DE19534955C2 - Chemischer Analysator mit nicht eintauchendem Rührwerk - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen chemischen Analysator, der mit einem Rührwerk ausgerüstet ist, um eine Probe und eine Reagenzlösung in einem Reaktions­ gefäß auf nicht eintauchende Weise zu mischen.

Die US 4,451,433 beschreibt ein Beispiel der konventionellen chemi­ schen Analysatoren. Der in der US-Patentschrift beschriebene chemische Analysator hat einen kalorimetrischen Analysenabschnitt zum Analysieren und Messen des Eiweißgehaltes von Blut oder der Komponenten von Urin und einen Ionenanalysenabschnitt zum Analysieren des Ionengehalts des Blutes. Der Analysator hat eine Verarbeitungsfähigkeit von mehr als mehreren hundert Untersuchungen pro Stunde. Insbesondere ist ein größerer Analysa­ tor so bemessen, daß er mehr als 9000 Untersuchungen pro Stunde durch­ führen kann. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit insbesondere des kalori­ metrischen Analyseabschnitts zu erhöhen, ist eine größere Zahl von Reak­ tionsgefäßen in einer Reihe auf einem Drehtisch angeordnet, der auf der oberen Oberfläche des chemischen Analysators vorgesehen ist, so daß die Proben aufeinanderfolgend gemischt, zur Reaktion gebracht und in über­ lappenden Verarbeitungsschritten gemessen werden. Der Analysator enthält vor allem automatische Proben- und Reagenzzuführungsmechanismen zum automatischen Zuführen von Proben und Reagenzien in aufeinanderfolgende Reaktionsgefäße, ein automatisches Rührwerk zum Mischen von Proben und Reagenzien in den Reaktionsgefäßen, ein Meßgerät zum Messen der physika­ lischen Charakteristiken oder Eigenschaften der Proben während oder nach den Reaktionen mit den Reagenzien, einen automatischen Waschmechanismus zum Ansaugen und Ablassen der so gemessenen Proben aus den Reaktions­ gefäßen und dann zum Waschen der Gefäße; und ein Steuergerät zum Steuern der jeweiligen Betriebsstufen. Das automatische Rührwerk zum Mischen von Proben und Reagenzien hat ein Rührstabteil, das so bemessen ist, daß es unter den Flüssigkeitspegel in jedes Reaktionsgefäß abgesenkt werden kann, um eine Wirbelströmung in dem Reaktionsgefäß herbeizufüh­ ren, einen Motor zum Rotieren des Rührstabteils, ein Waschgefaß, in dem das Rührstabteil gewaschen wird, und einen Antriebsmechanismus zum Bewegen des Rührstabteils hin und her zwischen dem Waschgefäß und dem Reaktionsgefaß.

Auf dem Gebiet der chemischen und medizinischen Analyse besteht großer Bedarf für eine große Verminderung oder Minimierung der Mengen von Proben und Reagenzien, die zu untersuchen sind. Insbesondere wird, wenn die Analyseobjekte zunehmen, die Menge jeder Probe, die für jedes der Analyseobjekte verwendet wird, vermindert. Zusätzlich hat man nunmehr die Analyse unter Verwendung sehr kleiner Mengen von Probe und Reagens, die konventionell bisher als Hochniveauanalyse betrachtet wurden, wie z. B. eine NDA-Analyse, bei der die Probe sehr selten ist und nicht in großen Mengen bereitgestellt werden kann, im Routinebetrieb durchgeführt. Da die benötigten Niveaus der Analysen erhöht werden, werden für die Analysen üblicherweise teure Reagenzien benutzt. Aus dem Gesichtspunkt der Be­ triebskosten für Analysen besteht ein großer Bedarf für die Verminderung oder Minimierung der Mengen von Reagenzien, die für solche Analysen verwendet werden. In den Gebieten der Herstellung von Medikamenten und in der Biotechnologie ist darüber hinaus wichtig geworden, sehr kleine Mengen von Reagenzien zu mischen oder eine Probe unter Verwendung sehr kleiner Materialmengen bereitzustellen.

Im Stand der Technik wurde ein Rührteil wie ein Stab oder eine Schraube verwendet, um die Flüssigkeiten in Reaktionsgefäßen zu mischen. Nach dem Mischen der Flüssigkeiten haftet die Mischung an dem Rührteil und wird zu dem Test des darauffolgenden Materials weitergetragen, was eine Verunreinigung verursacht und die darauffolgende Untersuchung ungünstig beeinflußt.

In letzter Zeit trachten Spitäler, die normalerweise chemische Analysatoren verwenden, dazu, mit verschiedenen anderen Maschinen und Geräten ausge­ rüstet zu werden. Es besteht daher ein Bedarf für die Verringerung der Größen der chemischen Analysatoren.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen chemischen Analysator anzugeben, der so konstruiert ist, daß das Übertragen von Flüssigkeiten verhindert wird, das in Analysatoren des Standes der Technik bei der Mischung von Flüssigkeiten auftritt, und der bei geringer Baugröße ein rasches Rühren ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen chemischen Analysator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem chemischen Analysator ist eine Vorrichtung zur Erzeu­ gung von Schallwellen außerhalb des Reaktionsgefäßes angeordnet, um auf das Reaktionsgefaß gerichtete Schallwellen zu erzeugen. Die so erzeugten Schallwellen wirken in dem Reaktionsgefaß im Sinne eines Rührens von Probe und Reagens in dem Reaktionsgefäß, was die Notwendigkeit für einen Rührstab oder eine Rührschraube eliminiert, die in chemischen Analysatoren des Standes der Technik verwendet wurden, um mechanisch eine Probe und ein Reagens in einem Reaktionsgefäß zu rühren.

Außerdem war im Stand der Technik die Baugröße des chemischen Analysa­ tors vor allem durch die Durchmesser des Drehtisches zum Tragen einer Mehrzahl von Reaktionsgefäßen, des Probendrehtisches zum Tragen einer Mehrzahl von Probenbehältern, und des Reagenzdrehtisches zum Tragen einer Mehrzahl von Reagenzbehältern bestimmt. Die Durchmesser dieser Drehtische sind bestimmt auf der Grundlage der Größen der jeweiligen Reaktionsgefäße und der Proben- und Reagenzbehälter. Da es schwierig ist, die Zahl der Reaktionsgefäße zu reduzieren, die in der Zeiteinheit bearbeitet werden, ist es erforderlich, daß die Größen der Reaktionsgefäße und der Proben- und Reagenzbehälter reduziert werden. Die Größen der Reaktions­ gefäße und der Proben- und Reagenzbehälter sind bestimmt auf der Grundla­ ge der Mengen von Probe und Reagens, die in jedem Reaktionsgefäß, jedem Probenbehälter und jedem Reagenzbehälter enthalten sind, und es ist nicht mehr möglich, die Größen solcher Gefäße und Behälter zu reduzieren.

Die Mengen von Probe und Reagens, die in solchen Gefäßen und Behältern enthalten sind, sind nicht die Mengen, die im wesentlichen für die Analyse benötigt werden, sondern die Mengen sind bestimmt für den Zweck der mechanischen Rührbewegung, die durch einen Rührstab oder eine Rühr­ schraube ausgeführt wird. Da nämlich eine mechanische Rührbewegung nicht gut durchgeführt werden kann, wenn kleinere Mengen von Proben und Reagenzien in das Reaktionsgefäß eingefüllt werden, sind die Mengen von Probe und Reagens, die in das Reaktionsgefäß eingefüllt werden, unnötiger­ weise größer als für die chemische Analyse und die Messung.

Wird jedoch das Rühren durch Schallwellen vorgenommen, sind verminderte Mengen von Proben und Reagenzien ausreichend für eine Rührbewegung, die in einem Reaktionsgefäß durchgeführt wird. Die Mengen von Probe und Reagens, die in ein Reaktionsgefäß einzufüllen sind, können daher nur für die chemische Analyse und die Messung bemessen sein, mit dem Ergebnis, daß die Größen der Reaktionsgefäße und der Proben- und Reagenzbehälter reduziert werden können, so daß die Drehtische für die Gefäße und Behälter mit vermindertem Durchmesser ausgebildet sein können. Dementsprechend erzielt die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß die Größe des gesamten chemischen Analysators vermindert werden kann.

Die Verwendung von Ultraschallwellen ist u. a. in den folgenden Veröffentli­ chungen aus dem Stand der Technik beschrieben.

Nach der US 4,528, 159 wird Ultraschall zur Auflösung von tablettierten Reagenzien in einem Reaktionsgefaß verwendet. Die US 4,872,353 schlägt Ultraschall zum Aufbrechen zusammengebackener Teilchen vor, verwendet jedoch ein mechanisches Rührwerk.

Die EP 0 423 925 A1 beschreibt eine Kombination eines magnetischen Rührwerks mit einem Ultraschallsender. Die DE 43 05 660 A1 verwendet Ultraschall nicht zum Rühren, sondern zur Auflösung größerer Bläschen.

Die DE-GM 17 85 229 zeigt einen Behälter zur Aufbewahrung von Emulsionen, bei dem durch schräg angesetzte piezoelektrische Schwinger die Emulgierung aufrechterhalten wird.

Diese und andere Vorschläge beziehen sich auf die Erzeugung von Vibratio­ nen, nicht aber auf das Erzeugen einer zirkulierenden Strömung im Reak­ tionsgefaß und können daher auch keine befriedigende Rührwirkung ausüben, schon gar nicht in kleinen Reaktionsmittelmengen bei Reaktionsgefäßen kleiner Baugröße. Es ist nämlich folgendes zu beachten:

Der Versuch zur Verwendung einer akustischen Strömung in einem Rühr­ werk eines chemischen Analysators trifft unweigerlich auf das Problem, daß die Oberseite jedes Reaktionsgefäßes geöffnet werden muß, um sicherzustel­ len, daß eine Probe und ein Reagens in das Gefäß eingeführt werden können, um dort miteinander gemischt zu werden. Es ist festgestellt worden, daß die in dem Reaktionsgefäß gemischten Materialien durch die obere Öffnung des Gefäßes ausgeworfen werden, wenn die Ul­ traschallwelle unüberlegt oder in unkontrollierter Weise zur Einwirkung auf das Reaktionsgefäß gebracht wird.

Um dieses Problem zu lösen, hat der chemische Analysator gemäß Patent­ anspruch 1 oder 2 ein piezoelektrisches Element, das in geeigneter Weise relativ zum Reaktionsgefäß angeordnet ist, so daß die in dem Reaktionsgefäß zu mischenden Materialien nicht einheitlich der gleichen Größe einer Ultraschallwelle ausgesetzt werden können. In anderen Worten, das piezoelektrische Element ist im Verhältnis zum Reaktionsgefäß derart angeordnet, daß in den im Reaktionsgefäß zu mischenden Materialien eine Strömung verursacht wird, um zu verhüten, daß die Materialien in dem Gefäß gemeinsam nach oben bewegt und durch die obere Öffnung ausgewor­ fen werden.

Nähere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht des chemischen Analysators;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des chemischen Analysators nach Fig. 1, die ein nicht eintauchendes Rührwerk zeigt, das in dem Analysator angeordnet ist;

Fig. 3 und 4 sind ähnlich Fig. 2, zeigen jedoch andere nicht eintauchende Rührwerke.

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 enthält ein chemischer Analysator eine Mehrzahl von Reaktionsgefäßen 301, die auf einem die Gefäße tragenden Drehtisch 302 entlang des äußeren Umfangs hiervon angeordnet sind. Der Drehtisch 302 ist durch einen ersten Tischantriebsabschnitt 303 drehbar, so daß die Reaktionsgefäße 301 um die Achse des Drehtisches 302 rotiert werden. Ein automatischer Probenzuführungsmechanismus 304 zum Zuführen von Proben in die Reaktionsgefäße 301 und ein automatischer Reagens-Zu­ führungsmechanismus 308 zum Zuführen verschiedener Arten von Rea­ genzlösungen in die Reaktionsgefäße 301 sind nahe dem äußeren Umfang des Drehtisches 302 vorgesehen. Damit der automatische Probenzuführungs­ mechanismus 304 sukzessiv mit Proben versehen werden kann, ist eine Mehrzahl von Probenbechern oder -behältern 305 auf einem die Proben tragenden Drehtisch 306 angeordnet, der mit einem zweiten Tischantriebs­ abschnitt 307 für die Rotation verbunden ist, so daß die Probenbehälter 305 um die Achse des Drehtisches 306 rotieren. Damit der Reagenzzuführungs­ mechanismus 308 verschiedene Arten von Reagenzlösungen in die Reaktions­ gefäße 301 einführen kann, ist eine Mehrzahl von Reagenzflaschen 309 auf einem Reagenzflaschendrehtisch 310 angeordnet, der zum Zweck der Rota­ tion mit einem dritten Antriebsabschnitt 311 verbunden ist.

In einer Stellung, in der der automatische Reagenzzuführungsmechanismus 308 eine Reagenzlösung in das Reaktionsgefäß 301 auf dem Reaktions­ drehtisch 302 einführen kann, sind ein nicht eintauchendes Rührwerk 312 und ein Antrieb 313 hierfür so angeordnet, daß die Reaktionslösung, die so in das Reaktionsgefäß 301 eingeführt wurde, und eine darin befindliche Probe gemischt werden. Ein Meßabschnitt 314 ist nahe dem äußeren Umfang des gefäßtragenden Drehtisches 302 angeordnet, jedoch entfernt von dem Rührwerk 312, um die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeiten zu messen, die durch die Reaktionen in den Reaktionsgefäßen erzeugt werden. An einer anderen Stellung entlang dem äußeren Umfang des gefäßtragenden Drehtisches 302 ist ein Waschmechanismus 315 angeordnet, um die Reaktionsflüssigkeiten aus den Reaktionsgefäßen 301 zu saugen und dann Waschflüssigkeit in die Gefäße einzuführen, um das Innere der Gefäße zu waschen und zu reinigen. Nahe dem Waschmechanismus 315 ist ein zweites nicht eintauchendes Rührwerk 316 und ein Antrieb bzw. Treiber 317 hierfür vorgesehen, um Konvektion in den Reaktionsgefäßen 301 zu bewir­ ken, um darin Bewegung zu verursachen zum Zweck der Erhöhung der Wirkungsweise des Waschens und Reinigens der Gefäße.

Die Antriebsabschnitte 303, 307 und 311 der Drehtische, der automatische Probenzuführungsmechanismus 304, der automatische Reagenzlösungszufüh­ rungsmechanismus 308, die Treiber 313 und 317 für die zwei nicht ein­ tauchenden Rührwerke 312 und 316, und der Waschmechanismus 315 sind alle durch Steuersignalleitungen elektrisch mit einem Steuerabschnitt 318 verbunden. Der Meßabschnitt 314 ist durch eine weitere Steuersignalleitung ebenfalls mit dem Steuerabschnitt 318 verbunden. Der gefäßtragende Dreh­ tisch 302 wird schrittweise rotiert, so daß die darauf gehaltenen Reaktions­ gefäße 301 schrittweise um die Achse des Drehtisches 302 bewegt werden.

Jedes der nicht eintauchenden Rührwerke 312 und 316 ist in der Form eines piezoelektrischen Elements 103 ausgebildet, das mit Hilfe eines Positionsein­ stellers 106 am Boden eines Wasserbehälters 401 befestigt und elektrisch mit dem Treiber 313 oder 317 verbunden ist. Das piezoelektrische Element 103 ist so angeordnet, daß immer dann, wenn die Reaktionsgefäße 301 angehal­ ten werden, eines der Reaktionsgefäße 301 über dem piezoelektrischen Element 103 positioniert ist. Der Positionseinsteller 106 ist vorgesehen um sicherzustellen, daß beim Anhalten der Gefäße 301 auf diese Weise, ein Reaktionsgefäß in vertikaler Ausrichtung mit dem piezoelektrischen Element 103 positioniert ist. Der Positionseinsteller 106 kann jedoch weggelassen werden, wenn der gefäßtragende Drehtisch 302 so aufgebaut ist, daß er präzise ein Reaktionsgefäß 301 in Ausrichtung mit dem piezoelektrischen Element 103 positioniert.

Im Betrieb wird das piezoelektrische Element 103 von dem Treiber 313 oder 317 aktiviert und dadurch mit einer vorbestimmten Frequenz in einer Richtung vibriert, die durch den Pfeil 105 in Fig. 2 angedeutet ist. Diese Vibration pflanzt sich als Schallwelle, bezeichnet durch 403, durch das Wasser 402 im Behälter 401 fort, bis die Schallwelle 403 den Boden des Reaktionsgefäßes 301 erreicht. Hierauf tritt die Schallwelle 403 durch die Bodenfläche des Reaktionsgefäßes 301 und erreicht die Probe 101 und die darin enthaltene Reaktionslösung 102. Die Schallwelle 403 pflanzt sich in der Reaktionslösung in vertikaler Richtung im Reaktionsgefäß 301 fort, so daß eine Aufwärtsströmung verursacht wird, die als gerade akustische Strömung bezeichnet wird und durch die Pfeile 203 veranschaulicht ist.

Der Grund, warum eine Aufwärtsströmung verursacht wird, dürfte darin liegen, daß bei der Fortpflanzung der Schallwelle in einer Flüssigkeit, wie der Lösung, in der Richtung der Vibration die Viskosität und die Volu­ menviskosität der Flüssigkeit eine Absorption der Schallwelle verursachen, die ihrerseits eine Differenz oder eine Änderung in der Energie der Schall­ welle in Richtung ihrer Fortpflanzung verursacht, um dadurch einen Druck­ gradienten in der Flüssigkeit zu erzeugen, wie es in der Veröffentlichung "Physical Acoustics", Seiten 265 bis 330 diskutiert wird.

Die Erzeugung einer geraden akustischen Strömung 203 verursacht eine vertikale Konvektion in dem Reaktionsgefäß 301, so daß die Probe 101 erst an die Oberfläche der Reagenzlösung 102 gehoben und dann entlang der inneren Umfangsoberfläche des Gefäßes 301 abgesenkt wird, wodurch die Probe 101 und die Reagenzlösung 102 in dem Gefäß 301 gerührt und gemischt werden. Es ist festzustellen, daß diese Rühr- und Mischoperation ohne irgendein festes Rührteil verursacht wird, das in das Reaktionsgefäß 301 einzusetzen wäre. Die Geschwindigkeit der akustischen Geradströmung 203 steigt mit dem Ansteigen des Schallabsorptionskoeffizienten in der Reagenzlösung, mit der Vibrationsfrequenz und mit der Amplitude der Vibration. Es ist durch experimentelle Tests festgestellt worden, daß die Bedingung für ein merkliches Auftreten einer akustischen Geradströmung in dem Reaktionsgefäß 301 eine Vibration des piezoelektrischen Elements 103 mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 1×10^-4 m/s erfordert. Es ist unnötig, daß das Reaktionsgefäß 301 im Kontakt mit dem piezoelektrischen Element 103 angeordnet ist.

Zum Zweck der Erleichterung eines wirksamen Mischens und Rührens wird in einer kurzen Zeitperiode eine Zirkulationsströmung 108 in dem Reaktionsgefäß 301 verursacht. Um so eine Zirkulationsströmung durch eine akustische Geradströmung herbeizu­ führen, kann man in einer Ebene senkrecht zur Fortpflanzung der Schall­ welle eine Variation in der Größenverteilung der Energie der Schallwelle herbeiführen, um sicherzustellen, daß die Größen der Geradströmungen, die in der Richtung der Fortpflanzung einer Ultraschallwelle verursacht werden, in der Ebene nicht einheitlich sind. Eine Differenz in der Geschwindigkeit zwischen den Geradströmungen erzeugt eine Zirkulationsströmung. Als Maßnahme zum Herbeiführen einer Variation in der Verteilung der Energie­ größe ist der Positionseinsteller 106 gemäß Fig. 2 so aufgebaut, daß das piezoelektrische Element 103 an einer Position außerhalb des Zentrums des Bodens des Wasserbehälters 401 angeordnet ist, um sicherzustellen, daß die Zone, durch die sich die Ultraschallwelle im Reaktionsgefäß 301 fortpflanzt, von der Längsachse des Reaktionsgefäßes abgesetzt ist, wodurch die Größe der Energie in einer Zone angrenzend an eine Seite der inneren Umfangs­ oberfläche des Gefäßes 301 am größten ist, wie sich durch eine akustische Geradströmung 203 zeigt, die angrenzend an die Umfangswand des Gefäßes 301 ausgebildet wird, um eine abwärtsgerichtete Strömung entlang der gegenüberliegenden Seite der inneren Umfangswandoberfläche des Gefäßes 301 herbeizuführen. Ein Dichtglied 107 ist zwischen dem so gegeneinander versetzten piezoelektrischen Element 103 und dem Boden des Wasserbehälters 401 vorgesehen.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Abstand der vorderen oder inneren Endfläche des piezoelektrischen Elements 103 von dem Reak­ tionsgefäß 301 durch einen Abstandseinsteller 110 eingestellt, derart, daß die Energie der Ultraschallwelle 403 auf die Bodenfläche des Reaktionsgefäßes 301 konvergiert, um sicherzustellen, daß die Größe der Energie in einem kleinen Gebiet oder Punkt in einer Ebene am höchsten ist, der innerhalb des Reaktionsgefäßes liegt, und senkrecht auf die Richtung der Fortpflanzung der Ultraschallwelle 403 ist. Diese Anordnung ist auch wirksam zum Herbei­ führen einer Zirkulationsströmung 108, die von der zentralen Zone der Bodenfläche des Reaktionsgefäßes 301 gegen die Oberfläche der Reaktions­ lösung 102 aufsteigt und dann von dort gegen den Boden des Reaktions­ gefäßes 301 zurückkehrt.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rührwerks. Das Rührwerk ist ähnlich zu dem Rührwerk nach Fig. 3, es besitzt jedoch eine akustische Linse 601, die in dem Fortpflanzungsweg der von dem piezoelektrischen Element ausgesandten Ultraschallwelle liegt. Die akustische Linse 601 wirkt so, daß sie die Ultraschallwelle in dem Wasser 402 konstanter Temperatur sammelt, so daß die so gesammelte Ultraschallwelle als Schallwelle 404 durch den Boden des Reaktionsgefäßes tritt und an einem Punkt angrenzend an die Probe 101 und die Reagenzlösung in dem Reaktionsgefäß konzentriert wird. In einem Punkt angrenzend an die Probe 101 wird daher ein vertikal aufwärtsgerichte­ tes starkes Schallfeld erzeugt, um eine akustische Geradströmung 203 zu erzeugen, die stark genug ist, um die Probe 101 anzuheben. Das modifi­ zierte Rührwerk nach Fig. 4 kann daher effektiv auf Fälle angewendet werden, wo eine Probe großer spezifischer Dichte und hoher Viskosität rasch gerührt werden soll.

Der chemische Analysator, der mit einem der oben beschriebenen Rührwerke versehen ist, wird durch die Steuereinrichtung 318 gesteuert und arbeitet wie folgt:
Zuerst wird der die Proben tragende Drehtisch 306 rotiert, um eine Proben­ schale oder einen Probenbehälter 305 mit einer darin befindlichen Probe an eine vorbestimmte Position zu bringen. Der automatische Probenzuführ­ mechanismus 304 saugt dann die Probe aus dem Probenbehälter 305, fördert die so angesaugte Probe und läßt dann eine vorbestimmte Menge der so geförderten Probe in ein Reaktionsgefäß 301 auf dem die Gefäße haltenden Drehtisch 302 ab. Der erste Tischantriebsabschnitt 303 wird dann betätigt, um den Drehtisch 302 zu rotieren und dadurch das Reaktionsgefäß 301 an eine vorbestimmte Position zu bewegen, bei der der automatische Reagenzzu­ führungsmechanismus 308 so ausgelegt ist, eine Menge einer Reagenzlösung in das Reaktionsgefäß 301 zuzuführen. Der automatische Reagenzzufüh­ rungsmechanismus 308 saugt aus einer Reagenzflasche 309 eine Reagenzlö­ sung, die für den beabsichtigten Analysefall geeignet ist, und läßt dann eine vorbestimmte Menge der so angesaugten Reagenzflüssigkeit in das Reaktions­ gefäß 301 ab. Das Rührwerk 312 wird zugleich mit dem Ablassen der Reagenzlösung in das Reaktionsgefäß 301 betätigt, um Probe und Reagenzlö­ sung in dem Gefäß 301 zu rühren und miteinander zu mischen.

Nachdem die Mischoperation beendet ist, wird der die Gefäße tragende Drehtisch 302 rotiert, um das Reaktionsgefäß 301 an eine Meßstation zu bewegen, die durch den Meßabschnitt 314 gebildet wird. Der Meßabschnitt 314 mißt die physikalischen Eigenschaften der in dem Reaktionsgefäß 301, das an den Meßabschnitt gebracht wird, enthaltenen Probe. Danach wird das Reaktionsgefäß 301 an einen Waschabschnitt bewegt, der durch den Waschmechanismus 315 gebildet wird, und wird dort gewaschen und gerei­ nigt. Insbesondere saugt der Waschmechanismus 315 aus dem Reaktions­ gefäß 301 die Probe, die mit dem Reagens reagiert hat, und läßt dann eine Menge von Waschflüssigkeit in das Reaktionsgefäß 301 ab. Zur gleichen Zeit wird das zweite Rührwerk 316 betätigt, um eine Konvektion über die gesamte Menge der Waschflüssigkeit herbeizuführen, die in das Reaktions­ gefäß 301 eingebracht wurde, um dadurch das vollständige Waschen und Reinigen des Inneren des Reaktionsgefäßes zu erleichtern.

Die jeweiligen Verfahrensschritte, wie oben beschrieben, werden für aufein­ anderfolgende und verschiedene Proben wiederholt.

Der beschriebene chemische Analysator kann betrieben werden, um Proben und Reagenzlösungen in einer nicht eintauchenden Weise zu mischen und daher das Problem des Standes der Technik zu eliminieren, daß Flüssigkeit durch einen Rührstab entnommen oder weitergetragen wird. Ein anderer Vorteil des Analysators ist es, daß eine Messung für wesentlich reduzierte Mengen von Proben und Reagenzlösungen durchgeführt werden kann. Da darüber hinaus Reaktionsgefäße reduzierter Größen für das Mischen von Proben und Reagenzlösungen verwendet werden können, kann der die Proben tragende Drehtisch 302 von verminderter Größe sein, kann jedoch ebensoviele Reaktionsgefäße aufnehmen, als von einem Proben tragenden Drehtisch eines konventionellen chemischen Analysa­ tors aufgenommen werden können, mit dem sich daraus ergebenden Vorteil, daß die Baugröße des chemischen Analysators vermindert werden kann, während die Kapazität unverändert bleibt. Das bedeutet, daß der Analysator bei gleicher Baugröße in der Lage ist, eine erhöhte Zahl von Reaktionsgefäßen zu halten und zu tragen und da­ durch eine merklich erhöhte Kapazität der Verarbeitung von Proben zu schaffen. Außerdem kann in dem chemischen Analysator das Mischen einer Probe und einer Reagenzlösung in einem Reaktionsgefäß an einer Position ausgeführt werden, wo die Reagenzlösung in das Reaktionsgefäß zugeführt wird. Mit anderen Worten, das Zuführen einer Reagenzlösung in ein Reaktionsgefäß und das Mischen einer Reagenzlösung mit der Probe in dem Gefäß kann in ein und derselben Position durchgeführt werden. Dadurch kann der chemische Analysator die Zeit eliminieren, die früher für Mischen und Rühren benötigt wurde. Außerdem ist das zweite Rührwerk, das am Wasch- und Reinigungsabschnitt angeordnet ist, von der nichteintauchenden Type und ermöglicht eine verbes­ serte Gefäßreinigungsoperation.

Claims (5)

1. Chemischer Analysator mit einem Reaktionsgefäß (301), einer Vorrich­ tung (304) zum Zuführen einer Probe (101) in das Reaktionsgefäß durch eine obere Öffnung hiervon, einer Vorrichtung (308) zum Zufüh­ ren eines Reaktionsmittels (102) in das Reaktionsgefäß durch die obere Öffnung hiervon, einer Vorrichtung (314) zum Messen einer physikali­ schen Eigenschaft der Probe während oder nach der Reaktion der Probe mit dem Reaktionsmittel, und einer Vorrichtung (103) zur Erzeugung von Schallwellen für das Aufbringen von Schallwellen auf das Reak­ tionsgefäß (301), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung von Schallwellen in einem Abstand zur Außenseite des Reaktionsgefäßes (301) an einer Position außerhalb dessen Zentrums angeordnet ist und eine auf das Reaktionsgefäß (301) gerich­ tete Schallwelle (105) in einer Richtung erzeugt, die von der Mitte des Bodens des Reaktionsgefäßes (301) versetzt ist, derart, daß eine zirkulierende Strömung zum Rühren der Flüssigkeit im Reaktionsgefäß verursacht wird.

2. Chemischer Analysator mit einem Reaktionsgefäß (301), einer Vorrich­ tung (304) zum Zuführen einer Probe (101) in das Reaktionsgefäß durch eine obere Öffnung hiervon, einer Vorrichtung (308) zum Zufüh­ ren eines Reaktionsmittels (102) in das Reaktionsgefäß durch die obere Öffnung hiervon, einer Vorrichtung (314) zum Messen einer physikali­ schen Eigenschaft der Probe während oder nach der Reaktion der Probe mit dem Reaktionsmittel, und einer Vorrichtung (103) zur Erzeugung von Schallwellen für das Aufbringen von Schallwellen auf das Reak­ tionsgefäß (301), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung von Schallwellen in einem Abstand zur Außenseite des Reaktionsgefäßes (301) angeordnet ist und eine auf das Reaktionsgefäß (301) gerichtete konvergierende Schallwelle (105) derart er­ zeugt, daß die Energie der Schallwelle an einem Punkt konzentriert wird, der an den Mittelpunkt des Bodens des Reaktionsgefäßes (301) angrenzt, so daß eine zirkulierende Strömung zum Rühren der Flüssigkeit im Reaktionsgefäß (301) verursacht wird.

3. Chemischer Analysator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die von der Vorrichtung zur Erzeugung von Schallwellen erzeugte Schall­ welle eine akustische Geradströmung ist.

4. Chemischer Analysator nach Anspruch 3, wobei die Schallwelle eine Frequenz mit einer Geschwindigkeit von nicht weniger als 1×10^-4 m/s hat.

5. Chemischer Analysator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Vorrichtung zur Erzeugung von Schallwellen eine akustische Linse (601) enthält, die das Konzentrieren der Schallwelle bewirkt.