DE102008047905B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Handhaben und/oder Untersuchen einer Materialprobe - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Handhaben und/oder Untersuchen einer Materialprobe Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Handhaben und/oder Untersuchen einer Materialprobe bei einem vom Atmosphärendruck abweichenden Druck mit einem Aufnahmeraum für ein Untersuchungsobjekt, mit einer Halteeinrichtung (7) für das Untersuchungsobjekt, mit einem Kugelventil (3) zum fluiddichten und druckfesten Abschließen des Aufnahmeraums, mit einer Kupplung (6) zur gas- und druckdichten Verbindung mit einem weiteren Behälter (5) und mit Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts im Aufnahmeraum und aus demselben heraus und zum Einbringen in einen weiteren Behälter (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts in Längsrichtung des Aufnahmeraums und zum Einbringen in den weiteren Behälter (5) eine erste motorisch angetriebene, im Aufnahmeraum angeordnete, Teleskop-Gewindespindel (8, 12) zum Bewegen des Untersuchungsobjekts aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben und/oder Untersuchen einer Materialprobe bei einem vom Atmosphärendruck abweichenden Druck mit einem Aufnahmeraum für ein Untersuchungsobjekt, mit einer Halteeinrichtung für das Untersuchungsobjekt, mit einem Kugelventil zum fluiddichten und druckfesten Abschließen des Aufnahmeraums, mit einer Kupplung zur gas- und druckdichten Verbindung mit einem weiteren Behälter und mit Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts im Aufnahmeraum und aus demselben heraus und zum Einbringen in den weiteren Behälter. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung.
  • In vielen Fällen ist es erforderlich, Materialproben zu handhaben oder zu untersuchen, ohne dass diese dabei einer Druckänderung ausgesetzt werden. Dies sind einerseits Sedimentproben und andere Proben, die in großer Tiefe eines Binnengewässers, oder dessen Boden, dem Meer oder dem Meeresboden entnommen werden. Diese stehen am Entnahmeort unter einem hohen Druck von bis zu einigen Hundert Bar. Bringt man diese Proben an die Oberfläche und setzt sie Atmosphärendruck aus, so verändern sie sich in vielen Fällen. Methanhydrate z. B. zerfallen. Zellen von lebenden Organismen können beschädigt werden oder sogar zerplatzen. Das Entsprechende gilt für Proben, die dem Vakuum ausgesetzt sind, wie es im Weltraum oder z. B. auf dem Mond vorherrscht, oder die extrem niedrigem Druck ausgesetzt sind wie z. B. auf dem Mars. Auch diese Proben werden möglicherweise verändert, wenn sie Atmosphärendruck ausgesetzt werden.
  • Es ist also in vielen Fällen äußerst wichtig, die Proben bei dem möglichst unveränderten ursprünglichen Druck zu handhaben und zu untersuchen, unter dem sie ursprünglich entnommen wurden. Ebenso treten Aufgaben in der Verfahrenstechnik auf, bei denen Proben und Messdaten unter Druck in Fluiden zu gewinnen sind, z. B. bei Fragen der Sequestration von CO2 aus Rauchgasen.
  • Bei einer bekannten Vorrichtung ( DE 10 2005 004 580 B4 ) erfolgt ein Verschieben der Probe mit einer Schubstange 39. Eine beliebige Vor- und Rückwärtsbewegung der Probe ist nicht möglich. Es wird zwar beschrieben, wie Proben entnommen werden sollen. Eine Untersuchung der Proben unter Aufrechterhaltung des Drucks wird aber nicht offenbart.
  • Eine andere vorbekannte Vorrichtung ( DE 198 09 094 A1 ) ist zur Entnahme von Sedimenten aus Meeren, Seen und Flüssen unter Druckaufrechterhaltung bestimmt. Die Einführung von Sensoren und dergleichen in die Proben unter Druckaufrechterhaltung ist dagegen nicht möglich.
  • Von einer weiteren vorbekannten Vorrichtung (Amann H. et al. (1997): DGMK-Tagungsbericht 9706, Seite 37 bis 49) wird im Wesentlichen nur die Probenentnahme im Tiefseebereich beschrieben. Die Proben werden dann entweder unter Druck von außen z. B. durch Gammastrahlen untersucht (4a), oder im gefrorenen Zustand bei Atmosphärendruck untersucht (4b). Es sind keinerlei Maßnahmen offenbart, wie unter Druckaufrechterhaltung Sensoren, Probeentnahmeeinrichtungen oder dergleichen in die Probe eingeführt werden können.
  • Mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ( DE 10 2005 006 039 A1 ) können Sedimentkerne, die sich in einem unter Druck stehenden Autoklavkolbenlot befinden, ohne Druckänderung in eine Untersuchungsvorrichtung übertragen werden. Dazu werden sie nach Verbindung des Autoklavkolbenlots mit der Untersuchungsvorrichtung und Öffnen der entsprechenden Ventile mit Hilfe eines Kolbens ganz oder teilweise von dem Autoklavkolbenlot in die Untersuchungsvorrichtung übertragen. Die so übertragene Probe kann aber nur in diese Untersuchungsvorrichtung bei gleichbleibendem Druck übertragen werden. Eine anschließende Untersuchung in einer anderen Vorrichtung, ohne dass der Druck zwischenzeitlich geändert wird, ist nicht möglich. Will man die Probe an einem entfernten Ort untersuchen, muss das gesamte Autoklavkolbenlot an den entsprechenden Untersuchungsort verbracht werden, was große Transportprobleme bedeutet. Diese Transportprobleme sind noch größer, wenn das Autoklavkolbenlot nacheinander an verschiedene Untersuchungsorte transportiert werden muss, weil verschiedene Teilproben mit unterschiedlichen Untersuchungsmethoden und -apparaturen untersucht werden sollen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens, mit dem die Materialproben besser untersucht und gehandhabt werden können und mit dem insbesondere eine druckerhaltende Proben- und/oder Analysenkette realisiert werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass die Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts in Längsrichtung des Aufnahmeraums und zum Einbringen in den weiteren Behälter eine erste motorisch angetriebene, im Aufnahmeraum angeordnete, Teleskop-Gewindespindel zum Bewegen des Untersuchungsobjekts aufweisen.
  • Unter „Teleskop-Gewindespindel” ist dabei eine Einrichtung mit einer Gewindestange oder -spindel und einer sie umgebenden Röhre zu verstehen. Die in Axialrichtung umverschiebliche Gewindestange wirkt mit einem Innengewinde zusammen, das in oder an der Röhre angeordnet ist. Wird die Gewindestange gedreht, so wird die sie umgebende Röhre teleskopartig in veränderbarem Ausmaß auf der Gewindespindel verschoben.
  • Die Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts sind dabei nicht wie beim Stand der Technik ein mit Druck beaufschlagter Kolben, sondern eine Teleskop-Gewindespindel, mit der das Untersuchungsobjekt aus der Vorrichtung heraus bewegt werden kann, aber auch in dieselbe zurückbewegt werden kann. Unter „Un tersuchungsobjekt” soll dabei aber nicht nur eine Materialprobe verstanden werden, sondern auch eine Untersuchungseinrichtung, mit der Materialproben untersucht werden können Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung im Wesentlichen röhrenförmig, wobei die Röhre, wenn sie kreisförmigen Querschnitt hat, besonders gut für Anwendungen bei hohen Drücken geeignet ist. Andere Querschnittsformen (Drei- oder mehreckig, insbesondere quadratisch oder rechteckig, oder ellipsoid) sind aber ebenfalls möglich.
  • Wenn das Untersuchungsobjekt eine Materialprobe ist, weist die Vorrichtung zweckmäßigerweise Einrichtungen zur Entnahme der Probe aus der Halteeinrichtung oder zum Lösen der Halteeinrichtung auf. Einerseits ist es so möglich, die Probe unter Originaldruck in einen weiteren Behälter zu verbringen und dann von der Halteeinrichtung zu lösen, die dann in die Vorrichtung zurückgefahren werden kann. Anschließend können dann der weitere Behälter und die Vorrichtung voneinander getrennt werden, so dass die Materialprobe in dem weiteren Behälter untersucht oder an andere Orte transportiert werden kann. Soll dagegen die Probe mit der Halteeinrichtung in den weiteren Behälter eingebracht werden, wird man Einrichtungen zum Lösen der Halteeinrichtung vorsehen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Halteeinrichtung einen an seinem vom Antrieb abgewendeten Ende mit einer Öffnung versehenen Zylinder und einen darin angeordneten Kolben auf, der über eine zweite motorisch angetriebene Teleskop-Gewindespindel in Längsrichtung des Zylinders bewegbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gel oder eine andere fließfähige Materialprobe aus der Vorrichtung in einen anderen Behälter einzuführen, damit sie dort untersucht oder weiter transportiert werden kann. Andererseits kann aber eine solche Materialprobe auch aus diesem weiteren Behälter entnommen werden, um z. B. zu einem anderen Behälter für andere Untersuchungen übertragen zu werden.
  • Ist das zu untersuchende Material nicht fließfähig, so kann man vorteilhafterweise vorsehen, dass die Halteeinrichtung eine baggerschaufelartig ausgebildete Greifeinrichtung ist, deren Position durch die erste Teleskop-Gewindespindel einstellbar ist und die durch eine zweite Teleskop-Gewindespindel betätigbar ist.
  • Bei einer anderen Ausführungsform weist die Halteeinrichtung einen an einem Ende offenen Behälter auf, der an seinem gegenüberliegende Ende geschlossen und mit einem ferromagnetischen Element versehen ist, wobei die Vorrichtung einen Elektromagneten zum magnetischen Anziehen des ferromagnetischen Elements aufweist. Nachdem diese Halteeinrichtung bei Atmosphärendruck montiert ist, kann sie innerhalb der Vorrichtung auf den gewünschten Druck (Überdruck oder Unterdruck) gebracht werden. Unter diesem Druck kann sie dann in einen anderen Behälter oder eine Vorrichtung eingebracht werden, in der sich z. B. Methanhydrat in dem offenen Behälter kondensiert. Weist der offene Behälter genügend Methanhydrat auf, kann er dann in die Vorrichtung zurückbewegt werden und in einen anderen Behälter oder eine andere Vorrichtung verbracht werden, damit das angesammelte Material untersucht werden kann.
  • Wie dies bereits erwähnt wurde, kann das Untersuchungsobjekt nicht nur eine Materialprobe sein, sondern auch eine Untersuchungseinrichtung, insbesondere ein mit der Materialprobe in Kontakt zu bringender Sensor oder ein Sensor, der aus einiger Entfernung eine Materialprobe beobachtet, wobei insbesondere eine Messlanze vorgesehen sein kann, die in das zu untersuchende Material eindringt, um dort Untersuchungen anzustellen.
  • Dieser Sensor muss natürlich mit einem elektrischen Kabel mit der Außenwelt verbunden werden. Dies gilt auch für den Fall, wo eine Materialprobe mit Hilfe eines Elektromagneten gehalten werden muss. Ein Problem besteht dabei darin, dass die Vorrichtung eine beträchtliche Länge haben muss, damit die Halteeinrichtung genügend weit aus der Vorrichtung herausgefahren werden kann. Andererseits ist der Aufnahmeraum, in dem nicht nur die Halteeinrichtung sondern auch die Teleskop-Gewindespindeln und die Kabelverbindungen untergebracht sind, sehr beengt, wenn die Vorrichtung für hohe Drücke ausgebildet ist. In diesem Falle muss der Durchmesser nämlich verhältnismäßig klein sein, damit die Vorrichtung den hohen Drücken widerstehen kann und trotzdem handhabbar bleibt. Um trotzdem eine zuverlässige Kabelverbindung zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Kabelverbindungen zwischen Durchführungen im antriebsseitigem Ende des Aufnahmeraums und den Meß-/Steuereinrichtungen derselben als Spiralkabel ausgebildet sind, die in jeweils zwei teleskopartig ineinander geschobenen Röhren untergebracht sind, von denen eine mit dem oberen Ende des Aufnahmeraums und die andere mit der Halteeinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise wird das Kabel sicher geführt.
  • Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Teil der Wandung des Aufnahmeraums aus für Röntgenstrahlung durchlässigem Material und/oder einem amagnetischen Material, das für elektromagnetische Hochfrequenzwellen durchlässig ist. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein austauschbares Zwischenelement in Höhe der Probe vorgesehen, das aus einem für Röntgenstrahlung durchlässigem Material und/oder einem amagnetischen Material besteht, das für elektromagnetische Hochfrequenzwellen durchlässig ist. In diesem Fall können Röntgenuntersuchungen oder z. B. NMR-Untersuchungen an Material durchgeführt werden, das sich in der Vorrichtung befindet. Ein für Röntgenstrahlung durchlässiges Material ist z. B. Spezialbronze. Selbstverständlich können diese Untersuchungen auch außerhalb der Vorrichtung in dem weiteren Behälter durchgeführt werden, nachdem die Materialprobe entsprechend übertragen worden ist.
  • Vorteilhafterweise ist der weitere Behälter als Transportbehälter ausgebildet und mit einem Kugelventil zum fluiddichten und druckfesten Abschließen seines Aufnahmeraums versehen. In diesem Falle kann mit der Vorrichtung die Materialprobe in den Transportbehälter übertragen werden und an einen anderen Ort verbracht werden, wo die Probe untersucht werden kann. Auf diese Weise lässt sich eine druckerhaltende Transport- und/oder Analysekette bilden.
  • Der weitere Behälter kann selbstverständlich nicht nur als Transportbehälter ausgebildet sein, sondern kann auch als Mess- und Untersuchungsvorrichtung ausgebildet sein. Diese weiteren Behälter sind miteinander kombinierbar, wobei das Material mit der Vorrichtung von einem zum anderen Behälter beliebig übertragen werden kann.
  • In vielen Fällen ist es wichtig, die Probe nicht nur auf ihrem ursprünglichen Druck zu halten, sondern auch auf der ursprünglichen Temperatur. In diesem Falle ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Vorrichtung und/oder der weitere Behälter mit einer Temperiereinrichtung versehen ist.
  • Zweckmäßigerweise sind Einrichtungen zum Beaufschlagen mit Überdruck/Unterdruck vorgesehen. Dadurch kann nicht nur das Volumen zwischen den beiden Kupplungsteilen von Vorrichtung und weiteren Behälter auf den gewünschten Druck gebracht werden, bevor die Ventile zur Vorrichtung und zum weiteren Behälter geöffnet werden. Vielmehr kann auch der weitere Behälter auf den Druck gebracht werden, der in der Vorrichtung herrscht, bevor die Probe übertragen wird. Auch innerhalb der Vorrichtung können Druckausgleichsleitungen vorgesehen sein, um z. B. Druckveränderungen zu vermeiden, wenn Material aus der Vorrichtung herausgedrückt wird oder in sie hineingesaugt wird.
  • In vielen Fällen ist es wichtig, eine Positionsbestimmung der Halteeinrichtung vorzunehmen, insbesondere festzustellen, wann die Halteeinrichtung ihre „Nulllage” erreicht hat. Hierzu ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Permanentmagneten und einen Hallsensor für die Positionsbestimmung der Halteeinrichtung aufweist. Der Hallsensor ist dabei zweckmäßigerweise stationär angeordnet, während der Permanentmagnet an einem mit der Halteeinrichtung beweglichen Teil angeordnet ist, insbesondere am Ende der Teleskopröhre, die mit der Halteeinrichtung verbunden ist. Nach Bestimmung der Nulllage kann die weitere Position über die Proportionalität zwischen Fahrweg und Steigung des Gewindes der Gewindespindel, insbesondere einer Trapezwelle multipliziert mit der Umdrehungszahl ermittelt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mit der Vorrichtung Materialproben nacheinander in unterschiedliche Mess- und/oder Analyseapparaturen eingebracht und aus diesen nach Durchführung der Messungen wieder entnommen werden.
  • Insbesondere wird aber durch die Erfindung erreicht, dass mit der Vorrichtung eine druckerhaltende Proben- und/oder Analysekette realisiert werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind wie erwähnt vielfältige Untersuchungen möglich. Man kann z. B. „verknäulte” Enzyme durch hohen Druck strecken und sie dann bei diesem hohen Druck mit kristallographischen Methoden untersuchen. Untersuchungen können auch bei hohen Temperaturen durchgeführt werden, um so Lagerstättenprozesse und petrologische Prozesse zu untersuchen. Durch eine in die Materialprobe eindringende Messlanze kann z. B. Porenflüssigkeit aus einem sedimentären Feststoff entnommen werden. Andererseits können z. B. mit einer solchen Messlanze die Temperatur oder chemi sche Parameter gemessen werden. Eine optische Beobachtung ist z. B. möglich, wenn eine CCD-Kamera an dem Sensor vorgesehen ist.
  • Nicht nur statische Untersuchungen sind möglich, sondern auch dynamische Vorgänge können untersucht werden. Man kann z. B. eine Materialprobe in einen Behälter oder in eine Untersuchungsvorrichtung verbringen, in der sich eine weitere Substanz befindet, die dann mit der Materialprobe reagiert oder eine Anordnung für kontrollierte hydrodynamische oder thermodynamische Prozessbedingungen. All dies kann, was der wesentliche Punkt der Erfindung ist, unter gleichbleibendem Druck, auch sehr hohem Druck, und gegebenenfalls bei gleichbleibender wahlweise hoher oder niedriger Temperatur stattfinden. Es können so theoretische Berechnungen von dynamischen Vorgängen kontrolliert oder aber durch Messungen in für Messungen bisher nicht zugänglichen Bereichen ergänzt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bspw. beschrieben. Es zeigen:
  • 1 Eine Gesamtansicht der Vorrichtung;
  • 2 Schematisch das Prinzip der Teleskop-Gewindespindel;
  • 3 Eine Einzelheit des Antriebs;
  • 4 Eine erste Halteeinrichtung für eine Materialprobe;
  • 5 Eine zweite Halteeinrichtung für eine Materialprobe;
  • 6 Eine dritte Halteeinrichtung für eine Materialprobe;
  • 7 Ein Kabel, das in Verbindung mit der Vorrichtung verwendet werden kann;
  • 8 Ein Sensorelement der Vorrichtung; und
  • 9 Eine Detaildarstellung des antriebsseitigen Teils der Vorrichtung.
  • Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Druckrohr 1 auf, an dessen einem (in der Figur oberen) Ende ein Antrieb 2 vorgesehen ist. Der im Druckrohr 1 befindliche Aufnahmeraum kann unten durch ein Kugelventil 3 abgesperrt werden. Die Halteeinrichtung für das Untersuchungsobjekt kann dabei bis in den Bereich 4 zurückbewegt werden oder in einen weiteren Behälter 5 eingebracht werden, mit dem die Materialprobe transportiert werden kann oder wo sie untersucht werden kann. Sowohl die Vorrichtung 1 an ihrem in 1 unteren Ende als auch der weitere Behälter 5 sind mit druckdichten Kupplungen 6 versehen, mit denen diese beiden Elemente miteinander verbunden werden können. Der Behälter 5 ist weiter mit einem druck- und fluiddichten Verschluss versehen, der in 1 nicht gezeigt ist.
  • Das Prinzip des Antriebs der Halteeinrichtung 7 für das Untersuchungsobjekt ist in 2 gezeigt. Im Druckrohr 1 ist verschieblich ein Teleskoprohr 8 angeordnet, das mit der Halteeinrichtung 7 verbunden ist. Das Teleskoprohr 8 weist im oberen Bereich ein Führungselement 9 mit einem Innengewinde auf. Dieses Führungselement 9 ist durch Schienen 10 oder dergleichen im Innern des Druckrohrs 1 gegen Verdrehung gesichert. Die Verdrehsicherung erfolgt bei einer anderen Ausführungsform durch teleskopisch ineinander gleitende Kabelröhren. Das Führungselement 9 und das Teleskoprohr 8 sind aber in Längsrichtung des Druckrohrs 1 verschiebbar. Durch einen Motor 11 wird eine Gewindespindel 12 angetrieben, die mit der Mutter des Führungselements 9 zusammenwirkt. Dreht sich die Gewindespindel 12, so wird das Führungs element 9 und damit auch die Halteeinrichtung 7 nach unten oder nach oben bewegt.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform, in der zwei solche Teleskopspindeln vorgesehen sind. In diesem Falle sind zwei Motore 11 vorgesehen, die über Getriebe 13 und Kardanwellen 14 mit den entsprechenden Gewindestangen 12 verbunden sind, so dass dieselben einigermaßen nahe an der Achse des Rohrs 1 angeordnet sein können.
  • In 4 ist eine erste Halterung für eine Materialprobe gezeigt, die flüssig oder zumindestens fließfähig ist. Es handelt sich dabei um einen Zylinder 15, der mit einer ersten Teleskop-Gewindespindel, die mit dem Teil 16 verbunden ist, in der Höhe verfahren werden kann. Mit der zweiten Teleskop-Gewindespindel wird ein Element 17 in senkrechter Richtung bewegt, so dass der Kolben 18 des Zylinders 15 bewegt werden kann, um Material aus dem Zylinder 15 herauszubewegen oder in denselben hineinzusaugen.
  • 5 zeigt das entsprechende Element 16 zum Bewegen der Halteeinrichtung in Längsrichtung des Druckrohrs 1 und das Element 17 zum Betätigen der Halteeinrichtung, die in diesem Falle aus Baggerschaufeln 18 besteht.
  • Die Ausführungsform der 6 ist ein an einer Seite offener rohrförmiger Behälter 19, der am geschlossenen Ende 20 ein ferromagnetisches Element aufweist, mit dem die Vorrichtung 19 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch einen Elektromagneten 30 gehalten werden kann. Nach Abschalten des Elektromagnets löst sich dann der Behälter 19. Er kann dazu verwendet werden, um in eine andere Vorrichtung eingebracht zu werden, nachdem man z. B. ein Methanhydrat innerhalb des Behälters 19 kondensieren lässt.
  • 7 zeigt einen spiralförmig aus mehreren Litzen aufgebauten elektrischen Leiter 21, der innerhalb von zwei teleskopartig verschachtelten Röhren angeordnet wird, von denen eine ortsfest mit dem Druckrohr 1 und die andere mit der Halteeinrichtung 7 verbunden ist, um das Kabel 21 zu führen. Das Kabel 21 ist dabei vorteilhafterweise fluiddicht und druckfest vergossen oder mit einem Steckverbinder versehen.
  • 8 zeigt ein Untersuchungsobjekt in Form eines Sensorelements, das einerseits eine Messlanze 22 aufweist, die in eine Probe eingeführt werden kann, um dort Temperaturmessungen vorzunehmen, Porenfluid zu entnehmen oder ähnliche Untersuchungen durchzuführen. Außerdem kann eine Probe durch ein durchsichtiges Fenster 23 mit Hilfe einer Kamera 24, bevorzugt eine CCD-Kamera, beobachtet werden. Der übrige Raum des Sensorelements kann z. B. bei 25 mit Öl gefüllt sein, damit das Sensorelement nicht kollabiert, wenn es erhöhten Drucken ausgesetzt wird. Bei 21 ist die Kabelverbindung angedeutet wobei ggfs. Miniatur-Unterwasserstecker zum Einsatz kommen.
  • 9 zeigt schließlich im Detail Einzelheiten einer anderen Ausführungsform. Es ist dort das antriebsseitige Ende des Druckrohrs 1 gezeigt. Beweglich zusammen mit der Halteeinrichtung ist ein daran montierter Permanentmagnet 26 vorgesehen, der mit einem Hallsensor 27 zusammenwirkt, um die „Nullstellung” der Halteeinrichtung 7 zu melden. Andere Ausführungsformen für die Signale an die Steuerelektronik im PC sind ebenfalls möglich. In der Fig. ist weiter eine Kabelführungsröhre 28 gezeigt. Mit den Handgriffen 29 kann die Vorrichtung getragen werden.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Handhaben und/oder Untersuchen einer Materialprobe bei einem vom Atmosphärendruck abweichenden Druck mit einem Aufnahmeraum für ein Untersuchungsobjekt, mit einer Halteeinrichtung (7) für das Untersuchungsobjekt, mit einem Kugelventil (3) zum fluiddichten und druckfesten Abschließen des Aufnahmeraums, mit einer Kupplung (6) zur gas- und druckdichten Verbindung mit einem weiteren Behälter (5) und mit Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts im Aufnahmeraum und aus demselben heraus und zum Einbringen in einen weiteren Behälter (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Bewegen des Untersuchungsobjekts in Längsrichtung des Aufnahmeraums und zum Einbringen in den weiteren Behälter (5) eine erste motorisch angetriebene, im Aufnahmeraum angeordnete, Teleskop-Gewindespindel (8, 12) zum Bewegen des Untersuchungsobjekts aufweisen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet ist, insbesondere als Druckröhre mit kreisförmigem Querschnitt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsobjekt die Materialprobe ist und dass die Vorrichtung Einrichtungen zum Entfernen der Probe aus der Halteeinrichtung, zum Aufnehmen derselben in der Vorrichtung oder zum Lösen der Halteeinrichtung aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung einen an seinem vom Antrieb (11) abgewendeten Ende mit einer Öffnung versehenen Zylinder (15) und einen darin angeordneten Kolben (18) aufweist, der über eine zweite motorisch angetriebene Teleskop-Gewindespindel in Längsrichtung des Zylinders (15) bewegbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine baggerschaufelartig ausgebildete Greifeinrichtung (18) ist, deren Position durch die erste Teleskop-Gewindespindel einstellbar ist und die durch die zweite Teleskop-Gewindespindel betätigbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung einen an einem Ende offenen Behälter (19) aufweist, der an seinem gegenüberliegenden Ende geschlossen und mit einem ferromagnetischen Element (20) versehen ist, und dass die Vorrichtung einen Elektromagneten zum magnetischen Anziehen des ferromagnetischen Elements (20) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsobjekt ein mit der Materialprobe in Kontakt zu bringender Sensor (2225), insbesondere eine Messlanze (22) ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Kabelverbindungen zwischen Durchführungen im antriebsseitigen Ende des Aufnahmeraums und Mess/Steuereinrichtungen derselben als Spiralkabel (21) ausgebildet sind, die in jeweils zwei teleskopartig ineinandergeschobenen Röhren (28) untergebracht sind, von denen eine mit dem oberen Ende des Aufnahmeraums und die andere mit der Halteeinrichtung (7) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Wandung des Aufnahmeraums aus für Röntgenstrahlung durchlässigem Material und/oder einem amagnetischen Material besteht, das für elektromagnetische Hochfrequenzwellen durchlässig ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Behälter (5) als Transportbehälter ausgebildet ist und mit einem Kugelventil zum fluid- und druckdichten Abschließen seines Aufnahmeraums versehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Behälter (5) als Mess- und Untersuchungsvorrichtung ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung und/oder der weitere Behälter mit Temperiereinrichtungen versehen sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Einrichtungen zum Beaufschlagen mit Überdruck/Unterdruck versehen ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Permanentmagneten (26) und einen Hallsensor (27) für die Positionsbestimmung der Halteeinrichtung (5) aufweist.
  15. Verfahren zum Handhaben und/oder Untersuchen einer Materialprobe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14 verwendet wird und dass mit der Vorrichtung Materialproben nacheinander in unterschiedliche Messapparaturen eingebracht und aus diesen nach Durchführung der Messung wieder entnommen werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, das die Materialprobe bei konstantem Druck und Temperatur nachdem sie inkubiert worden ist, in einem ,Kreislauf der Probe' an verschiedenen Stellen mit unterschiedlichen Techniken untersucht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Vorrichtung eine druckerhaltende Proben- und Analysekette realisiert wird.
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