DE1673279B2 - Einrichtung zur Größenbestimmung und Zählung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen - Google Patents

Description

Es ist seit langem bekannt, zur Ermittlung von in einer Suspension aufgeschwemmten Teilchen, z. B. von Kohleteilchen oder metallischen Abtriebsteilchen in Motorenöl, diese Suspension ein elektrisches Feld passieren zu lassen. Diese Anordnung weist in einem Rohr aus Isolierstoff zwei Elektroden in Form von zwei Stiften auf, die sich gegenüberliegen und in das Rohr hineinragen. Die Elektroden sind in ihrem Abstand verstellbar angeordnet, und an ihnen liegt eine elektrische Spannung. Durch die Verstellbarkeit der Elektroden kann die Einrichtung auf die Größe der zu ermittelten Teilchen eingestellt werden.

Diese Anordnung ist auch bereits derart modifiziert worden, daß an Stelle eines Stiftes eine plattenförmige Elektrode Anwendung fand, während der zweite Stift in einem Isolierkörper eingebracht wurde, der nur die Spitze des Stiftes unbedeckt läßt, damit nur diese mit der Suspension in Berührung kommt.

Ferner ist eine Anordnung zur Erzeugung von Spannungsimpulsen bekannt, bei der ein kleines, mit einer Durchbrechung versehenes, aus Isolierstoff bestehendes Gefäß in einem größeren Gefäß angeordnet ist Beide Gefäße sind mit einem Elektroiyten gefüllt und nehmen je eine Elektrode auf, die an Gleichspannung gelegt ist 1st der Querschnitt der Durchbrechung in dem kleinen Gefäß mit dem zwischen den Elektroden fließenden Strom richtig abgestimmt, so tritt in der Durchbrechung infolge der dort herrschenden hohen Stromdichte eine solche Erwärmung auf, daß der Elek trolyt verdampft Die in der Öffnung entstehenden Gasblasen unterbrechen den Stromkreis und damit entsteht an einem im Stromkreis geschalteten Transformator bzw. an einer eingeschalteten Induktivität bei jeder Blasenbildung ein Spannungsimpuls. Diese Anordnung

geht auch derart abzuwandeln, daß der Elektrolyt unter dem Einfiuß eines Druckunterschiedes in den Gefäßen durch die Durchbrechung in dem kleinen Gefäß gedruckt wird. Sind in dem Elektrolyten nichtlösliche isolierende Stoffe aufgeschwemmt worden, so entsteht im- wer dann, wenn ein isolierendes Teilchen die Durch brechung passiert, ein Spannungsimpuls.

Eine solche Anordnung ist auch schon zur Ermittlung und Zählung von Teilchen ausgenutzt worden. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die in der Suspen-

a5 sion aufgeschwemmten Teilchen dieser Einrichtung in einer derartigen Verdünnung angeboten werden, daß die Teilchen einzeln die Meßstrecke passieren. Auch bei dieser Anordnung läßt sich, wie bei der Anordnung von zwei sich gegenüberliegenden Elektroden aus der Größe des Spannungsimpulses auf das Volumen des Teilchens schließen. Diese Anordnung hat gegenüber der Anordnung von zwei sich gegenüberstehenden Stiften in einem Rohrsystem den Vorteil, daß die Meßstrecke leichter und genauer herstellbar ist und im Betrieb ohne größere Störungen arbeiten kann. Allerdings muß dafür gesorgt werden, daß die Durchbrechung in dem kleinen Gefäß, welche die Meßstrecke darstellt, weder durch chemische Einflüsse, z. B. durch den Elektrolyten noch durch mechanische Einflüsse, z. B. durch die in einer Suspension aufgeschwemmten und zu zählenden Schleifkörner oder bei der Reinigung eine Veränderung erfährt. Deshalb ersetzte man die in einem Isoliergefäß eingesetzten, mit einer Bohrung versehenen Glasscheiben, die die Meßstrecke bildeten, durch gebohrte Edelsteine, die mit dem Isoliergefäß, das meist aus Glas besteht, verklebt oder verschmolzen werden. Auch ist es bekannt, zur Verwirklichung von Meßstrecken mit definierten Maßen die aus der Feinwerkstechnik bekannten Lagersteine, sogenannte Uhrensteine, als Meßstrecken zu verwenden. Ferner bieten sich für Meßstrecken Diamantziehsteine an, wie sie bei der Drahtherstellung Verwendung finden, die in jüngerer Zeit besonders wirtschaftlich mittels Laserstrahlen gebohrt werden.

Bei der beschriebenen Meßstrecke, wo das elektrische Feld im rechten Winkel zur Strömungsrichtung der Suspension verläuft, ist von Nachteil, daß die Elektroden in den Strömungskanal hineinragen und daß bei Berücksichtigung der Abmessungen einer solchen An-Ordnung für die Zählung von Partikeln in der Größenordnung von einigen μ zu befürchten ist, daß die Meßstrecke verstopft. Natürlich sind die Elektroden dort auch besonders dem Abrieb sowie sonstiger mechanischer Beschädigungen ausgesetzt. Dagegen ist hinsichl-Hch der Meßslrecke, die aus einer kleinen Durchbrechung besteht und die zwei Flüssigkeilsgefäße verbindet und wo das elektrische Feld durch diese Durchbrechung iiindurchgreift, der Nachteil zu verzeichnen, daß

auch die noch nicht bewertete Suspension infolge der Elektrolyse Veränderungen unterliegt, was insbesondere bei der Zählung von biologischen Objekten von Nachteil ist und die Anzahl der repetierenden Messungen bei einer Probe beschränkt Außerdem ist das FlOs- sigkeitsvolumen verhältnismäßig groß, in welchem das Feld derart konzentriert ist, daß bei Vorhandensein von Teilchen Strom bzw. Spannungsimpulse ausgelöst wer den. Dieses Volumen macht bei dieser Anordnung angenähert das Dreifache des effektiven Volumens der Durchbrechung selbst aus. Daraus resultiert, daß die Teilchen dieser Meßstrecke in einer verhältnismäßig großen Verdünnung, bei Blut z. B. im Verhältnis von 1 :50 000 angeboten werden müssen und daß trotzdem der Koinzidenzfehler noch nicht vernachlässigbar klein ist. Diese Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist Zweck der Erfindung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßstrecke zu schaffen, bei der das Feld senkrecht oder nahezu senkrecht zur Strömungsrichtung der Suspension verläuft so und die gegen chemische Einflüsse und Abrieb sowie gegen mechanische Beanspruchung weitestgehend unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dabei können diese Elektroden aus Folie, z. B. aus Edelmetall, bestehen und lose beigefügt werden bzw. auf einen oder auf beiden Isolierkörper aufplattiert sein. Eine besonders zweckmäßige Herstellung der Elektroden besteht darin, dieselben auf die Isolierkörper aufzudampfen. Zur Verbindung der die Elektroden zwischen sich aufnehmenden Isolierkörper bzw. zur Befestigung derselben in den die Suspension aufnehmenden Gefäßen kann man sowohl zu Klebverbindungen greifen als auch die Isolierkörper in Glasgefäße einschmelzen. Die Isolierkörper, in die die Meßstrecke zweckmäßigerweise bereits vorher eingebracht ist, werden zweckmäßigerweise aus einem verschließfesten, chemisch beständigen, nicht leitenden kristallinen Material, z. B. AI2O3 hergestellt. Als ökonmisch besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von handelsüblichen Uhrensteinen erwiesen.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Einrichtung zur Teilchenzählung mit ineinander angeordneten Behältern für die Suspension,

F i g. 2 als Einzelheit von F i g. 1 die Teile einer Meßstrecke vor dem Zusammenfügen,

F i g. 3 einen Teil einer Einrichtung zur Teilchenzählung, bei der die die Suspension enthaltenden Gefäße neben- bzw. übereinander angeordnet sind,

Fig.4 eine Meßstrecke für die Einrichtung nach F i g. 3 vor dem Zusammenbau,

Fig.5 eine Meßstrecke für eine Einrichtung nach F i g. 3 aber bereits zusammengefügt,

Fig.6 eine Meßstrecke für eine Einrichtung, vorzugsweise nach F i g. 1 unter Verwendung von Uhrensteinen,

F i g. 7 die noch nicht verbundenen Teile einer Meßstrecke, vorzugsweise für eine Einrichtung nach F i g. 1 unter Verwendung von lasergebohrten Ziehsteinen.

In der F i g. 1 ist schematisch der Aufbau eines Teilchenzählgerätes gezeigt. Die zu untersuchende Suspension 1 ist in einem Becherglas 2 enthalten. Dieses Becherglas nimmt ein zweites in seinem Durchmesser kleines, ebenfalls mit der Suspension 1 angefülltes Ge* faß 3 auf, welches über einen Rohrstutzen 4 mit einem Vakuumbehälter in Verbindung steht. Das untere Teil des Gefäßes 3 trägt die Meßstrecke. Diese besteht aus zwei Jsolierteilen, nämlich dem Gefäß 3 und einem auf das Gefäß 3 aufgeschobenen konischen Abschlußteil 5. Zwischen diesen beiden Isolierkörpern befinden sich die Elektroden 6 und 7, die auf die Isolierstoffteiie 3 und 5 aufplattiert sind. Der Anschluß für die Elektrode 7 ist durch einen durch den Rohrstutzen 4 in den Behälter 3 ragenden Platindraht 8 realisiert, der auf den Teil der Elektrode 7 aufsitzt, der den Boden des konisch ge formten Abschlußkörpers 5 bedeckt. Dagegen wird der Anschluß für die Elektrode 6 mittels einer Schelle 9 bewirkt, die das Gefäß 3 umfaßt und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, während die auf dem Gefäß 3 aufgebrachte Elektrode 6 isoliert sein kann. Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wird infolge des in dem Gefäß 3 herrschenden Unierdruckes die Suspension 1 aus dem Becherglas 2 durch die Meßstrecke gesaugt, so passieren die in der Suspension 1 aufgeschwemmten Teilchen, die eine andere elektrische Leitfähigkeit als die Trägerflüssigkeit besitzen, ein elektrisches Feld, das zwischen den Elektroden 6 und 7 herrscht. Infolgedessen können an den Anschlüssen der Elektroden, je nachdem, ob die Spannungsquelle für einen konstanten Strom oder eine konstante Spannung ausgelegt ist, Spannungs- bzw. Stromimpulse festgestellt werden. Die Anzahl der Sirom- bzw. Spannungsimpulse ist ein Maß für die Anzahl der Teilchen, die die Meßstrecke passiert haben, während die Größe der Strom- bzw. Spannungsimpulse dem Volumen der die Meßstrecke passierenden Teilchen proportional ist.

F i g. 2 zeigt die Meßstrecke nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab vor dem Zusammenfügen. Der Teil des Gefäßes 3 trägt die aufplattierte Elektrode 6 und der konische Abschlußteil 5 die Elektrode 7. In beiden Isolierteilen ist bereits je eine Bohrung 10 eingebracht, die nach Zusammenfügen der Teile 3 und 5 die Meßstrecke bilden.

In der F i g. 3 ist ein Teil einer Teilchenzähleinrichtung gezeigt, bei der die Gefäße, die die Suspension enthalten, in nicht näher dargestellter Weise übereinander bzw. nebeneinander angeordnet und mittels Bohrungen 10 verbunden sind. Hier ist die Meßstrecke zwischen Rohre 11 und 12 eingebaut, zwischen denen Isolierplatten 13 und 14 mit den eingefügten Elektroden 15 und 16 und der Bohrung 10 liegen.

Die F i g. 4 zeigt die Meßstrecke nach der F i g. 3 vor ihrem Zusammenbau. Dagegen zeigt F i g. 5 eine Meßstrecke, die sich von der Meßstrecke nach der F i g. 3 dadurch unterscheidet, daß die Elektroden 15 und 16 sich gegenseitig überlappen und zwischen denselben das der Verbindung der Isolierplatten 13 und 14 dienende Kunstharz 17 liegt. An Stelle des in der F i g. 5 verwandten Kunstharzes 17 kann auch zur Isolation der Elektroden 15 und 16 eine Isolalionsfolie eingefügt werden. Der Aufbau der Meßstrecke gemäß F i g. 5 eignet sich besonders, wenn die Bohrung 10 erst nach dem Zusammenbau eingebracht werden soll.

Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Meßstrecke unter Verwendung handelsüblicher Uhrensteine. Die Uhrensteine 18 und 19 tragen jeder eine Elektrode 20 und 21, die aufgedampft wurde. Diese Elektroden bedecken auch einen Teil der Wandung, die die Meßstrecke begrenzt. Bei dieser Anordnung stehen die Feldlinien und Strömungsrichtung nicht mehr senkrecht, sondern ähnlich wie in F i g. 5 in einem Winkel kleiner als 90° aufeinander. Die Uhrensteine sind mit einem Isolierkörper 22. der beisrjielsweise mit Hern fiefäß .1 iHpntkrh «pin

kann, mittels Klebstoff 23 verbunden. Die Anwendung von Uhrensteinen hat vor allem ökonomische Vorteile, weil sie in definierten Maßen, insbesondere bezüglich des Durchmessers der Bohrung 10, sehr billig zu erhalten sind. Die Anordnung nach F i g. 6 hat dabei den weiteren Vorteil, daß alle zur Verwendung kommenden Uhrensteine in gleicher Weise bedampft werden können. Natürlich ist auch die Verwendung von Uhrensteinen möglich, die keine Hohlkehle aufweisen.

F ι g. 7 zeigt den Aufbau einer Meßstrecke aus lasergebohrten Ziehsteinen, wie sie bei der Herstellung dünner Drähte Anwendung finden. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 trägt der Ziehstein 24 beide Elektroden 26 und 27, während der Ziehstein 25 nicht bedampft wurde. Diese Herstellungsweise hat den Vorteil, daß nur die Hälfte der zu Meßstrecken zusammenzufügenden Ziehsteinc bedampft werden muß, wobei die Bedampfung zweckmäßigerweise zunächst auf der gesamter Fläche des Ziehsteines erfolgt und nachträglich durch Entfernung eines Teiles des aufgedampften Material; eine leiterfreie Zone geschaffen wird.

Die beschriebenen Ausführungsformen können na

ίο türlich in üblicher Weise miteinander kombiniert wer den, 7.. B. ist die Verwendung einer Anordnung nacl F i g. 6 bei einer Grundanordnung nach F i g. 3 möglich

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. * Patentansprüche:

   • 1. Einrichtung zur Größenbestiromung und Zählung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen, z. B. Blutkörperchen, mit einer von der Suspension

   ^durcbfließbaren Meßöffnung, in deren Wandung Izjyei mit der durchfließenden Suspension in Kontakt stehende, voneinander getrennt an einen elektrischen Schaltkreis angeschlossene Elektroden aus elektrisch leitendem Material angeordnet sind, d a -durch gekennzeichnet, daß die Meßöffnung (10) durch zwei je eine Bohrung aufweisende, aneinandergefügte Isolierkörper (3,5; 13,14,18,19: 24, 25) gebildet ist, zwischen denen die zwei Elektroden als dünne, bis an die Meßöffnung (10) reichende, jedoch nicht in diese hineinragende Schichten (6,7; 15,16; 20,21; 26,27) angeordnet sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (6, 7,- 15, 16; 20, 21; 26, 27) auf einem, je auf einem oder auf beiden Isolierkörpern (3,5; 13,14,18,19; 24,25) fest aufgebracht, z. B. aufgedampft sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (15, 16) aus einer Metallfolie, z. B. aus Edelmetall, bestehen und über die Isolierkörper (13, 14, 17) hinausragen, so daß Anschlüsse entstehen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (13, 14; 18, 19) verklebt sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper mit den zugeordneten Elektroden in die Wand eines Glasgefäßes eingeschmolzen sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (18, 19: 24, 25) aus einem verschließfesten, chemisch beständigen, nicht leitenden kristallinen Materia:, z. B. AbCh bestehen.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierkörper handelsübliche Uhrensteine (18, 19) bzw. Ziehsteine (24, 25) Anwendung finden.