Teilchenzählvorrichtung
Das Hauptpatent betrifft eine Zählvorrichtung zum Zählen von Teilchen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, deren elektrische Leitfähigkeit von derjenigen der Teilchen verschieden ist, wobei je eine gemessene Menge der Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen mit einem Fördersystem von einem Behälter durch eine Widerstandsmessstrecke in einen zweiten Behälter gefördert wird und jedes Teilchen beim Durchlaufen der elektrischen Widerstandsmessstrecke eine Änderung des Messstreckenwiderstandes bewirkt, die von der Grösse des Teilchens abhängig ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Elektrodenträger dicht auf ein auswechselbares Messrohr aufgesteckt ist und am Elektrodenträger ein Messstreckenträger mit fester elektrischer Widerstandsmessstrecke auswechselbar angebracht ist.
Gemäss der vorliegenden Zusatzerfindung ist eine derartige Zählvorrichtung zum Zählen von Teilchen dadurch gekennzeichnet, dass der auswechselbare Messstreckenträger mehrere elektrische Widerstandsmessstrecken gleicher oder verschiedener Grössen trägt, die durch Bewegung des Messstreckenträgers in Arbeitsstellung gebracht werden können.
Es hat sich gezeigt, dass in einer Teilchenzählvorrichtung, zum Zählen kleiner Teilchen wie z. B. Blutkörperchen, die Widerstandsstrecke häufig durch Verunreinigungen verstopft wird. Besonders in einer Zählvorrichtung mit kontinuierlich arbeitender Saugpumpe, in welcher es notwendig ist, vor jeder neuen Zählung die Volumetriereinrichtung zu belüften, ist die Gefahr gross, dass angesaugte Staubpartikel die Widerstandsmessstrecke verstopfen. Durch die vorgeschlagene Lösung wird nicht bei jeder auftretenden Störung das Auswechseln des Messstreckenträgers notwendig. Es kann lediglich eine andere Widerstandsmessstrecke desselben Messstreckenträgers in die Arbeitsstellung gerückt werden.
Mit Vorteil ist zwischen der Widerstandsmessstrecke und der Volumentriereinrichtung ein Gaseinlass vorhanden, der es erlaubt, die Volumentriereinrichtung zu belüften. Sollten Staubpartikel eingesogen werden, so wird durch diese die Widerstandsmessstrecke nicht mehr gestört. Dieser Gaseinlass oder mehrere davon können im Messstreckenträger selbst enthalten sein. Als Volumentriereinrichtung ist ein photoelektrisches System besonders geeignet. Ist das Messrohr mit dem darauf dicht aufgesetzten Messkopf in einer gegen die Pumpenseite leicht geneigten Lage, so wird mit Vorteil nicht der Messkopf in das Gefäss mit der zu messenden Flüssigkeit eingetaucht. Die Flüssigkeit wird dann beispielsweise durch einen am Messkopf befestigten Schlauch angesaugt. Diese Anordnung erlaubt ein einfaches Auswechseln der Gefässe mit den Flüssigkeitsproben.
In den Zeichnungen sind eine Teilchenzählvorrichtung nach der Ausführungsform der Erfindung und Teile davon dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Schematisch im Schnitt, teilweise stark vergrössert, eine Teilchenzählvorrichtung mit aufsteckbarem Elektrodenträger und mehreren Widerstandsmessstrecken;
Fig. 2 im Schnitt einen Teil eines Messkopfes mit radial einmündender Zuführung für die Flüssigkeit mit den zu zählenden suspendierten Teilchen;
Fig. 3 Schematisch einen Messstreckenträger mit je mehreren Widerstandsmessstrecken und Gaseinlassnuten;
Fig. 4 Schematisch einen Messstreckenträger mit kreisförmig angeordneten Widerstandsmessstrecken und darauf radial angeordneten Gaseinlassnuten.
Gemäss Fig. 1 ist der zylinderförmig ausgebildete Messkopf zweiteilig ausgeführt. In der Bohrung 10 des Teils 1 ist die eine Elektrode 11 schraubenförmig auf einem Kern 12 angeordnet. Dadurch wird die durch fliessende Flüssigkeit mit den darin suspendierten Teilchen auf eine schraubenförmige Bahn gezwungen und die Bildung von störenden Gasblasen wird weitgehend verhindert. Dieser Teil 1 ist auf dem Messrohr 3 aufgesteckt und mit den beiden Dichtungsringen 13, die in den Nuten 14 liegen, abgedichtet.
Der Teil 2 des Messkopfes trägt in der Bohrung 20 eine Elektrode 21, die ebenfalls im Innern einen Kern 22 enthält. Die Nute 23 ist zur Aufnahme des Messstreckenträgers 4 bestimmt. Die Dichtungsringe 15 und 25 in den Nuten 16 und 26 dichten den sich in Arbeitsstellung befindenden Rubin 41 mit der Widerstandsmessstrecke 40 und den entsprechenden Teil der Nute 23 gegen aussen ab. Am Teil 2 ist ein Stutzen 24 angearbeitet, von welchem beispielsweise ein Schlauch 52 zu einem Gefäss 5 mit der zu prüfenden Flüssigkeit 51 führt. Von den Elektroden 11 und 21 sind die in den Bohrungen 17 bzw. 27 eingegossenen Anschlussdrähte in einen Hohlraum 28 und von dort durch die Bohrung 18 nach aussen geführt. Das Messrohr 3 ist mit Schläuchen 31, 33 über ein dizwischengeschaltetes Auffanggefäss 32 mit einer kontinuierlich arbeitenden Saugpumpe 34 verbunden.
Die Dosierung der Flüssigkeitsmenge geschieht mit einem photoelektrischen System. Das leicht geneigte Messrohr 3 sei vorerst mit Luft gefüllt. Sobald die Pumpe 34 läuft, wird Flüssigkeit aus dem Gefäss 5 durch den Messkopf in das Messrohr 3 gesaugt. Die je eine Blende 65, 66 passierenden Strahlen der beiden Lichtquellen 63, 64 sind auf das Messrohr 3 gerichtet und das an seiner Innen- und Aussenwand reflektierte Licht gelangt teilweise in die Photozellen 61, 62. Durchläuft die Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht die Ebene A, so wird durch die Änderung der Reflexions- und Brechungsverhältnisse an der Innenwand des Messrohres 3 auch die Intensität des auf die Fotozelle 61 fallenden Lichtes verändert.
Das dadurch erzeugte Signal bewirkt über einen Signalgeber 67 das Einschalten eines Impulszählers 68, der nun sämtliche Widerstandsänderungen registriert, die zwischen den Elektroden 11 und 21 von den die Widerstandsmessstrecke 40 passierenden Teilchen erzeugt werden. Sobald die Gas-Flüssigkeits-Grenzschicht die Ebene B passiert, bewirkt das in der Fotozelle 62 erzeugte und im Signalgeber 67 entsprechend verarbeitete Signal das Ausschalten der Impulszähler.
Das Volumen zwischen den Ebenen A und B im Messrohr 3 sei genau bestimmt. Vor einer neuen Zählung kann der Impulszähler mit der Taste 69 auf Null gesetzt werden. Sollen von einer bestimmten Flüssigkeit 51 eine Mehrzahl von Messungen durchgeführt und die Zählergebnisse aufaddiert werden, so genügt es, das Messvolumen AB des Messrohres vor jeder Einzelmessung mit Gas zu füllen. Beim erneuten Durchlauf einer Gas-Flüssigkeitsgrenzschicht durch die Ebenen A und B wird die Zählung in der oben beschriebenen Art fortgesetzt. Das Entleeren des Messrohres 3 von Flüssigkeit kann z. B. über einen mit einem Hahn 19' verschliessbaren Gaseinlass 19 geschehen, der mit Vorteil zwischen Widerstandsmessstrecke 40 und der Ebene A in das System mündet.
Beim Belüften des Systems mit Luft wird dadurch vermieden, dass die Widerstandsmessstrecke 40 von vorhandenen Staubpartikeln verstopft wird. Werden verschiedene Flüssigkeiten gemessen, so wird das Messrohr 3 automatisch beim Wechseln des Gefässes 5 über den Schlauch 52 belüftet.
Fig. 2 zeigt eine andere vorteilhafte Ausführung des Teils 2 eines Messkopfes. Die Zuführung der Messflüssigkeit erfolgt seitlich durch die Bohrung 200 und den Stutzen 201. Dieser kann so ausgebildet sein, dass eine in einem Kupplungsstück 202 verankerte Hohlnadel 203 darauf aufgesetzt werden kann. Auf diese Weise wird es möglich, eine keimfreie Messprobe beispielsweise direkt einem mit einem durchstechbaren Pfropfen versehenen Gefäss zu entnehmen.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Messstreckenträger 4 mit vier Rubinen 41, die darin gefasst sind. Die Widerstandsmessstrecken 40a, 40b und 40c, die durch in die Rubine 41 gebohrte Kapillaren dargestellt werden, haben verschiedene Querschnitte. Zwischen je zwei Widerstandsmessstrecken ist eine Belüftungsnute 42 vorhanden. Befindet sich beispielsweise die Widerstandsmessstrecke 40a in Arbeitsstellung und wird nun die Widerstandsstrecke 40b in diese Stellung geschoben, so erfolgt über die dazwischenliegende Belüftungsnute 42 die Belüftung des Messrohres 3 (Fig. 1), indem die Dichtwirkung des Dichtungsringes 16 aufgehoben wird.
Die Belüftungsnuten 42 können z. B. auch als Haltepunkte für eine Feststellfeder dienen, welche den Messstreckenträger 4 in bestimmten Positionen festhält.
Fig. 4 zeigt schematisch einen kreisförmigen Messstreckenträger 4'. In diesem sind sechs Rubine 41 auf einem Kreisumfang angeordnet und können revolverartig in die Arbeitsposition gebracht werden. Die Belüftungsnuten 42' sind radial zwischen je zwei Rubinen 41 angeordnet. Eine Haltefeder 43' hält den Messstreckenträger 4' in den verschiedenen Arbeitslagen fest.
Zur Herstellung der Teile 1 und 2 des Messkopfes eignen sich besonders, Kunststoffe wie Epoxyharze und Teflon, Keramik, Glas und ähnliches. Der Messstrekkenträger kann aus Metall, Keramik, Glas oder einem Kunststoff gearbeitet sein. Als Widerstandsmessstrekken sind in Kristalle wie Saphir, Rubin oder Quarz gebohrte Kapillaren besonders geeignet.
Particle counting device
The main patent relates to a counting device for counting particles suspended in a liquid, the electrical conductivity of which is different from that of the particles, a measured amount of the liquid with the suspended particles being conveyed by a conveyor system from one container through a resistance measuring section to a second Container is conveyed and each particle when passing through the electrical resistance measuring section causes a change in the measuring section resistance, which is dependent on the size of the particle, and which is characterized in that an electrode carrier is tightly plugged onto an exchangeable measuring tube and a measuring section carrier with a fixed electrical Resistance measuring section is attached replaceably.
According to the present additional invention, such a counting device for counting particles is characterized in that the exchangeable measuring section carrier carries several electrical resistance measuring sections of the same or different sizes, which can be brought into working position by moving the measuring section carrier.
It has been found that in a particle counting device, for counting small particles such as e.g. B. blood cells, the resistance path is often clogged by impurities. Particularly in a counting device with a continuously operating suction pump, in which it is necessary to ventilate the volumetric device before each new count, there is a great risk that dust particles sucked in will block the resistance measuring section. With the proposed solution, it is not necessary to replace the measuring section carrier for every malfunction that occurs. Only another resistance measuring section of the same measuring section support can be moved into the working position.
A gas inlet is advantageously provided between the resistance measuring section and the volume centering device, which allows the volume centering device to be ventilated. If dust particles are sucked in, they will no longer disturb the resistance measuring section. This gas inlet or several of them can be contained in the measuring section carrier itself. A photoelectric system is particularly suitable as the volume centering device. If the measuring tube with the measuring head placed tightly on it is in a position slightly inclined towards the pump side, the measuring head is advantageously not immersed in the vessel with the liquid to be measured. The liquid is then sucked in through a hose attached to the measuring head, for example. This arrangement allows the vessels with the liquid samples to be exchanged easily.
In the drawings, a particle counting device according to the embodiment of the invention and parts thereof are shown. Show it:
1 shows a schematic sectional view, partially greatly enlarged, of a particle counting device with a plug-on electrode carrier and several resistance measuring sections;
2 shows, in section, part of a measuring head with a radially opening feed for the liquid with the suspended particles to be counted;
3 shows a schematic diagram of a measuring section carrier, each with several resistance measuring sections and gas inlet grooves;
4 shows a schematic diagram of a measuring section carrier with resistance measuring sections arranged in a circle and gas inlet grooves arranged radially thereon.
According to FIG. 1, the cylindrical measuring head is designed in two parts. One electrode 11 is arranged helically on a core 12 in the bore 10 of the part 1. As a result, the flowing liquid with the particles suspended in it is forced onto a helical path and the formation of disruptive gas bubbles is largely prevented. This part 1 is placed on the measuring tube 3 and sealed with the two sealing rings 13, which are located in the grooves 14.
The part 2 of the measuring head carries an electrode 21 in the bore 20, which also contains a core 22 inside. The groove 23 is intended to receive the measuring section carrier 4. The sealing rings 15 and 25 in the grooves 16 and 26 seal the ruby 41, which is in the working position, with the resistance measuring section 40 and the corresponding part of the groove 23 from the outside. A connecting piece 24 is incorporated into part 2, from which a hose 52, for example, leads to a vessel 5 with the liquid 51 to be tested. From the electrodes 11 and 21, the connecting wires cast in the bores 17 and 27, respectively, are led into a cavity 28 and from there through the bore 18 to the outside. The measuring tube 3 is connected by hoses 31, 33 to a continuously operating suction pump 34 via an interposed collecting vessel 32.
A photoelectric system is used to dose the amount of liquid. The slightly inclined measuring tube 3 is initially filled with air. As soon as the pump 34 is running, liquid is sucked from the vessel 5 through the measuring head into the measuring tube 3. The rays of the two light sources 63, 64 passing through a diaphragm 65, 66 are directed onto the measuring tube 3 and the light reflected on its inner and outer walls partially reaches the photocells 61, 62. If the air-liquid boundary layer passes through plane A. , the change in the reflection and refraction conditions on the inner wall of the measuring tube 3 also changes the intensity of the light falling on the photocell 61.
The signal generated thereby causes a signal generator 67 to switch on a pulse counter 68, which now registers all changes in resistance that are generated between the electrodes 11 and 21 by the particles passing through the resistance measuring section 40. As soon as the gas-liquid boundary layer passes level B, the signal generated in the photocell 62 and appropriately processed in the signal generator 67 causes the pulse counters to be switched off.
Let the volume between planes A and B in measuring tube 3 be precisely determined. Before starting a new count, the pulse counter can be set to zero with key 69. If a plurality of measurements are to be carried out on a specific liquid 51 and the counting results are to be added up, it is sufficient to fill the measuring volume AB of the measuring tube with gas before each individual measurement. When a gas-liquid boundary layer passes through planes A and B again, counting is continued in the manner described above. The emptying of the measuring tube 3 of liquid can, for. This can be done, for example, via a gas inlet 19 which can be closed with a valve 19 'and which advantageously opens into the system between resistance measuring section 40 and level A.
When the system is ventilated with air, this prevents the resistance measuring section 40 from becoming clogged with dust particles. If different liquids are measured, the measuring tube 3 is automatically aerated via the hose 52 when the vessel 5 is changed.
Fig. 2 shows another advantageous embodiment of part 2 of a measuring head. The measuring fluid is supplied laterally through the bore 200 and the connector 201. This can be designed so that a hollow needle 203 anchored in a coupling piece 202 can be placed on it. In this way it is possible to take a germ-free measurement sample, for example, directly from a vessel provided with a pierceable stopper.
Fig. 3 shows schematically a measuring section carrier 4 with four rubies 41 which are held therein. The resistance measuring sections 40a, 40b and 40c, which are represented by capillaries drilled into the rubies 41, have different cross-sections. A ventilation groove 42 is provided between each two resistance measuring sections. If, for example, the resistance measuring section 40a is in the working position and the resistance section 40b is now pushed into this position, the ventilation groove 42 in between is used to ventilate the measuring tube 3 (FIG. 1), in that the sealing effect of the sealing ring 16 is canceled.
The ventilation grooves 42 can, for. B. also serve as holding points for a locking spring, which holds the measuring section carrier 4 in certain positions.
4 shows schematically a circular measuring section carrier 4 '. In this six rubies 41 are arranged on a circumference and can be brought into the working position like a revolver. The ventilation grooves 42 ′ are arranged radially between two rubies 41 each. A retaining spring 43 'holds the measuring section carrier 4' in the various working positions.
For the production of parts 1 and 2 of the measuring head, plastics such as epoxy resins and Teflon, ceramics, glass and the like are particularly suitable. The measuring section carrier can be made of metal, ceramic, glass or a plastic. Capillaries drilled into crystals such as sapphire, ruby or quartz are particularly suitable as resistance measuring sections.