CH637471A5 - Verfahren und vorrichtung zur thermostabilisierten messung an kleinen fluessigkeitsmengen in einer messmulde eines messkopfes. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermostabili- wertschalter seinerseits die Messsequenz erneut auslöst. Da-sierten Messung an kleinen Flüssigkeitsmengen m einer Mess- können die beiden Zeitintervalle von je 90 + 40 sek. zu ei-mulde eines eine Messsonde enthaltenden Messkopfes sowie nem Messzyklus bei optimalen Messbedingungen zusammeneine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahren. gefasst werden. Die Messbedingung wird dann also durch das

Bei Geräten, die nach dem bezeichneten Verfahren betne- 50 Auftragen der zu messenden Flüssigkeitsmenge in die Messben werden, ist der Stromverbrauch eine wichtige Betriebs- mulde erfüllt.

grosse, weil solche Geräte auch portabel und mit Batterie be- Die Abschaltung der Anordnung nach Beendigung der trieben werden. Es muss nämlich einerseits mittels einer Hei- beiden Zeitintervalle bei Messung, bzw. des ersten Zeitinter-

zung die Temperatur des Messkopfes konstant gehalten wer- valls, wenn ein Blutstropfen nicht aufgebracht wird, ist dann den und es ist dabei zu verhindern, dass während der Aumeiz- 55 besorKjers einfach, wenn die Einschaltung der Messanord-

und Einstellzeit abgelesen werden kann, weil dadurch Fehl- nung durch das Einschalten einer Selbsthaltevorrichtung er-messungen versehentlich vorgenommen werden konnten. An- folgt. Denn in diesem Falle reicht die Abschaltung aus, um dererseits muss das Messobjekt selbst häufig erst stationar das Messgerät bei verspätet aufgebrachtem Blutstropfen nicht werden, bevor die Messung ausgeführt werden kann. Dann wieder aktivieren zu können aber soll der Messvorgang nur die tatsächlich erforderliche 00

Zeit dauern. Um diese, teils widersprüchlichen Forderungen Die ebenfalls erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausfüh-

erfüllen zu können, ist es erforderlich, eine Ablaufoptimie- rung des erfmdungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekenn-

rung vorzunehmen. zeichnet, dass ein Thermoregler für einen mit einer Mess-

Nach der Erfindung wird deshalb selbsttätig nach Ein- mulde versehenen Messkopf und eine durch einen Schalter

Schaltung der Messanordnung in einem ersten Zeitintervall 65 mit einer Anzeige verbundene Messsonde vorgesehen ist, der die Betriebsbereitschaft der Messanordnung hergestellt und mittels eines mit einem Nullhaltepunkt versehenen program-angezeigt und in einem zweiten Zeitintervall die Messung vor- mierten elektrischen Zeitschalters auf ein Versorgungsteil genommen und angezeigt. schaltbar ist, wobei der Nullhaltepunkt mittels eines Druck-

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knopfeinschalters und mittels eines vom Thermoregler ge- tes oder der Leitfähigkeit oder des Sauerstoffpartialdruckes schalteten Bedingungsschalters überbrückbar ist. eines Bluts- oder Wassertropfens sein, je nach der verwende-

Mit dieser Vorrichtung, die entweder aus elektronischen ten Sonde.

oder mechanischen Teilen, wie beispielsweise der Zeitschalter, Eine Heizung 105 bringt den Messkopf 1 auf eine beaufgebaut sein kann, ist die Schaltesequenz des erfindungsge- 5stimmte Messtemperatur, die von einem Fühler 101, der Teil mässen Verfahrens ausführbar. einer Brücke 102 ist, überwacht wird. Abweichungen werden Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Versorgungsteil durch einen Verstärker 103 einer Regelstrecke 104 zugeleitet, bistationär geregelt ist. Als bistationäre Regelung wird eine die den jeweils erforderlichen Heizstrom für die Heizung 105 Regelung bezeichnet, bei der die Regelung solange erfolgt, abgibt. Die zum Thermoregler 100 zusammengefassten Teile wie der Regelsollwert erreichbar ist, dann aber abschaltet, ]0 der Vorrichtung werden durch einen programmierten Zeitwenn die Batteriespannung nicht mehr ausreicht, den Soll- Schalter 7 mit einer Spannungsversorgung 10 verbunden.

wert zu erzeugen. Dadurch sind Fehlmessungen ausgeschlos- Diese Spannungsversorgung besteht zweckmässig aus einer sen, die auf mangelnde Stromversorgung zurückgehen. Quecksilberzelle 12 und einem bistationären Regler 11. Die-Ein weiterer Vorteil kann erreicht werden, wenn die ser Regler 11 weist einen Spannungsfühler auf, der die Rege-Stromversorgung der Messsonde vor dem Zeitschalter mit 15 lung in Gang setzt, wenn bei Einschaltung die Batterie 12 hindern Versorgungsteil verbunden ist. Dadurch kann die Mess- reichend hohe Spannung aufweist, und der die Einschaltung sonde dauernd eingeschaltet sein und so sowohl eine längere verhindert bzw. die Abschaltung vornimmt, wenn die Span-Langzeitkonstanz als auch eine kurze Einlaufzeit vor der nung der Quecksilberzelle einen bestimmten Wert unterMessung erreichen. Dies ist allerdings nur sinnvoll, wenn die schreitet.

Messsonde sehr hochohmig ist, weil sonst der Stromver- 20 Nach Einschaltung des Zeitschalters 7 durch einen Schalbrauch der Batterie zu gross ist. Andererseits ist durch An- ter 8 vermittels eines Druckknopfes 80 wird für einen Mo-schliessen an die Batterie, im Falle der Verwendung einer ment ein Nullhaltepunkt 702 des Zeitschalters 7 überbrückt, Quecksilberbatterie mit ihrem steilen Spannungsabfall vor so dass der elektrische Antrieb des Zeitschalters eine Kon-der Erschöpfung, zusammen mit einer bistationären Rege- taktzunge 703 mit einem Kontakt 700 in Eingriff bringen lung sicher zu verhindern, dass die Spannung für die Mess- 25 kann. Dann jedoch hält sich der Zeitschalter selbst bis zum sonde unzulässig gering wird. Wiedererreichen des Nullhaltepunktes 702. Der Zeitschalter

Um die Vorrichtung betriebssicher zu machen, kann der hat also Selbsthalteeigenschaften. Anstelle eines mechani-

Messfühler des Thermoreglers Teil einer Brückenschaltung sehen Schalters 7 kann auch eine elektronische Vorrichtung sein. treten, die die gleichen Eigenschaften hat.

Brückenschaltungen können bekannterweise stabil sein 30 ]\iach einer bestimmten Programmzeit erreicht die Kon-

gegen Spannungsschwankungen, Temperaturdifferenzen und taktzunge 703 einen Kontakt 701, der einen Schalter 6 betä-

Drifterscheinungen. Das ist besonders auch deshalb im vor- tigt, der eine Anzeige 4 mit der Messsonde 5 verbindet und liegenden Falle bedeutsam, weil der Bedingungsschalter und damit die eigentliche Messung vornimmt. Die Länge des die Regelstrecke für den Thermoregler vom Messfühler, meist Kontaktes 701 bestimmt die Länge des Messintervalls.

unter Vorschaltung von Verstärkern, gesteuert werden. Dazu 35 Nach Erreichen des Nullhaltepunktes 702 schaltet der kann der Bedingungsschalter eine Schaltschwelle aufweisen, Zeitschalter 7 ab, wenn nicht der Bedingungsschalter 9 inzwi-die mindestens etwa das Doppelte der Regelschwankungen sehen betätigt worden ist. Dies geschieht beispielsweise dafür den Thermoregler beträgt. - durch, dass ein Flüssigkeitstropfen auf die Messmulde 2 auf-

Die Brückenschaltung kann dafür sorgen, dass sich die getragen worden ist. Dadurch ist eine momentane Abkühlung

Steuerung des Thermoreglers und die Steuerung des Bedin- 40 erfolgt, die mindestens das Doppelte der normalen Regel-

gungsschalters nicht überschneiden, was dann erfolgte, wenn Schwankungen beträgt, besser noch etwa zehnmal grösser ist,

die Regelschwankungen des Thermoreglers bereits den Bedin- um eine sichere Unterscheidung der beiden Signaltypen zu er-

gungsschalter betätigen würden. Die Brückenschaltung kann reichen. Dieses Signal überwindet die Schaltschwelle des Be-

jedoch derart starke Schwankungen des Fühlersignales ver- dingungsschalters 9 und setzt damit den Zeitschalter 7 erneut hindern. 45 in Tätigkeit. Da das Auftragen der Flüssigkeit bereits kurz

Um zu vermeiden, dass der elektrische Zeitschalter unsi- nach Erreichen des Kontaktes 701 erfolgen könnte, sollte die eher bei der Überwindung des Nullhaltepunktes wird, kann Schaltzeit des Bedingungsschalters 9 etwas grösser als das die Schaltzeit des Bedingungsschalters vorteilhaft etwas gros- durch den Kontakt 701 festgelegte Messintervall sein, damit ser sein als das Messintervall. der Nullhaltepunkt des Zeitschalters 7 sicher überwunden

Weitere Einzelheiten sind in der Zeichnung dargestellt, 50 wird.

anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert Insbesondere bei Verwendung einer polarographischen wird. Sauerstoffsonde ist es vorteilhaft, wenn diese dauernd mit der

Ein Messkopf 1 ist mit einer Messmulde 2 zur Aufnahme Spannungsquelle verbunden bleibt, weil dadurch die Langeines Messobjektes, beispielsweise eines Flüssigkeitstropfens, Zeitänderungen solcher Sonden verringert sind. Der Stromausgestattet. Eine Messsonde 5 gestattet die Messung an die- 55 verbrauch ist vernachlässigbar, weil solche Sonden sehr hoch-sem Flüssigkeitstropfen. Dies kann die Messung des pH-Wer- ohmig sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass nunmehr

   1. Verfahren zur thermostabilisierten Messung an kleinen die zur Messung erforderlichen Vorrichtungen sehr genau auf Flüssigkeitsmengen in einer Messmulde eines eine Messsonde die Erfordernisse angepasst werden können. So dauert es enthaltenden Messkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass etwa 90 sek., bis beispielsweise bei der Bestimmung von Sauselbsttätig nach Einschaltung der Messanordnung in einem s erstoff bei einem Blutstropfen von ca. 40 ul thermisches und ersten Zeitintervall die Betriebsbereitschaft der Messanord- Diffusionsgleichgewicht gegenüber einer Polarisationselek-nung hergestellt und angezeigt wird und dass in einem zweiten trode mit sehr kleiner Messfläche besteht. Weiterhin dauert es Zeitintervall die Messung vorgenommen und angezeigt wird. etwa 40 sek., bis die Einstellung des Messinstrumentes auf die
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, atmosphärischen und gerätetechnischen Gegebenheiten been-dass der Übergang vom ersten zum zweiten Zeitintervall 10 det ist. Diese beiden Zeitintervalle liegen also fest, anderer-durch die Erfüllung einer Messbedingung ausgelöst wird. seits haben diese nichts mit dem Messvorgang oder dem Ein-
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, laufvorgang des Messinstrumentes selbst zu tun. Durch die dass die Messbedingung durch das Auftragen der zu messen- Festlegung einer Arbeitssequenz, die nach Bedarf auch Wieden Flüssigkeitsmenge in die Messmulde erfüllt wird. derholt werden kann, können die Gerätekomponenten darauf
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 15 angepasst werden, so dass eine optimale Geräteauslegung dass die Einschaltung der Messanordnung durch Einschalten möglich ist.

   einer Selbsthaltevorrichtung erfolgt. So ist es besonders bei der Messung von Blutsauerstoff in
5. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach An- einem Blutstropfen vorteilhaft, wenn der Übergang vom er-spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Thermoregler sten zum zweiten Zeitintervall durch die Erfüllung einer

   (100) für einen mit einer Messmulde (2) versehenen Messkopf 20 Messbedingung ausgelöst wird.

   (1) und eine durch einen Schalter (6) mit einer Anzeige (4) ver- Hierdurch ist z.B. die folgende Messsequenz ermöglicht:

   bundene Messsonde (5) vorgesehen ist, der mittels eines mit 90 sek., lang wird bei abgeschalteter Anzeige die Messmulde einem Nullhaltepunkt (702) versehenen programmierten elek- aufgeheizt und erreicht dabei Stationarität. Sodann erscheint trischen Zeitschalters (7) auf ein Versorgungsteil (10) schalt- die Anzeige und gestattet, mit Hilfe von Reglern auf atmo-

   bar ist, wobei der Nullhaltepunkt (702) mittels eines Druck- 25 sphärische und gerätetechnische Bedingungen, wie etwa Null-

   knopfeinschaltes (8) und mittels eines vom Thermoregler wert, einzustellen.

   (100) geschalteten Bedingungsschalters (9) überbrückbar ist. Nach 40 sek. können diese Manipulationen gut abge-
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- schlössen sein. In dieser Zeit kann nun ein Tropfen Blut auf-net, dass das Versorgungsteil (10) bistationär geregelt ist. getropft werden. Dieser Vorgang kann dann einen zweiten
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- 30 Zyklus auslösen, bei dem zunächst 90 sek. lang bei abgeschal-net, dass die Stromversorgung der Messsonde (5) vor dem teter Anzeige die Messbedingungen im Blutstropfen stabili-Zeitschalter (7) mit dem Versorgungsteil (10) verbunden ist. siert werden. Sodann erscheint die Anzeige und zeigt dabei
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- den Sauerstoffanteil (Sauerstoffpartialdruck) in der Probe an. net, dass der Messfühler (101) des Thermoreglers (100) Teil ei- Damit ist sicher verhindert, dass Ablesungen im unausgegli-ner Brückenschaltung (102) ist. 35 chenen Zustand erfolgen und dass andererseits die Aus-
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- gleichszeit zu lange gewählt wird, was dann Batterievernet, dass der Bedingungsschalter (9) eine Schaltschwelle auf- brauch zur Folge hätte. '

   weist, die mindestens etwa das Doppelte der Regelschwan- Erfolgt keine Zugabe eines Blutstropfens, wird also die kung für den Thermoregler (100) beträgt. Messbedingung nicht erfüllt, dann kann das Gerät damit
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- 0 selbsttätig abschalten.

    net, dass die Schaltzeit des Bedingungsschalters (9) grösser ist Die Erfüllung der Messbedingung im beispielsweise ange-

    als das Messintervall. gebenen Fall lässt sich dadurch erreichen, dass die Abkühlung des Messkopfes durch den aufgebrachten Blutstropfen, die ja ausgeregelt wird, durch Verwendung eines Schwellen-

    . 45 wertschalters weitergegeben wird, indem dieser Schwellen-