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技術 保持装置

出願人 ミネベアミツミ株式会社
発明者 大森清小畑泰敏
出願日 2017年8月24日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2017-161488
公開日 2019年3月14日 (1年3ヶ月経過) 公開番号 2019-039778
状態 未査定
技術分野 液位または流動性固体のレベルの測定 体外人工臓器
主要キーワード レベル計測値 収容空間側 空間寸法 溝空間 電極対毎 各金属薄膜 用電極対 レベル計測
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年3月14日)のものです。
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図面 (20)

課題

レベルセンサを搭載した保持装置信頼性を向上させる。

解決手段

保持装置1は、チャンバ500を収容可能な収容空間200を画成する収容部24を有し、収容部に背向する側に内部空間210が形成されたベース部材2と、内部空間210に配置され、収容部24に収容されたチャンバ500の内容物のレベル計測するレベルセンサ8とを備え、レベルセンサは、第1送信電極Taおよび第1受信電極Raを含む第1電極対87aと、第2送信電極Tbおよび第2受信電極Rbを含む第2電極対87bと、第1送信電極Taと第1受信電極Raとの間の静電容量の変化と、第2送信電極Tbと第2受信電極Rbとの間の静電容量の変化とに基づいて内容物のレベルを計測する計測部85とを有し、第1電極対87aと第2電極対87bとは、収容部24が延在する方向に互いに離間して配置されている。

概要

背景

従来、腎臓の機能を人工的に代替する医療システムとして血液透析システムが知られている。血液透析システムは、患者の身体から体外に取り出した血液と透析液とをダイアライザに供給し、ダイアライザにおいて半透膜を介して血液中老廃物を透析液に移行させることによって血液を浄化して体内に戻すシステムである。

血液透析システムでは、そのシステム中を流れる液体(血液や透析液等)の流路の適切な箇所には、例えば、流路を流れる液体を一定量滞留させるとともに一定量の液体を流出させる筒状の容器であるドリップチャンバが接続されている(特許文献1参照)。

概要

レベルセンサを搭載した保持装置信頼性を向上させる。保持装置1は、チャンバ500を収容可能な収容空間200を画成する収容部24を有し、収容部に背向する側に内部空間210が形成されたベース部材2と、内部空間210に配置され、収容部24に収容されたチャンバ500の内容物のレベル計測するレベルセンサ8とを備え、レベルセンサは、第1送信電極Taおよび第1受信電極Raを含む第1電極対87aと、第2送信電極Tbおよび第2受信電極Rbを含む第2電極対87bと、第1送信電極Taと第1受信電極Raとの間の静電容量の変化と、第2送信電極Tbと第2受信電極Rbとの間の静電容量の変化とに基づいて内容物のレベルを計測する計測部85とを有し、第1電極対87aと第2電極対87bとは、収容部24が延在する方向に互いに離間して配置されている。

目的

しかしながら、近年、目視だけでなく、センサを用いてドリップチャンバ内の液体の量を計測することが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

保持対象チャンバを収容可能な収容空間を画成する収容部を有し、前記収容部に背向する側に内部空間が形成されたベース部材と、前記内部空間に配置され、前記収容部に収容された前記チャンバの内容物のレベル計測するレベルセンサと、を備え、前記レベルセンサは、第1送信電極および第1受信電極を含む第1電極対と、第2送信電極および第2受信電極を含む第2電極対と、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化と、前記第2送信電極と前記第2受信電極との間の静電容量の変化とに基づいて、前記内容物のレベルを計測する計測部と、を有し、前記第1電極対と前記第2電極対とは、前記収容部が延在する方向に互いに離間して配置されていることを特徴とする保持装置

請求項2

請求項1に記載の保持装置において、前記計測部は、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化に基づいて前記内容物のレベルを計測した第1計測値と、前記第2送信電極と前記第2受信電極との間の静電容量の変化に基づいて前記内容物のレベルを計測した第2計測値との組み合わせに基づいて、前記内容物の計測結果を出力することを特徴とする保持装置。

請求項3

請求項2に記載の保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が第1基準値よりも大きい場合に、前記第2計測値に基づく信号を出力し、前記第1計測値が前記第1基準値よりも小さい場合に、異常が検出されたことを示す信号を出力することを特徴とする保持装置。

請求項4

請求項3に記載の保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が前記第1基準値よりも小さく、且つ前記第2計測値が前記第1基準値以上の第2基準値よりも大きい場合に、第1異常検出信号を出力することを特徴とする保持装置。

請求項5

請求項4に記載の保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が前記第1基準値よりも小さく、且つ前記第2計測値が前記第2基準値も小さい場合に、前記第1異常検出信号と異なる第2異常検出信号を出力することを特徴とする保持装置。

請求項6

請求項5に記載の保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が前記第1基準値よりも大きく、且つ前記第2計測値が前記第2基準値よりも小さい場合に、警告信号を出力することを特徴とする保持装置。

請求項7

請求項2乃至6の何れか一項に記載の保持装置において、前記第1電極対を複数組含み、前記計測部は、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化を前記第1電極対毎に検出し、それぞれの前記第1電極対の検出結果に基づいて前記第1計測値を生成することを特徴とする保持装置。

請求項8

請求項1乃至7の何れか一項に記載の保持装置において、前記レベルセンサは、主面と、前記主面と背向する裏面とを含む基板を有し、前記第1送信電極、前記第1受信電極、前記第2送信電極、および前記第2受信電極は、前記主面に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成され、前記基板は、前記内部空間において、前記主面が前記収容部を向いた状態で配置されることを特徴とする保持装置。

請求項9

請求項1乃至7の何れか一項に記載の保持装置において、前記レベルセンサは、第1主面と、前記第1主面と背向する第1裏面とを含む第1基板と、第2主面と、前記第2主面と背向する第2裏面とを含む第2基板と、を更に有し、前記第1送信電極および前記第1受信電極は、前記第1基板の前記第1主面に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成され、前記第2送信電極および前記第2受信電極は、前記第2基板の前記第2主面に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成され、前記第1基板は、前記内部空間において、前記第1主面が前記収容部を向いた状態で配置され、前記第2基板は、前記内部空間において、前記第2主面が前記第1基板の前記第1主面に対して傾斜し、且つ前記収容部を向いた状態で配置されていることを特徴とする保持装置。

請求項10

請求項1乃至7の何れか一項に記載の保持装置において、前記レベルセンサは、第1主面と、前記第1主面と背向する第1裏面とを含む第1基板と、第2主面と、前記第2主面と背向する第2裏面とを含む第2基板と、第3主面と、前記第3主面と背向する第3裏面とを含む第3基板と、を更に有し、前記第1基板は、前記内部空間において、前記第1主面が前記収容部を向いた状態で配置され、前記第2基板は、前記内部空間において、前記第2主面が前記第1基板の前記第1主面に対して傾斜し、且つ前記収容部を向いた状態で配置され、前記第3基板は、前記内部空間において、前記第2主面が前記第1基板の前記第1主面に対して傾斜し、且つ前記第3主面が前記第2基板の前記第2主面と対向した状態で配置され、前記第1電極対は、前記第1基板の前記第1主面に形成され、前記第2電極対は、前記第1主面、前記第2主面、および前記第3主面のうち少なくとも2つの面に形成され、前記第1送信電極、前記第1受信電極、前記第2送信電極、および前記第2受信電極は、金属薄膜によってそれぞれ構成されていることを特徴とする保持装置。

請求項11

請求項1乃至10の何れか一項に記載の保持装置において、前記内部空間において前記収容部を覆うように配置されたシールド部材を更に備え、前記シールド部材は、第1開口および第2開口を有し、前記第1開口は、前記収容空間側から前記内部空間側を見て、前記第1電極対の少なくとも一部と重なるように形成され、前記第2開口は、前記収容空間側から前記内部空間側を見て、前記第2電極対の少なくとも一部と重なるように形成されていることを特徴とする保持装置。

技術分野

0001

本発明は、チャンバを保持する保持装置に関し、特に、保持するチャンバの内容物のレベルを検出するセンサを搭載した保持装置に関する。

背景技術

0002

従来、腎臓の機能を人工的に代替する医療システムとして血液透析システムが知られている。血液透析システムは、患者の身体から体外に取り出した血液と透析液とをダイアライザに供給し、ダイアライザにおいて半透膜を介して血液中老廃物を透析液に移行させることによって血液を浄化して体内に戻すシステムである。

0003

血液透析システムでは、そのシステム中を流れる液体(血液や透析液等)の流路の適切な箇所には、例えば、流路を流れる液体を一定量滞留させるとともに一定量の液体を流出させる筒状の容器であるドリップチャンバが接続されている(特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2012−11076号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従来、ドリップチャンバ内の液体の量が十分であるか否かは、医療従事者がドリップチャンバ内を目視で確認することにより行われていた。しかしながら、近年、目視だけでなく、センサを用いてドリップチャンバ内の液体の量を計測することが望まれている。

0006

本願発明者らは、本願発明に先立って、ドリップチャンバ内の液体の量を計測するために、ドリップチャンバを保持する保持装置に相互容量方式の静電容量型レベルセンサを搭載することを検討した。その検討の結果、以下に示す課題があることが明らかとなった。

0007

一般に、相互容量方式の静電容量型レベルセンサは、例えば同一平面上に送信電極受信電極とを並べて配置し、送信電極にパルス印加することによって送信電極と受信電極との間に発生する電気力線電界)の変化を検出する。例えば、計測対象の液体の傍に相互容量方式の静電容量型レベルセンサの送信電極および受信電極を配置した場合、電界の一部が液体に移ることにより、受信電極で検知する電気力線が減少し、送信電極と受信電極との間の静電容量が減少する。この静電容量の変化を検出することにより、計測対象の液体の液面の高さ(レベル)を検出することができる。

0008

しかしながら、保持装置に搭載した相互容量方式の静電容量型レベルセンサに不具合が発生した場合、ドリップチャンバ内の液体の液面の高さ(レベル)を正確に計測することができないため、血液透析システムに大きな問題が発生するおそれがある。例えば、送信電極または受信電極の不具合により、ドリップチャンバ内に必要な量の液体が存在しないにも関わらず、十分な量の液体が存在していることを示す計測結果が静電容量型レベルセンサから出力された場合、血液透析システムにおいて患者の生命や身体に関わる大きなトラブルが発生するおそれがある。

0009

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、レベルセンサを搭載した保持装置の信頼性を向上させることにある。

課題を解決するための手段

0010

本発明の代表的な実施の形態に係る保持装置は、保持対象のチャンバを収容可能な収容空間を画成する収容部を有し、前記収容部に背向する側に内部空間が形成されたベース部材と、前記内部空間に配置され、前記収容部に収容された前記チャンバの内容物のレベルを計測するレベルセンサとを備え、前記レベルセンサは、第1送信電極および第1受信電極を含む第1電極対と、第2送信電極および第2受信電極を含む第2電極対と、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化と、前記第2送信電極と前記第2受信電極との間の静電容量の変化とに基づいて、前記内容物のレベルを計測する計測部とを有し、前記第1電極対と前記第2電極対とは、前記収容部が延在する方向に互いに離間して配置されていることを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明の一態様によれば、レベルセンサを搭載した保持装置の信頼性を向上させることが可能となる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の一実施の形態に係る保持装置の斜視図である。
本発明の一実施の形態に係る保持装置の主面側から見た分解斜視図である。
本発明の一実施の形態に係る保持装置のドリップチャンバを取り付けた状態の斜視図である。
図3Aにおける保持装置のB−B面での断面図である。
本発明の一実施の形態に係る保持装置の蓋部側から見た分解斜視図である。
ベース部材のy方向負側から見た平面図である。
図5Aに示すベース部材のA−A面での断面斜視図である。
レベルセンサを構成する基板の主面側から見た平面図である。
レベルセンサを構成する基板の裏面側から見た平面図である。
基板を収容した状態のベース部材の斜視図である。
レベルセンサの機能ブロックの構成を示す図である。
異常判定用計測値レベル計測値の組み合わせに応じた判定条件と、各判定条件において計測結果出力部から出力される信号の一例を示す図である。
レベルセンサによる計測方法を説明するための図である。
レベルセンサによる計測方法を説明するための図である。
レベルセンサによる計測方法を説明するための図である。
シールド部材の斜視図である。
シールド部材のy方向正側から見た平面図である。
シールド部材のz方向正側から見た平面図である。
本発明の一実施の形態に係る保持装置において、内部空間にシールド部材を収容した状態のベース部材の断面斜視図である。
本発明の一実施の形態に係る保持装置において、内部空間にシールド部材および基板を収容した状態のベース部材の断面斜視図である。
本発明の一実施の形態に係る保持装置の斜視図である。
シールド部材による効果を説明するための図である。
シールド部材による効果を説明するための図である。
ドリップチャンバが不適切に取り付けられた保持装置のx方向負側から見た平面図である。
レベルセンサを構成する基板の別の一例を示す平面図である。
レベルセンサを構成する基板の更に別の一例を示す平面図である。
レベルセンサのハードウェア構成の別の一例を示す図である。
レベルセンサのハードウェア構成の更に別の一例を示す図である。

実施例

0013

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

0014

〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係る保持装置(1)は、保持対象のチャンバ(500)を収容可能な収容空間(200)を画成する収容部(24)を有し、前記収容部に背向する側に内部空間(210)が形成されたベース部材(2)と、前記内部空間に配置され、前記収容部に収容された前記チャンバの内容物のレベルを計測するレベルセンサ(8,8A,8B)とを備え、前記レベルセンサは、第1送信電極(Ta)および第1受信電極(Ra)を含む第1電極対(87a)と、第2送信電極(Tb)および第2受信電極(Rb)を含む第2電極対(87b)と、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化と、前記第2送信電極と前記第2受信電極との間の静電容量の変化とに基づいて、前記内容物のレベルを計測する計測部(85)とを有し、前記第1電極対と前記第2電極対とは、前記収容部が延在する方向に互いに離間して配置されていることを特徴とする。

0015

〔2〕上記保持装置において、前記計測部は、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化に基づいて前記内容物のレベルを計測した第1計測値(854a)と、前記第2送信電極と前記第2受信電極との間の静電容量の変化に基づいて前記内容物のレベルを計測した第2計測値(854b)との組み合わせに基づいて、前記内容物の計測結果を出力してもよい。

0016

〔3〕上記保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が第1基準値(危険レベル)よりも大きい場合(801,802)に、前記第2計測値に基づく信号(854a,警告信号)を出力し、前記第1計測結果が前記第1基準値よりも小さい場合(803,804)に、異常が検出されたことを示す信号(問題発生信号、危険信号)を出力してもよい。

0017

〔4〕上記保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が前記第1基準値よりも小さく、且つ前記第2計測値が前記第1基準値以上の第2基準値よりも大きい場合(803)に、第1異常検出信号(問題発生信号)を出力してもよい。

0018

〔5〕上記保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が前記第1基準値よりも小さく、且つ前記第2計測値が前記第2基準値も小さい場合(804)に、前記第1異常検出信号と異なる第2異常検出信号(危険信号)を出力してもよい。

0019

〔6〕上記保持装置において、前記計測部は、前記第1計測値が前記第1基準値よりも大きく、且つ前記第2計測値が前記第2基準値よりも小さい場合(802)に、警告信号を出力してもよい。

0020

〔7〕上記保持装置において、前記第1電極対を複数組(87a_1,87a_2)含み、前記計測部は、前記第1送信電極と前記第1受信電極との間の静電容量の変化を前記第1電極対毎に検出し、それぞれの前記電極対の検出結果に基づいて前記第1計測値を生成してもよい。

0021

〔8〕上記保持装置において、前記レベルセンサは、主面(81)と、前記主面と背向する裏面(82)とを含む基板(80)を有し、前記第1送信電極、前記第1受信電極、前記第2送信電極、および前記第2受信電極は、前記主面に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成され、前記基板は、前記内部空間において、前記主面が前記収容部を向いた状態で配置されていてもよい。

0022

〔9〕上記保持装置において、前記レベルセンサ(8A)は、第1主面(81)と、前記第1主面と背向する第1裏面(82)とを含む第1基板(80)と、第2主面(81A)と、前記第2主面と背向する第2裏面(82A)とを含む第2基板(80A)とを更に有し、前記第1送信電極および前記第1受信電極は、前記第1基板の前記第1主面に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成され、前記第2送信電極および前記第2受信電極は、前記第2基板の前記第2主面に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成され、前記第1基板は、前記内部空間において、前記第1主面が前記収容部を向いた状態で配置され、前記第2基板は、前記内部空間において、前記第2主面が前記第1基板の前記第1主面に対して傾斜し、且つ前記収容部を向いた状態で配置されていてもよい。

0023

〔10〕上記保持装置において、前記レベルセンサ(8B)は、第1主面(81)と、前記第1主面と背向する第1裏面(82)とを含む第1基板(80)と、第2主面(81A)と、前記第2主面と背向する第2裏面(82A)とを含む第2基板(80A)と、第3主面(81B)と、前記第3主面と背向する第3裏面(82B)とを含む第3基板(80B)とを更に有し、前記第1基板は、前記内部空間において、前記第1主面が前記収容部を向いた状態で配置され、前記第2基板は、前記内部空間において、前記第2主面が前記第1基板の前記第1主面に対して傾斜し、且つ前記収容部を向いた状態で配置され、前記第3基板は、前記内部空間において、前記第2主面が前記第1基板の前記第1主面に対して傾斜し、且つ前記第3主面が前記第2基板の前記第2主面と対向した状態で配置され、前記第1電極対(87a)は、前記第1基板の前記第1主面に形成され、前記第2電極対(87b_1,87b_2,87b_3)は、前記第1主面、前記第2主面、および前記第3主面のうち少なくとも2つの面に形成され、前記第1送信電極、前記第1受信電極、前記第2送信電極、および前記第2受信電極は、金属薄膜によってそれぞれ構成されていてもよい。

0024

〔11〕上記保持装置において、前記内部空間において前記収容部を覆うように配置されたシールド部材(7)を更に備え、前記シールド部材は、第1開口(73a)および第2開口(73b)を有し、前記第1開口は、前記収容空間側から前記内部空間側を見て、前記第1電極対(87a)の少なくとも一部と重なるように形成され、前記第2開口は、前記収容空間側から前記内部空間側を見て、前記第2電極対(87b)の少なくとも一部と重なるように形成されていてもよい。

0025

2.実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

0026

図1は、本発明の一実施の形態に係る保持装置の斜視図であり、図2は、保持装置1の主面側から見た分解斜視図である。
図1に示す保持装置1は、チャンバ500を保持するとともに、チャンバ500の内容物のレベルを検出するセンサを搭載した装置である。
以下の説明では、保持装置1の保持対象であるチャンバ500が、血液透析システムにおいて、そのシステム中を流れる血液や透析液等の液体の流路に直列に接続されて、その液体を一定量滞留させるドリップチャンバである場合を例にとり、説明する。以降の説明では、チャンバ500を「ドリップチャンバ500」とも称する。

0027

図2に示すように、ドリップチャンバ500は、例えば、筒状のチャンバ本体501と、チャンバ本体501の上端部に装着された上蓋502と、チャンバ本体501の下端部に装着された下蓋503とを含む。ドリップチャンバ500には、複数の管504が上蓋502からチャンバ本体501の内部に挿入されている。

0028

ドリップチャンバ500は、保持装置1によって保持される。保持装置1は、例えば固定具6によって、棒状の支持部材5に連結され、支持部材5を介して血液透析システムを構成する機器点滴スタンド等に固定される。

0029

また、保持装置1は、レベルセンサ8(図4参照)を備えており、後述するように、保持したドリップチャンバ500の内容物(血液や透析液等の液体)の液面の高さ(レベル)をレベルセンサ8によって計測し、その計測結果を例えば血液透析システム内の図示されない上位の制御装置等に送信する。

0030

以下、実施の形態1に係る保持装置1を構成する各構成要素について、ドリップチャンバ500を保持するための構成要素と、ドリップチャンバ500内の液体の液面の高さを検出するための構成要素とに分けて説明する。

0031

先ず、ドリップチャンバ500を保持するための構成要素について説明する。
図2に示すように、保持装置1は、ドリップチャンバ500を保持するための構成要素として、ベース部材2および保持部材3を備えている。

0032

ベース部材2は、例えば樹脂から構成されている。図2に示すように、ベース部材2は、例えば平面視略矩形状(例えば長方形状)に形成された板状部材20と、収容部24とを有する。本実施の形態では、板状部材20と収容部24とが別々に形成される場合を例示している。板状部材20は、主面21、上面201、および下面202を有する。上面201および下面202は、例えば主面21に略垂直な面である。

0033

以下では、主面21が図2におけるx−z平面と平行に配置され、上面201および下面202がx−y平面と平行に配置されているものとして説明する。また、以下では、z方向を鉛直方向とし、z方向正側(鉛直上向き側)を上側、z方向負側(鉛直下向き側)を下側、x方向正側を右側、x方向負側を左側、y方向正側を前側、y方向負側を後側と称する場合がある。

0034

収容部24は、板状部材20の主面21から突出して配置されている。例えば、収容部24は、主面21から主面21と垂直な方向(y方向正側)に突出して配置されている。図2に示すように、収容部24は、例えば長方形状のベース部材2における長手方向(x方向)の両端部側にそれぞれ一つずつ形成されている。

0035

なお、ベース部材2に形成される収容部24の個数は、特に限定されない。例えば、1つの収容部24がベース部材2に形成されていてもよいし、3つ以上の収容部24がベース部材2に形成されていてもよい。

0036

以上の説明では、板状部材20と収容部24とが別々に形成される場合を例示したが、板状部材20と収容部24とは、一体に形成されていてもよい。

0037

収容部24は、保持対象のドリップチャンバ500を収容可能な収容空間200を画成する。収容部24には、収容空間200にドリップチャンバ500を挿入可能な開口22が形成されている。

0038

収容部24は、一方向(上下方向)に、上面201から下面202まで延在する凹部である。また、収容部24は、主面21から突出した側の面から蓋部9側(y方向負側)に向かって深さを有する。

0039

より具体的には、収容部24は、ベース部材2の主面21から突出した2つの突出部27Aおよび突出部27Bと、突出部27Aと突出部27Bとの間で収容空間200を画成する収容面25とを有している。収容面25の少なくとも一部は、例えば、ドリップチャンバ500の側面形状に対応する曲面となっている。

0040

保持部材3は、収容部24に収容したドリップチャンバ500をベース部材2に保持する。保持部材3は、例えば樹脂または金属から成る板状部材を部分的に塑性変形させることにより、構成されている。保持部材3は、例えば、金属から成るねじ等の固定部材4によって、ベース部材2の突出部27A,27Bにそれぞれ固定されている。

0041

なお、一つの収容部24の突出部27A,27Bにそれぞれ設けられる一対の保持部材3は、図1,2に示すように一組であってもよいし、複数組であってもよく、その組数は特に限定されない。

0042

図3A,3Bは、ドリップチャンバ500を収容した保持装置1を示す図である。図3Aには、ドリップチャンバ500を収容した状態の保持装置1の斜視図が示され、図3Bには、図3Aにおける保持装置1のB−B断面が示されている。

0043

図3A,3Bに示すように、ドリップチャンバ500を開口22側から収容部24に押し込んだ場合、収容部24の上下方向の同じ高さに設置された一組の保持部材3によってドリップチャンバ500が保持される。これにより、ベース部材2の収容部24にドリップチャンバ500を安定して保持することが可能となる。

0044

次に、ドリップチャンバ500内の液体の液面の高さを検出するための構成要素について説明する。
図4は、本実施の形態に係る保持装置1の蓋部側から見た分解斜視図である。
図4に示すように、保持装置1は、ドリップチャンバ500内の液体の液面の高さを検出するための構成要素として、ベース部材2、シールド部材7、レベルセンサ8、蓋部9、および固定部材11を備えている。

0045

ベース部材2は、上述した収容部24に背向する側に形成された内部空間210を有している。内部空間210は、少なくともシールド部材7およびレベルセンサ8を収容可能な空間寸法を有している。

0046

図5Aは、ベース部材2のy方向負側から見た平面図である。図5Bは、図5Aに示すベース部材2のA−A面での断面斜視図である。
図5A,5Bに示すように、内部空間210は、板状部材20の主面21に背向する裏面を形成する底部21Bと、板状部材20の底部21Bから突出し底部21Bを囲む側壁部21Cと、収容部24とによって画成されている。

0047

内部空間210は、収容部24の形状に対応して形成された空間212を有する。図5A,5Bに示すように、空間212は、収容部24(収容面25)を挟むように形成された一対の空間である。

0048

より具体的には、空間212は、板状部材20の底部21Bから収容部24の突出部27A,27Bが突出する方向(y方向正側)に向かって深さを有し、収容部24の延在方向(保持装置1の上下方向)と同じ方向に形成された溝2120によって、画成されている。以下、空間212を「溝空間212」とも称する。

0049

底部21Bにおける一対の溝空間212によって挟まれる領域には、凸部213が形成されている。凸部213は、内部空間210におけるシールド部材7の位置決めのための部位である。例えば、凸部213は、底部21Bからy方向負側に突出して形成され、後述するシールド部材7に応じた形状を有している。

0050

内部空間210には、突起部214が複数形成されている。突起部214は、レベルセンサ8(基板80)の取付ガイドし、内部空間210にレベルセンサ8を固定するための部材である。突起部214は、例えば円柱状に形成されている。各突起部214には、その軸線に沿って後述する固定部材11を係止するための係止孔2140がそれぞれ形成されている。

0051

レベルセンサ8は、収容部24に収容されたドリップチャンバ500の内容物の高さ(レベル)を検出する。レベルセンサ8は、例えば相互容量方式の静電容量型のレベルセンサである。

0052

レベルセンサ8は、ドリップチャンバ500の内容物のレベルを計測するレベル計測機能のみならず、ドリップチャンバ500の内容物のレベルが極端に低下した状態やレベル計測機能に不具合が生じた場合等の異常な状態を判定する異常判定機能を有している。以下、レベルセンサ8について詳細に説明する。

0053

先ず、レベルセンサ8のハードウェア構成について説明する。
図6A,6Bは、レベルセンサ8のハードウェア構成を示す図である。図6Aには、レベルセンサ8の構成要素の一つである基板80のy方向正側から見た平面図が示され、図6Bには、基板80のy方向負側から見た平面図が示されている。

0054

図6A,6Bに示すように、レベルセンサ8は、第1送信電極Taおよび第1受信電極Raから成る第1電極対87aと、第2送信電極Tbおよび第2受信電極Rbから成る第2電極対87bと、計測部85とが、基板80に搭載されることによって実現される。

0055

ここで、第1電極対87aは、上述した異常判定機能に用いられる電極対であり、第2電極対87bは、上述したレベル計測機能に用いられる電極対である。

0056

以下、第1電極対87aを「異常判定用電極対87a」と、第2電極対87bを「レベル計測用電極対87b」と称し、第1送信電極Ta、第1受信電極Ra、第2送信電極Tb、第2受信電極Rbを、単に「電極Ta」、「電極Ra」、「電極Tb」、「電極Rb」とそれぞれ称する場合がある。

0057

レベルセンサ8は、異常判定用電極対87a、レベル計測用電極対87b、および計測部85を収容部24毎に有しており、それぞれの収容部24に収容されたドリップチャンバ500の内容物のレベルを個別に計測することが可能となっている。

0058

なお、図6A,6Bでは、レベルセンサ8を構成する構成要素のうち異常判定用電極対87a、レベル計測用電極対87bおよび計測部85等の一部の構成要素が図示され、異常判定用電極対87aおよびレベル計測用電極対87bと計測部85とを接続する配線パターン等のその他の構成要素の図示を省略している。

0059

基板80は、例えばプリント基板であり、図6A,6Bに示すように、異常判定用電極対87aおよびレベル計測用電極対87bが形成された主面81と、主面81に背向する裏面82とを有する。

0060

図7は、基板80を収容した状態のベース部材2の斜視図である。同図では、ベース部材2の主面21側(y方向正側)から見たときのベース部材2が示され、左側の収容部24、板状部材20の一部、およびシールド部材7の図示を省略している。
図7に示すように、基板80は、ベース部材2の内部空間210において、主面81が収容部24を向いた状態で配置される。

0061

電極Ta、Ra、Tb、およびRbは、例えば、主面81上に形成された金属薄膜(例えば、銅箔)によって構成され、例えば、公知のプリント基板作製技術によって基板80の主面81上に形成されている。

0062

図6A,6Bおよび図7に示すように、電極Ta,Raから成る異常判定用電極対87aと、電極Tb,Rbから成るレベル計測用電極対87bとは、収容部24が延在する方向に互いに離間して配置されている。具体的には、基板80の主面81をX—Z平面と平行に配置した場合において、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bとは、Z方向に互いに離間して配置されている。

0063

これによれば、図7に示すように、ドリップチャンバ500が収容部24に適切に取り付けられた場合において、ドリップチャンバ500のチャンバ本体501が延在する方向に沿って異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bとが互いに離間して配置されることになる。これにより、ドリップチャンバ500に対してz方向の異なる2つの位置において、ドリップチャンバ500内の内容物のレベルを計測することが可能となる。

0064

また、図6Aに示すように、第1送信電極Taは、主面81上において、例えば第1受信電極Raを囲む態様で配置されている。同様に、第2送信電極Tbは、主面81上において、例えば第2受信電極Rbを囲む態様で配置されている。第1受信電極Raを構成する各金属薄膜は、例えば主面81と裏面82とを貫通する貫通配線ビア)によって互いに電気的に接続されている。同様に、第2受信電極Rbを構成する各金属薄膜は、例えば主面81と裏面82とを貫通する貫通配線(ビア)によって互いに電気的に接続されている。

0065

計測部85は、電極Taと電極Raとの間の静電容量の変化と、電極Tbと電極Rbとの間の静電容量の変化とに基づいて、収容部24に収容されたドリップチャンバ500の内容物のレベルを計測する。

0066

計測部85は、ハードウェア資源として、マイクロプロセッサや各種メモリから成るプログラム処理装置アナログデジタル変換回路ADC)、デジタルアナログ変換回路(DAC)、パルス等の周期信号を生成する信号生成回路、および各種信号処理回路等を含んで構成されている。例えば、計測部85は、マイクロコントローラ(MCU)であって、少なくとも一つの半導体チップが一つのパッケージに収容された半導体集積回路(IC)として実現されている。以下の説明では、計測部85を「半導体集積回路85」と表記する場合がある。

0067

なお、左側の収容部24に対応する計測部85と右側の収容部24に対応する計測部85は、それぞれ個別の半導体集積回路によって実現してもよいし、同一の半導体集積回路によって実現してもよく、基板80上に配置される計測部85の実施形態は特に制限されない。本実施の形態では、一例として、左右の収容部24にそれぞれ対応する2つの計測部85が一つのパッケージに収められた半導体集積回路によって実現されているものとして説明する。

0068

図6A,6Bに示すように、半導体集積回路85は、例えば基板80の裏面82に配置されている。半導体集積回路85は、図示されない金属薄膜から成る配線パターンおよび貫通配線(ビア)によって、電極Ta,Ra,Tb,およびRbとそれぞれ接続されている。

0069

また、図6Bでは図示を省略しているが、基板80の裏面82には、レベルセンサ8と外部機器とを電気的に接続するためのコネクタ89(図4参照)が接続されている。

0070

図6A,6Bに示すように、基板80には、シールド部材7をベース部材2に位置決めするための切り欠き部860が少なくとも1つ形成されている。切り欠き部860は、ベース部材2のそれぞれの突起部214に対応して設けられている。各切り欠き部860は、ベース部材2の突起部214(図5B参照)の外径に対応した形状を有する。

0071

なお、基板80には、レベルセンサ8としての機能を実現するための構成要素の他に、レベルセンサ8と外部機器と通信を行うためのインターフェース回路やその他の周辺回路が形成されていてもよい。

0072

次に、レベルセンサ8の機能について説明する。
図8は、レベルセンサ8の機能ブロックの構成を示す図である。
同図に示すように、レベルセンサ8は、電極Raおよび電極Taから成る異常判定用電極対87aと、電極Rbおよび電極Tbから成るレベル計測用電極対87bと、計測部85とを有する。

0073

計測部85は、機能ブロックとして、制御部850、パルス生成部851a,851b、レベル計測部852a,852b、および計測結果出力部853を含む。これらの機能ブロックは、計測部85を構成するハードウェア資源としての上記プログラム処理装置が上記各種メモリに記憶されたプログラムに従って各種演算を実行することにより実現される。

0074

制御部850は、計測部85全体の統括的な制御を行う機能部である。

0075

パルス生成部851a,851bは、周期信号(例えばパルス)を生成する信号生成回路を含んで構成されている。本実施形態では、パルス生成部851aは異常判定用電極対87aに対応し、パルス生成部851bはレベル計測用電極対87bに対応する構成が例示される。

0076

パルス生成部851aは、制御部850からの制御に基づいてパルスを生成し、異常判定用電極対87aの電極Taに、生成したパルスを印加する。これにより、電極Raと電極Taとの間に発生した電気力線(電界)の変化、すなわち電極Raと電極Taとの間の静電容量の変化に応じた信号が、異常判定用電極対87aの電極Raから出力される。

0077

パルス生成部851bは、制御部850からの制御に基づいてパルスを生成し、レベル計測用電極対87bの電極Tbに、生成したパルスを印加する。これにより、電極Rbと電極Tbとの間に発生した電気力線(電界)の変化、すなわち電極Rbと電極Tbとの間の静電容量の変化に応じた信号が、レベル計測用電極対87bの電極Rbから出力される。

0078

レベル計測部852aは、異常判定用電極対87aの電極Raから出力された信号に基づいて、収容部24に収容されたドリップチャンバ500の内容物のレベルを計測し、第1計測値854aを出力する。例えば、レベル計測部852aは、電極Raから出力された信号のレベル(電圧)を予め設定された少なくとも一つの閾値と比較することにより、ドリップチャンバ500内の液体の液面のレベルを判定し、その判定結果を第1計測値854aとして出力する。以下、第1計測値854aを「異常判定用計測値854a」とも称する。

0079

レベル計測部852bは、レベル計測用電極対87bの電極Rbから出力された信号に基づいて、収容部24に収容されたドリップチャンバ500の内容物のレベルを計測し、第2計測値854bを出力する。例えば、レベル計測部852bは、電極Rbから出力された信号のレベル(電圧)を予め設定された少なくとも一つの閾値と比較することにより、ドリップチャンバ500内の液体の液面のレベルを判定し、その判定結果を第2計測値854bとして出力する。以下、第2計測値854bを「レベル計測値854b」とも称する。

0080

ここで、レベル計測部852aおよびレベル計測部852bにおいて設定される上記閾値は、ドリップチャンバ500内の内容物のレベルを計測する目盛に対応する値である。予め、上記閾値を複数用意しておくことにより、レベルセンサ8によるレベル計測の分解能が高くなり、レベル計測の精度を上げることが可能となる。

0081

計測結果出力部853は、レベル計測部852aから出力された異常判定用計測値854aと、レベル計測部852bから出力されたレベル計測値854bとに基づいて、収容部24に収容されたドリップチャンバ500の内容物の計測結果に関する信号を出力する機能部である。計測結果出力部853から出力された計測結果に関する信号は、上述した血液透析システム内の上位の制御装置等に送信される。

0082

具体的に、計測結果出力部853は、異常判定用計測値854aが第1基準値より低いか否かを判定するとともに、レベル計測値854bが第2基準値より低いか否かを判定し、それら2つの判定結果の組み合わせに基づいて、ドリップチャンバ500の内容物の計測結果に関する信号を出力する。

0083

ここで、第1基準値は、例えば血液透析システムにおいて、ドリップチャンバ500内の液体の液面が第1基準値を下回った場合に、人体に悪影響を及ぼす(例えば、患者の生命や身体に危険がおよぶ)可能性がある値(例えば、ドリップチャンバ500内の液体のレベルの最低値)である。以下、第1基準値を「危険レベル」とも称する。

0084

また、第2基準値は、第1基準値以上の値であって、例えば、第2電極対87bによって計測可能な液面のレベルの下限値である。以下、第2基準値を「下限レベル」とも称する。

0085

好適には、下限レベル(第2基準値)は、危険レベル(第1基準値)よりも大きい。以下の説明では、下限レベルが危険レベルより大きい場合を例にとり、説明する。

0086

図9は、異常判定用計測値854aとレベル計測値854bの組み合わせに応じた判定条件と、各判定条件において計測結果出力部から出力される信号の一例を示す図であり、図10A乃至図10Cは、レベルセンサ8による計測方法を説明するための図である。図10A乃至図10Cには、液体700が導入されたドリップチャンバ500を収容部24に適切に収容した保持装置1における、y方向正側から見た、異常判定用電極対87aおよびレベル計測用電極対87bと液体700の液面701との位置関係の一例がそれぞれ示されている。なお、同図では、ベース部材2、基板80、およびシールド部材7等の図示を省略している。

0087

計測結果出力部853は、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも高い場合(図9の符号801および符号802で示される場合)には、レベル計測用電極対87bを用いて計測されたレベル計測値854bに基づく信号を出力する。以下、図9、図10を参照して詳述する。

0088

計測結果出力部853は、例えば、符号801に示すように、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも高く、且つレベル計測値854bが下限レベルよりも高い場合(例えば、第1電極対87aおよび第2電極対87bとドリップチャンバ500内の液体700の液面701とが図10Aに示す位置関係にある場合、)レベル計測値854bを、ドリップチャンバ500の内容物のレベルの計測結果として出力する。ドリップチャンバ500の液面のレベルが、危険レベルおよび下限レベルの双方よりも高い場合は、ドリップチャンバ500に、十分な量の液体が保持されている、と考えられる。したがって、かかる場合には、計測結果出力部853は、レベル計測用電極対87bを用いて計測されたレベル計測値854bに基づく信号として、「レベル計測値854b」を出力する。

0089

計測結果出力部853は、符号802に示すように、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも高く、且つレベル計測値854bが下限レベルよりも低い場合(第1電極対87aおよび第2電極対87bとドリップチャンバ500内の液体700の液面701とが図10Bに示す位置関係にある場合、)、警告信号(例えば、ドリップチャンバ500の内容物のレベルが下限レベルよりも低いことを示す信号)を出力する。警告信号は、以上の例示以外に、例えば、ドリップチャンバ500内の液体の量が少ないこと示す信号でもよい。

0090

一方、計測結果出力部853は、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも低い場合(図9に符号803、804で示される場合)には、異常が検出されたことを示す信号を出力する。

0091

計測結果出力部853は、符号803に示すように、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも低く、且つレベル計測値854bが下限レベルよりも高い場合には、計測結果出力部853は、第1異常検出信号を出力する。異常判定用計測値854aが危険レベルよりも低く、且つレベル計測値854bが下限レベルよりも高い場合とは、ドリップチャンバ500内に必要な量の液体が存在しない(危険レベル未満)にも関わらず、十分な量の液体が存在する(下限値を上回る)、と判定されたような状況で、例えば、電極Tbが故障している等の状況が考えられる。その他、ドリップチャンバ500が収容部24に適切に取り付けられていない(例えば、ドリップチャンバ500が収容面25に対して平行ではなく傾斜して取り付けられている)、レベル計測機能を実現するための機能部(例えば、レベル計測用電極対87b、パルス生成部851b、およびレベル計測部852b)の少なくとも一つに不具合(故障)が発生している、等の状況も考えられる。第1異常検出信号は、例えば、保持装置1に問題が発生していることを示す信号(問題発生信号)である。

0092

また、計測結果出力部853は、図9の符号804に示す状態、すなわち、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも低く、且つレベル計測値854bが下限レベルよりも低い場合(例えば、第1電極対87aおよび第2電極対87bとドリップチャンバ500内の液体700の液面701とが図10Cに示す位置関係にある場合)には、第1異常検出信号と異なる第2異常検出信号を出力する。ここで、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも低く、且つレベル計測値854bが下限レベルよりも低い場合とは、患者の生命や身体に危険がおよぶ可能性がある、というような、緊急性が高い状況であることが考えられる。第2異常検出信号は、例えば、ドリップチャンバ500の内容物のレベルが危険レベルよりも低いことを示す信号(危険信号)である。

0093

以上の構成では、異常判定用計測値854aが危険レベルよりも低い場合、レベル計測値854bと下限レベルとの比較に応じて、状況に適した異常検出信号(第1異常検出信号または第2異常検出信号)が計測結果出力部853によって出力される。具体的には、レベル計測値854bが、下限レベルより低い場合(患者の生命や身体に危険がおよぶ可能性があるような緊急性が高い場合)には第2異常検出信号(ドリップチャンバ500の内容物のレベルが危険レベルよりも低いことを示す危険信号)が出力され、下限レベルよりも高い場合(ドリップチャンバ500内の液体が危険レベル未満にも関わらず、十分な量の液体が存在する旨判定されたと考えられる場合)には第1異常検出信号(保持装置1に問題が発生していることを示す問題発生信号)が出力される。このように、以上の構成では、例えば、レベル計測用電極対87bに不具合が生じていても、異常判定用計測値854aに応じて、前者の場合(患者の生命や身体に危険が切迫した状況)には第2異常検出信号を出力し、後者の場合(電極Tbや、計測機能を実現する機能部に不具合が生じたと考えられる場合)は第1異常検出信号を適切に出力する。したがって、保持装置1の信頼性を向上させることが可能である。

0094

次に、シールド部材7について説明する。
シールド部材7は、レベルセンサ8への外部ノイズの影響を低減するためのものである。
図11Aは、シールド部材7の斜視図である。図11Bは、シールド部材7のy方向正側から見た平面図である。図11Cは、シールド部材7のz方向正側から見た平面図である。

0095

図11A〜11Cに示すように、シールド部材7は、例えば、金属(例えば銅)から成る板部材を加工することによって構成されている。具体的に、シールド部材7は、開口73a,73bが形成された板状の底板部70と、第1側板部71と、第2側板部72とを含む。底板部70と第1側板部71および第2側板部72とは、上述したように同一の金属によって一体に形成されていてもよいし、別個金属部材接合することによって構成されていてもよい。

0096

底板部70は、例えば平面視矩形状に形成されている。底板部70に形成された開口73aは、異常判定用電極対87aに対応した開口面積を有し、底板部70に形成された開口73bは、レベル計測用電極対87bに対応した開口面積を有する。例えば、開口73bは、上述したベース部材2の凸部213の形状に対応した開口面積を有している。

0097

また、底板部70には、シールド部材7をベース部材2に係止するための係止孔74が形成されている。係止孔74は、ベース部材2のそれぞれの突起部214に対応して設けられている。各係止孔74は、ベース部材2の突起部214の外径に対応した内径を有する。

0098

第1側板部71および第2側板部72は、互いに対向して底板部70から突出している。例えば、図11A〜11Cに示すように、第1側板部71および第2側板部72は、底板部70の長手方向の2つの辺側から底板部70の平面部分に垂直な方向(y方向正側)にそれぞれ延在している。

0099

蓋部9は、図4に示すように、レベルセンサが形成された基板80とシールド部材7とをベース部材2の内部空間210に固定して、内部空間210を開口22(図1参照)と反対側(y方向負側)から塞ぐものである。蓋部9は、平面視矩形状の板部材から成り、例えばベース部材2と同様の樹脂から構成されている。

0100

蓋部9には、コネクタ89(図4参照)を蓋部9の外部に露出させるための開口92が形成されている。また、蓋部9には、蓋部9をベース部材2に係止するための係止孔91が形成されている。係止孔91は、ベース部材2のそれぞれの突起部214に対応して設けられている。各係止孔91は、ベース部材2の突起部214の係止孔2140に対応した内径を有する。

0101

固定部材11は、図4に示すように、蓋部9をベース部材2に固定する部材であり、例えば、ねじである。

0102

次に、ベース部材2の内部空間210へのレベルセンサ8およびシールド部材7の収容方法について説明する。
図12Aは、内部空間210にシールド部材7を収容した状態のベース部材2の断面斜視図である。図12Bは、内部空間210に基板80を収容した状態のベース部材2の断面斜視図である。

0103

先ず、シールド部材7をベース部材2の内部空間210に配置する。具体的には、図12Aに示すように、シールド部材7の第1側板部71および第2側板部72を内部空間210の溝空間212にそれぞれ挿入する。これにより、シールド部材7の底板部70は、ベース部材2の底部21Bにおける2つの溝空間212の間の領域に配置される。

0104

このとき、シールド部材7の底板部70は、ベース部材2の凸部213が底板部70の開口73bから突出し、且つベース部材2の突起部214が対応するシールド部材7の係止孔74からそれぞれ突出するように、底部21Bに載置される。

0105

次に、図12Bに示すように、ベース部材2の内部空間210に配置されたシールド部材7の底板部70上に、レベルセンサ8の基板80を、主面81とシールド部材7の底板部70とを対向させて配置する。

0106

このとき、シールド部材7の開口73a,73bは、収容部24と基板80の主面81との間に位置している。具体的には、シールド部材7の開口73aは、収容空間200側(開口22側)から内部空間210側を見て(図12Bのy方向の正側から負側をみて)、異常判定用電極対87aの少なくとも一部と重なるように位置している。また、シールド部材7の開口73bは、収容空間200側から内部空間210側を見て(図12Bのy方向の正側から負側をみて)、レベル計測用電極対87bの少なくとも一部と重なるように位置している。

0107

なお、コネクタ89は、基板80をベース部材2の内部空間210に収容する前に基板80の裏面82に固定されていてもよいし、基板80をベース部材2の内部空間210に収容した後に基板80の裏面82に固定されてもよい。

0108

次に、蓋部9を、ベース部材2の内部空間210に配置された基板80の上に配置し、固定部材11によってベース部材2に固定する。具体的には、図4に示すように、y方向負側から見て、蓋部9に形成された各係止孔91が対応するベース部材2の突起部214の係止孔2140に重なり、且つコネクタ89が蓋部9の開口92から突出するように、蓋部9を基板80上に配置する。その後、例えば固定部材11としてのねじを、蓋部9の係止孔91を通してベース部材2の係止孔2140に係止することにより、蓋部9をベース部材2に固定する。

0109

以上の工程により、基板80およびシールド部材7をベース部材2の内部空間210に収容することができる。

0110

図13は、保持装置1の斜視図である。同図では、ベース部材2の主面21側(y方向正側)から見たときのベース部材2が示され、一方の収容部24および板状部材20の一部の図示を省略している。

0111

図13に示すように、ベース部材2の内部空間210において、シールド部材7の底板部70の異常判定用電極対87aと対向する領域には開口73aが形成され、底板部70のレベル計測用電極対87bと対向する領域には開口73bが形成されている。

0112

これによれば、保持装置1の収容部24にドリップチャンバ500を収容したとき、レベルセンサ8の異常判定用電極対87aおよびレベル計測用電極対87bとドリップチャンバ500との間には、シールド部材7を構成する金属が存在しないので、レベルセンサ8は、ドリップチャンバ500の内容物のレベルを正確に検出することができる。

0113

例えば、図14Aに示すように、レベル計測用電極対87bの電極Tb,Rbの周囲にシールド部材7を設けない構成では、対象物(例えば誘電体)600が電極Tb,Rbから離れた場所に存在する場合であっても、電極Tbと電極Rbとの間で発生している電気力線の一部が対象物600に移り、レベルセンサ8の検出結果が変化するおそれがある。例えば、保持装置1の収容部24の側面を人が触れたときや保持装置1の傍を人が通過したときに、レベルセンサ8の検出結果が変化するおそれがある。

0114

これに対し、本実施の形態に係る保持装置1によれば、図14Bに示すように、レベル計測用電極対87bの電極Tb,Rbは、基板80に対向する側を除いてシールド部材7によって囲まれているので、対象物600が電極Tb,Rbから離れている場合には、シールド部材7によって電気力線の一部が対象物600には移らず、対象物600が電極Tb,Rbに近づいた場合、すなわちシールド部材7の開口73bまで対象物600が近づいた場合にはじめて、電気力線の一部が対象物600に移るようになる。これによれば、レベルセンサによる計測中に、例えば人がドリップチャンバ500に触れた場合や人が保持装置1の傍を通過した場合であっても、レベルセンサ8の検出結果への影響を軽減することが可能となる。

0115

以上、本実施の形態に係る保持装置1は、チャンバ500を収容可能な収容空間200を画成する収容部24を有し、収容部24に背向する側に内部空間210が形成されたベース部材2と、内部空間210に配置され、収容部24に収容されたチャンバ500の内容物のレベルを計測するレベルセンサ8とを備えている。レベルセンサ8は、第1送信電極Taおよび第1受信電極Raを含む第1電極対(異常判定用電極対)87aと、第2送信電極Tbおよび第2受信電極Rbを含む第2電極対(レベル計測用電極対)87bと、計測部85と、を有している。計測部85は、第1送信電極Taと第1受信電極Raとの間の静電容量の変化と、第2送信電極Tbと第2受信電極Rbとの間の静電容量の変化とに基づいて内容物のレベルを計測する。

0116

すなわち、保持装置1は、レベルセンサの検出部として、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bの2組の電極対を有しているので、例えば、何れか一方の電極対に不具合が発生した場合であっても、他方の電極対を用いてドリップチャンバ500内の液体のレベルを計測することが可能となる。これにより、レベルセンサの検出部としての電極対を一組だけ設ける場合に比べて、レベルセンサの信頼性を向上させることが可能となる。

0117

また、本実施の形態に係る保持装置1において、第1電極対としての異常判定用電極対87aと第2電極対としてのレベル計測用電極対87bとは、収容部24が延在する方向(z方向)に互いに離間して配置されている。

0118

これによれば、図7および図13に示すようにドリップチャンバ500を収容部24に適切に取り付けた場合、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bとがドリップチャンバ500のチャンバ本体501が延在する方向に沿って互いに離間して配置されるので、異なる2つの位置においてドリップチャンバ500内の液体のレベルを計測することができる。そして、その2つの計測結果から推定されるドリップチャンバ500内の液体の状態が、想定される通常の状態と矛盾しているか否かを判定することにより、保持装置1に異常が発生しているか否かを判定することが可能となる。

0119

このように、本実施の形態に係る保持装置1によれば、一方の電極対に不具合が発生した場合であっても他方の電極対を用いてドリップチャンバ500の内容物のレベルを計測することが可能となり、且つ保持装置1の異常をも検出することが可能となるので、保持装置1の信頼性を向上させることが可能となる。

0120

また、本実施の形態に係る保持装置1において、計測部85は、異常判定用電極対87aの第1送信電極Taと第1受信電極Raとの間の静電容量の変化に基づいて内容物のレベルを計測した第1計測値(異常判定用計測値)854aと、レベル計測用電極対87bの第2送信電極Tbと第2受信電極Rbとの間の静電容量の変化に基づいて内容物のレベルを計測した第2計測値(レベル計測値)854bとの組み合わせに基づいて、上記内容物の計測結果を出力する。

0121

これによれば、以下に示すように、保持装置1に異常が発生しているか否かを判定する異常判定機能を容易に実現することができる。
例えば、異常判定用電極対87aが鉛直方向下側(z方向負側)、レベル計測用電極対87bが鉛直方向上側(z方向正側)となるように保持装置1を設置し、その保持装置1の収容部24に液体が導入されたドリップチャンバ500を取り付けた状況を考える。

0122

この状況において、レベルセンサ8の計測部85は、異常判定用計測値854aが第1基準値(危険レベル)よりも大きい場合に、レベル計測値854bに基づく信号を出力し、異常判定用計測値854aが第1基準値(危険レベル)よりも小さい場合に、異常が検出されたことを示す信号を出力する。
これによれば、ドリップチャンバ500内の液体のレベルが危険レベルより高い場合には、その液体のレベルの計測結果をユーザに通知し、液体のレベルが危険レベルより低下した場合には、ユーザに警報を発することができる。

0123

より具体的には、レベルセンサ8は、異常判定用電極対87aによって計測した異常判定用計測値854aが第1基準値(危険レベル)よりも小さく、且つレベル計測用電極対87bによって計測したレベル計測値854bが第2基準値(下限レベル(≧危険レベル))よりも小さい場合に、第2異常検出信号として、ドリップチャンバ500の内容物のレベルが危険レベルよりも低いことを示す信号(危険信号)を出力する。
これによれば、ドリップチャンバ500内の液体が極端に少ない危険な状況であることをユーザに通知することができる。

0124

一方、異常判定用電極対87aによって計測した異常判定用計測値854aが第1基準値(危険レベル)よりも小さく、且つレベル計測用電極対87bによって計測したレベル計測値854bが第2基準値(下限レベル(≧危険レベル))よりも大きい場合には、レベルセンサ8は、第1異常検出信号として、保持装置1に問題が発生していることを示す信号(問題発生信号)を出力する。
これによれば、ドリップチャンバ500内の液体が極端に少ない危険な状況とは別の危険な状況にあることをユーザに通知することができる。例えば、レベル計測用電極対87bの故障により、ドリップチャンバ500内の液体の量が危険レベルより低いにも関わらず、レベル計測値854bが危険レベルよりも大きい値を示している場合に、第1異常検出信号によって、保持装置1に異常が発生していることをユーザに通知することができる。これにより、血液透析システムにおいて、レベルセンサ8の一部分の故障等により、ドリップチャンバ500内の液体の量が正確に計測できない場合であっても、患者の生命や身体に関わるような大きなトラブルの発生を防ぐことが可能となる。

0125

また、例えば、ドリップチャンバ500が収容部24に適切に取り付けられていない状態では、レベル計測値854bが下限レベル(≧危険レベル)より高い値を示しているにも関わらず、異常判定用計測値854aが危険レベルより低い値を示す場合がある。

0126

具体的には、図15に示すように、ドリップチャンバ500が収容面25に対して傾斜して収容部24に取り付けられた状況では、ドリップチャンバ500から近い位置にあるレベル計測用電極対87bがドリップチャンバ500内の液体700を検出することにより、レベル計測値854bが下限レベル(≧危険レベル)より高い値を示す一方で、ドリップチャンバ500から遠い位置にある異常判定用電極対87aは液体700を検出せず、異常判定用計測値854aが危険レベルより低い値を示す場合がある。
この場合にも、第1異常検出信号によって、保持装置1に異常が発生していることをユーザに通知することができるので、ドリップチャンバ500の適切な取り付けをユーザに促すことが可能となる。

0127

また、本実施の形態に係る保持装置1において、異常判定用電極対87aの第1送信電極Taおよび第1受信電極Raと、レベル計測用電極対87bの第2送信電極Tbおよび第2受信電極Rbは、プリント基板等の基板80に形成された金属薄膜によってそれぞれ構成されている。
これによれば、レベルセンサ8の検出部としての電極対を複数組設けることによる製造コストの増加を抑えることが可能となる。したがって、本実施の形態に係る保持装置1によれば、製造コストを抑えつつ、信頼性を向上させることが可能となる。

0128

また、本実施の形態に係る保持装置1において、開口73a,73bを有するシールド部材7がベース部材2の内部空間210に収容部24を覆うように配置されるとともに、開口73aが、収容空間200側から内部空間210側を見て、第1電極対(異常判定用電極対)87aの少なくとも一部と重なるように形成され、開口73bが、収容空間200側から内部空間210側を見て、第2電極対(レベル計測用電極対)87bの少なくとも一部と重なるように形成されている。

0129

これによれば、収容部24にドリップチャンバ500を取り付けた場合、異常判定用電極対87aおよびレベル計測用電極対87bとドリップチャンバ500とが対向する空間を除いて、異常判定用電極対87aおよびレベル計測用電極対87bがシールド部材7によって囲まれるので、上述したように、レベルセンサ8近傍に存在する対象物のみを検知し、レベルセンサ8から離れた距離に有る対象物は検知しないようにすることが可能となる。これにより、収容部24に取り付けられたドリップチャンバ500の内容物のレベルをより正確に計測することが可能となるので、保持装置1の信頼性を更に向上させることが可能となる。

0130

≪実施の形態の拡張
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

0131

例えば、上記実施の形態では、一つの収容部24に対して、異常判定用電極対(第1電極対)87aを一組設ける場合を例示したが、異常判定用電極対87aを複数組設けてもよい。
具体的には、図16A,16Bに示すように、基板80の主面81における一つの収容部24に対応する領域に、2組の異常判定用電極対87a_1,87a_2を設けてもよい。図16Aには、異常判定用電極対87a_1と異常判定用電極対87a_2を、基板80の主面81上の上下方向(z方向)に並べて配置した場合が示され、図16Bには、異常判定用電極対87a_1と異常判定用電極対87a_2を、基板80の主面81上の左右方向(x方向)に並べて配置した場合が示されている。

0132

図16A,16Bに示すように2組の異常判定用電極対87a_1,87a_2を設けた場合、計測部85は、電極Taと電極Raとの間の静電容量の変化を異常判定用電極対87a_1,87a_2毎に検出し、各異常判定用電極対87a_1,87a_2の検出結果に基づいて異常判定用計測値854aを生成すればよい。

0133

例えば、レベル計測部852aは、異常判定用電極対87a_1,87a_2から検出した信号に基づいて計測値854a_1および計測値854a_2をそれぞれ算出する。計測結果出力部853は、計測値854a_1と第1基準値(危険レベル)と比較し、第1比較結果を生成するとともに、計測値854a_2と第1基準値(危険レベル)と比較し、第2比較結果を生成する。そして、計測結果出力部853は、第1比較結果と第2比較結果の論理積または論理和を異常判定用計測値854aとし、上述した図9における判定条件に用いる。

0134

このように、異常判定用電極対87aを複数組設けた構成では、何れか一つの異常判定用電極対87aが故障した場合であっても、他の異常判定用電極対87aで検出された信号を用いて異常判定を行うことができるので、保持装置1の信頼性を更に向上させることが可能となる。

0135

また、異常判定用電極対87aを3組以上設けた場合には、上述の異常判定用電極対87aを2組設けた場合と同様に、それぞれの異常判定用電極対87aに基づく計測値と第1基準値(危険レベル)との比較結果の論理積または論理和をとり、その結果を異常判定用計測値854aとしてもよいし、各異常判定用電極対87aに基づく比較結果の多数決をとり、過半数を超える比較結果を異常判定用計測値854aとしてもよい。

0136

また、上記実施の形態では、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bを同一の基板80に形成する場合を例示したが、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bとをそれぞれ別々の基板に形成してもよい。以下に具体例を示す。

0137

図17Aは、保持装置におけるレベルセンサのハードウェア構成の別の一例を示す図である。
図17Aに示すレベルセンサ8Aは、基板80に加えて基板80Aを更に有する。
基板80Aは、主面81Aと、主面81Aと背向する裏面82Aとを含む。基板80Aの主面81Aには、レベル計測用電極対87bが形成されている。一方、基板80の主面81には、異常判定用電極対87aが形成されている。

0138

基板80は、ベース部材2の内部空間210において、主面81が収容部24を向いた状態で配置される。一方、基板80Aは、ベース部材2の内部空間210において、主面81Aが基板80の主面81に対して傾斜し、且つ収容部24を向いた状態で配置されている。例えば、基板80Aは、主面81Aが基板80の主面81と垂直、且つ主面81Aが収容部24を向いた状態で、基板80の主面81上に配置される。

0139

このとき、基板80Aに形成されたレベル計測用電極対87bは、基板80に形成された異常判定用電極対87aよりも上側(Z方向正側)に配置される。

0140

上述の構成を有するレベルセンサ8Aによれば、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87bを一つの基板80に形成した場合と同様の効果が得られる。なお、以上の構成(図17A)をもとに、複数の異常判定用電極対87(図16A図16Bの異常判定用電極対87a_1,87a_2)を設けた構成も、好適に採用され得る。

0141

図17Bは、保持装置におけるレベルセンサのハードウェア構成の更に別の一例を示す図である。
図17Bに示すレベルセンサ8Bは、基板80に加えて基板80A,基板80Bを更に有する。基板80Aは、主面81Aと、主面81Aと背向する裏面82Aとを含み、基板80Bは、主面81Bと、主面81Bと背向する裏面82Bとを含む。

0142

基板80の主面81には、異常判定用電極対87aとレベル計測用電極対87b_1とが形成されている。また、基板80Aの主面81Aには、レベル計測用電極対87b_2が形成され、基板80Bの主面81Bには、レベル計測用電極対87b_3が形成されている。

0143

基板80は、ベース部材2の内部空間210において、主面81が収容部24を向いた状態で配置される。基板80Aは、ベース部材2の内部空間210において、主面81Aが基板80の主面81に対して傾斜し、且つ収容部24を向いた状態で配置されている。例えば、基板80Aは、主面81Aが基板80の主面81と垂直、且つ主面81Aが収容部24を向いた状態で、基板80の主面81上に配置される。

0144

基板80Bは、基板80Aと同様に、ベース部材2の内部空間210において、主面81Aが基板80の主面81に対して傾斜し、且つ収容部24を向いた状態で配置されている。例えば、基板80Bは、主面81Bが基板80の主面81と垂直、且つ主面81Bが基板80Aの主面81Aと対向した状態で、基板80の主面81上に配置される。

0145

このとき、レベル計測用電極対87b_1〜87b_3は、異常判定用電極対87aよりも上側(Z方向正側)に配置されている。

0146

上述した構成を有するレベルセンサ8Bによれば、ドリップチャンバ500の内容物のレベルを複数方向から計測することができるので、保持装置1の信頼性を更に向上させることが可能となる。
例えば、液体が、管504からチャンバ本体501のレベル計測用電極対87b_1側の内壁面をつたって流れ込んでいる状況を考える。このような状況では、チャンバ本体501に十分な量の液体が溜まっていないにも関わらず、レベル計測用電極対87b_1によって検出された計測値が下限レベルよりも高い数値を示すおそれがある。この場合に、レベル計測用電極対87b_1のみを用いると、正確なレベル計測を行うことができない。

0147

これに対し、図17Bに示すレベルセンサ8Bによれば、互いに異なる方向を向いて配置された複数のレベル計測用電極対87b_1,87b_2,87b_3を用いて、チャンバ本体501内の液体のレベルを複数方向から計測することができる。これにより、上述したように、一組のレベル計測用電極対87b_1では正確な計測ができない場合であっても、その他のレベル計測用電極対87b_2,87_3を用いることで、正確な計測を行うことが可能となる。
したがって、図17Bに示すレベルセンサ8Bによれば、レベル計測用電極対87bを一組設ける場合に比べて、保持装置1の信頼性を更に向上させることが可能となる。

0148

なお、この場合、シールド部材7は、各レベル計測用電極対87b_1〜87b_3に対応する複数の開口73bを適切な位置に有している。

0149

なお、図17Bでは、基板80、基板80A、および基板80Bに、レベル計測用電極対87bをそれぞれ形成する場合を例示したが、基板80、基板80A、および基板80Bの少なくとも2つの基板に、レベル計測用電極対87bを形成した構成としてもよい。

0150

例えば、基板80の主面81と基板80Aの主面81Aに、レベル計測用電極対87b_1とレベル計測用電極対87b_2をそれぞれ形成してもよいし、基板80Aの主面81Aと基板80Bの主面81Bに、レベル計測用電極対87b_1とレベル計測用電極対87b_2をそれぞれ形成してもよい。

0151

また、上記実施の形態において、保持部材3によってドリップチャンバ500を保持する保持機構を例示したが、ドリップチャンバ500を収容空間200に保持することができれば、別の構成を有する保持機構であってもよい。

0152

また、上記実施の形態において、第1送信電極Ta,第1受信電極Ra,第2送信電極Tb、第2受信電極Rbとしての金属薄膜のパターン形状は、上述の例に限定されるものではなく、その目的を達成することができるのであれば、種々のパターン形状を採用することができる。

0153

また、上記実施の形態では、レベルセンサ8を構成する計測部85が一つの半導体集積回路によって実現される場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、計測部85を構成するマイクロプロセッサと、その周辺アナログ信号を処理する回路とを別々の半導体集積回路によって実現してもよいし、複数のディスクリート部品等を組み合わせて実現してもよい。また、計測部85としての半導体集積回路は、基板80の主面81に配置されていてもよいし、レベルセンサ8を構成する一部の回路が主面81に配置され、残りの回路が裏面82に配置されて、主面81と裏面82を貫通する貫通配線(ビア)によって互いに電気的に接続されるように構成されていてもよい。

0154

また、上記実施の形態では、ベース部材2の内部空間210に収容部24を覆うようにシールド部材7を配置する場合を例示したが、外部ノイズの影響が無視できる場合には、保持装置1においてシールド部材7を設けなくてもよい。

0155

1…保持装置、2…ベース部材、3…保持部材、4,11…固定部材、7…シールド部材、8,8A,8B…レベルセンサ、9…蓋部、20…板状部材、21…主面、21B…底部、21C…側壁部、22…開口、24…収容部、25…収容面、27A,27B…突出部、70…底板部、71…第1側板部、72…第2側板部、73a,73b…開口、80,80A,80B…基板、81,81A,81B…主面、82,82A,82B…裏面、85…計測部(半導体集積回路)、850…制御部、851a,851b…パルス生成部、852a,852b…レベル計測部、853…計測結果出力部、854a…第1計測値(異常判定用計測値)、854b…第2計測値(レベル計測値)、87a,87a_1,87a_2…第1電極対(異常判定用電極対)、87b,87b_1,87b_2,87b_3…第2電極対(レベル計測用電極対)、Ta…第1送信電極、Tb…第2送信電極、Ra…第1受信電極、Rb…第2受信電極、200…収容空間、210…内部空間、212…溝空間、500…ドリップチャンバ。

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