DE102021133003A1 - Stabilisierte Analysevorrichtung für den instationären Betrieb - Google Patents

Stabilisierte Analysevorrichtung für den instationären Betrieb Download PDF

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Frederik Wystup
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine stabilisierte Analysevorrichtung (1) für den instationären Betrieb, wobei die Analysevorrichtung (1) eine Abbildungseinheit (10) mit einer Messkammer (11) zur vergrößerten Abbildung von in einer Probe enthaltenen Partikeln, einen Kreisel (20) mit einer rotierbaren Masse (21) zur Stabilisierung der Lage zumindest der Messkammer (11) im Raum und ein Gestell (30) zur kardanischen Lagerung der Abbildungseinheit (10) und des Kreisels (20) aufweist, wobei die Abbildungseinheit (10) und der Kreisel (20) kardanisch an dem Gestell (30) gelagert sind und der Kreisel (20) ausgebildet ist, die Lage zumindest der Messkammer (11) im Raum zu stabilisieren, sodass zumindest die Messkammer (11) bei einer Vergrößerung der in der Probe enthaltenen Partikel durch die Abbildungseinheit (10) in seiner Lage im Raum stabilisiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine stabilisierte Analysevorrichtung für den instationären Betrieb, welche sich insbesondere durch eine kardanische Aufhängung bzw. Lagerung einer Abbildungseinheit mit einer Messkammer zur vergrößerten Abbildung von in einer Probe enthaltenen Partikeln, sowie eines Kreisels zur Stabilisierung zumindest der Messkammer auszeichnet.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Analysevorrichtungen und auch stabilisierte Analysevorrichtungen bekannt, welche durch die Stabilisierung für einen instationären Betrieb geeignet sind, jedoch meist keine Abbildungseinheiten aufweisen.
  • Weiter sind Vorrichtungen, wie beispielsweise Rasterelektronenmikroskope, zur vergrößerten Abbildung von einem Luftvolumen entnommenen Partikeln bekannt.
  • Bisher war es jedoch nicht möglich, dafür notwendige Abbildungseinheiten, welche ausgebildet sind, in einer Probe enthaltene Partikel vergrößert abzubilden, transportabel und insbesondere für den instationären Betrieb bereitzustellen.
  • Neben der einerseits notwendigen, räumlich ausreichend kleinen und leichten Ausbildung der Abbildungseinheiten, ist ein weiteres Problem, dass die Abbildungseinheiten für die Vergrößerung bzw. für die vergrößerte Darstellung der Partikel ruhig gehalten und sich meist in einer vorbestimmten räumlichen Lage befinden muss, da bereits kleinste Lageänderungen oder Erschütterungen zu einem Fehler bei der Vergrößerung oder einer Unschärfe der vergrößert dargestellten Partikel führt, wodurch die Partikel bzw. die vergrößerte Abbildung der Partikel nicht oder nur mit hohem Aufwand auswertbar ist.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine Analysevorrichtung bereitzustellen, mit welcher vergrößerte Abbildungen von in einer Probe enthaltenen Partikeln auch bei einem instationären Betrieb möglich und die Abbildungen auswertbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird daher eine stabilisierte Analysevorrichtung für den instationären Betrieb vorgeschlagen. Die Analysevorrichtung weist eine Abbildungseinheit mit einer Messkammer zur vergrößerten Abbildung von in einer Probe enthaltenen Partikeln, einen Kreisel mit einer rotierbaren Masse zur Stabilisierung der Lage zumindest der Messkammer und insbesondere zur Stabilisierung der Lage der Abbildungseinheit mit der Messkammer im Raum auf und ein Gestell zur kardanischen Lagerung bzw. zur kardanischen Aufhängung der Abbildungseinheit und des Kreisels. Hierzu sind die Abbildungseinheit und der Kreisel kardanisch an dem Gestell gelagert bzw. aufgehängt. Der Kreisel ist ausgebildet, die Lage zumindest der Messkammer und insbesondere die Lage der Abbildungseinheit mit der Messkammer im Raum zu stabilisieren, sodass zumindest die Messkammer bei einer Vergrößerung der in der Probe enthaltenen Partikel durch die Abbildungseinheit in seiner Lage im Raum stabilisiert ist. Entsprechend wirkt der Kreisel mit dem Gestell als Kreiselstabilisator zur Stabilisation der Abbildungseinheit bzw. der Messkammer der Abbildungseinheit zusammen. Dabei sind Kreisel und Abbildungseinheit an dem Gestell vorzugsweise derart ausgerichtet, dass sich die Messkammer und insbesondere eine Probenfläche in der Messkammer, auf welcher die Probe während dem Erstellen einer vergrößerten Abbildung anordenbar ist, durch bzw. bei der Stabilisierung durch den Kreisel immer bzw. möglichst in der Waagerechten, also im Lot befindet.
  • Durch die Stabilisierung mittels der kardanischen Aufhängung und des Kreisels ist eine Vergrößerung der Partikel während einer Bewegung der Analysevorrichtung möglich, sodass die Analysevorrichtung beispielsweise auf/in einem Fahrzeug montiert werden kann.
  • Weiter ist durch die Stabilisierung jedoch auch eine Vergrößerung der Partikel kurz nach einem Transport der Analysevorrichtung möglich, ohne dass diese bzw. die Messkammer im Raum ausgerichtet werden muss, da die Ausrichtung automatisch durch die kardanische Lagerung und den Kreisel bzw. Kreiselstabilisator vorgenommen wird.
  • Vorzugsweise werden die in der Probe enthaltenen Partikel einem vorbestimmten Luftvolumen entnommen. Dabei kann die Luft als ein Aerosol, also als ein Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen (Partikel) in einem Gas angenommen werden, wobei es sich bei zumindest einem Teil dieser Partikel um Krankheitserreger, wie beispielsweise Viren handeln kann.
  • Durch die Vergrößerung bzw. die vergrößerte Abbildung der Partikel können diese analysiert und bestimmt werden, ob es sich bei den Partikeln um Krankheitserreger handelt, um welche Krankheitserreger es sich handelt und/oder wie viele der Partikel aus dem Luftvolumen Krankheitserreger sind.
  • Entsprechend kann durch die Analyse der vergrößerten Abbildung eine Belastung der Luft mit Krankheitserregern sowie die Art der Krankheitserreger ermittelt werden.
  • Dabei kann die Analyse der Partikel bzw. der vergrößerten Abbildung(en) der Partikel beispielsweise durch einen bildtechnischen Vergleich und/oder durch die automatisierte Erfassung von Eigenschaften, wie Formen und Maße, der abgebildeten Partikel durchgeführt werden.
  • Die Analysevorrichtung kann ferner eine Auswerteinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, die Auswertung bzw. Analyse der vergrößerten Abbildungen der Partikel durchzuführen und die Belastung der Probe bzw. die Belastung des vorbestimmten Luftvolumens, aus welchem die Probe entnommen wurde, mit Krankheitserregern und/oder die Art der Krankheitserreger zur ermitteln.
  • Die zum Zeitpunkt der Anmeldung der vorliegenden Patentanmeldung unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2021 101 982.6 lehrt eine Vorrichtung zur Erfassung einer Konzentration von vorbestimmten Partikeln, welche als die vorliegend vorgeschlagene stabilisierte Analysevorrichtung ausgebildet sein kann. Die Offenbarung der genannten und zum Zeitpunkt der Anmeldung unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2021 101 982.6 wird hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
  • Bei der Abbildungseinheit handelt es sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung beispielsweise um ein Elektronenmikroskop und insbesondere um ein Rasterelektronenmikroskop.
  • Weiter schlägt die zum Zeitpunkt der Anmeldung der vorliegenden Patentanmeldung unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2021 108 181.5 eine Vorrichtung zur Abbildung von Partikeln vor, bei welcher es sich um eine Abbildungseinheit im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung handeln kann. Die Offenbarung der genannten und zum Zeitpunkt der Anmeldung unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2021 108 181.5 wird hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
  • Um die Messkammer bzw. die Abbildungseinheit mit der Messkammer bezüglich ihrer Lage im Raum stabilisieren zu können, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass das Gestell zumindest zwei (Dreh-) Achsen, vorzugsweise drei Achsen zur kardanischen Lagerung der Abbildungseinheit und des Kreisels aufweist. Dabei können die Achsen des Gestells beispielsweise jeweils einer Raumachse zugeordnet sein. Weiter können die insbesondere rotierbaren Achsen eine jeweilige Lagerung aufweisen. Weiter schneiden sich die Achsen vorzugsweise in einem gemeinsamen Punkt.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Kreisel eine davon unabhängige, eigene Rotationsachse aufweist, um welche die rotierbare Masse rotierbar und vorzugsweise rotatorisch antreibbar ist. Auch die Rotationsachse kann durch den Punkt verlaufen, in welchem sich die Achsen des Gestells schneiden.
  • Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich der Schwerpunkt der Abbildungseinheit und/oder der Schwerpunkt des Systems aus Abbildungseinheit und Kreisel bezogen auf die Schwerkraft unterhalb des Schnittpunktes der Achsen befindet, sodass die Abbildungseinheit einer Neigung seiner Umgebung nicht nachgibt bzw. einer Lageänderung der Umgebung (z.B. eines Gehäuses, in welchem die Abbildungseinheit und der Kreisels an dem Gestell angeordnet sind) im Raum nicht folgt, sodass sich die Messkammer und insbesondere die Probenfläche, auf welcher die Probe in der Messkammer anordenbar ist, immer bzw. möglichst in der Waagerechten bzw. im Lot ist.
  • Bei einer weitere Ausbildungsvariante der Analysevorrichtung sind bzw. ist die Abbildungseinheit und/oder der Kreisel zur Schwingungsdämpfern über elastische und insbesondere gummielastische oder federelastische Entkopplungselemente mit dem Gestell verbunden.
  • Das Gestell selbst kann an einer Grundplatte, welche zu einem Gehäuse gehören kann, fixiert sein, wobei auch eine Fixierung bzw. Anbindung des Gestells an das Gehäuse bzw. die Grundplatte durch gummielastische oder federelastische Entkopplungselemente erfolgen kann, sodass auch das Gestell selbst gegenüber dem Gehäuse schwingungsgedämpft ist.
  • Soll ein vorbestimmtes Luftvolumen auf Partikel bzw. auf Krankheitserreger untersucht werden, ist die Konzentration der Partikel in dem vorbestimmten Luftvolumen meist vergleichsweise gering, sodass das gesamte Luftvolumen untersucht werden müsste. Um die Analyse bzw. die vergrößerte Abbildung der Partikel deutlich zu erleichtern, weist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Analysevorrichtung ferner eine Zentrifuge zur Bereitstellung einer in der Messkammer durch die Abbildungseinheit analysierbaren Probe auf. Die Zentrifuge ist hierbei ausgebildet, einem vorbestimmten Luftvolumen entnommene Partikel aufzukonzentrieren und die aufkonzentrierten Partikel als Probe zur Analyse in der Messkammer bereitzustellen. Die Zentrifuge ist vorzugsweise eine Gaszentrifuge.
  • Entsprechend kann durch die Zentrifuge ein gegenüber dem vorbestimmten Luftvolumen kleineres Volumen (Probenvolumen) bereitstellen, in welchem die Partikel enthalten sind, welche dem vorbestimmten Luftvolumen entnommen wurden.
  • Zur Leitung bzw. zum Transport der Probe aus der Zentrifuge in die Messkammer, kann eine vorzugsweise starre Leitung oder ein starres Rohr vorgesehen sein, durch welches das Probenvolumen / die Probe aus der Zentrifuge gesaugt und in die Messkammer gefördert werden kann.
  • Bei der Gaszentrifuge kann es sich beispielsweise um eine Zentrifuge gemäß der zum Zeitpunkt der Anmeldung der vorliegenden Patentanmeldung unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2021 108 630.2 handeln. Die Offenbarung der genannten und zum Zeitpunkt der Anmeldung unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2021 108 630.2 wird hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
  • Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Zentrifuge der Kreisel ist. Entsprechend ist eine rotierbare Schleudertrommel der Zentrifuge zur Aufkonzentration der Partikel, welche auch als Rotor bezeichnet werden kann, die rotierbare Masse zur Stabilisierung der Lage zumindest der Messkammer der Abbildungseinheit im Raum.
  • Um die Messkammer bei einem Erstellen einer vergrößerten Abbildung der Partikel stabilisieren zu können, ist entsprechend vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest während dem Erstellen der Abbildung die Schleudertrommel der Zentrifuge rotiert bzw. rotatorisch angetrieben wird, um dadurch eine Kraft zu erzeugen, durch welche die mit der Zentrifuge kardanisch aufgehängte Messkammer in der vorbestimmten Lage gehalten wird.
  • Als Aufkonzentrieren wird dabei verstanden, dass die aus dem vorbestimmten Luftvolumen entnommenen bzw. die in dem vorbestimmten Luftvolumen vorhandenen Partikel in einem Probenvolumen gesammelt werden, welches kleiner ist, als das vorbestimmte Luftvolumen. Entsprechend ist die Konzentration der Partikel in dem Probenvolumen gegenüber der Konzentration der Partikel in dem vorbestimmten Luftvolumen deutlich erhöht und die Partikel mithin aufkonzentriert.
  • Neben der Abbildungseinheit mit seiner Messkammer und der Zentrifuge als Kreisel kann die Analysevorrichtung weitere Komponenten aufweisen. Um der Zentrifuge zur Aufkonzentration das vorbestimmte Luftvolumen bzw. die in dem vorbestimmten Luftvolumen enthaltenen Partikel in einfacher Weise bereitstellen zu können, weist die Analysevorrichtung vorzugsweise ferner einen Probensammler als eine weitere Komponente auf. Der Probensammler ist ausgebildet, in einem vorbestimmten Luftvolumen enthaltene Partikel zu sammeln und die Partikel der Zentrifuge zur Aufkonzentration bereitzustellen.
  • Hierzu kann beispielsweise das vorbestimmte Luftvolumen eingesaugt bzw. aufgenommen und unmittelbar an die Zentrifuge weitergeleitet werden.
  • Alternativ ist auch möglich Partikel, bei welchen es sich nicht um zu untersuchende Partikel und insbesondere nicht um Krankheitserreger handeln kann, aus dem vorbestimmten Luftvolumen, beispielsweise mittels eines Filters und insbesondere eines Labyrinth-Filters, abzuscheiden und der Zentrifuge nur einen Teil der Partikel aus dem vorbestimmten Luftvolumen bereitzustellen. Dadurch können die dann in der Probe enthaltenen Partikel nach der vergrößerten Abbildung leichter analysiert werden.
  • Ein solcher Filter kann in den Probensammler integriert oder als eigene Komponente in Form eines Vorfilters strömungstechnisch der Zentrifuge vorgeschaltet sein.
  • Das vorbestimmte Luftvolumen kann durch den Probensammler beispielsweise einer Umgebungsluft der Analysevorrichtung aber auch beispielsweise dem Atem einer Person entnommen werden. In einem einfachen Fall kann der Probensammler beispielsweise ein Mundstück aufweisen, in welches eine Person ausatmen kann.
  • Als weitere Komponente kann die Analysevorrichtung ferner eine Grundplatte aufweisen, welche Teil eines die der Analysevorrichtung einhausenden Gehäuses sein kann oder an welcher ein solches Gehäuse fixiert werden kann.
  • An einer solchen Grundplatte können die Komponenten der Analysevorrichtung fixiert werden, wobei die Abbildungseinheit und der Kreisel über das Gestell an der Grundplatte fixierbar sein können. Das Gestell kann dabei insbesondere über gummielastische oder federelastische Entkopplungselemente mit der Grundplatte verbunden sein.
  • Durch die kardanische Aufhängung / Lagerung der Abbildungseinheit und des Kreisels an dem Gestell, kann also die Grundplatte relativ zu der Abbildungseinheit und dem Kreisel bewegt und insbesondere verschwenkt werden. Sind auf der Grundplatte bzw. innerhalb des Gehäuses weitere Komponenten, wie beispielsweise der Probensammler, fixiert, können auch diese Komponenten relativ zu Abbildungseinheit und Kreisel bewegt werden.
  • Zum Transport der Partikel von dem Probensammler zu der Zentrifuge kann eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Anaylsevorrichtung eine von dem Probensammler zur Bereitstellung der Partikel zu der Zentrifuge führende und diese zur Bereitstellung der Partikel strömungstechnisch verbindende Zuleitung aufweisen, welche flexibel und/oder elastisch und insbesondere als Schlauch ausgebildet ist. Dadurch ist die Zuleitung ausgebildet, eine relative Bewegung der Zentrifuge gegenüber dem Probensammler auszugleichen, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Zentrifuge der Kreisel ist und die Zentrifuge durch die kardanische Aufhängung gegenüber beispielsweise der Grundplatte mit dem daran fixierten Probensammler beweglich ist.
  • Weiter kann die Analysevorrichtung eine von der Messkammer zum Abtransport der Probe aus der Messkammer wegführende Ableitung aufweisen, welche flexibel und/oder elastisch und ebenfalls insbesondere als Schlauch ausgebildet ist. Analog zu der Zuleitung ist die Ableitung ausgebildet, eine relative Bewegung der Messkammer gegenüber einem von der Messkammer abgewandten Endabschnitt der Ableitung auszugleichen. Dabei kann der Endabschnitt der Ableitung beispielsweise an der Grundplatte oder einer weiteren Komponente der Analysevorrichtung, wie beispielsweise einer Probensenke zur Entsorgung der Proben oder einer Pumpe zum Transport der Proben, fixiert sein.
  • Um die Analyse der vergrößerten Abbildungen der Partikel zu vereinfachen, kann die Analysevorrichtung bei einer weiteren vorteilhaften Variante ferner eine Zudosierungs-Einheit zur Zugabe von Kontrastmittel zur Erhöhung eines Kontrasts der Partikel in der Messkammer als weitere Komponente aufweisen. Die Zudosierungs-Einheit ist über eine Kontrastmittel-Leitung strömungstechnisch mit der Messkammer verbunden. Die Kontrasmittel-Leitung kann flexibel und/oder elastisch und beispielsweise als Schlauch ausgebildet sein, sodass eine relative Bewegung der Messkammer gegenüber der Zudosierungs-Einheit ausgleichbar ist. Das ist jedoch nur notwendig, wenn die Messkammer bzw. die Abbildungseinheit relativ zu der Zudosierungs-Einheit beweglich und beispielsweise an der Grundplatte fixiert ist.
  • Da das Kontrastmittel vorzugsweise in die bereits aufkonzentrierte Probe, also nach der Zentrifuge in die Probe bzw. zu den Partikeln gegeben wird, kann die Zudosierungs-Einheit auch zusammen mit der Abbildungseinheit und der Zentrifuge bzw. dem Kreisel an dem Gestell befestigt und kardanisch aufgehängt sein. Findet keine Relativbewegung zwischen Messkammer und Zudosierungs-Einheit statt, kann die Kontrastmittel-Leitung starr ausgebildet sein und beispielsweise in die vorzugsweise starre Leitung oder ein starres Rohr zum Transport der Probe aus der Zentrifuge in die Messkammer münden.
  • Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine Variante einer Analysevorrichtung.
  • 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Variante der Analysevorrichtung 1. Diese weist ein Gehäuse 100 mit einer Grundplatte 101, wobei die Komponenten 10 - 90 der Analysevorrichtung 1 von dem Gehäuse 100 umhaust und an der Grundplatte 101 fixiert sind.
  • Durch einen Einlass 41 kann ein vorbestimmtes Luftvolumen, beispielsweise aus der Atemluft einer Person in den Probensammler 40 gefördert werden, in welchem ein Vorfilter vorhanden sein kann. Durch den Vorfilter können Partikel, bei welchen es sich beispielsweise aufgrund ihrer Größe nicht um Krankheitserreger und insbesondere einen bestimmten Krankheitserreger handeln kann, aus dem vorbestimmten Luftvolumen gefiltert werden.
  • Anschließend werden das ggfs. gefilterte vorbestimmte Luftvolumen und die darin enthaltenen Partikel über eine flexible, als Schlauch ausgebildete Zuleitung 50 in die als Gaszentrifuge ausgebildete Zentrifuge 20 geleitet, in welcher die Partikel aus dem vorbestimmten Luftvolumen in einem kleineren Probenvolumen konzentriert werden. Die in den Probenvolumen vorhandenen Partikel werden als Probe von der Zentrifuge 20 in die Messkammer 11 der vorliegend als Rasterelektronenmikroskop ausgebildeten Abbildungseinheit 10 geleitet, so dass eine vergrößerte Abbildung der Partikel zur weiteren Analyse durch die Abbildungseinheit 10 erstellt werden kann.
  • Nach der Analyse kann die Probe von einer Pumpe 80 durch eine ebenfalls flexible Ableitung 60 aus der Messkammer abgesaugt und in einen Behälter als Probensenke 90 transportiert werden.
  • Um die Analysevorrichtung 1 sowohl während einer Bewegung, beispielsweise in einem Fahrzeug, als auch unmittelbar nach einem Transport und ohne eine ansonsten notwendige Ausrichtung nutzen zu können, ist vorgesehen, dass die Abbildungseinheit 10 gemeinsam mit der Zentrifuge 20 als Kreisel 20 kardanisch an einem Gestell 30 aufgehängt sind.
  • Durch die kardanische Aufhängung kann sich die Abbildungseinheit 10 mit ihrer Messkammer 11 derart ausrichten, dass die Messkammer 11 und insbesondere eine in der Messkammer 11 vorhandene Probenfläche 12, auf welcher die Proben während dem Erstellen einer vergrößerten Abbildung angeordnet sind, stets waagerecht ausgerichtet bzw. im Lot sind.
  • Hierzu weist das Gestell zwei Achsen A auf, wobei bedingt durch die schematische Darstellung lediglich eine Achse A dargestellt ist. Die Achsen A schneiden sich jedoch vorzugsweise in einem Mittelpunkt der Probenfläche 12.
  • Insbesondere während dem Erstellen einer vergrößerten Abbildung der Partikel wird die Schleudertrommel 21 der Zentrifuge 20 rotatorisch durch den Motor 22 angetrieben, sodass die Zentrifuge 20, deren Rotationsachse vorzugsweise ebenfalls den Schnittpunkt durchläuft. Durch die rotation der Schleudertrommel 21, welche als die rotierbare Masse 21 des Kreisels 20 wirkt und dadurch eine die Messkammer 11 stabilisierende Kraft erzeugt.
  • Kommt es zu einer Bewegung des Gehäuses 100 bzw. der Grundplatte 101 kann sich die Abbildungseinheit 10 und der Kreisel 20 durch die kardanische Aufhängung mittels des Gestells 30 relativ zu der Grundplatte 101 und den unmittelbar daran fixierten Komponenten 40, 80, 90 bewegen, wobei die Messkammer 11 bzw. die Probenfläche 12 durch die von dem Kreisel 20 bzw. der Zentrifuge 20 erzeugte stabilisierende Kraft in der Waagerechten gehalten wird.
  • Um eine solche relative Bewegung zwischen dem Verbund aus Kreisel 20 bzw. Zentrifuge 20 und der Abbildungseinheit und den weiteren Komponenten 40, 80, 90 ausgleichen zu können, sind flexible und/oder elastische Leitungen 50, 60 vorgesehen, welche die Bewegung ausgleichen ohne die Ausrichtung mittels des Gestells zu behindern.
  • Um die Messkammer 11 bzw. die Probenfläche 12 nicht nur von einer Bewegung, sondern auch von Erschütterungen bzw. Schwingungen entkoppeln zu können, können an dem Gestell 30 auch beispielsweise gummielastische Entkopplungselemente 31 vorgesehen sein, wobei vorliegend das Gestell 30 durch ein solches Entkopplungselement 31 von der Grundplatte 101 entkoppelt wird.
  • Zur kardanischen Aufhängung und Lagerung des Verbunds aus Abbildungseinheit 10 und Kreisel/Zentrifuge 20 um die Achsen A, weist das Gestell 30 ferner Drehlager 32, 33 auf, wobei beispielsweise zwei Drehlager 32, 33 je Achse A vorgesehen sein können.
  • Um die Analysierbarkeit der vergrößerten Partikel zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, der Probe ein Kontrastmittel zur Erhöhung des Abbildungskontrastes beizumischen. Hierfür weist die in 1 dargestellte Analysevorrichtung optional eine Zudosierungs-Einheit 70 auf, welche ebenfalls mit der Abbildungseinheit 10 und der Zentrifuge 20 / dem Kreisel 20 einen Verbund bilden und somit mit diesen kardanisch gelagert sein kann.
  • Dabei ist die zu der Messkammer 11 führende Kontrastmittel-Leitung 71 integral mit einer beispielsweise starren von der Zentrifuge 20 in die Messkammer 11 auf die Probenfläche 12 führenden Leitung ausgebildet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 1020211019826 [0016]
    • DE 1020211081815 [0018]
    • DE 1020211086302 [0027]

Claims (10)

  1. Stabilisierte Analysevorrichtung (1) für den instationären Betrieb, wobei die Analysevorrichtung (1) eine Abbildungseinheit (10) mit einer Messkammer (11) zur vergrößerten Abbildung von in einer Probe enthaltenen Partikeln, einen Kreisel (20) mit einer rotierbaren Masse (21) zur Stabilisierung der Lage zumindest der Messkammer (11) im Raum und ein Gestell (30) zur kardanischen Lagerung der Abbildungseinheit (10) und des Kreisels (20) aufweist, wobei die Abbildungseinheit (10) und der Kreisel (20) kardanisch an dem Gestell (30) gelagert sind und der Kreisel (20) ausgebildet ist, die Lage zumindest der Messkammer (11) im Raum zu stabilisieren, sodass zumindest die Messkammer (11) bei einer Vergrößerung der in der Probe enthaltenen Partikel durch die Abbildungseinheit (10) in seiner Lage im Raum stabilisiert ist.
  2. Analysevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abbildungseinheit (10) ein Elektronenmikroskop und insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop ist.
  3. Analysevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gestell (30) zumindest zwei Achsen (A) zur kardanischen Lagerung der Abbildungseinheit (10) und des Kreisels (20) aufweist.
  4. Analysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abbildungseinheit (10) und/oder der Kreisel (20) zur Schwingungsdämpfern über elastische und insbesondere gummielastische oder federelastische Entkopplungselemente mit dem Gestell (30) verbunden sind/ist.
  5. Analysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Zentrifuge (20) zur Bereitstellung einer in der Messkammer (11) durch die Abbildungseinheit (10) analysierbaren Probe, wobei die Zentrifuge (20) ausgebildet ist, einem vorbestimmten Luftvolumen entnommene Partikel aufzukonzentrieren und die aufkonzentrierten Partikel als Probe zur Analyse in der Messkammer (11) bereitzustellen, wobei die Zentrifuge (20) insbesondere eine Gaszentrifuge ist.
  6. Analysevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zentrifuge (20) der Kreisel (20) und eine rotierbare Schleudertrommel (21) der Zentrifuge (20) zur Aufkonzentration der Partikel die rotierbare Masse (21) zur Stabilisierung der Lage zumindest der Messkammer (11) der Abbildungseinheit (10) im Raum ist.
  7. Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, ferner aufweisend einen Probensammler (40), welcher ausgebildet ist, in einem vorbestimmten Luftvolumen enthaltene Partikel zu sammeln und die Partikel der Zentrifuge (20) zur Aufkonzentration bereitzustellen.
  8. Analysevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine von dem Probensammler (40) zur Bereitstellung der Partikel zu der Zentrifuge (20) führende und diese zur Bereitstellung der Partikel strömungstechnisch verbindende Zuleitung (50) flexibel und/oder elastisch ausgebildet ist und die Zuleitung (50) ausgebildet ist, eine relative Bewegung der Zentrifuge (20) gegenüber dem Probensammler (40) auszugleichen.
  9. Analysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von der Messkammer (11) zum Abtransport der Probe aus der Messkammer (11) wegführende Ableitung (60) flexibel und/oder elastisch ausgebildet ist, und die Ableitung ausgebildet ist, eine relative Bewegung der Messkammer (11) gegenüber einem von der Messkammer (11) abgewandten Endabschnitt (61) der Ableitung (60) auszugleichen.
  10. Analysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Zudosierungs-Einheit (70) zur Zugabe von Kontrastmittel zur Erhöhung eines Kontrasts der Partikel in der Messkammer (11), wobei die Zudosierungs-Einheit (70) über eine Kontrastmittel-Leitung (71) strömungstechnisch mit der Messkammer (11) verbunden ist, welche insbesondere flexibel und/oder elastisch sowie ausgebildet ist, eine relative Bewegung der Messkammer (11) gegenüber der Zudosierungs-Einheit (70) auszugleichen.
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