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EINRICHTUNG FÜR DIE PRÜFUNG DER VERUNREINIGUNG VON FLÜSSIGKEITEN Die
Erfindung bezieht sich auf die Vervollkommnung solcher Prüfmethoden und Einrichtungenj
die für das automatische Erfassen der Verunreinigwngen von in Gläsern eingefüllten
Flüssigkeiten dienen.
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Nach bekannten Verfahren wird die Verunreinigung von in Gläsern eingefüllten
Flüssigkeiten so geprüft, daß das Glas durchleuchtet wird und das durchfallende
Licht wird zweckmäßig auf einen photoelektrischen Bühler gerichtet,
und
aus der Anderung der Stromstärke des Fühlers kann auf das Maß der Verunreinirng
geschlossen werden. Die in der Fliissigkeit anwesenden Verunreinigungen absorbieren
nämlich einen Teil des durchfallenden Lichtes und verursachen hierdurch Stromstärkeänderungen
in dem Fühler, u.zw.
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das Eintreten der verunreinigenden Stoffe in den Lichtbündel vermindert
die auf den Fühler einfallende Lichtstärke, und damit auch die Stromstärke.
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Nach anderen bekannten Verfahren wird das Licht polarisiert und die
Lichtstärke des aus der Flüssigkeit austretenden Lichtes wird mittels eines Analysators
auf Null vermindert. Die in der Flüssigkeit anwesenden verunreinigenden Stoffe verdrehen
um einen kleinen Winkel die Ebene des polarisierten Lichtes, wodurch die Lichtstärke
des aus dem Analysator austretenden Lichtes anwächst. Dieses Anwachsen der Lichtstärke
wird fiir die Anzeige der verunreinigenden Stoffe verwendet.
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Die letzhin erwähnte Methode ist vorteilhafter, da die bekannten
photoelektrischen Fühler (Photozellen, Elektronenvervielfacher) befindet sich im
Fall reiner Flüssigkeiten in Dunkelheit, und einc Belichtung wird bloß durch die
Verunreinigungen der Flüssigkeit verursacht. Tn der Grundstellung, d.h. wenn die
Photokathode s ich in Dunkelheit befindet, fließt bloß durch das sogenannte unlöschbaren
Licht hervorgerufener Strom und dementsprechend ist auch das elektrische Ger;usch
des Photofiihlers verhältnismäßig gering.
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Offensichtlich kann nur ein solches Naß der Verunreinigung mit diesem
Instrument festgestellt werden, wo die hierdurch verursachte Erhöhung der Stromstärke
größer ist als das Grundgerbusch des Fühlers. Um Je kleinere Verunreinigungen feststellen
zu können, muß ein Je kleineres Gerausch angestrebt werden.
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Ein Ziel der Erfindung ist die Verminderung des Grundgeräusches.
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Eine grundlegende Schwierigkeit und ein ständiges Problem der bekannten
Verfahren für die Untersuchung der Verunreinigungen ist ferner, daß bloß solche
verunreinigenden Stoffe anzuzeigen sind, die im Laufe der Untersuchungen in das
Lichtbündel geraten., Um dieses Problem zu verstehen, müssen die Kunstgriffe der
praktischen Verfahren und Versuchen näher betrachtet werden, die anscheinend zwar
bloß als Teilprobleine auftauchen. Ein solches ist z.B. daß nur ein Teil des die
Flüssigkeit enthaltenden Glases durchleuchtet wird, und insbesondere muß vermieden
werden, daß das Licht auf den stark gekrümmten Teil des Glases falle (z.B. auf den
Halsteil, oder auf den tbergang zwischen dem Boden und dem zylindlischen Mantel)
da diese die Homoge nität des polarisierten Lichtes zerstören, und den bereits erwähnten
Dunkelstrom des Photofühlers erhöhen und damit auch das Grundgerousch des Apparates,
wodurch die Auflösefähigkeit gegenüber Verunreinigungen kleineren Ausmaße vermindert
wird.
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Aus diesem Grund verwenden alle diese bekannten Verfahren Lichtblenden,
optische Spalte, die das Licht auf einen bestimmten Teil des zu untersuchenden Glasgefäßes
beschränken. Daraus folgt die bereits erwähnte Erscheinung, daß mit der Untersuchung
bloß solche Verunreinigungen anzuzeigen sind, die während der Untersuchungszeit
sich im belichteten Teil befinden. Keinesfalls können solche Verunreinigungen angezeigt
werden, die auf dem nicht belichteten Halsteil des Glases anhaften.
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Eine andere Zielsetzung der Erfindung ist das Zustandebringen eines
solchen Untersuchungsautom,ate,n, der auch die versteckten Verunreinigungen mit
je größerer Wahr scheinlichkeit feststellt.
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Ferner kann die Gruppe der versteckten Verunreinigungen auf bloB
diejenige beschränkt werden, die auf der erwähnten Weise aus dem belichteten Raum
herausfallen.
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Nach den bekannten Verfahren wird nämlich die zu untersuchende
Fllissigkeit
auf die Dauer der Untersuchung imer in Bewegung gesetzt, u.zw. so wie z.B. nach
dem UBA Patent Nr.
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2 132 447, daß das die Flüssigkeit enthaltende Glasgefäß in eine rasche
Drehung versetzt, und dann plötzlich abgestellt wird. Nach des Abstellen bewegen
sich noch eine Weile zufolge der Trägheit die Flüssigkeit und die darin beftndlichen
Verunreinigungen, wodurch die Stromänderungen Wechselströme werden. Wenn daher ein
den Photofühler folgender Verstärker bloß die Wechselstroikoiponenten durchläßt,
wird die Einrichtung gegenüber die Anzeige solcher Verunreinigungen unempfindlich
sein, die auf der Wand des Gefäßes anhaften.
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Diese stehen nämlich still gegenüber den Lichtstrahlen während der
Dauer der Untersuchung, und der Verstärker übernimmt nicht mehr die diesen entsprechenden
Lichtstärkeänderungen.
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Dieses Verfahren ist vorteilhaft, wenn die Veranreinigung sich auf
der Außenwand des Glasgefäßes befindet, iet aber nachteilig, wenn der verunreinigende
Stoff auf der Innenseite der Glaswand haftet, da in diese Fall sich nicht mehr ua
die Verunreinigung der Flüssigkeit handelt.
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Die auf der Innenwand des Glases anhaftenden Verunreinigungen werden
daher durch die bekannten Verfahren nur dann angezeigt, wenn diese in das belichtete
Feld fallen.
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Aus den Obigen ist zu ersehen, daß die beiden grundlegenden Fragen
der Verunreinigungsuntersuchung von in Gläsern gefüllten Flüssigkeiten, die Verminderung
des Grundgeräusches und die Möglichkeit der Anzeige der "versteckten" Verunreinigungen,
hängen eigentlich zusammen, da je sehr das belichtete Feld ii Interesse des womöglich
einen Geräusches vermindert wird, na mehr wird die Wahrscheinlichkeit der Verstecktheit
der Verrunreinigungen erhöht, die dadurch die Objektivität und die Wiederholbarkeit
der Untersuchungen gefährden.
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Nach den Untersuchungen ist dieser Widerspruch die Erklärung der
Tatsache, daß trott einer Anzahl von diesbezüglichen
Vorschlägen,
fiir solche Aufgaben bei welchen die Wiederholbarkeit der Untersuchungsergebnisse
eine lebenswichtige Forderung ist, gelang es bisher nicht eine praktisch brauchbare
Untersuchungseinrichtung zu errichten. So eine Aufgabe besteht, z.B. in der Verunreinigungsuntersuchung
von in Ampullen gefüllten Arzneistoffen (Injektlonslösungen), wo der Ausdruck "lebenswichtig"
wegen der Natur; der Sache, sozusagen wörtlich zu verstehen ist.
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Der eigentliche Zweck unserer Erfindung ist daher die Lösung des
bereits erwähnten Widerspruches.
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Die Erfindang-ist ein Gerät für die Untersuchung von Flüss-igkeiten
auf die Verunreinigung, welches aus optischen Elementen (Lichtquelle, linsen, Blenden,-Pälarisator,
Analysator und photoelektrischer Fühler) besteht und dadurch gekennzeichnet ist,
daß das die zu untersuchende Flüssigkeit enthaltende Gefäß unmittelbar zwischen
dem Polarisator und Analysator angeordnet ist, und die Blenden so ausgebildet sind,
daß sie das Lichtbündel so beschränken, daß dieses ausschließlich da-s zwischen
dem Polarisator und Analysator angeordnetes Gefäß erreicht.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung enthält mindestens
zwei Unetrsuchungsgeräte, die so angeordnet sind, daß das die Blüssigkeit enthaltende
Gefäß beide dieser durchläuft. Bei dieser Ausführungsform ist diejenige Ausführungsform
zweckmäßig, bei dem in einem der Untersuchungsgeräte eine Vorrichtung vorhanden
ist, die das zu untersuchende Gefäß abwechselnd rechts und links in Drehung versetzt.
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Die Erfindung wird in Einzelheiten anhand der iguren erläutert, wobei
die Figur eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung
darstellt.
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Fig. 1 zeigt- das erfindungsgemäße Optische System von der Lichtquelle
bis einschließlich des Photofühlers, wo die Anordnung der Elemente des Systems erfindungsgemäß
so @etroffen ist, daß das Geräusch den Photofühlers auf ein
Minimum
vermindert werde. Die Elerneiitc des Systems sind: 1 Lichtquelle, 2 Kondensatorlinse,
5 Blellele, 4 Polarisator, 5 zu untersuchende Ampulle, 6 Analysator, 7 photoelektrischer
Fühler.
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Die aus der Lichtquelle 1 austretenden Lichtstrahlen fallen über
die Kondensatorlinse 2, die Blende 3 sind den Polarisator 4 auf die zu untersuchende
Flüssigkeit 5. Die, die Flüssigkeit durchsetzenden Lichtstrahlen gelangen auf den
Analysator 6, der so eingestellt wird, daß derselbe die Lichtstärke des diesen durchsetzenden
Lichtes auf Null vermindert.
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Nachdem weder das Glas, noch die reine Flüssigkeit die Ebene des
poLarisierten Lichtes verdreht, bleibt der Photoffihler 7 im Dlmkeln. Wenn aber
die Flüssigkeit nichterwinschte verunreinigende Stoffe enthält, dann verdrehen diese
um einen kleinen Winkel die Ebene des polarisierten Lichtes, worauf der Photofühler
einen Strom anzeigt.
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Das Wesen unserer Erfindung besteht in dem gegenseitigen Verhältnis
der auf Fig. 1 sichtbaren optischen Elemente, namentlich daß diese von der Lichtquelle
ausgegangen entlang der Lichtstrahlen in welcher Reihenfolge sich anordnen. Der
Erfindung gemäß ist du wesentlichste, daß zwischen dem Polarisator und dem Analysator
sich nur die zu untersuchende Ampulle befinde. Unrichtig ist also nach der Zielsetzung
der Erfindung, daß zwischen dem Polarisator und Analysator andere Elemente des optischen
Systems, z.B. Blende, Linse, Prisma, oder welchenimmer Bestandteil in dem Untersuchungsfeld
(zwischen 4 und 6) anzuordnen, die durch das polarisierte Licht getroffen werden,
oder auf welchen die Ebene des polarisierten Lichte aus welchenimmer Grund sich
verdrehen könnte. Wenn nämlich nach den bekannten Verfahren zwischen dem Polarisator
und Analysator sich eine Blende befinden würde, dann würde dc Rand er Blende im
Photofühler bereits eine Erhöhung der Lichstärke verursachen, wodurch das Geräusch
des Photofiihlers sich erhöhen
würde, und diese Anordnung wurde
dann die Auflösefähigkeit des Apparates gefährden. Die Lage wird um so schlechter
je mehr Blenden im Untersuchungsfeld angewendet werden.
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Wenn hingegen, unter Berücksichtigung praktischer Gründe, die Rolle
der Blenden durch z.B. in die Wande des die Ampulle haltenden Korbes eingeschnittene
Spalten übernommen wird, dann entsteht nicht bloß, eine Erhöhung des Geräusches,
sondern wegen den stets auftretenden Erschütterungen kommt eine Bewegung der Kanten
der Spalte zustande, die Wechselstromkomponenten in dem Strom des Photofühlers verursachen,
die von den zu beobachten beabsichtigten Zeichen der verunreinigenden Elemente nicht
zu unterscheiden sind.
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Unsere Erfindung ermöglicht zu gleicher Zeit, auch in unbeschränkter
Zahl die Anwendung von optischen Elementen (Linsen, Spalten, Prismen, usw.) außerhalb
des durch den Polarisator und Analysator begrenzten Untersuchungsfeldes. Die Anwendung
solcher Elemente kann zwecks der praktischen Ausbildung der Einrichtung vorteilhaft
erscheinen.
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Die zweite Zielsetzung; der Erfindung, d.h. das Antfinden der bereits
erwähnten "versteckten" Verunreinigungselemente betreffend wurde festgestellt, daß
es sich hier un eine Wahrscheinlichkeitsfrage handelt. Hier muß darauf verwiesen
werden, daß bei den bekannten automaten für die Verunreinigungsuntersuohung, die
die Verunreinigung von Getränken für Genußzwecke erfassen, bloß eine Meßstellung
angewendet wird. Versäumt diese Meßstellung die Anzeige der Verunreinigung, z.B.
weil es sich un eine vorhin erörterte versteckte Verunreinigung handelt dann hat
sich die Untersuchungseinrichtung bereits geirrt.
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Unserer Erfindung nach wird der Unterschungsautomat so aufgebaut,
daß dieser mehrere Prüfknöpfe enthält, d.h. der zu untersuchende Gegenstand wird
einer Reihe von Untersuchungen unterworfen. Die Wahrecheinliceit der Reproduzierbarkeit
erhöht sich erheblich, wenn in dem
Prüfkopf die Flüssigkeit gegenüber
dem vorangehenden Prüfkopf in entgegengesetzter Richtung in Umlauf gesetzt wird.
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Die wahrscheinliche Erklarung hiefür ist, daß die in entgegengesetzter
Richtung umlaufende Flüssigkeit auch solche verunreinigende Elemente von der Innenfläche
des Glases abzuwaschen vermag, die bei dem Umlauf in bloß einer Richtung nicht zu
entfernen waren.
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Zweckmäßig ist eine Ausführung des erfindungsmäßigen Automaten, bei
dem zu der auf dem Kranz befindlichen jeden Stellung, mit der Stellung zusammen
fortschreitender Elektromagnet mit Fallplatte angewendet. wird.
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Wenn der photoelektrische Stromkreis eine Verunreinigung empfindet,
fällt die Fallplatte ab, und die abgefallene Platte schaltet in der Auswurfstellung
diejenige Einordnungsschaufel, die bestimmt ob die untersuchte Ampulle in den Sammelkasten
für reine oder verunreinigte Ampullen falle.