DD203975A1

DD203975A1 - flow cell

Info

Publication number: DD203975A1
Application number: DD23469981A
Authority: DD
Inventors: Manfred Geissler; Horst Weber
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1981-11-09
Publication date: 1983-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchfluszkuevette zur kontinuierlichen Bestimmung des Gehaltes chemischer Substanzen in stroemenden Fluessigkeitsproben mittels Spektralfotometer oder aehnlichen Meszvorrichtungen. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Durchfluszkuevette einfacher Konstruktion. Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Durchfluszkuevette, die eine vollstaendige Fuellung gewaehrleistet, Gasblasen aus dem Strahlengang schnell entweichen laeszt, das Wechseln der optischen Fenster entsprechend dem spektralen Meszbereich zulaeszt und leicht gereinigt werden kann. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, indem der Kuevettenhalter des verwendeten Spektralfotometers aus einem Piacrylquader besteht, der einen Durchfluszkanal (2) besitzt, der auf der Strahlenein- und -austrittsseite einen kreisfoermigen Querschnitt hat, dessen obere Wand (3) aber einen leicht konischen Anstieg in Stroemungsrichtung der Fluessigkeit, d.h. in Richtung auf die Strahleneintrittsseite, aufweist, und in den die Fluessigkeitsproben in der Naehe der optischen Fenster (4, 5) ueber den Zulaufkanal (6) mit Schlaucholive (7) tangential zugefuehrt und ueber den Ablaufkanal (8) mit Schlaucholive (7) tangential abgefuehrt werden.The invention relates to a flow cell for the continuous determination of the content of chemical substances in flowing liquid samples by means of spectrophotometers or similar measuring devices. The aim of the invention is to provide a flow cell of simple construction. The object of the invention is to provide a Durchfluszkuevette that ensures a full filling, gas bubbles escape quickly from the beam path, the replacement of the optical window zulaeszt according to the spectral Meszbereich and can be easily cleaned. According to the invention, this object is achieved in that the cuvette holder of the spectrophotometer used consists of a piacrylic cube having a flow channel (2) which has a circular cross-section on the radiation inlet and outlet side, but whose top wall (3) has a slightly conical rise in the flow direction of the liquid, ie in the direction of the radiation inlet side, and in which the liquid samples in the vicinity of the optical window (4, 5) via the inlet channel (6) with Schlaucholive (7) tangentially zuzufuehrt and over the flow channel (8) with Schlaucholive (7) tangentially be dissipated.

Description

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DurchfIuSküvette Anwendungsgebiet der ErfindungFeed-through cuvette Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Durchflußküvette zur kontinuierlichen Bestimmung des Gehalts chemischer Substanzen in strömenden Flüssigkeitsproben mittels Spektralfotometern oder ähnlichen Meßvorrichtungen.The invention relates to a flow cell for the continuous determination of the content of chemical substances in flowing liquid samples by means of spectrophotometers or similar measuring devices.

Characteristic of the known technical solutions

Bei der kontinuierlichen Messung konzentrationsproportionaler Parameter von Flüssigkeitsproben in einer Durchflußküvette kommt es darauf an, daß die Flüssigkeit den Küvettenraum voll ausfüllt, keine Gasblasen im optischen Strahlengang vorhanden sind und das Absetzen von Feststoffen in Form von Filmen auf den optischen Fenstern vermieden wird, damit die Meßwerte nach ihrer Transformation über die Analysenfunktion nicht zu falschen Analysenresultaten führen.In the continuous measurement of concentration-proportional parameters of liquid samples in a flow cell, it is important that the liquid fully fill the cuvette compartment, there are no gas bubbles in the optical path, and settling of solids in the form of films on the optical windows is avoided so that the readings after their transformation via the analysis function do not lead to wrong analysis results.

So sind die in den Offenlegungsschriften 2409449 und 1598269 beschriebenenDurchflußküvetten zur Vermeidung der dargestellten Schwierigkeiten so kompliziert konstruiert, daß ihre einfache, sichere Handhabung Schwierigkeiten bereitet, .Thus, in order to avoid the difficulties presented, the flow-through cuvettes described in the publications 2409449 and 1598269 are designed so complicated that their simple, safe handling causes difficulties.

Die Hauptmängel beschriebener und angewendeter Durchflußküvetten bestehen darin, daß die optischen Fenster mit dem Küvettenkörper verkittet sind und infolge des komplizier-The major shortcomings of described and applied flow cells are that the optical windows are cemented to the cuvette body and due to the complicated

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ten inneren Aufbaues der Küvetten im Verlauf des Gebrauchs auf den optischen Fenstern Beschläge gebildet werden, die den Lichtdurchtritt vermindern und die nur schwer oder gar nicht durch Hindurchpumpen von Reinigungslösungen entfernt werden können.The internal structure of the cuvettes during use on the optical windows fittings are formed, which reduce the passage of light and can be difficult or impossible to remove by pumping through cleaning solutions.

Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist unter Vermeiden der bisher bekannten Nachteile die Schaffung einer Durchflußküvette einfacher Konstruktion.The aim of the invention is to avoid the disadvantages known hitherto the creation of a flow cell of simple construction.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Durchflußküvette derart bereitzustellen, daß eine vollständige Füllung der Küvette erreicht wird, Gasblasen aus dem optischen Strahlengang schnell entweichen, die optischen Fenster entsprechend dem spektralen Meßbereich gewechselt werden können und die gesamte Küvette leicht gereinigt werden kann.The invention has for its object to provide a flow cell such that a complete filling of the cuvette is achieved, gas bubbles escape quickly from the optical path, the optical window can be changed according to the spectral measurement range and the entire cuvette can be easily cleaned.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem der Küvettenkörper (1) entsprechend dem Küvettenhalter des verwendeten Spektralfotometers aus einem Piacrylquader besteht, der einen Durchflußkanal (2) besitzt, der auf der Strahlenein- und -austrittsseite einen kreisförmigen Querschnitt hat, dessen obere Wand (3) aber einen leicht konischen Anstieg in Strömungsrichtung der Flüssigkeit, d. h. in Richtung auf die Strahleneintrittsseite, aufweist, und in den die Flüssigkeitsproben in der Nähe der optischen Fenster (4, 5) über den Zulaufkanal (6) mit Schlaucholive (7) tangential zugeführt und über den Ablaufkanal (8) mit Schlaucholive (7) tangential abgeführt werden.According to the invention this object is achieved in that the cuvette body (1) consists of a Piacrylquader corresponding to the cuvette holder of the spectrophotometer used, which has a flow channel (2) on the Strahlenein- and -austrittsseite has a circular cross-section whose upper wall (3 ) but a slight conical increase in the flow direction of the liquid, d. H. in the direction of the beam entry side, and in which the liquid samples in the vicinity of the optical window (4, 5) via the inlet channel (6) with Schlaucholive (7) supplied tangentially and tangentially via the flow channel (8) with Schlaucholive (7) be dissipated.

Die Erfindung betrifft eine Durchflußküvette für die kontinuierliche Messung von Flüssigkeitsproben, bei der der Küvettenkörper aus einem dem Küvettenhalter des verwende-The invention relates to a flow-through cuvette for the continuous measurement of liquid samples, in which the cuvette body is formed from a cuvette holder of the cuvette holder.

ten Spektralfotometers angepaßten Piacrylquader besteht, der einen Durchflußkanal zur Aufnahme und Messung der Probe besitzt. Der Durchflußkanal ist so gestaltet, daß sein Querschnitt auf der Strahlenein- und -austrittsseite kreisförmig ist, seine obere Wand aber in Strömungsrichtung, das ist in Richtung auf das Strahleneintrittsfenster, leicht ansteigt. Die optischen Fenster der Durchflußküvette sind kreisförmig, werden durch O-Ringe gegen den Durchflußkanal abgedichtet und durch Schraubringe mit zwischengelegten Flachringen gehaltert. In den Durchflußkanal münden der Zu- und Ablaufkanal tangential ein. Sowohl in den Zu- als auch Ablaufkanal ist eine Schlaucholive eingepaßt, die für den Zuiaufkanal 7-förmig mit einem flexiblen, leicht abgewinkelten bis zur Innenkante des O-Rings reichenden Teils ausgeführt sein kann, wobei der seitliche Stutzen zum Absaugen von Luft dient. Auf das Strahlenein- oder Austrittsfenster kann auch ein Distanzring und ein optisches Filter aufgesetzt werden, die gemeinsam mit dem optischen Fenster durch den Schraubring mit zwischengelegtera Flachring gehaltert werden·th spectral photometer adapted Piacrylquader has a flow channel for receiving and measuring the sample. The flow channel is designed so that its cross section on the radiation inlet and outlet side is circular, but its upper wall in the flow direction, which is slightly increased in the direction of the beam entrance window. The optical windows of the flow cell are circular, are sealed by O-rings against the flow channel and supported by screw rings with interposed flat rings. In the flow channel of the inlet and outlet channel open tangentially. Both in the inlet and outlet channel a Schlaucholive is fitted, which can be designed for the Zuiaufkanal 7-shaped with a flexible, slightly angled reaching to the inner edge of the O-ring part, wherein the lateral nozzle is used for the extraction of air. A spacer ring and an optical filter, which are held together with the optical window by the threaded ring with an intermediate flat ring, can also be placed on the radiation inlet or outlet window.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand folgender Zeichnungen beschriebentHereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the following drawings

Abb. 1; Durchflußküvette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in StirnansichtFig. 1; Flow cell according to one embodiment of the invention in front view

Abb. 2: Durchflußküvette aus Abb, 1 in SchnittansichtFig. 2: Flow cell from Fig. 1 in sectional view

Abb. 3: Durchflußküvette im Schnitt für das Detail Schlaucholive und optisches Filter.Fig. 3: Flow cuvette in section for the detail Hose olive and optical filter.

Die Abb. 1 und 2 zeigen, daß die erfindungsgemäße Durchflußküvette aus dem Küvettenkörper 1, dem Durchflußkanal 2 verschiedener optischer Weglänge 1, dem Zulaufkanal S, dem Ablaufkanal 8 und den Schlaucholiven 7 besteht. Der Durch-1 and 2 show that the flow cell according to the invention consists of the cuvette body 1, the flow channel 2 different optical path length 1, the inlet channel S, the drain channel 8 and the Schlaucholiven 7. The average

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flußkanal 2 ist durch die ansteigende obere Wand 3 gekennzeichnet. Das Strahleneintrittsfenster 4 und das Strahlenaustrittsfenster 5 werden durch die O-Ringe 9 gegen die kreisförmigen öffnungen des Durchflußkanals 2 abgedichtet und durch die Schraubringe 10 mit den zwischengelegten Flachringen 11 gehaltert«Flow channel 2 is characterized by the rising upper wall 3. The beam entrance window 4 and the beam exit window 5 are sealed by the O-rings 9 against the circular openings of the flow channel 2 and held by the screw rings 10 with the interposed flat rings 11 «

Wie Abb. 3 beschreibt, kann anstelle der Schlaucholive 7 die Schlaucholive 14 eingesetzt werden, die einen flexiblen, leicht abgewinkelten, bis zur Innenkante des O-Rings reichendes Teil besitzt und mit einem seitlichen Stutzen versehen ist.As Fig. 3 describes, the Schlaucholive 14 can be used instead of the Schlaucholive 7, which has a flexible, slightly angled, reaching to the inner edge of the O-ring part and is provided with a lateral neck.

Die erfindungsgemäße Konstruktion der Durchflußküvette bewirkt, daß die Flüssigkeitsproben infolge der tangentialen Zu- und Abführungskanäle (6, 8) den Durchflußkanal (2) vollständig füllen. Durch die in Strömungsrichtung leicht ansteigende obere Wand (3) wird erreicht, daß bei laminarer Strömung der Flüssigkeitsproben in der Lösung vorhandene Gasblasen in einen räumlichen Bereich aufsteigen, in dem sie vom Strahlengang abgetrennt sind und leicht über den Abflußkanal (8) abgeführt werden. Da die Durchflußküvette leicht in ihre Bestandteile zerlegt werden kann, ist ihre Reinigung höchst einfach. Das Durchpumpen spezieller Reinigungslösungen über längere Zeit durch den Durchflußkanal (2) der Küvette, um den Lichtdurchtritt mindernde Beläge von den optischen Fenstern (4, 5) zu entfernen, entfällt. Die optischen Fenster (4₄ 5) können auch durch Ersatzfenster oder Fenster für Messungen in einem anderen optischen Wellenlängenbereich (UV-Bereich anstelle des VIS-Bereichs) ausgetauscht werden.The inventive design of the flow cell causes the liquid samples due to the tangential inlet and outlet channels (6, 8) completely fill the flow channel (2). By slightly upwardly sloping in the flow direction of the upper wall (3) ensures that with laminar flow of the liquid samples present in the solution gas bubbles rise in a spatial area in which they are separated from the beam path and easily discharged through the discharge channel (8). Since the flow cell can be easily decomposed into its components, their cleaning is extremely easy. The pumping of special cleaning solutions for a long time through the flow channel (2) of the cuvette, to remove the light passage-reducing pads from the optical windows (4, 5) is eliminated. The optical windows (4 ₄ 5) can also be replaced by replacement windows or windows for measurements in another optical wavelength range (UV range instead of the VIS range).

Durch Einsetzen der Schlaucholive (14) wird gesichert, daß keine Lösungsreste einer vorangegangenen Probe am Strahlenaustrittsfenster (5) stauen. Da heute fast alle Laboranalysenautomaten mit luftsegmentierten Probenstrom arbeiten, wird über den Stutzen (15) das jeweilige Luftsegment durchBy inserting the Schlaucholive (14) ensures that no remnants of a previous sample solution at the beam exit window (5) accumulate. Since today almost all laboratory analysis machines work with air-segmented sample flow, the respective air segment is passed through the connection (15)

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eine peristaltische Pumpe abgesaugt«a peristaltic pump sucked off «

Bei der erfindungsgemäßen Durchflußküvette ist vorteilhaft^ daß optische Filter (13) durch einen Distanzring (12) von den optischen Fenstern (4 oder 5) getrennt in die Küvette eingesetzt werden können, um die ein- oder austretende Strahlung zu monochromatisieren« In Verbindung mit dem optischen System zur Strahlungsmessung wird damit eine höhere Bauteildichte und eine leichtere Auswechselbarkeit der optischen Filter in spektralfotometTischen Prozeßanalysenmeßgeräten erreicht .In the case of the flow cell according to the invention, it is advantageous that optical filters (13) can be inserted into the cuvette separated from the optical windows (4 or 5) by a spacer ring (12) in order to monochromatize the incoming or outgoing radiation optical system for radiation measurement is thus achieved a higher component density and easier interchangeability of the optical filters in spectrally photometric Prozessanalysmemegeräten.

Claims

1. flow cell for continuous spectrophotometric determination of the content of chemical substances in the flowing liquid sample characterized in that the cuvette (1) made according to the cuvette holder of the spectrophotometer used from a Piacrylqua-, of a flow channel (2) which, on the Strahlenein- and -austrittsseite has a circular cross section, the upper wall (3) but has a slight conical increase in the direction of flow of the liquid, ie in the direction of the beam inlet side, and in the liquid samples in the vicinity of the optical window (4,, 5) over the feed channel (δ) with Schlaucholive (7) supplied tangentially and be discharged via the drain channel (8) with Schlaucholive (7) tangentially.

2. Durchflußküvette according to item 1, characterized in that cuvette body (1) of different optical path length 1 of the flow channel (2) with interchangeable, circular optical Strahlenein- (4) and radiation exit window (5) are provided by O-rings (9) against the flow channel (2) sealed and held by screw rings (10) with intermediate flat rings (11).

3. Durchflußküvette according to point 1-2, characterized in that before the beam entrance window (4) or after the beam exit window (5) by a spacer ring (12) separated from the optical window, an optical filter (13) is arranged and the beam entrance window (4), the spacer ring (12) and the optical filter (13) or the Strahlaustrittsffenster (5), the spacer ring (12) and the optical filter (13) by a threaded ring (10) are held with intermediate flat ring (11).

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4. Durchflußküvette according to item 1-3, characterized in that in the inlet channel (6) and the outlet channel (3) Teflon Schlaucholiven (14) are installed, the thin-walled flexible tops (15) are bent to a few millimeters in length at such an angle in that the inside of the O-rings (9) is reached.

5. Durchflußküvette according to item 4, characterized in that the Teflon Schlaucholive (14) of the inlet channel (6) outside of the cuvette body (1) with a lateral nozzle (16) for sucking air from an airsegmentierten
Liquid sample stream is provided.

For this _jl __ $ eiten drawings