DE1673279C3 - Einrichtung zur Größenbestimmung und Zählung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen - Google Patents

Description

Es ist seit langem bekannt, zur Ermittlung von in einer Suspension aufgeschwemmten Teilchen, z. B. von Kohleteilchen oder metallischen Abtriebsteilchen in Motorenöl, diese Suspension ein elektrisches Feld passieren zu lassen. Diese Anordnung weist in einem Rohr aus Isolierstoff zwei Elektroden in Form von zwei Stiften auf, die sich gegenüberliegen und in das Rohr hineinragen. Die Elektroden sind in ihrem Abstand verstellbar angeordnet, und an ihnen liegt eine elektrische Spannung. Durch die Verstellbarkeit der Elektroden kann die Einrichtung auf die Größe der zu ermittelten Teilchen eingestellt werden.

Diese Anordnung ist auch bereits derart modifiziert worden, daß an Stelle eines Stiftes eine plattenförmige Elektrode Anwendung fand, während der zweite Stift in einem Isolierkörper eingebracht wurde, der nur die Spitze des Stiftes unbedeckt läßt, damit nur diese mit der Suspension in Berührung kommt.

Ferner ist eine Anordnung zur Erzeugung von Spannungsimpulsen bekannt, bei der ein kleines, mit einer

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Durchbrechung versehenes, aus Isolierstoff bestehendes Gefäß in einem größeren Gefäß angeordnet ist. Beide Gefäße sind mit einem Elektrolyten gefüllt und nehmen je eine Elektrode auf. die an Gleichspannung gelegt ist. Ist der Querschnitt der Durchbrechung in dem kleinen Gefäß mit dem zwischen den Elektroden fließenden Strom richtig abgestimmt, so tritt in der Durchbrechung infolge der dort herrschenden hohen Stromdichte eine solche Erwärmung auf, daß der Elektrolyt verdampft. Die in der Öffnung entstehenden Gasblasen unterbrechen den Stromkreis und damit entsteht an einem im Stromkreis geschalteten Transformator bzw. an einer eingeschalteten Induktivität bei jeder Blasenbildung ein Spannungsimpuls. Diese Anordnung geht auch derart abzuwandeln, daß der Elektrolyt unter dem Einfluß eines Druckunterschiedes in den Gefäßen durch die Durchbrechung in dem kleinen Gefäß gedrückt wird. Sind in dem Elektrolyten nichtlösliche isolierende Stoffe aufgeschwemmt worden, so entsteht immer dann, wenn ein isolierendes Teilchen die Durchbrechung passiert, ein Spannungsimpuls.

Eine solche Anordnung ist auch schon zur Ermittlung und Zählung von Teilchen ausgenutzt worden. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die in der Suspension aufgeschwemmten Teilchen dieser Einrichtung in einer derartigen Verdünnung angeboten werden, daß die Teilchen einzeln die Meßstrecke passieren. Auch bei dieser Anordnung läßt sich, wie bei der Anordnung von zwei sich gegenüberliegenden Elektroden aus der Größe des Spannungsimpulses auf das Volumen des Teilchens schließen. Diese Anordnung hat gegenüber der Anordnung von zwei sich gegenüberstehenden Stiften in einem Rohrsystem den Vorteil, daß die Meßstrecke leichter und genauer herstellbar ist und im Be trieb ohne größere Störungen arbeiten kann. Allerdings muß dafür gesorgt werden, daß die Durchbrechung in dem kleinen Gefäß, weiche die Meßstrecke darstellt, weder durch chemische Einflüsse, z. B. durch den Elektrolyten noch durch mechanische Einflüsse, z. B. durch die in einer Suspension aufgeschwemmten und zu zählenden Schleifkörner oder bei der Reinigung eine Veränderung erfährt. Deshalb ersetzte man die in einem Isoliergefäß eingesetzten, mit einer Bohrung versehenen Glasscheiben, die die Meßstrecke bildeten, durch gebohlte Edelsteine, die mit dem Isoliergefäß, das meist aus Glas besteht, verklebt oder verschmolzen werden. Auch ist es bekannt, zur Verwirklichung von Meßstrecken mit definierten Maßen die aus der Feinwerkstechnik bekannten Lagersteine, sogenannte Uhrensteine, als Meßstrecken zu verwenden. Ferner bieten sich für Meßstrecken Diamantziehsteine an. wie sie bei der Drahtherstellung Verwendung finden, die in jüngerer Zeit besonders wirtschaftlich mittels Laserstrahlen gebohrt werden.

Bei der beschriebenen Meßstrecke, wo das elektrische Feld im rechten Winkel zur Strömungsrichtung der Suspension verläuft, ist von Nachteil, daß die Elektroden in den Strömungskanal hineinragen und daß bei Berücksichtigung der Abmessungen einer solchen Anordnung für die Zählung von Partikeln in der Größenordnung von einigen μ zu befürchten ist, daß die Meßstrecke verstopft. Natürlich sind die Elektroden dort auch besonders dem Abrieb sowie sonstiger mechanischer Beschädigungen ausgesetzt. Dagegen ist hinsichtlich der Meßstrecke, die aus einer kleinen Durchbrechung besteht und die zwei Flüssigkeitsgefäße verbindet und wo das elektrische Feld durch diese Durchbrechung hindurchgreift, der Nachteil zu verzeichnen, daß

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auch die noch nicht bewertete Suspension infolge der Elektrolyse Veränderungen unterliegt, was insbesondere bei der Zählung von biologischen Objekten von Nachteil ist und die Anzahl der repetierenden Messungen bei einer Probe beschränkt. Außerdem ist das Flüssigkeitsvolumen verhältnismäßig g;oß, in welchem das Feld derart konzentriert ist, daß bei Vorhandensein von Teilchen Strom bzw. Spannungsimpulse ausgelöst wer den. Dieses Volumen macht bei dieser Anordnung andes Gefäßes 3 trägt die Meßstrecke. Diese besteht aus zwei Isolierteilen, nämlich dem Gefäß 3 und einem auf das Gefäß 3 aufgeschobenen konischen Abschlußteil 5. Zwischen diesen beiden Isolierkörpern befinden sich die Elektroden 6 und 7, die auf die Isolierstoffteile 3 und 5 aufplattiert sind. Der Anschluß für die Elektrode 7 ist durch einen durch den Rohrstutzen 4 in den Behälter 3 ragenden Platindraht 8 realisiert, der auf den Teil der Elektrode 7 aufsitzt, der den Boden des konisch ge-

gcnähert das Dreifache des effektiven Volumens der xo formten Abschlußkörpers 5 bedeckt. Dagegen wird der

Durchbrechung selbst aus. Daraus resultiert, daß die Teilchen dieser Meßstrecke in einer verhältnismäßig großen Verdünnung, bei Blut z. B. im Verhältnis von I : 50 000 angeboten werden müssen und daß trotzdem Anschluß für die Elektrode 6 mittels einer Schelle 9 bewirkt, die das Gefäß 3 umfaßt und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, während die auf dem Gefäß 3 aufgebrachte Elektrode 6 isoliert sein kann.

der Koinzidenzfehler noch nicht vernachlässigbar klein 15 Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: ist. Diese Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist Zweck Wird infolge des in dem Gefäß 3 herrschenden Un

terdruckes die Suspension 1 aus dem Becherglas 2 durch die Meßstrecke gesaugt, so passieren die in der

der Erfindung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßstrecke zu schaffen, bei der das Feld senkrecht oder nahezu senk-Suspension f aufgeschwemmten Teilchen, die eine an-

recht /ur Strömungsrichtung der Suspension verläuft ao dere elektrische Leitfähigkeit als die Trägerflüssigkeit und die gegen chemische Einflüsse und Abrieb sowie besitzen, ein elektrisches Feld, das zwischen den Elekgegen mechanische Beanspruchung weitestgchend un- troden 6 und 7 herrscht. Infolgedessen können an den empfindlich ist. Anschlüssen der Elektroden, je nachdem, ob die Span-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im nungsquelle für einen konstanten Strom oder eine kon-Kcnnzcichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale as stante Spannung ausgelegt ist, Spannungs- bzw. Stromgelöst. Dabei können diese Elektroden aus folie, z. B. impulse festgestellt werden. Die Anzahl der Stromaus Edelmetall, bestehen und lose beigefügt werden bzw. Spannungsimpulse ist ein Maß für die Anzahl der bzw. auf einen oder auf beiden Isolierkörper aufplat- Teilchen, die die Meßstrecke passiert haben, während tiert sein. Eine besonders zweckmäßige Herstellung der die Größe der Strom- bzw. Spannungsimpulse dem Vo-Elcktroden besteht darin, dieselben auf die Isolierkör- 30 lumen der die Meßstrecke passierenden Teilchen proper aufzudampfen. Zur Verbindung der die Elektroden
zwischen sich aufnehmenden Isolierkörper bzw. zur
Befestigung derselben in den die Suspension aufneh

menden Gefäßen kann man sowohl zu Klebverbindunportional ist.

F i g. 2 zeigt die Meßstrecke nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab vor dem Zusammenfügen. Der Teil des Gefäßes 3 trägt die aufplattierte Elektrode 6 und

gen greifen als auch die Isolierkörper in Glasgefäße 35 der konische Abschlußteil 5 die Elektrode 7. In beiden

einschmelzen. Die Isolierkörper, in die die Meßstrecke zweckmäßigerweise bereits vorher eingebracht ist, werden zweckmäßigerweise aus einem verschließfesten, chemisch beständigen, nicht leitenden kristallinen Material, z. B. AbOj hergestellt. Als ökonmisch besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von handelsüblichen Uhrensteinen erwiesen.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Isolierteilen ist bereits je eine Bohrung 10 eingebracht, die nach Zusammenfügen der Teile 3 und 5 die Meßstrecke bilden.

In der F i g. 3 ist ein Teil einer Teilchenzähleinrichtung gezeigt, bei der die Gefäße, die die Suspension enthalten, in nicht näher dargestellter Weise übereinandei bzw. nebeneinander angeordnet und mittels Bohrungen 10 verbunden sind. Hier ist die Meßstrecke zwischen Rohre 11 und 12 eingebaut, zwischen denen Iso-

f i g. 1 eine Einrichtung zur Teilchenzählung mit in- 45 lierplatten 13 und 14 mit den eingefügten Elektroden 15

einander angeordneten Behältern für die Suspension,

F i g. 2 als Einzelheit von F i g. 1 die Teile einer Meßstrecke vor dem Zusammenfügen,

F i g. 3 einen Teil einer Einrichtung zur Teilchenzählung, bei der die die Suspension enthaltenden Gefäße neben- bzw. übereinander angeordnet sind,

F i £. 4 eine Meßstrecke für die Einrichtung nach F i g. 3 vor dem Zusammenbau,

F i g. 5 eine Meßstrecke für eine Einrichtung nach F i g. 3 aber bereits zusammengefügt,

F i g. 6 eine Meßstrecke für eine Einrichtung, vorzugsweise nach F i g. 1 unter Verwendung von Uhrensteinen,

F i g. 7 die noch nicht verbundenen Teile einer Meßstrecke, vorzugsweise für eine Einrichtung nach F i g. 1 unter Verwendung von lasergebohrten Ziehsteinen.

In der F i g. 1 ist schematisch der Aufbau eines Teilchenzählgeräles gezeigt. Die zu untersuchende Suspension 1 ist in einem Becherglas 2 enthalten. Dieses Be- und 16 und der Bohrung 10 liegen.

Die F i g. 4 zeigt die Meßstrecke nach der F i g. 3 vor ihrem Zusammenbau. Dagegen zeigt F i g. 5 eine Meßstrecke, die sich von der Meßstrecke nach der F i g. 3 dadurch unterscheidet, daß die Elektroden 15 und 16 sich gegenseitig überlappen und zwischen denselben das der Verbindung der Isolierplatten 13 und 14 dienende Kunstharz 17 liegt. An Stelle des in der F i g. 5 verwandten Kunstharzes 17 kann auch zur Isolation der Elektroden 15 und 16 eine Isolationsfolie eingefügt werden. Der Aufbau der Meßstrecke gemäß F i g. 5 eignet sich besonders, wenn die Bohrung 10 erst nach dem Zusammenbau eingebracht werden soll.

F i g. 6 zeigt den Aufbau einer Meßstrecke unter

Verwendung handelsüblicher Uhrensteine. Die Uhrensteine 18 und 19 tragen jeder eine Elektrode 20 und 21, die aufgedampft wurde. Diese Elektroden bedecken auch einen Teil der Wandung, die die Meßstrecke begrenzt. Bei dieser Anordnung stehen die Feldlinien und

cherglas nimmt ein zweites in seinem Durchmesser 65 Strömungsrichtung nicht mehr senkrecht, sondern ähnkleines, ebenfalls mit der Suspension 1 angefülltes Ge- lieh wie in F i g. 5 in einem Winkel kleiner als 90° auffäß 3 auf, welches über einen Rohrstutzen 4 mit einem einander. Die Uhrensteine sind mit einem Isolierkörper Vakuumbehälter in Verbindung steht. Das untere Teil 22, der beispielsweise mit dem Gefäß 3 identisch sein

kann, mittels Klebstoff 23 verbunden. Die Anwendung von Uhrensteinen hat vor allem ökonomische Vorteile, weil sie in definierten Maßen, insbesondere bezüglich des Durchmessers der Bohrung 10, sehr billig zu erhalten sind. Die Anordnung nach Fig.6 hat dabei den weiteren Vorteil, daß alle zur Verwendung kommenden Uhrensteine in gleicher Weise bedampft werden können. Natürlich ist auch die Verwendung von Uhrensteinen möglich, die keine Hohlkehle aufweisen.

F i g. 7 zeigt den Aufbau einer Meßstreckc aus lasergebohrten Ziehsteinen, wie sie bei der Herstellung dünner Drähte Anwendung finden. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 trägt der Ziehstein 24 beide Elektroden 26 und 27, während der Ziehstein 25 nicht bedampft wurde. Diese Herstellungswcise hat den Vorteil, daß nur die Hälfte der zu Meßstrecken zusammenzufügenden Ziehsteine bedampft werden muß, wobei die Bedampfung zweckmäßigerweise zunächst auf der gesamten Fläche des Ziehsteines erfolgt und nachträglich durch Entfernung eines Teiles des aufgedampften Materials eine leiterfreie Zone geschaffen wird.

Die beschriebenen Ausführungsformen können natürlich in üblicher Weise miteinander kombiniert werden, z. B. ist die Verwendung einer Anordnung nach F i g. 6 bei einer Grundanordnung nach F i g. 3 möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Größenbestimmung und Zählung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen, z. B. Blutkörperchen, mit einer von der Suspension durchfließbaren Meßöffnung, in deren Wandung zwei mit der durchfließenden Suspension in Kontakt stehende, voneinander getrennt an einen elektrischen Schaltkreis angeschlossene Elektroden aus elektrisch leitendem Material angeordnet sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Meßöffnung (10) durch zwei je eine Bohrung aufweisende, aneinandergefügte Isolierkörper (3, 5; 13, 14. 18, 19: 24, 25) gebildet ist, zwischen denen die zwei Elektroden als dünne, bis an die Meßöffnung (10) reichende, jedoch nicht in diese hineinragende Schichten (6,7; 15,16; 20,21; 26,27) angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (6, 7; 15, 16; 20, ao 21; 26, 27) auf einem, je auf einem oder auf beiden Isolierkörpern (3, 5; 13, 14. 18, 19; 24. 25} fest aufgebracht, z. B. aufgedampft sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (15, 16) as aus einer Metallfolie, z. B. aus Edelmetall, bestehen und über die Isolierkörper (13, 14, 17) hinausragen, so daß Anschlüsse entstehen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (13, 14: 18. 19) verklebt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper mit den zugeordneten Elektroden in die Wand eines Glasgefäßes eingeschmolzen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (18, 19; 24. 25) aus einem verschließfesten, chemisch beständigen, nicht leitenden kristallinen Material, z. B. AbOi bestehen.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierkörper handelsübliche Uhrensteine (18, 19) bzw. Ziehsteine (24, 25) Anwendung finden.