DE2422129A1 - Vorrichtung zur messung bestimmter eigenschaften in einer partikelsuspension suspendierter partikel - Google Patents

Vorrichtung zur messung bestimmter eigenschaften in einer partikelsuspension suspendierter partikel

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    • G01N15/10Investigating individual particles
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    • G01N15/12Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects by observing changes in resistance or impedance across apertures when traversed by individual particles, e.g. by using the Coulter principle

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Description

  • Vorrichtung zur Messung bestimmter Eigenschaften in einer Partikelsuspension suspendierter Partikel.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messungebestimmter Eigenschaften in einer Partikelsuspension suspendierter Partikel mit einer einen ersten und einen zweiten Raum aufweisenden Meßkammer (Hauptkammer), deren erstem Raum, in dem eine erste Elektrode angeordnet ist, partikelfreier Elektrolyt zugeführt wird, der über eine Meßöffnung in den zweiten Raum, in deni eine zweite Elektrode angeordnet ist und in dem ein nedriberer Druck als in dem ersten Raum herrscht, strömt, und die Partikelsuspension aus einer Zurührungskapillare, die in dem ersten Raum'vor der Meßöffnung angeordnet ist, bei Überdruck in dieser gegenüber dem Druck im ersten Raum in die Strömung vor der Meßöffnung eintritt.
  • Derartige Vorrichtungen sind bekannt (Spielmann/Goren, Journal of Colloid and Interface Science 26, 175-182 (1968); DAS 2 013' 799). Es handelt sich dabei. um Messungen nach dem sog.
  • "Coulter"-Verfahren (US-PS 2 656 508), das darauf basiert, aus dem Impuls bzw. Signal, das bei Durchtritt eines' Partikels durch die 'Messöffaung zwischen den beiden Elektroden infolge der. unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Partikel einerseits und des Elektrolyten andererseits auftritt, Rückschlüsse auf die Eigenschaften des durchgetretenen Partikels (z.B. Volumen) zu ziehen und gleichzeitig beim Durchtritt mehrerer Partikel durch die Meßöffnung hintereinander. die Gesamtheit aller aufgetretenen Impulse bzw. Signale etwa durch Klassifizierung auszuwerten, um z.B. die Volumenverteilung zu erhalten. Die bekannten Vorrichtungen sehen dabei vor, daß die Zuführungskapillare in den gegenüber atmosphärischem Druck offenen er'sten Raum vor der Meßöffnung eintaucht und der zum Eintreten von Partikelsuspension in die Strömung des Elektrolyten vor der. Meßöffnung erforderliche Überdruck in der Zuführungskapillare dadurch erzielt wird, daß das Niveau der Partikelsuspension in der Zuführungskapillare höher ist als das Niveau des Elektrolyten in dem ersten Raum, und zwar um so viel, daß der Überdruck in der ZuSührungskapillare ausrelcht, um ein Austreten der Partikelsuspension gegen die Strömungswiderstände in der Zuführungskapillare zu erreichen.
  • Andere als die eingangs genannten Vorrichtungen (DAS 1 806 512; Thom, Vergleichende Untersuchungen zur elektronischen Zellvolumen-Analyse, Hrsg. AEG-Telefunken, 1972, S.16/17), die ebenfalls nach den erwähnten nCoulter"-Verfahren arbeiten, sehen im Gegensatz dazu vor, daß die'Austrittsöffnung der Zuführungskapillare so nahe an der Meßöffnung angeordnet ist, daß der bei Umströmung der. Austrittsöffnung auftretende hydrodynamische'Sog, der sich nach der Bernoulli'schen Gleichung errechnen läßt, ausreicht, auch ohne Überdruck in der Zufnhrungskapillare 'gegenber dem statischen Druck in dem Raum vor. der Meßöffnung Partikelsuspension aus dieser anzusaugen.
  • Ein Nachteil der. bekannten Vorrichtungen ist darin zu sehen, daß die Ausströmgeschwindigkeit der Partikelsuspension, d.h.
  • die Geschwindigkeit, mit der diese aus der Austrittsöffnung der Zuführungskapillare austritt, nur umständlich und zeitraubend kontrollierbar bzw. einstellbar ist, indem man entweder im Behälter der parikelfreien Flüssigkelt oder im Suspensionsbehälter. das Niveau verändert. Eine einfachere Einstellung ist aber - je nach dem Charakter. der Partikelsustension, die untersucht werden soll - erwünscht, um unterschiedlichen Partikeldichten in der Partikelsuspension, unterschiedlichen Partiklgrößen und unterschiedlichen'Auswertungsbedingungen Rechnung zu tragen. So kann es z.B. vorkommen, daß eine ' bestimmte Austrittsgeschwindigkeit, die für eine bestimmte Partikelsuspension durchaus angemes'sen sein mag, bei einer anderen Partikelsuspension zum unerwünschten gleichzeitigen Durchtritt mehrerer. Partikel führt oder daß - im' Gegensatz dazu - der zeitliche Abstand zwischen einzelnen Partikeldurchtritten so, groß wird, daß eine Erhöhung der Ausströmgeschwindigkeit aus ökonomischen Gründen angezeigt erscheint.
  • Der Erfindung liegt die Auf, gabe zugrunde, eine Vorrichtung der. eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Ausströmges'chwindigkeit, mit der die Partikelsuspension aus der Austrittsöffnung der Zuführungskapillare austritt, einstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß der erste Raum vom atmosphärischen Druck der Umgebung abgeschlossen ausgebildet ist und die'ZufUhrung des Elektrolyten über eine Leitung von einer höhenverstellbaren Vorkammer her erfolgt bezogen auf die Vorkammer in der Niveau des partikelfreien Elekrolyten/auf einen von der Höhenverstellung derselben unabhängigen Wert einregelbar ist, derart, daß die Böheneinstellung der Vorkammer.
  • den Druck in dem ersten Raum bestimmt.
  • Durch Verwendung eines geschlossenen Behälters für den ersten Raum wird es'. möglich, den in ihm herrschenden statischen Druck unabhängig vom atmosphärischen Druck außerhalb des'-selben durch Höhenversteilung der mit ihm verbundenen Vorkammer zu bes'timmen. Damit ist aber auch gleichzeitig der für den Aus tritt der. Partikelsuspension aus der Z uführungskapi llare notwendige Überdruck in dieser gegenüber dem statischen Druck in dem ersten Raum ebenfalls durch Höhenverstellung der.
  • Kammer beliebig einstellbar. Die'ZuSUhrungskapillare steht dann unter. normalem atmosphärischem Druck. Der für die Ausströmgeschwindigkeit der Partikelsuspension aus der Zuführungskapillare maßgebliche Überdruck der Partikelsuspension gegenüber dem Elektrolyten im ersten Raum der Hauptkammer wird durch den durch Höhenverstellung der Vorkammer beliebig einstellbaren' Unterdruck im ersten Raum gegenüber dem atmosphärischen Druck erzeugt.
  • Die Erfindung betrifft ferner. verschiedene vorteilhafte Weiterbildungen, so insbesondere die Art und Weise der' Einstellung des Niveaus des Elektrolyten in der. vorges'chalteten Kammer, die 'galvanische Trennung der eigentlichen Meßkammer von der Zu- bzw. Ableitung des Elektrolyten, die 'Anordnung der' Meßöffnung im Hinblick auf die Vermeidung störender Luftblasen in ihrer Nähe,. die Spülung der Beireiche 'vor und hinter der Meßöffnung, die Umschaltbarkeit vom normalen Betrieb auf Spülung, die'Ausbildung der'Einzelteile als steckfähige und daher ieicht zu handhabende und zu reinigende Elemente, die Ableitung von Signalen mittels Photozellen von dem Behälter für die Partikelsuspension zur Steuerung der Auswertung, die'Ausbildung der Elektroden und die 'Ausbildung des BehElter's zur Aufnahme dez" Partikelsuspension als steck£§higes Bauteil.
  • Ausführungsbei'spiele'der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es: stellen dar: Figur 1' einen' Querschnitt durch ein erstes' Ausführungsbeispiel; Figur 2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel.
  • Das Ausführungsbeispiel' nach Fig., 1 weist einen' Vorratsbehälter 1 auf, der mit partikelfreiem Elektrolyten 2 gefüllt ist und über eine Entlüftungsöffnung 3 entlüftet' wird. Der Vorratsbehälter 1 ist über eine flexible Leitung II mit einer Tropfdüse 5 verbunderi, aus der. der partikeifreie Elektrolyt in Form von Tropfen 2' austritt. Die tropfenweise Zuführung des partikeifreien Elektrolyten zu den weiteren Teilen der Vorrichtung bewirkt eine galvanische Trennung des Elektrolyten 2 im Vorratsbehälter. 1 von dem Elektrolyten in den weiteren Teilen der Vorrichtung. Sie verhindert eine Beeinflussung der. elektrischen Eigenschaften des im folgenden beschriebenen systems durch die elektrischen Eigenschaften (Kapazitäten .u.dgl.). des Vorratsbehälters 1 und der Leitung 4.
  • Die Tropfkammer 6 ist unten durch eine Trennwand 8 abgeschlossen, in der. eine Durchlaßöffnung 7 angebracht ist.
  • ueber diese Öffnung gelangt der' Elektrolyt in die als Schwimmerkammer ausgebildete ;Vorkammer' 9 und sammelt sich dort an.
  • In der Vorkammer 9 schwimmt ein durch eine Schwimmer'führung 12' geführter Schwimmer. 12, der mit einer konisch. verlaufenden: Ventilspitze 11 versehen ist;. der konische Verlauf entspricht der Ausbildung des Ventilsitzes 10 an der Unterseite'der Durchlaßöffnung .7. Sobald also soviel Elektrolyt 14 in der Schwimmerkammer 9 ist, daß der Schwimmer-12 so hoch schwimmt, daß die Ventilspitze' .11 die Durchlaßöffnung 7 ver'schließt, fließt kein Elektrolyt mehr nach. Das durch Ventilspitze it und Ventilsitz'gebildete Ventil bewirkt so eine Regulierung des Niveaus des partikelfreien Elektrolyten 14 in der Vorkammer 9 auf einen bestimmten konstanten~ Wert, der von äußeren Einflüssen, so insbesondere von der Höhe der Anordnung der Vorkammer 9 (siehe dazu weiter unten) unabhängig ist.
  • Die Entlüftung der Vorkammer 9 erfolgt über' eine Entlüftungsöffnung 13.
  • Die Tropfenkammer 6 und die Vorkammer 9 sind auf einer. Halte-.
  • platte '17 angeordnet, die entlang einer Führungsschiene 19 höhenverstellbar ist und auf einer bestimmten Höhe mit Hilfe der Klemmschraube 1& feststellbar ist. Die Vorkammer 9 ist mit einer Auslaßöffnung 15 versehen, die 'über eine flexible Leitung 16 mit der eigentlichen Meßkammer 100 (Hauptlammer) verbunden ist.
  • Die Meßkammer 100 wird durch ein Kammergehäuse 31 mit einem Deckel 30 und einem Kammerboden 33 gebildet. und ist durh eine Trennwand 32 in einen oberen: Raum 34 und einen unteren Raum 35 unterteilt; die Trennwand 32 verläuft, wie'aus Fig.' 1' ersichtlich, nicht waagerecht, sondern verjüngt sich nach unten: hin konisch, so daß sowohl der obere Raum 34 als auch der untere Raum. 35 etwa trichterförmig geformt sind. Wichtig ist diese Ausbildung der Trennwand 32 beim Ausführungsbei'-spiel bes.onders im Hinblick auf die sich daraus ergebende Form des. unteren: Raumes 35 (siehe'dazu weiter unten).
  • Am untersten Punkt der Trennwand 32 ist die Meßöffnung 24-vorgesehen, durch die Flüssigkeit vom oberen: Raum 34 in den unteren: Raum 35 fließen kann. im oberen Raum 34 ist eine erste Elelktrode 56, im unteren' Raum 35 eine zweite Elektrode 57 vorgesehen'. Über die Elekltrodenans chlüsse 54 und 55 kann Somit elektrischer. Strom durch'die Meßkammer geschickt werden.
  • In deni oberen Raum 34 fließt partikelfreier Elektrolyt über den: Einlaufstutzen 41 aus der Leitung 16 zu. Aus dem unteren Raum 35 wird der Elektrolyt, der. dann nicht mehr partikelfrei ist (siehe'dazu unten), über eine Abfluß-Tropfenkammer 49 und einen: Sauganschluß 26 abgesaugt, an dem eine nicht gez'ei'gte) Unter'druckquelle angelegt ist.
  • Die Zuführung von Partikelsuspension in den Raum 34 erfolgt über'. eine Zuführungskapillare 22, deren langgestreckte dünnwandige und sich verjüngende 'Austrittsspitze 23 in einem gewissen Abstand, der variabel, d.h. einstellbar ist, oberhalb der Meßöffnung 24 angeordnet. ist. Die Zu:führungskapillare 22 steckt in einer zentrischen Bohrung im Deckel 30 und wird dort mit Hilfe eines Klemm- und Dichtelementes' 29, das eine Verschiebung der ZuSührungskapillare'und damit deren Höhenverstellung ermöglicht, gehalten. Im Deckel 30 sitzt ferner', durch eine Stopfbuchse 27' gehalten, ein Klemmteil 27, das mit einer: Bohrung versehen: ist, in die ein weiteres.
  • Klemm- und Dichtelement 28 gesteckt ist. Die Zuführungskapillare'22 erstreckt sich, von diesem zentriert, bis in den: unteren: Bereich dieses weiteren Klemm- und Dichtelements 28 hinein. In den oberen Teil des Klemm- und Abdichtelements 28 ragt der untere Einset'zs'tutzen: 20' eines'. Behälters 20, der Partikelsuspen:sion enthält und der bis zu einem Niveau in seinem oberen Einfüllstutzen: 20" mit Partikelsuspension 21 gefüllt ist. Dabei ist sowohl der Einset'zstutzen' 20'als auch der Einfüllstutzen: 20" rund ausgebildet; sofern in ihm eine Flüssigkeitssäule steht, entfaltet diese eine Sammellinsen-Wirkung, d.h. sie bündelt durch sie hindurchtretendes Licht relativ stark; steht keine Flüssigkeit in dem Einsetzstutzen bzw. in dem Einfüllstutzen 20", so wird hindurchgeleitetes. Licht wegen: der sehr unterschiedlichen Brechungsindizes. von Glas und Luft wesentlich weniger. stark gebündelt.
  • Dies'. wird dazu genutzt, mit Hilfe von zwei. Lichtquellen 51, einer ersten Fotozelle 52 und einer zweiten Fotozelle 53 Signale abzuleiten, die 'zur Steuerung des. PartikeI-Zählvorgangs verwendet. werden können. Das heißt: Erreicht das Niveau der. Partikelsuspension das Niveau der Anordnung der Lichtquelle 51 und der ersten Fotozelle 52, entsteht durch Wegfall der Bündelung ein Signal, das dazu eingesetzt werden kann, den Zählvorgang zu beginnen. Erreicht das Niveau das Niveau der zweiten Fotozelle 3, entsteht ein weiteres. Signal, das dazu einges'etzt werden kann, den Zählvorgang zu beenden. Das Volumen des Behälters 20 zwischen den beiden Niveauhöhen, die diesen Schaltvorgang bestimmen, kann man eichen, so daß bestimmte Arten elektronischer Auswertung, .z..B. die Ermittlung der. Anzahl von Partikeln pro Volumen Partikelsuspension 21 auf diese Weise ermöglicht wird. Besonders zu betonen an dieser Stelle ist die Steckfähigkeit des. Behälters 20; er. kann an der. Stelle der Entnahme einer Partikelsuspension (z.'B. Blut) vorbereitet und dann ohne'weitere 7Jchwierigkelt durch Einstecken in das Dicht- und Klemmelement 28 auf die Mehrkammer 100 aufgesetzt werden, so daß die Auswertung ohne weitere Vorbereitung beginnen kann. Die beiden öffnungen des. Behälters 20 bzw.
  • dessen Einsetzstutzens 20' und Einfüllstutzens 20" sind von so kleinem Durchmesser, daß infolge :der. Oberflächenspannung Partikelsuspension aus ihnen: nur bei Überdruck gegenüber der äußeren Umgebung oder bei Eintauchen in Flüssigkeit austritt. Ferner kann so in besonders einfacher.
  • Weise die 'Auswertung'mehrerer Suspensionen in mehreren Behälters 20 hinter'einander erfolgen.
  • Der eigentli-che Meßvorgang geht in an sich bekannter Weise vor sich: Aus dem Raum 35 wird Flüssigkeit (Elektrolyt und Partikelsuspension) abgesaugt; dadurch entsteht ein Druckunterschied zwischen dem Raum 34 und dem Raum 35, als dessen Folge sich eine Flüssigkeitsströmung durch die Meß'öffnung 24 ausgebildet, die sich im Bereich vor der.
  • Meßöffnung 24 verengt. Dadurch, daß der. Druck, dem die -Partikelsuspension 21 in der Zuführungskapillare 22 ausgesetzt ist, höher. ist als der. Druck des partikelfreien Elektrolyten im Raum 34, tritt. die Partikelsuspension aus der. Austrittspitze 23 der. Zuführungskapillare .22 aus und in die sich konzentrierende Strömung des partikelfreien Elektrolyten vor der Meßöffnung 24 ein; der aus der Zuführungsspitze austretende Partikelstromfaden wird auf diese Weise verjüngt und er'fährt dabei. eine 'erhebliche Konzentration. Bei' Durchtritt eines'. Partikels durch die'Meßöffnung 24 ändert sich der. elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 56 und 57. Daraus kann ein Impuls abge-.
  • leitet' werden, der Information über das Volumen und/oder weitere Eigenschaften des Partikels enthält, und der ferner zur Zählung der Partikel verwendet werden: kann, d.h.
  • der - allgemein gesprochen - in entsprechenden Zähl- und/ oder Klassiereinrichtungen ausgewertet wird.
  • Ein wesentliches Merkmal-der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, daß die Äusströmges.chwindigkeit der Partikelsuspension 21 aus der Austrittsspitze 23 der Zuführungskapillare 22 durch Regulierung des. Überdrucks in der Zuführungskapillare 22 gegenüber dem statischen Druck. in dem Raum 34 bestimmt werden kann. Das wird dadurch er reicht, daß, wie beschrieb'en, der Raum 34 geschlossen ist, so daß der Druck in ihm von der Höhe des Niveaus y des partikeifreien: Elektrolyten: 14' in der Vorkammer 9 abhängt. Diese Höhe ist aber allein von der. Höhe der Halterungsplatte 17 abhängig und durch deren Verschiebung an der Führungsschiene 19 einstellbar. Der. Druck kann insbesondere auch dadurch, daß die Vorkammer 9 so weit nach unten: verschoben wird, daß das Niveau y des partikelfrei'en Elektrolyten 14' unter der. oberen Fläche des Elektrolyten im Raum 34 liegt, negativ gegenüber dem äußeren atmosphärischen Druck gemacht werden. Daß dennoch keine Strömung des Elektrolyten von dem Raum 34 in' die Vorkammer 9, sondern stets auch eine Strömung in umgekehrter. Richtung erfolgt, ist die Folge davon, daß der Unterdruck in dem Raum 35 - absolut gesehen - stet's sehr viel größer. als der im Raum 34 ist und daher eine Strömung von dem Raum 34 in den: Raum 35 erzwingt, Der Druck der Partikelsuspen:sion in der Zuführungskapillare 22 hängt nun seinerseits von der Höhe des Niveaus x ab; daraus folgt, daß die .für den: Austritt. von Partikelsuspension aus 21 aus der' Austrittsspitze' 23 maßgebende -Druckdifferenz' : D = f (y - x) durch Einstellung der Niveaudiffer-en:z y - x und damit durch Einstellung des. Niveaus y bestimmt wer'den kann.
  • Die entscheidende Einstellung des Überdrucks der Partikelsuspension in der Zuführungskapillare,. die den Ausströmdruck und damit die Ausströmgeschwindigkeit (Meßrate) bestimmt, hängt also nicht ausschließlich von der. Höhe der Säule .der. Partikelsuspension 21 in der Zuführungskapillare 22 ab, sondern wird hauptsächlich - durch H6henverschiebung entlang der' Führungsschiene 19-- durch den: Unterdruck im abgeschlossenen Raum. 34 bestimmt bzw. eingestellt. Damit ist es möglich, bei. Mes'sungen mit solchen Meßkammern auch diesen Parameter nicht nur exakt zu erfassen, sondern auch exakt einzustellen und sogar während der Messung auf ein-' fache Weise zu verändern.
  • Man kann auf diese Weise auch einstellen, daß bzw. ob über'-haupt Partikelsuspension durch die Austrittsspitze'23 der Zuführungskapillare austritt. Wird nämlich die Vorkammer. 9 so hoch gestellt, daß der. dadurch im Raum 34 entstehende statische'Druck nicht mehr um einen' bestimmten Schwellwert niedriger. ist als der. Druck der. Partikelsuspension in der Zuführungskapillare 22, so wird damit die Zuführung der Partikelsuspension "abgestellt". Durch Senken der. Vorkammer 9 kann der Zufluß von Partikelsuspension in den Raum vor der Meßöffnung dann wieder. eingeleitet. und be-.
  • schleunigt werden. Der "SchweIlwert" wird bei in den Elektrolyten eintauchende Zufffhrungskapillare'durch die Strömungswiderstände der. Zuführungskapillare 22 bestimmt.' Als statischer Druck ist dabei. derjenige Druck in der Kammer. 34 bezeichnet, der in dem oben beschriebenen Sinne durch Einstellung der Höhe der Vorkammer 9 hergestellt wird (ohne Berücksichtigung des an irgendeiner Stelle durch die Strömung selbst hervorgerufenen und nach der Bernoullitschen Gleichung zu berechnenden Unterdruckes, der bei den hier gewählten: Dimen'sionierungen: keine Rolle spielt.
  • Man arbeitet' mit einem Unterdruck von 4 m WS im Raum 35 gegenüber. dem äußeren atmosphärischen Druck, und im Raum 34 mit einem Unterdruck von 1 - 6. cm WS gegenüber dem äußer'en. atmosphärischen Druck;in der. Zuführungskapillare '22, die'mit der' Atmosphäre in Ver. bindung steht, herrscht dadurch ein statischer Überdruck von 1 - 6 cm WS gegenüber dem Raum 34. Der. Unterdruck im Raum 35 ist also ca. 100 mal größer als der. im Raum 34. Der Einfluß der. unterschiedli-chen Drücke in den Räumen 34 und 35 auf die Durchströmung der.
  • Meßöffnung kann daher. vernachlässigt werden.
  • Mit dieser. "trockenen" Regelung der. Partikelstromdichte ist ein beliebiges Anhalten und Wiederanlaufen einer Messung, sowie eine Veränderung der Anzahl der pro Zeiteinhei't gemessenen Partikel möglich. Ebenso ist eine Umkehrung der Strömungsrichtung zur Unterstützung einer Spülung der' Zuführungskapillare 22 möglich.
  • Die Anordnung der. Abflußöffnung 25 an der. obersten Stelle der sich nach unten zur Meßöffnung 24 konisch verjüngenden Trennwand 32 sorgt für eine Entlüftung des. unteren Raumes'.
  • 35; scheiden sich Luftblasen ab, so werden sie an dieser -nämlich der höchst liegenden Stelle - mit abgesaugt; die dargestellte Ausbildung der. Trennwand 32 und die Änordnung der Meßöffnung 24 an ihrer. tiefer als die Abflußöffnung 25 liegenden Stelle :verhindern also den normalerweise bei horizontal verlaufender. Trennwand auftretenden Nachteil, daß sich Luftblasen an, im Bereich um oder. in der Meßöffnung 24 festsetzen und so zu Vez'fälschungen. des. Meßergebnisses führen.
  • In Nähe der' Meßöffnung 24 und der. Austrittsspitze 23 der Zuführungskapillare 22 ist ferner. eine Spülkapillare 47 vorgesehen, um den Bereich vor der. Meßöffnung 24 von Partikelrückständen und Luftblasen, die sich dort anlagern können, freizuspülen. Das erfolgt durch Herabdrücken eines. Schaltkolbens 42, der durch eine Feder 50 mit einem an ihr angèordneten Bund gegen einen: Anschlag in'dem Deckel 30 gedrückt wird. Wird er. her'abgedrückt, dann verschiebt sich die'Durchlaßöffnung 40 im Schaltkolben 42 soweit, daß die .Verbindung der im Einlaufstutzen 41 zugeordneten Anschlußöffnung. 39 mit diesem unterbrochen wird; gleichzeitig verschiebt sich die Durchlaßöffnung 44 derart, daß sie eine Verbindung. der Einlaßöffnung 45, die ebenfalls mit der Leitung 16 in Verbindung steht, mit der' Spülkapillare 47 herstellt. Ist dabei die'Schwimmerkammer 9 entsprechend hoch eingestellt, tritt aus der Spitze der Spülkapillare .47 ein Elek'trolytstrahl aus, der die Partikel, die sich eventuell vor der Meßöffnung 24 abgelagert haben, weil sie zu groß sind, um durch die Meßöffnung 24 hindurch zu treten, aufwirbelt. Sie fließen ab über eine Auslaßöffnung 48, die'mit dem Raum 34 bei herabgedrücktem Schaltkolben 42 über- eine Durchlaßöffnung 46 in Verbindung steht. Ihr, Abfluß erfolgt ebenfalls in der. aus Fig.1 ersichtlichen Weise -über' -die Tropfenkammer' 49.
  • Zur Spülung der. Unterseite der Meßöffnung 24, d.h. ebenfalls zur Aufwirbelung von Partikeln, die sich dort festges'etzt haben, aber auch insbesondere zur Ablösung von dort möglicherweise trotz der. vorgesehenen Entlüftung noch sitzenden: kleinen und kleinsten Luftbläschen, endet. ei'ne Spüldüse 36 im Raum 35 kurz: vor der. Meßöffnung 24. Diese Spüldüse 36 steht mit einem komprimierbaren Behälter 37 in Verbindung, der. einen Vorrat 38 an flüssigem Elektrolyten enthält, der.
  • bei Zusammendrücken. des. Behälters 37 einen Strahl von unten in Richtung Meßöffnung 24 abgibt, so daß der gewünschte Reinigungseffekt eintritt.
  • Figur 2 zei.gt ei'n zweites Ausführungsbeispiel der Meßkammer. 100; es. ist weniger schematischer Natur, sondern zeigt im einzelnen: bes.onders praktische 'Ausbildungen und Weiterbildungen, die in der leichten Zusammensteckbarkeit und Handhabbarkeit der. einzelnen Teile liegen, und die zu einer weiteren Vereinfachung der Bedienung, insbesondere aber auch der Reinigung und des. Auswechselns einiger' Teile führen.
  • Die Meßkammer 100 wird durch einen unteren topfförmigen Gehäuseteil 131 gebildet', in dem ein sich nach unten hin konisch verjüngender Einsatzteil 132 eingesetzt ist. In diesen wiederum eingesetzt ist ein stopfbuchsenartig ausgebildeter Oberteil 130, dessen unteres Ende hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei. die unteren Stirnkanten ringsherum abges:chrägt sind. in dem Oberteil 130 wird mit Hilfe einer. Stopfbuchse 127' ein Klemm- und Dichtteil 129 höhenverstelbar und einstellbar gehalten, in dessen Bohrung die ZuSührungskapillare 122 eingesteckt ist, die nach unten aus diesem und auch aus dem Oberteil 130 herausragt.
  • Der Klemm- und Abdichtteil 129 erweitert sich an seinem oberen Ende derart, daß er. eine sich nach oben erweiternde Dichtlippe 170 bildet, auf der. ein Behälter 120, der die Partikelsuspension aufnimmt, aufsitzt und die die Einsteckhöhe begrenzt.
  • Der' Oberteil 130 ist mit einem kragenförmigen Bund 171 verseh'en, auf dem eine -Überwurfmanschette 172 aufsitzt, die Vorsprünge 173 aufweist, die gegenüber. Vorsprüngen 174 am Einsatzteil 132 nach Art eines. Bajonettverschlusses verriegelt werden können.
  • Im Oberteil 130 befindet sich ferner' eine Zuleitung 141 zur Zuführung von partikeIfreiem Elektrolyt von einer Leitung her., die oder' Leitung 16 in Fig. i. entspricht.
  • Ferner ist im Oberteil 130 eine Spülkapillare 147 vorgesehen, die über. einem Kanal 145 mit Spülflüssigkeit beschickt werden kann.
  • In dem Oberteil 34 befindet sich ferne ein Einlageplättchen 175, in das die eigentliche Meßöffnung 124 eingelassen ist.
  • Die eine Elektrode 176 ist in dem Einsatzteil 130, und zwar in dessen unterer hohlzylindrischen Ausnehmung an den Seiten in Form einer Plattierung oder einer. aufgedampften Schicht vorgesehen. Diese Ausbildung des Einsatzteils 130 ergibt einen Fangraum für Luftblasen, die sich im Raum 134 bilden. Sie sammeln sich an dessen Oberseite und werden bei Spülung (s.unten) über. die Anschlußleitung 141 abgesaugt. Die andere Elektrode wird durch eine'auf dem Boden des. Gehäusetei.ls 131 liegende Platte 177 gebildet. Die Zuleitung zur Elektrode 176 ist in Fig.2. nicht gezeigt.
  • Sie ist in die entsprechenden Teile eingearbeitet. und mit nach außen führenden Anschlüssen versehen.
  • Durch die .Unter'seite des' Einsatzteils 132 wird der Innenraum des' Gehäuseteils 131 in einen unteren: Raum 135 und einen oberen Raum 134 unterteilt, die über. die Meßöffnung 124 miteinander. in Verbindung stehen. Während die .Zuführung von partikeLfrei'em Elektrolyten: über. die'Anschlußleitung 141 stattfindet., erfolgt die Absaugung aus dem Raum 135 über. den: Absaugkanal-125. Die 'Spülung der. Meßöffnung 124 von unten erfolgt über. einen Spülkanal 136.
  • Wie ersichtli-ch, sind zur Abdichtung der einzelnen Teile gegeneïnander an verschiedenen Stellen: Dichtungen: vorgesehen.
  • Der Vorteil der in Fig. 2 gezeigten Anordnung liegt in der.
  • einfachen Auswechselbarkeit der einzelnen Teile; besonders hinzuweisen ist in diesem Zusammenhang auf die'einfache Art des Einsetzens des Behälters 120, der, wie bereits im Zusammenhang mit Figur erwähnt, dazu dienen kann, mit einer bestimmten Meßkammer Reihenuntersuchungen: vorzunehmen, die durch Einfüllen von Partikelsuspension (z.B. Blut) entsprechend vorbereitet werden können.
  • Auch bei der Anordnung nach Fig.2. können für die Erzeugung von Signalen unter. Einschaltung bzw. Abschaltung des Auswerte-. bzw. Zählvorgangs Fotozellen in Höhe des. Einflußstutzens 120t' oder. des Einsetzstutzens 120' vorgesehen sein.
  • Ferner ist die Steckbarkei't des Einsatzteils 132 sowie des darin wiederum aufgenommenen Oberteils 130 wichtig, wobei der Oberteil 130 an seiner Unterseite die eine Elektrode 176 trägt, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ringförmig ist, die aber auch anders ausgebildet' sein kann.
  • Bei. dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist ein Schaltkolben derart, wie er. in Fig. 1 in Form des. Schaltkolbens 42 vorgesehen ist, nicht in die Meßkammer. 100 integriert, Eine Umschaltung auf einen Spülvorgang muß durch extern vorgesehene Ventile erfolgen: In einer. ersten Schaltstellung derselben (normaler. Betrieb.) erfolgt über die AnschluR-leitung 141 die Zuführung von partikelfreier Suspension, während der Kanal 145, mit dem die Spülkapillare 147 verbunden ist, druckfrei ist; in einer zweiten Schaltstellung (Spülen) wird die Zuführung von partikelfreier Suspension von der Anschlußleitung 141 auf den Kanal 145 umgeschaltet und glei'chzeitig an die Anschlußleitung 141 die ansonsten an dem Absaugkanal 125 anliegende Unterdruckquelle 'angeschlossen. Dieser Spülvorgang dient, wie bereits erwähnt, zur Loslösung und Absaugung von Partikeln, die sich, z.B. weil sie für einen Durchtritt durch die Meßöffnung 124 zu groß sind, vor dieser abgelagert haben.
  • Patentansprüche:

Claims (21)

  1. Patentansprüche Vorrichtung zur Messung bestimmter Eigenschaften in einer Partikelsuspension suspendierter Partikel mit einer einen ersten und einen zweiten Raum aufweisenden Meßkammer (Hauptkammer), deren erstem Raum, in dem eine erste Elektrode angeordnet ist, partikelfreier Elektrolyt zugeführt wird, der über eine Meßöffnung in den zweiten Raum, in dem eine zweite Elektrode angeordnet ist und in dem ein niedrigerer Druck als in dem ersten Raum herrscht, strömt, und die Partikelsuspension aus einer Zuführungskapillare, die in dem ersten Raum vor der Meßöffnung angeordnet. ist, bei ueberdruck in dieser gegenüber dem Druck im ersten Raum in die Strömung vor der Meßöffnung eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Raum (34) vom atmosphärischen Druck der Umgebung abgeschlossen ausgebildet ist und die Zuführung (41) des Elektrolyten (14) über eine Leitung (16) von einer höhenverstellbaren (18 19) Vorkammer (9) her erfolgt. in der (9) das bezogen auf die Vorkammer -Niveau cLes. part eltrelen #;lextrolyten (14/auf einen von der. Höheneinstellung derselben (9) unabhängigen Wert einregelbar ist, derart, daß die Höheneinstellung der Vorkammer. den Druck in dem eraten Raum (34) bestimmt * .
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Niveaus des partikelfreien Elektrolyten (14) in der Vorkammer (9) durch einen Schwimmer. (12) erfolgt, der bei Erreichen eines bec stimmten Niveaus eine oeffnung (7, 10) verschließt, über. die Elektrolyt (2') zugeführt wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzei.chnet., daß zum Zwecke der galvanischen Trennung die Zuführung (41) des. Elektrolyten über. eine Tropfenkammer. (6) erfolgt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der' folgenden, dadurch gekennzeichnet', daß die Trennwand (32) zwischen dem oberen' Raum (34) und dem unteren Raum (35) schräg verlaufend ausgebildet ist und die Meßöffnung (24) tiefer.
    angeordnet ist als eine Abflußöffnung (25), über die an den unteren Raum Unterdruck angelegt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (9) eine Entlüftungsöffnung (13) aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gedennzeichnet, daß unterhalb und in Nähe der Meßöffnung (24) eine Spüldüse (36) angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bet'ätigung der Spüldüse '(36, 136) durch Kompression eines Behälters (37) erfolgt.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe und oberhalb der Meßöffnung (24) eine Spülkapillare (47, 147) angeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder. einem der. folgenden, dadurch gekennzeichnet', daß eine Einrichtung (42) vorgesehen ist, die in einer. ersten Schaltstellung a) die Zuführung (41) des Elektrolyten in den ersten Raum (34) mit einer. Leitung (16) zur Kammer. (9) verbindet, und b) den Abfluß von dem zweiten Raum (35) mit einem Anschluß (26) für eine Unterdruckquelle verbindet, und in einer zweiten Schaltstellung c) die Leitung (16) zur Kammer. (9) von der. Zuführung (41) zum ersten: Raum (34) trennt und mit einer Spülkapillare (47) verbindet., und d) den. ersten Raum (34) mit dem Anschluß (26) für die Unterdruckquelle verbindet', und e) die Verbindung des. Anschlusses (26) für die Unterdruckquelle mit dem zweiten Raum (35) trennt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet', daß die Zuführungskapillare :(22) in ein Dicht-und Klemmelement (29, 129) eingesteckt ist, das in dem Gehäuse (30, 130) angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet', daß im Gehäuse die Zuführungskapillare (22, 122) in einem ersten Klemm- und Abdichtteil (29, 129) gegenüber. der. Meßöffnung (24) verschiebbar eingesteckt ist, das über. dem oberen Ende der. Zuführungskapillare (22, 122) eine Dichtfläche (28, 170) aufweist, in die ein Behälter (20, 120) für die Partikelsuspension einset.zbar ist derart, daß der Behälter (20, 120) mit der. Zuführungskapillare (22, 122) in Verbindung steht.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter. (20) für die Partikelsuspension (21) an einer. Oberseite einen Einfüllstutzen (20") und an seiner. Unterseite einen Einsetzstutzen (20') aufweist, die beide kreisförmigen Querschnitt haben.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet', daß der Querschnitt des. Einfüllstutzens (20") und des' Einset.zstutzens (20'). derart gering ist, daß - in Abwesenheit der Anwendung von Druck - ein Austritt von PartikeIsuspension nur bei Flüssigkeitskontakt gegeben ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch: gekennzeichnet., daß in Nähe 'des Einfüllstutzens (20") und des. Einsetzstutzens (20') Lichtquellen (51) angeordnet sind, die Lichtstrahlung durch den Einfüllstutzen (20") bzw. Einsetzstutzen (20') hindurch an Fotozellen (52, 53) derart abheben, daß von ihnen unterschiedliche Signale ableitbar sind, je naehdem ob sich in dem Einfüllstutzen (20") bzw. Einsetzstutzen (20') Partikelsuspension befindet.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeicvhnet, daß die Signale,. die die Fotozellen (52, 53) abgeben, der. An- bzw. Abschaltung einer Auswertung der von den Elektroden (56, 57) abgegebenen Signale dienen.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder. einem der. folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Räume (134, 135) aufweisende Meßkammer (100) durch einen ersten, topfförmig ausgebildeten Teil (131) gebildet. wird, in den ein Einsatzteil (132) eingesetzt ist, der an seiner Unterseite die Meßöffnung (124) aufweist, und in diesen Einsatzteil (132),ein Oberteil (130) eingesetzt ist; in den die ZufUhrungskapillare (122) verschiebbar eingesteckt ist und in dessen oberen Bereich ein Klemm- und Abdichtteil (129) eingesteckt ist, der eine die Einstecktiefe des Behälters (120) begrenzende Dichtfläche (170) bildet.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode am Oberteil (130) unterhalb eines Fangraumes für Luftblasen angeordnet. ist.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (176) in dem Oberteil (133) in einer. Ausnehmung an dessen unterem Ende in Form eines mit der Zuführungskapillare (122) konzentrischen Ringes angeordnet. ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der. Oberteil (130) auf den: Einsatzteil (132) durch eine überwurfmanschette (172) verriegelbar (173, 174) ist.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einsatzteil (130) eine erste Leitung (141) zur Zuführung des Elektrolyten bzw. zur Absaugung desselben bei Spülung zu bzw. von dem ersten Raum (134) und eine zweite Leitung (145) zur Zuführung von SpUlflüssigkeit zu einer. Spülkapillare -(147) vorgesehen ist.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet', daß der. Behälter. (20, 120) zur Aufnahme der. Partikelsuspension (21) als ein in eine Dffnung in einem Einsatzteil (130), abdichtend aufsteckbarer. und auswechselbarer Behälter ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4290011A (en) * 1978-05-18 1981-09-15 Particle Data, Inc. Particle length and volume comeasurement with controlled orientation

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