DE2445411C2

DE2445411C2 - Meßgefäßanordnung für ein Teilchenmeßgerät

Info

Publication number: DE2445411C2
Application number: DE2445411A
Authority: DE
Inventors: Wallace Henry Miami Springs Fla. Coulter; Guenter Miami Fla. Ginsberg; Thomas J. Hollywood Fla. Godin; Walter Robert Miami Lakes Fla. Hogg; Oscar Proni
Original assignee: Coulter Electronics Ltd
Current assignee: Coulter Electronics Ltd
Priority date: 1973-09-26
Filing date: 1974-09-23
Publication date: 1984-08-09
Also published as: FR2244989B1; DE2445411A1; JPS5061269A; US3902115A; SE409246B; GB1479901A; NL7412562A; JPS5522734B2; CA1007704A; FR2244989A1; SE7411921L

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßgefäßanordnung für ein Teilchenmeßgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches I.

Eine solche Meßgefäßanordnung ist nach der vorveröffentlichten DE-PS 22 15 486 (Hauptpatent) vorbekannt. Dieses Meßgefäß ist im wesentlichen U-förmig aufgebaut. Der die Meßkammer bildende Schenkel besitzt eine Meßöffnung für den Eintritt der Teilchensuspension. Dieser Meßöffnung axial zugeordnet, in den Raum dahinter hineinragend, berindet sich eine Auslaßöffnung, an die sich eine den anderen Schenkel der U-Meßanordnung bildende Auslaßkammer anschließt. Es hat sich gezeigt daß eine gewisse Gefahr des Rückströmens von Teilchen zur Meßöffnung besteht, obwohl diese bereits die Meßöffnung durchströmt und hierdurch in bekannter Weise ein den Teilchen proportionales Signal zur Auswertung erzeugt wurde,
ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Rückströmens von Teilchen nach dem Durchtritt durch die Meßöffnung und damit eine Erzeugung von fehlerhaften Teilchensignalen noch weiter zu vermindern, damit exaktere Zähl- und Meßergebnisse erhalten werden können. Zugleich wird angestrebt, die Ausbildung des Meßgefäßes konstruktiv zu vereinfachen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des die Erfindung kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1.

2(s. Dadurch, daß der Teilchenstrom, der durch die Meßöffnung bereits hindurchgetreten ist, durch den teilchenfreien Strom, der mit erhöhter Geschwindigkeit in den Raum hinter der Meßöffnung eintritt, von diesem direkt mitgenommen wird, wobei der teilchenfreie Strom zunächst im Raum hinter der Meßöffnung möglichst geradlinig fortgeführt wird, wogegen der Suspensionsstrom abgelenkt wird« ist es möglich, die Gefahr des Zurückslrömens vor» Teilchen zur Meiiöffnung noch weiter zu vermindern. Dadurch werden noch exaktere Meßergebnisse möglich. Zudem vereinfacht sich der konstruktive Aufbau einer solchen Meßgefäßanordnung.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

H Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den F i g. 2—9 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I einen Querschnitt eines Teilchenmeßgerätes in schematicher Darstellung mit einer Meßgefäßanordnung gemäß Hauptpatent,

F i g. 2 einen vergrößerten Teilsehniit eines Meßgefäßes zur Verwendung mit dem Teilchünmeßgerät;

Fig.3 einen vergrößerten Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Meßgefäßes:
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 3;
F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 3;
F i g. 6 einen vergrößerten Teilschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels des Meßgefäßes;

F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in F i g. 6;
F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in F i g. 6;
F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 in F i g. 6.
Die in Fig. 1 gezeigte, insgesamt mit 10 bezeichnete Anordnung enthält ein Meßgefäß 12 mit einer ersten Kammer 13, die um eine zweite Kammer 18 ausgebildet ist und diese vollständig umgibt. Das Meßgefäß 12 ragt in einen Behälter oder Becher 38. In der Wand der ersten Kammer 13 ist in der Nähe des unteren Endes eine Meßöffnung 14 ausgebildet. In der Wand der zweiten Kammer 18 ist fluchtend mit der Meßöffnung 14 eine bo Auslaß-Öffnung 16 ausgebildet. Der Behälter 38 enthält die Probensuspension 48, die durch die Meßöffnung 14 und die Auslaß-Öffung 16 gesaugt werden soll. In dem Meßgefäß 12 und im Behälter 38 befinden sich Elektroden 34 bzw. 36. Sie sind mit dem Detektor eines Coulterb5 Teilchenmeßgerätes über Leitungen 17 zur Durchführung der Analyse der Probensuspension verbunden.

Das Meßgefäß 12 ist mit der Anordnung IO dadurch verbunden, daß sie an einem Kupplungsblock 54 befc-

stigt ist, der längs einer Trennlinie 56 trennbar ist. Die beiden Teile 57 und 58 des Blocks 54 sind aneinander mittels Schrauben 59 befestigt. Das Meßgefäß 12 endet am oberen Ende 62 im Block 54. Um das Meßgefäß 12 ist ein O-Ring 64 gelegt, der eine luft- und flüssigkeilsdichte Dichtung bildet. Das Meßgefäß 12 ist durch gegossenes Epoxyharz an der unteren Hälfic 57 des Blocks 54 befestigt und bildet zusammen mit diesem einen leicht zu befestigenden einheitlichen Teil. Das Meßgefäß 12 kann so bei einem Bruch durch ein anderes gleicher oder unterschiedlicher Art ersetzt werden. Zum Spülen und Reinigen des Meßgefäßes 12 ist mittels eines Rohransatzes 70 eine Leitung 71 mit einem Ventil 73' angeschlossen.

Die Kammer 18 endtt stromab im oberen Teil 19 an einem Rohransatz 21, der den oberen Teil oder Anschluß 19 mit einer Leitung 20 verbindet. In der Leitung 20 befindet sich ein Ventil 22. Die Leitung endet an einer Auslaö-Tropfkammer oder einem Abfallbehälter 24. Eine nichtgezeigte Unterdruckquelle ist mit dem Abfallbehälter 24 über eine Leitung 23 verbunden. Am Boden des Behälters ist eine Abfaüeitung 42 mit einem Ventil 43 vorgesehen.

Die erste Kammer 13 bildet den stromauf gelegenen Teil der Anordnung 10. Die obere öffnung 25 der ersten Kammer 13 ist über insgesamt mit 80 bezeichnete Kupplungsstücke und Leitungen über einen hydraulischen Widerstand mit einer Tropfkammer 29 zur Speisung mit Elektrolyt verbunden, die normalerweise durch nichtgezeigte Ventile geschlossene Zutritlsöffnungcn 31 und 35 und eine Speiseöffnung 33 aufweist. Der reine Elektrolyt 28 wird über einen Vorratsbehälter 52 der Kammer 29 zugeführt Der Elektrolyt 28 wird aus dem Vorratsbehälter 52 in einen Vorratsbehälter 26 entleert und über eine Verbindungsleitung 40 mit einem Ventil 30 in die Kammer abgesaugt.

Eine gestrichelt dargestellte Abschirmung 32 isoliert elektrisch die Verbindungsteile 80 und die Spcise-Tropfkammer 29, wenn die Elektrode 34 als Signalclcktrode für das Coulter-Untersuchungsgerät dient. Dies ist dann der Fall, wenn mehr als eine Meßöffnung in die Probe 48 des Behälters 38 eintaucht. Wird ein einziges Meßgefäß 12 in der Probe verwendet, so kann die Elektrode 34 an Masse geführt sein und die Elektrode 36 die Signalelektrode bilden. Dabei kann die Abschirmung 32 weggelassen werden. Da die Elektrolytverbindung 40 zwischen dem Ventil 30 und dem Meßgefäß 12 durch die Tropfkammer 29 unterbrochen ist, kann sie mit Masse verbunden und an einer beliebigen passenden Stelle angeordnet sein, unabhängig davon, welche Elektrode die Signalelektrode bildet.

Je nach der Anwendung und der gewünschten Arbeitsweise der Vorrichtung dient die Abfallflasche oder -Tropfkammer 24 unterschiedlichen Funktionen. Ist das Volumen der Tropfkammer 24 größer als das der Probe und des reinen Waschelektrolyten und wird der Abfall nach jeder Messung durch das Rohr 42 durch öffnen des Ventils 43 entleert, so dient die Kammer 24 lediglich als Tropfkammer und die elektrische Verbindung wird zwischen dem Elektrolytweg durch das Rohr 42 und dem Elektrolytweg durch das Rohr 20 und das Ventil 22 durch die Tropfen 41 unterbrochen. Wird das Ventil 43 nicht nach jedem Meßzyklus geöffnet, so muß die Flasche oder Kammer 24 ein wesentlich größeres Fassungsvermögen haben. Sie dient dabei als Abfallbehälter.

Di^ Anordnung 10 arbeitet folgendermaßen: Von der Unte^druckquelle wird über die Leitung 23, die Tropfkammer 24, das Ventil 22 und die Leitung 20 Unterdruck zur inneren Kammer 18 zugeführt. Ist die Meßoffnung 14 verstopft, so wird an der Auslaßöffnung 16 gesaugt, über die wiederum Flüssigkeit aus dem Vorrat 26 über die Fluidverbindung 40, das Ventil 30, die Sammelkammer 29 und die Verbindung 80 gesaugt wird. Durch diese Elektrolytsirömung entsteht eine Waschwirkung hinter der Meßoffnung 14. Ist die Meßoffnung bei Betrieb der Anordnung 10 offen, so wird die Probenflüssigkeit 48. während der Elektrolyt hinter der Meßöffnung 14 vorbeiströmt, in das Meßgefäß 12 gesaugt Der reine Elektrolyt aus dem Vorratsbehälter 26 umgibt die durch die Meßoffnung 14 hindurchtretende Probenflüssigkeit und verhindert, daß Teilchen in die Meßoffnung 12 ge-

is langen oder streuen. Die durch die Elektrolytströmung bewirkte Waschwirkung hinter der Meßoffnung 14 ist so, daß mit Sicherheit sämtliche in das Meßgefäß eingeleiteten Teilchen durch die Auslaßöffnung in der zweiten Kammer cingefangen werden. Hierdurch werden Fremdsignale verhindert.

Der "Speise-Vorratsbehälter 52 ist als Frischvorrat-Wässerer ausgebildet, um den Pegv i 37 des reinen Elektrolyten 28 im Behälter 26 auf einer konstanten Höhe zu halten. Der Druckabfall muß stabil gehalten werden, damit der Durchsatz durch die Meßoffnung 14 verhältnismäßig konstant ist. Da mit der gezeigten Anordnung das durch den Detektor abgetastete Probevolumen nicht gemessen werden kann, muß der Strömungsdurchsatz stabil sein.

3ü Gewünschtenfalls kann die Vorrichtung einem in einer geschlossenen Schleife arbeitenden Zirkulationssystem ähnlich dem in der US-PS 37 46 976 beschriebenen, angepaßt werden. Hierzu kann die Verbindung 23 geschlossen oder weggelassen und die Abfalleitung 42

J5 mit der Fluidverbindung 40 mittels einer Pumpe und eines Filters verbunden werden, die zwischen diesen angeordnet sind. Diese Anordnung arbeitet ebenso, mit der Ausnahme, daß der rezirkulierende Elektrolyt durch die Anordnung 10 fließt und nicht das reine Fluid aus dem Behälter 26.

Die F i g. 2, 3 und 6 zeigen drei Ausführungsformen ■■.ustauschbarer Meßgefäße, die in der Vorrichtung 10 angewendet werden können. Die oberen Elemente sind in den genannten Figuren mit Leitungen und Rohransätzen versehen, die den ähnlichen Elementen des Meßgefäßes 12 entsprechen und mittels derer die jeweilige Röhre in den Verbindungsblock 54 eingesetzt werden kann. Diese Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen, die zur Unterscheidung mit einem einfachen, zweifachen oder dreifachen Strich gekennzeichnet sind.

In Fig. 2 ist die Meßoffnung 214 in der Seite eines U-föcmigen Rohres 213 angeordnet, dessen Durchmesse'etwa 2,5 mm beträgt. Eine V-förmige Verengung 280 ist in der Wand des U-förmigen Rohres gegenüber der Meßoffnung 214 ausgebildet. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten beim Durchtritt hinter der Meßoffnung 214 erhöht. Die Abmessungen des U-förmigen Rohres in der Nähe der Meßöffnnng

bo 214 und der V-iörmigen Verengung liegt in der Größenordnung von etwa 1 mm. Der reine Elektrolyt strömt durch den Schenkel 215 nach unten und bewirkt durch die Verengung 280 hinter der Meßö'fnung 214, senkrecht zu deren Achse, eine dauernde Waschwirkung.

b5 Der Waschelektrolyt und die durch die Meßöffnung 214 hindurchgesaugte Probe verlassen zusammen das U-förmigc Rohr durch den Schenkel 217 und gelangen in die Leitung 20". Die unmittelbar unterhalb der Veren-

gung 280 und hinter der Meßöffnung 214 befindliche Zone bildet die Auslaßöffnung 216. Das in dieser Zone befindliche Fluid besteht aus gebrauchtem Waschclcktrolyten und Probensuspension. Das Fluid wird durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit hinter der Verengung 218 unmittelbar von der Meßöffnung 214 weggespült.

Gemäß F i g. 3, 4 und 5 befindet sich die Meßöffnung 314 in einer Röhre 313. Gegenüber der Meßöffnung 314 ist eine V-förmige Verengung 380 in der Wand der Rohre 313 ausgebildet, durch die ebenfalls die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten beim Durchtritt hinter der Meßöffnung 314 erhöht werden soll. Innerhalb der Röhre 313 befindet sich ein Kapillarrohr 317. dessen unteres Ende 330 unterhalb der Meßöffnung 314 angc- i^r> ordnet ist. Der reine Elektrolyt strömt durch die Röhre 313 nach unten und wäscht infolge der Verengung 380 dauernd hinter der Meßöffnung 314 senkrecht zu deren Achse. Der Waschelektrolyt und die durch die Meßöffnung 314 gesaugte Probe verlassen dann das Meßgefäß durch das Kapillarrohr 317 und die Leitung 20". Von der Zone unmittelbar unterhalb der Verengung 380 und hinter der Meßöffnung 314 wird die Auslaßöffnung 316 gebildet. Das in dieser Zone befindliche Fluid besteht aus gebrauchtem Waschelektrolyten und Probensus- 2¹S Pensionen. Dieses Fluid wird infolge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit hinter der Verengung 380 unmittelbar von der Meßöffnung 314 weggetragen. Die ganze Anordnung ist zur Zu- und Ableitung der Flüssigkeiten und zur elektrischen Verbindung in einen nichtgezcig- jo ten Kupplungsblock 54 gemäß der F i g. I eingesetzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.b bis 9 ist die Meßöffnung 414 an der Röhre 413 an einer Stelle mit vermindertem Durchmesser angeordnet. Ein zweites Rohr 417, das am Boden 430 des Rohrs 413 offen ist. r, befindet sich innerhalb des Rohres 413. wobei eine Wand 420 des Rohrs 417 an der Rückwand 422 des Rohrs 413 längs dessert Länge anliegt. Die Oberfläche 424 des Rohrs 417 gegenüber der Wand 420 ist in Form eines länglichen Kanals deformiert, so daß das Rohr 417 einen insgesamt halbmondförmigen Querschnitt hat. In der Oberfläche 424 ist in der Nähe der Rückseite der Meßöffnung 414 ein Vorsprung 480 ausgebildet, durch den die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten hinter der Meßöffnung erhöht wird. Das Rohr 417 endet unterhalb des Fensters 414. wobei unterhalb des Endes ein Raum freigelassen ist. durch den das Fluid in das Rohr hinaufströmen kann. Der halbmondförmige Querschnitt der Röhre 417 ist so bemessen, daß das Rohr 413 in zwei Teile unterteilt wird, nämlich in einen ersten Teil w 430, durch den der Elektrolyt nach unten strömt, und in einen zweiten Teil 432, durch den Elektrolyt und Probe nach oben strömen. In der Nähe der Meßöffnung 414 ist das innere Rohr 417 vollständig flach, so daß der Waschelektrolyt durch die Einsenkung 440 hinter der Meßöff- « nung 414 hindurchtreten muß. Die Einsenkung wird in der Wand der Röhre 413 ausgebildet, wenn die Meßöffnung 414 an der äußeren Oberfläche des Rohres ausgebildet wird. Eine weitere längliche oder in Längsrichtung verlaufende Einsenkung ist in der Röhre 417 unter- eo halb des Vorsprungs 480 ausgebildet, damit das Fluid hinter der Meßöffnung 414 austreten kann. Die radiale Abmessung des Vorsprunges 480 in der Nähe der Meßöffnung 414 ist so klein wie möglich, damit der Elektrolytquerschnitt zwischen der Meßöffnung 414 und der b5 Elektrode so schneil wie mögiich groß wird. Der reine Elektrolyt strömt durch den Teil 430 der Röhre 413 nach unten und wäscht die Zone hinter der Meßöffnung 414.

Der Waschclektrolyt und die durch die Meßöffnung 414 gesaugte Probe fließen dann längs des Teils 432 durch die Röhre 417 nach oben und in die Leitung 20'".

Die Verengungen 280,380 und 480 hinter der Meßöffnung 414 der Ausführungsbeispiele der F i g. 2, 3 und 6 sind so bemessen, daß der Elektrolyt sehr schnell strömt, ohne daß große Mengen an reinem Elektrolyt notwendig wären. Ein Kriterium für die zufriedenstellende Arbeitsweise der beschriebenen Ausführungsbeispielc besteht darin, daß die Geschwindigkeit des Waschstroms aus reinem Elektrolyten an der Meßöffnung vorbei nach unten größer ist als jede aufwärts gerichtete Komponcnlc der hinter der Meßöffnung gebildeten Ströme. So werden die Teilchen weggeschwemmt, die bereits aus der Mcßzonc ausgetreten sind und es wird verhindert, daß irgendwelche Teilchen nach oben hinter die Meßöffnung in die Zone geschwemmt werden, die unmittelbar stromauf liegt, wo die Fchlerimpulse erzeugt werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßgefäßanordnung für ein TeüchenmeQgerät mit einem Gefäß für eine Probe einer Teilchensuspension, mit einem Meßgefäß, das eine während der Meßphase von der Suspension durchströmte Meßöffnung aufweist und an eine Quelle für eine teüchenfreie Flüssigkeit zum Wegspülen der Suspension hinter der Meßöffnung angeschlossen ist, und mit einer teilweise in der Meßkammer angeordneten Auslaßkammer, die den Raum hinter der Meßöffnung einschnürt und eine Auslaßöffnung für die Suspension und die teilchenfreie Flüssigkeit aufweist, nach Patent 22 15486, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsachsen der Meßöffnung (214, 314, 414) und der Auslaßöffnung (216) in etwa senkrecht aufeinander stehen und die Auslaßöffnung (216) gegenüber der Durchlrittsachse der Meßöffnung (214, 314, 414) in Strömungsrichtung der teilchenfreien Flüssigkeit versetzt ist.

2. Meßgefäßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß U-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel (215) die Einlaßkammer und der andere Schenkel (217) die Auslaßkammer bildet, und daß eine V-förmige Deformation (280) in der Wand des Meßgefäßes gegenüber der Meßöffnung (214) vorhanden ist.

3. Meßgefäßanordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet daß die Auslaßkammer aus einem in der Einlaßkammer (313) ausgebildeten Kapillarrohr (317) besteht, daß die Einlaßkammer (313) einen geschlossenen Boden (330) aufweist, daß die Auslaßkammer (317) nahe de^ geschossenen Bodens (330) der Einlaßkammer in ck.en unterhalb der Meßöffnung (314) angeordneten, offer. ..n Ende endet, und daß eine V-förmige Deformation (380) in der Wand der Einlaßkammer gegenüber der MeOöffnung vorhanden ist.

4. Meßgefäßanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (417) innerhalb der Einlaßkammer (413) ausgebildet ist. daß die Einlaßkammer (413) einen geschlossenen Boden (430) aufweist, daß die Auslaßkammer (417) am geschlossenen Boden der Einlaßkammer in einem offenen Ende endet, das unterhalb der Meßöffnung (414) angeordnet ist, und daß ein Vorsprung (480) in der Wand der Auslaßkammer gegenüber der Meßöffnung ausgebildet ist.

5. Meßgefäßanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung verlaufende Teile der Wände der Kammern (413, 417) aneinander anliegen, und daß die Wand der Auslaßkammer (417) gegenüber der anliegenden Wand in Form eines länglichen Kanals (424) deformiert und so die Einlaßkammer gebildet ist.