遠心分離機
【課題】
ロータアダプタに形成された凹凸の溝を短時間で安定して検知可能な遠心分離機を提供する。
【解決手段】
コルピッツ発振回路５の発振出力を分周した分周信号を高速なクロックでカウントし、カウント値の差分値の変化により凹溝のロータ穴と平面のロータプレート面に対応したデータを生成してメモリ８３に記憶し、マイクロコンピュータ８はこの数値データをフィルタ処理して生成した２値化エンベロープ数値データと元の数値データを比較することにより凹溝を検出する。検出された凹溝の配置パターンは２値コード化され、予め記憶されているコード表と比較することによってロータ１の種類を識別する。
ロータアダプタに形成された凹凸の溝を短時間で安定して検知可能な遠心分離機を提供する。
【解決手段】
コルピッツ発振回路５の発振出力を分周した分周信号を高速なクロックでカウントし、カウント値の差分値の変化により凹溝のロータ穴と平面のロータプレート面に対応したデータを生成してメモリ８３に記憶し、マイクロコンピュータ８はこの数値データをフィルタ処理して生成した２値化エンベロープ数値データと元の数値データを比較することにより凹溝を検出する。検出された凹溝の配置パターンは２値コード化され、予め記憶されているコード表と比較することによってロータ１の種類を識別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離機においてクラウン等に載置される複数のロータの種類を自動識別するためのロータ識別装置を有する遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機チャンバ内のクラウン等に載置され使用されるロータが複数の種類に及ぶ場合、ロータ固有の最高回転数、ロータの形状、慣性モーメント、ロータ内試料温度管理用のデータ等のロータ情報取得がロータを運転する際に遠心分離機側で必要なため、ロータの種類を識別する装置が必要とされている。このロータの種類を識別する装置として、ロータ底面にアルミニウム等の非磁性体金属を材質とするロータアダプタを設け、ロータアダプタにロータの識別子となる凹の溝を彫り、この凹凸の溝の感知を遠心分離機側に設けた渦電流センサにより行い、凹の溝の配置パターンによりロータを識別するようにしている。
【０００３】
ロータアダプタに形成された凹の溝の配置パターンによりロータを識別する技術として特許文献１が知られている。この技術では、ロータの識別は、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振する発振回路の出力信号の発振周波数が変化するのを、バンドパスフィルタの周波数に対する減衰特性を利用して周波数電圧変換器として用い、この出力信号の周波数変化を電圧信号の変化に変換し、予め定められた手順で作成された比較電圧値との大小を比較することにより凹溝を検出する。検出された凹溝の配置パターンはコード化され、このコードに対応するロータが識別される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８０６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のロータの識別回路は、コルピッツ発振回路によりロータ識別センサヘッドのインダクタンスが、凹溝のロータ穴が平面のロータプレート面と比べて渦電流が減少するため見かけ上のインダクタンスが増加する特性を利用し、凹溝のロータ穴を検出しこの穴の数と円周上の位置を把握しロータを識別している。しかし、凹溝のロータ穴でインダクタンスが減少することによる周波数減少は僅か０．２％から０．５％程度であり、一方、センサヘッドが配置されている遠心分離機チャンバ内の温度変化、センサヘッド固有のバラツキによりインダクタンスが異なることに起因する基本発振周波数のずれなどの方が大きい。
【０００６】
このため、コルピッツ発振回路の周波数を例えば４５５ｋＨｚのバンドパスフィルタの肩スロープ部に合わせるように調整して、それからインダクタンス減少による周波数減少を検出する。つまり、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振するコルピッツ発振回路の出力信号の発振周波数をバンドパスフィルタに通過させるようにするため、コルピッツ発振回路の調整のためのハードウエアと制御動作が必要な上、ロータの識別処理毎にコルピッツ発振回路の周波数を合わせこむ制御のためにロータを十分回転させる必要があるため、読み取りに約１０秒程度の時間を要する。それ故に、“ユーザがロータをセットしてドアを閉めた後にロータを数回転させて直ちにロータ識別コードを読み取る”、いわゆるクイックロータ自動識別機能の実現が困難であった。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、ロータアダプタに形成された凹凸の溝を短時間で安定して検知可能な遠心分離機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化を検出する際、チャンバ内の温度変化や発振器の基本発振周波数ずれ等の外乱要因があっても検知時間に影響しない遠心分離機を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、ロータの最初の数回転においてロータアダプタの情報を読み取ってメモリに格納し、メモリに格納されたデータをデジタル処理することによってロータアダプタを識別する遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、載置されるロータの種類を、ロータに設けられた識別子の配置パターンから識別する識別子検出手段と、モータの回転を制御することによってロータの回転を制御する制御装置を有する遠心分離機であって、識別子検出手段は、識別子を感知するセンサヘッドと、センサヘッドと協同して発振する発振回路と、発振回路の周波数をカウントするカウンタを含んで構成し、制御装置は所定の周期毎にカウンタのカウント値をメモリに記憶し、メモリに記憶された所定周期分のカウント値からロータ識別子の配置パターンの識別を行うように構成した。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、制御装置は、メモリに格納されたカウント値から各カウント位置における２値化閾値を求め、２値化閾値とカウント値の大小に応じて識別子が１または０かを判断する。閾値は、メモリに格納されたカウント値をフィルタ処理した値Ｙｎの平均値Ｙａｖを用いて算出すると良い。フィルタ処理した値Ｙｎの算出には、カウント値Ｃ０ｎ（ｎは正の自然数）の中から最小値Ｃｍｉｎを見いだして、カウント値Ｃ０ｎの各々からＣｍｉｎを引き算して算出した差分値Ｃ１ｎ（ｎは正の自然数）を用いて算出する。尚、算出された差分値Ｃ１ｎに対して前後の差分値Ｃ１ｎ−１とＣ１ｎ＋１との差が平均値の所定値以上の場合は、差分値Ｃ１ｎを補正するようにすると好ましい。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、閾値は、平均値Ｙａｖと、フィルタ処理した値Ｙｎをさらにフィルタ処理した値Ｚｎ（ｎは正の自然数）により算出される。また、カウント値の微分値Ｄｉｆｎを求め、微分値Ｄｉｆｎから穴識別子配置パターンの起点位置を検出する。制御装置は検出された起点位置を基準にして順に識別子が１または０かを判断することによって識別子が示す２値化コードを復号化することができる。遠心分離機は記憶装置を有し、記憶装置内にロータの種類とその２値化コードの照合表を格納しておく。このように構成すれば復号化された２値化コードを照合表と比較することによってロータの種類を即座に特定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、制御装置は所定の周期毎にカウンタのカウント値を一端メモリに記憶し、所定量のカウント値をメモリに記憶された後に、所定周期分のカウント値からロータ識別子の配置パターンの識別を行うので、従来技術のような発振回路の発振周波数を測定し発振周波数をずらし適切な周波数に設定する制御は不要になり、検出環境条件が変化してもロータアダプタに形成された凹凸の溝を迅速、安定、確実に検知可能となる。この結果、ロータを数回転程度で回転させるだけでロータアダプタに設けられた穴識別子の配置パターンを読み取ることが可能な使い勝手のよい遠心分離機を実現できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、制御装置は、メモリに格納されたカウント値から各カウント位置における２値化閾値を求め、２値化閾値とカウント値の大小に応じて識別子を判断するので、ロータ表面の凹溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドの出力が変化しても安定かつ確実に識別子が１または０かを判断することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、閾値はメモリに格納されたカウント値をフィルタ処理した値Ｙｎの平均値Ｙａｖを用いて算出されるので、検出環境条件が変化してもそれに応じて適切な閾値を設定することができる。また、従来方式、即ち、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振する発振回路の出力信号の発振周波数をバンドパスフィルタに通過させるように調整する手順が不要となるので、高速なロータ自動識別処理が実現できる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、値Ｙｎの算出には、カウント値Ｃ０ｎの中から最小値Ｃｍｉｎを見いだして、Ｃ０ｎ − Ｃｍｉｎの値を用いて算出するので、データのオフセットが取り除かれて変化分のみの小さな値になり、その後の処理を効率的に行うことができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、算出された差分値Ｃ１ｎに対して前後の差分値Ｃ１ｎ−１とＣ１ｎ＋１との差が平均値の所定比以上の場合は、差分値Ｃ１ｎを補正するので、カウント値の桁上がり処理やノイズ混入によるカウント値異常の影響を効果的に除去することができる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、閾値は、平均値Ｙａｖと、フィルタ処理した値Ｙｎをさらにフィルタ処理した値Ｚｎ（ｎは正の自然数）により算出され、閾値はカウント値の大きさに合わせて最適な値が設定されるので、ロータの種類や設置状態、環境等に影響されずに安定的にロータを検知できる遠心分離機を実現できる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、カウント値の微分値Ｄｉｆｎを求め、微分値Ｄｉｆｎから穴識別子配置パターンの起点位置を検出することができるので、確実に基点位置を検出することができる。
【００２１】
請求項８の発明によれば、制御装置は、検出された起点位置を基準にして順に識別子が１または０かを判断することによって識別子が示す２値化コードを復号化するので、ロータの特定処理がコードにより確実に行える遠心分離機を実現できる。
【００２２】
請求項９の発明によれば、記憶装置内にロータの種類とその２値化コードの照合表を格納しておき、復号化された２値化コードを照合表と比較することによってロータの種類を特定するので、照合表と一致する唯一のロータを精度良く確実に特定できる遠心分離機を実現できる。
【００２３】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る遠心分離機１００のロータ識別装置を示すブロック回路図である。
【図２】図１のロータ１の底面図であって穴識別子３の配置例を示す図である。
【図３】本実施例のセンサヘッド４と協同して発振する発振回路及び分周回路を示す図である。
【図４】本実施例のロータ識別装置のカウンタ３０の回路図である。
【図５】本発明の実施例における識別コード読取処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例におけるカウンタの動作状態とメモリに格納される分周データの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例におけるメモリに格納される分周データ（カウント値Ｃ０ｎ、差分値Ｃ１ｎ）とアドレスの関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例における２値化閾値及び先頭穴位置起点算出を示す図である。
【図９】本発明の実施例における２値化閾値により穴識別子の配置パターンを決定する様子を示す図である。
【図１０】本発明の実施例における穴識別子の配置パターンからロータ識別コードを決定する様子を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
図１は、本発明に係る遠心分離機１００の構造を示す図であり、ロータ識別装置をブロック回路図で示したものである。遠心分離機１００は、チャンバ１８の内部においてロータ１を高速で回転させる装置である。装着できるロータは複数種類準備され、そのうちユーザが一つのロータ１を選択して遠心分離機１００にセットする。ロータ１は、モータ２１から延びる駆動シャフト２２の先端に固定されるトルク伝達器２２ａにて保持され、ロータ１の底面にはアルミニウム等を材質とした円筒形のロータアダプタ２が設けられる。ロータアダプタ２の底面の円周上には、ロータ１の識別子となる凹溝の穴識別子３が複数個設けられる。穴識別子３はロータアダプタ２の底面から上方向に円筒形に形成された穴であり、ロータアダプタ２の円周上の一箇所に設けられロータアダプタ２に対向するセンサヘッド４により感知される。センサヘッド４はチャンバ１８の底面等の非回転部分に固定されるものであって、公知の渦電流式のセンサを用いることができる。
【００２７】
ロータ１は、例えば３相の誘導モータ或いはＤＣブラシレス等のモータ２１によって回転駆動される。モータ２１から延びる駆動シャフト２２は、チャンバ１８の底面に設けられた貫通穴を貫通してチャンバ１８の内部にまで延びる。チャンバ１８の上端に設けられるトルク伝達器２２ａは、モータ２１の駆動トルクをロータ１に伝達するクラウン、スパッド等である。チャンバ１８は、遠心分離機１００のフレーム２７に支持され、チャンバ１８の外周側には、ロータ１を冷却するための冷媒を通す銅パイプが巻かれてエバポレータの機能を果たす。銅パイプのさらに外周側には、フレーム２７で支持されるプロテクタリング２６が設けられる。プロテクタリング２６は、ロータ１の破損時に破損した破片が遠心分離機１００の外部に飛び出そうとするのを受け止めるものである。
【００２８】
チャンバ１８の上部には開閉可能なドア２５が設けられ、チャンバ１８と共にロータ１を閉じ込める閉空間を画定する。ロータ１の遠心分離時の回転方向は、この場合ＣＣＷの矢印で示す方向であり、ドア２５側からロータ１を見たときに反時計回りである。
【００２９】
モータ２１の回転制御、チャンバ１８内の温度制御と、装着されたロータ１の識別、及びその他の遠心分離機１００全体の制御は制御装置であるＣＰＵ８が行う。ＣＰＵ８は、例えばルネサステクノロジーズ社製ＳＨ７０８０シリーズのマイクロプロセッサであり、市販のマイコンを用いて構成することができる。尚、図示していないがマイクロプロセッサはタイマー、カウンタ、記憶装置等の公知の電子機器を含んで構成される。
【００３０】
モータ２１の回転は、ＣＰＵ８から信号線１７を介して入力される制御信号に基づいて、インバータ変換器５０が接続線７３を介してモータ２１に可変周波数の電圧を出力することによって制御する。モータ２１にはモータ２１の回転数を検出するための検出手段が設けられる。検出手段は、駆動シャフト２２の下端側に設けられたエンコーダディスク７６と、エンコーダディスク７６のスリットの有無により回転パルス信号ＭＰＧを出力するフォトインタラプタ１１、エンコーダディスク７６のスリットの有無によりロータの回転角度信号を出力するフォトカプラ１９、フォトカプラ１９からの出力の有無を発振器９のタイミングでカウントするカウンタ３０を含んで構成される。カウンタ３０の出力は、信号線１４、１５を介してＣＰＵ８に入力される。
【００３１】
ロータ１のロータアダプタ２の内周部分の２箇所にはマグネット２０が設けられる。マグネットセンサ２９は、マグネット２０の近接を検出しロータ１の回転数を検出するホール素子等のパルス信号ＲＰＧを信号線７５を介してＣＰＵ８に出力する。またトルク伝達器２２ａの底部の円周上には少なくとも１つ以上のマグネット２３が設けられ、マグネットセンサ２８がマグネット２３の近接を検出してロータ１の回転数を示すパルス信号ＳＰＧを信号線７０を介してＣＰＵ８に出力する。
【００３２】
本実施例においては、センサヘッド４、発振回路５、比較器６及び分周器７、ＣＰＵ８内のＭＴＵ８１で識別子検出手段７４を構成する。センサヘッド４は発振回路５に接続される。発振回路５は穴識別子３の有無によるセンサヘッド４のインダクタの変化を周波数の変化に置き換えるもので、同軸ケーブル１０により接続されたセンサヘッド４と協同して発振するコルピッツ方式等の回路で構成される。比較器６は、発振回路５の出力を“１”又は“０”の論理レベルの２値化方形波信号に変換し、分周器７は比較器６の方形波信号を分周する。分周器７の信号出力は信号線２４を介してＣＰＵ８内のマルチファンクションタイマカウンタユニット８１（以下ＭＴＵと称す）に入力される。ＭＴＵ８１は、信号線２４を介して穴識別子３が設けられた凹溝部とロータアダプタ２の平面状態のプレート面とから成る凹凸の周波数の違いを計測する。発振器９は、例えば８０ＭＨｚのクロック信号を信号線９１を介してＭＴＵ８１とカウンタ３０に供給する。バッファ８２は、ＭＴＵ８１のイベントカウント終了毎にカウント値を転送し保存するために用いられる。
【００３３】
フォトインタラプタ１９は、ロータ１の回転角度を検出するためのエンコーダディスク７６のスリットを読み取るものであり、９０°位相が異なる２相の信号を信号線１２及び１３を介してカウンタ３０に出力する。カウンタ３０は、２相信号を逓倍した信号、例えばロータ１の１回転当たり４８０パルスの信号を信号線１５を介してＭＴＵ８１に出力する。ＭＴＵ８１は、分周器７の方形波信号の周期を８０ＭＨｚのクロックでカウントし、そのカウント値を信号線１５から到来するパルス信号に同期してメモリ８３に格納する。ＣＰＵ８は、メモリ８３に格納された分周器７の方形波信号の周期となるデジタル値を基にして２値化閾値を算出し、この閾値により元のデジタル値との２値化演算を行い穴識別子３の凹溝を検出する。この検出結果と凹溝の配置パターンからＣＰＵ８はロータ１の種類を識別する。カウンタ３０の信号線１４からはエンコーダディスク７６の回転方向すなわちロータ１の時計・反時計方向の回転方向を示す“１”又は“０”の論理レベルの信号がＣＰＵ８に出力される。識別コード自動読み取りボタン１０１は、ロータ１の識別コードの自動読み取り動作を起動するためのスイッチである。
【００３４】
図２は、本発明になる穴識別子の配置の一例をロータ１の底面方向から見た配置パターン図であり、ロータ１の識別のためにロータ１の底面に取り付けられたロータアダプタ２に設けた穴識別子３の配置パターンは、ロータ１の回転軸を中心としたロータアダプタ２の同一円周上に、この場合１５等分した等角間隔の格子点上ＡからＯに凹溝の穴識別子３が穴は黒丸●、面は破線の白丸○で示されており、ＡからＯの格子点上の黒丸●で示したＡ、Ｂ、Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｎの位置に６個の穴識別子３が設けられ、破線の円で示したＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｍ、Ｏの位置は穴識別子を設けずロータアダプタ２のそのままの底面としている状態を示している。この配置パターンは、ロータ１の種類毎に後述する規則に従って格子点上の凹溝の穴識別子３の数と配置を違え、種類が異なるロータとして識別できるようになっている。なお、ロータ１の遠心分離時の回転方向は反時計回りであるから、ロータ１を底面方向から見ると回転方向は矢印ＣＷの方向となる。
【００３５】
図３はセンサヘッド４と協同して発振するコルピッツ発振回路５、比較器６及び分周器７の回路図である。コルピッツ発振器はコンデンサ５１、５４、５５、５６、トランジスタ５３、抵抗器５２、５７、５８及びセンサヘッド４で主に構成され、これらの部品は同軸ケーブル１０でセンサヘッド４と接続される。本実施例では、発振回路５の発振周波数は約１．２ＭＨｚである。
【００３６】
比較器６に出力された発振回路５の出力はコンデンサ６０及び抵抗器６１で微分され、入力抵抗器６３、６４を介して±ＡＶＣＣを電源とするコンパレータ６５に入力される。コンパレータ６５の出力端からは発振回路５の周波数に等しい方形波が分周器７に送られる。分周器７はその入力段に設けられたシュミットトリガ７１でノイズを除去し、バイナリリプルカウンタ７２で分周された方形波を信号線２４を介してＣＰＵ８に出力する。ここで、バイナリリプルカウンタ７２は、例えばＮＸＰ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社の製品名７４ＨＣ４０４０等であり、この場合４０９６分周された方形波が信号線２４から出力される。
【００３７】
図４はカウンタ３０のブロック回路図である。カウンタ３０は、ロータ１及びロータアダプタ２の角度検出器となるエンコーダディスク７６、フォトインタラプタ１９とその信号出力をカウントする。カウンタ３０にはフォトインタラプタ１９からの２本の出力が入力されるものであって、信号線１２からはφＢが、信号線１３からはφＡが入力される。信号線１２のφＢは、モータ２１の１回転当たり１２０パルスの２相信号であり、信号線１３のφＡは、φＢと１／４８０回転だけずれたタイミング（＝４分の１パルス分ずれたタイミング）でモータ２１の１回転当たり１２０パルス出力される２相信号である。φＢとφＡの信号はＶＣＣを電源とする積分回路を構成する抵抗器３１、３２、３５、３６及びコンデンサ３３、３７を経た後に、シュミットトリガ３４、３８を介してフリップフロップ（ＦｌｉｐＦｌｏｐ）３９、４１の１段目のＤ入力端子に入力される。フリップフロップ３９、４１としては、例えば７４ＨＣ１７５を用いることができ、そのＱ出力はフリップフロップ４０、４９のＤ入力端子に入力される。また、１段目のフリップフロップ３９、４１のＱ出力と、２段目のフリップフロップ４０、４９のＱ出力は排他的論理和を取るイクスクルーシブオアゲート（以下ＥＸＯＲと称す）４２、４３の入力端が接続される。ＥＸＯＲ４２、４３は、例えば７４ＨＣ８６を用いることができる。
【００３８】
２相信号φＡ及びφＢについて、１段目のフリップフロップ３９、４０のＱ出力にＥＸＯＲ４２、４４の入力端が接続され、これらのＥＸＯＲ４２、４４の出力はデータセレクタ４５の入力端１Ａ及び２Ｂ、２Ａ及び１Ｂに接続され、ＥＸＯＲ４３の出力端はデータセレクタ４５のセレクト入力端Ｓに入力される。フリップフロップ ３９、４０、４１、４９のそれぞれのクロック入力端子ＣＫには信号線９２からこの場合約６２４ｋＨｚのクロック信号が供給される。データセレクタ４５の反転出力端１Ｙ、２ＹはＥＸＯＲ４８に入力され、このゲートの出力端は信号線１５を介してＣＰＵ８の割り込み入力端子ＩＲＱに接続され、この信号はφＡ及びφＢ信号を４逓倍したロータ１の１回転当たり４８０パルスの出力となる。データセレクタ４５の反転出力端１Ｙ、２Ｙはそれぞれ７４ＨＣ００等のナンドゲート４６、４７で構成されるＲＳ形フリップフロップの入力端に接続され、ナンドゲート４７の出力は信号線１４を介してＣＰＵ８の入力ポートに出力され、この信号はロータ１の回転方向を示す信号となり、ロータ１が遠心分離中のＣＣＷ方向回転なら論理“０”レベルの出力となる。
【００３９】
次に本実施例の遠心分離機におけるロータの識別コード読取処理について図５のフローチャートを用いて説明する。図５に示す処理手順は、ＣＰＵ８がコンピュータプログラムを実行することによってソフトウェアで実現することができる。本実施例では、ロータアダプタ２に設けられた穴識別子３の配置パターンを読み取るために、オペレータがロータ１を手で回すことにより識別コードを読み取るか、或いは、オペレータが遠心分離機１００に設けてある識別コード自動読み取りボタン１０１を押下することによりロータ１をモータ２１の駆動シャフト２２にセットした状態で回転させる幾つかの方法がある。ここではモータ２１によってロータ１を回転させる方法の例で説明する。
【００４０】
まず、オペレータが識別コード自動読み取りボタン１０１（図１参照）を押下すると、ＣＰＵ８は信号線１７を介してインバータ変換器５０にモータ２１の回転指令を送出し、モータ２１を回転させてロータ１を数回転〜数十回転程度回転させる。このようにロータ１が回転すると、ＣＰＵ８はロータ１が所定の回転数Ｎ１以下で回転中であるかを判断する（ステップ７００）。ここで、Ｎ１は例えば６０ｍｉｎ−１とすることができる。ロータ１が回転数Ｎ１より大きい回転数で回転中である場合は、ステップ７００に戻ることにより、ステップ７０１以下に示す手順は実行しない。ロータ１が回転数Ｎ１以下で回転中である場合は、この回転中に分周器７のパルス間隔を信号線９１のクロックでカウントし、そのカウント値ＣＮをバッファ８２へ格納する動作を繰り返すように構成されており、フォトインタラプタ１９の信号１２、１３に基づいてカウンタ３０が出力する信号１５に同期して上記分周器７のパルス間隔のカウント値をメモリ８３に格納する（ステップ７０１）。次にＣＰＵ８は、メモリ８３に格納されたデータが１０００データ分に達したかどうかを判断し、１０００データに達していなかったらステップ７０１に戻り（ステップ７０２）、ステップ７０１を繰り返す。
【００４１】
ここで、メモリ８３に格納されるカウント値ＣＮについて図６及び図７を用いて説明する。図６は、フォトインタラプタ１９の出力φＡ、φＢと、出力φＡ、φＢから求められるタイミング信号であるＳＩＧＮＡＬ１５と、分周器７の出力（信号線２４）する信号の周期を信号線９１からのクロック信号でカウントしたカウント値の関係を示す図である。フォトインタラプタ１９の出力φＡ、φＢは、モータ２１の１回転当たり１２０パルスの２相信号であり、φＡとφＢは１／４８０回転だけずれたタイミング（＝１／４パルス分ずれたタイミング）で出力される。よってＭＴＵ８１には信号線１５からカウンタ３０で２相信号φＡとφＢの立ち上がりまたは立ち下がりエッジから作成される４逓倍した信号であるＳＩＧＮＡＬ１５が入力される。
【００４２】
ＳＩＧＮＡＬ１５は、例えばロータ１が３０ｍｉｎ−１で回転中なら４．１７ｍｓｅｃ周期の信号となり１周あたり４８０個の矩形波が発せられる。ＭＴＵ８１には信号線２４から分周器７の出力信号であるＳＩＧＮＡＬ２４が入力される。ＳＩＧＮＡＬ２４は、この場合約１．２２ＭＨｚ、０．８１７μｓｅｃ周期の発振回路５の信号を分周器７で４０９６分周した約３．３４ｍｓｅｃ周期の信号である。ＭＴＵ８１は、信号線２４の信号ＳＩＧＮＡＬ２４の立下りから次の立下りまでの幅を、信号線９１からの８０ＭＨｚのクロックでイベントカウントする。この例ではカウント値は約２６８，０００カウントとなり、カウント終了毎にバッファ８２にこのイベントのカウント値ＣＮを転送する。カウント値ＣＮは、ＳＩＧＮＡＬ１５の矩形波が何番目かによって定まるメモリ８３の格納アドレスにＣ０ｎ（ｎ＝０〜９９９）として格納される。バッファ８２には常に１個しかデータが置けず、信号線２４のパルスで常に更新される。
【００４３】
そしてバッファ８２のカウント値ＣＮを、ＳＩＧＮＡＬ１５のパルスの立下りに同期してメモリ８３の先頭アドレス０番地から順に９９９番地まで１０００個のデータを逐次格納する。ロータ１の１周分は４８０データであるから、１０００個のデータはデータ間の比較のためロータ１の２回転分とデータ処理の都合で４０データ余分に格納する合計値であり、１０００個のカウント値Ｃ０ｎがメモリ８３に格納される。図７は、メモリに格納される分周データとアドレスの関係を示す図である。図７の左側の表のように、メモリ８３のアドレス００４８、００４９、００５０、・・・には、カウント値Ｃ０ｎ（ｎ＝０〜９９９）が順に格納される。
【００４４】
図６においてロータ１が３０ｍｉｎ−１で回転中であり約３．３４ｍｓｅｃ周期の信号ＳＩＧＮＡＬ２４の立下り時間間隔ＣＹＣ２４は４．１７ｍｓｅｃ周期の信号ＳＩＧＮＡＬ１５の立下り時間間隔ＣＹＣ１５よりも短いので、図６のカウント値２６９，００５で示すスキップＤａｔａのようにカウント値Ｃ０ｎとして取り込まれないものもある。逆に、ロータ１が６０ｍｉｎ−１で回転中なら時間間隔ＣＹＣ２４は時間間隔ＣＹＣ１５よりも長くなり１回のカウント値ＣＮが２度連続してＣ０ｎとＣ０（ｎ＋１）に格納される場合もあるが、ロータ１の１５の格子点に対してＳＩＧＮＡＬ１５が４８０パルスで１周分に相当する４８０個のデータ数を取り込み、１格子点当たり３２データでカバーされるので格子点の穴・面の識別に支障は無い。
【００４５】
再び図５に戻り、ステップ７０３は、ＭＴＵ８１が１６ビットのカウンタとすると、約２６８，０００カウント中に上位桁への桁上がりが４回発生した直後にＳＩＧＮＡＬ２４の立ち下がりが到来し、他の割込み処理中にこの桁上がりが発生すると桁上がりが４回でなく５回あったと処理され、その次のカウント値は桁上がりが３回であったと処理される場合が発生する。一方で、処理に使うデータはカウント値の差分値であるから、差分値が異常に大きい場合と小さい場合がカウント値Ｃ０ｎのデータ列中に現われ、この場合は桁上がり異常と見なし差分値を補正する必要がある。さらにデータにインバータ変換器５０からのノイズが重畳するなどしてカウント値Ｃ０ｎの数値が異常なデータを排除するための準備として、カウント値Ｃ０ｎの１，０００データの平均値を求め、平均値の１０％データを算出する。
【００４６】
図５のステップ７０４では、メモリ８３に格納されたカウント値Ｃ０ｎデータ列の前後データの差が平均値の１０％以上の場合は前のアドレスのデータで埋めるデータ補正処理を行う。次に、補正後のカウント値Ｃ０ｎの中から最小値Ｃｍｉｎを見いだし（ステップ７０５）、カウント値Ｃ０ｎのデータ列からＣｍｉｎを引き算し、差分値Ｃ１ｎ（ｎ＝０〜９９９）＝Ｃ０ｎ−Ｃｍｉｎを求める（ステップ７０６）。この差分値Ｃ１ｎはｎ＝０〜９９９の１０００データ分すべて求められ、メモリ８３の対応するアドレスに格納する。これを示すのが図７の右側の表である。
【００４７】
次に、求められた差分値Ｃ１ｎに対してノイズ成分を除去するための１次遅れフィルタ処理を行う（ステップ７０７）。ここではｎ＝０〜９９９で初期値Ｙ０＝０として
フィルタ処理値 Ｙｎ＋１＝０．５×（Ｃ１ｎ＋１ ＋ Ｙｎ）を逐次算出する。
【００４８】
次に、閾値を算出するため、一次遅れのフィルタ処理値Ｙｎから平均値Ｙａｖを算出する処理を行う（ステップ７０８）。平均値Ｙａｖは、求められたフィルタ処理値Ｙｎ（ｎ＝０〜９９９）の平均を取ることで算出できる。次にフィルタ処理値Ｙｎに対してさらなる一次遅れフィルタ処理を行う（ステップ７０９）。ここでは、ｎ＝０〜９９９で初期値Ｚ０＝０としてさらなる一次遅れのフィルタ処理値Ｚｎ＋１は
Ｚｎ＋１ ＝（０．１×Ｙｎ＋１ ＋ ０．９×Ｚｎ）にて求めることができる。
【００４９】
以上のようにして求められた平均値Ｙａｖとフィルタ処理値Ｚｎを用いることによって、閾値ＴＨｎ（ｎ＝０〜９９９）を
ＴＨｎ＝０．７５×Ｙａｖ ＋ ０．５×Ｚｎ
により算出する（ステップ７１０）。
【００５０】
次に、フィルタ処理値Ｙｎのデータ列からメモリ８３のアドレス内で先頭穴位置起点となるメモリ８３のアドレスを見い出す処理を行う（ステップ７１１）。図８は、２値化エンベロープデータとなる２値化閾値及び先頭穴位置起点算出を例示するものであって、本実施例では図８の「起点」で示すように５２番地のアドレスがロータ１の起点となる。この起点の求め方は、ｎ＝０〜９９９で初期値Ｙ−２、Ｙ−１、Ｙ０は共に０、Ｄｉｆ０、Ｄｉｆ１は共に０として微分値Ｄｉｆｎ＝０．５×（Ｙｎ−２ − Ｙｎ＋２）を算出した結果、Ｙｎが閾値ＴＨｎ以上であってＤｉｆｎが負から正の値に符号が切り替わる際の正のデータが先頭穴位置起点アドレスであると算出でき、このアドレスが格子点Ａの穴識別子３の位置となる。ただし、１次遅れフィルタ処理では、フィルタ処理出発時のＹｎがフィルタ処理前のＣ１ｎと大きく乖離する場合があるため、Ｄｉｆｎの最初から２０個のデータすなわちメモリ８３で最初の２０アドレスは、微分値Ｄｉｆｎで符号が切替わり及び閾値ＴＨｎ以上の条件が合致しても先頭穴位置起点としては無視する。
【００５１】
ロータアダプタ２に設けた穴識別子３の配置は１５等分した等角間隔の格子点上ＡからＯのいずれかにあり、ＳＩＧＮＡＬ１５が４８０パルスでロータ１の１周分に相当するから３２アドレス飛びが格子点になるので、メモリ８３の先頭穴位置起点アドレス５２番地から始まり３２アドレス飛びに、データＹｎと閾値ＴＨｎを比較する（ステップ７１２）。
この比較において、
Ｙｎのデータ ＞ 閾値データ ＴＨｎ の場合は穴“１”であると判定し、
Ｙｎのデータ ≦ 閾値データ ＴＨｎ の場合は面“０”であると判定する（ステップ７１２）。この処理を１５回行ことにより、すなわち先頭穴位置起点アドレス５２番地から、８４、１１６、１４８、・・・、５００のアドレスに渡って、穴“１”か面“０”かを決定する。この決定方法を示すのが図９である。
【００５２】
図９は、本発明の実施例における２値化閾値により穴識別子の配置パターンを決定する様子を示す図である。図９において横軸はメモリ８３のアドレスであり、縦軸はフィルタ処理値Ｙｎ、閾値ＴＨｎである。ここで太線で示すのがフィルタ処理値Ｙｎの値を結んだ曲線であり、実線で示すのが平均値Ｙａｖとフィルタ処理値Ｚｎを用いることによって求めた閾値ＴＨｎである。上述したように、本実施例の場合ロータ１の一周分の格子点アドレスは起点が５２番地から、８４、１１６、１４８、・・・、５００であるから、各点をＡ、Ｂ、Ｃ・・とアルファベットで識別すると、識別コードＩＤ１は読み出し位置をＡとして、ＡとＢは穴“１”で穴識別子有り、続くＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆは面“０”で穴識別子無しでロータアダプタ２のそのままの底面であり、以下同様にしてＧからＯまで進めると識別コードＩＤ１は１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”を算出することができる。
【００５３】
次にＣＰＵ８は、文字列“１１００００１１０００１０１０”が示すロータを、ロータの識別コードが格納されたデータベースと比較する（ステップ７１３）。ＣＰＵ８は、読み取ったロータ１の１回転目の識別コードＩＤ１を逐次１ビット左ローテイトして、識別コードＩＤ１の１６進チェックコードが１６進分類コードから算出した 算出１６進チェックコードに一致するビット配列を求め、あらかじめ用意してあるデータベースと比較して一致するものがあるかを調べる。ここで、一致するものが無い場合はＩＤコード異常ステップ７１９に移行し、ＣＰＵ８はインバータ変換器５０にモータ２１の回転を停止する指令を送りロータ１の運転を停止するか或いは識別コード異常などのエラーメッセージをオペレータに知らせる処理等を行う。
【００５４】
図１０は、図２に示す穴識別子の配置パターンからロータＩＤコードを決定する様子を例示する表である。図１０は得られた識別コードＩＤ１の１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”を読み出し位置を異ならせて示してあり、読み出し先頭位置は図２のＡの場合からＯの場合に対応し、今回読み取ったＩＤ１の１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”は図２に示す穴識別子の配置パターンをＡから時計回りに読み出すことに相当し、先頭から５ビット単位で１６進数で表現すると、上位５ビットは“１１０００”であるから「１８」、中位５ビットは“０１１００”であるから「０Ｃ」、下位５ビットは“０１０１０”であるから「０Ａ」となり、先頭から１０ビットの「１８０Ｃ」を分類コード、末尾５ビットの「０Ａ」を分類コードのチェックコードとする。
【００５５】
計算チェックコードの生成は、１６進数の「１Ｆ」から分類コードを構成する２つの１６進数「１８」、「０Ｃ」を減算し、この場合は１Ｆ−１８＝０７、０７−０Ｃ＝ＦＢとなり、１６進数「ＦＢ」の２の補数を取ることにより計算チェックコードは１６進数で「０５」とする計算方法による。この結果、１６進チェックコード「０Ａ」と計算チェックコード「０５」が一致しないために識別コードとして正当性がないが、ロータ１の識別コードの読み出し位置は常にＡから開始するとは限定できず、例えばＢの位置から読み出す場合もあり、Ｂのときは１６進分類コードは「１０ １８」、１６進チェックコードは「１５」となり、計算１６進チェックコード「０９」と一致しないためにこの場合も識別コードとして正当性がない。
【００５６】
このように順次読み出し先頭位置をずらしていくと、図１０で太線で囲った読み出し先頭位置がＤの場合は、１６進分類コードは「０３ ０２」、１６進チェックコードは「１６」となり、計算１６進チェックコードも「１６」となり一致するので識別コードとして正当性があり、データベースにあらかじめ登録されている分類コード「０３ ０２」、チェックコード「１６」に合致するものがあるかをサーチし、ロータ１の種類が特定される。このデータベースはＣＰＵ８が有する不揮発性記憶メモリ中に格納しておいても良いし、ＣＰＵ８の外部に搭載される公知の不揮発性記憶メモリに格納しても良い。
【００５７】
次に、ステップ７１５はステップ７１２と同様の方法でロータ１の２回転目の識別コードＩＤ２を読み取る処理であり、メモリ８３のアドレス５３２番地から９８０番地にあるデータを対象とし、識別コードＩＤ２はＩＤ１と同一の１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”を読み出す。以下、ステップ７１６、ステップ７１７は、識別コードＩＤ１を対象にしたステップ７１３、ステップ７１４と同様の処理であり、ステップ７１８で識別コードＩＤ１と識別コードＩＤ２は一致するからロータ１の識別処理が完了する。
【００５８】
なお、識別コードＩＤ１と識別コードＩＤ２が一致していなければ、リトライ処理として再度１，０００個のデータを取り込み、ステップ７００以下の処理手順を繰り返しロータ１の識別コードを取得するようにしても良い。また、ステップ７１２で識別コードＩＤ１中の穴数が少なく、識別コードＩＤ１の先頭穴位置起点アドレスがメモリ８３の後方の番地にずれ、そのためステップ７１５で識別コードＩＤ２がメモリ８３の９９９番地以内で１５ビット集まらない場合があり、その場合はメモリ８３のアドレスをリング状に捉え、９９９番地の次以降のアドレスとして４０番地以降のアドレスのデータを利用する。
【００５９】
以上、本実施例ではロータ表面の凹溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振する発振回路の出力信号の発振周波数を分周回路により分周した周期信号の時間周期をクロックでカウントし、カウント値の差分値の変化をロータ表面の凹溝に対応した数値データとしたので、ロータの数回転程度でロータアダプタ２に設けられた穴識別子３の配置パターンを読み取ることが可能である。また、ロータ１の種類を自動識別した後は、ＣＰＵ８の信号線１７からインバータ変換器５０に停止指令を送出してモータ２１を減速停止させることができる。
【００６０】
次に、ロータ１を図１で示すロータ１の遠心分離時の反時計回り方向ＣＣＷとは逆方向の時計回り方向ＣＷに回転させた場合、或いは反時計回り方向ＣＣＷと時計回り方向ＣＷを織り交ぜて回転させ識別コードＩＤ１、ＩＤ２を取得した場合も、結果として識別コードＩＤ１、ＩＤ２をロータ１を反時計回り回転ＣＣＷで読み取ったとして処理可能なことについて以下説明する。
【００６１】
ロータ１が時計回り方向ＣＷで回転する場合は、ＣＰＵ８に入力される信号線１４の出力は論理“１”レベルとなる。これは、シュミットトリガ３４、３８を介してフリップフロップ３９、４１の１段目のＤ入力端子に入力され、２段目のフリップフロップ４０、４９のＤ入力端子は１段目のＱ出力にそれぞれ接続されており、シュミットトリガ３４、３８からエンコーダディスク７６の２相信号φＢ、φＡの反転信号がフリップフロップ３９に入力されると、例えばロータ１が時計方向ＣＷ回転時にはデータセレクタ４５の１Ｙ出力端から２相信号φＢ、φＡのエッジが現れる度に発振器９の信号線９２のクロックパルス幅の論理“０”レベルの信号が出力されるからである。この時のデータセレクタ４５の２Ｙ出力端は論理“１”レベルに保てたれているから、ＣＰＵ８の割り込み入力端子ＩＲＱ にはＥＸＯＲ４８で論理が反転された信号が送られ、一方の信号線１４は、エンコーダディスク７６の回転方向を示す信号となり、この状態では論理“１”レベルの信号が送られる。ＣＰＵ８は信号線１４の信号入力状態をチェックし、論理“１”レベルであればロータ１が時計方向ＣＷに回転しているから、バッファ８２のカウント値Ｃ０ｎをＳＩＧＮＡＬ１５のパルスの立下りに同期してメモリ８３のアドレス９９９番地から始まり０番地まで格納アドレスをデクリメントしながら１０００個のデータを逐次格納する。
【００６２】
ロータ１の回転方向が変わり、カウント値Ｃ０ｎの書込み途上で信号線１４の信号入力状態が論理“１”レベルから論理“０”レベルに反転した場合は、カウント値Ｃ０ｎをＳＩＧＮＡＬ１５のパルスの立下りに同期してメモリ８３のアドレスを１アドレスインクリメントさせる動作をＣＰＵ８が行い、データをそのアドレスに格納する。インクリメント前のアドレスが既にメモリ８３の最高段となる９９９番地であればアドレスを最小段となる０番地とし、同様にデクリメント前のアドレスが０番地の最小段であればアドレスを９９９番地の最高段とする処理を行いながら、ロータ１が結果的に２回転余り回りメモリ８３の０番地から９９９番地までの全格納エリアにカウント値Ｃ０ｎが書き込まれたことを確認し、ステップ７０２からステップ７０３に進む。このようにＣＰＵ８が信号線１４の信号入力状態をチェックしながらメモリ８３への書込みアドレスを降順させているから、結果として識別コードＩＤ１、ＩＤ２をロータ１を反時計回り回転ＣＣＷで読み取ったとしてステップ７０３以下は処理として利用可能になる。
【００６３】
本実施例では検出環境条件が変化してもロータアダプタに形成された凹凸の溝を迅速、安定、確実に検知可能であり、ロータを数回転させる程度で精度良くロータの自動識別を行うことができる遠心分離機を実現できる。
【００６４】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、差分値Ｃ１ｎの大きさは、ロータアダプタ２の回転位置に対する底面の面ぶれ、穴識別子３の偏心等にも起因して大きくうねる場合があるため、実施例で説明したような手順で閾値ＴＨｎを算出するのではなく、差分値Ｃ１ｎのヒストグラムを基に差分値Ｃ１ｎの最大、最小値を求め、その中間値を閾値ＴＨｎとして求めるように構成しても良い。また、上述の実施例ではロータアダプタ２がアルミニウム等の非磁性体金属の場合を例として説明したが、ロータアダプタ２が鉄等の強磁性体の場合でも渦電流センサの周波数が変化するため、同様の識別方法が適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ロータ ２ ロータアダプタ ３ 穴識別子
４ センサヘッド ５ 発振回路 ６ 比較器
７ 分周器 ８ ＣＰＵ ９ 発振器
１０ 同軸ケーブル １１ フォトインタラプタ
１２、１３、１４、１５、１６、１７ 信号線 １８ チャンバ
１９ フォトカプラ ２０ マグネット ２１ モータ
２２ 駆動シャフト ２２ａ トルク伝達器 ２３ マグネット
２４ 信号線 ２５ ドア ２６ プロテクタリング
２７ フレーム ２８、２９ マグネットセンサ
３０ カウンタ ３１、３２ 抵抗器 ３３ コンデンサ
３４ シュミットトリガ ３５、３６ 抵抗器 ３７ コンデンサ
３８ シュミットトリガ ３９ フリップフロップ
４０、４１、４９ フリップフロップ
４２、４３、４４、４８ イクスクルーシブオアゲート（ＥＸＯＲ）
４５ データセレクタ ４６、４７ ナンドゲート
５０ インバータ変換器 ５１ コンデンサ ５２ 抵抗器
５３ トランジスタ ５４、５５、５６、６０ コンデンサ
５６ コンデンサ ５７、５８、６１、６３、６４ 抵抗器
６５ コンパレータ ７０ 信号線 ７１ シュミットトリガ
７２ バイナリリプルカウンタ ７３ 接続線
７４ 識別子検出手段 ７５ 信号線 ７６ エンコーダディスク
８１ マルチファンクションタイマカウンタユニット（ＭＴＵ）
８２ バッファ ８３ メモリ ９１ 信号線
９２ 信号線 １００ 遠心分離機
１０１ 自動読み取りボタン
φＡ 信号線１３の２相信号出力
φＢ 信号線１２の２相信号出力
ＳＩＧＮＡＬ１５ φＡとφＢの２相信号から４逓倍した周期の信号
ＳＩＧＮＡＬ２４ 信号線２４の信号
Ｃ０ｎ ＳＩＧＮＡＬ２４の信号幅をクロックでイベントカウントしたカウント値
Ｃｍｉｎ 補正後のカウント値Ｃ０ｎの最小値
Ｃ１ｎ Ｃ０ｎ−Ｃｍｉｎとする差分値
Ｙｎ＋１ データ列Ｃ１ｎの１次遅れのフィルタ処理値
Ｙａｖ データ列Ｙｎの平均値
Ｚｎ＋１ データ列Ｙｎの１次遅れフィルタ処理値
ＴＨｎ 閾値
Ｄｉｆｎ データ列Ｙｎの差分を取った微分値
ＩＤ１、ＩＤ２ 識別コード
ＣＣＷ 反時計回り方向回転
ＣＷ 時計回り方向回転
ＣＹＣ１５ ＳＩＧＮＡＬ１５の立下り時間間隔
ＣＹＣ２４ ＳＩＧＮＡＬ２４の立下り時間間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離機においてクラウン等に載置される複数のロータの種類を自動識別するためのロータ識別装置を有する遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機チャンバ内のクラウン等に載置され使用されるロータが複数の種類に及ぶ場合、ロータ固有の最高回転数、ロータの形状、慣性モーメント、ロータ内試料温度管理用のデータ等のロータ情報取得がロータを運転する際に遠心分離機側で必要なため、ロータの種類を識別する装置が必要とされている。このロータの種類を識別する装置として、ロータ底面にアルミニウム等の非磁性体金属を材質とするロータアダプタを設け、ロータアダプタにロータの識別子となる凹の溝を彫り、この凹凸の溝の感知を遠心分離機側に設けた渦電流センサにより行い、凹の溝の配置パターンによりロータを識別するようにしている。
【０００３】
ロータアダプタに形成された凹の溝の配置パターンによりロータを識別する技術として特許文献１が知られている。この技術では、ロータの識別は、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振する発振回路の出力信号の発振周波数が変化するのを、バンドパスフィルタの周波数に対する減衰特性を利用して周波数電圧変換器として用い、この出力信号の周波数変化を電圧信号の変化に変換し、予め定められた手順で作成された比較電圧値との大小を比較することにより凹溝を検出する。検出された凹溝の配置パターンはコード化され、このコードに対応するロータが識別される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８０６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のロータの識別回路は、コルピッツ発振回路によりロータ識別センサヘッドのインダクタンスが、凹溝のロータ穴が平面のロータプレート面と比べて渦電流が減少するため見かけ上のインダクタンスが増加する特性を利用し、凹溝のロータ穴を検出しこの穴の数と円周上の位置を把握しロータを識別している。しかし、凹溝のロータ穴でインダクタンスが減少することによる周波数減少は僅か０．２％から０．５％程度であり、一方、センサヘッドが配置されている遠心分離機チャンバ内の温度変化、センサヘッド固有のバラツキによりインダクタンスが異なることに起因する基本発振周波数のずれなどの方が大きい。
【０００６】
このため、コルピッツ発振回路の周波数を例えば４５５ｋＨｚのバンドパスフィルタの肩スロープ部に合わせるように調整して、それからインダクタンス減少による周波数減少を検出する。つまり、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振するコルピッツ発振回路の出力信号の発振周波数をバンドパスフィルタに通過させるようにするため、コルピッツ発振回路の調整のためのハードウエアと制御動作が必要な上、ロータの識別処理毎にコルピッツ発振回路の周波数を合わせこむ制御のためにロータを十分回転させる必要があるため、読み取りに約１０秒程度の時間を要する。それ故に、“ユーザがロータをセットしてドアを閉めた後にロータを数回転させて直ちにロータ識別コードを読み取る”、いわゆるクイックロータ自動識別機能の実現が困難であった。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、ロータアダプタに形成された凹凸の溝を短時間で安定して検知可能な遠心分離機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化を検出する際、チャンバ内の温度変化や発振器の基本発振周波数ずれ等の外乱要因があっても検知時間に影響しない遠心分離機を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、ロータの最初の数回転においてロータアダプタの情報を読み取ってメモリに格納し、メモリに格納されたデータをデジタル処理することによってロータアダプタを識別する遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、載置されるロータの種類を、ロータに設けられた識別子の配置パターンから識別する識別子検出手段と、モータの回転を制御することによってロータの回転を制御する制御装置を有する遠心分離機であって、識別子検出手段は、識別子を感知するセンサヘッドと、センサヘッドと協同して発振する発振回路と、発振回路の周波数をカウントするカウンタを含んで構成し、制御装置は所定の周期毎にカウンタのカウント値をメモリに記憶し、メモリに記憶された所定周期分のカウント値からロータ識別子の配置パターンの識別を行うように構成した。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、制御装置は、メモリに格納されたカウント値から各カウント位置における２値化閾値を求め、２値化閾値とカウント値の大小に応じて識別子が１または０かを判断する。閾値は、メモリに格納されたカウント値をフィルタ処理した値Ｙｎの平均値Ｙａｖを用いて算出すると良い。フィルタ処理した値Ｙｎの算出には、カウント値Ｃ０ｎ（ｎは正の自然数）の中から最小値Ｃｍｉｎを見いだして、カウント値Ｃ０ｎの各々からＣｍｉｎを引き算して算出した差分値Ｃ１ｎ（ｎは正の自然数）を用いて算出する。尚、算出された差分値Ｃ１ｎに対して前後の差分値Ｃ１ｎ−１とＣ１ｎ＋１との差が平均値の所定値以上の場合は、差分値Ｃ１ｎを補正するようにすると好ましい。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、閾値は、平均値Ｙａｖと、フィルタ処理した値Ｙｎをさらにフィルタ処理した値Ｚｎ（ｎは正の自然数）により算出される。また、カウント値の微分値Ｄｉｆｎを求め、微分値Ｄｉｆｎから穴識別子配置パターンの起点位置を検出する。制御装置は検出された起点位置を基準にして順に識別子が１または０かを判断することによって識別子が示す２値化コードを復号化することができる。遠心分離機は記憶装置を有し、記憶装置内にロータの種類とその２値化コードの照合表を格納しておく。このように構成すれば復号化された２値化コードを照合表と比較することによってロータの種類を即座に特定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、制御装置は所定の周期毎にカウンタのカウント値を一端メモリに記憶し、所定量のカウント値をメモリに記憶された後に、所定周期分のカウント値からロータ識別子の配置パターンの識別を行うので、従来技術のような発振回路の発振周波数を測定し発振周波数をずらし適切な周波数に設定する制御は不要になり、検出環境条件が変化してもロータアダプタに形成された凹凸の溝を迅速、安定、確実に検知可能となる。この結果、ロータを数回転程度で回転させるだけでロータアダプタに設けられた穴識別子の配置パターンを読み取ることが可能な使い勝手のよい遠心分離機を実現できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、制御装置は、メモリに格納されたカウント値から各カウント位置における２値化閾値を求め、２値化閾値とカウント値の大小に応じて識別子を判断するので、ロータ表面の凹溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドの出力が変化しても安定かつ確実に識別子が１または０かを判断することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、閾値はメモリに格納されたカウント値をフィルタ処理した値Ｙｎの平均値Ｙａｖを用いて算出されるので、検出環境条件が変化してもそれに応じて適切な閾値を設定することができる。また、従来方式、即ち、ロータ表面の凹凸の溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振する発振回路の出力信号の発振周波数をバンドパスフィルタに通過させるように調整する手順が不要となるので、高速なロータ自動識別処理が実現できる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、値Ｙｎの算出には、カウント値Ｃ０ｎの中から最小値Ｃｍｉｎを見いだして、Ｃ０ｎ − Ｃｍｉｎの値を用いて算出するので、データのオフセットが取り除かれて変化分のみの小さな値になり、その後の処理を効率的に行うことができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、算出された差分値Ｃ１ｎに対して前後の差分値Ｃ１ｎ−１とＣ１ｎ＋１との差が平均値の所定比以上の場合は、差分値Ｃ１ｎを補正するので、カウント値の桁上がり処理やノイズ混入によるカウント値異常の影響を効果的に除去することができる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、閾値は、平均値Ｙａｖと、フィルタ処理した値Ｙｎをさらにフィルタ処理した値Ｚｎ（ｎは正の自然数）により算出され、閾値はカウント値の大きさに合わせて最適な値が設定されるので、ロータの種類や設置状態、環境等に影響されずに安定的にロータを検知できる遠心分離機を実現できる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、カウント値の微分値Ｄｉｆｎを求め、微分値Ｄｉｆｎから穴識別子配置パターンの起点位置を検出することができるので、確実に基点位置を検出することができる。
【００２１】
請求項８の発明によれば、制御装置は、検出された起点位置を基準にして順に識別子が１または０かを判断することによって識別子が示す２値化コードを復号化するので、ロータの特定処理がコードにより確実に行える遠心分離機を実現できる。
【００２２】
請求項９の発明によれば、記憶装置内にロータの種類とその２値化コードの照合表を格納しておき、復号化された２値化コードを照合表と比較することによってロータの種類を特定するので、照合表と一致する唯一のロータを精度良く確実に特定できる遠心分離機を実現できる。
【００２３】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る遠心分離機１００のロータ識別装置を示すブロック回路図である。
【図２】図１のロータ１の底面図であって穴識別子３の配置例を示す図である。
【図３】本実施例のセンサヘッド４と協同して発振する発振回路及び分周回路を示す図である。
【図４】本実施例のロータ識別装置のカウンタ３０の回路図である。
【図５】本発明の実施例における識別コード読取処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例におけるカウンタの動作状態とメモリに格納される分周データの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例におけるメモリに格納される分周データ（カウント値Ｃ０ｎ、差分値Ｃ１ｎ）とアドレスの関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例における２値化閾値及び先頭穴位置起点算出を示す図である。
【図９】本発明の実施例における２値化閾値により穴識別子の配置パターンを決定する様子を示す図である。
【図１０】本発明の実施例における穴識別子の配置パターンからロータ識別コードを決定する様子を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
図１は、本発明に係る遠心分離機１００の構造を示す図であり、ロータ識別装置をブロック回路図で示したものである。遠心分離機１００は、チャンバ１８の内部においてロータ１を高速で回転させる装置である。装着できるロータは複数種類準備され、そのうちユーザが一つのロータ１を選択して遠心分離機１００にセットする。ロータ１は、モータ２１から延びる駆動シャフト２２の先端に固定されるトルク伝達器２２ａにて保持され、ロータ１の底面にはアルミニウム等を材質とした円筒形のロータアダプタ２が設けられる。ロータアダプタ２の底面の円周上には、ロータ１の識別子となる凹溝の穴識別子３が複数個設けられる。穴識別子３はロータアダプタ２の底面から上方向に円筒形に形成された穴であり、ロータアダプタ２の円周上の一箇所に設けられロータアダプタ２に対向するセンサヘッド４により感知される。センサヘッド４はチャンバ１８の底面等の非回転部分に固定されるものであって、公知の渦電流式のセンサを用いることができる。
【００２７】
ロータ１は、例えば３相の誘導モータ或いはＤＣブラシレス等のモータ２１によって回転駆動される。モータ２１から延びる駆動シャフト２２は、チャンバ１８の底面に設けられた貫通穴を貫通してチャンバ１８の内部にまで延びる。チャンバ１８の上端に設けられるトルク伝達器２２ａは、モータ２１の駆動トルクをロータ１に伝達するクラウン、スパッド等である。チャンバ１８は、遠心分離機１００のフレーム２７に支持され、チャンバ１８の外周側には、ロータ１を冷却するための冷媒を通す銅パイプが巻かれてエバポレータの機能を果たす。銅パイプのさらに外周側には、フレーム２７で支持されるプロテクタリング２６が設けられる。プロテクタリング２６は、ロータ１の破損時に破損した破片が遠心分離機１００の外部に飛び出そうとするのを受け止めるものである。
【００２８】
チャンバ１８の上部には開閉可能なドア２５が設けられ、チャンバ１８と共にロータ１を閉じ込める閉空間を画定する。ロータ１の遠心分離時の回転方向は、この場合ＣＣＷの矢印で示す方向であり、ドア２５側からロータ１を見たときに反時計回りである。
【００２９】
モータ２１の回転制御、チャンバ１８内の温度制御と、装着されたロータ１の識別、及びその他の遠心分離機１００全体の制御は制御装置であるＣＰＵ８が行う。ＣＰＵ８は、例えばルネサステクノロジーズ社製ＳＨ７０８０シリーズのマイクロプロセッサであり、市販のマイコンを用いて構成することができる。尚、図示していないがマイクロプロセッサはタイマー、カウンタ、記憶装置等の公知の電子機器を含んで構成される。
【００３０】
モータ２１の回転は、ＣＰＵ８から信号線１７を介して入力される制御信号に基づいて、インバータ変換器５０が接続線７３を介してモータ２１に可変周波数の電圧を出力することによって制御する。モータ２１にはモータ２１の回転数を検出するための検出手段が設けられる。検出手段は、駆動シャフト２２の下端側に設けられたエンコーダディスク７６と、エンコーダディスク７６のスリットの有無により回転パルス信号ＭＰＧを出力するフォトインタラプタ１１、エンコーダディスク７６のスリットの有無によりロータの回転角度信号を出力するフォトカプラ１９、フォトカプラ１９からの出力の有無を発振器９のタイミングでカウントするカウンタ３０を含んで構成される。カウンタ３０の出力は、信号線１４、１５を介してＣＰＵ８に入力される。
【００３１】
ロータ１のロータアダプタ２の内周部分の２箇所にはマグネット２０が設けられる。マグネットセンサ２９は、マグネット２０の近接を検出しロータ１の回転数を検出するホール素子等のパルス信号ＲＰＧを信号線７５を介してＣＰＵ８に出力する。またトルク伝達器２２ａの底部の円周上には少なくとも１つ以上のマグネット２３が設けられ、マグネットセンサ２８がマグネット２３の近接を検出してロータ１の回転数を示すパルス信号ＳＰＧを信号線７０を介してＣＰＵ８に出力する。
【００３２】
本実施例においては、センサヘッド４、発振回路５、比較器６及び分周器７、ＣＰＵ８内のＭＴＵ８１で識別子検出手段７４を構成する。センサヘッド４は発振回路５に接続される。発振回路５は穴識別子３の有無によるセンサヘッド４のインダクタの変化を周波数の変化に置き換えるもので、同軸ケーブル１０により接続されたセンサヘッド４と協同して発振するコルピッツ方式等の回路で構成される。比較器６は、発振回路５の出力を“１”又は“０”の論理レベルの２値化方形波信号に変換し、分周器７は比較器６の方形波信号を分周する。分周器７の信号出力は信号線２４を介してＣＰＵ８内のマルチファンクションタイマカウンタユニット８１（以下ＭＴＵと称す）に入力される。ＭＴＵ８１は、信号線２４を介して穴識別子３が設けられた凹溝部とロータアダプタ２の平面状態のプレート面とから成る凹凸の周波数の違いを計測する。発振器９は、例えば８０ＭＨｚのクロック信号を信号線９１を介してＭＴＵ８１とカウンタ３０に供給する。バッファ８２は、ＭＴＵ８１のイベントカウント終了毎にカウント値を転送し保存するために用いられる。
【００３３】
フォトインタラプタ１９は、ロータ１の回転角度を検出するためのエンコーダディスク７６のスリットを読み取るものであり、９０°位相が異なる２相の信号を信号線１２及び１３を介してカウンタ３０に出力する。カウンタ３０は、２相信号を逓倍した信号、例えばロータ１の１回転当たり４８０パルスの信号を信号線１５を介してＭＴＵ８１に出力する。ＭＴＵ８１は、分周器７の方形波信号の周期を８０ＭＨｚのクロックでカウントし、そのカウント値を信号線１５から到来するパルス信号に同期してメモリ８３に格納する。ＣＰＵ８は、メモリ８３に格納された分周器７の方形波信号の周期となるデジタル値を基にして２値化閾値を算出し、この閾値により元のデジタル値との２値化演算を行い穴識別子３の凹溝を検出する。この検出結果と凹溝の配置パターンからＣＰＵ８はロータ１の種類を識別する。カウンタ３０の信号線１４からはエンコーダディスク７６の回転方向すなわちロータ１の時計・反時計方向の回転方向を示す“１”又は“０”の論理レベルの信号がＣＰＵ８に出力される。識別コード自動読み取りボタン１０１は、ロータ１の識別コードの自動読み取り動作を起動するためのスイッチである。
【００３４】
図２は、本発明になる穴識別子の配置の一例をロータ１の底面方向から見た配置パターン図であり、ロータ１の識別のためにロータ１の底面に取り付けられたロータアダプタ２に設けた穴識別子３の配置パターンは、ロータ１の回転軸を中心としたロータアダプタ２の同一円周上に、この場合１５等分した等角間隔の格子点上ＡからＯに凹溝の穴識別子３が穴は黒丸●、面は破線の白丸○で示されており、ＡからＯの格子点上の黒丸●で示したＡ、Ｂ、Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｎの位置に６個の穴識別子３が設けられ、破線の円で示したＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｍ、Ｏの位置は穴識別子を設けずロータアダプタ２のそのままの底面としている状態を示している。この配置パターンは、ロータ１の種類毎に後述する規則に従って格子点上の凹溝の穴識別子３の数と配置を違え、種類が異なるロータとして識別できるようになっている。なお、ロータ１の遠心分離時の回転方向は反時計回りであるから、ロータ１を底面方向から見ると回転方向は矢印ＣＷの方向となる。
【００３５】
図３はセンサヘッド４と協同して発振するコルピッツ発振回路５、比較器６及び分周器７の回路図である。コルピッツ発振器はコンデンサ５１、５４、５５、５６、トランジスタ５３、抵抗器５２、５７、５８及びセンサヘッド４で主に構成され、これらの部品は同軸ケーブル１０でセンサヘッド４と接続される。本実施例では、発振回路５の発振周波数は約１．２ＭＨｚである。
【００３６】
比較器６に出力された発振回路５の出力はコンデンサ６０及び抵抗器６１で微分され、入力抵抗器６３、６４を介して±ＡＶＣＣを電源とするコンパレータ６５に入力される。コンパレータ６５の出力端からは発振回路５の周波数に等しい方形波が分周器７に送られる。分周器７はその入力段に設けられたシュミットトリガ７１でノイズを除去し、バイナリリプルカウンタ７２で分周された方形波を信号線２４を介してＣＰＵ８に出力する。ここで、バイナリリプルカウンタ７２は、例えばＮＸＰ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社の製品名７４ＨＣ４０４０等であり、この場合４０９６分周された方形波が信号線２４から出力される。
【００３７】
図４はカウンタ３０のブロック回路図である。カウンタ３０は、ロータ１及びロータアダプタ２の角度検出器となるエンコーダディスク７６、フォトインタラプタ１９とその信号出力をカウントする。カウンタ３０にはフォトインタラプタ１９からの２本の出力が入力されるものであって、信号線１２からはφＢが、信号線１３からはφＡが入力される。信号線１２のφＢは、モータ２１の１回転当たり１２０パルスの２相信号であり、信号線１３のφＡは、φＢと１／４８０回転だけずれたタイミング（＝４分の１パルス分ずれたタイミング）でモータ２１の１回転当たり１２０パルス出力される２相信号である。φＢとφＡの信号はＶＣＣを電源とする積分回路を構成する抵抗器３１、３２、３５、３６及びコンデンサ３３、３７を経た後に、シュミットトリガ３４、３８を介してフリップフロップ（ＦｌｉｐＦｌｏｐ）３９、４１の１段目のＤ入力端子に入力される。フリップフロップ３９、４１としては、例えば７４ＨＣ１７５を用いることができ、そのＱ出力はフリップフロップ４０、４９のＤ入力端子に入力される。また、１段目のフリップフロップ３９、４１のＱ出力と、２段目のフリップフロップ４０、４９のＱ出力は排他的論理和を取るイクスクルーシブオアゲート（以下ＥＸＯＲと称す）４２、４３の入力端が接続される。ＥＸＯＲ４２、４３は、例えば７４ＨＣ８６を用いることができる。
【００３８】
２相信号φＡ及びφＢについて、１段目のフリップフロップ３９、４０のＱ出力にＥＸＯＲ４２、４４の入力端が接続され、これらのＥＸＯＲ４２、４４の出力はデータセレクタ４５の入力端１Ａ及び２Ｂ、２Ａ及び１Ｂに接続され、ＥＸＯＲ４３の出力端はデータセレクタ４５のセレクト入力端Ｓに入力される。フリップフロップ ３９、４０、４１、４９のそれぞれのクロック入力端子ＣＫには信号線９２からこの場合約６２４ｋＨｚのクロック信号が供給される。データセレクタ４５の反転出力端１Ｙ、２ＹはＥＸＯＲ４８に入力され、このゲートの出力端は信号線１５を介してＣＰＵ８の割り込み入力端子ＩＲＱに接続され、この信号はφＡ及びφＢ信号を４逓倍したロータ１の１回転当たり４８０パルスの出力となる。データセレクタ４５の反転出力端１Ｙ、２Ｙはそれぞれ７４ＨＣ００等のナンドゲート４６、４７で構成されるＲＳ形フリップフロップの入力端に接続され、ナンドゲート４７の出力は信号線１４を介してＣＰＵ８の入力ポートに出力され、この信号はロータ１の回転方向を示す信号となり、ロータ１が遠心分離中のＣＣＷ方向回転なら論理“０”レベルの出力となる。
【００３９】
次に本実施例の遠心分離機におけるロータの識別コード読取処理について図５のフローチャートを用いて説明する。図５に示す処理手順は、ＣＰＵ８がコンピュータプログラムを実行することによってソフトウェアで実現することができる。本実施例では、ロータアダプタ２に設けられた穴識別子３の配置パターンを読み取るために、オペレータがロータ１を手で回すことにより識別コードを読み取るか、或いは、オペレータが遠心分離機１００に設けてある識別コード自動読み取りボタン１０１を押下することによりロータ１をモータ２１の駆動シャフト２２にセットした状態で回転させる幾つかの方法がある。ここではモータ２１によってロータ１を回転させる方法の例で説明する。
【００４０】
まず、オペレータが識別コード自動読み取りボタン１０１（図１参照）を押下すると、ＣＰＵ８は信号線１７を介してインバータ変換器５０にモータ２１の回転指令を送出し、モータ２１を回転させてロータ１を数回転〜数十回転程度回転させる。このようにロータ１が回転すると、ＣＰＵ８はロータ１が所定の回転数Ｎ１以下で回転中であるかを判断する（ステップ７００）。ここで、Ｎ１は例えば６０ｍｉｎ−１とすることができる。ロータ１が回転数Ｎ１より大きい回転数で回転中である場合は、ステップ７００に戻ることにより、ステップ７０１以下に示す手順は実行しない。ロータ１が回転数Ｎ１以下で回転中である場合は、この回転中に分周器７のパルス間隔を信号線９１のクロックでカウントし、そのカウント値ＣＮをバッファ８２へ格納する動作を繰り返すように構成されており、フォトインタラプタ１９の信号１２、１３に基づいてカウンタ３０が出力する信号１５に同期して上記分周器７のパルス間隔のカウント値をメモリ８３に格納する（ステップ７０１）。次にＣＰＵ８は、メモリ８３に格納されたデータが１０００データ分に達したかどうかを判断し、１０００データに達していなかったらステップ７０１に戻り（ステップ７０２）、ステップ７０１を繰り返す。
【００４１】
ここで、メモリ８３に格納されるカウント値ＣＮについて図６及び図７を用いて説明する。図６は、フォトインタラプタ１９の出力φＡ、φＢと、出力φＡ、φＢから求められるタイミング信号であるＳＩＧＮＡＬ１５と、分周器７の出力（信号線２４）する信号の周期を信号線９１からのクロック信号でカウントしたカウント値の関係を示す図である。フォトインタラプタ１９の出力φＡ、φＢは、モータ２１の１回転当たり１２０パルスの２相信号であり、φＡとφＢは１／４８０回転だけずれたタイミング（＝１／４パルス分ずれたタイミング）で出力される。よってＭＴＵ８１には信号線１５からカウンタ３０で２相信号φＡとφＢの立ち上がりまたは立ち下がりエッジから作成される４逓倍した信号であるＳＩＧＮＡＬ１５が入力される。
【００４２】
ＳＩＧＮＡＬ１５は、例えばロータ１が３０ｍｉｎ−１で回転中なら４．１７ｍｓｅｃ周期の信号となり１周あたり４８０個の矩形波が発せられる。ＭＴＵ８１には信号線２４から分周器７の出力信号であるＳＩＧＮＡＬ２４が入力される。ＳＩＧＮＡＬ２４は、この場合約１．２２ＭＨｚ、０．８１７μｓｅｃ周期の発振回路５の信号を分周器７で４０９６分周した約３．３４ｍｓｅｃ周期の信号である。ＭＴＵ８１は、信号線２４の信号ＳＩＧＮＡＬ２４の立下りから次の立下りまでの幅を、信号線９１からの８０ＭＨｚのクロックでイベントカウントする。この例ではカウント値は約２６８，０００カウントとなり、カウント終了毎にバッファ８２にこのイベントのカウント値ＣＮを転送する。カウント値ＣＮは、ＳＩＧＮＡＬ１５の矩形波が何番目かによって定まるメモリ８３の格納アドレスにＣ０ｎ（ｎ＝０〜９９９）として格納される。バッファ８２には常に１個しかデータが置けず、信号線２４のパルスで常に更新される。
【００４３】
そしてバッファ８２のカウント値ＣＮを、ＳＩＧＮＡＬ１５のパルスの立下りに同期してメモリ８３の先頭アドレス０番地から順に９９９番地まで１０００個のデータを逐次格納する。ロータ１の１周分は４８０データであるから、１０００個のデータはデータ間の比較のためロータ１の２回転分とデータ処理の都合で４０データ余分に格納する合計値であり、１０００個のカウント値Ｃ０ｎがメモリ８３に格納される。図７は、メモリに格納される分周データとアドレスの関係を示す図である。図７の左側の表のように、メモリ８３のアドレス００４８、００４９、００５０、・・・には、カウント値Ｃ０ｎ（ｎ＝０〜９９９）が順に格納される。
【００４４】
図６においてロータ１が３０ｍｉｎ−１で回転中であり約３．３４ｍｓｅｃ周期の信号ＳＩＧＮＡＬ２４の立下り時間間隔ＣＹＣ２４は４．１７ｍｓｅｃ周期の信号ＳＩＧＮＡＬ１５の立下り時間間隔ＣＹＣ１５よりも短いので、図６のカウント値２６９，００５で示すスキップＤａｔａのようにカウント値Ｃ０ｎとして取り込まれないものもある。逆に、ロータ１が６０ｍｉｎ−１で回転中なら時間間隔ＣＹＣ２４は時間間隔ＣＹＣ１５よりも長くなり１回のカウント値ＣＮが２度連続してＣ０ｎとＣ０（ｎ＋１）に格納される場合もあるが、ロータ１の１５の格子点に対してＳＩＧＮＡＬ１５が４８０パルスで１周分に相当する４８０個のデータ数を取り込み、１格子点当たり３２データでカバーされるので格子点の穴・面の識別に支障は無い。
【００４５】
再び図５に戻り、ステップ７０３は、ＭＴＵ８１が１６ビットのカウンタとすると、約２６８，０００カウント中に上位桁への桁上がりが４回発生した直後にＳＩＧＮＡＬ２４の立ち下がりが到来し、他の割込み処理中にこの桁上がりが発生すると桁上がりが４回でなく５回あったと処理され、その次のカウント値は桁上がりが３回であったと処理される場合が発生する。一方で、処理に使うデータはカウント値の差分値であるから、差分値が異常に大きい場合と小さい場合がカウント値Ｃ０ｎのデータ列中に現われ、この場合は桁上がり異常と見なし差分値を補正する必要がある。さらにデータにインバータ変換器５０からのノイズが重畳するなどしてカウント値Ｃ０ｎの数値が異常なデータを排除するための準備として、カウント値Ｃ０ｎの１，０００データの平均値を求め、平均値の１０％データを算出する。
【００４６】
図５のステップ７０４では、メモリ８３に格納されたカウント値Ｃ０ｎデータ列の前後データの差が平均値の１０％以上の場合は前のアドレスのデータで埋めるデータ補正処理を行う。次に、補正後のカウント値Ｃ０ｎの中から最小値Ｃｍｉｎを見いだし（ステップ７０５）、カウント値Ｃ０ｎのデータ列からＣｍｉｎを引き算し、差分値Ｃ１ｎ（ｎ＝０〜９９９）＝Ｃ０ｎ−Ｃｍｉｎを求める（ステップ７０６）。この差分値Ｃ１ｎはｎ＝０〜９９９の１０００データ分すべて求められ、メモリ８３の対応するアドレスに格納する。これを示すのが図７の右側の表である。
【００４７】
次に、求められた差分値Ｃ１ｎに対してノイズ成分を除去するための１次遅れフィルタ処理を行う（ステップ７０７）。ここではｎ＝０〜９９９で初期値Ｙ０＝０として
フィルタ処理値 Ｙｎ＋１＝０．５×（Ｃ１ｎ＋１ ＋ Ｙｎ）を逐次算出する。
【００４８】
次に、閾値を算出するため、一次遅れのフィルタ処理値Ｙｎから平均値Ｙａｖを算出する処理を行う（ステップ７０８）。平均値Ｙａｖは、求められたフィルタ処理値Ｙｎ（ｎ＝０〜９９９）の平均を取ることで算出できる。次にフィルタ処理値Ｙｎに対してさらなる一次遅れフィルタ処理を行う（ステップ７０９）。ここでは、ｎ＝０〜９９９で初期値Ｚ０＝０としてさらなる一次遅れのフィルタ処理値Ｚｎ＋１は
Ｚｎ＋１ ＝（０．１×Ｙｎ＋１ ＋ ０．９×Ｚｎ）にて求めることができる。
【００４９】
以上のようにして求められた平均値Ｙａｖとフィルタ処理値Ｚｎを用いることによって、閾値ＴＨｎ（ｎ＝０〜９９９）を
ＴＨｎ＝０．７５×Ｙａｖ ＋ ０．５×Ｚｎ
により算出する（ステップ７１０）。
【００５０】
次に、フィルタ処理値Ｙｎのデータ列からメモリ８３のアドレス内で先頭穴位置起点となるメモリ８３のアドレスを見い出す処理を行う（ステップ７１１）。図８は、２値化エンベロープデータとなる２値化閾値及び先頭穴位置起点算出を例示するものであって、本実施例では図８の「起点」で示すように５２番地のアドレスがロータ１の起点となる。この起点の求め方は、ｎ＝０〜９９９で初期値Ｙ−２、Ｙ−１、Ｙ０は共に０、Ｄｉｆ０、Ｄｉｆ１は共に０として微分値Ｄｉｆｎ＝０．５×（Ｙｎ−２ − Ｙｎ＋２）を算出した結果、Ｙｎが閾値ＴＨｎ以上であってＤｉｆｎが負から正の値に符号が切り替わる際の正のデータが先頭穴位置起点アドレスであると算出でき、このアドレスが格子点Ａの穴識別子３の位置となる。ただし、１次遅れフィルタ処理では、フィルタ処理出発時のＹｎがフィルタ処理前のＣ１ｎと大きく乖離する場合があるため、Ｄｉｆｎの最初から２０個のデータすなわちメモリ８３で最初の２０アドレスは、微分値Ｄｉｆｎで符号が切替わり及び閾値ＴＨｎ以上の条件が合致しても先頭穴位置起点としては無視する。
【００５１】
ロータアダプタ２に設けた穴識別子３の配置は１５等分した等角間隔の格子点上ＡからＯのいずれかにあり、ＳＩＧＮＡＬ１５が４８０パルスでロータ１の１周分に相当するから３２アドレス飛びが格子点になるので、メモリ８３の先頭穴位置起点アドレス５２番地から始まり３２アドレス飛びに、データＹｎと閾値ＴＨｎを比較する（ステップ７１２）。
この比較において、
Ｙｎのデータ ＞ 閾値データ ＴＨｎ の場合は穴“１”であると判定し、
Ｙｎのデータ ≦ 閾値データ ＴＨｎ の場合は面“０”であると判定する（ステップ７１２）。この処理を１５回行ことにより、すなわち先頭穴位置起点アドレス５２番地から、８４、１１６、１４８、・・・、５００のアドレスに渡って、穴“１”か面“０”かを決定する。この決定方法を示すのが図９である。
【００５２】
図９は、本発明の実施例における２値化閾値により穴識別子の配置パターンを決定する様子を示す図である。図９において横軸はメモリ８３のアドレスであり、縦軸はフィルタ処理値Ｙｎ、閾値ＴＨｎである。ここで太線で示すのがフィルタ処理値Ｙｎの値を結んだ曲線であり、実線で示すのが平均値Ｙａｖとフィルタ処理値Ｚｎを用いることによって求めた閾値ＴＨｎである。上述したように、本実施例の場合ロータ１の一周分の格子点アドレスは起点が５２番地から、８４、１１６、１４８、・・・、５００であるから、各点をＡ、Ｂ、Ｃ・・とアルファベットで識別すると、識別コードＩＤ１は読み出し位置をＡとして、ＡとＢは穴“１”で穴識別子有り、続くＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆは面“０”で穴識別子無しでロータアダプタ２のそのままの底面であり、以下同様にしてＧからＯまで進めると識別コードＩＤ１は１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”を算出することができる。
【００５３】
次にＣＰＵ８は、文字列“１１００００１１０００１０１０”が示すロータを、ロータの識別コードが格納されたデータベースと比較する（ステップ７１３）。ＣＰＵ８は、読み取ったロータ１の１回転目の識別コードＩＤ１を逐次１ビット左ローテイトして、識別コードＩＤ１の１６進チェックコードが１６進分類コードから算出した 算出１６進チェックコードに一致するビット配列を求め、あらかじめ用意してあるデータベースと比較して一致するものがあるかを調べる。ここで、一致するものが無い場合はＩＤコード異常ステップ７１９に移行し、ＣＰＵ８はインバータ変換器５０にモータ２１の回転を停止する指令を送りロータ１の運転を停止するか或いは識別コード異常などのエラーメッセージをオペレータに知らせる処理等を行う。
【００５４】
図１０は、図２に示す穴識別子の配置パターンからロータＩＤコードを決定する様子を例示する表である。図１０は得られた識別コードＩＤ１の１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”を読み出し位置を異ならせて示してあり、読み出し先頭位置は図２のＡの場合からＯの場合に対応し、今回読み取ったＩＤ１の１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”は図２に示す穴識別子の配置パターンをＡから時計回りに読み出すことに相当し、先頭から５ビット単位で１６進数で表現すると、上位５ビットは“１１０００”であるから「１８」、中位５ビットは“０１１００”であるから「０Ｃ」、下位５ビットは“０１０１０”であるから「０Ａ」となり、先頭から１０ビットの「１８０Ｃ」を分類コード、末尾５ビットの「０Ａ」を分類コードのチェックコードとする。
【００５５】
計算チェックコードの生成は、１６進数の「１Ｆ」から分類コードを構成する２つの１６進数「１８」、「０Ｃ」を減算し、この場合は１Ｆ−１８＝０７、０７−０Ｃ＝ＦＢとなり、１６進数「ＦＢ」の２の補数を取ることにより計算チェックコードは１６進数で「０５」とする計算方法による。この結果、１６進チェックコード「０Ａ」と計算チェックコード「０５」が一致しないために識別コードとして正当性がないが、ロータ１の識別コードの読み出し位置は常にＡから開始するとは限定できず、例えばＢの位置から読み出す場合もあり、Ｂのときは１６進分類コードは「１０ １８」、１６進チェックコードは「１５」となり、計算１６進チェックコード「０９」と一致しないためにこの場合も識別コードとして正当性がない。
【００５６】
このように順次読み出し先頭位置をずらしていくと、図１０で太線で囲った読み出し先頭位置がＤの場合は、１６進分類コードは「０３ ０２」、１６進チェックコードは「１６」となり、計算１６進チェックコードも「１６」となり一致するので識別コードとして正当性があり、データベースにあらかじめ登録されている分類コード「０３ ０２」、チェックコード「１６」に合致するものがあるかをサーチし、ロータ１の種類が特定される。このデータベースはＣＰＵ８が有する不揮発性記憶メモリ中に格納しておいても良いし、ＣＰＵ８の外部に搭載される公知の不揮発性記憶メモリに格納しても良い。
【００５７】
次に、ステップ７１５はステップ７１２と同様の方法でロータ１の２回転目の識別コードＩＤ２を読み取る処理であり、メモリ８３のアドレス５３２番地から９８０番地にあるデータを対象とし、識別コードＩＤ２はＩＤ１と同一の１５ビットの２値化コード“１１００００１１０００１０１０”を読み出す。以下、ステップ７１６、ステップ７１７は、識別コードＩＤ１を対象にしたステップ７１３、ステップ７１４と同様の処理であり、ステップ７１８で識別コードＩＤ１と識別コードＩＤ２は一致するからロータ１の識別処理が完了する。
【００５８】
なお、識別コードＩＤ１と識別コードＩＤ２が一致していなければ、リトライ処理として再度１，０００個のデータを取り込み、ステップ７００以下の処理手順を繰り返しロータ１の識別コードを取得するようにしても良い。また、ステップ７１２で識別コードＩＤ１中の穴数が少なく、識別コードＩＤ１の先頭穴位置起点アドレスがメモリ８３の後方の番地にずれ、そのためステップ７１５で識別コードＩＤ２がメモリ８３の９９９番地以内で１５ビット集まらない場合があり、その場合はメモリ８３のアドレスをリング状に捉え、９９９番地の次以降のアドレスとして４０番地以降のアドレスのデータを利用する。
【００５９】
以上、本実施例ではロータ表面の凹溝とセンサヘッド間のエアギャップの変化によりセンサヘッドと協同して発振する発振回路の出力信号の発振周波数を分周回路により分周した周期信号の時間周期をクロックでカウントし、カウント値の差分値の変化をロータ表面の凹溝に対応した数値データとしたので、ロータの数回転程度でロータアダプタ２に設けられた穴識別子３の配置パターンを読み取ることが可能である。また、ロータ１の種類を自動識別した後は、ＣＰＵ８の信号線１７からインバータ変換器５０に停止指令を送出してモータ２１を減速停止させることができる。
【００６０】
次に、ロータ１を図１で示すロータ１の遠心分離時の反時計回り方向ＣＣＷとは逆方向の時計回り方向ＣＷに回転させた場合、或いは反時計回り方向ＣＣＷと時計回り方向ＣＷを織り交ぜて回転させ識別コードＩＤ１、ＩＤ２を取得した場合も、結果として識別コードＩＤ１、ＩＤ２をロータ１を反時計回り回転ＣＣＷで読み取ったとして処理可能なことについて以下説明する。
【００６１】
ロータ１が時計回り方向ＣＷで回転する場合は、ＣＰＵ８に入力される信号線１４の出力は論理“１”レベルとなる。これは、シュミットトリガ３４、３８を介してフリップフロップ３９、４１の１段目のＤ入力端子に入力され、２段目のフリップフロップ４０、４９のＤ入力端子は１段目のＱ出力にそれぞれ接続されており、シュミットトリガ３４、３８からエンコーダディスク７６の２相信号φＢ、φＡの反転信号がフリップフロップ３９に入力されると、例えばロータ１が時計方向ＣＷ回転時にはデータセレクタ４５の１Ｙ出力端から２相信号φＢ、φＡのエッジが現れる度に発振器９の信号線９２のクロックパルス幅の論理“０”レベルの信号が出力されるからである。この時のデータセレクタ４５の２Ｙ出力端は論理“１”レベルに保てたれているから、ＣＰＵ８の割り込み入力端子ＩＲＱ にはＥＸＯＲ４８で論理が反転された信号が送られ、一方の信号線１４は、エンコーダディスク７６の回転方向を示す信号となり、この状態では論理“１”レベルの信号が送られる。ＣＰＵ８は信号線１４の信号入力状態をチェックし、論理“１”レベルであればロータ１が時計方向ＣＷに回転しているから、バッファ８２のカウント値Ｃ０ｎをＳＩＧＮＡＬ１５のパルスの立下りに同期してメモリ８３のアドレス９９９番地から始まり０番地まで格納アドレスをデクリメントしながら１０００個のデータを逐次格納する。
【００６２】
ロータ１の回転方向が変わり、カウント値Ｃ０ｎの書込み途上で信号線１４の信号入力状態が論理“１”レベルから論理“０”レベルに反転した場合は、カウント値Ｃ０ｎをＳＩＧＮＡＬ１５のパルスの立下りに同期してメモリ８３のアドレスを１アドレスインクリメントさせる動作をＣＰＵ８が行い、データをそのアドレスに格納する。インクリメント前のアドレスが既にメモリ８３の最高段となる９９９番地であればアドレスを最小段となる０番地とし、同様にデクリメント前のアドレスが０番地の最小段であればアドレスを９９９番地の最高段とする処理を行いながら、ロータ１が結果的に２回転余り回りメモリ８３の０番地から９９９番地までの全格納エリアにカウント値Ｃ０ｎが書き込まれたことを確認し、ステップ７０２からステップ７０３に進む。このようにＣＰＵ８が信号線１４の信号入力状態をチェックしながらメモリ８３への書込みアドレスを降順させているから、結果として識別コードＩＤ１、ＩＤ２をロータ１を反時計回り回転ＣＣＷで読み取ったとしてステップ７０３以下は処理として利用可能になる。
【００６３】
本実施例では検出環境条件が変化してもロータアダプタに形成された凹凸の溝を迅速、安定、確実に検知可能であり、ロータを数回転させる程度で精度良くロータの自動識別を行うことができる遠心分離機を実現できる。
【００６４】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、差分値Ｃ１ｎの大きさは、ロータアダプタ２の回転位置に対する底面の面ぶれ、穴識別子３の偏心等にも起因して大きくうねる場合があるため、実施例で説明したような手順で閾値ＴＨｎを算出するのではなく、差分値Ｃ１ｎのヒストグラムを基に差分値Ｃ１ｎの最大、最小値を求め、その中間値を閾値ＴＨｎとして求めるように構成しても良い。また、上述の実施例ではロータアダプタ２がアルミニウム等の非磁性体金属の場合を例として説明したが、ロータアダプタ２が鉄等の強磁性体の場合でも渦電流センサの周波数が変化するため、同様の識別方法が適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ロータ ２ ロータアダプタ ３ 穴識別子
４ センサヘッド ５ 発振回路 ６ 比較器
７ 分周器 ８ ＣＰＵ ９ 発振器
１０ 同軸ケーブル １１ フォトインタラプタ
１２、１３、１４、１５、１６、１７ 信号線 １８ チャンバ
１９ フォトカプラ ２０ マグネット ２１ モータ
２２ 駆動シャフト ２２ａ トルク伝達器 ２３ マグネット
２４ 信号線 ２５ ドア ２６ プロテクタリング
２７ フレーム ２８、２９ マグネットセンサ
３０ カウンタ ３１、３２ 抵抗器 ３３ コンデンサ
３４ シュミットトリガ ３５、３６ 抵抗器 ３７ コンデンサ
３８ シュミットトリガ ３９ フリップフロップ
４０、４１、４９ フリップフロップ
４２、４３、４４、４８ イクスクルーシブオアゲート（ＥＸＯＲ）
４５ データセレクタ ４６、４７ ナンドゲート
５０ インバータ変換器 ５１ コンデンサ ５２ 抵抗器
５３ トランジスタ ５４、５５、５６、６０ コンデンサ
５６ コンデンサ ５７、５８、６１、６３、６４ 抵抗器
６５ コンパレータ ７０ 信号線 ７１ シュミットトリガ
７２ バイナリリプルカウンタ ７３ 接続線
７４ 識別子検出手段 ７５ 信号線 ７６ エンコーダディスク
８１ マルチファンクションタイマカウンタユニット（ＭＴＵ）
８２ バッファ ８３ メモリ ９１ 信号線
９２ 信号線 １００ 遠心分離機
１０１ 自動読み取りボタン
φＡ 信号線１３の２相信号出力
φＢ 信号線１２の２相信号出力
ＳＩＧＮＡＬ１５ φＡとφＢの２相信号から４逓倍した周期の信号
ＳＩＧＮＡＬ２４ 信号線２４の信号
Ｃ０ｎ ＳＩＧＮＡＬ２４の信号幅をクロックでイベントカウントしたカウント値
Ｃｍｉｎ 補正後のカウント値Ｃ０ｎの最小値
Ｃ１ｎ Ｃ０ｎ−Ｃｍｉｎとする差分値
Ｙｎ＋１ データ列Ｃ１ｎの１次遅れのフィルタ処理値
Ｙａｖ データ列Ｙｎの平均値
Ｚｎ＋１ データ列Ｙｎの１次遅れフィルタ処理値
ＴＨｎ 閾値
Ｄｉｆｎ データ列Ｙｎの差分を取った微分値
ＩＤ１、ＩＤ２ 識別コード
ＣＣＷ 反時計回り方向回転
ＣＷ 時計回り方向回転
ＣＹＣ１５ ＳＩＧＮＡＬ１５の立下り時間間隔
ＣＹＣ２４ ＳＩＧＮＡＬ２４の立下り時間間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置されるロータの種類を、前記ロータに設けられた識別子の配置パターンから識別する識別子検出手段と、モータの回転を制御することによって前記ロータの回転を制御する制御装置を有する遠心分離機であって、
前記識別子検出手段は、
前記識別子を感知するセンサヘッドと、前記センサヘッドと協同して発振する発振回路と、前記発振回路の周波数をカウントするカウンタを含んで構成され、
前記制御装置は、
所定の周期毎に前記カウンタのカウント値をメモリに記憶し、
前記メモリに記憶された所定周期分のカウント値から前記ロータ識別子の配置パターンの識別を行うことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記メモリに格納された前記カウント値から各カウント位置における２値化閾値を求め、前記２値化閾値と前記カウント値の大小に応じて前記識別子が１または０かを判断することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記閾値は、前記メモリに格納された前記カウント値をフィルタ処理した値Ｙｎの平均値Ｙａｖを用いて算出されることを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記フィルタ処理した値Ｙｎの算出には、カウント値Ｃ０ｎ（ｎは正の自然数）の中から最小値Ｃｍｉｎを見いだして、前記カウント値Ｃ０ｎの各々からＣｍｉｎを引き算して算出した差分値Ｃ１ｎ（ｎは正の自然数）を用いて算出することを特徴とする請求項３に記載の遠心分離機。
【請求項５】
算出された前記差分値Ｃ１ｎに対して前後の差分値Ｃ１ｎ−１とＣ１ｎ＋１との差が平均値の所定比以上の場合は、差分値Ｃ１ｎを補正することを特徴とする請求項４に記載の遠心分離機。
【請求項６】
前記閾値は、前記平均値Ｙａｖと、前記値Ｙｎをさらにフィルタ処理した値Ｚｎ（ｎは正の自然数）により算出されることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の遠心分離機。
【請求項７】
前記カウント値の微分値Ｄｉｆｎを求め、前記微分値Ｄｉｆｎからロータの起点位置を検出することを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の遠心分離機。
【請求項８】
前記制御装置は、検出された前記起点位置を基準にして前記識別子を順に１または０かを判断することによって前記識別子が示す２値化コードを復号化することを特徴とする請求項７に記載の遠心分離機。
【請求項９】
記憶装置を設け、前記記憶装置に前記ロータの種類とその２値化コードの照合表を格納しておき、前記復号化された２値化コードを前記照合表と比較することによって前記ロータの種類を特定することを特徴とする請求項８に記載の遠心分離機。
【請求項１】
載置されるロータの種類を、前記ロータに設けられた識別子の配置パターンから識別する識別子検出手段と、モータの回転を制御することによって前記ロータの回転を制御する制御装置を有する遠心分離機であって、
前記識別子検出手段は、
前記識別子を感知するセンサヘッドと、前記センサヘッドと協同して発振する発振回路と、前記発振回路の周波数をカウントするカウンタを含んで構成され、
前記制御装置は、
所定の周期毎に前記カウンタのカウント値をメモリに記憶し、
前記メモリに記憶された所定周期分のカウント値から前記ロータ識別子の配置パターンの識別を行うことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記メモリに格納された前記カウント値から各カウント位置における２値化閾値を求め、前記２値化閾値と前記カウント値の大小に応じて前記識別子が１または０かを判断することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記閾値は、前記メモリに格納された前記カウント値をフィルタ処理した値Ｙｎの平均値Ｙａｖを用いて算出されることを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記フィルタ処理した値Ｙｎの算出には、カウント値Ｃ０ｎ（ｎは正の自然数）の中から最小値Ｃｍｉｎを見いだして、前記カウント値Ｃ０ｎの各々からＣｍｉｎを引き算して算出した差分値Ｃ１ｎ（ｎは正の自然数）を用いて算出することを特徴とする請求項３に記載の遠心分離機。
【請求項５】
算出された前記差分値Ｃ１ｎに対して前後の差分値Ｃ１ｎ−１とＣ１ｎ＋１との差が平均値の所定比以上の場合は、差分値Ｃ１ｎを補正することを特徴とする請求項４に記載の遠心分離機。
【請求項６】
前記閾値は、前記平均値Ｙａｖと、前記値Ｙｎをさらにフィルタ処理した値Ｚｎ（ｎは正の自然数）により算出されることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の遠心分離機。
【請求項７】
前記カウント値の微分値Ｄｉｆｎを求め、前記微分値Ｄｉｆｎからロータの起点位置を検出することを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の遠心分離機。
【請求項８】
前記制御装置は、検出された前記起点位置を基準にして前記識別子を順に１または０かを判断することによって前記識別子が示す２値化コードを復号化することを特徴とする請求項７に記載の遠心分離機。
【請求項９】
記憶装置を設け、前記記憶装置に前記ロータの種類とその２値化コードの照合表を格納しておき、前記復号化された２値化コードを前記照合表と比較することによって前記ロータの種類を特定することを特徴とする請求項８に記載の遠心分離機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５０１５６（Ｐ２０１２−２５０１５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３４４８（Ｐ２０１１−１２３４４８）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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