DE3033680A1 - Dosier- und leitungssystem fuer analysegeraete - Google Patents
Dosier- und leitungssystem fuer analysegeraeteInfo
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Description
1A/G-54 030
Anm.: Olympus Optical Company
Beschreibung
Dosier- lind Leitungssystem für Analysengeräte
Die Erfindung betrifft ein System zur Dosierung und Förderung einer Flüssigkeitsprobe zur chemischen Analyse
mit einer Düse, die hintereinander verschiedene Flüssigkeiten - wie die zu prüfende Flüssigkeit, Waschflüssigkeit,
Reagentien, Standardlösungen und dergleichen - anzusaugen vermag, wobei jedoch eine gegenseitige Verunreinigung
der einzelnen Flüssigkeiten vermieden ist.
Verschiedene Analysegeräte mit einer Düse zur Ansaugung verschiedener EUssigkeiten hintereinander sind bereits
bekannt. Die Probe wird dann z.B. einer Durchflußzelle zugeführt oder in ein Reaktionsrohr eingebracht, so daß
die gewünschte Untersuchung oder Messung vorgenommen werden kann.
Bei derartigen Analysegeraten ist es notwendig, die gegenseitige
Verunreinigung der einzelnen Flüssigkeiten einschließlich der zu prüfenden Flüssigkeit für genaue
Meßergebnisse absolut zu verhindern. So gibt es bereits eine Anlage, bei der die Düse aus der Position zum Ansaugen
der Probe in die Wasch-Position oder in die Position zur Entleerung der Probe bewegt wird, woraufhin mit
einer Waschflüssigkeit die inneren und äußeren Wände der Düse gewaschen werden. Bei einer anderen Anlage wird
eine verdünnte Flüssigkeit als Waschflüssigkeit nach Überführen der Probe aus der Düse in ein Reaktionsrohr angewandt,
wobei die Probe zusammen mit der verdünnten Flüssigkeit in ein Prüf rohr befördert wird, um die Innenwand
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der Düse zu waschen, während die Außenwand der Düse auf andere Weise, wie durch Abwischen oder dergleichen, gereinigt
wird.
Die bisherigen Systeme hatten den Nachteil, daß für eine getrennte Waschstufe die Düse in die entsprechende Position
bewegt werden mußte, wodurch die Konstruktion der Anlage kompliziert und der Betrieb störanfällig wurdä Schließlich
weist letztere Anlage auch noch folgenden Nachteil auf: Da es unmöglich ist, die Düseninnenwand mit der verdünnten
Flüssigkeit eines gegebenen Verdünnungsverhältnisses ausreichend zu waschen und die Reinigung der Außenwände auf
andere Weise erfolgen muß, ist diese Anlage hinsichtlich der Konstruktion komplex und hinsichtlich des Betriebes
umständlich.
Ein Durchfluß-Meßgerät zur Bestimmung der Ionenkonzentration
umfaßt eine Durchflußzelle, die mit einer Vergleichselektrode
und einem Ionensensor, selektiv für die zu bestimmende Ionenart, ausgestattet ist und die zu untersuchende Flüssigkeit
oder Probe über eine Düse in die Durchflußzelle zu saugen vermag.Auf diese Weise läßt sich eine spezielle
Ionenkonzentration einer Prufflüssigkeit ermitteln. Solche
Meßgeräte für Ionenkonzentrationen erfordern für exakte Meßwerte aufeinanderfolgender Messungen die Verhinderung
der Verunreinigung aufeinanderfolgender Proben in der Düse, in der Durchflußzelle und in der Flüssigkeitsleitung
zwischen Düse und Durchflußzelle und zwar in jedem Fall
eine exakte Messung auf der Basis einer korrigierten Eichkurve. Um diesen beiden Forderungen zu entsprechen, wurde
ein System angewandt, in dem eine Düse nach Bestimmung der Ionenkonzentration einer Probe in eine "Wasch-Position"
bewegt wird, in der eine Waschflüssigkeit gegen die Außenwand der Düse gespritzt, dann aus der Düse durch die Zelle
und die Verbindungsleitung geführt wird, entsprechend dem Weg der zu untersuchenden Probe, wodurch man ein Auswaschen
der inneren und äußeren Wände der Düse, der Verbindungsleitung und der Durchflußzelle erreicht.
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Bei dieser Art von Systemen für die Bestimmung der Ionenkonzentration
benötigt man zwei Arten von Standardflüsüigkeiten unterschiedlicher bekannter Ionenkonzentration. Die
Ionenkonzentration wird an zwei Eichpunkten ermittelt und die die beiden Punkte verbindende Linie definiert
die Eichkurve. Die Eichkurve wird zu entsprechender Zeit, z.B. vor der Bestimmung einer Vielzahl von Proben hintereinander,
aufgenommen. Um jedoch eine exakte Messung jeder · Probe vornehmen zu können, ist es vorzuziehen, zwei Arten
von Standardflüssigkeiten im Laufe der Versuchsreihe zu messen, um die Eichkurve gegebenenfalls zu korrigieren. Vor
Bestimmung jeder Probe kann die Messung einer der Standardflüssigkeiten zur Korrektion der Eichkurve erfolgen.
Solche Maßnahmen für die Verhinderung einer Verunreinigung oder Verschleppung von Flüssigkeiten und zur Korrektur der
Eichkurve oder dergleichen haben den Nachteil, daß die Anlagen relativ kompliziert werden und es bei der Durchführung
der Messungen zu Komplikationen kommen kann.
Bei fast allen üblichen Systemen für die Bestimmung der Ionenkonzentration in Durchflußzellen ist in der zur
Messung bereiten Anlage insbesondere die Durchflußzelle leer. Wenn die Durchflußzelle leer ist, trocknen die Vergleichselektrode
und die Elektrodenteile des Ionensensors aus und werden dadurchhinsichtlich ihrer Eigenschaften beschädigt
oder verändert. Die Folge davon ist, daß die Anlage keine exakten Meßergebnisse liefert und ihr Material sinkende
Lebensdauer besitzt.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Dosier- und Leitungssystem für chemische Analysatoren zu bringen, das obige Nachteile
nicht aufweist, das einfach in der Konstruktion ist und das wirksam eine Vermischung oder Verunreinigung der
nacheinander das Gerät durchströmenden Flüssigkeiten verhindert.
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Merkmale des erfindungsgemäßen Systems für die chemische
Analyse sind eine Düse zum Ansaugen einer Probe der zu prüfenden Flüssigkeit, eine zylindrische Kammer, die den
Stirnteil der Düse umgibt und gegenüber der Düse versetzbar angeordnet ist, Möglichkeiten zur relativen Versetzung
oder Verschiebung der zylindrischen Kammer und der Düse in axialer Richtung und eine Zuführung für eine Wasch-bzw. Stardaidflüssigkeit
in die zylindrische Kammer. Diese Zuführung wird in Tätigkeit gesetzt, wenn der Stirnteil der Düse sich
innerhalb der zylindrischen Kammer befindet. Auf diese Weise wird Waschflüssigkeit in die zylindrische Kammer eingeführt
und in die Düse gesaugt, so da3 deren innere und äußere Wände gewaschen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Systems in Verbindung mit der aufeinanderfolgenden Messung der Ionenkonzentration von Proben mit Hilfe
von zwei Arten von Standard-Flüssigkeiten unterschiedlicher bekannter Ionenkonzentration ist als Ionensensor ein
isolierter Tortransistor oder Gatetransistor vorgesehen, der vor kurzem von der Halbleiter-Industrie entwickelt
worden ist.
Dieser Ionensensor ist zusammengesetzt aus einem Feldeffekt-Transistor,
der im Gateteil mit einem isolierenden ionenempfindlichen Film auf der Basis von SiO2J Si3°4 oder
dergleichen versehen ist und der selektiv empfindlich auf eine spezielle Ionenart ist. Bei einem solchen Ionensensor
kann ein Halbleiter-Substrat mit einem ionenempfindlichen Film beschichtet sein, der für eine Ionenart sensitiv ist^
oder mit einer Vielzahl von Schichten, die für unterschiedliche Ionenarten empfindlich sind, d.h. beschichtet mit
einer Vielzahl von isolierten Gatebereichen. Diese Sensoren lassen sich leicht durch übliche Verfahren der Halbleiter-Technik
herstellen und besitzen hervorragende Dauerhaftigkeit bei geringer Größe.
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Obige Vorrichtung zur aufeinanderfolgenden Bestimmung der
Ionenkonzentration von Proben gestattet mit Hilfe eines solchen Ionensensors die direkte Messung an kleinsten Probemengen,
während das Gerät selbst außerordentlich geringe Größe besitzt.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Systems für chemische Analysatoren;
Fig. 2 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit einem Analys enge rät;
Fig. 3 ist eine Detailansicht eines Querschnitts der zylindrischen
Kammer der Systeme nach Fig. 1 und 2, während die
Fig. 4A und 4B Teilansichten eines Querschnitts zweier Ausführungsformen
einer Durchflußzelle in dem Analysengerät nach der Fig. 2 zeigen.
Die Fig. 1 zeigt ein Dosier- und Leitungssystem nach der Erfindung, bei dem eine Düse 1 zum Ansaugen der Probe der zu
prüfenden Flüssigkeit lösbar befestigt ist an einem Ende eines entfernbaren Gestells 2, welches sich in vertikaler Richtung
verstellen läßt. An das Gestell 2 greift über ein Gewinde ein Ritzel 3 an, welches an der Welle eines (nicht gezeigten)
Motors befestigt ist und in Richtung des Pfeils a beliebig drehbar ist. Wird der Motor betätigt.um das Ritzel 3 in eine
gegebene Richtung zu drehen, so bewirkt das Gestell 2, daß die Düse 1 sich abwärts bewegt und damit eintaucht in eine
Flüssigkeit, z.B.die zu prüfende Flüssigkeit 5, die sich in einem Behälter 4 befindet und beispielsweise ein Serum sein
kann. Mit der Düse 1 ist ein Ende einer Flüssigkeitsüberführungsie itung 6 verbunden, deren anderes Ende verbunden
ist mit einem Mittel zum Ansaugen der Flüssigkeit - wie eine Rollenpumpe 7 - die sich in Richtung des Pfeils b zu drehen
vermag. Die Rollenpumpe 7 dient dazu, eine Probe der Prüf-
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flüssigkeit 5 anzusaugen und veiter zu befördern. Das
andere Ende der Flüssigkeitsüberführungsleitung 6 ist z.B. über eine (nicht gezeigte) Durchflußzelle mit einem
Auffangbehälter für Abfall (nicht gezeigt) verbunden.
Eine fixe zylindrische Kammer 8 umgibt den Stirnteil der
Düse 1 - welcher in die Prüfflüssigkeit einzutauchen vermag -, die
sich an ihrem oberen Todpunkt, wie in Fig. 1 gezeigt, befindet. Die Düse 1 läßt sich durch die Zylinderkammer 8 axial
verschieben.
Die zylindrische Kammer 8 ist in ihrem oberen und unteren Teil mit Zweigleitungen 9 bzw. 10 versehen, welche ihrerseits
mit den Transportleitungen 11 bzw. 12 verbunden sind. Die Kammer 8 ist an der Innenseite des oberen Teils oberhalb
der Zweigleitung 9 mit einem nachgiebigen oder dichtenden Material 13, wie einem O-Ring, umgeben und greift damit an
die Düse 1 an. Die Düse 1 kann innerhalb des nachgiebigen Körpers 13 so gleiten, daß aus der Kammer 8 ein Austreten
von Probe verhindert ist.
Die anderen Enden der Zweigleitungen 9 bzw. 10 gehen zu einem
Dreiweghahn oder -ventil 14, dessen dritter Ausgang mit der Leitung 15 verbunden ist, welche über eine Rollenpumpe
drehbar in Richtung des Pfeils c mit einem Waschflüssigkeit 17 enthaltenden Behälter 18 in Verbindung steht.
Das in Fig. 1 gezeigte System arbeitet wie folgt: Es ist zum Ansaugen einer Probe aus der Prüfflüssigkeit geeignet,
wenn unter dem Stirnteil der Düse 1 eine Luftschicht ist und Düse 1 und Leitung 6 mit Waschflüssigkeit gefüllt sind.
Wird nun der Motor betätigt und das Ritzel 3 um einen bestimmten Betrag im Uhrzeigersinn gedreht, so wird das
Gestell 2 abgesenkt und die Düse 1 dringt in die Prüfflüssigkeit ein. Dann wird die Pumpe 7 in Richtung des Pfeils b
um einen bestimmten Betrag gedreht, so daß die Düse 1 eine
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bestimmte Probemenge an Prüfflüssigkeit gesaugt wird. Nun wird das Ritzel 3 um einen gegebenen Betrag entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht, so daß der Teil der Düse, der mit der Probe gefüllt ist, in die zylindrische Kammer 8 gehoben
wird. Dann wird die Pumpe 7 weiter gedreht in Richtung des Pfeils b, um die Probe aus der Düse 1 in die Durchflußzelle
(nicht gezeigt) zu bewegen, in der beispielsweise die gewünschte Messung vorgenommen werden kann.
Nach Beendigung der Messung der Probe wird der Dreiweghehn
in der durch den Pfeil h angezeigten Richtung geöffnet und die Pumpe 16 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch Waschflüssigkeit
17 aus dem Behälter 18 über die Leitungen 15, 11 und die Zweigleitung 9 in die zylindrische Kammer 8 gelangt,
wobei sie die Außenwände der Düse 1 abwäscht. Gleichzeitig wird die Pumpe 7 in Richtung des Pfeils b mit einer solchen
Geschwindigkeit gedreht, die höher ist als die der Pumpe Dadurch gelangt die Waschflüssigkeit 17 in die Kammer 8 und
durch Drehung der Pumpe 16 über die Außenwand der Düse 1, wie in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet, und wird in
die Düse 1 eingesaugt, ohne aus dem unteren offenen Teil der Kammer 8 abzutropfen. Aus der Düse 1 gelangt die Waschflüssigkeit
nun über die Leitung 6 und die (nicht gezeigte) Durchflußzelle in den Abfallbehälter. Die Einhaltung derartiger
Waschstufen gewährleistet ein sicheres Waschen der inneren und äußeren Wände der Düse 1,der Leitung 6 und
der Durchflußzelle.
Die Pumpe 7 wird wieder angehalten nach Abgabe einer bestimmten Menge von Waschflüssigkeit 17 durch die Düse 1, Leitung
und Durchflußzelle. Kurz vor Abstellen der Pumpe 7 wird die Pumpe 16 gegen den Uhrzeigersinn gedreht und gleichzeitig
der Dreiweghahn 14 in Richtung des Pfeils i geöffnet, so daß die Waschflüssigkeit 17 in der Kammer 8 in den Bebälter
18 rückgeführt werden kann.
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Wenn sowohl die Pumpe 7 als auch die Pumpe 16 nicht arbeiten, bildet sich an der Stirnseite der Düse 1 eine
Luftschicht und damit ist das System für den nächsten Meßvorgang "bereit.
Nun werden die gleichen Maßnahmen für die folgenden Untersuchungen
wiederholt.
Wie oben darauf hingewiesen, ist das erfindungsgemäße Dosier- und Leitungssystem für Analysengeräte in der Lage, eine
vorbestimmte Menge an Waschflüssigkeit 17 über die äußeren und inneren Wände der Düse 1 und die Leitung 6 zu führen
und die Waschflüssigkeit anhaftend an der Außenwand der Düse 1 durch Umkehr der Drehung der Rolle 16 und der Bildung
einer Luftschicht am Stirnende der Düse 1 abzuführen und wirksam die Verunreinigung von aufeinanderfolgenden
Proben untereinander und mit Waschflüssigkeit zu verhindern.
Die Fig. 2 zeigt nun ein erfindungsgemäßes System in Verbindung
mit einem Meßgerät und die Durchführung der Messungen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Flüssigkeitsverbindungsleitung
6 in dem Teil zwischen Düse 1 und Pumpe 7 mit einer Durchflußzelle 19 mit Vergleichselektrode 20 und Ionensensor
21 in Form eines isolierten Gatetransistors ausgestattet, so daß die Vergleichselektrode 20 und der ionenempfindliche
Teil des Sensors 21 mit der durch die Durchflußzelle 19 gesaugten Probe in Berührung kommen. Die Düse 1 ist mit
dem einen Weg des Dreiweghahns 22 mit der Leitung 6 verbunden. Der andere Weg des Dreiweghahns 22 führt in die
Leitung 23 für die Standard- bzw. Bezugslösungen. Das andere Ende der Leitung 23 geht in einen Dreiweghahn 24, dessen zwei
weitere Eingänge mit den Leitungen 25 bzw. 26 verbunden sind, über die aus den Behältern 29 bzw. 30 erste bzw.
zweite Standardlösungen 27 bzw. 28 unterschiedlicher Ionen-
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konzentrationen entnommen werden kann. Schließlich weist die Leitung 6 zwischen dem Dreiweghahn 22 und der Durchflußzelle
einen Wärmeaustauscher 31 auf, um auf diese Weise die in
die Durchflußzelle 19 gesaugte Probe auf einer "bestimmten
temperatur halten zu können.
Die Ausgänge, z.B. die elektrischen Potentiale, entsprechend den Ionenkonzentrationen der aufeinanderfolgenden Proben abgenommen
über die Vergleichselektrode 20 und den Sensor 21 werden über einen Verstärker 32 und einen Gleichrichter 33 einem
Regler oder einer Bedienungseinheit 34 zugeführt, die ein
Computer oder dergleichen sein kann. Mit Hilfe der Bedienungseinheit 3^ auf der Basis der Eichkurve, die die Konzentration
in Abhängigkeit des elektrischen Potentials wiedergibt und welche in einem Speicher 35 verfügbar ist, ist die Durchführung
eines bestimmten Dosierungsprogramms möglich. Das Ergebnis dieses Dosierungsprogramms (operational treatment)
ist am Bildschirmgerät 36 abzulesen und wird bei 37 ausgedruckt.
Um die Eichkurve festzulegen, werden die erste bzw. zweite Standardflüssigkeit 27 bzw. 28 nacheinander durch die Durchflußzelle
19 gesaugt und deren elektrischen Potentiale in den Speicher 35 eingegeben. Dann wird die Bedienungseinheit
34 so betätigt, daß die Abhängigkeit des elektrischen Potentials von der Konzentration als Eichkurve im Speicher
verfügbar ist.
Die ganze Anlage zur Bestimmung der Ionenkonzentration, wie sie in der Fig. 2 gezeigt ist, arbeitet wie folgt: Die
Durchflußzelle 19 ist mit einem Ionensensor 21 ausgestattet; jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, sie mit
mehreren Sensoren 21A, 21B, 21C auszustatten, befestigt an isolierenden Kunststoff körpern 38, die nach Fig. 4A axial
und nach Fig. 4B radial angeordnet sind. Mit einem solchen Sensor lassen sich gleichzeitig drei Ionenarten, z.B.
Kalium-, Natrium- und Chloridionen bestimmen.
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Zuerst wird die Eichkurve aufgenommen. Der Dreiweghahn 22 wird in Richtung des Pfeils d und der Dreiweghahn 24 in Richtung
des Pfeils e geöffnet. Die Pumpe 7 dreht sich während einer vorbestimmten Zeit in Richtung des Pfeils b,saugt
die zweite Standardflüssigkeit 28 durch die Durchflußzelle 19,
während deren elektrischen Potentiale entsprechend den Konzentrationen an Natrium-, Kalium- und Chloridionen dem
Speicher 35 eingegeben werden. Dann wird der Dreiweghahn in Richtung des Pfeils f geöffnet und die Pumpe 7 eine
bestimmte Zeit in Richtung des Pfeils b gedreht, um die erste Standardflüssigkeit 27 durch die Durchflußzelle 19 zu
saugen, während die elektrischen Potentiale dieser Lösung bestimmt und in den Speicher 35 eingegeben werden. Daraufhin
wird die Betätigungseinheit 34 so eingestellt, daß eine
Eichkurve für Jede Ionenart auf der Basis der Elektrodenpotentiale in den beiden Standardflüssigkeiten 27 und 28 in den
Speicher 35 eingegeben werden. Damit ist die Eichkurve im Speicher 35 verfügbar. Nach Festlegung der Eichkurve wird
der Dreiweghahn 24 in Richtung des Pfeils e geöffnet, um zweite Standardflüssigkeit 28 in zumindest die Durchflußzelle
19 zu saugen. Vergleichselektrode 20 und Sensor 21 werden dadurch in die zweite Standardflüssigkeit 28
getaucht und damit die Vorbereitungen für die Messung der Ionenkonzentration der zu prüfenden Flüssigkeit beendet.
Soll die Ionenkonzentration einer Probe bestimmt werden, wird der (nicht gezeigte) Motor betätigt und damit das
Ritzel 3 im Uhrzeigersinn um einen gewissen Betrag gedreht,
so daß sich das Gestell 2 so nach unten bewegt, daß die Düse 1 in die Prüfflüssigkeit 5 eintaucht.
Nun wird der Dreiweghahn 22 in Richtung des Pfeils g geöffnet und die Pumpe 7 um einen bestimmten Betrag in
Richtung des Pfeils b gedreht, so wird eine bestimmte Probemenge in die Düse 1 gesaugt. Das Ritzel 3 wird dann um
einen gegebenen Betrag entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß der mit der Probe gefüllte Teil der Düse 1 in die
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Kammer 8 gelangt (Fig. 2 und 3). Nun wird die Pumpe 7 wieder in Richtung des Pfeils b gedreht, um die Probe aus der
Düse 1 in die Durchflußzelle 19 mit ihren Sensoren 21A, 21B, 21C (Fig. 3A und 3B) zu überführen und die Bestimmung
der elektrischen Potentiale der Ionenarten Natrium, Kalium und Chlorid in der Probe zu ermöglichen. Dann wird die Betätigungsoder Regeleinrichtung 34 eingestellt auf der Basis der entsprechenden
Potentiale, die sich aus den Eichkurven ergeben, welche im Speicher 35 verfügbar sind. Das Ergebnis wird am
Bildschirmgerät sichtbar und bei 37 ausgedruckt.
Nach Bestimmen der Ionenkonzentration der Probe wird der Dreiweghahn 14 in Richtung des Pfeils h geöffnet und die
Pumpe 16 entgegen dem Uhrzeigersinn so gedreht, daß zweite Standardflüssigkeit 28 über die Leitungen 15, 11 und die
Zweigleitung 9 in die Kammer 8 gelangt und dabei die Außenwand der Düse 1 abwäscht, Zu gleicher Zeit wird die Pumpe 7
in Richtung des Pfeils b mit solcher Geschwindigkeit gedreht, die höher ist als die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Pumpe 16. Die Folge davon ist, daß zweite Standardlösung 28 in die Kammer 8 gelangt durch Umdräxng der Pumpe 16 und demzufolge
entlang der Außenwand der Düse 1 - wie durch einen Pfeil in Fig. 3 gezeigt - strömt und in die Düse 1 gesaugt wird,
ohne daß sie von deren unterem Ende in der Kammer 8 abtropft. Die zweite Standardflüssigkeit 28 gelangt nun durch die Düse 1,
die Leitung 6 und die Durchflußzelle 19 in den Abfallbehälter 39.
Die Einhaltung dieser Waschstufen gewährleistet ein einwandfreies
Abspülen der inneren und äußeren Wände der Düse 1, der Leitung 6, der Durchflußzelle 19, der Vergleichselektrode
20 und der Ionensensoren 21A, 21B, 21C. Die Pumpe 7 wird, nachdem die zweite Standardflüssigkeit 28 durch Düse 1, Leitung
6 und Durchflußzelle 19 geströmt ist, abgestellt. Etwas
vor dem Zeitpunkt, an dem die Pumpe 7 abgestellt wird, wird die Pumpe 16 im Uhrzeigersinn gedreht und gleichzeitig der Drei-
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weghehn 14 in Richtung des Pfeils i geöffnet, wodurch zweite Standardflüssigkeit 27 aus der Kammer 8 in den
Behälter 30 zurückläuft.
Demzufolge ist bei Abstellen der Pumpen 7 und 16 zumindest die Durchflußzelle 19 mit zweiter Standardflüssigkeit
gefüllt und die Luftschicht wird an der Stirnseite der Düse 1 gebildet. Damit ist die Anlage wieder bereit für
eine neuerliche Messung.
Die Betätigung des Motors für das Ritzel 3, der Pumpen und 16 sowie der Dreiweghähne 14, 22 und 24 kann über das
Regel- oder Betätigungsgerät 34 erfolgen.
Wie oben bereits darauf hingewiesen, hat das erfindungsgemäße Dosier- und Leitungssystem für Analysengeräte eine
Anzahl von Vorteilen* In erster Linie ist es möglich, eine eventuelle Zerstörung oder Beeinträchtigung der Eigenschaften
und der Dauerhaftigkeit der Vergleichselektrode 20 und der Sensoren 21, 21A, 21B, 21C und eine schnelle
Inbetriebnahme der Meßanlage zu gewährleisten, da die Durchflußzelle 19 immer mit der zweiten Standardflüssigkeit
28 gefüllt ist, d.h. immer die Anlage bereit zur Messung der nächsten Probe ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nach der Bestimmung der Ionenkonzentration der Probe eine gegebene
Menge der zweiten Standardflüssigkeit 28 über die äußeren und inneren Wände der Düse 1 durch die Leitung 6 und die
Durchflußzelle 19 strömt und durch Umkehrung der Drehrichtung der Pumpe 16 dieses Volumen der zweiten Standardflüssigkeit,
welches an der Außenwand der Düse 1 haftet, entfernt und eine Luftschicht vor der Stirnseite der
Düse 1 gebildet wird, so daß wirksam eine Verdünnung oder Vermischung der nachfolgenden Probe mit der vorhergehenden
Probe und der zweiten StandardflUssigkeit vermieden ist.
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Der dritte Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage liegt
darin, daß erste und zweite Standardflüssigkeiten 27, mit bekannten, jedoch unterschiedlichen Ionenkonzentrationen
selektiv durch die Durchflußzelle 19 gesaugt werden können, so daß.automatisch die Eichkurve zu jeder gegebenen Zeit
oder einer Zeit abhängig von dem oben vorgenommenen Programm korrigiert werden kann.
Der vierte Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage liegt darin, daß die Durchflußzelle 19 in betriebsbereitem Zustand
mit der zweiten Standardflüssigkeit 28 gefüllt ist, so daß - wenn die zweite Standardflüssigkeit 28 vor der Messung
der Probe bestimmt wird - zu beliebiger Zeit oder bei einem gegebenen Zyklus bei der Bestimmung von Proben die
Eichkurve korrigiert werden kann und demzufolge die Messungen immer exakt sind.
Ein fünfter Vorteil liegt darin, daß bei angehobener Position der Düse 1 die zweite Standardflüssigkeit über die
Außenwand der Düse 1 läuft und dann in diese eingesaugt wird und durch die Leitung 6 und die Durchflußzelle 19
in gleiche Richtung gelangt wie die Probe, so daß diese Teile gereinigt und die Dreiweghähne 22 und 24 verstellt
werden können zur Korrektion der Eichkurve, wodurch die ganze Anlage sehr einfach in ihrer Konstruktion wird.
Schließlich kam man der zu untersuchenden Flüssigkeit und der ersten und zweiten Standardflüssigkeit vor Eintritt
in die Durchflußzelle eine gewünschte Temperatur verleihen mit Hilfe des Wärmeaustauschers 31, so daß immer
eine exakte Messung erreicht wird.
Nach.der Erfindung kann das System mit verschiedenen
Variationen ausgeführt werden. So kann der Ionensensor aufgebaut sein aus einer Vielzahl von unabhängigen isolierten
Gatetransistoren und aus einer Vielzahl von ionenempfindlichen Teilen bestehen, die sich auf einem halbleitenden
Substrat befinde^ oder es kann sich um eine übliche
Glaselektrode oder dergleichen handeln, \ie sie allgemein in der Praxis angewandt wird. Bei der obigen Ausführungs-
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form, wobei die Eichkurve erstellt worden ist durch Aufsaugen einer zweiten Standardflüssigkeit 28 durch die
Dreiweghähne 24 und 22 in die Durchflußzelle 19 oder aus der Kammer 8 durch die Düse 1 in die Durchflußkammer
19.erreicht man in gleicher Weise ein Reinigen der Düse 1,
der Leitung 6 und der Durchflußzelle 19 mit der zweiten Standardflüssigkeit 28. In diesem Fall ist es nicht notwendig,
einen Dreiweghahn 24 vorzusehen, so daß die Anlage einfacher wird. In gleicher Weise kann auch die erste
Standardflüssigkeit 27 aus der Düse 1 angesaugt werden, wenn dies erwünscht ist. In diesem Fall kann der Dreiweghahn
22 zur Vereinfachung der Anlage entfallen.
Bei der obigen Ausführungsform ist die Düse 1 aufwärts
und abwärts bewegbar gegenüber der Kammer 8. Es ist aber auch möglich, die Kammer 8 gegenüber der Düse 1
auf-und abwärts bewegbar zu gestalten. In diesem Fall, wenn die Kammer 8 sich in angehobener Position befindet,
wird der Behälter 4 abgesenkt, so daß die Düse 1 in die Prüfflüssigkeit 5 eintaucht und diese eine Probe ansaugen
kann. Bei obiger Ausführungsform wird darüberhinaus die Probe in der Düse 1 für die entsprechende Messung in die
Durchflußzelle 19 überführt. Das erfindungsgemäße System läßt sich jedoch auch für chemische Analysegeräte anwenden,
bei denen die Düse 1 horizontal bewegt wird und die in der Düse 1 befindliche Probe in ein Reaktionsgefäß ausgetragen
wird, in welchem die gewünschte Messung vorgenommen wird oder in einen Analysator, in welchem das gewünschte Reagens
selektiv aus einer Anzahl von Reagentien in die Düse 1 gesaugt und daraus dann ausgetragen wird. Anstelle der
Pumpe 7 kann man jedoch für das Ansaugen der Probe auch eine Injektionsspritze verwenden.
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Leerseite
Claims (5)
1.) Dosier- und Leitungssystem für Geräte zur chemischen
Analyse, enthaltend eine Düse (1)für das Aufsaugen der Probe der Prüfflüssigkeit, eine sich daran anschließende Flüssigkeitsleitung
(6)mit Saugaggregat (7^ eine zylindrischer
Kammer (8} welche den Stirnteil der Düse umgibt und Düse
und Kammer zueinander relativ bewegbar angeordnet sind, einschließlich Mitteln zur Vornahme dieser Relativbewegung
in axialer Richtung der Kammer, eine Zuführung für eine Waschflüssigkeit zu der Kammer sowie eine Vorrichtung
zurBetätigung der Zufuhr der Waschflüssigkeit in dem Moment, wo der Stirnteil der Düse sich in der Kammer befindet,
um das Aufsaugen der Waschflüssigkeit in die Düse zum Waschen der äußeren und inneren Wände der Düse zu ermöglichen.
2. Anwendung des Systems nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Durchfluözelle (19) innerhalb der
Flüssigkeitsleitung (6) zwischen Düse und Saugaggregat (7), welche mit einer Vergleichselektrode (20) und einem
Sensor (21) selektiv empfindlich für eine bestimmte Ionenart ausgestattet ist und anstelle der Zuführung einer Waschflüssigkeit
die Zufuhr einer Standardflüssigkeit in die Flüssigkeitsleitung (6) zwischen Durchflußzelle (19) und
Düse (1) vorgesehen ist und diese Zufuhr für die Standardlösung die Einspeisung einer ersten bzw. einer zweiten
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Standardflüssigkeit unterschiedlicher Ionenkonzentration zur Ermittlung deren elektrischen Potentiale für die Aufstellung einer
Eichkurve gestattet.und die Zuführung der zweiten Standardflüssigkeit
als Waschflüssigkeit für die Kammer, Düse und Leitung nach Anspruch 1 erfolgt.
3. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Kammer mit einer oberen
bzw. unteren Zweigleitung (9) bzw. (10), verbunden durch einen Dreiweghahn (14) versehen ist.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichselektrode (20)
und der Ionensensor (21) über einen Verstärker (32) und einen Gleichrichter (33) mit einem Regel- oder Betätigungsgerät (34), einem Speicher (35), einem Bildschirmgerät (36)
und einem Drucker (37) verbunden sind.
5. System nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchflußzelle mit
einer Anzahl von Ionensensoren (21) an isolierenden Kunststoffüöcken
ausgestattet ist, die axial bzw. radial angeordnet sind.
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