DE2214133B2 - Mechanism for automatic inspection of liquid samples - is by light beam and photodetector on a conveyor principle - Google Patents
Mechanism for automatic inspection of liquid samples - is by light beam and photodetector on a conveyor principleInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der Hauptanmeldung ist eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung mehrerer Flüssigkeitsproben, die sich in kreisförmig angeordneten Küvetten befinden, welche von einem Küvettenträger in einen Untersuchungslichtstrahl eingebracht werden, derart, daß der Küvettenträger um eine Achse gedreht wird, wobei der Untersuchungslichtstrahl radial zur Drehachse des Küvettenträgers verläuft, die Küvetten als Durchflußküvetten ausgebildet sind und nach einer Drehung des Küvettenträgers um einen vorbestimmten Winkel dieser durch Rückwärtsdrehung in seine Ausgangsstellung gebracht wird, wobei ferner der Küvettenträger an seinem Umfang Aufnahmen für die Durchflußküvetten hat und jeweils zwischen zwei benachbarten dieser Aufnahmen weitere Aufnahmen für Anschlußleitungen der Durchflußküvetten vorgesehen sind.The main application relates to a device for the optical examination of several liquid samples, which are located in cuvettes arranged in a circle, which are supported by a cuvette carrier in an examination light beam can be introduced in such a way that the cuvette carrier is rotated about an axis is, the examination light beam running radially to the axis of rotation of the cuvette carrier, the cuvettes are designed as flow cuvettes and after a rotation of the cuvette carrier by a predetermined Angle of this is brought into its starting position by backward rotation, furthermore the Cuvette carrier has receptacles for the flow cuvettes on its circumference and each between two adjacent these recordings further recordings provided for connecting lines of the flow-through cells are.
Bei einer Ausführungsform, die in der Hauptanmeldung beschrieben ist, sind die die Durchflußküvetten ausbildenden Röhrchen in Durchgangsbohrungen des Küvettenträgers gehalten. Dadurch wird jedoch das Auswechseln der Röhrchen erschwert, und es ist nur möglich» eine bestimmte Röhrchenstärke in den Küvettenträger einzusetzen.In one embodiment described in the parent application is described, the tubes forming the flow cuvettes are in through-holes of the Cell carrier held. However, this makes changing the tubes difficult, and it just is possible »to insert a certain tube thickness into the cuvette holder.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Vorrichtung nach dem Hauptpatent dahingehend verbessert werden, daß die Röhrchen am Küvettenträger leicht auswechselbar gehalten sind.With the present invention, the device according to the main patent is to be improved to the effect that the tubes on the cuvette carrier are held easily exchangeable.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelingt dies gemäß der Erfindung dadurch, daß die für die Durchflußküvetten vorgesehenen Aufnahmen äaskeilförmige Einschnitte am Umfang des Küvettenträgers ausgebildet sind.Starting from a device of the type mentioned at the beginning, this is achieved according to the invention in that the receptacles provided for the flow cuvettes have a wedge-shaped incisions on the circumference of the cuvette carrier are formed.
Ein Auswechseln der Röhrchen ist durch diese Maßnahmen sehr einfach dadurch möglich, daß die Röhrchen nach dem Entfernen von Haltemitteln, die die Röhrchen in den keilförmigen Einschnitten am Küvettenträger halten, entfernt und anschließend wieder eingesetzt werden. Auch können verschieden dicke Röhrchen in den Einschnitten auswechselbar gehalten werden, weil dies durch die Keilform der Einschnitte möglich ist.An exchange of the tubes is very easy by these measures in that the Tubes after removing the holding devices that hold the tubes in the wedge-shaped incisions on the cuvette carrier hold, removed and then reinserted. Can also be of different thicknesses Tubes in the incisions can be held interchangeably because this is due to the wedge shape of the incisions is possible.
Es wird bevorzugt, wenn die Einschnitte zumindest über einen Teil ihrer Länge ausgebildet sind, die den Untersuchungslichtstrahl seitlich begrenzen.It is preferred if the incisions are formed at least over part of their length that the Limiting the examination light beam laterally.
Es dient ebenfalls einer leichten Auswechselbarkeit der Röhrchen, wenn der Küvettenträger wenigstens eine ringförmig umlaufende Ausnehmung zur Aufnahme eines Spannringes hat, der die Durchflußküvetten am Küvettenträger hältIt also makes it easy to replace the tubes if the cuvette holder is at least has an annular circumferential recess for receiving a clamping ring that holds the flow cells on the cuvette holder
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. It shows
F i g. 1 schematisch in einem Längsschnitt in auseinandergezogener Darstellung die wichtigsten mechanischen Teile einer Vorrichtung nach der Erfindung,F i g. 1 schematically in a longitudinal section in an exploded view Representation of the most important mechanical parts of a device according to the invention,
F i g. 2 den Küvettenträger nach F i g. 1 bei einer etwas abgeänderten Ausführungsform in einem Detail,F i g. 2 the cuvette carrier according to FIG. 1 in a slightly modified embodiment in a detail,
F i g. 3 Die Ansicht von C in F i g. 2, wobei der Küvettenträger zur Vereinfachung linear abgewickelt dargestellt ist,F i g. 3 The view of C in FIG. 2, with the cuvette carrier unwound linearly for simplicity is shown
F i g. 4a einen Schnitt längs F-Fin F i g. 3,F i g. 4a a section along F-Fin F i g. 3,
F i g. 4b einen Schnitt längs G-G in F i g. 3,F i g. 4b shows a section along GG in FIG. 3,
F i g. 4c einen Schnitt längs H-H in F i g. 3,F i g. 4c shows a section along HH in FIG. 3,
F i g. 5 eine Ansicht entsprechend F i g. 3, wobei die keilförmigen Einschnitte jedoch geneigt angeordnet sind.F i g. 5 is a view corresponding to FIG. 3, the wedge-shaped incisions, however, being arranged at an incline are.
F i g. 6 eine Ansicht ähnlich F i g. 2, wobei der Untersuchungslichtstrahl Cjedoch von oben einfällt,F i g. 6 is a view similar to FIG. 2, whereby the examination light beam C is incident from above,
F i g. 7 eine Ansicht entsprechend F i g. 2 und 6 mit geneigt einfallendem Untersuchungslichtstrahl.F i g. 7 is a view corresponding to FIG. 2 and 6 with inclined incident examination light beam.
Die Vorrichtung arbeitet prinzipiell derart, daß der Lichtstrahl einer Lampe in einem Monochromator spektral zerlegt und durch einen Spalt begrenzt wird. Der so entstandene Untersuchungslichtstrahl C passiert dann in einem Küvettenträger einzelne Röhrchen, die in keilförmige Einschnitte 58 eingelegt sind (vgl. auch F i g. 3 und 5), und die Durchflußküvetten bilden. Anschließend trifft der Untersuchungslichtstrahl auf einen Photodetektor 6, dessen Signal verstärkt und von einem Kompensationsschreiber aufgezeichnet wird. Der Küvettenhalter wird um seine Symmetrieachse A gedreht. Dadurch gelangen die in den Einschnitten 58 vorgesehenen Röhrchen nacheinander in den Untersuchungslichtstrahl C. Es wird so nacheinander die Extinktion derjenigen Medien gemessen, die im allgemeinen kontinuierlich durch die Röhrchen geleitet werden. Durch diese Anordnung ist es möglich, in schneller Folge eine große Anzahl von Messungen durchzuführen und ggf. zu speichern.The device works in principle in such a way that the light beam of a lamp is spectrally divided in a monochromator and limited by a gap. The examination light beam C created in this way then passes through individual tubes in a cuvette carrier which are inserted into wedge-shaped incisions 58 (cf. also FIGS. 3 and 5) and form the flow-through cuvettes. The examination light beam then strikes a photodetector 6, the signal of which is amplified and recorded by a compensation recorder. The cuvette holder is rotated around its axis of symmetry A. As a result, the tubes provided in the incisions 58 pass one after the other into the examination light beam C. The extinction of those media which are generally continuously passed through the tubes is thus measured one after the other. This arrangement makes it possible to carry out a large number of measurements in quick succession and, if necessary, to save them.
Im einzelnen ist die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung folgendermaßen aufgebaut. Der Küvettenträger besteht aus einem Meßrotor 33, der über einen nicht gezeichneten Antrieb um seine Drehachse A angetrieben wird. Der Meßrotor 33 besitzt einen Lagering 34. Auf einer Basisplatte 35 ist ein Trägerblock 36 befestigt, in dessen Bohrung 37 ein Meßrotorlager 38 eingelassen ist. An der Unterseite des Meßrotors 33 ist ein Zahnradring 39 befestigt, und zwar mit Schrauben 40,In detail, the in F i g. 1 is constructed as follows. The cuvette carrier consists of a measuring rotor 33 which is driven about its axis of rotation A via a drive (not shown). The measuring rotor 33 has a bearing ring 34. A support block 36 is fastened to a base plate 35, in the bore 37 of which a measuring rotor bearing 38 is let. On the underside of the measuring rotor 33, a gear ring 39 is attached, with screws 40,
die durch Bohrungen 41 am Zahnradring 33 greifen.which engage through bores 41 on the gear ring 33.
Der Zahnradring 39 steht mit einem Zahnrad 42 in Eingriff. Dieses Zahnrad ist ebenso svie die Zahnräder 43 und 44 auf der Achse 45 drehfest befestigt Das Zahnrad 44 steht mit einem Zahnrad 46 in Eingriff, das auf einer Achse 47 befestigt ist An seiner Unterseite trägt das Zahnrad 46 eine Kodiervorrichtung 48, die über Köpfe 49 und/oder 50 angetastet wird. Die Köpfe 49 und 50 sind durch eine Halterung 51 mit der Basisplatte 35 verbunden. ι οThe gear ring 39 meshes with a gear 42. This gear is just like the gears 43 and 44 non-rotatably mounted on the axle 45. The gear 44 meshes with a gear 46 which is attached to an axis 47. On its underside, the gear 46 carries a coding device 48, which is touched via heads 49 and / or 50. The heads 49 and 50 are connected to the base plate 35 by a holder 51. ι ο
Der Antrieb des Systems erfolgt über das Zahnrad 43. Das antreibende System ist dabei nicht eingezeichnet Durch die starre Synchronisation der Zahnräder 39,42, 43, 44 und 46 werden bei Bewegung des Zahnrades 43 der Meßrotor 33 und die Kodevorrirbtung 48 zu synchronen Drehbewegungen veranlaßt. Durch das Kodiersystem 48, 49 und 50 kann ein der Stellung des Meßrotors 33 entsprechendes analoges oder digitales Signal erzeugt werden.The system is driven by gear 43. The driving system is not shown Due to the rigid synchronization of the gears 39, 42, 43, 44 and 46, when the gear 43 the measuring rotor 33 and the code pre-marking 48 cause synchronous rotary movements. By the Coding system 48, 49 and 50 can be an analog or digital one corresponding to the position of the measuring rotor 33 Signal can be generated.
Durch die Drehung des Meßrotors wird dessen peripherer Ring (in F i g. 1 dargestellt durch den Bereich links der Linie £>) nach und nach durch den Untersuchungslichtstrahl C geführt Dieser fällt anschließend durch eine öffnung 52 auf das Fenster 53 des Photodetektors 6. Dieser Photodetektor ist von unten in die Bohrung 54 eingefügt und mit seiner Halterung 55 an der Basisplatte 35 befestigt Das Meßsignal wird an Anschlüssen 56 angenommen.The rotation of the measuring rotor causes its peripheral ring (represented in FIG. 1 by the area to the left of the line £>) gradually guided through the examination light beam C. This then falls through an opening 52 onto the window 53 of the photodetector 6. This photodetector is shown from below in FIG the bore 54 is inserted and fastened with its holder 55 to the base plate 35. The measurement signal is on Connections 56 accepted.
Der in F i g. 1 im Axialschnitt gezeigte periphere Ring 57, der mit dem Meßrotor 33 einstückig ist, dient der Aufnahme, Halterung und Positionierung der Röhrchen und ist mit Vorrichtungen zur Führung der zu- und abführenden Verbindungen versehen.The in F i g. 1 peripheral ring 57 shown in axial section, which is integral with the measuring rotor 33, is used Recording, holding and positioning of the tubes and is equipped with devices for guiding the feed and outgoing connections provided.
F i g. 1 zeigt in Verbindung mit F i g. 4a, daß der Ring 57 keilförmige Einschnitte 58 besitzt, in die die Röhrchen eingelegt werden. Diese Einschnitte reichen bis zur Linie E und bilden dadurch gleichzeitig die Meßspalte 59 aus.F i g. 1 shows in connection with FIG. 4a that the ring 57 has wedge-shaped incisions 58 into which the tubes are inserted. These incisions extend as far as the line E and thereby form the measuring gaps 59 at the same time.
Im oberen und unteren Endbereich der Einschnitte 58 sind ringsum laufende Ausnehmungen 50 vorgesehen, in die nicht gezeigte Spannbänder, beispielsweise Gummiringe, eingelegt werden, die dann die Röhrchen oben und unten halten.In the upper and lower end regions of the incisions 58, recesses 50 running all around are provided, in FIG the tightening straps (not shown), for example rubber rings, are inserted, which then top the tubes and hold down.
Die Ausführungsform nach F i g. 2 des Ringes 57 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß zusätzlich eine untere Höhenbegrenzung des Untersuchungslichtstrahls durch den Ansatz 61 erfolgt.The embodiment according to FIG. 2 of the ring 57 differs from that according to FIG. 1 in that In addition, a lower height limitation of the examination light beam takes place through the extension 61.
Die F i g. 3 bis 5 zeigen zusätzliche Bohrungen 62 zur Aufnahme von Verbindungsschläuchen, die eine zu untersuchende Flüssigkeit den Röhrchen zuführen und von innen abziehen.The F i g. 3 to 5 show additional bores 62 for receiving connecting hoses, which one to Add the liquid to be examined to the tube and withdraw it from the inside.
In F i g. 5 ist die Meßspalte 59 gegenüber der Drehachse A unter einem Winkel von etwa 45° geneigt.In Fig. 5, the measuring gap 59 is inclined with respect to the axis of rotation A at an angle of approximately 45 °.
Diese Anordnung erlaubt bei Verwendung eines zur Drehachse A parallelen Untersuchungslichtstrahls geeigneter Höhe, ein von Röhrchen zu Röhrchen kontinuierlich übergehendes Signal abzunehmen.With the use of an examination light beam of suitable height parallel to the axis of rotation A, this arrangement allows a signal to be picked up which continuously passes from tube to tube.
Fig.4a zeigt deutlicher die keilförmigen Einschnitte 58, deren Eindringtiefe (Keilschneide £) in den peripheren Ring 57 so bemessen ist daß die als Meßspalt dienenden öffnungen 59 entstehen. In diese Einschnitte werden die Röhrchen eingelegt durch Spannbänder gegen die Flanken 63 der Keile gedruckt und so in definierter Position vor den Meßspalten 59 gehalten.4a shows the wedge-shaped incisions more clearly 58, the depth of penetration (wedge edge £) in the peripheral ring 57 is dimensioned so that the as Openings 59 serving for the measuring gap arise. The tubes are inserted into these incisions Tensioning straps are printed against the flanks 63 of the wedges and thus in a defined position in front of the measuring gaps 59 held.
Alle zu- und abführenden Verbindungen zu den Röhrchen sind durch weitere, ringförmig am Meßrotor 13 vorgesehene Bohrungen 64 geführt. Diese Verbindungen können anschließend im Bereich der Meßrotor-Drehachse A zusammengefaßt und sowohl nach oben als auch durch die Mitte des inneren Meßrotorrings 34 nach unten bzw. durch eine im unteren Bereich der Bohrung 37 vorgesehene öffnung normal zur Zeichenebene herausgeführt werden.All supply and discharge connections to the tubes are passed through further bores 64 provided in the form of a ring on the measuring rotor 13. These connections can then be combined in the area of the measuring rotor axis of rotation A and led out both upwards and through the center of the inner measuring rotor ring 34 or through an opening provided in the lower area of the bore 37 normal to the plane of the drawing.
Die beschriebene Anordnung stellt eine von mehreren möglichen Konstruktionsvarianten dar.The arrangement described represents one of several possible construction variants.
Durch die Trennung von Antriebsachse B und Meßrotor-Drehachse A (vgl. F i g. 1) wurde die Möglichkeit eröffnet, einen Teil oder alle Verbindungen (Schläuche) durch die Meßrotormitte zu führen. Die in F i g. 1 dargestellte Führung im unteren Bereich der Bohrung 37 normal zur Zeichenebene kann durch eine Führung durch die Basisplatte 35 ersetzt werden.The separation of drive axis B and measuring rotor axis of rotation A (see FIG. 1) made it possible to lead part or all of the connections (hoses) through the center of the measuring rotor. The in F i g. 1 in the lower region of the bore 37 normal to the plane of the drawing can be replaced by a guide through the base plate 35.
Die Anordnung der Achse K eines Kodiersystems getrennt von der Antriebsachse B wurde gewählt, um Dimension und Drehgeschwindigkeit der Kodevorrichtung 48 frei wählen zu können und um eine leichte Zerlegbarkeit des Systems zu erreichen. Es ist jedoch ebenso möglich, die Kodevorrichtung direkt auf die Achse 45 zu setzen oder an Flächen oder Achsen des Meßrotors anzubringen.The arrangement of the axis K of a coding system separately from the drive axis B was chosen in order to be able to freely choose the dimension and speed of rotation of the coding device 48 and to make the system easy to dismantle. However, it is also possible to place the code device directly on the axis 45 or to attach it to surfaces or axes of the measuring rotor.
Die Kodierung und ihre Abtastung kann sowohl analoger (z. B. durch ein Potentiometer) als auch digitaler Art sein (über Lochstreifen, Lochscheiben, elektromechanische oder elektrooptische Abtastung).The coding and its scanning can be both analog (e.g. by a potentiometer) and digital type (via punched tape, perforated disks, electromechanical or electro-optical scanning).
Die in F i g. 1 gezeigte Form des peripheren Rings 57 läßt sich wie in F i g. 6 und 7 gezeigt weiter abändern. Die Einschnitte können dabei gegenüber der Meßrotorachse A winkelig angeordnet sein. Fig.6 zeigt eine Anordnung, bei der der keilförmige Einschnitt 58 n;it der Keilschneide E in Richtung des Radius gegenüber der Meßrotordrehachse A um 90° geneigt wurde. Bei Fig. 7 beträgt dieser Winkel 45°. Die Vorzüge solcher Anordnungen bestehen unter anderem in der größeren Freizügigkeit bei der Anordnung der Elemente zur Manipulation des Untersuchungslichtstrahls C. The in F i g. The shape of the peripheral ring 57 shown in FIG. 1 can be as shown in FIG. 6 and 7 further modify shown. The incisions can be arranged at an angle with respect to the measuring rotor axis A. 6 shows an arrangement in which the wedge-shaped incision 58 n; it of the wedge edge E was inclined by 90 ° in the direction of the radius with respect to the measuring rotor axis of rotation A. In Fig. 7 this angle is 45 °. The advantages of such arrangements include the greater freedom of movement in the arrangement of the elements for manipulating the examination light beam C.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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1972
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Legal Events
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