DE2132308A1

DE2132308A1 - Durchflusskuevette

Info

Publication number: DE2132308A1
Application number: DE19712132308
Authority: DE
Inventors: Vladimir Kasparek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-06-29
Publication date: 1972-03-09
Also published as: US3740157A; SE375615B; CH515502A; FR2100249A5; GB1361044A

Description

Fall 1

Vladimir Kasparek, Lausanne (Schweiz)

Durchflussküvette

ι. 12.71/Wz 209811/1526 original inspected

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchflussküvette zur Durchführung diskontinuierlicher photometrischer, fluorometrischer, turbidimetrischer und nephelometrischer Messungen, mit einer Messkammer zur Aufnahme der zu untersuchenden Flüssigkeit.

Die bekannten Durchflussküvetten dieser Art
müssen zwecks Füllung und Entleerung entweder an eine
Pumpe, beispielsweise eine Luftpumpe, angeschlossen oder

mit einem Absperrventil versehen werden. Die Handhabung dieser Küvetten ist daher relativ umständlich und man bevorzugt aus diesem Grunde meist noch die älteren Modelle, welche in Form eines Hohlzylinders oder eines hohlen Prismas ausgebildet sind. Diese Küvetten weisen aber den Nachteil auf, dass sie zum Entleeren und V/ieder-Auffüllen bei jedem Probenwechsel aus dem photometrischen Gerät herausgenommen und anschliessend wieder in dasselbe eingesetzt werden müssen.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Durchflussküvette zu schaffen, welche einfach zu handhaben ist und beim Probenwechsel nicht aus dem photometrischen Gerät herausgenommen werden muss.

Ferner soll die Aufgabe gelöst werden, dass die in der Durchflussküvette befindliche Probeflüssigkeit beim blossen Einfüllen der darauffolgenden Probe automatisch abläuft, ohne dass sich die beiden Proben vermischen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Durchflussküvette, welche ein luftblasenfreies Einfüllen der zu untersuchenden Flüssigkeit gestattet und dennoch gewährleistet, dass aufeinanderfol^ gende Flüssigkeitsproben jeweils durch eine Luftblase getrennt sind.

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Die erfindungsgemässe Durchflussküvette zeichnet sich dadurch aus, dass die Messkammer in ihrem unteren Teil an ein nach oben gerichtetes Einfüllrohr und mit ihrem oberen Teil an ein nach unten gerichtetes Ablaufrohr angeschlossen ist und dass das Einfüllrohr mindestens bis zur Oberkante des Ablaufrohres und das Ablaufrohr höchstens bis zur Unterkante des Einfüll- ™

rohres reicht.

Gemäss einer speziellen Ausführungsform weist das Einfüllrohr an seinem oberen Ende zur Verhinderung der Wirbelbildung einen Einfülltrichter mit elliptischem Einlaufquerschnitt auf.

Der Einfülltrichter kann aber auch mit •Führungsrippen versehen sein, welche von seiner Innenwand radial gegen die Trichterachse vorstehen. Dabei kann jede Führungsrippe einen Wulst aufweisen, der in eine φ

entsprechend geformte, in der Trichterwandung vorgesehene Nut einschiebbar ist.

Im Hinblick auf die Durchführung fluorometrischer und nephelometrischer Messungen ist es zweekmässig, dass das Ablaufrohr unter einem Winkel von etwa 90⁰ aus der gemeinsamen Ebene der Einlaufrohrachse und der Messkammerachse herausragt.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindnngsgegenstandes veranschaulicht.

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Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Durchflussküvette und

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 in leicht vergrösserter Darstellung.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 3 dargestellte Durchflussküvette,

Fig. 5 zeigt eine Variante des Einlauftrichters und

Fig. 6 ist ein Detail aus Fig. 6 in vergrösserter Darstellung.

Die dargestellte Durchflussküvette weist ein in seiner Gesamtheit mit !bezeichnetes Einfüllrohr auf, das in seinem Oberteil mit einem Einlauftrichter 2 versehen ist. Der Trichter 2 hat den in Fag . 2 mit 3 bezeichneten Einlaufquerschnitt, wodurch eine Wirbelbildung in der einlaufenden Flüssigkeit und damit das Ansaugen von Luftblasen wirksam vermieden wird. Eine Luftblasen enthaltende Flüssigkeit würde sich bekanntlich zur Durchführung photometrischer Messungen nicht eignen.

Das Einfüllrohr 1 geht in seinem unteren Abschnitt in einen um l80° umlenkenden Rohrbogen 4 über, der von unten in eine Messkammer 5 mündet. Die Messkammer 5 weist einen etwas grösseren Querschnitt auf, als das

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Einfüllrohr 1 und ist in ihrem oberen Teil mit einem Ablaufrohr 6 verbunden, das ebenfalls einen um l80 umlenkenden Rohrbogen 7 aufweist und somit nach unten gerichtet ist.

Füllt man nun in den Trichter 2 die flüssige, zu untersuchende Probe ein, so durchläuft diese das Einfüllrohr und füllt die Messkammer 5 und das Ablaufrohr 6 (siehe gestrichelte Füllung in Fig. 1). Nach Beendigung der photometrischen, fluorometrischen, turbidimetrischen bzw. nephelometrischen Messung wird die zweite Probe in den Tricher 2 gegeben, welche die vorherige Probe aus der Küvette hinausschiebt. Die Vermischung der beiden Proben wird durch eine Luftblase verhindert, welche sich beim Einfüllen der zweiten Probe zwischen den beiden Flüssigkeitsproben bildet. Auch wäscht der Ueberschuss der neuen Probe den Rest der vorhergehenden Probe, der an den Innenwänden der Küvette hängt, mit hinweg.

Die Füllung der Küvette und die Einstellung des hydrostatischen Gleichgewichts gemäss der Darstellung in Fig. .1 erfolgen nach bekannten Gesetzen der Hydrostatik unter besonderer Berücksichtigung der Oberflächenspannung. Der maximal noch zulässige Radius r des Ablaufrohres errechnet sich dabei aus der Gleichung:

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.α = 2T.r.F

wobei m die Masse eines sich vom Ablaufrohr ablösenden Wassertropfens, g die Erdbeschleunigung und F die Oberflächenspannung darstellen.

Das Einfüllrohr 1 muss mindestens bis zur Oberkante 7a des Ablaufrohres und das Ablaufrohr 4 darf höchstens bis zur Unterkante la des Einfüllrohres 1 reichen. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die Auslauföffnung des Ablaufrohres 6 etwa auf Höhe des Innenradius des unteren Umlenkbogens 4 anzuordnen.

Für bestimmte photometrische Untersuchungen kann es zweckmässig sein, das Ablaufrohr gegenüber der Darstellung nach Fig. 1 um 90° aus der Zeichenebene heraus abzubiegen.

Die beschriebene Küvette wird vorzugsweise aus Glas, z.B. Quarzglas, hergestellt. Es kommen für die Herstellung aber auch andere Werkstoffe in Frage, vorausgesetzt dass sie die vom photometrischen Gerät geforderte Strahlendurchlässigkeit aufweisen und bezüglich der zu untersuchenden Flüssigkeit beständig sind. Auch Kunststoffe, wie Plexiglas, können verwendet werden. Grundsätzlich wäre es beispielsweise auch möglich, nur die Messkammer 5 aus einem strahlendurchlässigen Werkstoff herzustellen und für die restlichen Küvettenteile

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ein anderes Material zu wählen. Die V/er kst off wahl wird somit in erster Linie von der zu untersuchenden Flüssigkeit und der verwendeten Strahlung (beispielsweise sogenannte sichtbare Lichtstrahlung, infrarotes oder ultraviolettes Licht) abhängen.

Eine Variante der beschriebenen Durchflussküvette ist in den Fig. 3 und k dargestellt. Auch hier weist die Küvette ein Einlaufrohr 8 auf, das über einen um l80° umlenkenden Bogen 9 mit einer Messkammer 10 verbunden ist. Die Messkammer 10, welche in diesem Falle den gleichen Durchmesser wie das Einlaufrohr 8 hat, geht dann unter Zwischenschaltung eines Bogens 11 in ein nach unten gerichtetes Ablaufrohr 12 über.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 2 liegt das Ablaufrohr 12 jedoch nicht in der durch die Achsen der Messkammer 10 und des Einlaufrohres 8 gehenden Ebene, sondern ist um etwa 90 aus dieser - mit der Zeichnungsebene zusammenfallenden Ebene herausgeschwenkt, was insbesondere für fluorometrisehe Messungen (mit sekundärem Licht) und nephelometrische Messungen (mit Streulicht) zweckmässig ist.

Das in diesem Falle geradlinige Einlaufrohr 8 besitzt an seinem oberen Ende einen Einfülltrichter I3, dessen Einlauffläche 14 die Form eines umgekehrten Kegelstrumpfes hat. Auf der Einlauffläche 14 sind drei, Jeweils um 120° gegeneinander versetzte Führungsrippen 15 befestigt, welche von der Einlauffläche l4 aus radial

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gegen die Achse l6 des Trichters I3 vorstehen und damit die unerwünschte Bildung von Wirbeln beim Einfüllen der zu untersuchenden 'Flüssigkeit verhindern. Die radiale Tiefe der Führungsrippen 15 kann sich entweder (wie in Fig. 4) über einen Bruchteil des Trichterradius, oder (wie in Fig. 5) über den gesamten Trichterradius erstrecken. Bei der Variante nach Fig. 5 ist jede Führungsrippe 15 mit einem Halterungswulst 15a (siehe Detail nach Fig. 6) versehen, der sich in eine entsprechende Nut 15b der Trichterwand einschieben lässt. Die Führungsrippen 15 sind somit leicht herausnehmbar und können je nach der Viskosität der zu untersuchenden Flüssigkeit in beliebiger, optimaler Anzahl verwendet werden. Auch wäre es möglich, drei oder mehr Führungsrippen 15 in Form eines zusammenhängenden Kunststoffteiles zu spritzen und dann bei Bedarf einfach in den Trichter einsetzen.

Gegebenenfalls kann auf die Verwendung eines Einlauftrichters überhaupt verzichtet werden. Das unerwünschte Mitreissen von Luftblasen lässt sich auch durch andere Mittel verhindern, welche einer Wirbel- . bildung innerhalb der einlaufenden Flüssigkeit entgegenwirken.

Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich als zur Erläuterung des Erfindungsgegenstan-

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des dienende Beispiele aufzufassen, welche vom Fachmann in mannigfaltiger Weise variiert werden können.

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Claims

Patentansprüche

1) Durchflussküvette zur Durchführung diskontinuierlicher photometrischer, fluorometrischer, turbidimetrischer und nephelometrischer Messungen, mit einer Messkammer zur Aufnahme der zu untersuchenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (5) in ihrem unteren Teil an ein nach oben gerichtetes Einfüllrohr (l) und mit ihrem oberen Teil an ein nach unten gerichtetes Ablaufrohr (6) angeschlossen ist und dass das Einfüllrohr (l) mindestens bis zur Oberkante des Ablaufrohres und das Ablaufrohr (6) höchstens bis zur Unterkante des Einfüllrohres reicht.

2) Durchflussküvette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllrohr (l) an seinem oberen Ende einen Einfülltrichter (2) mit elliptischem Einlaufquerschnitt aufweist.

3) Durchflussküvette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllrohr (8) an seinem oberen Ende einen Einfülltrichter (13) aufweist, ah dessen Innenwand radial gegen die Trichterachse (16) vorstehende Führungsrippen (15) angeordnet sind.

4) Durchflussküvette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Führungsrippe (15) einen Wulst

(15a) aufweist, der in eine entsprechend geformte, in der Trichterwandung vorgesehene Nut (15b) einschiebbar ist. 209811/1526

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5) Durchflussküvette nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufrohr (12) unter einem Winkel von etwa 90° aus der gemeinsamen Ebene der Einlaufrohrachse und der Messkammerachse herausragt.

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