DD212588A1

DD212588A1 - Messduese zur erfassung der in einem elektrolyten suspendierten teilchen

Info

Publication number: DD212588A1
Application number: DD82246208A
Authority: DD
Inventors: Norbert Lenk
Original assignee: Norbert Lenk
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-08-15
Also published as: HU187937B; DE3329160A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Messduese zur Erfassung der in einem Elektrolyten suspendierten Teilchen. Hauptziel ist es, die Fehlerquote bei der Erfassung von Teilchen unterschiedlicher Groessenordnung zu senken. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Messduese mit homogener Feldzone im Austrittsbereich der Teilchen zu schaffen. Erfindungsgemaess geschieht dies dadurch, dass mindestens eine der beiden Stirnseiten der Messduese, vorzugsweise die im Austrittsbereich der Teilchen gelegene, mit einer leitfaehigen Schicht versehen ist.

Description

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Meßdüse sur Erfassung der in einem Elektrolyten;suspendierte^ JPejJ_:cjien_ . _: ___

Internationale Patentklassifikation! G 01 IT - 15/02, - 15/06,. - 15/07

Anwendungsgebiet der Erfindung*

Die Erfindung betrifft eine MeBdüse zur Srfassung der in einem Elektrolyten suspendierten Teilchen» Die Meßdüse ist ein Hauptbestandteil von Teilchenaahlern oder -analysato— ren₅ die.vorteilhaft überall dort eingesetzt werden, ¹^o mikroskoT)iscli kleine Teilchen_? die in natürlichen oder künstlich hergestellten Suspensionen enthalten sind_s zu zählen und/oder ihrer Größe nach zu klassieren sind«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

.Die elektronische Teilchenzähiung beruht auf der unterschiedliche» elektrischen Leitfähigkeit der zu zählenden Teilchen gegenüber der Flüssigkeit_} in der sie suspendiert sind. Die Teilchen werden einzeln durch eine stroadurchflossene MeBdüse geführt. Das elektrische !PeId wird durch beiderseits der MeBdüse angeordnete Elektroden erzeugt, die in einen

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von einer Strom- oder Spannungsquelle gespeisten Meßlsreis eingeschlossen, sind« Die Teilchen verursachen beim Durchgang durch die Meßdüse impulsartige Widerstandsänderungen im Meßkreis, die als Strom- oder Spannungsimpulse erscheinen und nach Verstärkung einem Zähler und/oder einer Klassiereinrichtung zugeführt werden (US-FS 2 656 508),

Bei der Erfassung der Impulse treten Störungen auf, die von der Turbulenz der flüssigkeit und von Randerscheinungen des elektrischen Feldes in und. an der Meßdüse verursacht werden« Als besondere Störung sind beim Austritt der Suspension aus der Meßdüse entstehende Wirbel zu nennen, die bereits gemessene Teilchen in den Bereich des Meßfeldes zurückbefordern» Teilchen, die auf solche Weise rezirkuliert werden, lösen erneut eine Änderung des gemessenen Potentialunterschiedes aus,, wodurch das Meßergebnis verfälscht wird» Der Meßfehler ist besonders dann groß, wenn der Größenbereich der Teilchen sehr groß ist, wie z, B, bei der gemeinsamen Zählung von Thrombozyten und Erythrozyten,/Sine Unterscheidung zwischen den Impulsen kleiner Teilchen und den Hesirkulationsimpulsen ist dann unmöglich.

Die Beseitigung dieser Störung wurde sowohl auf mechanischem als auch auf elektrischem Wege versucht« , .

So wurde vorgeschlagen, den Partike!strom hydrodynamisch zu fokussieren, so daß er nur das Zentrum der Meßdüse und damit den Bereich einer homogenen elektrischen Feldstärke durchströmt (H, Thomi Vergleichende Untersuchungen zur elektronischen Zellvolumen-Analyse, Telefunken — Sonderdruck),=,. Hierbei wird die. Meßdüse von zwei getrennten Flüssigkeiten durchströmt, von der Teilchensuspension, die aus einer zentralen Düse angesaugt wird, und von einer partikelfreien Lösung, die aus dem die zentrale Düse umgebenden Halbraum in die Meßdüse strömt. Dieses Verfahren ist in der Fachwelt auch als Zentralstrahlverfahren bekannt· 3s ist durch einen hohen apparativen Aufwand und eine komplizierte Technologie der Düsenfertigung gekennzeichnet. Die mit einer Zentralstrahl-

düse ausgestatteten Teilchendetektoren können nur in einer Durchflußrichtung betrieben werden.

Sin anderer Vorschlag (DS—OS 2 750 44-7) sieht dia Erzeugung einer Querströmung zur Abführung rezirkulieren&er leuchen vor· Hierzu ist ein zusätzliches pneumatisches System erforderlich, das nach einer komplizierten feinwerktechnischen Technologie zu fertigen ist und erhöhten Aufwand bedeutet«

Schließlich ist eine Vorrichtung zur 'Teilchenanalyse bekannt (DE-OS 2 824 831), die sin elektronisches Seitfenster zur Erfassung der Teilchen beim Passieren der MeB&üse erzeugt» Hierzu ist in der Meßdüse eine ringförmige Hilfselektrode angeordnet, die mit einer elektronischen Torschaltung in Verbindung steht« Die !Fertigung der Meßdüse mit eingeschlossener Hilfselektrode ist technologisch schwierig au beherrschen* Die Torschaltung stellt einen zusätzlichen Aufwand dar.

Allen drei Verfahren ist gemeinsam, dai2 sie in bestehende Meßanordnungen nicht nachgerüstet werden können,

Siel der Erfindung:

Die Erfindung hat den Zweck, den Sinfluß der die MeJ3düse nicht im Zentrum passierenden Teilchen auf die Größenbewertung einzuschränkenj die Fehlerquote bei dar gleichseitigen Erfassung von Teilchen unterschiedlicher Größenordnung su senken, den apparativen und technologisches. Aufwand hierfür zu reduzieren und den Betrieb der Meßdüse in beiden Strömungsrichtungen sowie ihren Einsatz in vorhandenen Teilchenzählern und -analysatoren zu ermöglichen.

Darlegung das Lesens der Erfindungt

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde₉ eine Meßdüse mit homogener Jeldzone im Austrittsbereich der Teilchen au schaffen.

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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin₅ daß mindestens eine der beiden Stirnseiten der Meßdüse, vorzugsweise die im Austrittsbereich der Teilchen befindliche Stirnseite, mit einer le^tfähigen Schicht versehen ist. In zweckmäßigen Ausführungen wird sie durch einen Quecksilbertropfen oder durch eine 'aufgedampfte Ede!metallschicht gebildet« Sie kann auf ein zwischen den Meßelektroden befindliches Bezugspotential gelegt werden» ;

Ausführungsbeispielί

In der zugehörigen Zeichnung aeigeni

Pig* 1 den Prinzipaufbau eines Teilchendetektors

Pig, 2 das Peldbild einer Meßdüse bekannter Ausführung

Pig, 3 das Impulsdiagramm einer bekannten Meßdüse

3?ig_e 4 die erfindungsgemäße Meßdüse und ihr Feldbild

Ein Meßrohr 1 ₇ das in der Fähe seines Bodens eine Mikrobohrung, die Meßdüse -2, aufweist und aus nichtleitendem Material besteht, taucht in ein mit einer elektrolytischen Flüssigkeit 3j z, B, verdünntem Blut, gefülltes Probengefäß 4 ein (Pig* 1), In dem Meßrohr 1 und in dem Probengefäß 4 sind "je eine Elektrode 5» 6 angeordnet« Diese 31ektroden 5; 6 sind an eine Strom— oder Spannungsquelle angeschlossen, so daß sich zwischen ihnen durch die Meßdüse 2 hindurch ein elektrisches Strömungsfeld ausbildet. Das Meßrohr 1 steht mit einer nicht dargestellten Pumpe in Verbindung, die die flüssigkeit 3 durch die Meßdüse 2 in das Meßrohr 1 saugt· Dabei erzeugen die durch die Meßdüse 2 tretenden Teilchen .änderungen des durch die Elektroden 5\ δ begrenzten elektrooptischen Widerstandes _i die ihrerseits Strom- und/oder Spannungsänderungen an den Elektroden 55 6 bewirken.

In Pig. 2 ist das elektrische PeId in und um eine Meßdüse 2 bekannter Ausführung dargestellt. Es ist durch die Iquipoten-

tiallinien 7 und die Stromlinien 3 gekennzeichnet. Im Zentrum der Meßdüse 2 und in der beiderseitigen Verlängerung existiert praktisch ein homogenes Feld. In der ifähe ..der die Ließdüse 2 einschließenden Wand 9 äes Meßrohres 1, insbesondere an den Kanten, besteht eine hohe Feldstärke und eine hohe Stromdichte, Die im zentralen Bereich die Meßdüse 2 passierenden Teilchen 10 folgen auf ihrem Weg den Stromlinien« Die von ihnen erzeugten Impulse sind in Figur 3 dargestellt, und zwar ein Impuls 11 von Erythrozyten und ein Impuls 12 von Thrombozjten. Sin den randnahen Bereich der Meßdüse 2 durchströmendes Teilchen 13 folgt nach Verlassen der Meß— düse 2 nicht mehr der Stromlinie 8, sondern beschreibt infolge der hohen Feldstärke eine zu den Kanten der Meßdüse 2 zurüekfuhrende Bahn 14, Das Teilchen 13 gelangt dabei zurück in den Bereich der Meßdüse 2 und verursacht einen kleinen Impuls 15. Im gewählten Beispiel wird er durch ein Brythrozyt, das rezirkuliert j erzeugt« Aus Fig« 3 ist ersichtlich,, daß seine Amplitude etwa so groß wie die Amplitude eines von einem Thrombozyt erzeugten Impulses 12 ist. Sine an den Meßkreis angeschlossene Auswerteschaltung wird den Impuls 15 nicht von einem Impuls 12 unterscheiden können und ihn als solchen behandeln,

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Meßdüse und das in ihr und in ihrer Fähe ausgebildete elektrische Feld. Sie ist auch hier eine Bohrung in der Wand 9 eines Meßrohres 1« Die Bohrung mündet auf der Austrittseite der Teilchen 15; 17» d* h„ im Rohrinneren in eine flache Sinsenkung 18, die von Quecksilber ausgefüllt ist* Das Quecksilber bildet eine leitfähige Schicht 19 auf der im Austrittsbereich befindlichen Stirnseite. 20 der Meßdüse 2. Das Feld dieser Meßdüse 2 ist anders aufgebaut als das Feld einer bekannten Meßdüse (Fig. 2). Der Unterschied ist. besonders im Austrittsbereich der Teilchen 16; 17 groß· Auf der Stirnseite 20 kann eine Verdichtung der Stromlinien 8 nicht auftreten; die leitfähige Schicht 19

bildet eine Äquipotentiallinie, Das elektrische Feld im gesamten Austrittsbereich.um die Meßdüse 2 herum ist praktisch homogen* Turbulenzen auf Grund der Strömungsdynamik im Aus- -fi^r»·! *-·τ* c; H p· -^ ρ ~i r> Ή Q -ι τϊ ΓΪ p^o**^^ ν^σ* T^j-ί λ πιο^ errors Vi λ ή ^oriii^ph.is^ ^,or»o*! r;^

der Me-Sdüse 2 passierenden Teilchen werden aus dem Austrittsbereich ohne Eezirkulation weggeführt» Die sehr wenigen ^zirkulierenden Teilchen 17 erzeugen jedoch Impulse, deren Amplitude geringer ist als die Amplitude der Impulse 15} die von rezirkulierenden Teilchen 13 im Austrittsbereich herkömmlicher Meßdüsen verursacht werden CFig. 2; 3). Sie können durch eine Schwellwertschaltung unterdrückt werden» Zweckmäßig ist es, die leitfähige Schicht 19 auf ein Bezugspotential zu legen_? das der gewünschten Äquipotentiallinie zwischen den Meßelektroden 5; 6 entspricht«

Claims

- 7 - 24 6 2 0 8 7 Erfindungsanspruchi

1» Meßdüse zur Erfassung der in einem Elektrolyten suspendierten Teilchen, dadurch gekennseich.net, daß mindsstona eine der beiden Stirnseiten der Meßdüse (2), vorzugsweise die im Austrittsbereich der Teilchen (16? 17) befindliche Stirnseite (20), mit einer leitfähigen Schicht (19) versehen ist.

2* Meßdüse nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (19) durch einen Quecksilbertropfen gebildet ist.

3« Meßdüse nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (19) eine aufgedampfte Edelmstallschicht ist,

4·« Meßdüse nach Punkt 1 und Punkt 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (19) auf ein zwischen den Meßelektroden (5; δ) befindliches Bezugspotential gslegt ist*

Hierau 2 Blatt Patentseichnuns