DE1673109C3

DE1673109C3 - Vorrichtung zur kolorimetrischen Analyse

Info

Publication number: DE1673109C3
Application number: DE1673109A
Authority: DE
Inventors: Milton H. White Plains N.Y. Pelavin (V.St.A.)
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1962-07-05
Filing date: 1963-07-03
Publication date: 1974-01-24
Also published as: US3167377A; SE305761B; GB1051885A; DE1673109B2; DE1673109A1; CH426315A; BE634382A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kolorimetrischen Analyse einer Substanz in einer durch sie aufhellbaren Farblösung durch vergleichende lichtelektrische Messung der Intensität eines die Probelösung durchsetzenden Lichtbündels und der Intensität eines eine Standardlösung durchsetzenden Lichtbündels mit einer automatisch abgleichbaren Brückenschaltung, die das aus dem Vergleich der beiden Fotoströme resultierende Intensitätsverhältnis als Extinktionswert registrierbar macht, und mit einer zweiten Brückenschaltung, die mit der ersten Brückenschaltung derart verbunden ist, daß sie in Abhängigkeit von dem automatischen Abgleich der ersten Brückenschaltung verstellbar ist, wobei 6s eine automatische Abgleichvorrichtung für die zweite Brückenschaltung vorgesehen und mit einem numerischen Zähler verbunden ist, dessert Zählwert die Konzentration der Substanz in der Probelösung in Abhängigkeit vom Abgleich der zweiten Brückenschaltung anzeigt, nach Patent 1 271 428.

Mit einer derartigen Vorrichtung kann man die Konzentration verschiedener, kolorimetrisch untersuchter Substanzen direkt in numerischen Werten angeben und bleibend aufzeichnen. Dabei ergibt sich die Konzentration aus den Transmissionsfaktoren der verschiedenen Proben. Obgleich sich die Lichtdurchlässigkeit der unterschiedlichen Medien nichtlinear oder logarithmisch, beispielsweise nach dem Beer"schen Gesetz ändert, liefert die Vorrichtung eine lineare Aufzeichnung.

Auf Grund chemischer Vorgänge in den Probelösungen wird jedoch das Beer'sche Gesetz nicht genau erfüllt. Darüberhinaus sind diese zusätzlichen Nichtlinearitäten für die einzelnen zu untersuchenden Su bftanzen verschieden, so daß bei der bekannten Vorrichtung zahlreiche, zeitraubende Nacheichungen erforderlich sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, den zur Eichung benötigten Teil der Vorrichtung nach dem Hauptpatent zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anzeigeeinrichtung unabhängig vom optischen und Detektorteil des Kolorimeter auf verschiedene, durch Eichmessungen einmal festgelegte Extinktionskurven einstellbar ist.

Dies hat den Vorteil, daß der Ei&stellvorgang nicht gleichzeitig mit dem Durchströmen von Standardproben durch die Durchflußzellen des Kolorirnetcrs vorgenommen zu werden braucht.

Zum Ausgleich der Nichtlinearitäten können dem Schleifdrahtpotentiometer der zweiten Brückenschallung vorzugsweise Widerstände parallelgeschaltet werden. Zweckmäßigerweis« werden hierzu für die einzelnen Substanzen bereits eingestellte Steckeinheiten benutzt.

Zum Einstellen der minimalen Konzentration einer gesuchten Substanz in den Probelösungen ist es von Vorteil, einem Teil des SchJeifdr^upotentiometers der zweiten Brückenschaltung ein an eine Spannungsquelle angeschlossenes, im Vergleich zum Schleifdrah !potentiometer niederohmiges Potentiometer parallelzuschalten. Dadurch wird diese Einstellung durch die nachfolgende Einstellung bei der maximalen Konzentration dieser Substanz nicht beeinflußt. Bei der bekannten Vorrichtung sind zur Eichung der beiden Maßbereichsenden mehrere Einstellungen notwendig.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Figuren beschrieben.

Die F i g. 1 A und 1 B zeigen kombiniert das Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 zeigt eine mit der Vorrichtung nach der Erfindung erhaltene Aufzeichnung.

Das dargestellte Analysiergerät nach der Erfindung enthält einen abgleichenden Vergleichskreis mit einer Einrichtung, die je nach der Lichtdurchlässigkeit einer zu analysierenden Probe den Abgleich des Kreises herstellt, einen weiteren abgleichenden Kreis, der in Abhängigkeit vom Abgleich des ersten Kreises in einen nicht abgeglichenen Zustand gebracht wird, eine Vorrichtung zum Abgleich dieses Kreises, eine Zählvorrichtung, die in Abhängigkeit von der Abgleichvorrichtung des zweiten Kreises betätigbar ist und eine Zahl liefert, die die Konzentration eines vorgegebenen Bestandteils in der Probe angibt, und eine Einrichtung, die in Abhängigkeit vom Arbeitsgang der Abgleichvorrichtung des zweiten Kreises betätigbar ist Und eine Zahl druckt, die etwa der maximalen Konzentration des Bestandteiles entspricht.

I 673

Das Meßgerät nach F i g. 1A enthält einen Schleifdraht 12 zum Abgleich eines Meßkreises auf Null; der Meßkreis weist zwei Stromschleifen L1 und Ll auf. Mit einem bewegbaren Abgriff 14 des Schleifdrahtes wird eine Kurve gemäß F i g. 2 erhalten.

• Das Meßgerät 10 enthält ein Kolorimeter 16, das aus einer einzigen Lichtquelle 18, zwei Lichtreflektoren 20 und 22 und zwei Photozellen oder -elementen 24 und 26 aufgebaut sein kann, deren Strom oder Spannung der Schleife L1 bzw. L2 zugeführt wird. Im Lichtweg zwischen dem Reflektor 20 und der Photozelle 24 ist ein Halter oder Behälter 28 für einen Bezugsstoff, z. B. ein optisches Filter eingeschaltet; im Lichtweg zwischen dem Reflektor 22 und der is Photozelle 26 ist eine Durchflußzelle 30 mit einem optischen Filter für die zu prüfende Flüssigkeit eingesetzt. Teile der Ausgangssignale am Schleifdraht 12 der Schleife L1, die durch Widerstände 32 linearisiert werden und am Potentiometer 34 in der Schleife ao L1 werden einem Abgleichsystem 36 zugeführt, das einen Wandler 38 mit schwingender Zunge enthält, der über einen Transformator 40 an einen Verstärker 42 angekoppelt ist. Die Ausgangssignale des Verstärkers werden einer Einphasenwicklung 44 eines Zwei- as phasenmotors 46 zugeführt, dessen andere Wicklung 48 von einer Wechselstromquelle 50 erregt wird. Eine Motorwelle 52 treibt den Abgriff 14 des Schleifdrahtes zum Abgleich des Meßkreises und einen Stift 56 eines Registriergerätes 58 an, damit die Bewegungen des Abgriffs 14 aufgezeichnet und die Kurven nach F i g. 2 erhalten werden.

Die vom Abgriff 14 hergestellte, lineare Beziehung zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Konzentration, die bei den verschiedenen Messungen auf die Gegenwart der parallel geschalteten Widerstände zurückzuführen ist, wird gemäß der Erfindung in numerische Werte überführt, die visuell dargeboten und/oder gleichzeitig gedruckt werden können, was mit einem Gerät 60 der F i g. 1 A und 1 B erfolgt.

Das Gerät 60 enthält ein Nullabgleichssystem 62 mit einer Spannungsquelle 64, an der ein Zweig, der von einem Übertragungspotentiometer 66 in Reihe mit dnem Widerstand 68 gebildet ist, und ein weiterer Zweig angeschlossen sind, der von einem Empfangspotentiometer 70 in Reihe mit einem veränderbaren Widerstand 72 und einem Rheostat 74 gebildet ist. Mit e^ner Stöpsel- oder Steckeinheit 75, von der Verbindungen zum Empfangspotentiometer 70 hergestellt werden, kann das System in bezug auf Abweichungen vom Beer'schen Gesetz linearisxrt werden. Di« dargestellten Verbindungen der Steckeinheit werden zur Konzentrationsmessung von Albumin in den Medien angewendet, die im Kolorimeter 10 analysiert werden. Zur Messung anderer Bestandteile des Blutes, z. B. Harnstoff, Stickstoff wurden andere Steckeinheiten benutzt. An Stelle der Steckeinheit 75 kann natürlich auch eine bleibende Verdrahtung zusammen mit Schaltungen Anwendung finden, die für die Prüfungen verschiedener Bestandteile in den zu analysierenden Bestandteilen erforderlich sind, B^i den speziellen chemischen Vorgängen während der Prüfung auf verschiedene Substanzen, z.B. Blut, Harrstoff, Stickstoff, Glukose, Calcium können nichtlineare Beziehungen in die Meßkurven gelangen, die sich von dem Beer'schen Gesetz unterscheiden, das mit dem Schleifdraht 12 berücksichtigt wird. Mit Hilfe der Steckeinheiten werden. Nichtlinearitätep in den Meßkurven selbsttätig korrißiert, wobei für je eine zu prüfende Substanz eine Steckeinheit vorzusehen ist. An Stelle des linearisierenden Schleifdrahtes 12 für das Beer'sche Gesetf, kann auch mit dem rückübertragenden Schleifdraht 66 oder dem Empfangspotentiometer 70 die Linearisierung erfolgen.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Schleifdrahtpotentiometer 66 an Steckern 76 und 78 eines Anschlußstreifens 751 angeschlossen, in die Hülsen 80 und 82 einen Anschlußstreifen TS 2 der Einheit 75 eingreifen. Die positive Klemme der Spannungsquelle 64 ist über den Widerstand 68 mit einem Stecker 84 des Anschlußstreifens TS1 verbunden, der seinerseits mit einer Hülse 86 des Anschlußstreifens TS 2 verbunden ist. Die Hülsen 82 und 86 sind untereinander mit einem Überbrückungsdraht 88 verbunden. Die geerdete Klemme der Stromquelle 64 ist an eincii Stecker 90 des An»chlußstreifens 751 angeschlossen, der seinerseits ,-ait einer Hülse 92 den Streifens 75 2 verbunden ist. Pie Hülsen 80 und 92 sind' durch einen Draht 94 miteinander verbunden. Um die richtige Polung bei der speziellen Prüfung - zu erhalten, können die Verbindungen der Stecker 76 und 78 zu den Hülsen 80 und 82 auch umgekehrt werden.

Der Rheostat 74 liegt zwischen der positiven Klemme der Quelle 64 und einem Stecker 96 des Streifens 751, der mit einer Hülse 98 des Streifens 7S2 verbunden ist. Der veränderbare Widerstand 72 liegt zwischen den Hülsen 98 und 100 des Streifens 75 2, von denen die Hülse 100 mit einem Stecker 102 des Streifens 751 verbunden ist. An das eine Ende des Potentiometers 70 ist der Stecker 102 angeschlossen, während das andere Ende mit einem an Erde 106 liegenden Widerstand 104 verbunden ist.

Der rückübertragende Schleifdraht 66 und das Empfdngspotentiometer 70 liegen in parallelen Zweigen zur Spannungsquelle 64. Der mit dem Potentiometer 70 versehene Zweig enthält ebenfalls den Rheostaten 74 und den veränderbaren Widerstand 72. Der Rheostat 74 wird für eine Kalibrierung bei den großen Meßwerten und der Widerstand 72 als Bereichseinstellvorrichtung für das Meßergebnis benutzt.

Eine Anzapfung 108 des Schleifdrahtes 66 wird gemeinsam mit der Anzapfung 14 des Schleifdrahte! 12 verschoben, wie durch eine Kupplung 110 angegeben ist, so daß die Änderungen und Bewegunger der Anzapfung 14 doppelt an der Anzapfung 10t wiedergegeben werden, somit arbeitet d^r Schleifdraht 66 als Übertragungsschleifdraht, der zu derr Ausgleichssystem 62 die Spannungsänderungen über trägt, die die Konzentration der vom Kolorimeter zi analysierenden Bestandteile wiedergeben. Die An zapfung 108 ist durch einen Draht 112 mit einen Wandler 114 verbunden, der dem Wandler 38 ähnlicl ist und die Spannungsänderungen empfängt.

Das Potentiometer 70 der vorliegenden Ausfüh rungsform ist schraubenförmig gewickelt und weis eine Anzapfung 116 auf, die über einen Draht 11: mit dem Wandler 114 verbunden ist, so daß diesen entsprechend den Bewegungen der Anzapfung 11 die Spannungen zugeführt werden. Folglich empfang der Wandler als Eingangssignal eine Fehlerspannunj die durch die Differenz zwischen den Spannungen a der Anzapfung 108 und 116 gebildet ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein max maler numerischer Wert von 350 festgesetzt. Hierz

weist das Potentiometer 70 mehrere kalibrierte Anzapfungen auf, dessen oberes Ende 120 der Zahl 350 und dessen unteres Ende 122 der Zahl 0 entspricht. Anzapfungen 124 bis 142 geben die Zahlen 10, 20, 40, 60, 80, 130, 175, 235 bzw. 280 wieder und sind mit je einem Stecker 144 bis 162 an einem Anschlußstreifen TS 3 verbunden, der mit je einer Hülse 164 bis 182 an einem Anschlußstreifen TS 4 der Steckereinheit 75 in Verbindung gebracht ist. Die Hülsen 164, 172, 174,

tiomcters212 ist über einen Draht 234 mit einem ortsfesten Relaiskontakt 236 verbunden, der von einem beweglichen Relaiskontakt 238 , berührbar ist; dieser steht normalerweise mit einem orts-S festen Relaiskontakt 240 in Eingriff, so daß der Kreis zwischen der Schleife L1 und dem Wandler 38 geschlossen ist. Die beweglichen Relaiskontaktc werden beim Eichen des Kolorimeter durch eine Erregung einer Magnetspule 242 betätigt. Zu diesem

178, 180 und 182, die nicht angeschlossen dargestellt io Zweck ist an der Magnetspule die eine Klemme einer sind, stehen für Analysen zur Verfügung, die nicht Spannungsquclle 244 angeschlossen, während die anauf Albumin gerichtet sind, für das die Stecker- dere Klemme mit einem Schalter 246 verbunden ist, einheit 75 verwendet werden soll. der zwischen einer Eichlage an einem Kontakt 248

Um eine Einstellung niedriger Eichwerte des Ko- oder einer normalerweise offenen Lage 250 bewegbar lorimeters 10 zu erhalten, ist an eine Spannungsquelle 15 ist. Wenn zum Eichen des Gerätes der Schalter 246 184 von geringer Spannung ein Potentiometer 186 an- am Kontakt 248 geschlossen wird, wird die Magnetgeschlossen, dessen Anzapfung 188 mit einem Stecker spule 242 erregt und die Kontakte 238, 220 und 228 190 am Anschlußstreifen TS 3 verbunden ist, der mit werden von den Kontakten 240, 222 und 230 getrennt, einer Hülse 192 des Streifens TS 4 in Verbindung Hierdurch wird das Kolorimeter 16 vom Gerät 60 gebracht ist. Die Hülsen 166 und 192 sind durch ao abgeschnitten, damit die Eichspannungen diesem Gecinen Draht 194 miteinander verbunden, während rät 60 zugeführt werden können. Durch einer Verzwischen den Hülsen 166 und 168 ein veränderbarer stellung des Widerstandes 206 kann die Eichung des Widerstand 196, zwischen den Hülsen 168 und 170 Registriergerätes 58 verändert werden. Insbesondere ein weiterer veränderbarer Widerstand 198 und zwi- wird mit dem Widerstand 206 die zum Registriergerät sehen den Hülsen 170 und 176 ein dritter veränder- »5 gelangend'. Spannung so verstellt, daß die Abgriffsbarcr Widerstand 200 liegt. Durch diese Verbindun- spannung am Schleifdraht 12 beim normalen Kolorigen wird die Spannung an der bewegbaren Anzapfung meterbetrieb auf ein äquivalentes Schleifdrahtpoten-188 zwischen Erde und der ortsfesten Anzapfung 126 UaI festgesetzt wird. Beim Eichen des Gerätes wird des Potentiometers 70 zugeführt. Die Anzapfung 126 zuerst der untere Punkt durch Einstellung der Anwird bei der Prüfung auf Albumin benutzt, während 30 zapfung 188 des Potentiometers 186 festgesetzt, das die Anzapfungen 128, 130 und 136 je für verschie- an der Spannungsquclle 184 liegt; hiernach wird der dcne andere Prüfungen angewendet werden. Die Wi- obere Punkt dadurch festgelegt, daß der Strom durch derständc 196, 198 und 200 sind in der Steckeinheit eine Widerstandsverstellung verändert wird. Dadurch, so eingestellt, daß eine Nichtlincarität, die auf die daß mit der die niedrige Spannung liefernden Quelle chemischen Vorgänge bei der speziellen Prüfung zu- 35 184 und durch eine Einstellung der Anzapfung 188 rückzuführen ist, in der* Eichkurve zwischen den der untere Punkt vor dem oberen Punkt festgelegt niedrigen und hohen Eichwerten selbsttätig korrigiert wird, kann der letztere festgesetzt werden, ohne daß oder kompensiert wird. Die Anzapfung 188 ist auf die Eichung für den unteren Punkt gestört wird. Zur niedrige Eichwerte eingestellt. Einstellung des unteren Eichpunktes wird insbeson-

Die die geringe Spannung abgebende Quelle 184 40 dere eine geringe Impedanz angewendet, weil der wird zur Lageeinstellung des Stiftes56 im Registrier- Widerstand 206 einen ziemlich niedrigen Wert, z.B. gerät 58 benutzt. Zu diesem Zweck ist die positive
Klemme der Quelle 184 mit einem Stecker 202 verbunden, der mit einer Hülse 204 in Verbindung gebracht ist. Ein veränderbarer Widerstand 206 ist mit 45 sen wird. Die Spannungsquelle 184 liefert z. B. eine den Hülsen 204 und 208 verbunden, von denen die Spannung von 6 Volt, von der ein Teil von der Anletztere mit einem Stecker 210 in Verbindung gebracht
ist; dieser ist mit einem Draht 211 an dem einen Ende
eines veränderbaren Widerstandes 212 angeschlossen,

während das andere Ende an Erde 214 liegt. Da die 50 gleich zum Widerstand des Empfangspotentiometers Quelle 184 ebenfalls an einer Stelle 216 geerdet ist, dadurch wird der Widerstand von der Anzapfung 12( liegt sie mit den Widerständen 206 und 212 in Reihe. zur Erde verringert. Wenn der Widerstand 70 für eint Das untere Ende des Widerstandes 212 ist über einen hohe Konzentration durch Änderung des Rheostatet Draht 224 an einen ortsfesten Relaiskontakt 218 ge- 74 geeicht wird, bewirkt eine Änderung des durcl legt, der von einem beweglichen Relaiskontakt 220 55 das Empfangspotentiometer 70 fließenden Stroms eini berührbar ist; dieser steht normalerweise mit einem entsprechende Spannungsänderung an allen Punktei ortsfesten Relaiskontakt 222 in Berührung und oberhalb dieser Anzapfung 126; die Spannung an de schließt den Kreis für die Schleife L1 des Kolori- Anzapfung 126 behält jedoch den an der Anzapfun] meiere an dem Ende des Schleifdrahtes 12 für die 188 des Potentiometers 186 festgesetzten Wert bei hohe Konzentration des Bestandteils. Das obere Ende 60 Folglich ergibt sich nahezu keine merkbare Aus des Potentiometers 212 ist über einen Draht 217 mit wirkung auf die Einstellung der niedrigen Eich einem ortsfesten Relaiskontakt 226 verbunden, der werte.

von einem beweglichen Relaiskontakt 228 berührbar Wie bereits angegeben, empfängt der Wandler 11

ist, der normalerweise mit einem ortsfesten Relais- vom Schleifdraht 66 und vom schraubenförmige kontakt 230 in Berührung steht und den Kreis für die 65 Potentiometer 70 über die Drähte 112 und 118 ei Schleife L1 am unteren Ende des Schleifdrahtes 12 Fehlerspannungssignal. Die Ausgangssignale de für die geringe Konzentration des Bestandteils Wandlers werden einem Servoverstärker 252 zugi schließt. Eine bewegliche Anzapfung 232 des Poten- führt, der von einer vorzugsweise nicht regulierte

20 Ohm aufweist; die Anzapfung 188 ist so eingestellt, daß eine ziemlich geringe Eichspannung am unteren Ende des Empfangspotentiometers eingelas-

zapfung 188 aus der Anzapfung 126 des Emp.ingspotentiometers zugeführt wird. Der Widerstand dei Anzapfung 188 gegenüber Erde ist sehr klein im Ver-

fc.

Spannungsquelle erregt wird. Die Verstärkung kann lung 284 gleitet auf der Welle derart, daß die Drehmit Hilfe eines Steuerwiderstandes 255 verändert bewegung der Welle nicht von den Anschlägen 324 werden, der an Hülsen 256 und 258 angeschlossen ist, und 326 gestört wird. Relativ zu den Anschlägen ist die mit Steckern 260 und 262 in Verbindung stehen. ein magnetischer Schalter 328 so angeordnet, daß er Diese Stecker sind durch Drähte 264 und 266 mit 5 \.>m Magneten 320 erregt wird, kurz nachdem der der Verstärkerschaltung verbunden. Die Ausgangs- Stift 56 seine Bewegungsrichtung von links nach •tgnale des Verstärkers werden einem zweipoligen rechts in Fig. 2 geändert hat. Von der Spitze316 Servomotor 268 zugeführt. Die Motorwelle treibt ein der Kurve 306 aus beginnt sich der Stift nach rechts Zahnrad 270 an, das in ein Rad 772 eingreift. Letz- unten zu bewegen. Je nach der Drehrichtung der leres treibt ein Rad 274 an, das in Zahnräder 276 und io Welle 286 öffnet oder schließt sich der Schalter 328 278 eingreift. Das Rad 276 dreht sich gemeinsam mit Wenn sich der Stift 56 von der Spitze 316 aus mit der beweglichen Anzapfung 116 des schraubenformi- einer entsprechenden Bewegung des Magneten 320 gen Potentiometers 70, wie durch eine mechanische nach unten zu bewegen beginnt, schließt sich der Kupplung 280 angegeben ist. Eine Welle 282, auf Schalter. Ein Arm 322' des Halters 322 ist an einem der das Rad 278 sitzt, ist an eine Welle286 eines 15 Bremszylinder 303 angeschlossen, der die Bewegung druckenden Zählers 288 angekuppelt. Der Zähler ist des Halters verzögert, damit sich dieser nicht schnell in üblicher Weise ausgebildet und mit einem Rück- bewegt, wenn ein »Rauschen« einsetzt, wobei sich stellknopf 290 versehen. der Refeistrierstift in Richtung der abnehmenden Kur-

Da der maximale numerische Wert für die Kon- venwerte auf dem Registrierstreifen zu bewegen bezentration eines Bestandteiles 350 beträgt, sind die ao ginnt. Der Bremszylinder ist mit einem Steuerventil Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder so gewählt, 325 versehen. Die eine Klemme des Schalters 328 ist daß 10 Umdrehungen der Anzapfung 116 des schrau- über einen Draht 300 an einer Stromquelle angebenförmigen Potentiometers 35 Umdrehungen der schlossen, während die andere Klemme über eine Zählerwelle 286 entsprechen. Leitung 302 mit einem Kontakt 304 eines Schalters

Die Bewegungen der Anzapfung 14 während des »5 402 verbunden ist. Der Kontakt ist normalerweise Abgleichens des Meßsystems 36 im Kolorimeter 10 durch einen Kontakt 308 geschlossen, der mit einer werden von der Anzapfung 108 wiederholt, von der Leitung 404 verbunden ist. Diese steht mit beweg-Signale dem Wandler 114 zugeführt wenden, von liehen Kontakten 338, 340 und 342 normalerweise denen der Motor 268 in Gang gesetzt wird, der das geschlossener Mikroschalter in Verbindung, die von Rad 274 antreibt; dieses treibt das Rad 276 zur Ver- 30 je einer Führungsscheibe 346 bis 350 betätigt werden, änderung der Anzapfung 116 an, die ebenfalls dem Diese sind auf einer gemeinsamen Welle 352 ange-Wandlerll4 ein Signal zuführt. Das Rad 274 dreht bracht, die ebenfalls eine Rückstellscheibe 362 trägt, sich so lange, bis das auf Null abgleichende System _ deren Funktion später erläutert ist. Mit Hilfe der 62 abgeglichen ist, also dem Wandler keine Fehler- Führungsscheiben wird die Anzahl der Prüfungen je spannung zugeführt wird. Von dem Rad 274 wird 35 Stunde im Kolorimeter bestimmt. Zu diesem Zweck während des Abgleichens <iie Zählerwelle 286 ge- weist die Führungsscheibe 346 zwei Vertiefungen 360, dreht, damit an einem Fenster 292 des druckenden die Führungsscheibe 348 vier Vertiefungen 360 und Zählers die Konzentrationswerte des zu analysieren- die Führungsscheibe 350 sechs Vertiefungen "Ϊ60 auf, den Bestandteiles in Form von Ziffern abgelesen wer- die 20, 40 bzw. 60 Prüfungen je Stunde entsprechen, den können. Der Zähler gibt an einer Stelle 293 40 Alle Mikroschalter tragen je ein Nachlauf element außerdem die Nummer der Probe an, da für alle 406, das den Mikroschalter im Eingriff mit einer Proben der maximale Meßwert einzeln angezeigt Vertiefung 360 der zugehörigen Führungsscheibe norwird, malerweise geschlossen hält; die Schalter sind offen,

In F i g. 2 ist eine typische Kurve 306 zu sehen, wenn sich ihr Nachlaufelement außerhalb der Verdie vom Stift 56 auf einem Registrierstreifen 308 auf- 45 tiefungen befindet. Schalter 338 A, 340/1 und 342/4 gezeichnet wird, wenn sich dieser in Richtung eines sind mit je einem ortsfesten Kontakt 338 B, 340 B Pfeiles 310 quer zur Bewegungsrichtung 312 des Stif- bzw. 342 B eines Prüfungswählers verbunden, dessen tes bewegt. Eine Grundlinie 314 der Kurve 306 gibt beweglicher Kontakt 336 wahlweise bei 20, 40 oder eine völlige Lichtdurchlässigkeit an, während eine 60 Prüfungen je Stunde in Eingriff kommt An einet Spitze 316 eine maximale Konzentration der durch 50 Stelle 356 eines Motors 358 wird mit Hilfe einer madie Durchflußzelle 30 strömenden Probe darstellt. gnetisch betätigten Kupplung 354, die von einer erreg-

Der Wert, der einer maximalen Konzentration der ten Magnetspule 408 betätigt wird, die Welle 352 Probe entspricht, wird an der Spitze 316 der Kurve angekuppelt. Eine Klemme 410 der Magnetspule isi 306 selbsttätig ausgedruckt, wozu ein Spitzensuch- direkt an einer Stromquelle und die andere Klemme kreis 294 vorgesehen ist. Dieser enthält einen Stab 55 über einen Schalter 412 mit einem beweglichen Kon oder Halter 322, der von einer Gleitkupplung 284 takt 414 an der Stromquelle angeschlossen, der übei getragen wird; diese ist auf der Welle 286 derart eine Kupplung 416 mit dem beweglichen Kontakt 3Of angebracht, daß sich die Bewegung des Stabes 322 des Schalters 402 gemeinsam betätigt wird. Wenn eh in Abhängigkeit von den sich umkehrenden Dreh- von Hand bedienbarer Druckknopf 418 in einer Rieh bewegung der Welle umkehrt, wie durch einen Pfeil 60 tung 420 abwärts gedrückt wird, öffnen sich die bei 298 angegeben ist. Der Stab 322 trägt einen Perma- den Schalter 402 und 412. Vom Druckknopf 418 wire nentmagneten 320, dessen Bewegung die Bewegung auch die Führungsscheibe 362 betätigt, die die Fora des Stiftes 56 wiedergibt; eine Bewegung des Magne- eines Doppelherzes hat, um zum Schließen der Schal ten nach links in F i g. 1 B bedeutet eine Abwärts- ter die Führungsscheiben 346 bis 350 zurückzustellen bewegung des Stiftes nach links in Fig. 2. 65 _wi_e durch eine Linie 422 angedeutet ist Eine Klemmi

Die Bewegung des Stiftes wird von in seiner Bahn 424 des Motors 358 ist an eine Stromquelle und di< liegenden, ortsfesten Anschlägen 324 und 326 etwa andere Klemme an einen beweglichen Kontakt 42( auf die Größe der Spitze 316 beschränkt. Die Kupp- eines von Hand bedienbaren Schalters 428 ange

ία

schlossen, dessen ortsfester Kontakt 430 mit der anderen Klemme der zuvor erwähnten Stromquelle für den Motor 358 verbunden ist.

Der bewegliche Kontakt des Wählschalters 336 ist über einen Draht 432 an die eine Klemme einer Magnetspule 434 angeschlossen, während das andere Ende geerdet ist Von der Magnetspule wird ein bewegbarer Kontakt 436 eines Schalters 438 betätigt, der normalerweise mit einem Kontakt 440 in Berührung steht, der über einen Widerstand 442 an Erde ίο liegt. Wenn die Magnetspule erregt wird, berührt der Kontakt 436 einen Kontakt 444, der über einen Draht 446 an einer Stromquelle 448 angeschlossen ist, die ebenfalls mit einen ortsfesten Kontakt 450 des Schalters 452 in Verbindung steht. Ein ertsfester Kontakt 454 dieses Schalters ist über eine Leitung 456 mit dem beweglichen Kontakt 436 des Schalters 438 verbunden. Ein von Hand bedienbarer Kontakt 460 des Schalters 452 führt wegen einer Kupplung 462 eine gemeinsame Bewegung mit dem beweglichen ao Kontakt 426 des Schalters 428 aus. Der bewegliche Kontakt 460 ist über einen Draht 464 an einen Kondensator 466 angeschlossen, zu dem ein Widerstand 468 parallel liegt; beide Teile sind mit dem einen

von Hajid eingeschaltet werden, wenn der Schalter 452 an den Kontakten 450 und 460 geschlossen und der gleichzeitig betätigbare Schalter 428 geöffnet wird. Hierdurch wird die Quelle 448 unmittelbar am RC-K reis 466 und 468 angeschlossen und der Druckmotor in Gang gesetzt.

Nach der Eichung wird das Druckgerät zurückgestellt, wenn also die erste Probe durchkommt. Zu diesem Zweck wird der Schalter 452 in seine mittlere Lage gebracht, wobei der gleichzeitig betätigte Schalter 428 geöffnet wird. Der Schaltknopf 418 wird dann abwärts gedrückt. Im ersten Abschnitt seiner Bewegung öffnet er die gleichzeitig betätigbaren Schalter 402 und 412, wodurch die Kupplungsmagnetspule 408 abgeschaltet und die Kupplung 354 geöffnet wird. Bei einer weiteren Bewegung des Knopfes wird die Rückstellscheibe 362 betäMgt, wodurch die Führungsscheiben346 bis 350 in ihre dargestellte Ausgangslage zurückgestellt werden.

Um den Augenblick des Ausdrücker» anzuzeigen, wird ein Ausschlag 372 auf dem Registrierstreifen 306 hergestellt. Hierzu ist ein normalerweise offener Relaisschalter 368 in Reihe mit einem Widerstand 370 zwischen'dem unteren Ende des Kolorimeterschkif-

ÄC-Kreis 480 bis 482, einen Gleichrichter 484, einen Widerstand 486, einen normalerweise offenen Schulter 488 und eine Stromquelle 490 angeschlossen ist. Der Schalter 488 ist im Zähler 288 untergebracht und wird jedesmal geschlossen, wenn der Drackmotor 330 in Gang gesetzt wird. Hierdurch wird dem ÄC-Kreis

durch das abgeglichene System 36 vorübergehend außer Gleichgewicht gebracht und ein Ausschlag 372 aufgezeichnet wird.

Um das Instrument zu eichen, wird zuerst ein Medium mit einer bekannten, geringen und dann mit einer bekannten hohen Konzentration durch das Analysiergerät befördert, um auf dem Registrierstreifen die entsprechende Aufzeichnung zu erhalten. Die

Ende einer Magnetspule 470 eines Relais verbunden, as drahtes 12 und einem Draht 371 angeschlossen, der deren andere Klemme geerdet ist. Wenn die Magnet- von der Schleifdrahtanzapfung 14 zum Wandler 38 spule erregt wird, schließt sie Kontakte 472 und 474, führt. Das eine Ende einer Relaisspule 366 ist geerdet, die an einem üblichen Druckmotor 330 angeschlossen während das andere über eine Leitung 364 an einen sind.

Die Druckschaltung zur Anzeige der Spitze arbeitet in der folgenden Weise:

Wenn der Schalter 328 bei einer Umkehrbewegung des Stiftes geschlossen wird, beginnt sich der Stift nach unten zu bewegen, wobei die Mikroschalter 338/4, 340/i und TAlA je über die geschlossenen 35 ein Impuls zugeführt, der vorübergehend die Magnet-Schalter 402 und 328 mit einer Klemme einer Strom- spule 366 erregt und den Schalter 368 schließt, woquelle verbunden sind. Je nach der Stellung des Wählerschalterarms 336 ist der zugehörige Mikroschalter mit der Leitung 432 verbunden, wenn er vom zugehörigen Nachlaufelement 406 geschlossen ist, das in eine 40 Vertiefung 360 der Führungsscheibe hineingefallen ist. Wenn ein Mikroschalter geschlossen wird, wird die Magnetspule 434 des Relais erregt, sobald deren eine Klemme über den geschlossenen Mikroschalter

und die geschlossenen Schalter 402 und 328 mit einer 45 unbekannten Proben können sich dann der Reihe Stromquelle verbunden sind. Vom Relais 434 werden nach anschließen.

nun die Kontakte 436 und 444 geschlossen, wodurch Unmittelbar nachdem die zweite Eichspitze, also

die Stromquelle 448 an den Kontakt 454 des Schal- der hohe Konzentrationswert auf dem Registrierters 452 gelegt wird. FaDs dieser Schalter in die Stel- streifen erscheint, wird das Relais 242 durch Schlie-Iung zum selbsttätigen Ausdrucken gebracht wird, in 50 ßen des Schalters 246 erregt. Der Stift des Registrierder die Kontakte 454 und 460 geschlossen sind, wird gerätes^spritch nun auf die Einstellung des Potentioein Spannungsimpuls dem ÄC-Kreis466, 468 zugeführt, der das Relais 470 etwa eine halbe Sekunde lang erregt, damit die Kontakte 472 und 474 solange

geschlossen bleiben, bis der Druckmotor 33· erregt 55 erreicht ist Die Anzapfung I88 wird dann in die wird und der Meßwert der Spitze 316 im Fenster 292 Lage gebracht, in der die Zahlen im Fenster 292 des und die Prüfzahl 293 vom üblichen Druckmechanis- Zählers dem niedrigen Konzentrationswert unmittelmus ausgedruckt sind. Wenn der Schalter 452 in die- bar entsprechen.

ser automatischen Stellung geschlossen ist, ist auch Der Stift des Registriegerätes wird nun an der Ander Schalter 428 an den Kontakten 426 und 43· ge- 60 zapfung 232 des Potentiometers auf d<sn Eichweri schlossen, da beide Schalter eine gemeinsame Bewe- der hohen Konzentration eingestellt Der Rheostat 74 gung ausführen. Wenn der Schalter 428 geschlossen wird hierzu so lange verstellt, bis die Zahlen des ist, wird der Motor 358 erregt, da er über die Lei- Zählers den hohen Konzentrationswert angeben. Der hingen 424 and 43· an seiner Stromquelle ange- Schalter 25· wird nun geöffnet, damit der Registrier· schlossen ist. Vom Motor werden die Führungsschei- 65 stift ³^ ¹^s Kolorimeter anspricht. Diese Eichung mil ben 346 bis 35· in Gang gesetzt, damit die gewünschte einem niedrigen und einem hohen Wert erfolgt also, Zahl Prüfungen zustande kommt Zur Nachprüfung bevor die erste unbekannte Mjßwertspitze für die des Spitzenwertes kann die Druckanordnung auch Probe angezeigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen"

meters 212 an und folgt nicht dem Kolorimeter. Der Stift wird an der Anzapfung 232 auf den Wert gebracht, der beim Eichen der niedrigen Konzentration

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kolorimetrischen Analyse einer Substanz in einer durch sie aufhellbaren Farblösung durch vergleichende lichtelektrische Messung der Intensität eines die Probelösung durchsetzenden Lichtbündels und der Intensität eines eine Standardlösung durchsetzenden Lichtbündels mit einer automatisch abgleichbaren Brückenschaltung, die das aus dem Vergleich der ™ beiden Fotoströme resultierende Intensitätsverhältnis als Extinktionswert registrierbar macht und mit einer zweiten Brückenschaltung, die mit der ersten Brückenschaltung derart verbunden ist, daß sie in Abhängigkeit von dem automatischen Abgleich der ersten Brückenschaltung verstellbar ist, wobei eine automatische Abgleichvorrichtung für di^a. zweite Brückenschaltung vorgesehen und mit einem numerischen Zähler verbunden ist, dessen Zählwert die Konzentration ao der Substanz in der Probelösung in Abhängigkeit vom Abgleich der zweiten Brückenschaltung anzeigt, nach Patent 1271428, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (60) unabhängig vom optischen und Detektorteil as (16) des !Colorimeters auf verschiedene, durch Eichmessungen einmal festgelegte Extinktionskurven einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schleifdra^tpotentiometer (70) der zweiten Brückenscbaltung zur Kompensation von Nichtlinearitäten bei dt. Analyse von Proben Widerstände (196, 198, 200) parallelgeschaltct sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der minimalen Konzentration einer gesuchten Substanz in den Probelösungen einem Teil des Schleifdrahtpotentiometers (70) der zweiten Brükkenschaltung ein an eine Spannungsquelle (184) 4» angeschlossenes, im Vergleich zum Schleifdrahtpotentiometer niederohmiges Potentiometer (186, 188) parallelgeschaltet ist.