DE1548609B2 - Verfahren zur bestimmung des mittelwertes einer mehrzahl von groessen sowie vorrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Mittelwertes einer Vielzahl zeitlich mit Abstand aufeinanderfolgender physikalischer Größen mittels Umformung in entsprechende elektrische Meßimpulse, deren Amplituden jeweils dem Betrag der sie auslösenden physikalischen Größen proportional sind und deren zeitlicher Abstand jeweils dem zeitlichen Abstand entspricht, in dem die physikalischen Größen aufeinanderfolgend auftreten, dergestalt, daß die Meßimpulse in ein monopolares, histogrammartig verlaufendes Signal mit den einzelnen Meßimpulsen entsprechenden Signalabschnitten umgewandelt werden, deren Niveaus jeweils den Amplituden der den Signalabschnitt verursachenden Impulse proportional sind und jeweils für einen Zeitabschnitt mit einem Niveau konstant bleiben, dessen Dauer gleich der Zeit ist, die zwischen dem Auftreten des auslösenden Meßimpulses und dem Auftreten eines folgenden Meßimpulses vergeht.

Wenngleich die Erfindung für eine Reihe von Anwendungsfällen in vorteilhafter Weise einsetzbar ist, so soll doch der größeren Übersichtlichkeit und der leichteren Verständlichkeit halber im folgenden hauptsächlich auf eine bestimmte Situation Bezug genommen werden, mit der zusammen sich die Erfindung in bevorzugter Weise auswerten läßt. Dabei handelt es sich um die Untersuchung von kleinen Partikeln, d. h. Teilchen mikroskopischer Größe, und zwar insbesondere nach einem Prinzip, wie es grundsätzlich in der deutschen Patentschrift 964 810 beschrieben ist.

Nach diesem Prinzip werden die zu untersuchenden Partikeln in einer elektrolytischen Flüssigkeit suspendiert, und die Suspension selbst wird durch eine Durchtrittsöffnung hindurchgeleitet, die einen sehr kleinen Durchmesser hat, der in der Größenordnung der Partikeln liegt, aber natürlich größer ist als diese, um den Durchtritt der Teilchen zu ermöglichen. Beiderseits dieser Durchtrittsöffnung befinden sich Elektroden, die den Ausgang einer empfindlichen Meßstrecke bilden. Jedesmal, wenn ein Partikel die Durchtrittsöffnung passiert, ändert sich der Widerstand des zwischen den beiden Elektroden befindlichen Suspensionsabschnittes. Diese Widerstandsänderung wird von der Meßstrecke mittels eines geeigneten Anzeige- oder Registriergerätes erfaßt. Da dieses Maß der Widerstandsänderung der durch das jeweilige Partikel verdrängten Flüsigkeitsmenge und damit dem Volumen des Partikels proportional ist, ist es nach dem erwähnten Prinzip nicht nur möglich, einfach eine Zählung der in der Suspension enthaltenen Partikeln vorzunehmen, sondern darüber hinaus kann, wie schon angedeutet, auch das Volumen jedes Partikels bestimmt werden.

Die Partikeln selbst können Stoffe verschiedenster Art sein, beispielsweise Partikeln biologischer Natur wie Blutkörperchen, Bakterien od. dgl., oder aber auch mikroskopische Teilchen, wie sie sich im industriellen Sektor finden und beispielsweise in Form von Puder, Staubkörnchen, Emulsionen oder schlammigen Massen auftreten.

Gerade bei der Untersuchung von Teilchen der vorgenannten Art, die also sämtlich unterschiedliche Volumina besitzen, ist es häufig sehr wichtig und von großer Bedeutung zu wissen, wie groß das Volumen solcher Teilchen im Mittel ist, wobei dieser Mittelwert auch deshalb von besonderem Interesse ist, weil er gleichzeitig den 50%-Punkt einer Kennlinie darstellt, mit der das Integral über eine bestimmte Anzahl gemessener Größen, in dem Beispiel, auf das hier besonders Bezug genommen wird, also Partikeln, gebildet wird. Die Hälfte der Gesamtmasse der untersuchten Partikeln liegt dann oberhalb und die andere Hälfte der Gesamtmasse unterhalb dieses 50%-Punktes. Bisher wurde nun die Bestimmung des Mittelwertes, wenn es tatsächlich gerechtfertigt schien, einen entsprechenden Aufwand dafür überhaupt zu

ίο treiben, etwa in der Weise vorgenommen, daß beispielsweise ganz elementar die Werte oder Beträge der einzelnen interessierenden Größen, für den angenommenen Fall also die Volumina der passierenden Partikeln, gemessen, summiert und anschließend durch die Zahl der berücksichtigten Größen geteilt wurden. Es liegt auf der Hand, daß ein solches Verfahren umständlich, langwierig und überdies auch verhältnismäßig ungenau ist. Hinzu kommt, daß es nicht gestattet, einen kontinuierlichen Überblick über die jeweils für einen fortlaufenden Partikelstrom geltenden Verhältnisse zu gewinnen.

Durch Auftragen geeigneter Kurven läßt sich der Mittelwert einer Mehrzahl von Größen gegebenenfalls auch auf zeichnerischem Wege bestimmen, wobei im wesentlichen dieselben Nachteile in Kauf zu nehmen sind wie bei der unmittelbaren Berechnung. Auch von der Möglichkeit, Datenverarbeitungsgeräte einzusetzen, kann grundsätzlich Gebrauch gemacht werden. Für einen solchen Einsatz müsen diese Gerate jedoch sehr komplex sein und sind insofern so kostspielig, daß ihre Verwendung schon aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus in der Regel außer Betracht bleiben muß.

Wegen der Umständlichkeit bzw. Kostspieligkeit der vorbeschriebenen Lösungen ist deshalb auch schon versucht worden, einen Kompromiß mit sogenannten elektronischen »Fenstern« zu schaffen. Damit erspart man sich eine zeitraubende Untersuchung und Auswertung jeder einzelnen Größe, während die »Fenster«-Einrichtung selbst keine besonders hohen Kosten bedingt. Unter den elektronischen »Fenstern« selbst sind Diskriminatoren mit einem Durchlaßbereich zwischen einer unteren und einer oberen Grenzspannung zu verstehen, so daß jeweils nur Impulse durchgelassen werden, deren Amplitude oberhalb der unteren Grenzspannung, aber unterhalb der oberen Grenzspannung liegt. Mit einer Mehrzahl solcher Fenster, deren Durchlaßbereich jeweils auf einem anderen Niveau liegt, können Impulse bestimmter Größengruppen aus der Gesamtheit der durch die passierenden Partikeln erzeugten Meßimpulse aussortiert und auf Zähler gegeben werden, wodurch sich ein gewiser Überblick über die Größenverteilung erhalten läßt.

Abgesehen davon jedoch, daß auch ein solches Vorgehen offensichtlich einen vergleichsweise großen Unsicherheitsbereich bestehen läßt, weil die Fenster immer nur einen bestimmten Bereich, nicht aber einen diskreten Wert ausscheiden können, bleibt es in der praktischen Anwendung trotz einer gewissen Vereinfachung gegenüber den weiter obengenannten Bestimmungsmethoden immer noch umständlich und zeitraubend. Das ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß beim Einstellen der Durchlaßbereiche der einzelnen Diskriminatoren zumindest eine gewisse Kenntnis der Impulsgrößen erforderlich ist. Andererseits sollen die Größen durch die Messung gerade ermittelt werden, so daß also zunächst eine anfängliche

3 .4

Untersuchung vorgenommen werden muß, auf Grund Die hohen Anforderungen an die Genauigkeit bei derer die Fenster dann eingestellt werden können, der Bestimmung des MCV sind vor allem dadurch usf. Insbesondere ist es natürlich unbekannt, wo der bedingt, daß die Unterschiede zwischen normalen 5u°/o-Punkt der Messung liegt, oberhalb und unter- und abnormalen Werten des MCV sehr gering sind, halb dessen die Durchlaßwerte der Fenster einae- 5 daß es andererseits aber gerade auf diese kleinen stellt werden müßten. Auch mit Rücksicht darauf "ist Unterschiede entscheidend ankommt, um die gees also notwendig, selbst wenn man hinsichtlich der wünschten Informationen über den Zustand des Durchlaßbereiche an sich schon in der richtigen zu diagnostizierenden Patienten zu erhalten.
Größenordnung liegt, wiederholte Messungen über Man erkennt, wie groß einerseits das Bedürfnis das ganze Größenspektrum vorzunehmen und dann io nach einer geeigneten und leicht anwendbaren den Durchschnittswert aus den daraus erhaltenen Er- Methode ist, mit der der Mittelwert einer Folge von gebnissen zu errechnen. Größen bestimmt werden kann, und welche Schwie-

In welcher Weise die aufgezeigten Probleme in der rigkeiten dem andererseits entgegenstehen. So ist es

Praxis tatsächlich ihren Niederschlag finden, geht auch nicht etwa möglich, mittels der Größen, bei-'

auch etwa aus dem folgenden ganz speziellen Beispiel 15 spielsweise der Partikeln, mittels eines geeigneten

hervor: In der Medizin hat es sich in vielen Fällen als Meßwertwandlers elektrische Impulse zu erzeugen,

sehr wertvoll erwiesen, das mittlere Volumen, bei- die sowohl zeitlich im gleichen Rhythmus auftreten

spielsweise von Blutkörperchen, gemäß dem hierfür würden wie die Größen selbst, also auch in ihrer

eingeführten englischen Begriff das mean cell volume Amplitude,,den Werten oder Beträgen der Größen

oder abgekürzt MCV, zu bestimmen, weil sich daraus 20 proportional wären, und daraus, etwa durch Inte-

sehr aufschlußreiche Informationen für die Diagnose grierung, den Mittelwert zu bilden. Wenn nämlich

von Krankheiten, zu deren Symptomen auch Ände- eine Kette solcher in unregelmäßigen Abständen

rungen in der Größe der Blutzellen gehören, insbe- und mit verschiedenen Amplituden auftretender

sondere im Zusammenhang mit der Behandlung von elektrischer Meßimpulse in eine der bekannten

Anämie, ableiten lassen. ~ 25 Anordnungen zur Ermittlung des Durchschnitts-

Die klassische Methode zur Bestimmung des MCV bzw. Mittelwertes eingeleitet wird, so stellt das von

nutzt dabei die Plastizität der roten Blutkörperchen einer solchen Anordnung gelieferte Endergebnis den

aus, die es ermöglicht, eine Probe mit den zu unter- Durchschnittswert der Gesamtfläche der über die

suchenden Blutkörperchen in einem Gefäß zu zentri- Meßzeit verteilten Impulse dar, so daß also die

fugieren, so daß sich die Blutkörper selbst am Boden 30 zwischen dem Auftreten der einzelnen Impulse ver-

des Gefäßes ablagern, das Plasma dagegen nach oben bleibenden Zeitintervalle — die an sich mit dem

verdrängen. Es stellt sich also eine bestimmte Schich- Mittelwert gar nichts zu tun haben — das Meß-

tung von Blutkörperchen und Plasma ein, die auch ergebnis ebenfalls beeinflussen. Da andererseits diese

als Haematokrit bezeichnet wird. Die relative Höhe Intervalle nicht bekannt sind, kann ein solches Meß-

dieser Schichten laßt sich bestimmen, und in Verbin- 35 ergebnis nicht dazu verwertet werden, um irgend-

dung mit diesem Ergebnis kann, nach Zählung der welchen Aufschluß über das Maß der mittleren

am Boden des Gefäßes angesammelten Blutkörper- Amplitude zu erhalten. Es läßt sich auf Grund dieses

chen, in einem weiteren Meßverfahren das mittlere Ergebnisses lediglich sagen, daß, wenn es etwa einen

Blutkörpervolumen oder MCV bestimmt werden. Strom repräsentiert, dies der Strom wäre, der wäh-

Allerdings war man mit Rücksicht auf die Umstand- 40 rend der Meßzeit eine Ladung erzeugt hätte, die

lichkeit des Verfahrens zunächst immer mehr wieder der Summe der von den einzelnen Impulsen der

davon abgekommen, das MCV zu bestimmen und Pulskette erzeugten Teilladungen entsprechen würde,

auszuwerten, obwohl sein Wert als Anhaltspunkt für Der Meßwert selbst ist, insbesondere wenn es sich

Diagnosen unbestritten war. um den jedenfalls bei der Partikeluntersuchung

In Verbindung mit dem obenerwähnten Prinzip 45 üblichen Fall handelt, daß die Impulse nur mit

gemäß der deutschen Patentschrift 964 810 hat die ziemlich großen Abständen aufeinanderfolgen, ganz

Bestimmung des MCV jedoch eine neue und zu- erheblich kleiner als der Wert der Amplituden der

nehmende Verbreitung gefunden, weil dadurch vor erfaßten Impulse.

allem das Zählen der Blutkörperchen mit der erfor- Es ist bekannt (W. Gruhle, »Elektronische Hilfs-

derlichen und gewünschten Genauigkeit und vor 50 mittel des Physikers«, 1960, S. 141 bis 145), eine

allem Schnelligkeit vorgenommen werden konnte. Folge von nadeiförmigen Einzelimpulsen zwei anti-

Obwohl man sich aber der MCV-Methode in jün- parallelgeschaltete Trioden zuzuführen, die im gerer Zeit wieder in stärkerem Maße bedient, sind Ruhezustand gesperrt und zu jeder Umladung einer doch noch Probleme verblieben, die durchaus einer nachgeschalteten Speicherkapazität auf den jeweils Abhilfe bedürfen. So ist z.B. die Blutmenge, die 55 neuen Wert geöffnet werden. Die an der Speicherfür das Zentrifugieren benötigt wird, vergleichsweise kapazität anliegende in Abhängigkeit von der Ampligroß und beträgt mindestens 50 mm³. Will man Ver- tude der Eingangssignale auf und ab steigende Spansuche an kleinen Tieren vornehmen, so muß, um nung in Form einer Folge von Rechteckimpulsen die Voraussetzungen für eine exakte Messung zu wird durch ein nachfolgendes i?C-Glied geglättet, schaffen, mit 50 mm·¹ eine Blutmenge entnommen 60 Es entsteht auf diese Weise eine Ausgangsspannung, werden, die bereits zum Verbluten eines solchen die zeitlich nicht konstant ist und in starkem Maße Tieres führen könnte. Ein weiteres Problem besteht in Abhängigkeit von den zu jedem Augenblick vorauch darin, daß die Trennlinie zwischen der Plasma- handenen Signalamplituden abhängig ist. Eine echte schicht einerseits und den Blutkörperchen anderer- Mittelwertbildung im Sinne der Bestimmung eines seits genau bestimmt werden muß, was in der Praxis 65 Durchschnittswertes aus einer Reihe von einzelnen deswegen zu Schwierigkeiten führt, weil die Trenn- Meßimpulsen über einen größeren Zeitraum ist auf linie nicht messerscharf aussebildet ist, sondern einen diese Weise nicht realisierbar.
mehr fließenden Verlauf hat. Gemäß der Erfindung, welche sich auf ein Ver-

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fahren der eingangs genannten Art bezieht, wird hat sich die Erfindung weiterhin zum Ziel gesetzt, dieses Problem dadurch gelöst, daß die genannten das grundlegende erfindungsgemäße Prinzip so ausphysikalischen Größen Partikeln in einer Suspension zugestalten, daß es sich auch in solchen Fällen sind, die eine elektrische Abtastzone durchlaufen anwenden läßt und zu präzisen Ergebnissen führt, und die genannten Meßimpulse erzeugen, und daß 5 in denen Koinzidenz mit einer bestimmten Häufigkeit die mittlere Amplitude von Signalabschnitten, welche auftritt.

die Gesamtzeit bilden, bestimmt wird, so daß am Nach einem weiteren, einen wesentlichen Bestand-Ende des Meßvorganges ein praktisch konstanter teil der Erfindung bildenden Ausführungsbeispiel Durchschnittswert der Meßgröße erhalten wird. vorliegender Erfindung ist es daher vorgesehen, die

Ein solches Verfahren ermöglicht es tatsächlich, io einzelnen Signalabschnitte des histogrammartig verdie von den zu untersuchenden Größen verursachten laufenden Signals nur mit zeitlichen Intervallen aufMeßimpulse fortlaufend auszuwerten und dabei einanderfolgen zu lassen, wobei die Intervalle selbst unmittelbar den Mittelwert deren Amplitude zu jeweils durch das Auftreten eines neuen Meßerhalten, ohne daß es notwendig wäre, die Größe impulses ausgelöst werden, so daß die Zahl der der zwischen ihnen vergehenden Zeitintervalle zu 15 Intervalle unmittelbar von der Zahl der Impulse kennen oder sonstwie zu berücksichtigen. Die Anzeige abhängt, während die Länge der Intervalle in ein selbst wird unabhängig von der Zahl der während bestimmtes prozentuales Verhältnis zu dem Maß der eines bestimmten Zeitabschnittes erzeugten Impulse. Amplituden der Meßimpulse gebracht werden kann, Das hat hinsichtlich des hier besonders herausgestell- wobei das _t Verhältnis der Häufigkeit entspricht, mit ten Verfahrens zur Untersuchung von Partikeln z.B. 20 der das Auftreten von Koinzidenz entsprechend der auch den Vorteil, daß das Meßergebnis unabhängig jeweiligen Situation zu erwarten ist.
von der Konzentration die die Partikeln enthaltenden Weitere Vorzüge und Einzelheiten der Erfindung Suspension erhalten werden kann. sollen nachstehend an Hand von Ausführungs-

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es beispielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert

z. B. auch möglich, die Impulse des Meßwertwand- 25 werden. Darin zeigt

lers, beispielsweise mittels eines Tonbandes, zu spei- F i g. 1 in stark vereinfachter Form eine graphische ehern, und zu beliebiger Zeit und an einem anderen Darstellung der der Erfindung zugrunde liegenden Ort die Information des Tonbandes erfindungsgemäß Verhältnisse, die gleichzeitig veranschaulicht, wie auszuwerten. Ferner läßt sich durch die Erfindung grundsätzlich aus den von einem geeigneten Meßerreichen, daß nicht nur der früher erwähnte 50°/o- 30 wertwandler gelieferten Meßimpulsen künstlich ein Punkt, sondern entsprechend auch andere Prozen- histogrammartiges Signal gewonnen wird,
tualwerte ermittelt werden können. F i g. 2 in Form eines Blockschaltbildes eine Aus-

Eine besonders günstige Vorrichtung zur Durch- führung einer Vorrichtung nach der Erfindung zur führung des erfindungsgemäßen Verfahrens kenn- Bestimmung des Mittelwertes ohne Koinzidenz zeitzeichnet sich nach der Erfindung dadurch, daß an 35 lieh aufeinanderfolgender Größen,
einen Meßwertwandler zur Erzeugung von den zu F i g. 3 ein Zeitdiagramm des Verlaufes in der untersuchenden Größen entsprechenden elektrischen Anordnung gemäß F i g. 2 auftretender Impulsfolgen Meßimpulsen eine zum Festhalten einer bestimmten und die Ableitung des histogrammartigen Signals elektrischen Ladung auf einem der Amplitude der daraus,

Meßimpulse entsprechenden Niveau geeignete Ge- 40 F i g. 3 a eine isolierte Darstellung des in F i g. 3 dächtnisstufe angeschlossen ist und daß eine elek- enthaltenen histogrammartigen Signals,
trische Schalteinrichtung zur Änderung des Niveaus F i g. 4 schematisch den Aufbau eines speziellen der Ladung der Gedächtnisstufe in Abhängigkeit Meßwertwandlers zur Erzeugung elektrischer Meßeines neuen Meßimpulses auf ein neues Niveau, das' impulse in Abhängigkeit von durch diesen Meßwertder Amplitude des neuen Impulses proportional ist, 45 wandler strömenden Partikeln,
mit ihrem Eingang an den Ausgang des Meßwert- F i g. 5 in Form eines Blockschaltbildes eine gegenwandlers und mit ihrem Ausgang an den Eingang über F i g. 2 etwas abgewandelte Ausführungsform der Gedächtmsstufe angeschlossen und der Ausgang einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
der Gedächtmsstufe an den Eingang einer geeigneten F i g. 6 ein Zeitdiagramm der in der Anordnung Anordnung zur Bildung des Mittelwertes der von 50 gemäß F i g. 5 auftretenden Impulse sowie die Abder Gedächtnisstufe erfaßten Ladungen angeschlos- leitung des gewünschten histogrammartigen Signals sen ist. daraus,

Das bereits erwähnte Verfahren und die zu dessen F i g. 7 in stark vereinfachter Form das Schaltbild

Durchführung besonders geeignete Vorrichtung sind eines in Verbindung mit dem Aufbau nach F i g. 5

immer dann ohne besondere zusätzliche Maßnahmen 55 verwandten elektronischen Schalters,

einsetzbar, wenn die zu untersuchenden Größen nur Fig. 8 in Form eines Blockschaltbildes eine wei-

zeitlich nacheinander auftreten. In der Praxis ergibt tere Ausführungsform der Erfindung, mit der es

sich jedoch auch häufig die Situation, daß solche möglich ist, Mittelwerte zu erhalten, bei denen die

Größen gerade zur gleichen Zeit auftreten oder aber Einwirkung von Koinzidenzfällen bereits berück-

zumindest ihr Erscheinen sich zeitlich überlappt, 60 sichtigt ist, und die ferner eine Integriereinrichtung

d. h., daß es zum Auftreten von Koinzidenz kommt. besitzt, um während eines bestimmten Zeitabschnittes

Gerade bei den durch die enge Durchtrittsöffnung auftretende Ladungen des Signals zu speichern,

geleiteten Partikeln tritt Koinzidenz verhältnismäßig F i g. 9 in Form eines Blockschaltbildes eine weiter

häufig auf, so daß sich die Amplituden den von den abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, die

gleichzeitig passierenden Partikeln erzeugten Impulse 65 im wesentlichen zwar dem Aufbau nach F i g. 8

überlagern und damit an sich ein verfälschtes Bild entspricht, jedoch keine besonderen Schaltelemente

liefern. für die Kompensation des durch Koinzidenz hervor-

Mit Rücksicht auf diese besonderen Verhältnisse gerufenen Einflusses auf die Meßergebnisse aufweist,

7 8. .

F i g. 10 ein Zeitdiagramm der verschiedenen in Amplitudenwert in derselben Art und Weise wie

dem Aufbau nach F i g. 9 auftretenden Impulsfolgen, zuvor der anfängliche Amplitudenwert innerhalb der

das außerdem erkennen läßt, wie das gewünschte Zeit Null auf einen weiteren dritten Amplitudenwert

histogrammartige Signal gebildet wird, verkleinert bzw. vergrößert, der dann seinerseits

Fig. 11 teilweise in Form von Wirkschaltbildern 5 bis zur nächsten sprungartigen Änderung erhalten

und teilweise in Form von Blockschaltbildern eine bleibt usf., so daß sich insgesamt eine terrassenartig

praktische Ausführungsform der Erfindung, deren abgesetzte Amplitudenkontur ergibt.

Aufbau grundsätzlich F i g. 8 entspricht. Nach diesen allgemeinen Feststellungen wird auf

Bevor die Erfindung im einzelnen in Verbindung die Zeichnungen selbst Bezug genommen. Dabei mit den Figuren der zugehörigen Zeichnungen erläu- io dient F i g. 1 zunächst in erster Linie dazu, die der tert wird, ist im Hinblick auf ein möglichst klares zugrunde liegende Theorie prinzipiell etwas näher Verständnis der Erfindung und darauf, was unter zu erläutern und damit das Verständnis der Erfineinigen in der Beschreibung verwandten Ausdrücken dung weiter zu vereinfachen, wobei die im Zusamverstanden werden soll, zunächst noch folgendes menhang damit auseinandergesetzte Theorie allervorauszuschicken: 15 dings keinesfalls eine Beschränkung der Erfindung

Es war bereits eingangs ausgeführt worden, daß darstellen soll.

wenngleich im Rahmen der Beschreibung vorwiegend Bei den in F i g. 1 gezeigten, jeweils an der linken auf die Untersuchung von Partikeln Bezug genom- Vorderkante der einzelnen Rechteckblöcke befindmen wird, die Erfindung ganz allgemein auf die liehen Impulsen P₁, P.„ P₃,... P₁₃ handelt es sich Bestimmung des Mittelwertes zeitlich aufeinander- 20 um eine Kette von Impulsen, die in beliebigen Zeitfolgender Größen schlechthin Anwendung findet, abständen aufeinanderfolgen. Die elektrische Größe, solange sich nur die Größen, was in der Praxis der diese Impulse entsprechen, kann eine elektrische mit geeigneten Meßwertwandlern jedenfalls in einer Spannung oder auch ein elektrischer Strom sein, Vielzahl von Fällen möglich ist, in geeignete elek- der über der Zeitachse 10 aufgetragen ist. Geht man trische Impulse umformen lassen, deren Amplituden 25 davon aus, daß die Impulse P₁, P₂... mittels eines den Beträgen der Größen und deren Abstände den Gerätes zur Untersuchung von Partikeln, wie es mit Zeitdifferenzen entsprechen, mit denen die Größen der später zu beschreibenden F i g. 4 schematisch aufeinanderfolgen. In dem speziellen Anwendungs- abgebildet ist, gewonnen wurden, so sind ihre Amplifall der Untersuchung von Partikeln kommt es z. B. tuden proportional dem »Betrag« der untersuchten darauf an, den Mittelwert des »Betrages« der Par- 3° Partikeln, im vorliegenden Fall also deren Volumen, tikeln zu ermitteln, wobei »Betrag« Durchmesser, Was im übrigen Koinzidenzfälle angeht, so wird im Querschnitt oder auch Volumen bedeuten kann. folgenden der Einfachheit halber erst einmal davon Wenn ferner von in »beliebiger« Folge auftretenden ausgegangen, daß solche Fälle nicht auftreten, um Impulsen die Rede ist, so soll damit zum Ausdruck die Beschreibung der Erfindung zunächst nicht gebracht werden, daß das Auftreten der Impulse 35 unnötig zu komplizieren.

keinem bestimmten Gesetz gehorcht, dessen Kenntnis Weiter wird — was auch im Einklang mit den

anderenfalls unter Umständen eine Berechnung des tatsächlichen Verhältnissen steht — die Annahme

Mittelwertes auch nach den bisher bekannten Me- getroffen, daß die Dauer des Auftretens der Impulse

thoden ermöglichen würde. Die Unregelmäßigkeit, P₁, P₂... im Verhältnis zu der zwischen dem Auf-

mit der die Impulse auftreten sowie die Tatsache, 40 treten zweier aufeinanderfolgender Impulse P₁, P₂...

daß es für die Erfindung ohne Bedeutung ist, die vergehenden Zeit so kurz ist, daß die Breite der

Größe der zwischen den Impulsen auftretenden Impulse P₁, P₂ . .. für die vorliegende Betrachtung

Zeitintervalle zu kennen, stellt einen maßgeblichen vernachlässigt, d. h. also gleich Null gesetzt werden

Gesichtspunkt der Erfindung dar. kann. Diese Annahme trifft z. B. hinsichtlich der

Sofern von einem »monopolaren« Signal die Rede 45 Partikeluntersuchung um so mehr zu, je stärker die

ist, so ist damit gemeint, daß es sich um ein Signal die Partikeln enthaltende Suspension verdünnt ist,

handelt, bei dem Amplitudenänderungen nur nach d. h. also je weniger Partikeln sich pro Volumeinheit

einer Seite einer Bezugslinie, die im allgemeinen des elektrolytischen Trägers in diesem befinden.

dem Nullpotential entsprechen wird, erfolgen. Unter Die Amplituden der Impulse P₁, P₂ seien mit

»histogrammartig« ist im vorliegenden Rahmen da- 50 i_v i,... bezeichnet, so daß unter Berücksichtigung

gegen zu verstehen, daß ein Signal aus einer Folge von N Messungen bzw. N Größen für den Durch-

von Signalabschnitten besteht, die im wesentlichen schnittswert aller gemessenen Amplituden gilt
die Form eines Rechteckes, d. h. also über einen

bestimmten Zeitabschnitt eine konstante Amplitude · _ 'Ί + '2 + '3 *^~ ' " ^n q\ haben und entweder unmittelbar aneinander oder 55 ^lU"'^ch N '
aber zumindest unter Zwischenschaltung nur geringfügiger Zeitintervalle aneinander anschließen. wobei i_llurch der Amplitude der in F i g. 1 gestrichelt

Das einfachste Beispiel eines solchen histogramm- wiedergegebenen Linie 12 entsprechen würde,

artigen und außerdem monopolaren Signals wäre Die Schwierigkeit, einen der Beziehung (1) ent-

also etwa ein Strom- oder Spannungsverlauf, der 60 sprechenden Rechenvorgang mittels einer elektrischen

während einer bestimmten Zeit seine Amplitude bei- Schaltanordnung oder, sonstwie mit einem Gerät

behält, dann innerhalb der Zeit Null diese Amplitude automatisch ausführen zu können, und die Tatsache,

um ein bestimmtes Maß verkleinert oder vergrößert, daß es bisher nicht gelungen ist, derartige Geräte

also sprungartig einen neuen zweiten Amplituden- zu entwickeln, hat ihre Ursache in erster Linie darin, wert annimmt und anschließend während eines fol- 65 daß die einzelnen Summanden Z₁, 7_ä usw. nicht alle

genden bestimmten zweiten Zeitabschnittes den zur gleichen Zeit existieren und sich daher für die

neuen zweiten Amplitudenwert beibehält. Nach Ab- Auswertung mittels herkömmlicher Methoden für

lauf des zweiten Zeitabschnittes wird der neue, zweite das Addieren von Strömen nicht eignen. Erzeugt

man jedoch mittels der Impulse ein histogrammartiges Signal, so kann diese Schwierigkeit überwunden werden, indem mit einfachen Mitteln der Mittelwert dieses histogrammartigen Signals bestimmt und damit tatsächlich der Wert z_durch als unmittelbares Meßergebnis erhalten wird, ohne das Zwischenrechnungen ausgeführt werden müßten.

Man erkennt in Fig. 1, daß die einzelnen Signalabschnitte des histogrammartigen Signals 18 die Niveaus L₁, L₂, L₃ ... haben, die jeweils den Amplituden Z₁, Z.„ /₃. .. der für die einzelnen Signalabschnitte maßgeblichen Impulse P₁, P₂, P₃ ... entsprechen. Der Wechsel von einem Niveau zum anderen erfolgt schlagartig, so daß die Verbindungs-

10

linien zwischen den einzelnen Niveaus L₁, L.„ L₃... einen unendlich steilen Anstieg haben, was sich auch in der Praxis mit geeigneten Schaltungselementen in weitgehender Annäherung verwirklichen läßt. Nachdem man einmal das histogrammartige Signal gebildet hat, das allgemein mit 18 bezeichnet sei, kann die Bestimmung des Mittelwertes vorgenommen werden. Der Durchschnittswert des Stromes i_dllKh,' wie er mit der gestrichelten Linie 12 angedeutet ist, ίο kann als der äquivalente Gleichstrom bezeichnet werden, der, wenn er bis zum Zeitpunkt i₁₃ fließen würde, während der Zeit i₁₃ die gleiche elektrische Ladungsmenge liefern würde wie die Summe aller Ströme Z₁ bis Z₁₃. Diese letztgenannte Summe ist

= Z₁ 1₁ + z₂ (ί, - g + z₃ (fj - g π— Z₁₃ (t₁₃ - t_n).

(2)

Der Durchschnittswert des Stromes ϊ_ΛατΛ wäre dann gleich dieser Summe geteilt durch die Zeit r₁₃ bzw.

'durch —

(3)

Da

q = $idt, (4)

stellt jeder der Summanden Z_n (t_n — t„_₁) einen Ladungsbeitrag zu der Gesamtmenge der elektrischen Ladung dar. Hat man beispielsweise tausend Impulse P_n mit den Amplituden Z_n, die in beliebigen Zeitabständen aufeinanderfolgen, so beträgt die Länge eines Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen im Durchschnitt

T_n N

(5)

wobei T_n der Zeit entspricht, die zwischen dem Auftreten des Anfangsimpulses und des N-ten Impulses verstrichen ist, während N wie in (1) die Anzahl der Impulse bedeutet, die während des Zeitabschnittes T,v in Erscheinung treten. Die durchschnittliche Ladung q ist somit

ⁿi h *durch

n ^z'n Alurch

wobei U₁ die Anzahl der Impulse einer bestimmten Größengruppe und Z₁ der Strom ist, der dieser Amplitude entspricht, während n„ und Z₂ Zahl und Strom der nächstfolgenden Größengruppe sind usw.

Mit diesen Voraussetzungen erhält man für das durchschnittliche Stromniveau· 12 der Fig. 1

^m 'm 'durch

'durch ~

m=l

T_n

Um nun in der Praxis mittels der Impulse P₁, P₂, P₃ ... das histogrammartige Signal 18 zu bilden, kann man sich eines einfachen Schaltkreises bedienen, wie er in F i g. 2 als Blockschaltbild wiedergegeben ist. F i g. 3 zeigt dabei in gegenüber F i g. 1 vergrößertem Maßstab eine Folge von Impulsen und im Zusammenhang damit ablaufenden Vorgängen, wie sie beim Betrieb der Anordnung der F i g. 2 auftreten.

In dem Blockschaltbild der Fig. 2 wird die Impulsquelle von einem Meßwertwandler 22 gebildet, bei dem es sich in der Praxis um ein Gerat zur Untersuchung von Partikeln handeln kann, wie es in Fig. 4

ao schematisch dargestellt ist. Dieses Gerät weist ein Sammelgefäß 24 auf, in dem sich ein Teil der Probe, d. h. also elektrolytische Flüssigkeit mit darin suspendierten Partikeln, als Flüssigkeitsmenge 26 befindet. In das Gefäß 24 ist ein Rohr 28 mit einer Durchtrittsöffnung 30 eingetaucht, wobei die Durchtrittsöffnung 30 unterhalb des Spiegels der Flüssigkeitsmenge 26 liegt. Zwischen einer Elektrode 32, die sich im Innern des Rohres 28 befindet, und einer außerhalb des Rohres 28 liegenden, in das Gefäß 24 getauchten Elektrode 34, die beide über Leiter 40, 42 an eine geeignete Stromquelle 38 (Fig. 2) angeschlossen sind, kann infolge der elektrolytischen Eigenschaften der Probenflüssigkeit ein Strom fließen. Die Stromquelle 38 sorgt dafür, daß der Strom zwischen den Elektroden 32 und 34 konstant bleibt, solange keine Partikeln durch die Öffnung 30 wandern, und daß andererseits, sobald ein Partikel durch die Öffnung 30 hindurchtritt, Signalimpulse erzeugt werden können, die mittels einer geeigneten, ebenfalls mit den Elektroden 32, 34 in Verbindung stehenden Meßstrecke erfaßbar sind.

In dem Blockschaltbild der F i g. 2 sind Leiter 40 und 42 nur als Kanäle 40,42 wiedergegeben, um das Schaltbild einfach zu halten. Dabei stellt Kanal 40 die Verbindung des Meßwertwandlers 22 mit der Stromquelle 38, Kanal 42 die Verbindung des Ausgangs des Meßwertwandlers 22 mit dem Eingang eines Verstärkers 50 (oder auch eines Impulshöhendiskriminators usw.) dar, wobei die Stromquelle 38 und der Verstärker 50 (bzw. Diskriminator) etwa in einem einzigen Gehäuse zusammengefaßt sein können. Die in F i g. 1 gezeigten Impulse P₁, P,... erscheinen dann bezüglich des Blockschaltbildes der F i g. 2 am Ausgang 52 des Verstärkers 50.

Bei Betrieb des Gerätes kann, wie aus Fig. 4 ersichtlich, an das Rohr 28 eine Vakuumquelle über ein Ventil 54 angeschlossen werden. Bei Öffnung des Ventils 54 wird durch das Vakuum dann ein bestimmter Anteil der Flüssigkeitsmenge 26 durch die Öffnung 30 in das Innere des Rohres 28 gesaugt. Falls erforderlich, kann eine genaue Menge durch die gezeigte, an sich bekannte Siphonanordnung abgemessen werden. In dem U-förmigen Abschnitt zwischen dem Rohransatz 58 einerseits und dem Rohrstück 60 andererseits befindet sich eine bei 68 geerdete Quecksilbersäule 56. In dem Stück 60 ist der Rohrquerschnitt nur kapillarartig ausgebildet und mit einem Startkontakt 62 sowie einem Stoppkontakt

64 versehen. Wenn das Vakuum auf den Hohlraum des Rohres 28 einwirkt, saugt es nicht nur Flüssigkeit 26 in das Rohr, sondern zieht ebenfalls die Quecksilbersäule 56 aus ihrer Gleichgewichtslage in den Bereich des Rohransatzes 58 hinein. Nach Schließung des Ventils 54 kehrt die Quecksilbersäule 56 in ihre Gleichgewichtslage zurück. Dabei erreicht sie zunächst den Startkontakt 62, wodurch der an die Leitungen 40, 42 angeschlossene Zählkreis eingeschaltet wird. Bei Erreichen des Stoppkontaktes 64 wird der Zählkreis stillgesetzt. So kann man erreichen, daß jeweils eine ganz bestimmte Flüssigkeitsmenge untersucht wird.

Nachdem in Verbindung mit Fig. 4 ein praktisches Beispiel eines Meßwertwandlers gezeigt wurde, wie er für die Erfindung bevorzugt in Frage kommt, werden nun mit F i g. 3 die weiteren Einzelheiten bezüglich der von dem Meßwertwandler 22 erzeugten Meßimpulse sowie die Verarbeitung dieser Meßimpulse in der Anordnung der Fig. 2 beschrieben.

Mit 71, 72 und 73 sind drei positive Spannungsimpulse bezeichnet, die an dem Punkt 52 der F i g. 2, d. h. also praktisch am Ausgang des Meßwertwandlers auftretende Signale repräsentieren. Die Grundlinie des in Fig. 3 wiedergegebenen Diagramms soll dem Nullpotential entsprechen, so daß alle Impulse nur eine Polarität aufweisen oder, um den schon weiter oben eingeführten Begriff zu benutzen, monopolar sind. Die Amplituden dieser Impulse sind mit V₁, v., und V₃ bezeichnet und sind den Volumina der drei Partikeln, die die Öffnung 30 passiert und dabei die Impulse 71, 72, 73 erzeugt haben, jeweils proportional. Die Impulse selbst werden in der Regel voneinander viel weiter entfernt sein, als es in der Zeichnung den Anschein hat, sind aber für die vorliegende Erläuterung aus zeichnerischen Gründen vergleichsweise dicht aufeinanderfolgend dargestellt worden.

Eine Gedächtnisstufe 78 mit einer Diode, einem Kondensator sowie einem Verstärker extrem hoher Eingangsimpedanz hält nacheinander Niveaus fest, die jeweils den Scheitelwerten bzw. den Amplituden der am Punkt 52 einlaufenden Impulse entsprechen. Der Verstärker der Gedächtnisstufe ist als Zwischenverstärker 80 bezeichnet und erhält seine Signale von der Gedächtnisstufe 78 über den Kanal 82. Die bei 84 auftretende Ausgangsspannung des Verstärkers 80 ist in F i g. 3 als gestrichelte Linie 86 (86', 86") wiedergegeben. Diese gestrichelte Linie 86 folgt dem Impuls 71 genau bis zur Höhe dessen Scheitelwertes V₁ und bleibt anschließend auf diesem Niveau V₁, während der Impuls 71 selbst wieder auf das Nullniveau 76 abfällt. Der hohe Eingangswiderstand des Verstärkers 80 ist erforderlich, um eine Entladung des Kondensators der Gedächtnisstufe 78 zu verhindern, der die von dem Impuls aufgebrachte Ladung speichert.

Zur gleichen Zeit, zu der diese Speicherung der Amplitude V₁ stattfindet, wirkt der Impuls 71 auch über den Kanal 88 auf eine Begrenzerstufe 87 mit vergleichsweise niedriger Grenzspannung, wie sie durch die horizontale Linie v_th angedeutet ist, ein. Sobald die Hinterflanke des Impulses 71 das Niveau dieser Grenzspannung erreicht, tritt bei 90 ein Ausgangssignal auf, mit dem ein Hinterflankendetektor 92 beaufschlagt wird, der mittels der Hinterflanke des von der Begrenzerstufe gelieferten Ausgangssignals über die Verbindung 96 einen Univibrator 94 auslöst. Der Univibrator 94 liefert einen scharfen schmalen Impuls 98, dessen Breite t_mv durch die Wahl der Schaltungskonstanten des Univibrators 94 auf einen Wert festgelegt ist, der wesentlich kleiner ist als die durchschnittlich zwischen dem Auftreten zweier aufeinanderfolgender Impulse vergehende Zeit t_durch.

Der Ausgang des Univibrators 94 ist über den ίο Kanal 102 an einen normalerweise geöffneten elektronischen Schalter 100 angeschlossen und gleichzeitig über einen Kanal 104, einen Hinterflankendetektor 106, einen weiteren Kanal 106 sowie eine Kurzschließstufe 110 über den Kanal 112 auf die Gedächtnisstufe 78 zurückgeschaltet. Zweck der zuletzt beschriebenen Anordnung ist es, mittels des Univibratorimpulses 98 einen in einer zweiten Gedächtnisstufe 114 vorgesehenen Kondensator über einen Kanal 116 und den genannten elektronischen Schalter 100 unmittelbar mit dem Ausgang des ersten Zwischenverstärkers zu verbinden und dabei die Gedächtnisstufe 114 zwangläufig auf das Spannungsniveau des Ausgangs 84 des ersten Verstärkers 80 anzuheben bzw. abzusenken.

Wenn nun beim Auftreten des Impulses 71 der Impuls 98 den elektronischen Schalter 100 in den leitenden Zustand überführt, so daß die Gedächtnisstufe 114 schlagartig mit dem Ausgang 84 des Verstärkers 80 verbunden wird, wird der Kondensator der Gedächtnisstufe 114, der durch einen früheren, in F i g. 3 nicht dargestellten Impuls bereits auf einen Wert v_p aufgeladen war, nunmehr auf ein der Amplitude V₁ entsprechendes Niveau angehoben, das dann von dem Kondensator der Gedächtnisstufe 114 gehalten wird. Die Ausgangsspannung der Gedächtnisstufe 114 wird über einen Kanal 118 in einen zweiten Zwischenverstärker 120 eingespeist, dessen Ausgangssignale bei 122 erscheinen. Soweit bisher beschrieben, liefert das Signal 122 das horizontale Niveau L₁, die dem Multivibratorimpuls 98 folgende Anstiegsflanke R₁ sowie das Niveau L₂, das der Scheitelspannung V₁ des Impulses 71 entspricht.

Wie schon erwähnt, wird der Univibratorimpuls außerdem in einen Hinterflankendetektor 106 eingespeist, wodurch in Verbindung mit der Kurzschließstufe 110 der Kondensator der ersten Gedächtnisstufe 78 kurzgeschlossen werden und sich dementsprechend auf Null entladen kann. Dabei folgt die Entladung der abfallenden, gestrichelt dargestellten Linie 86'. Wenn die Linie 86' die Grundlinie 76 erreicht hat, ist die Gedächtnisstufe 78 entladen und für die Speicherung eines neuen Impulses 72 vorbereitet.

Dieser nächste Impuls 72 hat eine Amplitude v₂, die in dem hier angenommenen Beispiel um einiges kleiner ist als die Amplitude V₁ des vorhergehenden Impulses 71. Die Gedächtnisstufe 78 folgt — wie als Fortsetzung der gestrichelten Linie 86' dargestellt — dem Impuls 72 wieder bis zu seinem Scheitelwert. Während der Impuls 72 jedoch wieder abklingt, hält die Gedächtnisstufe 78 die Maximalspannung bei 86' fest, bis die Hinterflanke des Impulses 72 die Grenzspannung v_Ul erreicht und den Univibrator 94 von neuem anstößt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spannung der zweiten Gedächtnisstufe 114 noch V₁, und wenn nun deren Kondensator schlagartig mit dem Verstärker 80 verbunden wird, dessen Spannung sich auf einem dem Wert v., entsprechenden Niveau be-

13 14

findet, so fällt das Ladungsniveau der Gedächtnis- Anordnung zur Erfassung des Mittelwertes zu einem

stufe 114 und damit die Spannung des Verstärkers Vibrieren des Zeigers führen. In solchen Fällen hat

120 entsprechend der Linie i?„ der F i g. 3 bis auf es sich als vorteilhaft erwiesen, das Signal 18 dann

das Niveau L₃ ab, das bis zum Eintreffen des nach- in einer Integrierstufe zu speichern, die beispiels-

sten Impulses erhalten bleibt. Der nächste Impuls 73 5 weise einen großen Kondensator besitzt, der in der

hat eine Scheitelspannung v₃, und auf die gleiche Lage ist, eine elektrische Ladung über eine mehrere

Weise, wie zuvor beschrieben, steigt dann das Ni- Sekunden andauernde Periode festzuhalten, und da-

veau L₃ längs des Kurvenstückes R_s auf das Ni- bei das histogrammartige Signal während einer

veau L₄ an, usf. genau festgelegten Zeitdauer in die Integrierstufe

Im Ergebnis erhält man so in der gewünschten io einzuspeisen. Die daraus resultierende Ablesung

Weise das monopolare, histogrammartige Signal 18 liefert, wenn sie gleich so geeicht ist, daß das Zeit-

der Fig. 1, das in der Fig. 3a gesondert wieder- Intervall mitberücksichtigt wird, einen definitiven

gegeben wurde. Im dem Blockschaltbild der F i g. 2 Wert für die gesuchte mittlere Amplitude,

steht dieses histogrammartige Signal 18 am Kanal In F i g. 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Vor-

122 als Ausgangssignal des Verstärkers 120 an. 15 richtung zur Durchführung des der Erfindung zu-

Die in F i g. 3 mit t„, t„', t_n" und t„'" bezeichneten gründe liegenden Verfahrens in Form eines Block-Zeitintervalle, während derer die einzelnen Niveaus Schaltbildes wiedergegeben. Der wesentlichste Unter-L₁, L₂, L₃ erhalten bleiben, sind im wesentlichen schied gegenüber der Anordnung der F i g. 2 besteht genauso groß wie die Zeit, die von einem bestimmten darin, daß 'die Anfangs- und Endpunkte der InterPunkt eines Impulses bis zum entsprechenden Punkt 20 valle, während derer ein Niveau L₁, L₂ ... konstant eines folgenden Impulses vergeht. Bei der F i g. 2 gehalten wird, hier auf etwas andere Weise festgelegt entsprechenden Anordnung dauert, wie aus F i g. 3 werden.

ersichtlich, das Zeitintervall von dem Augenblick, Der Meßwandler 130 kann beliebiger Bauart sein. in dem die Hinterflanke eines Impulses das Niveau An seinem Ausgang 132 werden wiederum Impulse der Grenzspannung v_th erreicht, bis zu dem Augen- 25 abgegeben, die mit in den Meßwertwandler 130 einblick, in dem die Hinterfianke des folgenden Impulses gespeisten und zu untersuchenden Größen hinsichtwieder dieselbe Grenzspannung v_th erreicht. Man ist lieh Zeit und »Betrag« korrespondieren. Ein Verallerdings nicht daran gebunden, gerade diese be- stärker 134 mit dem Ausgang 136 verstärkt die Meßsonderen Punkte der Impulse als Bezugspunkte für impulse, ohne jedoch an ihrer Größen- bzw. Zeitdie Laufzeit eines Intervalls zu wählen. So werden 30 Proportionalität zu den untersuchten Größen grundetwa in einer weiter unten zu beschreibenden, ein sätzlich etwas zu ändern.

abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung In F i g. 6 ist die Ausgangsspannung des Verstär-

darstellenden Anordnung die Scheitelwerte der ein- kers 134 wieder durch drei Impulse 71, 72 und 73

zelnen Impulse als Bezugspunkte für die Intervalle angedeutet, die der Einfachheit halber in der gleichen

der einzelnen Niveaus L₁, L₂, L₃ gewählt. 35 Weise dargestellt wurden wie die Impulse der F i g. 3

Das histogrammartige Signal 18 selbst kann dann und dementsprechend auch dieselben Bezugszeichen

einfach durch einen Tiefpaß 124 geleitet und an- tragen.

schließend durch eine Anordnung ausgewertet wer- Der Ausgang 136 ist hier über einen elektroniden, die sich zur Bestimmung des Mittelwertes eignet. sehen Schalter 142 und einen Kanal 146 mit einer In F i g. 2 ist für die Mittelwertbildung ein Drehspul- 40 Gedächtnisstufe 144 verbunden, deren Ausgang 148 galvanometer 126 vorgesehen, das den Mittelwert des wiederum an einen Verstärker 150 mit hohem EinStromes bildet, den das histogrammartige Signal 18 gangswiderstand angeschlossen ist. Darüber hinaus in einem geeigneten Widerstand fließen läßt. Mittels unterscheidet sich der Aufbau der Anordnung der eines schematisch angedeuteten Potentiometers 128 F i g. 5 nicht weiter von den der F i g. 2, so daß entkann das Instrument 126 so geeicht werden, daß die 45 sprechend wieder gleiche Bezugszeichen für den Tiefmittlere Amplitude 12 unmittelbar abgelesen werden paß 124 usw. verwendet wurden,
kann. Sofern die vom Meßwertwandler gelieferten Der elektronische Schalter 142 befindet sich nor-Meßinmpulse dem Volumen damit untersuchter Par- malerweise im geöffneten Zustand, so daß von dem tikeln proportional sind, entspricht der auf dem Verstärker 134 kein Signal zu der Gedächtnisstufe Instrument 126 abgelesene Amplitudenwert bereits 50 144 gelangen kann, ehe nicht der elektronische dem mittleren Volumen der Partikeln. Schalter 142 in seinen geschlossenen Zustand über-

An Stelle eines Drehspulinstrumentes 126 könnte führt wird. Der Ausgang 136 ist dazu außerdem über man auch ein i?C-Glied verwenden, um den Mittel- einen Kanal 152 an eine Begrenzerstufe 154 angewert des Signals zu bestimmen, und dann den Aus- schlossen, mit deren Hilfe die Grundlinie der Imgangswert dieses i?C-Gliedes in eine elektronische 55 pulse über die Amplituden einer Rauschspannung Anzeigeeinrichtung oder ein Servosystem mit einer 140 hinaus angehoben wird. Auf diese Weise wird davon angetriebenen Skalenscheibe bzw. mit einer verhindert, daß der Univibrator 156 durch Rauschanderen in Volumeinheiten geeichten Skala ein- impulse oder andere Störimpulse, die von der Unterspeisen. Die Trägheit des Drehspulinstrumentes bzw. suchung ausgeschlossen bleiben sein sollen, angedie Zeitkonstante eines elektronischen Siebkreises 60 stoßen wird.

kann allerdings gegebenenfalls zu groß sein, um Die erwähnten Schützmaßnahmen hinsichtlich der

die jeweils gewählte Anordnung empfindlich genug Rausch- oder Störspannung 140 sind hier — im

zu machen, so daß Schwankungen im Durchschnitts- Gegensatz zu Fig. 2 — erforderlich, weil als Kri-

wert der Größen einer untersuchten Meßreihe nicht terium für die Intervalle, wie gleich zu zeigen ist,

erfaßt werden, oder auch zuviel Zeit vergeht, ehe 65 nicht Punkte der Hinterflanken, sondern die Scheitel

nach Beginn einer Messung ein eingeschwungener der Meßimpulse ausgewertet werden. Insofern könnte

oder Ruhezustand erreicht werden kann. Anderer- es ohne die getroffenen Schutzmaßnahmen dazu

seits kann eine Verrinceruns» der ZiMtkonstante der kommen, daß unter Umständen auch der Scheitel

eines Störimpulses bei der Auswertung dieselbe Wirkung wie der Scheitel eines Meßimpulses ausüben würde, was natürlich unerwünscht ist.

Der Impuls 71 erscheint somit mit seinem über das durch die Begrenzerstufe 154 bestimmte Niveau herausragenden Anteil als neuer Impuls 158, der von dem Niveau der Grenzspannung v_th ausgeht. Das Signal 153 ist in F i g. 6 mittels einer gestrichelten Linie wiedergegeben, die dem eigentlichen Verlauf der Impulse 71, 72, 73 oberhalb der Grenzspannung v_f/l folgt. Sobald das Signal 158 seinen Scheitelwert erreicht, normalerweise an der höchsten Stelle des Impulses 71 (72, 73), wird hier mittels eines Scheitelwertdetektors 160 — anstatt wie zuvor mittels des Hinterflankendetektors 92 — ein Schaltimpuls erzeugt, der über den Kanal 162 zu einem Univibrator 156 gelangt. Der Univibrator 156 spricht dann an und liefert an seinem Ausgang 164 einen schmalen Impuls, der in Fig. 6 mit 164' bezeichnet ist und jeweils innerhalb der großen Meßimpulse 71, 72, 73 liegt. Dieser schmale Impuls überführt nun den elektronischen Schalter 142 in seinen leitenden Zustand, so daß die Gedächtnisstufe 144 mit dem Verstärker 134 während des Andauerns des Impulses 164' verbunden ist. Da diese Verbindung gerade zu dem Zeitpunkt erfolgt, zu dem die Impulse 71, 72, 73 ihre jeweiligen Scheitelwerte erreichen, wird der Kondensator der Gedächtnisstufe 144 jeweils gerade auf das Niveau des Scheitelwertes eines am Ausgang 136 erscheinenden Impulses aufgeladen (bzw. entladen). Dabei sind die Zeitkonstanten so gewählt, daß .die Umladung des Kondensators von seinem alten auf das neue Niveau innerhalb der Zeit erfolgt, in der der Univibrator den elektronischen Schalter 142 geschlossen hält.

In Fig. 6 erkennt man, daß ein früherer, nicht gezeigter Impuls das Potential des Kondensators der Gedächtnisstufe 144 auf das Niveau L₁ gebracht hat. Wenn der elektronische Schalter 142 schließt, steigt die Spannung der Gedächtnisstufe 144 gemäß der Linie R₁ auf das Niveau L, an,, dessen Höhe im wesentlichen der Scheitelampfitude des Impulses 71 entspricht. Anschließend, infolge Auftretens des folgenden Impulses 72, fällt das Niveau L., gemäß der Linie R₂ wieder auf das Niveau L₃ ab, das seinerseits in seiner Höhe der Scheitelamplitude des Impulses 72 entspricht. Der Impuls 73 läßt das Signal 18 längs der Linie R₃ wieder auf ein Niveau L₄ ansteigen, usf.

Das histogrammartige Signal 18 steht dann wieder am Ausgang 122 des Zwischenverstärkers 150 zur Verfügung. Die Zeit, während der ein Niveau L₁, L₂ jeweils erhalten bleibt, ist wiederum gleich dem Abstand zwischen einem bestimmten Punkt eines ersten Impulses und einem entsprechenden Punkt eines darauffolgenden Impulses, wobei es sich im vorliegenden Falle bei diesen Punkten um die Scheitel der Impulse handelt. Die Zeitabstände t„, t„', t„" ... sind daher in den Fig. 3 und 6 im wesentlichen jeweils gleich groß, nur sind ihre Anfangs- und Endpunkte, bezogen auf dieselbe Impulskette, in beiden Fällen etwas gegeneinander versetzt, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch ohne Bedeutung ist. · .

Es leuchtet ein, daß so an sich jeder geeignete Punkt eines Impulses als Anfang bzw. Ende eines Zcitihtervalls benutzt werden kann.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist. in Fig. 7 noch ein möglicher Schaltungsaufbau des elektronischen Schalters 142 der F i g. 5 gezeigt. Die Beschaffenheit der dabei verwendeten Bauteile und die Art ihrer gegenseitigen Verknüpfung geht eindeutig aus der F i g. 7 hervor und bedarf insofern keiner weiteren Erläuterung. Wenn nun der schmale Impuls 164' des Univibrators 156 auf die Basis des Transistors Tr₁ einwirkt, so geht dieser Transistor in den leitenden Zustand über, so daß Strom durch seinen Emitter-Kollektor-Zweig fließen kann. Das

ίο führt wiederum dazu, daß der Basis-Emitter-Kreis des normalerweise nicht leitenden Transistors Tr₁, leitend wird, so daß während dieser Zeit Strom von der Klemme 136 über die Dioden D₁, D₃ zu der Klemme 146 oder umgekehrt von der Klemme 146 über die Dioden D₂, D₄ zu der Klemme 136 fließen kann, je nachdem, welche Klemme sich auf höherem Potential befindet. Sobald der Transistor Tr₂ aufhört zu leiten, weil das Signal an der Klemme 146 wieder verschwunden ist, werden die Klemmen 136 und 146 infolge der Polung der Dioden D₁, D₀, D₃, D₄ wieder voneinander getrennt.

Sowohl die Anordnung gemäß F i g. 2 als auch diejenige nach Fi g. 5 können aus Schaltkreisen an sich bekannter Bauart aufgebaut sein. Im folgenden wird jedoch der Vollständigkeit halber eine kurze Beschreibung zumindest einer Ausführungsmöglichkeit der verschiedenen, jeweils einem Block der Blockschaltbilder der Fig. 2, 5 entsprechenden Schaltkreise gegeben:

In F i g. 2 kann die Begrenzerstufe 87 jede Schaltung sein, die eine Ausgangsspannung aufweist, wenn das Niveau ihrer Eingangsspannung einen vorbestimmten Wert übersteigt, die dagegen keine Ausgangsspannung bzw. die Ausgangsspannung Null aufweist, wenn das Niveau ihrer Eingangsspannung kleiner als der genannte vorbestimmte Wert ist, wie etwa bei einem überlasteten Differentialverstärker oder aber bei einer Schmitt-Trigger-Schaltung.

Der Hinterfiankendetektor 92 kann ein differentiierendes Netzwerk sein, im einfachsten Falle also ein Kondensator, dem in Reihe ein Widerstand nachgeschaltet ist, wobei die Zeitkonstante dieser RC-Kombination im Verhältnis zur Dauer der beteiligten Impulse klein ist. Eine Diode sorgt dafür, daß Ausgangsimpulse unerwünschter Polarität ausgesondert werden.

Der Univibrator 94 kann jede Schaltung sein, die bei Beaufschlagung mit einem Eingangsschaltimpuls ausgangsseitig einen Impuls vorbestimmter Amplitude, Dauer und Polarität abgibt.

Der Kurzschließkreis 110 kann von einem Transistor gebildet sein, dessen Basisvorspannung so gewählt ist, daß er normalerweise sperrt, der aber dann mittels eines auf seine Basis einwirkenden Eingangsimpulses in die Sättigung und somit in den leitenden Zustand überführt werden kann.

Die Gedächtnis- oder auch Impulsstreckstufen 78 und 114 bzw. 144 können von einer Diode und einem Kondensator gebildet sein, die so miteinander verbunden sind, daß der Kondensator an den Eingang der Gedächtnisstufe angekoppelt ist und dementsprechend von dem Eingangssignal aufgeladen wird, wenn die Größe des Signals zunimmt, der dagegen von dem Eingang getrennt ist, wenn die Größe des Signals abnimmt.

Die Verstärker 80 und 120 können in beiden Fällen von einem einfachen, widerstandsgekoppelten Verstärker hoher Eingangsimpedanz gebildet sein,

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der die einspeisende Stufe nicht belastet, aber deren Ausgangsspannung folgen kann.

Die zur Anhebung der Grundlinie dienende Begrenzerstufe 154 der F i g. 5 kann ein sich schnell regenerierender Verstärker sein, dessen Vorspannung so gewählt ist, daß er sich normalerweise im gesperrten Zustand -befindet.

Als Scheitelwertdetektor 160 der F i g. 5 kann ein Differentiierglied verwendet werden, das jedesmal, wenn das differentiierte Signal ins Negative geht und dabei den Wert Null erreicht, ein Ausgangssignal liefert.

Bei den bisherigen Betrachtungen war stets von der Annahme ausgegangen worden, daß bei der Untersuchung der Größen keine Koinzidenzfälle auftreten, d. h., daß zu einem bestimmten Zeitpunkt stets nur eine einzige Größe einen Impuls auslöst und daß ein weiterer Impuls erst- dann erzeugt wird, wenn der von der vorhergehenden Größe erzeugte Impuls bereits vollständig abgeklungen ist. In der Praxis treten Koinzidenzfälle jedoch in vielen Situationen mit zu großer Häufigkeit auf, als daß ihr Einfluß bei der- Auswertung des Meßergebnisses immer vernachlässigt werden könnte. Wie eingangs schon angedeutet, führt das Auftreten von Koinzidenz zu einer Verringerung der Anzahl der gezählten Impulse, d. h., es werden bei der Zählung weniger Impulse erfaßt, als tatsächlich aufgetreten sind. Andererseits führt die Koinzidenz zu einem Anwachsen der Amplituden der an der Koinzidenzsituation unmittelbar beteiligten Impulse, so daß der Wert der Durchschnittsamplitude größer wird, als es den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Die vorliegende Erfindung ist damit befaßt, den tatsächlichen Durchschnittswert oder Durchschnittsbetrag eines bestimmten Systems zu ermitteln. In den Fällen, bei denen der Einfluß der Koinzidenz nicht vernachlässigt werden kann, ist es daher notwendig, das durch die vorbeschriebenen vereinfachten Ausführungsformen der Erfindung gewonnene Meßergebnis in einem bestimmten Maße zu verringern, um den gewünschten tatsächlichen Mittelwert an Stelle eines Wertes zu erhalten, der um einen auf Koinzidenz zurückgehenden Anteil zu groß ist.

Wie bereits eingangs angedeutet, wird dies gemäß der Erfindung dadurch verwirklicht, daß das histogrammartige Signal belastet und damit aus jedem Signalabschnitt mit einem Niveau L₁, L₂ ... konstant bleibender Amplitude eine bestimmte Ladungsmenge herausgenommen wird, deren Wert von dem effektiven Volumen der von den untersuchten Größen passierten Tastzone des Meßwertwandlers sowie von der Anzahl der erzeugten Impulse abhängt. Wie nachstehend noch ausführlicher gezeigt werden wird, wird die Belastung jeweils während eines bestimmten und stets gleich großen Zeitintervalls vorgenommen, und zwar einmal pro Zeitintervall bzw. pro Signalabschnitt, jedoch steht der Betrag der Belastung jeweils in einem bestimmten prozentualen Verhältnis zur Höhe der einzelnen Niveaus und ist daher den Amplituden der Meßimpulse bzw. den korrespondierenden Niveaus des Histogramms proportional.

Diese Art der Belastung stellt eine ziemlich vereinfachte Maßnahme dar, aber praktisch dürfte auf diese Weise allen an der Änderung der Durchschnittsamplitude des histogrammartigen Signals infolge Koinzidenz beteiligten Faktoren in geeigneter Weise Rechnung getragen werden. Nachstehend soll versucht werden, die Richtigkeit dieser Auffassung bis zu einem gewissen Grade nachzuweisen.

Dabei müssen bestimmte Annahmen gemacht werden. So wird zunächst davon ausgegangen, daß alle Impulse gleiche Amplituden haben und daß die Amplitude von Koinzidenzimpulsen jeweils auf das Doppelte eines Einzelimpulses wächst, womit also nicht die Fälle berücksichtigt werden, in denen zur gleichen Zeit mehr als zwei Impulse oder aber zwei

ίο Impulse nur während eines Bruchteiles ihrer jeweiligen Dauer gemeinsam auftreten. Bei der Untersuchung wird als Bezugsgröße die elektrische Ladungsmenge zugrunde gelegt, die von dem Signal während eines bestimmten vorgegebenen Zeitabschnittes übertragen wird. Das histogrammartige Signal ist dementsprechend als Stromsignal oder als Ladung pro Zeiteinheitsignal zu betrachten.

Mit diesen vereinfachenden Annahmen ergibt sich für die von dem Signal während der vorbestimmten Zeit gelieferte Gesamtladungsmenge der Ausdruck

q = 2i- {T/N_R) N_c
Darin ist

i(T/N_R) ■ {N_R - N_e). (8)

q die Gesamtladung,

i die Amplitude eines einzelnen Stromimpuses

(mit der Voraussetzung, daß alle Impulse gleich sind),

T die Gesamtzeit der Messung, N_R der unkorrigierte, bei der Zählung der Größen erhaltene Zahlwert bzw. die Roh

zählung,

N_c die Anzahl der Doppelimpulse (Koinzidenzimpulse).

Gemäß Ausdruck (8) setzt sich die Gesamtladungsmenge q also aus einem auf die Doppelimpulse zurückgehenden Ladungsanteil und einem weiteren, auf die Einzelimpulse zurückgehenden Anteil zusammen. Mit den vorstehenden Definitionen ist N,

d. h. die tatsächliche Zahl der untersuchten Größen (Partikeln) gleich der Summe N_c + N_R, bzw. N_R ist gleich N — N_c. Damit ergibt sich für den Ausdruck (8) die einfache Beziehung:

q = TiN/N_R.

Wie schon festgestellt, wurde hier von stark vereinfachenden Annahmen ausgegangen, die von den tatsächlichen Verhältnissen noch erheblich abweichen. Die Berücksichtigung einiger anderer Faktoren außer 2 könnte so zu besseren Annäherungen führen, um den Anteil der durch Koinzidenz verursachten Impulse abschätzen zu können. Legt man sich insofern nicht wie vorstehend auf einen bestimmten Zahlenfaktor 2 fest, sondern geht ganz allgemein von einem Faktor u aus, der die Vergrößerung der Impulsamplituden infolge Koinzidenz repräsentiert, dann erhält man für den Ausdruck (8), wenn man gleichzeitig den Strom i durch das Verhältnis Spannung e zu Widerstand R ausdrückt, g= ue/R-T/N_R-N_c+e/R-T/N_R-{N_R-N_c).

(10)

Danach setzt sich die gesamte während der Meßperiode T übertragene Ladungsmenge wiederum aus einem Anteil, der von den Koinzidenzimpulsen verursacht wird, sowie einem weiteren, auf die Einzelimpulse zurückgehenden Anteil zusammen. Jeder dieser beiden Anteile hängt von der Intensität der

19 20

einzelnen Impulse ab. Der von den Koinzidenz- Damit daraus in der gewünschten Weise gerade

impulsen hervorgerufene Anteil ist dabei «-mal der ,_

Teilbetrag einer einzelnen Durchschnittsgröße mal Q ~ ^e'^R

der Durchschnittsdauer eines Niveaus mal der An- wird, muß, wie sich durch Umstellung der Bezie-

zahl der Häufigkeit des Auftretens solcher Impulse. 5 hung (14) ergibt, gelten

Der auf die Einzelimpulse zurückgehende Anteil ist _

dagegen gleich dem Teilbetrag einer einzelnen ^t<= ~ *-" ~~ 1) · v¹⁵)

Durchschnittsgröße mal der Durchschnittsdauer eines Das heißt aber, daß die Dauer, während derer

Niveaus mal der Differenz zwischen Rohzählung und durch Belastung des Signals Ladung, vernichtet wer-

Koinzidenzhäufigkeit. io den muß, für jeden Impuls proportional der Kon-

Der Ausdruck (10) läßt sich weiter vereinfachen zu stanten (u — 1) ist, also dem Betrag proportional ist,

_ zu τ π j_ ν μ ι im (λλ\ ^um ^^{en e}'ⁿ durchschnittlicher Koinzidenzimpuls

q- elK-l -[i + KN^u- i)\, UlJ _einen Einzelimpuls übersteigt. Damit liegt eine

worin K eine Konstante ist, die sich auf statistischem lineare Gleichung vor, so daß die Dauer der Ladung Wege durch Untersuchungsreihen für einen bestimm- 15 praktisch auf einfache Weise, etwa durch Einstellung ten Meßwandlertyp bestimmen läßt, wobei hinsieht- eines Potentiometers in einem Zeitgeberkreis, festlich des Meßwandlers wieder vorwiegend an ein gelegt werden kann.

Gerät zur Untersuchung von Partikeln gemäß Fig. 4 Was den Betrag der Belastung bzw. deren progedacht ist. In diesem Fall ist die Konstante auch zentualen Anteil an der Gesamtladungsmenge antatsächlich durch einen bekannten Ausdruck 20 geht, so kann aus den oben angestellten Überlegungen

, . darüber ebenfalls Aufschluß erhalten werden, und

t _c — KN_R (Iz) j_{n an s}j_{cn etwas} grober, aber im Prinzip den Verdefiniert, worin F,. ein der Rohzählung proportionaler hältnissen sehr gut gerecht werdender Annäherung Korrekturfaktor ist. Der Ausdruck (12) wird bei der läßt sich sagen

Untersuchung von Partikeln benutzt, um den Einfluß _{a5 Gesamte} prozentuale Belastung = N_RK(u - 1) · 100.

der Koinzidenz auf das Meßergebnis berücksichtigen n&\

und das Ergebnis selbst entsprechend korrigieren zu ' '

können. Das Wesentliche dieser abgeleiteten Beziehung ist

Der Ausdruck (11) wurde dadurch erhalten, daß darin zu sehen, daß danach die prozentuale Belastung

für N_c aus dem Verhältnis des tatsächlichen Zahl- 30 der Rohzählung N_R proportional ist. Der Wert K

wertes N zu den anderen Werten ein neuer Wert ab- stellt auch hier wieder eine Konstante dar, die von

geleitet wurde. Es ist den Besonderheiten des Meßwertwandlers abhängt

_ . . und für den jeweiligen Anwendungsfall bekannt ist.

^N — y.¹ + ^tc)^R' Der Ausdruck (u — 1) entspricht dem Betrag, um

außerdem gilt aber auch N = N_R + N_c, so daß sich 35 den der durchschnittliche Koinzidenzimpuls einen

für N_c ergibt Einzelimpuls übersteigt, und entspricht einer festen

_ , ■. . Zahl. Da dies einem Prozentsatz gleichkommt, so

^Nc ~~ ^K κ" · (*■^ό) stellt ganz offensichtlich auch der in einem Signal-

Bei Einsatz dieses Ausdruckes in (10) ergibt sich abschnitt vernichtete Ladungsanteil einen bestimmten

die Beziehung (11). 40 festen Prozentsatz des von einem Impuls gelieferten

Gemäß der Beziehung (11) setzt sich die während Ladungsbeitrags dar.

einer bestimmten Meßzeit oder einer bestimmten Die Belastung des Gesamtsignals stellt also einen

Zeiteinheit übertragene Gesamtladung nunmehr aus festen Prozentsatz dieses Signals dar, und jeder einem

einem die tatsächlichen Verhältnisse repräsentieren- Impuls entsprechende Ladungsbeitrag kann so um

den, richtigen Anteil und einem Fehleranteil 45 einen festen Prozentsatz verringert werden, so daß

/i\ ^s^^{cn au}^ diese Weise eine Kompensation der durch KN _R {u — I) Koinzidenz hervorgerufenen Beeinflussungen des Sizusammen, wobei der Fehleranteil durch die koinzi- gnals erzielen läßt. Da die vernichtete Ladungsmenge dent auftretenden Impulse und durch infolge der der Rohzählung N_R proportional ist, kann von jedem Koinzidenz aufgetretenen Zählverlust bestimmt ist. 50 durch einen Impuls bedingten Ladungszuwachs Eine Kompensation durch Koinzidenz entstandener wieder eine bestimmte Ladungsmenge abgezogen Fehler muß sich also dadurch erreichen lassen, daß werden. Die Bestimmung des tatsächlichen Prozentein dem Fehleranteil entsprechender Betrag aus dem satzes kann unter Zugrundelegung der Konstanten K Signal herausgetrennt wird. und durch Variation der Schaltkreiskonstanten einWenn demnach eine bestimmte Ladungsmenge 55 gestellt werden, bis Änderungen in der Konzentration

der die Partikeln tragenden Suspension nur noch

q_c = elR · t_c einen geringen oder gar keinen Einfluß auf die von

der Meßanordnung ermittelten Durchschnittsampli-

pro Impuls vernichtet wird, wobei t_c der Dauer ent- tuden ausüben.

spricht, während der Ladung vernichtet wird, dann 60 Die Ableitung oder Vernichtung von Ladung

werden während einer bestimmten Zeit T somit N_R kann, wie sich aus dem bisher Gesagten ergibt, auf

derartige Ladungsanteile bzw. insgesamt eine La- verschiedene Weise erfolgen. Bei der voraus-

dungsmenge N_R · e/R · t_c Coulombs vernichtet. Die geschickten Betrachtung wurde z. B. angenommen,

verbleibende Ladungsmenge ist dann daß der Strom für eine bestimmte Dauer jedes Signal-

65 abschnittes aus dem Signal bis herab zur Grundlinie

q' — JL . j μ 4. KN_R(u — I)] -iV» · e/R ■ t_c. herausgeschnitten wurde, so daß die Amplitude des

R ^c herausgeschnittenen Teiles den Amplituden der be-

(14) troffenen Impulsteile jeweils proportional war. Statt

dessen könnten aus dem Signal auch Teile herausgeschnitten werden, die nicht unbedingt vom Scheitel des Impulses zu dessen Grundlinie reichen müssen und deren Beträge auch nicht unbedingt bei jedem Impuls dieselben sein müssen. Gemäß einem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde eine fortlaufende Reduzierung des Signais z. B. dadurch vorgenommen, daß zunächst ein von der perfekten Form, wie sie etwa in F i g. 3 a gezeigt ist, etwas abweichendes Histogramm erzeugt ιό wurde, wobei die Abweichungen dem rewünschten Ladungsverlust entsprechen und wobei allerdings zusätzlich noch Ladungsanteile herausgeschnitten wurden, um deren Bedingung zu genügen, daß eine Änderung der Konzentration nur zu vernachlässigbaren Änderungen des vom Ausgang der Meßeinrichtung gelieferten Meßwertes führen soll.

In F i g. 8 ist ein Blockschaltbild einer praktischen Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergegeben, mit deren Hilfe das histogrammartige Signal zusätzlich belastet werden und so der Einfluß der Koinzidenz entsprechend den vorausgegangenen Überlegungen kompensiert werden kann. Der hauptsächliche Unterschied zwischen dieser Vorrichtung und der gemäß den F i g. 2, 5 besteht daher darin, daß hier eine besondere Belastungsstufe 200 vorgesehen ist, die, von dem Univibrator 156 gesteuert, das Ausgangssignal des Verstärkers 150 für einen Bruchteil jedes Signalabschnittes belastet. Die so erhaltenen Signalabschnitte werden in der Integrierstufe 202 über das »Und«-Tor 204 gespeichert, wobei das Tor 204 seinerseits durch ein Startsignal über einen Steuerkreis 206 und einen Zeitgeber 208 gesteuert ist. Die Auslösung des Startsignals wird dabei im Regelfall durch die Arbeitsweise des Meßwandlers 130 beeinflußt. Die Integrierstufe 202 speichert während einer vorgegebenen Zeit eingespeiste Ladung und gibt die aufgespeicherte Ladungsmenge dann an das Meßinstrument 126 ab. Nach Abschluß einer Messung kann die Integrierstufe 202 von Hand über eine Leitung 210 entladen und damit wieder für einen neuen Meßvorgang vorbereitet werden.

Ein Vergleich der Blockschaltbilder gemäß den Fig. 2 und 5 einerseits und gemäß der Fig. 8 andererseits zeigt, daß beide Anordnungen weitgehend gleichartig aufgebaut sind, daß sie sich aber nicht nur hinsichtlich der Belastungsstufe 200 unterscheiden. So fehlt der Anordnung nach F i g. 8 ein elektronischer Schalter 100 (Fig. 2) bzw. 142 (F i g. 5), mit dessen Hilfe das Niveau des Ausgangssignals in der nachgeschalteten Gedächtnisstufe festgehalten werden könnte. Dementsprechend kann die Spannung am Ausgang des Zwischenverstärkers 150 absinken, bevor ein neuer Impuls eintrifft, so daß das Histogramm dieser Anordnung tatsächlich pro Impuls einen bestimmten Ladungsanteil verliert, gleichzeitig allerdings an anderer Stelle bezüglich bestimmter Impulse wieder um eine bestimmte Menge anwächst, wobei die Verluste aber größer als die Gewinne sind. Somit läßt sich in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise der Einfluß der Koinzidenz jedenfalls in einer groben Annäherung kompensieren. Da der Betrag der Ladungsmenge, der, abgesehen von dem Verlust infolge der Abweichung des Histogramms von der idealen Form, zusätzlich durch die Belastungsstufe herausgetrennt wird, den Verlauf des mit dem Schaltungsaufbau nach F i g. 8 gewonnenen Histogramms weiter mitbestimmt, wird die Erklärung zunächst an Hand der Schaltung nach F i g. 9 vorgenommen, der eine Belastungsstufe 200 fehlt. Wie schon in Fig. 8, so fehlt auch bei der Anordnung der F i g. 9 ein elektronischer Schalter.

Mit Fig. 10 ist wiederum eine Impulsfolge 71, 72, 73 gezeigt, die den Impulsfolgen der F i g. 3 und 6 im wesentlichen identisch ist, so daß sich die Verhältnisse gut vergleichen lassen. An Hand dieser Impulsfolge soll die Funktionsweise der Anordnung nach F i g. 9 erklärt werden. Zu Beginn der vorliegenden Betrachtung befindet sich die Spannung am Ausgang 118 der Gedächtnisstufe 144 wieder auf einem Niveau L₁, das dem Scheitelwert eines vorangegangenen Impulses entspricht. Dieses Niveau L₁ bleibt erhalten, bis der Impuls 71 erscheint. Sobald dieser Impuls 71 die von der Begrenzerstufe 87 vorgegebene untere Grenzspannung v_th überschreitet, erzeugt die Vorderflanke des von der Stufe 87 abgegebenen Signals 90' in Verbindung mit dem Vorderflankendetektor 93 einen scharfen Schaltimpuls 108', der über den Kanal 108 den Kurzschließkreis 110 anstößt und somit eine kurzzeitige Entladung des Kondensators der Gedächtnisstufe 144 über die Verbindung 112 veranlaßt. Das Niveau L₁ fällt dementsprechend gemäß der vertikalen Linie R₁ ab. Von da ab passiert der Impuls 71 die Gedächtnisstufe 144 entsprechend seinem ursprünglichen Verlauf und tritt in dieser Form dementsprechend auch am Ausgang 118 der Gedächtnisstufe, 144 auf, bis er seinen Scheitelwert erreicht hat. In diesem Augenblick hält die Gedächtnisstufe 144 das erreichte neue Ladungsniveau L, fest, während der Impuls 71 wieder abklingt. Wenn später der nächste Impuls 72 einzieht, wird wieder ein Schaltimpuls 108' erzeugt und die Gedächtnisstufe 144 entladen, so daß das Niveau L., längs der Linie R₀ absinkt, worauf der Impuls 72 die Gedächtnisstufe von neuem auflädt. So kommt es zur Entstehung des neuen Niveaus L₃ und ähnlich zur Entstehung der Linien R₃ und des Niveaus L₄.

Das so erhaltene Signal 218 der Fig. 10, das als modifiziertes Histogramm angesehen werden kann, weist bereits gewisse Verlustzonen auf, wenn man seine Form mit derjenigen des idealen Signals 18 der F i g. 3 a vergleicht. Diese Verlustzonen sind mit 221, 223 und 224 bezeichnet und in einer Richtung schraffiert, während Gewinnzonen 222 und 225, die eine Zunahme an Ladung gegenüber dem Signal 18 der F i g. 3 a darstellen, in entgegengesetzter Richtung schraffiert sind.

Wenn die Flächen der Verlust- und der Gewinnzonen jeweils gleich groß wären, so wäre das Histogramm 218 dem Histogramm 18 praktisch gleichwertig. Die Flächen der Verlustzonen sind jedoch größer als die Flächen der Gewinnzonen, was im Hinblick auf das Problem der Koinzidenzkompensation als ein besonderer Vorteil des modifizierten Histogramms 218 anzusehen ist, weil auf diese Weise nämlich bereits durch die Grundschaltung eine Kompensation für Koinzidenzfälle erfolgt, die, wie in den oben aufgestellten Beziehungen gefordert, eine Funktion der Rohzählung N_R ist. Es ist dann verhältnismäßig einfach, den pro Auftreten eines Impulses herausgetrennten Anteil so einzustellen, daß er einen jeweils bestimmten Prozentsatz der einzelnen Impulse darstellt und das Signal gerade wieder um den Koinzidenzanteil verringert. Man braucht nur eine entsprechende Belastungseinrichtung vorzusehen, die eine Belastung in der Größenordnung des Koinzidenz-

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anteils ermöglicht, und dann die prozentuale BeIa- auf den Kreis 110 ebenfalls nur die Anstiegsflanken stung mittels dieser Einrichtung und die Dauer, wäh- des Impulses 90' einwirken können. rend der die Belastungseinrichtung jeweils wirksam Die Gedächtnisstufe 144 weist einen Ladekreis mit sein soll, so einzustellen, daß der gewünschte Wert einem Kondensator C auf, der, nachdem er einmal der Durchschnittsamplitude erreicht wird. Sofern es 5 auf ein bestimmtes Potential aufgeladen wurde, diesich um die Untersuchung von Partikeln handelt, ses Potential infolge der Diodenanordnung D., die kann diese Einstellung an Hand von Änderungen der mit einem hohen positiven Potential verbunden ist, Konzentration der Suspension geprüft werden, um festhält. Bei Betätigung liefert der Kurzschließkreis Richtigkeit und Genauigkeit der Einstellung zu ge- 110 an seinem Ausgang 112 einen scharfen Schaltwährleisten, ίο impuls ähnlich dem Impuls 108' der F i g. 10, der

Eine praktisch ausgeführte Einrichtung für die den Kondensator C sich bis auf das bei 136 gerade Lieferung der gewünschten Anzeige war vor allem anstehende Potential des Eingangssignals entladen darauf abgestellt worden, das mittlere Zellenvolumen läßt, wobei lediglich noch die dem Spannungsabfall (MCV) roter Blutkörperchen zu bestimmen, auf das an der Diodenkette D. entsprechende Differenz hinschon eingangs Bezug genommen worden war. Bei 15 zuzurechnen ist. Nach Verschwinden des Schaltdieser Art Untersuchung sind die interessierenden impulses am Ausgang des Kurzschließkreises 110 Werte in den meisten Fällen einander sehr ähnlich. lädt die Gedächtnisstufe 144 sich entsprechend dem Bei dem genannten praktischen Ausführungsbeispiel weiteren Anstieg des Meßimpulses auf und beauflagen die Amplituden am Ausgang des Hauptverstär- schlagt den Eingang 118 des Zwischenverstärkers kers in der Größenordnung von 10 V; die zwischen 20 150 mit dem'Wert ihrer jeweiligen Aufladung, zwei Impulsen einer gewöhnlichen Lösung mit einem Der Zwischenverstärker 150 der Fig. 11 weist an Konzentrationsverhältnis von 1:50 000 vergehende seinem Eingang einen sogenannten Feldeffekt-Zeit betrug etwa 250 Mikrosekunden, während die transistor TR₈ auf, der sich wegen seines hohen EinDauer der Impulse in der Größenordnung von 30 Mi- gangswiderstandes besonders dazu eignet, eine Bekrosekunden lag und im wesentlichen als konstant 25 lastung der Gedächtnisstufe 144 durch den Zwischenbleibend angesehen werden konnte. Die von den Uni- verstärker 150 zu verhindern. Der Transistor TR₈ vibratoren gelieferten Impulse waren dabei auf eine selbst ist in einer Source-Folger-Schaltung ange-Dauer von weniger als 2 oder 3 Mikrosekunden ein- schlossen. Die weiteren Transistoren des Zwischengestellt, die somit weit unterhalb der Dauer der ein- Verstärkers 150 bewirken eine Phasenumkehr mit zelnen Impulse blieb. 30 Rückkopplung, wobei der Ausgang 84 eine Emitter-

Fig. 11 zeigt eine elektronische Schaltung, die die folgerschaltung ist.

maßgeblichen Komponenten der Anordnung nach Am Ausgang 84 anstehende Spannung beauf-F i g. 8 enthält, jedoch in einigen Einzelheiten davon schlagt den Tiefpaß 124 und wirkt von da auf das abweicht. Soweit sinnvoll, wurden für die Kennzeich- »Und«-Tor 204, das im vorliegenden Fall von einem nung der Komponenten der Fig. 11 jedoch diesel- 35 einfachen Schalter gebildet wird, der von einem geben Bezugszeichen gewählt wie in den vorhergehen- eigneten Relais des Zeitgebers 208 geschlossen werden Figuren. Im einzelnen ist der Ausgang des Meß- den kann. Wie in Fig. 8 wird der Zeitgeber 208 von wertwandlers 130 wieder auf den Eingang des Haupt- einem Steuerkreis 206 betätigt, so daß der Schalter Verstärkers 134 geschaltet. An den Hauptverstärker des »Und«-Tors 204 nur während einer vorbestimm-134 schließt sich zunächst ein weiterer Zwischen- 40 ten Zeit geschlossen ist. Auch hier wird die Ausverstärker 260 an, der eine unzulässige Belastung des gangsspannung des »Und«-Tors 204 wieder in der Verstärkers 134-verhindert. Die Eingangsspannung Integratorstufe 202 gespeichert und treibt dann das bei 261 kann beispielsweise 15 V betragen. Der Tran- Servosystenr265 an, das seinerseits die mechanische sistor TR₃ ebenso wie die anderen in der Schaltung Anzeigescheibe 267 gegenüber einem Fensterausverwendeten Transistoren sind bekannter Bauart. Da 45 schnitt verdreht.

die Werte der Widerstände und Kondensatoren im Um nun das Signal des Zwischenverstärkers 150 einzelnen nicht angegeben sind, sind die Transistoren belasten zu können, wird mittels der am Ausgang 96 in Fig. 11 mit ihren Typenbezeichnungen versehen des Anstiegsflankendetektors93 auftretenden Schaltworden, an Hand derer der hier in Frage kommende impulse der Univibrator 156 angestoßen, der einen Durchschnittsfachmann sich die geeigneten Werte für 50 schmalen Impuls genau definierter Breite auf den die Bauelemente herleiten kann. Eingang 102 der Belastungsstufe 200 gibt. Hinsicht-

Der Punkt 136 entspricht dem Punkt 136 der lieh der Belastungsstufe 200 kommt es darauf an,

Fig. 8 und stellt den Eingang zu der Gedächtnis- daß der davon abgegebene Belastungsimpuls sowohl

stufe 144 sowie zu der Begrenzerstufe 87 dar. Wenn scharf ausgebildet ist als auch weit genug ausschlägt,

von einem auf die Stufe 87 einwirkenden Meßimpuls 55 um die in der Belastungsstufe vorhandene Diode

das Grenzspannungsniveau ν_(Λ (Fig. 10) überschrit- entweder in der Sättigung oder aber im gesperrten

ten wird, tritt am Ausgang der Stufe 87 zwangläufig Zustand zu halten. Bei negativem Signal am Aus-

der Rechteckimpuls 90' auf (Fig. 10). Während die gang 84 muß der Ausschlag des Belastungsimpulses

Anordnung der Fig. 8 nur einen einzelnen An- ausreichen, um die Diode zu sperren, so daß die

stiegsfiankendetektor 93 zeigt, um einmal den Uni- 60 Belastung genau in der gewünschten Weise statt-

vibrator 156 anzustoßen und andererseits den Kurz- findet. Der Widerstand R₅ bestimmt das Maß der

schließkreis 110 zu betätigen, weist die Schaltung Belastung und läßt sich entsprechend einstellen,

nach Fig. 11 zwei Anstiegsflankendetektoren auf. Wenn die richtige Einstellung gefunden wurde, bei

Der mit 93 bezeichnete, als Anstiegsflankendetektor der die Kompensation der Koinzidenzeinflüsse gerade

wirkende Block sorgt dafür, daß nur die Anstiegs- 65 im erforderlichen Maße stattfindet, kann der Wider-

fianken des Impulses 90' über den Kanal 96 zu dem stand in dieser Einstellung fixiert werden. In Fig. 11

Univibrator 156 gelangen können, während der Ein- ist der Ausgang 212 der Belastungsstufe 200 gerade

gang des Kurzschließkreises 110 so ausgelegt ist, daß vor der »Und«-Stufe angeschlossen, statt dessen

könnte er jedoch etwa mit dem Eingang der Integratorstufe 202 oder auch mit dem Zwischenverstärker 150 gekoppelt sein.

In der Anordnung nach Fig. 11, ebenso wie bei den anderen vorbeschriebenen Ausführungen der Erfindung, besteht der Grundgedanke, eine Verringerung der Ladung des histogrammartigen Signals zu erreichen, demnach darin, daß das Signal jedesmal in demselben Rhythmus belastet wird, mit dem die Impulse am Eingang der Anordnung auftauchen. Das bedeutet aber, daß die Belastung proportional zu der Rohzählung N_R erfolgt, die insofern direkt Impulsbelastung genannt werden kann. Wie weiter oben ausgeführt, stellt der Prozentsatz der für die Kompensation der Koinzidenz erforderlichen Belastung einen konstanten Wert dar, was den Aufbau einer Anordnung, die- sich für die gewünschte Belastung eignet, sehr einfach macht, wie ja schon gezeigt wurde (F i g. 10), daß zumindest eine teilweise Koinzidenzkompensation sich allein durch Erzeugung des modifizierten Histogramms 218 an Stelle des idealen Histogramms"18 erzielen läßt.

Claims (23)

. . Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung des Mittelwertes einer Vielzahl zeitlich mit Abstand aufeinanderfolgender physikalischer Größen mittels Umformung in entsprechende elektrische Meßimpulse, deren -Amplituden jeweils denr Betrag der sie auslösenden physikalischen Größen proportional sind und deren zeitlicher Abstand jeweils dem zeitlichen Abstand entspricht, in dem die physikalischen Größen aufeinanderfolgend

'". auftreten, dergestalt, daß die Meßimpulse in ein monopolares, histogrammartig verlaufendes Signal mit den einzelnen Meßimpulsen entsprechenden Signalabschnitten umgewandelt werden, deren Niveaus jeweils den Amplituden der den Signal-

- abschnitt' verursachenden Impulse proportional sind und jeweils für einen Zeitabschnitt mit dem Niveau konstant bleiben, dessen Dauer gleich der Zeit ist, die zwischen dem Auftreten des auslösenden Meßimpulses und dem Auftreten eines folgenden Meßimpulses vergeht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten physikalischen Größen .'Partikeln in einer Suspension sind, die eine elektrische Abtastzone durchlaufen und die genannten Meßimpulse erzeugen, und daß die mittlere" Amplitude von Signalabschnitten (Z₁-Jf₀.. .-Vi_n-1), welche die Gesamtzeit (T_n) bilden, bestimmt wird, so daß am Ende des Meßvorganges ein praktisch'konstanter Durchschnittswert (12) der Meßgröße erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signalabschnitte unmittelbar aneinander anschließend gebildet werden. .

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signalabschnitte mit zwischen ihren Bereichen konstant bleibender Niveaus (L₁, L.,. . .) liegenden zeitlichen Intervallen (221, 222", 223, 224, 225) aneinander angeschlossen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,'¹ daß die Intervalle (221, 222, 223, 224, 225) jeweils in Abhängigkeit vom Auftreten eines Meßimpulses (71, 72, 73) mittels des Anfangsbereichs der Anstiegsflanke des Meßimpulses (71, 72, 73) ausgelöst werden und bis zum Erreichen des Scheitelwertes des Meßimpulses (71, 72, 73) andauern (Fig. 10).

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalle in Abhängigkeit von der Häufigkeit, mit der die zu untersuchenden Größen zeitlich koinzident auftreten, gewählt und damit in ein bestimmtes prozentuales Verhältnis zu dem Gesamtwert des monopolaren Signals (218) gebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuer Signalabschnitt durch Erreichen des Scheitelwertes eines Meßimpulses (71, 72, 73) ausgelöst wird (F i g. 6). '

7. Verfahren nach Anspruch 1 .bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein' neuer Signalabschnitt durch das Abklingen eines Meßimpulses (71, 72, 73) mittels dessen Hinterflanke ausgelöst wird

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßimpulse (P₁,.' P₂...; 71, 72...) durch in .einer elektrolytischen Suspension enthaltene Partikeln erzeugt werden, .die durch eine Durchtrittsöffnung (30). .hindurchgeleitet werden, die zwischen zwei Meßelektröden (32, 34) einer zur Erfassung ,von Widerständsänderungen, die die Partikeln beim Passieren der Durchtrittsöffnung (30) hervorrufen,.geeigneten Meßstrecke angeordnet ist. ' ' · '

9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach. Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einen zur Erzeugung von den zu untersuchenden Größen entsprechenden elektrischen Meßimpulsen (P₁, P₂...; 7I₁72 .....) dienenden Meßwertwandler (22; 130) eine zum Festhalten einer bestimmten elektrischen Ladung auf einem der Amplitude .der Meßimpulse (71, 72 . . .) entsprechenden Niveau (L₁, L₂...) geeignete Gedächtnisstufe (78, 114; 144) angeschlossen ist und: daß eine.elektrische Schalteinrichtung (94, 110, 100; 156, 142) zur Änderung des Niveaus (L_n) der Ladung der Gedächtnisstufe (78, 114; 144) in Abhängigkeit eines

. neuen Meßimpulses (71, 72—) auf ein neues Niveau (L_{n +} j), das der Amplitude (v„) des neuen Impulses proportional ist, mit ihrern Eingang an den Ausgang des Meßwertwandlers (22; 130) und

:; mit ihrem Ausgang an den Eingang der Gedächtnisstufe (78, 114; 144) angeschlossen und der Ausgang der Gedächtnisstufe (114; 144) an den Eingang einer geeigneten Anordnung zur Bildung des Mittelwertes- der von der Gedächtnisstufe (114; 144) erfaßten Ladungen angeschlossen ist (Fig. 2, 5, 8, 9).

10. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der elektrischen Schalteinrichtung (94, 110, 100;. 156, 142) · zwischen den Ausgang des Meßwertwandlers (130) und den Eingang der Schalteinrichtung (94, 110, 100; 156, 142) eine auf einen vorzugsweise am Ende der Hinterflanke eines Meßimpulses (71, 72 . . .) liegenden Zeitwert des Meßimpulses ansprechende piskriminatorstufe (87, 92) geschaltet ist (Fig. 2, 3).

11. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Schalteinrichtung (94, 110, 100; 156, 142) zwischen

den Ausgang des Meßwertwandlers (130) und den Eingang der Schalteinrichtung (94, 110, 100; 156, 142) eine auf den Scheitelwert eines Meßimpulses (71, 72 . ..) ansprechende Diskriminatorstufe (160) geschaltet ist (F i g. 5, 6).

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der elektrischen Schalteinrichtung (94, 110, 100; 156, 142) zwischen den Ausgang des Meßwertwandlers (130) und den Eingang der Schalteinrichtung (94, 110, ICO; 156, 142) eine auf einen vorzugsweise in Nähe der Null-Linie (10) liegenden Zeitwert der Anstiegsflanke eines Meßimpulses (71, 72) ansprechende Diskriminatorstufe (87, 92) geschaltet ist (Fig. 8, 9, 10).

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Mittelwertbildung ein Drehspulinstrument (126) ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Mittelwertbildung eine mit der Gedächtnisstufe (144) verbundene Integratorstufe (202) sowie eine elektrische Schaltanordnung (206, 204) mit einem Zeitgeber (208) für das Anschließen der Integratorstufe (202) an die Gedächtnisstufe (144) während einer durch den Zeitgeber (208) vorbestimmten Zeit sowie eine Einrichtung für die Ermittlung und Anzeige der während der vorbestimmten Zeit in der Integratorstufe (202) gespeicherten Ladungsmenge aufweist (Fig. 8).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Ladungsmenge der Integratorstufe (202) an diese eine Servoeinrichtung (265) mit einer beweglichen Skalenscheibe (267) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (22; 130) ein Gerät zur Untersuchung von Partikeln ist, bei dem ein erster Behälter (28) mit einem zweiten Behälter (24) über eine Durchtrittsöffnung (30) in Verbindung steht und bei dem beiderseits der Durchtrittsöffnung (30) Meßelektroden (32, 34) einer zur Erfassung von Änderungen der Leitfähigkeit einer Suspension mit den Partikeln, die infolge Passierens von Partikeln durch die Durchtritts-Öffnung (30) auftreten, geeigneten elektrischen Meßstrecke angeordnet sind (Fig. 4).

17. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine von den Meßimpulsen (71, 72 . . .) gesteuerte zweite elektrische Schalteinrichtung zur Verringerung des Mittelwertes des histogrammartigen Signals (18; 218) um einen Betrag, der der Vergrößerung der Amplituden einzelner Meßimpulse infolge Koinzidenz entspricht, auf den Eingang der Anordnung zur Mittelwertbildung (126, 202, 203, 265, 267) schaltbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung eine Belastungsstufe (200) sowie eine Schaltstufe (156) für das Anschalten der Belastungsstufe (200) an den Eingang der Anordnung zur Mittelwertbildung (126, 202, 208, 265, 267) im Rhythmus der vom Meßwertwandler (130) gelieferten Impulse (71, 72...) und während innerhalb eines Impulsintervalls liegender Zeitintervalle aufweist (F i g. 8).

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsstufe (200) auf gewünschte Belastungswerte einstellbar ist, die je nach der Häufigkeit zu erwartender Koinzidenzfälle und in Abhängigkeit von den jeweiligen Meßverhältnissen und von dem Meßwertwandler (22; 130) in einem bestimmten prozentualen Verhältnis zu der Höhe der Niveaus (L₁, L₂...) stehen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsstufe (200) einen mittels eines Transistors (TV₁₃) schaltbaren Widerstand (R₅) aufweist (Fig. 11).

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (i?₅) veränderlich ist (Fig. 11).

22. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gedächtnisstufe (78) an die Gedächtnisstufe (114) über einen normalerweise unterbrochenen Verbindungskanal (84, 116) angeschlossen ist, über den im nicht unterbrochenen Zustand die Gedächtnisstufe (78) ihre Ladung auf die Gedächtnisstufe (114) überträgt und daß eine zweite, von den Meßimpulsen (71, 72 ...) gesteuerte Schaltstufe (100) zur vorübergehenden Schließung des Verbindungskanals (84, 116) in Abhängigkeit von einer bestimmten, jeweils gleichen Höhe oder dem Scheitelort der Meßimpulse (71, 72 ...) und nur zumindest teilweisen Entladung der Gedächtnisstufe (78) vorgesehen ist (Fig. 2).

23. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gedächtnisstufe (144) über einen ständig leitenden Verbindungskanal (136) an den Ausgang des Meßwertwandlers (130) angeschlossen ist und daß eine von den Anstiegsflanken der einzelnen Meßimpulse (71, 72, 73) gesteuerte Schalteinrichtung (87, 92, 110) zur sofortigen Entladung der Gedächtnisstufe (144) auf einen im wesentlichen entladenen Zustand vorgesehen ist (F i g. 8).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen