流量的流量测定方法,其中,所述构件包括:

    43、流入通路,供所述液体流入;

    44、流出通路,供所述液体流出;

    45、检定通路,具有与所述流入通路连接且供所述液体流入的入口部、以及与所述流出通路连接且供所述液体流出的出口部,从所述入口部至所述出口部的容积是已知的预定容积;

    46、注入器,将可溶解于所述液体且接收预定波长的光而显示荧光反应或吸光反应的预定物质注入所述流入通路;

    47、第一检测器,对所述入口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第一强度;以及

    48、第二检测器,对所述出口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第二强度,

    49、在所述流量测定方法中,通过所述预定容积除以第二时间与第一时间相减所得到的时间差来计算所述液体的流量,所述第一时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第一检测器检测出的所述第一强度达到峰值为止的时间,所述第二时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第二检测器检测出的所述第二强度达到峰值为止的时间。

    50、根据上述的工序,能够起到与第一方案相同的作用效果。

    51、在第十方案中,沿预定方向并列配置所述入口部和所述出口部,

    52、通过一个共用检测器构成所述第一检测器和所述第二检测器,

    53、通过所述共用检测器沿着所述预定方向对所述入口部和所述出口部照射所述预定波长的光并检测所述第一强度和所述第二强度。

    54、根据上述的工序,能够起到与第二方案同样的作用效果。

    55、在第十一方案中,流量测定方法是使用以下构件来测定液体的流量的流量测定方法,所述构件包括:

    56、流入通路,供所述液体流入;

    57、流出通路,供所述液体流出;

    58、检定通路,具有与所述流入通路连接且供所述液体流入的入口部、以及与所述流出通路连接且供所述液体流出的出口部,从所述入口部至所述出口部的容积是已知的预定容积;

    59、注入器,将可溶解于所述液体且接收预定波长的光而显示荧光反应或吸光反应的预定物质注入所述流入通路;

    60、第一检测器,对所述入口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第一强度;以及

    61、第二检测器,对所述出口部照射所述预定波长的光,检测所述荧光反应或所述吸光反应的强度即第二强度,

    62、在所述流量测定方法中,通过所述预定容积除以第二时间与第一时间相减所得到的时间差来计算出所述液体的流量,所述第一时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第一检测器检测出的所述第一强度超过第一阈值为止的时间,所述第二时间为从由所述注入器注入所述预定物质之后开始至由所述第二检测器检测出的所述第二强度超过第二阈值为止的时间。

    63、根据上述的工序,能够起到与第六方案同样的作用效果。

    64、在第十二方案中,流量测定方法使用用于压送所述液体的泵、用于输出与从所述泵向所述流入通路压送的所述液体的流量相关的输出信号的流量传感器、以及用于存储信息的存储装置,控制所述泵以使得由所述流量传感器输出的所述输出信号依次成为多个目标输出信号,在由所述流量传感器输出的所述输出信号分别成为多个所述目标输出信号的状态下计算出所述液体的流量,将多个所述目标输出信号和所计算出的所述液体的流量分别相对应并通过所述存储装置进行存储。

    65、根据上述的工序,能够起到与第八方案同样的作用效果。


    技术特征:

    1.一种流量测定单元,包括:

    2.根据权利要求1所述的流量测定单元,其中,

    3.根据权利要求2所述的流量测定单元,其中,

    4.根据权利要求1至3中任一项所述的流量测定单元,其中,

    5.根据权利要求1至3中任一项所述的流量测定单元,其中,

    6.一种流量测定单元,其中,包括:

    7.一种流量测定系统,其中,包括:

    8.根据权利要求7所述的流量测定系统,其中,

    9.一种流量测定方法,是使用以下构件来测定液体的流量的流量测定方法,其中,所述构件包括:

    10.根据权利要求9所述的流量测定方法,其中,

    11.一种流量测定方法,是使用以下构件来测定液体的流量的流量测定方法,所述构件包括:

    12.根据权利要求9至11中任一项所述的流量测定方法,


    技术总结
    流量测定单元(20)包括:流入通路(21);流出通路(29);检定通路(24),具有供液体流入的入口部(24a)以及供液体流出的出口部(24b),检定通路(24)的容积是已知的预定容积;注入器(22),将可溶解于液体且接收预定波长的光而显示荧光反应的预定物质注入流入通路;第一检测器(30),向入口部照射预定波长的光,检测荧光反应的第一强度;第二检测器(30),向出口部照射预定波长的光,检测荧光反应的第二强度;以及第一控制器(38),通过预定容积除以从预定物质被注入之后开始至第二强度达到峰值为止的第二时间与从预定物质被注入之后开始至第一强度达到峰值为止的第一时间相减所得到的时间差计算出液体的流量。

    技术研发人员:新田慎一
    受保护的技术使用者:CKD株式会社
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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