DE1156253B

DE1156253B - Photoelectric colorimeter working according to the compensation principle for the measurement of gas traces contained in a carrier gas

Info

Publication number: DE1156253B
Application number: DEB45968A
Authority: DE
Inventors: Robert F Borkenstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-09-06
Filing date: 1957-09-06
Publication date: 1963-10-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf lichtelektrische, nach dem Kompensationsprinzip arbeitende Kolorimeter für die Messung von in einem Trägergas enthaltenen Gasspuren mit zwei von einer gemeinsamen Lichtquelle beaufschlagbaren, nach dem Kompensationsprinzip meßbar gegeneinandergeschalteten Fotozellen und je einem im Strahlengang zwischen jeder Fotozelle und der Lichtquelle angeordneten Gefäß mit einer lichtabsorbierenden Flüssigkeit, deren Absorptionsvermögen in dem einen Gefäß durch Lösung der in die Flüssigkeit über eine Zumeßeinrichtung zusammen mit dem Trägergas einleitbaren Gasspuren veränderbar ist.The invention relates to photoelectric colorimeters working according to the compensation principle for the measurement of gas traces contained in a carrier gas with two of one common Light source can be acted upon, measured against one another according to the compensation principle Photocells and a vessel arranged in the beam path between each photocell and the light source with a light-absorbing liquid, whose absorption capacity in one vessel by dissolving the gas traces which can be introduced into the liquid via a metering device together with the carrier gas is changeable.

Bei einem bekannten, ortsfest anzubringenden Gerät dieser Art zur Überwachung des Reinheitsgrades bestimmter Reaktionspartner bei chemischen Großsynthesen wird die in einem Vorratsbehälter enthaltene Reaktionsflüssigkeit kontinuierlich über das eine Gefäß einer Mischkammer mit anschließender Reaktionsstrecke für das zu untersuchende Gas und dann dem zweiten Gefäß zugeführt, wodurch eine kontinuierliche Messung der Verunreinigungen des über einen Druckregler und einen Strömungsanzeiger als Zumeßeinrichtung zugeführten Gases ermöglicht wird. Ein solches Gerät ist jedoch für Einzelmessungen an beliebigen Orten durch weniger geschultes Personal nicht geeignet, wie dies insbesondere zur Bestimmung des Anteils an flüchtigen Kohlenwasserstoffen, wie Alkohol, Azeton oder Äther, im menschlichen Atem bei Kraftfahrern oder dem Bedienungspersonal von Maschinen erforderlich ist, deren Bedienung ein gutes Reaktionsvermögen erfordert.In the case of a known device of this type to be installed in a stationary manner for monitoring the degree of cleanliness certain reactants in large-scale chemical syntheses are contained in a storage container Reaction liquid continuously through one vessel of a mixing chamber with subsequent reaction section for the gas to be examined and then fed to the second vessel, creating a continuous Measurement of the contamination of the via a pressure regulator and a flow indicator as Metering device supplied gas is made possible. However, such a device is for single measurements Not suitable at any location by less trained personnel, as is particularly the case for determination the proportion of volatile hydrocarbons, such as alcohol, acetone or ether, in humans Breath is required by drivers or operators of machines whose operation requires good responsiveness.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und hinreichend genau arbeitendes Kolorimeter der eingangs genannten Art zur Verwendung an beliebigen Orten zu schaffen, das sich insbesondere zur Bestimmung des Gehaltes an flüchtigen Kohlenwasserstoffen im Atem einer Versuchsperson eignet, ohne daß hierzu ausgebildete Techniker oder ein Laborverfahren erforderlich sind und wobei das Prüfungsergebnis rasch und bequem während des Versuches erhalten wird.It is therefore the object of the invention to provide a simple and sufficiently accurate colorimeter To create the type mentioned at the beginning for use in any location, in particular for determination the content of volatile hydrocarbons in the breath of a test person is suitable without that trained technicians or a laboratory procedure are required for this and the test result is obtained quickly and conveniently during the experiment.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gefäße als auswechselbare, beim Einsetzen in das Kolorimeter mit Flüssigkeit gleichen Absorptionsvermögens gefüllte Klarglasampullen ausgebildet sind, in deren eine eine von der Zumeßeinrichtung ausgehende Leitung einführbar ist, und daß die Zumeßeinrichtung durch einen vertikalen, durch ein frei bewegliches Kolbengewicht nach oben abgeschlossenen Meßzylinder und ein dessen Inneres wahlweise mit der Quelle des unter Überdruck Lichtelektrisches, nach dem Kompensationsprinzip arbeitendes Kolorimeter
für die Messung von in einem Trägergas
enthaltenen GasspurenAccording to the invention, this object is achieved in that the vessels are designed as replaceable clear glass ampoules filled with liquid of the same absorption capacity when inserted into the colorimeter, into which one line from the metering device can be inserted, and that the metering device is free through a vertical one movable piston weight upwardly closed measuring cylinder and its interior optionally with the source of the photoelectric under pressure, working according to the compensation principle
for the measurement of in a carrier gas
contained traces of gas

Anmelder:Applicant:

Robert F. Borkenstein,
Indianapolis, Ind. (V. St. A.)Robert F. Borkenstein,
Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Jourdan, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Kronberger Str. 46Representative: Dipl.-Ing. E. Jourdan, patent attorney,
Frankfurt / M., Kronberger Str. 46

Robert F. Borkenstein, Indianapolis, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenRobert F. Borkenstein, Indianapolis, Ind. (V. St. A.) has been named as the inventor

stehenden Gasgemisches oder mit der in die Ampulle eingeführten Leitung verbindendes Umschaltventil gebildet ist.standing gas mixture or switching valve connecting to the line introduced into the ampoule is formed.

Weitere Erfindungsmerkmale werden nachstehend an Hand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigtFurther features of the invention are shown below with reference to the schematically illustrated in the figures Embodiment explained. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Kolorimeter gemäß der Erfindung, wobei die obere Gehäuseplatte teilweise aufgebrochen ist und einzelne Teile weggelassen sind,Fig. 1 is a plan view of a colorimeter according to the invention, with the upper housing plate has partially broken open and individual parts have been left out,

Fig. 2 eine Seitenansicht dieses Gerätes, teilweise im Schnitt und unter Weglassung einzelner Teile,2 shows a side view of this device, partly in section and with the omission of individual parts,

Fig. 3 eine Vorderansicht unter Weglassung einzelner Teile und teilweise geschnitten,Fig. 3 is a front view with omission of some Parts and partially cut,

Fig. 4 ein Schaltschema.4 shows a circuit diagram.

Das dargestellte Kolorimeter ist vorzugsweise zur Messung des Alkoholgehaltes im menschlichen Atem geeignet, und zwar besonders im alveolaren, d. h. aus den tieferen Lungenbereichen stammenden Atem. Es weist ein Gehäuse mit einer Oberplatte 10, einem Chassis 11 und Seitenwänden 12 auf. In dem Gehäuse ist ein Meßzylinder 13 zum Abmessen der zu untersuchenden Gasmenge eingebaut, der an seinen Stirnenden geschlossen ist und im oberen Teil seines Mantels eine Entlüftungsöffnung 14 enthält. In diesem Meßzylinder ist ein Kolbengewicht 15 verschieblich angeordnet, das zum Auffangen und Abmessen einer vorbestimmten Menge des zu analysierenden Gases dient.The colorimeter shown is preferably used to measure the alcohol content in human breath suitable, especially in the alveolar, d. H. Breath coming from the deeper areas of the lungs. It has a housing with a top plate 10, a chassis 11 and side walls 12. In the case a measuring cylinder 13 is installed for measuring the amount of gas to be examined, which is at his Front ends is closed and contains a vent opening 14 in the upper part of its jacket. In this A piston weight 15 is displaceably arranged in the measuring cylinder, which is used for collecting and measuring a predetermined amount of the gas to be analyzed is used.

Zur Verwendung des Gerätes für die erwähnte Alkoholanalyse beim Menschen ist ein MundstückA mouthpiece is required to use the device for the aforementioned alcohol analysis in humans

309 729/216309 729/216

3 43 4

16 an einem Schlauch 17 vorgesehen, der zu einem Mit Bezug auf die Lichtquelle 27 außerhalb der16 is provided on a tube 17, which leads to a With reference to the light source 27 outside of the

Umschaltventil 18 führt, welches durch einen Hand- Ampullen 24, 25 ist je eine von zwei Fotozellen 36 griff 19 betätigbar ist. Wenn der Handgriff 19 aus der bzw. 37 angeordnet, welche gegeneinander auf ein Nullstellung B in die Stellung A gebracht wird, kann Anzeigegerät 38 geschaltet sind, das auf der Oberdie Atemluft durch das Rohr 20 am unteren Ende in 5 platte 10 ablesbar angeordnet ist. Zwischen jeder den Zylinder 13 eintreten, wobei sie das Kolben- Fotozelle 36, 37 und der jeweils benachbarten gewicht 15 anhebt, bis dessen Unterkante die Ent- Ampulle 24 bzw. 25 ist ein Filter 39 eingesetzt, lüftungsöffnung 14 freigibt. Beim weiteren Eintreten Weiterhin ist zwischen der Lichtquelle 27 und den von Gas durch das Rohr 20 strömt hierauf die gleiche Ampullen 24, 25 je ein Verschluß 40 vorgesehen. Die Menge Gas durch die Entlüftungsöffnung 14 ins io Verschlüsse 40 sind auf einer Welle 41 befestigt, Freie ab, wobei der Steuerkolben seine obere Stellung welche seitlich aus dem Gehäuse herausragt und dort beibehält, in welcher er den Stromkreis zu einer eine hebeiförmige Handhabe 42 trägt. Mit Hilfe der Signallampe 21 schließt. Diese leuchtet auf und zeigt Handhabe 42 sind die Verschlüsse 40 normalerweise an, daß der Zylinder mit Gas gefüllt ist. Der Schalt- in die Schließstellung gedrückt, so daß kein Licht die griff 19 kann nun in die Stellung C gebracht werden, 15 Ampullen erreicht, bevor die Gasfüllung vollständig wodurch das Rohr 20 mit einem Rohr 22 verbunden durch die Lösung in der Ampulle 24 hindurchgetreten wird und das Gas unter der Wirkung des herabsin- ist, was durch die unterste Stellung des Steuerkenden Kolbengewichtes 15 einer lichtabsorbierenden kolbens 15 und die hiermit verbundene Einschaltung Flüssigkeit, wie im folgenden weiter beschrieben, zu- der Signallampe 23 angezeigt wird, geführt wird. Am Ende seiner Abwärtsbewegung 20 Hierauf kann die Handhabe 42 herabgedrückt schließt das Kolbengewicht 15 den Stromkreis zu werden, so daß dem Licht aus der Lichtquelle 27 der einer Signallampe 23, welche anzeigt, daß damit die Weg zu den beiden Ampullen freigegeben wird. Im gesamte Gasmenge den Meßzylinder verlassen hat. dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lampen-Switching valve 18 leads, which by a hand ampoules 24, 25 is one of two photocells 36 handle 19 can be actuated. When the handle 19 from the or 37 is arranged, which is brought to a zero position B in the position A against each other, the display device 38 can be switched on, which is arranged on the upper side of the breathing air through the tube 20 at the lower end in 5 plate 10 so that it can be read. Enter between each cylinder 13, lifting the piston photocell 36, 37 and the respective adjacent weight 15 until the lower edge of the ampoule 24 or 25, a filter 39 is inserted and the ventilation opening 14 is released. Upon further entry, furthermore, a closure 40 is provided between the light source 27 and that of gas flowing through the tube 20, thereupon the same ampoules 24, 25. The amount of gas through the vent opening 14 into the io closures 40 are attached to a shaft 41, free from, the control piston its upper position which protrudes laterally from the housing and maintains there, in which it carries the circuit to a lever-shaped handle 42. With the help of the signal lamp 21 closes. This lights up and indicates handle 42 are the closures 40 normally that the cylinder is filled with gas. The switch is pressed into the closed position so that no light the handle 19 can now be brought into position C, 15 ampoules are reached before the gas filling is complete whereby the tube 20 connected to a tube 22 is passed through the solution in the ampoule 24 and the gas is under the effect of the downward movement, which is indicated by the lowermost position of the control piston weight 15 of a light-absorbing piston 15 and the associated switching on of liquid, as further described below, to the signal lamp 23. At the end of its downward movement 20, the handle 42 can then be pressed down, the piston weight 15 closes the circuit, so that the light from the light source 27 of a signal lamp 23, which indicates that the way to the two ampoules is cleared. Has left the measuring cylinder in the total amount of gas. illustrated embodiment is the lamp

Die Gasfüllung gelangt durch das Rohr 22 in eine schlitten 28 in der einen Verschiebungsrichtung der Ampulle 24, welche die Absorptionsflüssigkeit ent- 25 Wirkung einer Druckfeder 43 unterworfen und kann hält, und wird dort durch diese hindurchgeleitet. Das in die entgegengesetzte Richtung durch eine Stell-Gerät hat im Abstand zueinander angeordnete schraube 34 gedrückt werden. Da es wesentlich ist, Taschen zur Aufnahme der Ampulle 24 sowie einer daß die Spannungen der Fotozellen in der Ausgangsweiteren Ampulle 25. Jede dieser Ampullen enthält stellung der Lichtquelle 27 genau gleich groß sind, ist die gleiche Lösung in der gleichen Menge und ist vor 30 an der Fotozelle 36 eine Justierschraube 44 vordem Einsetzen in die zugehörige Tasche versiegelt. gesehen, mit welcher die Lichtströme von der Licht-Nach dem Einsetzen wird der Hals der Ampulle 24 quelle 27 zu den Fotozellen 36, 37 abgeglichen werabgebrochen, und das Gaszuführungsrohr 22 wird bis den können, um das Anzeigeinstrument 38 und den zum Boden der Flüssigkeitsfüllung in die Ampulle Zeiger 32 gleichzeitig in die Nullstellung bringen zuThe gas filling passes through the tube 22 into a slide 28 in one direction of displacement of the Ampoule 24 to which the absorption liquid is subjected to the action of a compression spring 43 and can holds, and is passed through it there. That in the opposite direction through an actuating device screw 34 arranged at a distance from one another has to be pressed. Since it is essential Bags to hold the ampoule 24 and one that the voltages of the photocells in the output further Ampoule 25. Each of these ampoules contains the position of the light source 27 is exactly the same size the same solution in the same amount and there is an adjusting screw 44 before 30 on the photocell 36 Sealed insertion in the accompanying pouch. seen with which the luminous fluxes from the light-night after insertion, the neck of the ampoule 24 source 27 is matched to the photocells 36, 37 if canceled, and the gas supply tube 22 is to the can to the gauge 38 and the to the bottom of the liquid filling in the ampoule bring pointer 32 to the zero position at the same time

24 eingetaucht. Als Flüssigkeit wird vorzugsweise 35 können.24 immersed. Preferably 35 can be used as the liquid.

eine Lösung mit einem oxydierenden Mittel gewählt, Die Lichtquelle 27, die Heizwicklung 26 und diea solution with an oxidizing agent selected, the light source 27, the heating coil 26 and the

beispielsweise 3 ecm Chromkali in SOvolumprozen- Signallampen 21 und 23 sind über einen NetzschalterFor example, 3 ecm of chromium potassium in SOvolumprozen- signal lamps 21 and 23 are via a power switch

tiger schwefliger Säure. Eine derartige Chromkali- 45 an eine Spannungsquelle 46 angeschlossen,tiger sulphurous acid. Such a Chromkali- 45 connected to a voltage source 46,

lösung kann 0,187 mg Äthylalkohol oxydieren. Sie ist Das Gerät wird folgendermaßen betätigt: Durch normalerweise gefärbt, so daß hindurchtretendes 4° Schließen des Netzschalters 45 wird das Gerät arbeits-solution can oxidize 0.187 mg ethyl alcohol. It is The device is operated as follows: Through normally colored, so that passing 4 ° closing the power switch 45 the device is working

Licht teilweise absorbiert wird. In Abhängigkeit von bereit gemacht, wobei die Lichtquelle 27 eingeschal-Light is partially absorbed. Made ready as a function of, with the light source 27 switched on

dem Gehalt an Alkohol oder ähnlichen Bestandteilen tet, jedoch durch die Verschlüsse 40 gegenüber denthe content of alcohol or similar ingredients tet, but by the closures 40 compared to the

der hindurchgeblasenen Gasfüllung wird die Lösung Lösungen in den Ampullen abgedeckt ist. Der Schalt-the blown gas filling is the solution solutions in the ampoules is covered. The switching

in der Ampulle 24 entfärbt, und das Lichtabsorp- griff 19 wird in die Stellung A umgestellt, wodurch tionsvermögen wird herabgesetzt, während die Lö- 45 der Stromkreis für das Heizelement 26 geschlossenin the ampoule 24 is decolorized, and the light absorber 19 is switched to position A , whereby the capacity is reduced, while the circuit for the heating element 26 is closed

sung in der versiegelt gebliebenen Vergleichsampulle wird. Nun wird das zu analysierende Gas, im Fallesolution in the sealed comparison ampoule. Now the gas to be analyzed, in the event

25 ihr Absorptionsvermögen beibehält. eines Alkoholtestes über das Mundstück 16, durch Um den Alkoholgehalt des zu analysierenden Gases den Schlauch 17 und weiter über das Umschaltventil25 retains its absorption capacity. an alcohol test through the mouthpiece 16 To determine the alcohol content of the gas to be analyzed, use the hose 17 and continue via the switching valve

zu bestimmen, wird die Veränderung des Absorp- 18 und das Rohr 20 in den Meßzylinder 13 eintionsvermögens in der Lösung der Ampulle 24 mit 50 geblasen. Die Ampullen 24, 25 wurden zuvor in ihre dem unveränderten Absorptionsvermögen in der Taschen eingesetzt, und die Ampulle 24 wurde aufAmpulle 25 verglichen. Hierfür muß die Ampulle 24 gebrochen, um das Ausblasende des Gasrohres 24 aufgeheizt werden, wozu unter ihr ein Heizwiderstand zunehmen. Das eingeblasene Gas hebt das Kolben-To determine the change in the absorption capacity 18 and the tube 20 in the measuring cylinder 13 in the solution of the ampoule 24 with 50 blown. The ampoules 24, 25 were previously in their the unchanged absorbency in the pocket, and the ampoule 24 was on ampoule 25 compared. For this, the ampoule 24 must be broken so that the blow-out end of the gas tube 24 is heated become, for which purpose a heating resistance increase under her. The blown gas lifts the piston

26 vorgesehen ist. Wenn sich der Handgriff 19 in der gewicht 15 in dem Meßzylinder 13 an, bis die Unter-Stellung A befindet, wird dem Heizwiderstand 26 55 kante des Kolbengewichts die Entlüftungsöffnung 14 über einen vom Handgriff 19 ausgelösten Kontakt freigibt, was durch das Aufleuchten der Signallampe elektrische Energie zugeführt, so daß die Lösung hin- 21 angezeigt wird, woraus ersichtlich ist, daß nunreichend aufgeheizt wird, bevor die Gasfüllung durch mehr das Gas aus der Entlüftungsöffnung 14 absie hindurchgeblasen wird. strömt.26 is provided. When the handle 19 is in the weight 15 in the measuring cylinder 13 until the sub-position A is located, the heating resistor 26 55 edge of the piston weight opens the vent opening 14 via a contact triggered by the handle 19, which is electrical when the signal lamp lights up Energy is supplied so that the solution is displayed, from which it can be seen that there is now sufficient heating before the gas filling is blown through more of the gas from the vent opening 14. flows.

Zwischen den im Abstand zueinander angeordneten 60 Wenn die Versuchsperson genügend tief ausAmpullen 24, 25 ist eine Lichtquelle 27 in Form geatmet hat, so daß der Meßzylinder 13 mit alveolarer einer Glühbirne auf einem Schlitten 28 befestigt, der Atemluft gefüllt ist, wird der Schaltgriff 19 in die längs einer Führung 29 verschieblich ist. An dem Stellung C umgelegt. Dadurch wird die in dem Meß-Schlitten 28 ist eine Zahnstange 30 befestigt, die mit zylinder 13 enthaltene, durch die Lage der Enteinem Ritzel 31 kämmt, an dem ein Zeiger 32 sitzt. 65 lüftungsöffnung vorbestimmte Gasmenge unter der Der Zeiger 32 spielt über eine Skala 33, die zur gut Wirkung des herabsinkenden Kolbengewichtes 15 sichtbaren Anzeige in die Oberplatte 10 eingelas- über das Rohr 20, das Umschaltventil 19 und das sen ist. Rohr 22 in die Ampulle 24 und durch die darin ent-Between the spaced apart 60. When the test subject has breathed deep enough from ampoules 24, 25 a light source 27 in the form, so that the measuring cylinder 13 with an alveolar light bulb is attached to a carriage 28 that is filled with breathing air, the switch 19 in which is displaceable along a guide 29. Turned over at position C. As a result, a rack 30 is attached in the measuring slide 28, which is contained with the cylinder 13, meshes through the position of the Enteinem pinion 31 on which a pointer 32 is seated. 65 ventilation opening predetermined amount of gas under the The pointer 32 plays over a scale 33, which is visible in the top plate 10 via the pipe 20, the switching valve 19 and the sen for the good effect of the descending piston weight 15. Tube 22 into the ampoule 24 and through the

haltene Lösung geblasen, bis das Kolbengewicht 15 auf den Boden des Meßzylinders 13 aufsetzt und die Signallampe 23 einschaltet. Damit ist durch die Lösung in der Ampulle 24 eine vorbestimmte Gasmenge gedrückt worden. Die Lichtquelle 27 wurde vorher auf gleiche fotoelektrische Spannungen in den Zellen 36 und 37 eingestellt.holding solution blown until the piston weight 15 touches the bottom of the measuring cylinder 13 and the Signal lamp 23 turns on. Thus, a predetermined amount of gas is through the solution in the ampoule 24 been pressed. The light source 27 was previously set to the same photoelectric voltages in the Cells 36 and 37 set.

Nun werden die Verschlüsse 40 durch Niederdrücken der Handhabe 42 geöffnet, und die Lichtquelle 27 wird so lange durch Betätigung der Stellschraube 34 zwischen den beiden Fotozellen verschoben, bis das den Ausgleichsstrom zwischen den beiden Fotozellen messende Instrument 38 wiederum den Wert 0 anzeigt. Die Lichtquelle 27 muß dabei mit Hilfe der Stellschraube 34 näher an die Ampulle 25 heran und weiter von der Ampulle 24, durch welche das Licht nunmehr mit geringerer Absorption tritt, weg bewegt werden. Diese Stellung der Lichtquelle 27 wird durch den Zeiger 32 über der Skala 33 angezeigt, und der Ausschlag des Zeigers 32 entspricht der vom Alkoholgehalt der Atemluft abhängigen Zunahme des Absorptionsvermögens der mit dem Gas beaufschlagten Ampulle 24 im Verhältnis zu der Vergleichsampulle 35 mit derselben, aber unveränderten Lösung. Now the closures 40 are opened by pressing down the handle 42, and the light source 27 is moved between the two photocells by actuating the adjusting screw 34, until the instrument 38 measuring the equalizing current between the two photocells again shows the value 0. The light source 27 must be closer to the ampoule 25 with the aid of the adjusting screw 34 closer and further from the ampoule 24, through which the light now passes with less absorption, be moved away. This position of the light source 27 is indicated by the pointer 32 above the scale 33, and the deflection of the pointer 32 corresponds to the increase in the dependent on the alcohol content of the breath Absorption capacity of the ampoule 24 charged with the gas in relation to the comparison ampoule 35 with the same but unchanged solution.

Das Gerät gemäß dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Aufnahme einer Meßfüllung von 100 ecm Gas eingerichtet. Jedoch können auch andere Füllungen mit entsprechender Kalibrierung und andere Reagenzien verwendet werden. Bei der Untersuchung menschlicher Atemluft wird das Kolbengewicht 15 durch den Druck der Atemluft bis zu einem vorherbestimmten Niveau entsprechend der Anordnung der Entlüftungsöffnung 14 angehoben. Nach Erreichen dieser Stellung kann weitere Atemluft in den Meßzylinder 13 eintreten, bis die gewünschten alveolaren Atemluftbestandteile den Zylinderraum erfüllen. Wenn die Atemluft zunächst beispielsweise 15 Sekunden lang aus der Entlüftungsöffnung 14 wieder abströmen kann, wird eine definierte Mischung von Totraumluft und alveolarer Atemluft erhalten. Diese Mischung enthält ziemlich genau 90% alveolare Atemluft.The device according to the described and illustrated embodiment is for receiving a Measuring filling of 100 ecm gas set up. However, other fillings can also be used with the same Calibration and other reagents can be used. When examining human breath the piston weight 15 is adjusted accordingly by the pressure of the breathing air up to a predetermined level the arrangement of the vent opening 14 is raised. After reaching this position can further breathing air enter the measuring cylinder 13 until the desired alveolar breathing air components meet the cylinder space. If the breathing air first comes out of the ventilation opening for 15 seconds, for example 14 can flow out again, there is a defined mixture of dead space air and alveolar air Get breathing air. This mixture contains almost exactly 90% alveolar air.

Die Lösung beider Ampullen besteht aus 3 ecm von 0,025% Chromkali in 50volumprozentiger schwefliger Säure. Das Chromkali dieser Lösung oxydiert bis zu 0,187 mg Äthylalkohol. 1 ecm Blut der Versuchsperson kann bis zu 4 mg Alkohol enthalten. In 2,11 alveolarer Atemluft ist derselbe Alkoholbetrag wie in 1 ecm Blut enthalten. Infolgedessen enthalten 90 ecm dieser Luft eindreiundzwanzigstel der äquivalenten Alkoholmenge in 1 ecm Blut. Infolgedessen wird bei dem beschriebenen Gerät der Blutalkoholbereich von 0 bis 4 mg je Kubikzentimeter durch den Bereich von 0 bis 0,170 mg Alkohol dargestellt. Bei einer Blutalkoholkonzentration von 4 mg je Kubikzentimeter werden die 90 ecm alveolare Atemluft das in der Ampulle vorhandene Chlorkali noch nicht ganz verbrauchen. Alle dazwischenliegenden Blutalkoholwerte können durch den Betrag des übriggebliebenen Chlorkalis nach dem Versuch angezeigt werden. Dabei wird die ursprünglich gelbe Lösung immer klarer. Das Chlorkali muß für diese Reaktion erwärmt werden. Die kleine Heizwicklung 26 bringt die Lösung in einer Minute auf die erforderliche Temperatur. Der Schalter, der die Heizwicklung einschaltet, ist im Umschaltventil 18 eingebaut. Solange die Chlorkalilösung in den Ampullen eingesiegelt ist, hält sie sich unbegrenzt.The solution of both ampoules consists of 3 ecm of 0.025% chromium potassium in 50 percent by volume sulphurous acid. The potassium chromium in this solution oxidizes up to 0.187 mg of ethyl alcohol. 1 ecm of blood the test subject can contain up to 4 mg of alcohol. It is the same in 2.11 alveolar breath Amount of alcohol as contained in 1 ecm of blood. As a result, 90 ecm contain this air twenty-third the equivalent amount of alcohol in 1 ecm of blood. As a result, in the device described the blood alcohol range from 0 to 4 mg per cubic centimeter through the range from 0 to 0.170 mg alcohol shown. At a blood alcohol concentration of 4 mg per cubic centimeter, the 90 ecm become alveolar Breathing air do not yet completely use up the potassium chloride in the ampoule. All in between Blood alcohol levels can be determined by the amount of chlorinated calcium left over after the attempt are displayed. The originally yellow solution becomes clearer and clearer. The chlorine must be used for this Reaction are heated. The small heating coil 26 brings the solution to the required level in one minute Temperature. The switch that switches on the heating coil is built into the switchover valve 18. As long as the chlorine solution is sealed in the ampoules, it will last indefinitely.

Die Chlorkalimenge in der Ampulle 24 wird nach der Einleitung des Gases durch fotoelektrischen Vergleich mit der Ampulle 25 bestimmt. Das Licht der beweglichen Lichtquelle 27 tritt durch die beiden Ampullen und sodann durch die als Blaufilter ausgebildeten Filter 39, deren Durchlaßbereich bei 0,430 μ liegt. Diese Lichtstrahlen fallen auf die beiden Fotozellen 36, 37, welche gegeneinandergeschaltet sind. Das Meßinstrument 38 liegt parallel dazu und zeigt die Richtung des Ausgleichsstromes an. Wenn beide Fotozellen die gleiche Spannung erzeugen, zeigt das Instrument 0. Die Stellung der Lichtquelle ist durch einen Zeiger angegeben, welcher an der Verschiebevorrichtung fest ist. So können die relativen Gelbfärbungen der Lösungen durch Verschieben der Lichtquelle 27 im Sinne einer Angleichung der beiden auf die Fotozellen fallenden Lichtströme gemessen werden, wobei das Meßergebnis durch Anzeige der Verschiebung der Lichtquelle aus ihrer Ausgangslage durch das Instrument 33 erhalten wird.The amount of chlorine in the ampoule 24 is determined by photoelectric comparison after the introduction of the gas with the ampoule 25 determined. The light from the movable light source 27 passes through the two Ampoules and then through the filter 39, which is designed as a blue filter, whose transmission range is at 0.430 μ is located. These light beams fall on the two photocells 36, 37, which are switched against one another are. The measuring instrument 38 lies parallel thereto and shows the direction of the compensating current. if Both photocells generate the same voltage, the instrument shows 0. The position of the light source is indicated by a pointer which is fixed to the displacement device. So can the relative Yellowing of the solutions by shifting the light source 27 in the sense of an equalization of the two Luminous fluxes falling on the photocells are measured, the measurement result being indicated by the Displacement of the light source from its initial position by the instrument 33 is obtained.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Photoelectric colorimeter working according to the compensation principle for the measurement of traces of gas contained in a carrier gas with two photocells which can be acted upon by a common light source and which can be measured against each other according to the compensation principle, and a vessel with a light-absorbing liquid each arranged in the beam path between each photocell and the light source, whose absorption capacity in one vessel can be changed by dissolving the traces of gas which can be introduced into the liquid via a metering device together with the carrier gas, characterized in that the vessels are designed as replaceable clear glass ampoules (24, 25) filled with liquid of the same absorption capacity when inserted into the colorimeter are, in one of which (24) a line (22) emanating from the metering device can be introduced, and that the metering device is provided by a vertical measuring cylinder closed at the top by a freely movable piston weight (15) (13) and its interior is formed either with the source of the pressurized gas mixture or with the line (22) inserted into the ampoule (24) connecting the switchover valve (18).

2. Colorimeter according to claim 1, characterized in that the measuring cylinder (13) in the upper jacket area with one of the piston weight (15) controllable during its upward movement Ventilation opening (14) is provided.

3. Colorimeter according to claim 1 or 2, characterized by in the upper or lower Limit position of the piston weight (15) and switch contacts that can be actuated and switched on by them Signal devices (21 or 23).

4. Colorimeter according to one or more of the preceding claims, wherein the Photocells are diametrically opposite each other with respect to the light source, characterized in that that the light source (27) can be displaced between the two ampoules (24, 25) and that the deviation of the light source (27) from the symmetrical central position with respect to the activation of the photocells (36, 37)

the same absorption capacity of the liquid contained in the ampoules (24, 25) a corresponding whose gas content is assigned to a calibrated measuring scale (33).

5. Colorimeter according to claim 4, characterized in that the light source (27) on one Is arranged on a fixed guide displaceable carriage (28), which is under the action of a Spring (43) rests against the tip of an adjusting screw (34, 35).

6. Colorimeter according to claim 5, characterized in that the position of the light source (27) via a toothed rack (30) fixed in the longitudinal direction on the slide (28) and in engagement therewith stationary pinion (31) with a pointer (32), which plays over the measuring scale (33), made visible is.

7. Colorimeter according to one or more of the preceding claims, characterized by Adjustment means for balancing the photoelectric voltages before the start of the experiment, in particular by at least one adjustable diaphragm (44) in the beam path of at least one of the two Photocells (36, 37).

8. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by Closures (40) for both beam paths, which via a shaft (41) and a handle (42) in Open position can be brought.

9. Colorimeter according to one or more of the preceding claims, marked by Color filter, preferably blue filter, in the photocell beam path.

10. Colorimeter according to one or more of the preceding claims, characterized by Pocket-shaped holders for holding the ampoules (24, 25) in their place in the beam path to the photocells (36, 37).

11. Colorimeter according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the ampoules (24, 25) containing the liquid to be irradiated until insertion are sealed in the colorimeter and at least one ampoule (24) on top for receiving the line (22) emanating from the metering device can be broken open.

Considered publications:
Hartmann & Braun AG publications No. 915 / 4.55 ("Gasspurenmesser") and No. 916/5000 5. 55 ("The physical gas analysis"), pp. 14 and 15; B. Lange, Colorimetric Analysis, 1956, pp. 18-20;

Chemiker-Zeitung, 1954, pp. 351 to 356.

1 sheet of drawings