DE2105486A1 - Fotometer - Google Patents

Description

Inslnöörltolmlsto DATEX OY

Vanha Talvltle 11, Helsinki 50, Finnland

3. Februar 1971 Anwaltsakte M-1479

Fotometer

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fotometer.

Die derzeit verwendeten Fotometer haben einen derart komplizierten

Aufbau und groi'3en Platzbedarf, daß sie lediglich zu Laborzwecken ge-

eignet sind. Erfindungsgemäß soll ein einfaches, billiges und j platzsparendes Fotometer geschaffen werden, mit dem sich beispielsweise der Hämoglobingehalt an Ort und Stelle messen läßt. Die be- ! kannten Hämoglobin-Meßgeräte haben den Nachteil, daß der Hämoglo- \ bingehalt nicht unmittelbar abgelesen werden kann, sondern stattdessen aufgrund der Anzeige des Meßgerätes aus einem Nomogramm be-; stimmt werden muß. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß dies in einem überraschenden Umfang zu Ermittlungsfehlern führt. Erfindungsgemäß sollen daher weiterhin die Fehlermöglichkeiten unterbunden und ein Fotometer, insbesondere ein Hämoglobin-Fotometer geschaffen werden, bei dem sich der Hämoglobingehalt ohne Nomogpamme unmittelbar numerisch ablesen läßt.

Die bekannten Hämoglobin-Meßgeräte haben ferner den Nachteil, daß JJntersuchung einer Blutprobe mehrere getrennte, kleine -2-

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Einrichtungen erforderlich sind, was zu einer Verlar \~r,arv*v.i? den Untersuchungsvorganges führt. Erfindungsgemt'io soll daher auch diener Nachteil vermieden und die zum Messen erforder Liehen Verrichtungen vereinfacht werden, so daß der Meßvorrang rationalis'ert wird.

;Das erfindungsgemäle Fotometer beruht auf dem bekannten Prinzip, ι Licht einer vorgegebenen Wellenlänge durch die zu untersuchend3 Probe zu leiten und die Lichtabsorption elektrisch zu messen. Las erfindungsgemäße Fotometer enthält eine Lichtquelle, einen Behälter oder eine Zelle für die Proben, eine lichtempfindliche Einrichtung, eine Me3stufe und einen Detektor und ist dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Einrichtung aus zwei lichtempfindlichen Halbleiterelementen besteht, von denen das eine dem durch die Probe geleiteten Licht und das andere dem unmittelbar von der Licht quelle kommenden Licht ausgesetzt ist, daß die Meßstufe aus einer Meßbrücke besteht, deren beide Zweige mit den lichtempfindlichen Halbleiterelementen versehen sind, und daß die Meßbrücke an einen J

Verstärker angeschlossen ist, der mit seinem Ausgang an zwei Transistorschaltungen anliegt, die in Abhängigkeit von der Richtung, in der die Meßbrücke aus dem Gleichgewicht gelangt, die eine oder andere ihrer zugeordneten Signalleuchten anschalten und bei Rückkehr der Brücke in den Gleichgewichtszustand die Signalleuchten abschalten, wobei zum Auffinden des Gleichgewichtszustandes in einem Zweig der Brücke ein mit einer Anzeigeeinrichtung versehener Regelwiderstand angeordnet ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den

übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die den elektri- -^

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sehen i;chaltkr3is eines erfindun^sgemliß aufgebauten Fotometers in vereinfachter Form zeigt.

Der zentrale Abschritt des Meßgeräts besteht aus einer Brücke, die «ine i3pannunj;:squelle E, und eine in der Zeichnung nicht gezeigte • Schalteinrichtung enthält. Ein Zweig der Brücke ist mit einem lichtempfindlichen Halbleiter-Me^element W, versehen, das Licht von der Lichtquelle VL über die in der Zelle K angeordnete Probe B

erhält. Der andere Zweig der Brücke ist mit einem lichtempfindlichen Halbleiter-Vergleichcelement W_? versehen, das Licht unmittel- ! bar von der Lichtquelle VL erhält. Die Lichtquelle VL wird bei dem geseilten Ausführunfsbeispiel durch einen Oszillator 0 versorgt, da als Lichtquelle eine kapazitive Leuchte in Form einer Lumineszenzplatte r:ew:-'hlt wurde. Es läßt sich jedoch auch eine gewöhnli- ^: ehe Glühlampe verv/enden, wobei auf den Oszillator O verzichtet wer-•_: den kann und stattdessen ein Filter auf herkömmliche V/eise vorgesehen wird.

Zusätzlich zu den lichtempfindlichen Halbleiterelementen W, und ;W_O enthält die Brücke Festwiderstände R₁ und R₀ und ,einen Regel-Widerstand R¹-,· Dieser ist exponentiell aufgebaut und mit einer !numerischen Anaeige versehen. Ein zu diesem Zweck geeigneter Regel-■widerstand ist in anderem Zusammenhang bekannt und enthält einen •,schraubenförmig auf einen Zylinder gewickelten Widerstandsdraht, i ϊwobei der Hebelarm einen Regelbereich von mehreren Umdrehungen hati Das Meßergebnis wird unmittelbar in Form einer numerischen Anzeige; !erhalten, und bei spielsweise ist für den Fall der Hämoglobingehaltsjbestimmung Platz für eine 3-ziffri£"e Anzeige freigelassen.

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,Ein weiterer wichtiger Abschnitt der Fotometerschaltung wird durch

einen Verstärker OV gebildet, durch welchen selbst eine geringe j Gleichgewichtsabwelchung verstärkt an dessen Ausrang erscheint, .

! I

•welcher über einen Strombegrenzungswiderstand R_n an die Transistor+ !schaltungen T, und T_p angeschlossen ist. In Abhängigkeit von der !Richtung, in der die Brückennohaitunf vom Gleichgewichtszustand { abweicht, leuchtet die Signalleuchte L₁ cder L₂ auf. Hierdurch kann die Untersuchungsperscn leicht feststellen, in v/elcher Richtung der Re,'_elwiderstand R^!, gedreht wurden muii, urn den G]eichre- j : wichtszustana der Brücke aufzufinden. Hierdurch x/ird der Me 3vor- _; ' _<wari£i· beträchtlich beschleunigt. V/enn sich die I-ie>:orücke im Gleich-; gewichtszustand befindet, erlöschen beide Leuchten L., und Lp.Dies j läßt sich mit großer Sicherheit; rent,see Ilen, und der Suchvorgang ι

wird unmittelbar in der ordnungsgemäßer. Richtung vorgenommen, da die Suchrichtung davon abhängig ist, v/o Ic he der Leuchten L-. L^ ; aufleuchtet. Die Anzeige der richtifen ouohriehtunr/ Ir-; für den : Fall von grCSer Bedeutung, bei dem der- Re^elv/iderstand R^!, eine : große Anzahl von Umdrehungen hat und or. daher einen ;-ro.;en Zeitverlust bedeutet, wenn er zunächst ergebnislos in der falschen ^!Richtung gedreht werden würde.

Die Stromquellen Ii- und 3-, vers r^;-en n«n Verstärker über Schaltkreide, die das Potentiometer P, die l/irorntände R^ und R„ und die ; Di öden D₁ und Dp enthalten. Diese Scha j'.kreise diener, dazu, zu Be-, ginn des Meßvcrrsnges für eine Null-Ei⁵O xnq des Verstärkers zu sorgen.

Wie aus der obig ei. Beschreibung hervorgeht, hat das erfindungsgernäße Fotometer oir.er. rehr einfachen Aufbau und läßt sich in sehr

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kleinen Abmessungen herstellen, so daß es tatsächlich ein trans- _; portables Fotometer, das selbst Taschengrüße haben kann, darstellt und beispielsweise als Hämoglobin-Meßgerät von Krankenschwestern
getragen werden kann. Hierdurch wird eine Hämoglobinmessun^ nicht ; nur im Labor sondern auch an anderen Stellen ermöglicht. Andererseits hat das erfindungsgemäße Fotometer eine hohe Genauigkeit und; läßt sich somit auch in herkömmlicher Weise als Labor-Meßgerät verj-

wenden. In weiterer vorteilhafter Weise liefert das erfindungsgemäße Fotometer eine unmittelbare numerische Anzeige, die endgül-,
tige Anzeige wird leicht durch die Signalleuchten aufgefunden, die hohe Empfindlichkeit der Meßbrücke wird mit Hilfe des Verstärkers ι ausgenutzt, und insbesondere wird die Messung rasch und zuverlässig durchgeführt und eine Vergleichs-Meßmethode verwendet. j

Zum Zwecke der Beschleunigung und Vereinfachung des Meßvorganges : sind erfindungsgemäß auch die der Probe zugeordneten Bauteile ver-; bessert worden. Zu diesem Zweck ist die Zelle K mit einer Saug-
und Druckeinrichtung, beispielsweise einem einfachen Druck-Gummi- ' behälter, versehen. Dieser und die Zelle K sind feststehend in
dem Meßgerätgehäuse angeordnet, so daß es lediglich erforderlich j ist, die Probe unmittelbar aus dem Probeentnahmerohr in die Zelle K zu saugen.

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Claims (3)

1. Patentanwälte Dr. Ing. H. Negendank

   Dipl. Ing- H. H=ii'ck Dipl. Phy*. W. Sdnnilx SMIndv-·* 'S,. «-»rlBhr.23

   Tel. 3 3-i'-»*o

   Insinööritoimisto DATEX OY

   jVanha Talvitie 11, J). Februar 1 j?'l

   [Helsinki 50, Finnland Anwaltsakte M-K?/

   Patentansprüche

   /T)Fctometer, bei dem Licht einer vorgegebenen Wellenlänge durch die Probe geleitet und die Lichtabsorption elektrisch gemessen wird und das eine Lichtquelle, einen Behälter oder eine Zelle für die Proben, eine lichtempfindliche Einrichtung, eine Me?.-stufe mit einer Brückenschaltung und einen Detektor enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Einrichtung aus zwei lichtempfindlichen Halbleiterelementen (W,, VV_p) besteht, von denen der eine (W₁)dem durch die Probe (B) geleiteter Licht und der andere (W₂) dem unmittelbar von der Lichtquelle (VL) kommenden Licht ausgesetzt ist, daß die MeSstufe aus einer Meßbrücke besteht, deren beide Zweige mit den lichtempfindlichen Halbleiterelementen versehen sind, und daß die Meßbrücke an einen Verstärker (OV) angeschlossen ist, der mit seinem Ausgang an zwei Transistorschaltungen (T,, Tp) anliegt, die in Abhängigkeit von der Richtung, in der die Meßbrücke aus dem Gleichgewicht gelangt, die eine oder andere ihrer zugeordneten Signalleuchten (L₁, Lp) anschalten und bei Rückkehr der Brücke in den Gleichgewichtszustand die Signalleuchten abschalten, wobei zum Auffinden des Gleichgewichtszustandes in einem

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   ■ Zwei™ der Br'to.ce ein mit einer Anzeigeeinrichtung versehener

   ; Re"elv/I derstand (R¹-,) ar<(_:;eordnet ist.

   : I
2. 2. Fotometer nncn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal? die i

   Lichtquelle (VL) aur einer Lumineszenzplatte besteht, die von [ einen! innerhalb des Fotometers angeordneter. Oszillator (0) er-j rej/t v/ird. i

   ;
3. 3. Fotometer nach .".nspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine !

   Innere Probenzelle (K) ₃ die fest mit einer Saug- und Druckein-' richtun; , beispielsweise einem zusammendrückbaren Gummibalg, '

   verbunden i-t. ;

   h. Fotometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da? die Anzeigeeinriohtung eine numerische An- j zeii'-e liefert, wodurch die Kensentration der Probe unmittelbar.

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