[發明專利]超聲波清洗器以及使用超聲波清洗器的自動分析裝置

有效

• 申請號: 201780078193.4
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN110088631B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 堀江陽介;風間敦;川原鐵士;森高通;野中昂平
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: G01N35/10
• 分類號: G01N35/10;B08B3/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 金光華

實現除了具備能夠在驅動頻率20～100kHz的范圍中對噴嘴前端(特別是外周)進行清洗的振動部的結構以外還具備即使在低的液位下也在液體中發生駐波的清洗槽的超聲波清洗器。超聲波清洗器具有：清洗槽(206)；超聲波振子；振動頭(209)，從超聲波振子朝向清洗槽延伸，在其前端部(210)具有圓筒孔(211)，圓筒孔在鉛直方向上具有其長度方向；以及空氣層或者金屬部件(301)，在清洗槽的下方至少設置于將振動頭在鉛直方向上投影的區域，以振動頭在伴隨圓筒孔的長度方向以及與長度方向垂直的方向的變形的振動模式下進行諧振振動的頻率，驅動超聲波振子，清洗槽的底部之中的至少將振動頭在鉛直方向上投影的區域是用將樹脂作為主要成分的材料來制作的，積存于清洗槽的清洗液的高度比根據驅動超聲波振子的頻率和音速求出的波長的1/4短。

技術領域

本發明涉及對分裝血清、尿等樣品的噴嘴進行清洗的超聲波清洗器、以及具備超聲波清洗器并通過混合樣品和試劑來進行成分分析的自動分析裝置。

背景技術

在自動分析裝置中，反復使用同一噴嘴來分裝樣品，所以在吸引其它樣品之前進行噴嘴前端的清洗。如果噴嘴前端的清洗不充分，則會將之前的樣品成分帶入(遺留)到下一樣品中，測定精度變差。然而，在高吞吐性能的自動分析裝置中為了高速地進行分裝處理，在噴嘴清洗中無法使用充足的時間。在專利文獻1中，公開了使用在清洗槽的底部具備朗之萬(Langevin)振子的超聲波清洗器，利用在液體中發生的空化(cavitation)來去除噴嘴的試樣附著物。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開平4-169850號公報

發明內容

在使用超聲波的清洗器中，往往針對難以去掉的污垢將超聲波振子的驅動頻率設定為低頻(20～100kHz)來使用。低頻下的清洗利用在液體中發生的空化(由于在液體中產生的壓力差而引起泡的發生和消失的現象)。但是，空化并非在液體中均勻地發生，而是根據超聲波強度的強弱，空化的強度也變化。在超聲波強度變強的區域中，根據驅動的頻率，發生的間隔不同，每隔將液體的音速(在水中約1500m/s)除以超聲波振子的驅動頻率而得到的距離，形成空化強的區域。例如，在以50kHz進行了驅動時，產生1個波長為30mm(λ)的駐波，以作為其半波長的15mm(λ/2)間隔而產生空化強度強的區域。另外，發生超聲波的振動面附近也成為空化強度強的區域。

因此，在如專利文獻1那樣在清洗槽的下部具備朗之萬振子的超聲波清洗器中，如果為了得到空化的效果而以20～100kHz進行驅動，則以7.5mm(100kHz驅動)～37.5mm(20kHz驅動)間隔，產生空化變強的區域。越接近作為驅動源的振子，則空化強度越強。另外，空化變強的區域的范圍窄，所以噴嘴的清洗范圍被限定，易于發生清洗不均。而且，在清洗槽的下部具備振子的構造的超聲波清洗器由于通過用振子對不銹鋼槽的底部進行激振從而在內部的液體中發生超聲波，所以底部的面積變大。另外，為了發生駐波，最低也需要7.5mm(λ/4)以上的液位。即，以往的超聲波清洗器由于底面面積大且需要高度，所以存在為了發生駐波進行高效的清洗而所需的清洗液量變多的課題。特別是，在樣品的遺留成為問題的裝置中，需要每次噴嘴清洗時更換清洗液來防止樣品再次附著到噴嘴，所以優選設為較少的清洗液量。

因此，提供一種除了具備在驅動頻率20～100kHz的范圍中能夠對噴嘴前端(特別是外周)進行清洗的振動部的結構以外還具備即使在低的液位下也在液體中發生駐波的清洗槽的超聲波清洗器、以及使用該超聲波清洗器的自動分析裝置。

第1發明所涉及的超聲波清洗器具有：清洗槽，積存清洗液；超聲波振子；振動頭，從超聲波振子朝向清洗槽延伸，在振動頭的前端部具有圓筒孔，該圓筒孔在鉛直方向上具有其長度方向；以及空氣層或者金屬部件，在清洗槽的下方至少設置于將振動頭在鉛直方向上投影的區域，以振動頭在伴隨圓筒孔的長度方向以及與長度方向垂直的方向的變形的振動模式下進行諧振振動的頻率，驅動超聲波振子，清洗槽的底部之中的至少將振動頭在鉛直方向上投影的區域是用將樹脂作為主要成分的材料來制作的，積存于清洗槽的清洗液的高度比根據驅動超聲波振子的頻率和音速求出的波長的1/4短。