DE1773227C3

DE1773227C3 - Photometric device, in particular for determining the absorption capacity of a blood sample

Info

Publication number: DE1773227C3
Application number: DE1773227A
Authority: DE
Inventors: Wallace Henry Miami Springs Coulter; Ervin Lucian Dorman; Walter Robert Hialeah Hogg; Gerhard Adolph Miami Liedholz
Original assignee: Coulter Electronics Ltd
Current assignee: Coulter Electronics Ltd
Priority date: 1967-04-17
Filing date: 1968-04-17
Publication date: 1978-04-06
Also published as: NL6805385A; SE384581B; JPS5125758B1; GB1230831A; CH516796A; SE7512742L; DE1773227B2; DE1773227A1; FR1572377A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein photometrisches Gerät, insbesondere zur Bestimmung des Absorptionsvermögens einer Blutprobe, mit einem photoelektrischen Meßwertgeber zur Erzeugung eines Meßsignals und eines Referenzsignals unterschiedlicher Größe, einem Meßwertspeicher in Form eines Kondensators für das größere Signal, einem mit dem Meßwertspeicher verbindbaren Entladekreis, einer Steuerschaltung zur Herstellung der Verbindung zwischen MeßwertspeicherThe invention relates to a photometric device, in particular for determining the absorption capacity a blood sample, with a photoelectric transducer for generating a measurement signal and a reference signal of different sizes, a measured value memory in the form of a capacitor for the larger signal, a discharge circuit that can be connected to the measured value memory, a control circuit for Establishing the connection between the measured value memory

-r, und Entladekreis zu einem bestimmten Zeitpunkt und einer Meßwertvergleichseinrichtung zur Bestimmung der bis zur Entladung des Meßwertspeichers auf den Pegel des kleineren Signals vergehenden Zeitspanne.-r, and discharge circle at a specific time and a measured value comparison device for determining the up to the discharge of the measured value memory on the Level of the smaller signal elapsed time.

Aus der FR-PS 11 90 483 ist bereits ein photometri-From FR-PS 11 90 483 a photometric

-,o sches Meßgerät bekannt. Nachteilig ist bei diesem bekannten Gerät, daß sowohl der Meßwert für den Vergleichskörper als auch für den Probenkörper gespeichert wird. Zur Speicherung dienen zwei Speicherkondensatoren. Die getrennte Ansteuerung-, o cal measuring device known. This is a disadvantage known device that both the measured value for the reference body and for the test body is saved. Two storage capacitors are used for storage. The separate control

-,j dieser Speicher und die Notwendigkeit, zwei Speicher verwenden zu müssen, bedingen einen unnötig hohen baulichen Aufwand. Das Meßergebnis aus den beiden zu vergleichenden Meßwerten wird durch den Potentialvergleich an beiden Speicherkondensatoren gebildet.-, j this memory and the need for two memories to have to use, require an unnecessarily high structural effort. The measurement result from the two too comparative measured values is formed by comparing the potential on both storage capacitors.

mi Die beiden Speicherpotentiale werden auf einen Differenzverstärker gegeben. Solange eine Potentialdifferenz vorhanden ist, wird von diesem Verstärker ein Stellmotor für den Schleifer eines Potentiometers angetrieben. Diese Speicherkondensatoren müssen mitmi The two storage potentials are fed to a differential amplifier. As long as there is a potential difference, this amplifier will be a Servomotor for the wiper of a potentiometer driven. These storage capacitors must be with

h-, Entladewiderständen verbunden sein. Wenn auch die Zeitkonstante des hierdurch gebildeten /?C-Kreises jeweils sehr hoch gewählt wird, so wird trotzdem eine Entladung der Speicherkondensatoren stattfinden, zu-h, discharge resistors be connected. Even if the If the time constant of the /? C-circle thus formed is selected to be very high, a Discharge of the storage capacitors take place,

mindest dann, wenn verhältnismäßig lange Zeit notwendig ist, den Schleifer des Potentiometers in die Abgleichposition zu bewegen. Es wird somit notwendig sein, von dem Vergleichskörper bzw. dem Probenkörper nicht nur eine Messung vorzunehmen, sondern mehrmals hintereinander solche Messungen durchzuführen, damit stets neue Meßwerte in die Speicherkondensatoren eingegeben werden. Diese Meßergebnisbildung bedingt bei diesem bekannten Meßverfahren einen unnötig großen Zeitaufwand. Insbesondere wenn Reihenuntersuchungen von Probenkörpern durchgeführt werden sollen, sind aber möglichst kurze Meßzeiten für jeden einzelnen Probenkörper erwünscht. at least if a relatively long time is necessary, the wiper of the potentiometer in the Move the adjustment position. It will therefore be necessary from the comparison body or the test body not only to carry out one measurement, but to carry out such measurements several times in a row, so that new measured values are always entered in the storage capacitors. This measurement result formation requires an unnecessarily large amount of time in this known measuring method. Especially if Serial examinations of test specimens should be carried out, but are as short as possible Measurement times are desirable for each individual specimen.

Aus Kortüm, Kolorimetrie, Photometric und Spektrometrie, Springer-Verlag, 1962, ist es bekannt, bei sogenannten Einstrahlphotometern für den Vergleichskörper und für die Probe jeweils nur einen Meßwert zu erzeugen und den größeren Meßwert zu speichern. Hierzu wird eine Einstellung des Meßinstrumentes auf 100% bei der Messung des Vergleichskörpers vorgenommen. Dieses bekannte Verfahren läßt sich aber auf das eingangs beschriebene Meßverfahren nicht anwenden. From Kortüm, colorimetry, photometric and spectrometry, Springer-Verlag, 1962, it is known that in so-called single-beam photometers for the reference body and for the sample only one measured value in each case generate and store the larger measured value. For this purpose, an adjustment of the measuring instrument is made 100% when measuring the reference block. However, this known method cannot be applied to the measuring method described at the beginning.

Aus dem Prospekt Nr. 85 112 der Fa. Baird-Atomic, Ina, Cambridge Mass., V. St. A_n ist weiter ein »Direct Reading Spectrometer« genanntes Emissionsspektrometer zur Analyse von Legierungen bekannt. Die untersuchte Probe wird mit Hilfe des bekannten Gerätes zur Emission eines charakteristischen Spektrums angeregt. Die mittels eines Gitters räumlich separierten und jeweils von einem nachzuweisenden Element stammenden Spektrallinien werden über geeignet angebrachte Austrittsspalte jeweils einem Photovervielfacher zugeführt. An diese Photovervielfacher sind jeweils Meßwertspeicher in Form von Kondensatoren angeschlossen, welche entsprechend den an den Ausgängen der Photovervielfacher anstehenden Signalen jeweils auf einen für die Intensität der betreffenden Linie und damit die Konzentration des zugehörigen Elements charakteristischen Spannungswert aufgeladen werden. An emission spectrometer for the analysis of alloys is known from prospectus no. 85 112 from Baird-Atomic, Ina, Cambridge Mass., V. St. A _n. The examined sample is excited to emit a characteristic spectrum with the help of the known device. The spectral lines, which are spatially separated by means of a grid and each originate from an element to be detected, are each fed to a photomultiplier via suitably attached exit slits. Measured value memories in the form of capacitors are connected to each of these photomultipliers and are charged to a voltage value characteristic of the intensity of the line concerned and thus the concentration of the associated element in accordance with the signals present at the outputs of the photomultiplier.

Der von der Eisenlinie beaufschlagte Kondensator, der den höchsten Meßwert gespeichert enthält, dient als Referenzwertspeicher und wird zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Beendigung des Speichervorganges so lange entladen, bis sein Spannungswert auf den nächstkleineren Wert eines der übrigen Meßsignale, z. B. des für Nickel charakteristischen Spannungswertes, abgesunken ist. Die Entladedauer wird in diesem Fall als Maß für die gesuchte Ni-Konzentration verwendet und mittels einer durch einen Verstärker getriggerten Uhr angezeigt.The capacitor charged by the iron line, which contains the highest measured value stored, serves as Reference value memory and will be like this at a certain point in time after the end of the saving process discharged for a long time until its voltage value has reached the next lower value of one of the other measuring signals, z. B. the voltage value characteristic of nickel has dropped. In this case, the discharge time is called Measure used for the sought Ni concentration and by means of a clock triggered by an amplifier displayed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Meßgerät dahingehend zu verbessern, daß das Meßergebnis rascher und einfacher erhalten werden kann. Außerdem soll dieses Gerät billiger herstellbar sein.The invention is based on the object of providing the measuring device described at the beginning improve that the measurement result can be obtained more quickly and easily. Also, this device is supposed to be cheaper to manufacture.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen, The invention solves this problem by the measures specified in the characterizing part of claim 1,

Das erfindungsgemäße Meßgerät bietet den Vorteil, daß die Messung verhältnismäßig rasch ausführbar ist, wobei das Meßergebnis aus einer Zeitmessung für die Entladung des Speichers vom gespeicherten größeren Meßwert zum kleineren Meßwert gewonnen wird.The measuring device according to the invention offers the advantage that the measurement can be carried out relatively quickly, wherein the measurement result from a time measurement for the discharge of the memory from the stored larger Measured value is obtained for the smaller measured value.

Ein solches Gerät kann verhältnismäßig billig aufgebaut werden, da nur tm einziger Speicher sowohl für den Probenmeßwert als auch für den Vergleichsmeßwert notwendig ist. Auch die Verarbeitung durch Vergleich dieser Meßwerte kann ohnt baulichen Aufwand erfolgen, Such a device can be built relatively cheaply because only tm single memory is both the measured sample than necessary for the Vergleichsmeßwert. Processing by comparing these measured values can also be carried out without any structural effort.

Das Gerät nach der Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise bei der Bestimmung des Hämoglobingehalts einer Blutprobe verwendbar, jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Bekanntlich ist Hämoglobin ein eisenhaltiges Proteinpigment, das inThe device of the invention is particularly advantageous in determining hemoglobin content a blood sample usable, but not limited to this application. It is well known Hemoglobin, an iron-containing protein pigment that is found in

in den roten Blutkörperchen des Menschen und bei vielen anderen Formen tierischen Lebens gefunden wird. Die relative Menge des Hämoglobins in einer Blutprobe ist einer der wichtigsten Parameter, welche für die Diagnose und die Behandlung verschiedener Krankhei-in human red blood cells and in many other forms of animal life is found. The relative amount of hemoglobin in a blood sample is one of the most important parameters for the diagnosis and treatment of various diseases

li ten und Bedingungen verwendet wird, beispielsweise Anämie. Bekannte Verfahren zur Bestimmung des Hämoglobingehalts bestehen darin, das Blut zu hämolysieren, um die roten Blutkörperchen aufzubrechen und das Hämoglobin aus dem Inneren derselben freizusetzen, und dann die erhaltene Suspension mit einem geeigneten Reagenz zu behandeln. Er: internationales Komitee für Hämatoiogie hat Standardwerte aufgestellt. Der Standard für die Messung von Hämoglobin unter Benutzung einer besonderen Wellenlänge desli th and conditions is used, for example Anemia. Known methods of determining hemoglobin content are to hemolyze the blood, to break down the red blood cells and release the hemoglobin from inside them, and then treating the suspension obtained with a suitable reagent. He: international The Haematology Committee has established standard values. The standard for measuring hemoglobin using a particular wavelength of the

2Ί Lichtes ist definiert durch die Formel2Ί light is defined by the formula

HGB = 36,77 D = 36.77 log,,, I(X)/T, (I) HGB = 36.77 D = 36.77 log ,,, I (X) / T, (I)

in welcherin which

j<> HGB das Hämoglobin in Gramm je 100 ml istj <> HGB is the hemoglobin in grams per 100 ml

D die optische Dichte oder Extinktion eines D is the optical density or absorbance of a

540-Nanometer-Lichtes in 1,00 cm Länge und
T die prozentuale Lichtdurchlässigkeit ist.
D ist vorstehend als gleich dem Logarithmus zur Basis540 nanometer light in a length of 1.00 cm and
T is the percentage of light transmission.
D is above as being equal to the logarithm of the base

D 10 von 100, dividiert durch die prozentuale Durchlässigkeit des Lichtes, angegeben. Die gewählte Wellenlänge kann durch die Verwendung bestimmter Filter erhalten werden, die Länge des Strahls kann durch einen Faktor in den Resultaten eingestellt werden, und die FunktionD 10 out of 100 divided by the percent transmission of light. The chosen wavelength can be obtained through the use of certain filters the length of the beam can be adjusted by a factor in the results, and the function

■fo ist logarithmisch.■ fo is logarithmic.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich a ,s den Unteransprüchen.Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieien näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing described. In the drawing shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Gerätes gemäß einer Ausführungsform,Fig. 1 is a block diagram of the device according to a Embodiment,

F i g. 2 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform,F i g. FIG. 2 is a simplified electrical circuit diagram of the circuit diagram shown in FIG. 1 embodiment shown,

-,η F i g. 3A und 3B Diagramme zu der Speicherstellung nach Fig.2, betrieben nach zwei geringfügig verschiedenen Modi,-, η F i g. 3A and 3B are memory location diagrams according to Fig.2, operated after two slightly different Modes,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Gerätes gemäß einer zweiten A'.isführungsform,F i g. 4 is a block diagram of a device according to a second embodiment,

-,-, Fig.5 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der Ausführungsform nad, F i g. 4 und,-, -, Fig.5 a simplified electrical circuit diagram of the Embodiment nad, FIG. 4 and,

Fig.6 ein Diagramm, welches die Spannung an verschiedenen SteUen des Gerätes nach Fig. 5 zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zeigt.FIG. 6 is a diagram showing the voltage at various controls of the device according to FIG shows consecutive times.

Mi Es wird zuerst auf F i g. 1 Bezug genommen, in welcher in Blockform ein elektrooptischer Meßwertumwandler 10 dargestellt ist. Dieser Meßwertumwandler kann verschiedene Formen haben und verschiedene Arten von Eingängen verarbeiten, um sein Ziel zuMi It is first on F i g. 1 referred to in which an electro-optical transducer 10 is shown in block form. This transducer can have different shapes and process different types of inputs to get its destination

hl erreichen, nämlich die Lieferung von zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Ausgängen, von denen der eine die Lichtdurchlässigkeit eines Bezugsmediums darstellt, während der andere die Lichtdurchlässigkeit derhl achieve, namely the delivery of two consecutive electrical outputs, one of which represents the transparency of a reference medium, while the other is the light transmission of the

verdünnten Blutprobe darstellt. In einer einfachen Form können eine lichtelektrische Zelle und eine Beleuchtungsquelle auf entgegengesetzten Seiten eines schmalen Kanals fest angeordnet sein, in welchen aufeinanderfolgend eine Bezugszelle R und dann eine Probenzelle S, welche die verdünnte Blutprobe enthält, tritt. Die Bezugszelle kann eine Volumen eines Verdünnungsmittels enthalten, das seinerseits das herkömmliche salinische, konservierend wirkende Hämoglobin-Reagens und ein hämolysierendes Material enthält. Ein Verdünnungsmittel von einer solchen Zusammensetzung würde eine bestimmte optische Dichte haben, durch welche eine relative Menge der durch die Photozelle hindurchtretende Beleuchtung absorbiert wird. Durch die Verwendung eines Volumens des Verdünnungsmittels als Bezugsgröße und durch die Verwendung einer gemeinsamen Verdünnungsmittelquelle sowohl für die Bezugszelle als auch für die wandlers 10 betätigt wird.represents diluted blood sample. In a simple form, a photoelectric cell and an illumination source can be fixedly arranged on opposite sides of a narrow channel in which successively a reference cell R and then a sample cell S containing the diluted blood sample enter. The reference cell may contain a volume of diluent which in turn contains the conventional saline hemoglobin preservative reagent and a hemolyzing material. A diluent of such a composition would have a certain optical density by which a relative amount of the illumination transmitted through the photocell is absorbed. By using a volume of the diluent as a reference and by using a common source of diluent for both the reference cell and the transducer 10 is operated.

Der Ausgang 22 der Steuereinrichtung ist dem Eingang einer Steuerschaltung 26 gemeinsam, so daß sowohl die Empfangsschaltung 16 als auch die Steuerschaltung 26 während der Meßwertumwandlung des Inhalts der Probenzelle S gleichzeitig getriggert werden.The output 22 of the control device is common to the input of a control circuit 26, so that both the receiving circuit 16 and the control circuit 26 are triggered simultaneously during the conversion of the measured values of the content of the sample cell S.

Die Steuerschaltung 26 besitzt einen Ausgang 28, der mit dem Entsperrungseingang E einer bistabilen Vorrichtung 30 gekoppelt ist. Ferner ist die Speicherschaltung 12 mit einem Sperreingang D der bistabilen Vorrichtung 30 über eine Leitung 32 gekoppelt. Auf diese Weise wird die bistabile Vorrichtung in den Durchlaßzustand geschaltet, wenn das Signal von der Probenzelle der Speicherschaltung zugeführt wird, und nach einer Zeitdauer, welche dem Unterschied zwischen der Dichte des Bezugsmediums und derjenigen des Probenmediums proportional ist, in den SperrzustandThe control circuit 26 has an output 28 which is coupled to the unlocking input E of a bistable device 30. Furthermore, the memory circuit 12 is coupled to a blocking input D of the bistable device 30 via a line 32. In this way, the bistable device is switched to the on state when the signal from the sample cell is supplied to the memory circuit and to the off state after a period of time which is proportional to the difference between the density of the reference medium and that of the sample medium

Dichte des Verdünnungsmittels infolge seiner Zusammensetzung, Temperatur usw. keine grundsätzlichen Abweichungen in der vergleichenden Farbüberwachung erzeugen.Density of the diluent due to its composition, temperature, etc. is not fundamental Generate deviations in the comparative color monitoring.

Bei einer einfachen Form des Meßwertumwandlers 10 kann entweder ein eine Verdünnung simulierendes Bezugsfilter. Luft, klares Wasser oder ein anderes Bezugsmedium bzw. eine andere Bezugssubstanz an Stelle des Fluidvolumens des Verdünnungsmittels verwendet werden. Eine komplizierte Form des Meßwertumwandlers arbeitet nach dem Prinzip einer Durchflußzelle und ermöglicht eine selbsttätig ablaufende Behandlung bzw. Verarbeitung aufeinanderfolgender Blutproben. In der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung wird das das Bezugsmedium darstellende Signal als von höherer Spannung als diejenige der Proben beschrieben, und zuerst der Speicherschaltung zugeführt. Dies ist der Fall, wenn das Bezugsmedium eine höhere Lichtdurchlässigkeit als das Probenmedium hat. Die Erfindung ist jedoch auch arbeitsfähig, wenn die relativen optischen Dichtegrade umgekehrt sind und zuerst der Meßwert der Probe umgewandelt wird.In a simple form of the transducer 10, either a dilution simulating Reference filter. Air, clear water or another reference medium or another reference substance Location of the fluid volume of the diluent can be used. A complicated form of the The transducer works on the principle of a flow cell and enables an automatically running Treatment or processing of consecutive blood samples. In the following description of the In the invention, the signal representing the reference medium is considered to be of higher voltage than that of the Samples described, and first fed to the memory circuit. This is the case when the reference medium has a higher light transmission than the sample medium. However, the invention is also operable if the relative optical density degrees are reversed and first the measured value of the sample is converted.

Wie Fig. 1 zeigt, ist eine Speicherschaltung 12 mit dem Meßwertumwandler 10 durch eine Leitung 14 gekoppelt, die den beiden Zellen R und 5gemeinsam ist. Die Speicherschaltung ist so vorgesehen, daß zuerst der Ausgang aus der Bezugszelle R aufgenommen und gespeichert wird. Da die Bezugsmedium-Färbungsdichte verhältnismäßig gering ist, findet nur eine geringfügige Absorption statt, so daß ein Signal von einem verhältnismäßig hohen Wert umgewandelt und der Speicherschaltung '2 zugeführt wird.As shown in FIG. 1, a memory circuit 12 is coupled to the transducer 10 by a line 14 which is common to the two cells R and 5. The memory circuit is provided so that the output from the reference cell R is first received and stored. Since the reference medium coloring density is relatively low, there is little absorption, so that a signal of a relatively high value is converted and supplied to the memory circuit '2.

Mit der Speicherschaltung 12 ist eine Empfangsschaltung 16 durch eine Ausgangsleitung 18 gekoppelt. Die Empfangsschaltung ist während der Zufuhr des Signals von der Bezugszelle R zur Speicherschaltung 12 unwirksam, jedoch ist während der Zufuhr des die Probe in der Zelle S darstellenden Signals die Empfangsschaltung entsperrt, so daß sie als Ableitung für das in der Speicherschaltung 12 gespeicherte Bezugssignal wirkt. Diese Steuerung wird durch eine Steuereinrichtung 20 über deren Ausgangsleitung 22 ermöglicht, welche als Steuereingang für die Empfangsschaltung 16 dient Die Steuereinrichtung ist in Wirklichkeit ein selbsttätiges Programmierzentrum, welches die verschiedenen Funktionen in dem vollautomatisierien System regelt. Durch eine Schalt leitung 24 regeit die Steuereinrichtung ferner, weiche der Zellen R oder S durch die Wandlerschaltungsanordnung innerhalb des Meßwert-A receiving circuit 16 is coupled to the memory circuit 12 by an output line 18. The receiving circuit is inactive during the supply of the signal from the reference cell R to the storage circuit 12, but the receiving circuit is unlocked during the supply of the signal representing the sample in the cell S, so that it acts as a derivative for the reference signal stored in the storage circuit 12. This control is made possible by a control device 20 via its output line 22, which serves as a control input for the receiving circuit 16. The control device is actually an automatic programming center which regulates the various functions in the fully automated system. Through a switching line 24, the control device also registers which cells R or S are switched through the converter circuit arrangement within the measured value

Wenn gewünscht, kann der hinsichtlich seiner Dauer gesteuerte Ausgang aus der bistabilen Vorrichtung 30 einer Analogform eines registrierenden Meßgerätes 34 zugeführt werden. Andernfalls oder sogar gemeinschaftlich kann der zeitabhängige Ausgang aus der bistabilen Vorrichtung einem Impulsgenerator 36 eingeblendet und dann als Impulsreihe in einen Drucker 38 oder in eine andere digital orientierte Ausgangsvorrichtung ,Angeleitet werden.If desired, the duration controlled output from the bistable device 30 an analog form of a recording measuring device 34 can be supplied. Otherwise, or even collectively the time-dependent output from the bistable device can be a pulse generator 36 and then as a series of pulses into a printer 38 or other digitally oriented output device , Be instructed.

Die schematische Darstellung der Fig.2 ermöglicht ein noch mehr ins einzelne gehendes Verständnis der Arbeitsweise und de> Zusammenwirkens des Meßwertumwandlers 10, der Speicherschaltung 12, der Empfangsschaltung 16 und der Steuerschaltung 26, welche Glieder durch gestrichelte Rechtecke gekennzeichnet sind. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß diese elektrische Schaltungsanordnung stark vereinfacht ist, jedoch ausreichend sein dürfte, dem Fachmann eine angemessene Anweisung zu geben, nach der eine äquivalente Schaltungsanordnung, die auf den Markt gebracht werden kann, leicht gebaut werden kann.The schematic representation of Fig.2 enables an even more detailed understanding of the working method and de> Interaction of the transducer 10, the memory circuit 12, the receiving circuit 16 and the control circuit 26, which elements are indicated by dashed rectangles are. In this regard, it should be noted that this electrical circuit arrangement is strong is simplified, but should be sufficient to give the person skilled in the art appropriate instruction equivalent circuitry that can be brought to market can be easily built can.

Die primären elektrischen Komponenten innerhalb des Meßwertumwandlers 10 sind eine Photozelle 40 und eine Strom-Spannungsumformer-Hilfsschaltung 42. Es ist nur eine Photozelle erforderlich, wenn die Bezugsund die Probenzelle R bzw. 5 oder deren Äquivalente mechanisch auf die Photozellenanordnung übertragen werden oder sich in fester Anordnung zu einem optischen System befinden, welches über die Steuereinrichtung 20 eine abwechselnde Erregung der Photozelle 40 durch die Zellen R und 5 bewirkt. Natürlich kö.inen zwei Photozellen und die zugeordnete Schaltungsanordnung wechselweise die Ausgangsleitung 14 beliefern, jedoch kann hierdurch ein unnötiger Ausgangsfehler infolge von Signalparameterveränderungen zwischen den beiden Monitoren hereingebracht werden.The primary electrical components within transducer 10 are a photocell 40 and an auxiliary current-to-voltage converter circuit 42. Only one photocell is required if the reference and sample cells R or 5 or their equivalents are mechanically transferred to the photocell array or are fixed Arrangement to an optical system are located, which causes an alternating excitation of the photocell 40 by the cells R and 5 via the control device 20. Of course, two photocells and the associated circuit arrangement can alternately supply the output line 14, but this can introduce an unnecessary output error due to signal parameter changes between the two monitors.

Die Speicherschaltung 12 umfaßt einen Schalttransistor 44, der mit der Leitung 14 verbunden ist, eine Ausgangsleitung 32, eine positive Spannungsquelle + V und ein herkömmliches ÄC-Glied mit einem an Masse liegenden Kondensator 46 und einem Widerstand 48, der den Zugang zur Ausgangsleitung 18 ermöglicht. Das anfängliche Aufladen des Kondensators erfolgt, wenn die Photozelle 40 durch die Beleuchtung erregt wird, welche durch die Bezugszelle hindurchtritt, und einen steuernden Basisstrom an die Leitung 14 legt Dies hat zur Folge, daß der Transistor 44 leitend wird, wodurch + V mit dem Kondensator gekoppelt wird. Da dieThe memory circuit 12 comprises a switching transistor 44 which is connected to the line 14, an output line 32, a positive voltage source + V and a conventional AC element with a grounded capacitor 46 and a resistor 48 which enables access to the output line 18 . The initial charging of the capacitor occurs when the photocell 40 is energized by the illumination passing through the reference cell and applies a controlling base current to line 14. This causes transistor 44 to conduct, causing + V with the capacitor is coupled. Since the

l.ingängc der bistabilen Vorrichtung vordcrflankcnocler hintcrflankcnempfindlich sein können, bedeutet der Umstand, daß der Transistor 44 nun leitend ist, nicht, daß von seinem Ausgang 32 ein Sperrsignal übertragen wird. Der McBwcrtumwandlcr 10 spricht während eines kurzen Zeitraumes auf jede nachfolgende Darstellung der Bezugszelle an. Auf diese Weise wird der Konder>itor auf den relativen Wert aufgeladen, welcher der Durchlässigkeit proportional ist, d. h. der Absorption der Bezugsmedien. Obwohl der Widerstand 48 einen Entladungsweg bildet, wird eine Entladung verhindert, da die Empfangsschaltung 16, die einen Transistor 50 aufweist, zu diesem Zeitpunkt sperrt, da ein triggernder Eingang auf der Leitung 22 von der Steuereinrichtung 20 fehlt.1. Entrance of the bistable device fore-edge knocler may be trailing edge sensitive means the fact that transistor 44 is now conductive does not mean that a blocking signal is transmitted from its output 32 will. The computer converter 10 responds to each subsequent display for a brief period of time of the reference cell. In this way the condenser is charged to the relative value which is proportional to the permeability, d. H. the absorption of the reference media. Although the resistance 48 forms a discharge path, discharge is prevented because the receiving circuit 16 having a Has transistor 50, blocks at this time, since a triggering input on line 22 of the Control device 20 is missing.

An dieser Verbindungsstelle stellt die Steuereinrichtung 20 ihre Programmierung weiter und bewirkt über die Schaltleitung 24 das Ansprechen des Umwandlers 10 _n..t Ann Inkflll An* D^Unn^nllo C Qo HtJC 1-1 <trT>QCllrth j Π ΙΠ At this connection point the control device 20 continues its programming and causes the converter 10 to _{respond via the switching line 24 n} ..t Ann Inkflll An * D ^ Unn ^ nllo C Qo HtJC 1-1 <trT> QCllrth j Π ΙΠ

dieser Zelle der Zellenflüssigkeit eine unterscheidende Färbung verleiht, wird die durch die Photozelle 40 hindurchtretende Beleuchtung in einem Grade absorbiert, welcher dem Hämoglobingehalt proportional ist. Die an die Ausgangsleitung 14 gelegte Spannung ist daher umgekehrt proportional zum Hämoglobingchalt. Wie erwähnt, werden die Ausgänge 22 der Steuereinrichtung in dem gleichen Augenblick entsperrt, an welchem die das Hämoglobin darstellende Spannung über die Leitung 14 angelegt wird. Der Kondensator 46 kann daher über den Widerstand 48 und den Transistor 50 ent) .den werden. Ferner wird die bistabile Vorrichtung 30 gleichzeitig durch die Steuerschaltung 26 betätigt, welche ein geeigne· vorgespannter Transistor 52 ist.which gives this cell a distinctive coloration to the cell fluid, that is provided by the photocell 40 light passing through is absorbed to a degree which is proportional to the hemoglobin content. The voltage applied to the output line 14 is therefore inversely proportional to the hemoglobin switch. As mentioned, the outputs 22 of the control device are unlocked at the same moment, on to which the voltage representing the hemoglobin is applied via line 14. The capacitor 46 can therefore be ent) .den via the resistor 48 and the transistor 50. Furthermore, the bistable device 30 simultaneously actuated by the control circuit 26, which is a suitably biased transistor 52 is.

Es ist zu beachten, daß, obwohl die Leitung 14 eine das Hämoglobin in der Probe darstellende Spannung führt, der Transistor 44 nicht zum zweiten Mal in den Leitungszustand getrieben worden ist. Dies ist durch den Umstand bedingt, daß die auf den Kondensator 46 gebrachte Ladung infolge der Umwandlung der Bezugszelleninhalte größer als die Spannung ist, welche nun auf der Leitung 14 zugeführt wird, so daß der Transistor 44 gesperrt wird. Da sich jedoch der Kondensator weiterhin über den Widerstand 48 entlädt, nimmt der Unterschied in der Emitterspannung zur Basisspannung des Transistors 44 so lange ab, bis die Spannung am Emitter ausreichend niedrig ist, daß die durch das Hämoglobin verursachte Basisspannung den Transistor in den Leitungszustand bringen kann. Die Dauer der Kondensatorentladung ist daher proportional der Basisspannung, die zum Hämoglobingehalt der Blutprobe umgekehrt proportional ist.It should be noted that although lead 14 has a voltage representing the hemoglobin in the sample leads, transistor 44 has not been driven into the conduction state for the second time. This is through the fact that the charge placed on the capacitor 46 as a result of the conversion of the Reference cell contents is greater than the voltage which is now supplied on line 14, so that the Transistor 44 is blocked. However, since the capacitor continues to discharge through resistor 48, the difference in the emitter voltage to the base voltage of the transistor 44 decreases until the The voltage at the emitter is sufficiently low that the base voltage caused by the hemoglobin is the Can bring transistor into the conduction state. The duration of the capacitor discharge is therefore proportional the base voltage, which is inversely proportional to the hemoglobin content of the blood sample.

Wenn der Transistor 44 in den Leitungszustand zurückgebracht wird, verändert er den Pegel des Ausgangs 32 der Speicherschaltung 12, wodurch die bistabile Vorrichtung 30 gesperrt wird. Der Hämoglobingehalt der Probe wurde daher zu einer meßbaren Dauer eines Ausgangsimpulses, typisch in Form einer Rechteckwelle, aus der Vorrichtung 30 umgewandelt. Diese Impulsdauer läßt sich leicht in registrierte Analog- und/oder Digitalausgänge durch herkömmliche Mittel, beispielsweise von der in F i g. 1 dargestellten Art, umwandeln. Obwohl in F i g. 1 und 2 nicht dargestellt, kann das Sperren der bistabilen Vorrichtung 30 oder sogar das zweite Entsperren des Transistors 44 durch geeignete Rückkopplungsleitungendie Steuereinrichtung triggern, um einen erneuten Arbeitszyklus derselben einzuleiten, um die Bezugszelleninhalte und eine weitere Blutprobe wieder aufeinanderfolgend zu überwachen und umzuwandeln. Natürlich wird während des erzeugten Arbeitszyklus der Kondensator in den gleichen Lntladungszusland gebracht, den er anfänglich ) besaß.When transistor 44 is returned to the conduction state, it changes the level of the Output 32 of the memory circuit 12, whereby the bistable device 30 is blocked. The hemoglobin content the sample was therefore given a measurable duration of an output pulse, typically in the form of an Square wave converted from device 30. This pulse duration can easily be registered in Analog and / or digital outputs by conventional means, for example from the one shown in FIG. 1 shown Kind, convert. Although in FIG. 1 and 2 not shown, the locking of the bistable device can 30 or even the second unlocking of transistor 44 through suitable feedback lines to the control device trigger to initiate a new duty cycle of the same to read the reference cell contents and to monitor and convert another blood sample again sequentially. Of course will during of the generated duty cycle, the capacitor is brought into the same discharge state as it was initially ) owned.

In Fig. 3A und 3B sind typische Kondensatorentladungskurven V«( gezeigt. Fig. 3A stellt die bereits beschriebene Arbeitsweise dar, bei welcher der Kondensator anfänglich auf einen Wert Vr (SpannungIn Figs. 3A and 3B typical capacitor discharge curves V «(are shown. Fig. 3A illustrates the operation already described, in which the capacitor is initially set to a value Vr (voltage

in auf Grund der Bezugsquelle) aufgeladen wurde und dann auf einen Wert V_s (auf Grund der Blutprobe angelegte Spannung) entladen wurde. Dieses Quantum der Entladung erforderte eine Dauer von /| —/₀=f, was zu einer ähnlichen Dauer des Ausgangssignals aus derin based on the reference source) and then discharged to a value V _s (voltage applied based on the blood sample). This quantity of discharge required a duration of / | - / ₀ = f, resulting in a similar duration of the output signal from the

ι. bistabilen Vorrichtung 30 führte. Bei Verwendung der gemeinsamen Entladungsformeln ergibt sich, daßι. bistable device 30 led. When using the common discharge formulas it follows that

Bei der Verwendung der Formeln (1) und (2) und unter Berücksichtigung, daß die Absorption de« in Bezugsmediums eine Konstante ist, wären die Gramrr je 100 ml der Probe gleichzusetzen mitWhen using formulas (1) and (2) and taking into account that the absorption de « is a constant in the reference medium, the Gramrr per 100 ml of the sample to be equated with

15,95 /
RC 15.95 /
Rc

In ähnlicher Weise kann, wenn ein digitalisierter Ausgang bei Verwendung eines Impulsgenerators von der in F i g. 1 dargestellten Art benutzt wird, der Hämoglobingehalt wie folgt berechnet werden:Similarly, if a digitized output is used when using a pulse generator from the in F i g. 1 is used, the hemoglobin content can be calculated as follows:

kfplkfpl

in welcher k eine vorberechnete Konstante ist die vor den verwendeten Standardwerten abhängt, fp dit Frequenz des Impulsgenerators ist und t die Ausgangsdauer. Auf diese Weise kann die Impulsfrequenz sein which k is a precalculated constant that depends on the standard values used, fp is the frequency of the pulse generator and t is the output duration. In this way, the pulse frequency can se

-,ο eingestellt werden, daß eine einfache Beziehung zui Hämoglobinkonzentration besteht Beispielsweise kön nen einhundert Impulse Ig Hämoglobin je 100 m Probe darstellen.-, ο set that simple relationship toi There is a hemoglobin concentration. For example, one hundred pulses of Ig hemoglobin per 100 m Represent sample.

F i g. 3B unterscheidet sich von F i g. 3A insofern, ah ein zweistufiges Bezugsprobenverfahren angewendei wird. Anfänglich überwacht der Meßwertumwandler eir völlig klares oder blankes Medium, beispielsweise Lufi oder Wasser. Dies hat zur Folge, daß der Kondensatoi auf den Wert von Vg aufgeladen wird, der höher als deiF i g. 3B differs from FIG. 3A insofar, ah a two-step reference sample procedure is used. Initially, the transducer monitors eir completely clear or bare medium, for example air or water. This has the consequence that the condensate is charged to the value of Vg which is higher than dei

M) Wert Vr ist Sodann wird die Bezugszelle optisel· überwacht und die Empfangsschaltung 16 getriggert Di Vr niedriger als Vb ist, beginnt sich der Kondensator be tb zu entladen, was früher als to ist Die Steuerschaltuni wird jedoch erst getriggert, nachdem die Spannung Vri M) Value Vr is Then the reference cell is optically monitored and the receiving circuit 16 is triggered. If Vr is lower than Vb , the capacitor begins to discharge at tb , which is earlier than to . However, the control circuit is only triggered after the voltage Vri

b5 auf den Wert Vr abgefallen istb5 has dropped to the value Vr

Die einzigen elektrischen Veränderungen, die not wendig sind, um die in F i g. 3B dargestellte Arbeitswei« zu erzielen, besteht darin, daß der vorher gemeinsameThe only electrical changes that are necessary to make the changes shown in FIG. 3B working procedure shown to achieve is that the previously common

Ausgang 22 von der Steuereinrichtung gesondert entzerrt wird und eine dritte Überwachungsposition (blank) für die .Schaltleitung 24 vorgesehen wird. Rs sei angenommen, daß das gestrichelte Rechteck Win F i g. 1 beide mechanischen Teile dieser modifizierten Bezugs-/eile enthält. P'jrner sei angenommen, daß der Meßwertumwandler 10 die notwendige mechanische und optische Ausrüstung umfaßt, um die erforderliche Überwachung und relative Anordnung der Bezugs und Probenmedien zu ermöglichen. Wie erwähnt, kann der Meßwertumwandler 10 zwei Monitoren aufweisen (oder sogar einen dritten für die Lieferung von Vn), so daß die Überwachung nicht aufeinanderfolgend zu sein braucht, obgleich das Anlegen der unterschiedlichen Spannungen an die Leitung 14 aufeinanderfolgend sein soll.Output 22 is equalized separately by the control device and a third monitoring position (blank) for the .Schaltleitung 24 is provided. Rs it is assumed that the dashed rectangle Win F i g. 1 contains both mechanical parts of this modified reference part. It is assumed that the transducer 10 includes the necessary mechanical and optical equipment to permit the necessary monitoring and relative placement of the reference and sample media. As mentioned, the transducer 10 may have two monitors (or even a third one for supplying Vn) so that the monitoring need not be sequential, although the application of the different voltages to the line 14 should be sequential.

In F i g. 4 ist eine zweite Ausfiihrungsform dargestellt. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß der fvießweriumwaiidlei iiöuci gleiche wie üci' vorangehend beschriebene Meßwertumwandler 10 ist. Mit dem Ausgang des Meßwertumwandlers 110 ist ein Rechenbzw. Funktionsverstärker 112 über eine Leitung 114 gekoppelt. Der Rechen- bzw. Funktionsverstärker ist in seinem Aufbau so gestaltet, daß er nach einem Spannungsfolgemodus arbeitet, so daß seine Ausgangsspannung auf der Leitung 116 eng dem Eingang auf der Leitung 114 folgt. Der Rechen- bzw. Funktionsverstärker wird wie alle in Fig.4 gezeigten Blockelemente in Verbindung mit F i g. 5 näher beschriebenIn Fig. 4 shows a second embodiment. For the sake of simplicity, it is assumed that the fvießweriumwaiidlei iiöuci is the same as üci 'above transducer 10 described is. With the output of the transducer 110 is a computing or. Function amplifier 112 coupled via a line 114. The arithmetic or functional amplifier is in designed its structure so that it operates in a voltage follow mode so that its output voltage on line 116 closely follows the input on line 114. The arithmetic or functional amplifier is like all block elements shown in Figure 4 in conjunction with F i g. 5 described in more detail

Ein vorspannbarer Schaltkreis 118 ist an seiner Eingangsseite mit dem Ausgang des Rechen- bzw. Funktionsverstärkers über eine Leitung 116 gekoppelt. Daher befinden sich die Eingänge sowohl des Verstärkers 112 als auch des Schaltkreises 118 in einer Spannungsfolgebeziehung. Die Ausgangsseite des Schaltkreises ist durch eine Leitung 120 mit einer ersten Seite eines gesteuerten Schalters 122 gekoppelt und durch eine Leitung 124 mit einer Empfangsschaltung 126. Eine Speicherschaltung 128 ist mit einer zweiten Seite des gesteuerten Schalters 122 durch eine Leitung 130 verbunden. Die Pfeilköpfe für die Leitungen 120 und 130 stellen den LImstand cW, daß die Speicherschaltung 128 über den Schalter 122 aufgeladen und nachfolgend durch den gleichen Schalter zur Empfangsschaltung 126 entladen werden kann.A biasable circuit 118 is connected on its input side to the output of the arithmetic and logic unit. Functional amplifier coupled via a line 116. Therefore, the inputs of both amplifier 112 and circuit 118 are in one Stress sequence relationship. The output side of the circuit is through a line 120 with a first Side of a controlled switch 122 coupled and through a line 124 to a receiving circuit 126. A memory circuit 128 is connected to a second side of the controlled switch 122 by a line 130 connected. The arrow heads for lines 120 and 130 represent the LImstand cW that the memory circuit 128 is charged via the switch 122 and subsequently through the same switch to the receiving circuit 126 can be discharged.

Ein Ausgangsumsetzer 132 ist durch eine Leitung 134 mit dem Ausgang des Verstärkers 112 gekoppelt. Eine Steuereinrichtung 136 liefert über eine Leitung 138 einen Steuereingang an den Ausgangsumsetzer. Eine Schaltleitung 140 regelt wahlweise, welche der Zellen R oder S durch den Meßwertumwandler 110 betrieben wird. Die Steuereinrichtung regelt ferner den Status des gesteuerten Schalters, wie durch eine Steuerleitung 142 symbolisiert.An output converter 132 is coupled to the output of amplifier 112 by line 134. A control device 136 provides a control input to the output converter via a line 138. A switching line 140 optionally regulates which of the cells R or S is operated by the transducer 110. The control device also regulates the status of the controlled switch, as symbolized by a control line 142.

Die Arbeitsweise des in F i g. 4 dargestellten Gerätes ist in sehr kürzer Zusammenfassung wie folgt: Anfänglich wählt die Steuereinrichtung 136 das umzuwandelnde Bezugsmedium R und schließt den Schalter 122, so daß eine der Lichtdurchlässigkeit des Bezugsmediums proportionale Spannung über den Verstärker 112, die Schaltung 118 und den Schalter 122 der Speicherschaltung 128 zugeführt wird. Die Steuereinrichtung öffnet dann den Schalter 122 und wählt die Probe S zur Meßwertumwandlung. Die Probe hat eine geringere Lichtdurchlässigkeit als das Bezugsmediuni /?, so daß die über den Verstärker 112 u^d den vorspannbaren Schaltkreis 118 zugeführte Spannung niedriger als die in der Speicherschaltung 128 gespeicherte ist. Sodann schließt die Steuereinrichtung den Schalter 122 und ermöglicht eine Entladung von der Speicherschaltung über den gesteuerten Schalter zur Empfangsschaltung 126. Die Entladung bleibt weiterhinThe operation of the in F i g. 4 is in a very brief summary as follows: Initially, the control device 136 selects the reference medium R to be converted and closes the switch 122, so that a voltage proportional to the transparency of the reference medium is applied across the amplifier 112, the circuit 118 and the switch 122 of the memory circuit 128 is fed. The control device then opens the switch 122 and selects the sample S for measurement conversion. The sample has a lower light transmission than the reference medium, so that the voltage supplied to the biasable circuit 118 via the amplifier 112 and the voltage is lower than that stored in the memory circuit 128. The control device then closes the switch 122 and enables a discharge from the storage circuit via the controlled switch to the receiving circuit 126. The discharge continues

ί von Bedeutung, bis die Speicherschaltung sich auf dem gleichen niedrigeren Potential als dasjenige befindet, welches hinsichtlich der Probe .Vumgcwandelt wird.ί important until the memory circuit is at the same lower potential than the one which is converted with respect to the sample.

Während der Entladungsperiode ist der vorspannbare Schaltkreis 118 auf Sperrung vorgespannt. InfolgeDuring the discharge period, the biasable circuit 118 is biased off. As a result

in des Entladungszustandes und über die Leitung Π4 triggert der Verstarker 112 den Ausgangsuniset/.cr 152. Sobald die Ladung auf beiden Seiten des Schaltkreises wieder ausgeglichen ist, wird der triggernde Eingang für den umsetzer weggenommen. Der umsetzer 132 mißtin the discharge state and via the line Π4 the amplifier 112 triggers the output uniset / .cr 152. As soon as the charge on both sides of the circuit is balanced again, the triggering input for taken away the converter. The converter 132 measures

ι -. die Dauer, wahrend welcher er entsperrt war, und diese Messung ist proportional dem Unterschied in de, L.ichtdurchlässigkeit zwischen dem Bezugsmcdium und der Probe, welcher natürlich eine direkt proportionale fvicMiiiig dt·* riiiiViogiiMJiMguMiMic* der Probe lsi, wennι -. the duration during which it was unlocked and this Measurement is proportional to the difference in de, L light transmission between the reference medium and of the sample, which of course is a directly proportional fvicMiiiig dt · * riiiiViogiiMJiMguMiMic * of the sample lsi, if

.'n es sich um Blut handelt..'n it is blood.

Die Einzelheiten des Gerätes werden durch die schematische Darstellung in Fig. 5 in Verbindung mit dem Spannungsdiagramm in F i g. 6 besser erkennbar.
Die primären elektrischen Komponenten innerhalbThe details of the device are illustrated by the schematic representation in FIG. 5 in conjunction with the voltage diagram in FIG. 6 more recognizable.
The primary electrical components within

_), des Meßwertumwandlers 110 sind eine Photozelle 144 und ein Strom-Spannungs-Umsetzer 146. Die Ausgangsleitung 114 enthält einen Isolier- und Stabilisierungswiderstand 148 und einen Knotenpunkt A. Der Knotenpunkt A und weitere Knotenpunkte, die_), of the transducer 110 are a photocell 144 and a current-voltage converter 146. The output line 114 contains an insulating and stabilizing resistor 148 and a node A. The node A and other nodes, the

κι nachstehend näher gekennzeichnet werden, dienen zum Spannungsvergleich verschiedener Punkte in der schematischen Darstellung und stehen mit ähnlich gekennzeichneten Wellenformen in Fig.6 in Beziehung. Es sei beispielsweise angenommen, daß einκι are identified in more detail below, are used for Stress comparison of different points in the schematic representation and are similar indicated waveforms in Fig. 6 in relation. For example, assume that a

(-, positives lOV-Signal durch die Meßwertumwandlung des Bezugsmediums R erzeugt wird und daß die Meßwertumwandlung der Probe 5 ein positives Signal von nur 5 V ergibt. Daher ist bei ti in Fig. 6 bei der Wellenform am Knotenpunkt A eine Spannung von(-, positive Lov signal is generated by the Meßwertumwandlung the reference medium R, and that the Meßwertumwandlung the sample 5 gives a positive signal from only 5 V Therefore, in ti in Figure 6, in the waveform at node A a voltage of..

in + 10 V gezeigt, was darstellt, daß die l.ichtdurchlässigkeit des Bezugsmediums dann durch die Phorozelle 144 gemessen wird.shown in + 10 V, which represents that the oil transmittance of the reference medium is then measured by the phoro cell 144.

Der Knotenpunkt A ist in den positiven ( + ) Eingang des Funktionsverstärkers 112 gekoppelt. Dieser Ver-Node A is coupled to the positive (+) input of functional amplifier 112. The servers-

n stärker ist symbolisch dargestellt statt mit näheren Schaltungseinzelheiten, da zahlreiche Formen von Schaltungsanordnungen verwendet werden können, solange sie in einem Spannungsfolgemodus betrieben werden, so daß die Spannung am Knotenpunkt B in dern is shown more symbolically rather than in more detailed circuit detail, since numerous forms of circuitry can be used so long as they are operated in a voltage follower mode so that the voltage at node B in the

-,» Verstärkerausgangsleitung 116 sehr genau der Spannung am Knotenpunkt A folgt. Spannungsfolge-Funktinnsverstärker entsprechen diesem Kriterium dadurch, daß sie eine nahezu unendliche Eingangsimpedanz (in der Größenordnung von 100 Megohm) bei geringster-, »Amplifier output line 116 follows the voltage at node A very precisely. Voltage follower radio amplifiers meet this criterion in that they have an almost infinite input impedance (on the order of 100 megohms) at the lowest

r, Belastung, eine besonders niedrige Ausgangsimpedanz (in der Größenordnung von 1 Ohm) und einen hohen Verstärkungsfaktor haben. Der dargestellte Verstärker 112 ist ein Abgleichdifferentialverstärker und hat einen negativen Eingang ( —) in Gegenkopplung von einemr, load, a particularly low output impedance (on the order of 1 ohm) and have a high gain. The illustrated amplifier 112 is a balanced differential amplifier and has one negative input (-) in negative feedback from one

b<> Knotenpunkt C. Sogar eine Veränderung von wenigen Millivolt zwischen den beiden Eingängen hat zur Folge, daß der Ausgang stabil von der vollen negativen zur vollen positiven Sättigung schwingt. Bei dieser Form hat der Verstärker eine vernachlässigbare Dämpfung undb <> node C. Even a change of a few millivolts between the two inputs has the consequence that the output swings stably from full negative to full positive saturation. In this form the amplifier has negligible attenuation and

μ Lt gut für seine Aufgabe geeignet, die Aufrechierhaltung der Spannung an den Knotenpunkten A, B und C auf dem gleichen Niveau zu halten. Dies ist bei to bei den Wellenformen A. Bund Cgezeigt.μ Lt is well suited for its task of maintaining the voltage at nodes A, B and C at the same level. This is shown at to in waveforms A. and C.

itit

Obwohl andere und einfachere Formen für die Spannungsfolge-Schaltungsanordnng verwendet werden könnte'!, würde die erforderliche und durch die Erfindung erzielte Präzision darunter leiden. Hs ist sogar möglich, die Knotenpunkte A und B unmittelbar miteinander zu verbinden oder miteinander zu vereinigen, jedoch würden Stabilität und Genauigkeit weniger als wünschenswert sein.Although other and simpler forms of voltage follower circuitry could be used, the precision required and achieved by the invention would suffer. It is even possible to directly connect or unite nodes A and B , but stability and accuracy would be less than desirable.

Der vorspannbarc Schaltkreis 118 besitzt eine Diode, die so gekoppelt ist. daß sie durch die Spannung am Knotenpunkt H in Vorwärtsrichtiing und durch die Spannung am Knotenpunkt Cin Sperrichtung betrieben wird. Die Ruckkopplung vom Knotenpunkt C zum negativen Fingang des Verstärkers 112 besteht über eine Leitung 150. Die Leitung 124 koppelt sowohl den Knotenpunkt C als auch die Leitung 120 mit der Empfangsschaltung 126, die einen an Masse liegenden Widerstand aufweist.The biasable circuit 118 has a diode so coupled. that it is operated in the forward direction by the voltage at the node H and in the reverse direction by the voltage at the node Cin. The feedback from node C to the negative input of amplifier 112 is via a line 150. Line 124 couples both node C and line 120 to the receiving circuit 126, which has a resistor connected to ground.

p;_n ITrJ₀IoJ₁^_nLp; _n ITrJ ₀ IoJ ₁ ^ _n L

„„.„„„„„j,, f befinden"". "" "" "J ,, f are located

sich auf entgegengesetzten Seiten des gesteuerten Schalters 122 „nd sind mit diesem durch die Leitungen 130 und 120 verbunden. Der Knotenpunkt D zeigt die Spannung an der Speicherschaltung 128 an, die einen an Masse liegenden Kondensator aufweist. Wie ersichtlich, bilden die Speicherschaltung und die Empfangsschaltungein herkömmliches flC-Glied.on opposite sides of the controlled switch 122 and are connected to it by lines 130 and 120 . The node D indicates the voltage on the memory circuit 128 , which has a capacitor connected to ground. As can be seen, the memory circuit and the receiving circuit form a conventional FIC element.

Obwohl der Schalter 122 als normalerweise offen dargestellt ist, ist es zum Zeitpunkt in durch die Steuereinrichtng 136 geschlosser· so daß die + 10-V-Sp3nnung an den Knotenpunkten A₁ B und C auch an den Ladestromkreis gelegt wird und deshalb am Knotenpunkt D ebenfalls eine Spannung von +1OV besteht. Für die Zwecke der Beschreibung wurde der typische Spannungsabfall an der vorspannbaren Diode 118 der Einfachheit halber unberücksichtigt gelassen, jedoch ist, wie ersichtlich, zum Zeitpunkt in die Spannung am Knotenpunkt B höher als +10 und beträgt beispielsweise + 10,6 V.Although the switch is shown open as usually 122, it is so that the + 10 V-Sp3nnung-at nodes A ₁ B and C is also applied to the charging circuit at the time in geschlosser by the Steuereinrichtng 136 ·, and therefore at the node D also there is a voltage of + 1OV. For the purposes of the description, the typical voltage drop across the biasable diode 118 has been disregarded for the sake of simplicity, but, as can be seen, at the point in time in the voltage at node B is higher than +10 and is, for example, +10.6 V.

Zunächst wird der Inhalt des Ausgangsumwandlers 132 nicht beschrieben und lediglich erwähnt, daß an seinem Eingang eine Diode 152 normalerweise durch die positive Spannung am Knotenpunkt B in der Sperrichtung betrieben wird, welche Spannung höher als diejenige ist. welche an die Diode durch die positive Spannungsquelle gelegt wird, welche im Ausgangsumwandler symbolisiert ist. Daher ist zum Zeitpunkt r„ während der Meßwertumwandlung des Bezugsmediums R der Ausgangsumwandler gesperrt. Wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt, wird der Ausgangsumwandler 132 nur entsperrt, wenn am Knotenpunkt B ein negatives Potential, d. h. zwischen den Zeitpunkten f_t und ttbesteht.First of all, the contents of the output converter 132 will not be described, only mentioning that at its input a diode 152 is normally operated in the reverse direction by the positive voltage at node B , which voltage is higher than that. which is applied to the diode by the positive voltage source, which is symbolized in the output converter. The output converter is therefore blocked at the point in time r "during the measured value conversion of the reference medium R. As can be seen from the following, the output converter 132 is only unlocked if there is a negative potential at the node B , ie between the times f _t and tt.

Zum Zeitpunkt ii Hefen die Steuereinrichtung 136 ein Signal an die Leitung 142, so daß der Schalter 122 öffnet und die Speicherschaltung 128 von der übrigen Schaltungsanordnung isoliert wird. Wie in F i g. 6 gezeigt, bleiben die Spannungen an jedem der Knotenpunkte konstant. Zum Zeitpunkt t2 wird die Schaltleitung 140 der Steuereinrichtung in die Stellung zur Probe Sgebracht und ferner ein Sperrsignal an den Ausgangswandler über die Leitung 138 gegeben, um Schaltstöße bei einem unerwünschten Triggern des Ausgangsumwandlers zu verhindern.At the time ii yeast the control device 136 sends a signal to the line 142, so that the switch 122 opens and the memory circuit 128 is isolated from the rest of the circuit arrangement. As in Fig. As shown in Fig. 6, the voltages at each of the nodes remain constant. At time t2 , switching line 140 of the control device is brought into the position for sample S and a blocking signal is also given to the output transducer via line 138 in order to prevent switching surges in the event of an undesired triggering of the output transducer.

Da die Probe S eine geringere Lichtmenge hindurchtreten läßt stellt sich eine niedrigere Spannung, beispielsweise von +5V, am Knotenpunkt A und am Knotenpunkt B ein, so daß die Diode des Schaltkreises 118 in Vorwärtsrichtung betrieben wird, wodurch der Knotenpunkt (!'ebenfalls auf + 5 V gebracht wird.Since the sample S allows a smaller amount of light to pass through, a lower voltage, for example + 5V, is set at the node A and the node B , so that the diode of the circuit 118 is operated in the forward direction, whereby the node (! 'Also to + 5 V is brought.

Es wird in Erinnerung gebracht, daß der Schalter 122 zum Zeitpunkt ii geöffnet wurde und zum Zeitpunkt ij offenbleibt. Zum Zeitpunkt /j wird der Schalter 122 wiedei durch die Steuereinrichtung geschlossen, was wesentliche Reaktionen zur Folge Hat. Die Knotenpunkte C und D, an denen verschiedene Spannungen bestehen, werden miteinander gekoppelt. Dem Knotenpunkt C werden weiterhin die +5V von dem Meßwertumwandler 110, dem Verstärker 112 und dem Schaltkreis 118 zugeführt, ausgenommen, wenn der Kreis 118 in Sperrichtung betrieben wird, wie nachfolgend beschrieben wird. Der Knotenpunkt D kann nur in der Speicherschaltung 128 gespeicherte Spannung aufweisen. Zum Zeitpunkt /) entlädt sich daher die Speicherschaltung über die Knotenpunkte D und C in den Widerstand der Empfangsschaltung 126 und zur Masse. Dies hat zur Folge, daß die Spannung am Knoienpünki CSüf + Ί0 V Springt ui'iu uuiii! giuiLN/.uiilg mit der Spannung am Knotenpunkt Dzur Masse abfällt.It is recalled that switch 122 was opened at time ii and remains open at time ij. At time / j, switch 122 is closed again by the control device, which results in significant reactions. The nodes C and D, at which different voltages exist, are coupled to one another. Node C continues to receive the + 5V from transducer 110 , amplifier 112, and circuit 118 , except when circuit 118 is reversed, as will be described below. The node D may only have voltage stored in the memory circuit 128. At the point in time /), the memory circuit therefore discharges via the nodes D and C into the resistance of the receiving circuit 126 and to ground. This has the consequence that the voltage at the Knoienpünki CSüf + Ί0 V jumps ui'iu uuiii! giuiLN / .uiilg drops with the voltage at node D to ground.

Sobald die Spannung am Knotenpunkt Cauf + 10 V springt, wird der vorspannbare Schaltkreis 118 in Sperrichtung betrieben, wodurch eine unmittelbare Verbindung vom Knotenpunkt B zum Knotenpunkt C verhindert wird. Gleichzeitig bringt die Rückkopplungsleitung 150 eine wesentlich verschiedene Spannung als die, welche an die Leitung 114 gelegt ist, zum Verstärker 112. Der Funktionsverstärker wird daher zur Sättigung getrieben, und seine Ausgangsspannung am Knotenpunkt B fällt auf -5 V ab. Das hat zur Folge, daß die Diode 152 im Ausgangsumwandler 132 in Vorwärtsrichtung betrieben, wird, wodurch der Umwandler entsperrt wird.As soon as the voltage at node C jumps to + 10 V, the biasable circuit 118 is operated in the reverse direction, as a result of which a direct connection from node B to node C is prevented. Simultaneously, the feedback line 150 brings a much different voltage than that which is applied to the pipe 1 14, to the amplifier 112. The operational amplifier will therefore be driven to saturation, and its output voltage at the node B drops to -5V. This causes the diode 152 in the output converter 132 to operate in the forward direction, thereby enabling the converter.

Während der Zeit zwischen /) und U sind die Spannungen wie in F i g. 6 gezeigt. Zum Zeitpunkt U ist die Spannung am Knotenpunkt Cauf +5 V abgeklungen, welcher Wert auch dem negativen Eingang des Verstärkers 112 über die Rückkopplungsleitung 150 zugeführt wird, und die gleiche Spannungsmenge wird über die Eingangsleitung 114 dem positiven Eingang des Funktionsverstärkers zugeführt. Hierdurch werden die Eingänge des Funktionsverstärkers abgeglichen, so daß dieser außer Sättigung kommt, seine Ausgang.spannung am Knotenpunkt B auf +5 V zurückspringt und die Diode 152 im Ausgangsumwandler wieder in der Sperrichtung betrieben wird, wodurch der weitere Betrieb des Umwandlers verhindert wird. Auf diese Weise wird eine Messung des genauen Zeitpunktes der Spannungsentladung vom Bezugspegel zum Probenpegel erhalten, der in eine äquivalente Hämoglobinberechnung für die Probe umgewandelt werden kann.During the time between /) and U , the voltages are as in FIG. 6 shown. At time U, the voltage at node C to has subsided +5 V, which value is also the negative input of the amplifier is fed to 112 via the feedback line 150, and the same amount of voltage is supplied to the operational amplifier via the input line 1 14 to the positive input. This balances the inputs of the functional amplifier so that it goes out of saturation, its output voltage at node B jumps back to +5 V and the diode 152 in the output converter is again operated in the reverse direction, which prevents further operation of the converter. In this way a measurement of the precise instant of voltage discharge from the reference level to the sample level is obtained which can be converted into an equivalent hemoglobin calculation for the sample.

Was die Schaltungsanordnung des Ausgangsumwandlers und dessen Wirkungsweise betrifft, so wird, wenn die Diode 152 in Vorwärtsrichtung betrieben wird. Strom von der Basis eines Transistors 154 abgezogen, so daß dieser nicht leitend wird und seine Kollektorspannung ins Positive geht. Die positive Kollektorspannung wird der Basis eines Unijunction-Transistors 156 zugeführt, so daß dieser leitend wird und einen Ausgang an einen Integrator 158 liefert. Der Integrator ist während der Dauer von (u—tj) wirksam und liefert an seinem Ausgang 160 einen Analogwert des Hämoglobingehaltes zur weiteren Verarbeitung durch eine geeignete, nicht gezeigte Einrichtung. Ein Transistor 162 ist an seiner Basis mit der Sperrsignalleitung 138 verbunden, um ein unerwünschtes Einschalten des Unijunction-Transistors während der Zeit k zu verhindern. As for the circuit arrangement of the output converter and its operation, when the diode 152 is operated in the forward direction. Current is drawn from the base of a transistor 154 so that it does not conduct and its collector voltage goes positive. The positive collector voltage is fed to the base of a unijunction transistor 156 so that the latter becomes conductive and provides an output to an integrator 158 . The integrator is active for the duration of (u-tj) and supplies an analog value of the hemoglobin content at its output 160 for further processing by a suitable device, not shown. A transistor 162 is connected at its base to the blocking signal line 138 in order to prevent the unijunction transistor from being switched on in an undesired manner during the time k.

So früh mach dem Zeitpunkt /4, als mechanisch durchführbar ist, kann das Bezugsmediun. R wieder durch die Steuereinrichtung für den Beginn eines weiteren Arbeitszyklus vd?i ta bis u gewählt werden. Es können die gleichen oder verschiedenen ProbenThe reference medium can do this as early as the point in time / 4 as is mechanically feasible. R can be selected again by the control device for the start of a further work cycle vd? I ta to u . It can be the same or different samples

während jedes Zyklus oder auf einer periodischen oder abwechselnden Basis je nach der Programmierung der Steuereinrichtung und den Notwendigkeiten des Benutzers analysiert werden.during each cycle or on a periodic or alternating basis depending on the programming of the Control device and the needs of the user are analyzed.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Photometric device, especially for determining the absorption capacity of a blood sample, with a photoelectric transducer for generating a measurement signal and a reference signal different sizes, a measured value memory in the form of a capacitor for the larger signal, a discharge circuit that can be connected to the measured value memory, a control circuit to establish the connection between the measured value memory and the discharge circuit to a specific one Time and a measured value comparison device to determine the up to the discharge of the Time span that elapses in the measured value memory at the level of the smaller signal, characterized in that that

a) only a single measured value memory (12; 128) is provided,

b) the measurement comparison device has a switching element (44; 1 18 ) which is connected to the measurement transducer (10; 1 10) and the measurement value memory (12; 128) and which changes its switching state as a function of the polarity of the voltage between these connections, and

c) the measured value comparison device contains a bistable circuit (30; 132 ) which is controlled by the control device (20, 26; 136) during the generation of the smaller signal and at the time of the connection of the measured value memory (12; i2J) to the discharge circuit (16; 126 ) in a first switching state and under the effect of a change in the switching state of the switching element (44; 118) i-- a second switching state can be set.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a pulse generator (36) and an associated one Coincidence gate, which is also connected to the bistable circuit (30), with coincidence the inputs of the coincidence gate let the pulse series emitted by the pulse generator through will.

3. Apparatus according to claims 1 or 2, characterized in that the discharge circuit (16) has a having an electronic switch (50) which has an output connected to a reference potential (Fig. 2).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching element consists of a biasable, electronic switch (44) which is connected on the input side to the transducer (10) and a fixed potential source (+ V) and on the output side to the storage capacitor ( 46) and a resistor (48) is connected, while the other end of the resistor is connected to the discharge circuit (16) and another output (32) of the switch (44) is connected to the bistable circuit (30).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the switch is a normally non-conductive Is transistor (44) which is connected so that it is conductive by the one signal and by the subsequently another signal is blocked until the storage capacitor (46) is via the resistor (48) has discharged to a value which is below that of the smaller applied signal.

6. Device according to claim I, characterized in that the switching element consists of a first diode (118) and the change in state depends on the bias state of this diode, that a second diode (152) forms an input stage for the bistable circuit (132) and that the two diodes are polarized opposite to their junction point (B).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the measured value memory (128) and the

κι discharge circuit (124) together form an RC-GWcd .

8. Apparatus according to one of claims 1, 6 or 7, characterized by a voltage amplifier (112) which is arranged between the transducer (110) and the switching element (1 18) .

ι ■ -,

9. Apparatus according to claim 8, characterized by

a feedback path (150) for the voltage amplifier (112) which is connected to the output of the switching element (118) and an input of the voltage amplifier.

_> i)

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the voltage amplifier (112) is an operational amplifier constructed as a symmetrical differential amplifier and the feedback path (150) and the transducer (UO) with two

j-, separate inputs (+ -) of the mentioned Amplifier are connected.

11. Device according to one of claims 1 or 6 to 10, characterized in that the control device (136 ) actuates a controllable switch (122),

«Ι which is arranged between the discharge circuit (126) and the measured value memory (128).