DE2229723A1

DE2229723A1 - Durchfluss-kuevette

Info

Publication number: DE2229723A1
Application number: DE2229723A
Authority: DE
Inventors: Peter Mayer; Anton Heinz Dr Sutor
Original assignee: Hellma GmbH and Co KG
Current assignee: Hellma GmbH and Co KG
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1972-06-19
Publication date: 1974-01-10
Also published as: DE2229723C2; US3867042A; GB1435380A

Description

Firma HELLMA GmbH & Co., 7840 Müllheim/Baden

Durchfluß-Küvette

Die Erfindung betrifft eine Durchfluß-Küvette für photometrische und/oder spektralphotometrische Messungen an zunächst durch Gasblasen getrennten Flüssigkeitsportionen, wobei vor einem ' Meßkanal eine Vorrichtung zum Abscheiden der Gasblasen od. dgl. vorgesehen ist.

Es ist bereits bekannt, einer Küvette eine Flüssigkeitskolonne zuzuführen, in der die zu messende Flüssigkeit durch Luftblasen in etwa gleichen Abständen getrennt ist. Insbesondere bei Veränderungen der Farbe od. dgl." in der Flüssigkeit wird die Flüssigkeit in dieser Form einer Küvette zugeführt. Vor der eigentlichen Messung werden die Luftblasen so. abgeschieden, daß sie nicht in den Meßkanal der Küvette gelangen.

Bei den bisher bekannten Küvetten wird der eigentlichen Küvette ein Blasenabscheider (üebubbler) vorgeschaltet^ welcher die Blasen aus der Flüssigkeit abscheidet. Dies hat den Nachteil,

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dass hinter diesem Blasenabscheider auf dem Weg zu dem eigentlichen Meßkanal eine teilweise Vermischung der einzelnen Flüssigkeitsportionen auftreten kann, wodurch Verfälschungen der Meßergebnisse möglich sind. Zusätzliche Schwierigkeiten können dadurch entstehen, dass an Stoßstellen wie z.B. einem Übergang von Anschlußschlauch zwischen Blasenabscheider und Küvette und an sonstigen Hindernissen Fiüssigkäfcsteile höherer Konzentrationen zurückgehalten und dadurch die Konzentration nachfolgender Flüssigkeitsteile geringerer Konzentrationen verfälscht werden können·

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Küvette der eingangs erwähnten Art zu schaffs:ij bei welcher eine Vermischung von zunächst durch Luftblasen getrennten Ilüssigkeitsportionen auf ihrem Weg vom Blasenabscheider zu dem Maßkanal weitgehend vermieden wird. Dadurch sollen Konzontrationsänderungen im Verlauf einer Flüssigkeit deutlicher meßbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Durchfluß-Küvette der eingangs erwähnten Art vor, welche vor allem dadurch gekennzeichnet ist, dass der Blasenabscheider innerhalb der Küvette selbst angeordnet ist. Dadurch entfallen in vorteilhafter Weise lange Wege vom Blasenabscheider zum Meßkanal, wodurch ein Vermischen der einzelnen Flüssigkeitsportionen nacb&em Ab-

der

scheiden/bis dahin trennenden Gasblase weitgehend vermieden werden können. Auch störende Übergänge von Leitungsanschlüssen und dg-

werden

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werden auf einfache Weise vermieden·

Eine besonders zweckmässige Ausführungsform kann darin bestehen, dass der Blasenabscheider durch eine im Wege der mit Gasblasen versetzten Flüssigkeit liegende Kammer mit an deren Oberseite sich von dem Eintritt her erweiternder Wandung gebildet ist, welche Kammer einen eigenen Ablaufkanal besitzt. Im Bereich unterhalb der Erweiterung der als Blasenabscheider ausgebildeten Kammer kann eine Bohrung zu einem unterhalb des Blasenabscheiders verlaufenden Maßkanal vorgesehen sein. Dadurch ist auf einfache Weise Platz sparend sowohl ein Meßkanal, als auch ein Blasenabscheider innerhalb einer Küvette unterzubringen. Darüber hinaus kann durch diese Anordnung der Weg zwischen Blasenabscheider und Meßkanal praktisch beliebig kurz gewählt werden.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als erfindungswesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längschnitt durch eine Küvette gemäß der Linie I-I

in Fig. 2,
Fig. 2 einen weiteren Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße

Küvette gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Küvette, Fig. 4 einen schrägen Längsschnitt durch eine Küvette gemäß der

Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Küvette im Bereich der BIasenabscheidekammer gemäß der Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 6 309882/0763

Fig. 6 in schematischer Darstellung den Verlauf einer Meßkurve bei der Messung einer Flüssigkeit, welcher nach einer bestimmten Zeit und für eine gewissen Zeit ein Farbstoff zugestzt wird, wobei die Messung mit einer erfindungsgemäßen Küvette durchgeführt wurde, und

Fig. 7 eine Vergleichskurve gemäß Fig. 6, wobei die Messung mit einer Küvette durchgeführt wurde, bei welcher der Blasenabscheider nicht innerhalb der Küvette angeordnet ist.

Die im ganzen mit 1 bezeichnete Durchfluß-Küvette gemäß den Fig. 1-5 dient zu photometrischen und/oder spektaalphotometrischen Messungen an zunächst durch Gasblasen getrennten Flüssigkeitsteilen, welche Gasblasen vor einem Meßkanal 2 abgeschieden werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der dazu erforderliche Blasenabscheider 3 innerhalb der Küvette 1 selbst angeordnet.

Man erkennt vor allem in Fig. 4, dass der Blasenabscheider 3 durch eine im Wege der mit Gasblasen versetzten Flüssigkeit liegende Kammer 4- mit an deren Oberseite sich von dem Eintritt 5 her erweiternder Wandung 6 gebildet ist, welche Kammer 4 einen eigenen Ablaufkanal 7 besitzt. In Fig. 5 kann man die Lage der Kammer 4- relativ zum Kuvettenquerschnitt gut erkennen.

Die mit Blasen versetzte Flüssigkeit kommt durch einen Kanal 8 zu dem Eintritt 5 und der Kammer 4 hin, welcher Kanal auch in

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ist

den übrigen Figuren angedeutet^ Auch die Mündung bzw· der Eintritt in die einzelnen Kanäle ist in Fig· 3 mit dem Bezugszeichen dieser Kanäle versehen.

Im Bereich unterhalb der Erweiterung der als Blasenabscheider ausgebildeten Kammer 4- ist gemäß den Fig. 1, 2 und 5 eine Bohrung 9 zu dem unterhalb des Blasenabscheiders 3 verlaufenden Meßkanal 2 vorgesehen· Diese Bohrung 9 hat gemäß Fig. 2 einen etwas schrägen Verlauf und ist deshalb in dem Schnitt gemäß der Fig. 4 nur noch zu einem Teil zu erkennen·

Die Bohrung 9 zwischen Blasenabscheider 3 und Meßkanal 2 hat einen geringeren Querschnitt als dieser Blasenabscheider an seiner engsten Stellung und/oder die Zuführleitung 8 zu dem Blasen-' abscheider. Dadurch wird erreicht, d_ass keine Gasblasenanteile durch diese Bohrung od· dgl. Durchlaß in den Meßkanal 2 gelangt· Vielmehr werden die Gasblasen und auch noch ein Teil der Flüssigkeit nicht durch diese Bohrung 9 in den Meßkanal sondern durch den Ablauf kanal 7 abfließen, '■

Der Durchtritt 9 zwischen Blasenabscheider und Meßkanal kann z.B. einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweisen. Dieser Durchtritt 9 mündet am Anfang des Meßkanales 2 in diesen hinein· Der Meßkanal 2 weist an seinem dem Eintritt des Durchtrittes 9 vom Blasenabscheider 3 her entgegengesetzten Endes 9a einen eigenen Ablauf 10 mit vorzugsweise geringerem Querschnitt als der des

Zulaufes

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Zulaufes 8 der Küvette selbst auf« Gegebenenfalls kann auch der Meßkanal einen geringeren Querschnitt als der Zulauf 8 der Küvette 1 besitzen.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass der Weg vom Blasenabscheider zu dem Meßkanal und auch die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Durchtrittes und des Meßkanales so bemessen sind, dass eine Vermischung der einzelnen, vor dem Blasenabscheider durch Gasblasen getrennten Flüssigkeitsportionen praktisch ausgeschlossen wird.

Ließe man-eine gewisse Vermischung benachbarter Flüssigkeitsportionen au, ergäbe sieb ain Meßergebnis gemäß Fig. 7· Man erkennt darin _% dass bei einer verhältnismäßig plötzlichen Konzentrationsänderung einer zu messenden Flüssigkeit oder bei einem plötzlichen Zusatz eines Farbstoffes der volle Wert dieser geänderten Konzentration b?-w. des Farbstoffes erst nach verhältnismäßig langer Zeit erzreicht wird und bei Beendigung des Zusatzes eines Farbstoffes oder eines die Konzentration ändernden Mittels eine sehr lange Zeit benötigt, um zu zeigen, dass diese Konzentration nun wieder auf den Ausgangswert zurückgegangen ist, Dies ist in Fig. 7 durch den Maßpfeil Pf 1 angedeutet.

In Fig. 6 ist dagegen ein wesentlich kürzerer Maßpfeil Pf 2 zu erkennen, wonach durch Vermeidung oder weitgehende Vermeidung von Vermischungen benachbarter Flüasigkeitsportionen eine gegen-

seitige

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seitige Beeinflussung der Konzentrationen in diesen Flüssigkeitsportionen weitgehend^:ausgeschaltet ist, .so daß.·bei Beendigung eines FarbstoffZusatzes od. dgl« auch sehr schnell wieder ein Ausgangswert ohne diesen Farbstoffzusatz geraessen werden kann. Auch der Anstieg zu Beginn der Kurve K ist steil und erreicht sehr schnell den Maximalwert, ohne dabei noch einen flachen Anstieg zur Höchstkonzentration aufzuweisen, wie dies im Bereich A gemäß Fig. 7 der Fall ist. Die Messungen werden also mit der erfindungsgemäßen Küvette wesentlich genauer, was sich am deutlichsten durch den Längenunterschied der beiden Maßpfeile Pf 1 und Pf 2 zeigt.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Küvette 1 ist aus vier übereinander angeordneten Teilen 11, 12, 13 und 14 zusammengesetzt, auf die ein Zulauf- sow;Le zwei Ablauf stutzen angeordnet bzw. angeschmolzen sind. Der Zulaufstutzen für den Kanal 8 ist dabei mit 16 bezeichnet. Der Ablaufkanal 7 des Blasenabscheiders 3 mündet in einen Ablaufstutzen 15* während der Ablaufkanal 10 des Meßkanals 2 in einen Stutzen 17 übergeht.

Es sei noch erwähnt, daß sich der Meßkanal 2 zu seinem Aufl'aufkanal 10 hin konisch erweitern kann, wobei die Unterkante der Bohrung nach wie vor parallel zur Unterkante der Küvette verläuft, so daß am Beginn des Meßkanals ein etwas engerer Querschnitt vorgesehen ist und dadurch in diesem Bereich die Gefahr von Vermischungen benachbarter Flüssigkeitsportionen weiter vermindert wird.

Vor allem in Fig. 4 erkennt man, daß die Kammer 4 für das Abscheiden

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scheiden der Blasen abgerundete Wandübergänge besitzt. Dabei sind die abgerundeten Übergänge 18 zwischen dem Boden 19 der Blasenabscheidekammer und deren Stirnwände zusammen mit dem Boden 19 der Kammer in einem Teil 13 der Küvette 1 eingearbeitet, auf welchen der Teil 12 der Küvette mit dem oberen Bereich der Blasenabscheidekammer aufsetzbar ist.

In dem Teil 13 der Küvette 1 mit dem Bodenbereich der Blasenabscheidekammer sind auch der Meßkanal 2 und der Durchtritt 9 von den Blasenabscheidekammer zu dem Meßkanal angeordnet. Darüber hinaus besitzt dieser Teil 13 der Küvette die den Meßkanal 2 verschließenden optischen Fenster 20.

Unter diesem den Meßkanal enthaltenden Teil 13 der Küvette ist · eine den einzelnen Photometern od. dgl. Instrumenten in deren Höhe anpassbare Bodenplatte als vierter Teil 14 der Küvette 1 angeordnet. Die Zulauf-und Ablaufkanäle befinden sich in dem oberen ^sil 11 der Küvette, welcher auf dem Teil 12 aufsitzt. Auf diesem obersten Teil 11 sind die Zulauf» und Ablaufstutzem5 bis 17 aufgeschmolzen.

Vor allem in Fig. 3 erkennt man, dass die Küvette 1 einen etwa quadratischen Querschnitt besitzt. Zur Anpassung an übliche Photometer und/oder Spektral-Photometer kann sie Außenmaße von etwa 12,5 x 12,5 x 45 mm haben. Es sei noch erwähnt, dass zumindest die die Blasenabscheidekammer 4 und den Meßkanal 2 enthaltenden Teile; 12., und 13 der Küvette abgesehen von den. optischen

Fenstern 309882/0763

Fenstern 20 aus schwarzem Werkstoff bestehen können, um möglichst genaue Messungen zu ergeben.

Insbesondere die Kombinationen der in der Küvette untergebrachten Blasenabscheidekammer mit der verhältnismäßig engen Bohrung zu dem Meßkanal nahe bei dieser Kammer ergibt die Möglichkeit, Konzentrationsänderungen einer gemessenen Flüssigkeit, welche zunächst durch Gasblasen in einzelne Portionen unterteilt ist, genau nachzuweisen. Dies kann z.B. bei Blutuntersuchungen oder sonstigen Messungen von erheblicher Wichtigkeit sein. Häufig kommt es nämlich bei solchen Messungen verhältnismäßig genau auf den exakten Beginn und das exakte Ende einer Konzentrationsänderung an, was bei bisherigen Messmethoden gemäß Fig. 7 häufig nur ungenau festzustellen war. -

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

.) Durchfluß-Küvette für photometrische und/oder spektralphotometrische Messungen an zunächst durch Gasblasen getrennten Flüssigkeitsportionen, wobei vor einem Meßkanal eine Vorrichtung zum Abscheiden der Gasblasen od. dgl. vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenabscheider (3) innerhalb der Küvette (1) selbst angeord-net ist.

2. Küvette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenabscheider (3) durch eine im Wege der mit Gasblasen versetzten Flüssigkeit liegende Kammer (4-) mit an deren Oberseite sich von dem Eintritt (5) her erweiternder Wandung

(6) gebildet ist, welche Kammer (4) einen eigenen Ablaufkanal

(7) besitzt.

3. Küvette'nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich unterhalb der Erweiterung der als Blasenabscheider ausgebildeten Kammer (4) eine Bohrung (9) od. dgl. Durchlaß zu einem unterhalb des Blasenabscheiders verlaufenden Meßkanal (2) vorgesehen ist.

4. Küvette nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Bohrung (9) od. dgl. zwischen Blasenabscheider und Meßeinen
kanal/geringeren Querschnitt als dieser Blasenabscheider (3·)

an 3 09882/0763

- 11 ,- ■ ■ .

an seiner engsten Stelle und/oder die Zuführungsleitung (8) zu dem Blasenabscheider hat.

5. Küvette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt (9) zwischen Rlasenabscheider (3) und Meßkanal (2) einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweist.

β. Küvette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt (9) zwischen Blasenabscheider (j5) und Meßkanal (2) am Anfang des Meßkanales (2) in diesen mündet,

7· Küvette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal (2) an seinem dem Eintritt des burbhtrittes vom Blasenabscheider her enüg'egengesetzten Ende (2 a) einen eigenen Ablauf (10) mit Vorzugsweise geringerem Querschnitt als der des Zulaufs (8) der Küvette (1) selbst aufweist.

8. Küvette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadur-ch gekennzeichnet, daß die Küvette.(1) aus vier übereinander angeordneten Teilen (11, 12, 14, IJi) zusammengesetzt ist, auf denen ein Zulauf (15) sowie zwei Ablaufstutzen (16, 17) angeordnet sind.

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9· Küvette nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal sich zu seinem Ablaufkanal hin konisch erweitert.

· Küvette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1'bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4) für das Abscheiden der Blasen abgerundete Wandübergänge (18) besitzt.

11.. Küvette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundeten Übergänge (18) zwischen dem Boden (Ϊ9) der Blasenabscheidekammer (4) und deren Stirnwänden zusammen mit dem Boden (19) der Kammer (4) in einem Teil (18) der Küvette (1) eingearbeitet sind, auf welchen ein weiterer Teil (12) der Küvette mit dem oberen Bereich der Blasenabscheidekammer (4) aufsetzbar ist.

12. Küvette nach Anspruch 10 oder 11·, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Teil (13) der Küvette (1) mit dem Bodenbereich der BIasenc. Bcheidekammer (3) der Meßkanal (2) und der Durchtritt (9) • von der Blasenabscheidekammer zu dem Meßkanal angeordnet sind , und daß dieser Teil (13) der Küvette die den Meßkanal verschließenden optischen Fenster (20) aufweist.

13· Küvette nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch (kennzeichnet, daß unter dem den Meßkanal (2) enthaltenden Teil (13) der Küvette eine den einzelnen Photometer-n od. dgl. Instrumenten in deren Höhe anpaßbare Bodenplatte als vierter Teil (14) der Küvette angeordnet ist.

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• Küvette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Ablaufstutzen auf den oberen Teil (11) der Küvette aufgeschmolzen sind.

15. Küvette nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die die Blasenabscheidekammer und den Meßkanal enthaltenden Teile (12, 13) der Küvette abgesehen von den optischen Fenstern aus schwarzem Werkstoff bestehen.

16. Küvette nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie (1) einen etwa quadratischen Querschnitt besitzt und zur Anpassung an übliche Photometer und/oder Spektral-Photometer Außenmaße von etwa 12,5 x 12,5 4-5 mm besitzt.

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Le e r s e i t e