DE1673103A1

DE1673103A1 - Verfahren und Einrichtung fuer automatische Analysen

Info

Publication number: DE1673103A1
Application number: DE19651673103
Authority: DE
Inventors: Shamos Morris H; Smythe William J
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1964-05-25
Filing date: 1965-05-20
Publication date: 1972-01-27
Also published as: FR1453884A; BE664372A; SE322360B; GB1098573A; US3804593A; CH457914A; JPS509316B1; DE1673103B2; DE1673103C3

Description

Technicon Instruments Corporation, Chauncey 3J.Y./USA

> 6,73103 Verfahren und Einrichtung für automatische Analysen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung für automatische quantitative Analysen an einem Strom getrennter, diskreter Flüssigkeitsproben. Sie betrifft insbesondere, ohne Jedoch -darauf beschränkt zu sein, die quantitative Analyse von bekannten Substanzen Innerhalb von Blut oder anderen Körperflüssigkeit en.

Die Hauptaufgabe der Erfindung ist es, die Meßgenauigkeit bei quantitativen Analysen von Flüssigkeitsproben zu verbessern· Es wurde gefunden, daß man diese wichtige Aufgabe dadurch lösen kann, daß man die DurchfIuBzeile in den Pausen zwischen dem Durchfluß aufeinanderfolgender Flüasigkeitsproben mit einer oder mehreren Einschlüssen luft oder eines anderen Gases säubert, des gegenüber den durch die Leitungen und durch die Durchflußzeile geschickten ■ Flüssigkeiten Indifferent ist. Die Verunreinigung einer Probe durch die nachfolgende wird auf diese Art verhindert oder wenigstens vernschlässlgbar gering. Genauer auegedrückt heißt das, daß man die Geselnsohlüase nicht vor dem Durchleiten der behandelten Flüssigkeit ι probe durch die Durohflußzelle zu entfernen braucht, wenn ein oder mehrere Einschlüsse aus Luft oder enderen Gasen in den Flüssigkeitsstrom eingeführt werden, um eine Probe von einer anderen su trennen und um die Leitungen und die Durchflußzelle su säubern. Sie Luftelnschlüsse und der vorausgehende Teil Jeder Flüssigkeit reinigen vielmehr die Rohrleitungen und die Durchflußselle, so dal keine

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der Plüssigkeitaproben, die durch die Rohrleitungen und die Durchflußzelle hindurchströmen, durch Überbleibsel einer vorausgehenden Flüssigkeitaprobe verunreinigt wird*

Weiterhin haben viele der Rohrleitungen« durch die die Flüssigkeit zur Durchllußzeile geleitet wird« nicht benetzende innere Oberflächen, so dsS ein Anhaften von Partikeln der Flüsaigkeltsproben an diesen Wänden verringert oder auf ein Minimum herabgesetzt wird. Daher sind die Rohrleitungen vorzugsweise aus dem bekannten Kunststoff "Teflon"j einem fluorierten Kohlenwasserstoff hergestellt. Die federnden, flexiblen Leitungen, die innerhalb der Pumpe der Einrichtung verwendet werden, bestehen aus Polyvinylchlorid. Obwohl die Inneren Oberflächen dieser Pumpleitungen benetzbar sind, sind die Pumpeleitungen so kurz, daß die Lufteinschlüsse, die durch diese Leitungen hindurchgehen, in ausreichender Weise eins Verunreinigung verhindern.

Nach einer weiteren Aufgabe der Erfindung sollen ein Verfahren

und eine Einrichtung zur automatischen quantitativen Analyse

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einer Reihe von Flüselgksiteproben in dnem Strom engegeben

werden* Dabei soll die quantitative Bestimmung im wesentlichen unmittelbar dann vorgenommen werden, wenn die behandelte Probe durch die Durchflußzelle strömt« wobei das Registriergerät die sofortige Aufzeichnung in einer Welse vornahmen soll, daß die Linienzüge auf dem Papier oder dem Bildschirm Rechteckform haben.

Iaoh einem bevorzugtsn AusfUhrungsbelspiei enthält dis

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Einrichtung ge'näfl der Erfindung eine Zuführeinrichtung ftlr die Proben, in der Ströae der Proben und dee Reektionemittels hergestellt werden, Mlschgeifte sua Mischen dieser FlussigkeitsBiröme, damit die erwünschten Reaktionen «wischen den Proben und den Reaktionaeitteln ablaufen, sowie weitere Vorrichtungen, In denen die entstandenen Proben nach der Reaktion beetiglloh der relativen Mengen vorgewählter, in diesen enthaltenen Bestandteile automatisch analysiert werden. BIe erwähnte Zuführeinrichtung 1st sahen In der B.S.-Anmeldung, Serial Bb. 284 718, vorgeschalgen worden. Sie enthält schnell austauschbare, sohaltbsre Halterungen zum Trθgen mehrerer alt den einseinen Proben gefüllter Behälter. Seitlich ▼on diesen Haltsrungen befinden «loh fest eingebaute AufnehmegefäBe, die Vorrategefäfle für geeignete Reaktionsnittel darstellen» die «um Vermischen alt den Proben gebraucht werden, damit eine quantitative Analyse der let lter en alt Besugauf Ihnen beigemischte: v, ,»^-vorgewählte Bestandteile! möglich ist. Weiterhin siBtrSeben den Halterungen law. über den Gefäßen für die Reaktlonsalttel cwel Entnahmegeräte angebracht, die alt Hilfe einer elektromechanischen Steuervorrichtung zweimal gemeinsam betätigt werden, wenn ein Becher unter dea einen Entnahmegerät steht. Es werden swtl unterbrochene Hüsslgkeltsschübe aus dem Becher und entsprechend ewel unterteilte Mengen des Seaktloasalttel· aus dessen Aufnahmebehälter entnoaaen, die dem Mischgerät Innerhalb der oben beschriebenen Ströme für die Proben und des Reaktionemittel zugeführt werden. Des Mischgerät enthält eine Verbindungsstelle zum Zusammenführen der beiden Ströme und eine Mieohepult, die beide sue etnea nicht benetsenden Material bestehen, daait

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verhindert wird, daß eine Probe durch eine vorausgegangene Probe verunreinigt wird. Die automatische Analyseneinriohtung enthält ein Kolorimeter und eine Registriereinrichtung, die während des Betriebs miteinander verbunden sind.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschreieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgebe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden.

Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Probenzuführeinriohtung der Einrichtung gemäß der Erfindung, wobei zur Klarstellung einige Teile im Schnitt erscheinen.

Die Pig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 1 längs der Linie 2-2.

Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht desjenigen Teiles der Einrichtung gemäß der Erfindung, mit dem die Proben und die Reaktionsmittel den Gefäßen entnommen werden*

Die Fig. 4 zeigt eine Ireufsicht auf das Gerät der Flg. 3 in einer anderen Stellung.

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Die Jig. 5 zeigt eine Zuführungsleitung für die Proben und die Reaktionsmittel und insbesondere die relative Lage und die entsprechenden Abstände der Ströme der Proben und der Reaktlonsmittel.

Die Fig. 6 zeigt die gesamte Einrichtung gemäß der Erfindung.

In den !ig. 1-4 ist zunächst die Zuführeinrichtung eines bevorzugten Ausführungebeispiels gezeigt, die im wesentlichen ein Gehäuse 11 enthält. Weiterhin enthält sie einen schaltbaren Drehtisch 12, einen Antrieb 13 für diesen, Entnahmegeräte 14 bzw. 16 für die Proben bzw. die Reaktionsmittel, einen Mechanismus 17, der die Entnahmegerät betätigt, einen Zeitmechanismus 18» und ein Aufnahmegerät 2o für das Reaktionsmittel. Alle diese Teile sind in der in den Mguren gezeigten Weise zueinander zugeordnet.

Während des Betriebs der Zuführeinrichtung werden eine Reihe von Bechern 23 für die .Flüssigkeltsproben, die im wesentlichen kreisförmig auf dem Drehtisch 12 angeordnet sindι durch die Einwirkung des Antriebe 13 nacheinander unter das Entnahmegerät 14 für die Proben eingestellt. Jedesmal, wenn ein Becher In eine solche Lage gebracht wird, werden mit Hilfe des Hechanismus 17, der durch den Zeitraeohanismus 18 gesteuert wird, die Ent tobhmegerate für die Proben und das Reektionsmlttel betätigt,

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um einen Teil der Probe 8ua dem entsprechenden Becher und in gleicher Weise eine geeignete Menge des Reaktionsmittels aus dem Aufnahmegefäß 2ο zu entnehmen. Die Entnahmegerät werden dann kurzzeitig aus dem Becher bzw, dem Aufnehmegefäß entfernt und anschliessend nochmals eingetaucht, um einen weiteren Anteil der gleichen Probe 8us dem gleichen Becher und eine andere geeignete Menge des Reaktionsmittels aus dem AufnahmegefäS zu entnehmen. Nach dieser zweiten Entnahme wird das Entnahmegerät 14 aus dem Probenbecher entfernt und der Drehtisch 12 gedreht, damit der nächste Becher in die Stellung gebracht wird, in der ihm zweimal Teile der Proben mit Hilfe des Entnahmegerät es 14 entnommen werden können. Sie Einrichtung arbeitet solange in beschriebener Weise weiter, bis aus jedem der Probenbener zwei getrennte Teile entnommen worden sind. Bas Entnahmegerät 16 für das Reaktionsmittel kann auch weggelassen werden, damit das Reaktionsmittel, wie später beschrieben wird, auch ale kontinuierlicher Strom augefUhrt werden kann.

Im folgenden wird die Zuführeinrichtung. Im einzelnen beschrieben. Der Drehtisch 12 enthält eine im allgemeinen kreisförmige Platte 21, in der auf einem Kreis nahe, ihrer Peripherie eine Reihe von Löchern zum Einführen der Becher angeordnet sind. Die Probenbecher 23f die austauschbar in die Löcher eingesetzt sind, haben abgeschrägte Böden, wie in der Pig. 2 gezeigt ist, damit sich

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eine angemessene Mege der Flüssigkeit innerhalb der Becher en den Außenkanten zur geeigneten Entnahme durch das Entnahmegerät 14 ansammelt. Der Drehtisch 21 ist,wie schon vorgeschlagen wurde, auf einer drehbaren Welle 24 gelagert, wodurch sich eine Drehung der Welle auch in einer Drehung des Drehtisches auswirkt. Auf der Welle 24 ist auch ein Scheltred 32 befestigt, deren Drehung eine Drehung der Welle und der Platte des Drehtisches zur Folge heb.

Das Schaltrad 32 wird nacheinander dadurch angetrieben, daß eine Nockenscheibe 34 mit ihm in Berührung gebracht wird, wie es in den Figuren 1 und 2 gezeigt 1st. Die Nockenscheibe 34 ist so ausgebildet, daß jede ihrer vollständigen Umdrehungen in bekannter Art und Weise das Schaltrad 32 um eine Lücke weiterdreht und es dann festhält, bis die Führungskante 36 des Antriebeteils der Nockenscheibe in die folgende Lücke 33 eingreift, um den Antrieb: meohanismus zu wiederholen. Längs der Peripherie des Schätrads 32 ist für jedes Loch auf der Platte 21 des Drehtisches, das zur Aufnahme eines Probenbechers vorgesehen ist, eine Lücke 35 vorgesehen, d.h.,deß bei jeder vollen Umdrehung der Nockenscheibe 34 die Platte 21 des Drehtisches soweit gedreht wird, daß ein neuer Probenbecher unterhalb des Entnahmegerätes 14 liegt. Die Nockenscheibe 34 1st auf einer Antriebswelle 37 eines Antrlebsmotors 38 befestigt und wird von diesen derart gedreht, daB das Schaltrad 32 und die Platte 21 dee Drehtische in oben beschriebener Welse bewegt werden.

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Auf der Antriebswelle 37 des Motors ist außerdem ein Zahnrad 39 befestigt, das mit einem weiteren Zahnrad 41, welches daneben drehbar gelagert ist, derartig verzahnt ist, daß seine Drehung eine Drehung des Zahnrades 41 zur Folge hat. Ein Verbindungsglied 42 ist in der bei 44 in der-Fig. 1 gezeigten Weise drehbar an der Peripherie des Zahnrades 41 befestigt. Bei dem hier geschilderten Ausführungsbeispiel haben die beiden Zahnräder 39 und 41 ein solches Übersetzungsverhältnis zueinander, daß eine volle Umdrehung des Zahnrads 39 zwei volle Umdrehungen des Zahnrads 41 bewirkt.

Jede volle Umdrehung des Zahnrads 41 hat der Reihe nach über die Bewegung des Verbindungsglieds 42 und einen Stempel 81 flir die Entnehmegeräte eine Bewegung der Entnahmegeräte 14 bzw. 16 für die Proben bzw. das Reaktioasmittel zur Folge. Diese Bewegung geht aus von der in der Fig. 3 gezeigten Stellung (durchgezogene Linien), führt zu der dort in strichpunktierten Linien gezeigten Stellung und von dort wieder zurück in die Ausgangsstellung. Der Mechanismus ist so zu verstehen, daß bei einer vollen Umdrehung der Antriebewelle 37 des Motors zunächst die Platte 21 des Drehtisches durch die Nockenscheibe 34 und das Schaltrad 32 um eine Becherstellung weitertransportiert wird. Ansohllessend finden zwei aufeinanderfolgende Bewegungen der Entnahmegeräte 14 und statt, und zwar von den In der Fig. 3 in durchgezogenen Linien geeelgten Stellungen zu den dort strichpunktiert gezeigten Stellungen und wieder zurück in dte Ausgangsstellung.

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ν/

Das Entnahmegerät 14· für die Proben enthält ein Winkelrohr 75 aus Metall, das eine Zuführungsleitung 76 für die Proben, vorzugsweise einen Schlauch aus Polyäthylen, umhüllt. Das Entnahmegerät 16 für des Reaktionsmittel enthält in gleicher Weise ein Winkelrohr 77 aus Metall, das eine Leitung 78 für das Reaktionsmittel, vorzugsweise einen Schlauch aus Polyäthylen, umhüllt. Beide Winkelrohre erstrecken sich, wie gezeigt, durch Bohrungen in ihrer Stützstrebe 79 und werden in dieser durch Anstellschrauben 8o gehalten. Die Stützstrebe 79 ist auf dem Stempel 81 befestigt und mit diesem bewegbar. Durch eine Bewegung des Stempeele werden also auch die Einlaßöffnungen der Leitungen 76 bzw. 78 für die Proben und das Reaktionsmittel zwischen den in der Pig. 3 eingezeichneten Stellungen bewegt. Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein Einschnitt 82 angebracht, damit sich der Stempel 81 gegenüber dem Gehäuse bewegen kann. Dabei ist aneumerken, daß jedes der beiden Entnahmegeräte 14 und 16 für die Proben und das Reaktionsmittel durch die Bewegung des Haltestempels 81 in der gleichen vertikalen Ebene mitgeführt wird. Des Aufnahmegefäß 2o für des Reaktionsmittel let In irgendeiner geeigneten Welse auf dem Gehäuse 11 angeordnet, z.B. mittels der Schrauben 8?. Das Aufnahmegerät enthält Innen zwei Hohlräume 89 und 9o mit Einlaß- und Auslaßleitungen 85 und 86.

Zwischen den beiden Hohlräumen Im Innern des Aufnehmegefäßes eretreokt

* «loh wie in der Pig. 1 eine Zwischenwand 87, so daß das Reaktione-

mittel durch die EinleSleitung 85 In das Aufnahmegefäß eintreten, über die Zwischenwand 87 tiberlaufen und durch die Auslassleitung 86

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wieder aus dem Aufnahmegefäß austreten kann. PIe Auslaßleitung 86 hat einen größeren Inneren Durchmesser als die Einlaßleitung 85, d.h., das Reaktlonsmittel wird niemals über die Außenwände des Aufnehmegefäßes steigen oder sich In größeren Mengen Innerhalb des Hohlraums 9o ansammeln. Wenn die Entnehmegeräte In der Stellung sind, wie es durch die durchgezogenen Linien in der Flg. 3 gezeigt 1st, dann befindet sich die Einlaßöffnung der Zuführungsleitung 76 für die Proben In dem unmittelbar neben dem Aufnahmegefäß 2o für das Reaktlonsmlttel liegenden Raum unter normaler Atmosphäre, während die Einlaßöffnung der Zuführungsleitung 78 für das Reaktlansmlttel der Atmosphäre Im Hohlraum 9o des Aufnehmegefäßes ausgesetzt 1st. Wenn daher Innerhalb der Zuführungsieltungen, wie später noch zu beschreiben 1st, ein Unterdruck aufrecht erhalten wird, dann wird durch diese Leitungen In der gezeigten Stellung nur Luft angesaugt. Wird dagegen für die Entnahmegeräte die Stelllung gewählt, die In den Figuren 2 und 4 bzw. In der PIg, 3 strichpunktiert eingezeichnet 1st, dann befindet sich die Einlaßöffnung der Zuführungsleitung 76 für die Proben Innerhalb der Probeflüselgkelt des Bechere 23» der darunter angeordnet 1st, während die Einlaßöffnung der Zuführungsleitung 78 für das Rdaktioaemlttel In den Hohlraum 89 Innerhalb des Aufnahmegefäßes eintaucht. ' Wenn daher jetzt in den Zuführungsletungen ein Unterdrück aufrecht erhalten wird, dann wird durch die eine die Flüssigkeit epr ο be, durch die andere das Reaktlonsmlttel angesaugt.

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Da, wie oben geschildert wurde, die Einlaßöffnungen der Zuführungsleitungen immer gemeinsam bewegt werden, sind die angeseugten Mengen an Probeflüssigkeit, Reaktionsmittel oder Luft, gemessen entlang den entsprechenden Achsen der !leitungen, immer gleich·

Der Zeitfeechanismus 18 enthält eine zeitregelnde Nockenscheibe Io2, die über eine Welle Io4 von einem nicht gezeigten Motor mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird. Die iseitregelnäe Nockenscheibe Io2 enthält, wie in der Fig. 1 geneigt ist* an ihrer Peripherie Einschnitte Io5 und Ic7« Ein Schalter Io6 mit zwei Einstellungen ist neben der Nockenscheibe Io2 auf dem Gehäuse -11 angebracht und enthält einen Schslterhebel Io8, der mit der Peripherie der nockenscheibe 1©2 derart in Berührung steht, deß der Schalter in der einen Stellung ist, wenn der Hebel Io8 an dem nicht mit Einschnitten versehenen Seil der Nockenscheibe entlanggleitet,während er in die zweit© Stellung geschaltet wird, wenn der Hebel eich innerhalb eines der Einschnitte Io5 οάέτ Io7 befindet. Die Größe und die lage der Einschnitte Io5 uaä lo? steuere über den Schalter Io6 und eine damit verbundens Steuerschaltung, die hier nicht Im einzelnen beschrieben werden soll» den Antrieb des Motors 38 und daher die Bewegung &©e Drehtisches bzw« der Entnehme« geräte für die Proben und ReektioBsnsittel. Es soll jedoch noch angemerkt werden, dsE das Einschnappen des Schalterhebele Io8 In einen Einschnitt bewirkt, daß die Entnahmegeräte in die mit durchgesogenen Linien In der Fig. 5 bezeichnete Stellung bewegt werden. Dadurch wird durch die entsprechenden

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ZufUhrungeleitungen 76 und 78 während der gesamten Zeit, die der Schalthebel in den Einschnitten Io5 oder Io7 verbleibt, nur Luft angesaugt. Außerdem hat das Eingreifen des Schalterhebels in den Einschnitt Io5 zur Folge, daß die Platte 21 des Drehtisches unter Einwirkung der Nockenscheibe 34 und dee Sehe It rs ds 32 um eine Einstellung weiterbewegt wird, wodurch der nächste Becher unter das Entnahmegerät 14 geschoben wird. Gleitet degegen der Schalterhebel Io8 nicht in den Einschnitten Io5 oder Io7, sondern über die nicht mit Einschnitten versehenen Teile der zeitregelnden nockenscheibe, dann werden die Entnahmegerät β in die Stellung der Pig. 2 gebracht, d.h. durch die eine Zuführungeleitung 76 wird die Probe und durch die andere Zuführungsleitung 78 wird das Reaktionemitel angesaugt.

Die Ϊig. 5 zeigt nun Ic? Querschnitt die Zuführungsleitungen 76 bzw. 78 für die Probe bzw. das Reaktionsmittel, um die ent-

sprechenden Grossen bzw. Lagen der einzelnen Luftproben oder Reaktionsmittelschübe zueinander, die aufgrund der Zeitregelung der Nockenscheibe Io2 zustande kommen, deutlich zu machen. Der Schub S der Probe und der Schub H des Heaktionsmittels stellen die Enden der en zweiter Stelle angeeaugten Schübe eines vorangegangenen Zyklus dar. Es folgen dann die ansohliessend durch die Zuführungeleitungen angeeaugten Luft einschluss θ A₁, da der Sohalter Io8 sich gerade innerhalb dee Einschnittes Io5 der zeitregelnden Nockenscheibe aufhält, wodurh eich die

Entnehsegeräte in oben beschriebener Weise in der Stellung

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befinden, die in der Pig. 3 durch die durchgezogenen Linien Wiedergegebeniet. Gleichzeitig wird die Platte 21 dea Drehtisches um eine Becherstellung weitergedreht, um einen neuen Probenaufnahmebecher 23 unter des Entnahmegerät 14 zu bringen· Wenn der Schalterhebel Io8 aus dem Einschnitt Io5 austritt und über den nicht mit Einschnitten versehenen Seil Io9 der Hockenscheibe Io2 gleitet, dann sind die Entnahmegerätβ für die Proben bzw. das Heaktionsmittel in der Stellung, wie z.B. die Pig. 2 zeigt, d.h. der zuerst angesaugte Schub S^ der neuen Proben bzw. der zueret angesaugte Schübe B^ des Beaktionsmlttels gelangt in die Zuführungsleitungen. Wenn der Schalterhebel Io8 über den nicht mit Einschnitten versehenen Teil Io9 der Nockenscheibe hinweg geglitten ist, denn fällt er in den Einschnitt Io7, wodurch die Entnahmegeräte wieder kurszeitig In die in der Fig. 3 mit durchgezogenen Linien bezeichnete Lage gelangen und dadurch die Lufteinschlüsse Ag erzeugen. Sobald der Schalterhebel Io8 den Einschnitt Io7 verläßt und über den Teil 112 der Hockenscheibe Io2 gleitet, werden die Entnahmegeräte wieder in die in der Flg. 2 gezeigte Lage versetzt. Da während des Anssugens der Lufteinschnitte Ag keine Bewegung der Platte 21 des Drehtisches stattgefunden hat, befindet sioh noch der gleiche Becher 23 unterhalb des Entnahmegerätes 14» d.h., auch die an zweiter Stelle angesaugten Schübe 82 bzw. R₂ gehören zu der gleichen Probe.

Dae gesamte Verfahren wird anschliessend wiederholt, de der Sohalterhebel wieder In den Einschnitt Io5 eingreift, wodurch

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die Entnehmegeräte wieder in die in der Pig. 3 gezeigte Ausgangsstellung zurückkehren und die Lufteinschlüsee A, ansaugen* während der Drehtisch um einen Becher weitergedreht wird, so daß nun die Schuhe S. und S₅einer neuen Probe» mit den entsprechenden Schüben Rj und R5 des Reaktionsmittels angesaugt werden. Sie eind durch die Luftelnschlüsse A₄ getrennt* Gemäß des geschilderten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung net die Zuführungsleitung 78 für des Reaktionsmittel einen größeren Durchmesser als die Zuführungsleitung 76 für die Plüsslgkeitsprobe, wodurch jeder Reaktionsmittelsohub ein größeres Volumen als der entsprechende Probenschub hat, obg/leioh beide innerhalb der Zuführungsleitungen die gleiche Länge heben.

Sie Flg. 6 zeigt bei 13o eine Dosierpumpe, wie sie schon in der US~f8tentschrift 2 893 324 beschrieben ist. Sie enthält elndrüokbare, flexible Pumpenschläuche 132 und 134, die mit den Zuführungsleitungen 76 bzw. 78 für die Proben bzw. das Reaktionsmittel verbunden sind und im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben. In solchen Pumpen werden die Pumpenschläuciie durch nicht gezeigte Druokrollen allmählich in Längsrichtung zusammengedrückt, indem die Druokrollen unter Druck in Längsrichtung über die Schläuche bewegt werden. Die Pittssigkeitsmengen, die auf diese Art durch die Schläuche gepumpt werden, hängen von den Inneren Durchmessern der Schläuche ab, da diese fön den Druckrollen mit gleicher linearer Geschwindigkeit in Längsrichtung zusammengedrückt werden.

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Die Purapenschläuche gehen in. die Leitungen 136 und 158 über und münden bei 142 bzw. 144 in eine Verbindungsstelle 14o. Diese Verbindungsstelle besteht vorzugsweise aus einem Material mit enger molekularer Struktur und nicht benetzenden Eigenschafien, wie z.B. ¹¹KeI-FS damit die Bildung von Rückständen durch hindurchströmende Proben, wes eine Verunreinigung der nachfolgenden Probe zur Folge haben würde, vermieden wi:.*d. Die Strömungskanäle 142 und 144 münden in *er Verbindungsstelle in einen Strömungskanal 146 ein, in welchem die gleichz aitig angesaugten Proben- und Reaktionsmittelsehübe» wie in Verbindung mit der Pig. 5 oben beschrieben wurden, zusammengeführt werden und einen großen Schub βus Probe und Reaktionsmittel bilden. Eine richtige Vereinigung der angesaugten Schübe erfordert natürlich, daß die Einlaßöffnungen der Zuführungeleitungen für die Proben bzw_o das lesktionsmittel den gleichen Abstand von der Verbindungsstelle der Strömungskanäle 142 und 114 am Anfang des Strömungskanals 146 haben, da die einzeln an Schübe durch die entsprechenden Zuführungeleitungen und Pumpenschläuche, wie oben erwähnt* mit der gleichen Geschwindigkeit · strömen. Um anzuzeigen« daß die Strömungewege gleich sein sollen, ist in Fig. 6 die Zuführungsleitung 78 für des Reaktionsmittel etwas gekrümmt gezeichnet.

Der Strömungskenal 146 am Ende der Verbindungseteile 14o geht in eine Leitung 148 über, die en eine Mischspule 15« angeschlossen ist. Die Mischspule , die aus den gleichen Gründen

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wie oben nicht benetzend sein soll, besteht vorzugsweise eue "Teflon" und kenn euch in einem Heizbad liegen. Sie dient dazu, die in der Verbindungsstelle über die Kanäle 142 und 144 vereinigten Proben- und Reaktlonsmittelsohübe vollständig eu vermischen, um dadurch die erwünschte Reaktion zwischen diesen zu fördern.

Bei 159 ist ein Gerät für die kolorimetrisch^ Analyse geneigt, des eine Lichtquelle 156, Kollimatorlinsen 157 und 158, oinen optischen Filter 168, eine Durchflußzwlle 154, ein lichtempfindliches Gerät 162 und eine Registriereinrichtung enthält, welche die Analysenergebnlsee, die von dem lichtempfindlichen Gerät angezeigt werden, über die Leitung 64 aufzeichnet. Das Gerät für die kolorimetrisch^ Analyse, das in diesem bevorzugten AusführungBbeiepiel der Erfindung verwendet wird, 1st bereite in der TB-Pe-tent echrif t 3 o31 917 beehrieben worden.

Die Durchflußzelle 154 1st über die Leitung 152 mit dem Ausgang der Mischepule 15o verbunden, so daß die Probenschübe nach der Reaktion durch diese hlndurehströmen und kolorimetrisch analysiert werden können, wobei die Ergebnisse, wie schon in der IJS₅^aJ;entschrift 3 ο31 917 gezeigt 1st, von der Schreibernadel 168 aufgezeichnet werden. ■■***■**

Des Zuführen der Proben in jeweils zwei Schüben soll verhindern, daß eine Probe durch die Rückstände der vorherigen Probe verunreinigt 1st. Aus den fig. 5 und 6 geht nämlich hervor, deß der

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Schub S₁ der Proben eile möglichen Rücketande dee vorherigen Schubs S 8ue dem Innern der Wände der Probeiisuflihrungsleltung 76, des Pumpenacheluchs 132, der Leitung 136 und des Strömungekanals 142 der Verbindungsstelle 14o entfernt. Nach dem Zusammenführen des Schubs S₁ ι it dem Reaktionemittelsohub R₁ im Strömungskanal 14-6 der Verbindungsstelle wird genauso der vereinigte Schub S₁ R₁ aus Probe und Reaktionsmlttel jeden möglichen Rücketend des vorausgehenden Schubs SR von den Wänden des Darehetrömungskenals 146, der Leitung 148, der Mischspule 15o, der Leitung 152 und der Durchflußzelle entfernen. Daher dienen die kleineren , zuerst angesaugten Schübe der groben sowie die Lufteinsohlüsse vor und hinter diesen als Reinigungsmittel, um nämlich innerhalb der Einrichtung Verunreinigungen duroh Rückstände der vorherigen Proben von den en swelter Stelle angesaugten, nachfolgenden Proben fernzuhalten. Damit 1st es nicht notweAg, einen Waschmittelechub nach jeder Probe einzuführen oder zusätzliche LufteinsohlÜBse zur weiteren Teilung jeder Probe oder -• der Waschmittelechübe zum Erhöhen ihrer Relnlgungsfählgkslt hinzuzufügen· AuB er dem 1st es wegen der fehlenden weiteren Unterteilung der Probenschübe durch Luf teinsohlüsse auch unnötig, diese vor Einführung der Probeneohübe in die Durchfluflzelle zur kolorimetrlschen Analyse zu entfernen.

Gemäß dieses bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung

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wird nur der en zweiter Stelle angesaugte, größere Schub jeder Probe, elBo z.B. die Schübe S₂ und S, in der Fig. 5, während der kolorimetrischen Analyse aufgezeichnet. Sie an erster Stelle angesaugten, kleineren Schübe der Proben und die benachbarten Lufteinschlüsse dienen hauptsächlich Reinigungszwecken. Dazu kann ein Schalter 175 in die elektrische Leitung 164 eingebaut und wie gezeigt durch die Zuführeinrichtung für die Proben derart gesteuert weden, daß die Leitung von lichtempfindlichen Gerät 162 zu der Registriereinrichtung nur dann geschlossen ist, wenn der größere oder en zweiter Stelle angesaugte Probenschub, nach dem er mit dem gleichzeitig angesaugten Reaktionamittelschub vermischt ist und mit diesem reagiert hat, durch die Durchflußzelle strömt. Andererseits könnte man auch die Spannungszufuhr zu der gesamten Anlage für die kolorimetrieche Analyse nur dann einschalten, wenn der größere Schub durch die Duchflußzelle strömt.

Während der- Analyse befindet sich keine Luft oder kein anderes Gas in der Durchflußzelle. Außerdem ist während dieser Zelt das Volumen der Flussigkeitsprobe, die für die kolorimetrisch« Analyse vorbereitet ist und durch die Durchflußzelle geleitet wird, mindestens genau so groß oder vorzugsweise grosser als das Volumen der Durchflußzelle. Jeder mit dem Reaktionsmittel behandelte Probenechub strömt zwischen einem vorderen und einem hinteren Gaselnschluß durch die Zuführungsleitungen zu der Durchflußzelle.

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Der eine dieser Gaseinschlüsse befindet sich dabei zwischen

diesem Probenschub und einem stromabwärts gelegenen Schub, der in gleicher Weise behandelten Probe, während der andere

Gsseinschluß sswischen dem oben erwähnten Probenschub und

einem stromaufwärts gelegenen und in gleicher Weise vorbehandelten

Probenschub angeordnet ist. Während ein solcher mit Reaktions-

mittel behandelter und von Luft oder anderen Gases freier Probenschub durch die Durchflußzelle strömt, erreicht die Schreibernadel euf dem Sohreiberpapier der Registriereinrichtung für die quantitative .Analyse nahezu sofort , d.h. so schnell, wie die Schreibernadel bewegt werden kann, ihren maximalen Ausschlag, so daß der Linienzug auf dem Schreiberpapier, der durch aufeinanderfolgende Analysen eine Reihe von vorbehandelten Flüssigkeitsproben in dem Strom entsteht, eine Rechteckform enhält.

Die Zuführung von durch Luft unterteilten Reektionsmittelsehtiben 1st besonders dann erwünscht, wenn die verfügbare Menge jeder Probe begrenzt 1st, wie z.B. in den Fällen, wo des Bfcut von Kindern analysiert werden soll. Da die Probenzufuhr dann gering ist, muß such der innere Durchmesser der Zuführungsleitung 76 für die Proben klein a ein ο In solchen Fällen 1st es Hehr schwierig, genügend Luft durch diese Zuführungsleitung zu schicken, damit die Probenschübe, die nach der Vereinigung mit dem Reaktionsmittel durch Analysieneinrichtung strömen,

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richtig getrennt sind. Daher wird der Hauptanteil an Luft, der zur Aufspaltung der Proben in einzelne Schübe gebraucht wird, in Form von LufteinscHüssen über die Zuführungsleitung 78 £ü33..~€tas Reaktionsmittel in doen beschriebener Weise z

Wenn jedoch die verfügbare Menge jeder Probe nicht begrenzt ist, kann eine Zuführungsleitung 76 für die Proben verwendet werden, die einen genügend großen Durchmesser hat, so daß genügend große Lufteinschlüsse zur Aufspaltung der Preben in Schübe verwendet werden können, auch wenn die Auispaltung erst nach dem Vereinigen mit dem EeaktionsmitieL geschieht. Daher ist es in solchen Fällen nicht notwendig, auch den Strom des Reaktionsmittels in einzelnen Schübe aufzuspalten. Dadurch kann das Entnahmegerät 16 für das Reaktionsmittel entfernt und die Einlaßöffnung der entsprechenden Zuführungsleitung 78 in irgendein Gefäß mit Reaktionsmittel, wie z.B. einen Behälter 2o, eingetaucht werden. Es genügt dsnn, einen kontinuierlichen Strom des Reaktionsmittels dush die Zuführungsleitung, den Pumpenschlauch 134 und die Leitung 138 bis zu den Strömungekanälen 144 und 146 der Verbindungsstelle 14o zu erzeugen, wo das Reaktionsmittel mit den entsprechenden Lufteinschlussen oder Probenschüben vereinigt wird, die durch die Leitung 136 zugeführt werden.

Es wird nochmale darauf hingewiesen, daß alle Leitungen, ' . -20-

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ausgenommen die elastischen, zusammendrückbar^ Pmapenechläuoha 132 und 134 aus dem bekannten, nioht benetssndea Materiel "teflon" sind. Die nicht "benetzende Eigenschaft bleibt während des Betriebs der gesamten Einrichtung dauernd, erhalten, da in dan Probenflüssigkeiten keine benetzenden Stoffe vorhanden sineU 12nd solche aus den 'Reaktio&smitteln vorher entfernt werden können. Da die Pumpensohlätiehe verhältnismäßig schmal und kur% sind und aus "Tygcm" begteilen, bleibt auf iären inneren Wänden kein ins (fewieht fallender Rückstand zurück» besonders dann nicht, vräm federn Probenschubj der durch sie hindurciiströmt, in oben gssehilderter Weise ,ein oder mehrere Lufteinschlüsse oder oder Einschlüsse aus einem anderen Gas folgen.

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Claims

Patentansprüche xsssssssasss:

1. Verfahren zur automatischen, quantitativen, kolorimetrischen Analyse, nach dem ein Strom von in Schübe eingeteilten Plüaslgkeitsproben, die mit einem Resktionsmittel zur koIor!metrischen Anylyse vorbehandelt sind, nacheinander durch eine kolorimetrische Durchflußzelle geleitet wird, dadurch geksnn ze i ebnet, daß jeder dieser Flüssigkeitsproben Schübe (^S2> in einer leitung, durch die die Flussigkeitsproben zu einer Durchflußzelle (154) strömen, auf der Vorder- und Rückseite durch eine oder mehrere öaeeinschlüßse (Ag bzw. A,) begrenzt ist, wodurch ein unmittelbar zwischen davor- und dahinterliegenden Gaeeinachlüaeen strömendes, mit geafreien, vorbehandelten Flüssigkeitsproben erfttlXtes Volumen entsteht« und daß beim Hindurchleiten des-die Gaeeinschlüsse einschließenden Stromes duroh die Durchflußzelle die vorbehandelten Flüssigkeit«proben kolorimetrisch analysiert werden, während die Durchflusseile davor und danach jeweils durch dec Hindurchströmen der Gasblasen gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen jeder gasfreien, von Lufteinschlüssen eingeschlossenen und durch die Durchflußzelle geleiteten Plüaeigkeitsprobe Im wesentlichen so groß wie das Volumen

der Durchflußzelle ist.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, de durch gekennz eichnet, daß die Leitung zur Durohflußselle nicht benetzende, innere Wände aufweist, wodurch des Anhaften von Flüssigkeitsprgban an diesen Wänden auf ein Minimum beschränkt wird und das Verschmutzen einer Probe durch die vorherige Probe verhindert wird.

4. Verfahren zur automatischen kolorimetriechen Analyse, nach dem eine Anzahl von chemisch vorbehandelten KLüsslgkeltsproben in Leitungen zu der Durchflußzelle des !Colorimeters geführt werden, in der die Proben bezüglich in ihnen enthaltener, vorgewählt er Bestandteile quantitativ analysiert werden, da durch gekennzeichnet, daß den Leitungen nacheinander ein Schub der Probe, ein Einschluß eines indifferenten Oases, ein weiterer Schub der gleichen Probe mit größerem Volumen und noch ein Einschluß des Gases zugeführt werden ,und daß in gleicher Weise je zwei Schute anderer Proben, die durch gleiche Gaseinschlüsse unterteilt sind, folgen, daß glelch- -zeitig in die Leitungen abweohselnd Schübe eines Reek+tonemlttels und Einschlüsse des Indifferenten Gases eingeleitet werden,, wobei die Reaktionamittel· Schübe zur förderung der ~~ " erwünschten Reaktion mit den Probeneehüben vermischt werden, und daß der resultierende Strom» der abwechselnd aus Probenschüben, die reagiert haben, und Oaeelnschlüeeen besteht, durch die BurchfluBzelle geleitet wird, wobei die zuerst erzeugten Probeneehübe die Rückstände von Schüben vorausgegangener Proben aus den Leitungen und der Durchflusszelle

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entfernen und demit verhindern, dsß der zweite Probenschub mit größerem Volumen durch diese Rückstände verunreinigt wird, und daß mindestens ein Teil des größeren Probenschubs nach dessen Reaktion beim Durchgang durch die Durchflußzelle kolorimetrisch analysiert wird.

5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, die ein Kolorimeter mit einsr Durchflußzelle und Leitnngen enthält, die mit der Eingang3-öffnung dieser Zelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, deß eine Vorrichtung vorgesehen ist, durjh die eine oder mehrere Gaseinschltisse in die Leitungen einführ jar sind, die die mit dem Beaktionsmittel behandelten Flüssigkeiten proben voneinander trennen, und daß die vorbehandelten Flfissigkeitsproben mit mindestens einigen Gaseinschlussen in die Durchflußzelle einführbar sind, wjöei die Innenwände der Zolle durch die Gaseinschlüsse gereinigt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5,dadurch g e k en uzeichnet, daß mindestens ein Teil der Leitungen nicht benetzende Innenwände hat.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 und 6 zurafcolorimetrischen Analyse mit einer Durchflußzelle, Leitungen zu dieser Zelle zur Übertragung eines Stromes vorbehandelter Flüssigkeitsproben, Zuführungsleitungen für Luft oder ein anderes indifferentes Gas zur Aufspaltung der Proben in den Lifetungcn durch

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dieses Gas in getrennte,, aber gasfreie Schübe, und Vorrichtungen, durch die der Strom solcher Schübe der Reihe nach durch die Durcbflußzelle strömen kann? dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen nicht benetzende Innenwände haben-

8 ,.Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinscblüsse und ein vorausgebender !Beil jeder Probe zur Reinigung der Durchflußzelle zusammen mit der Flüssigkeitsprobe durch die Zelle hindurchführbar sind.

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