DE2540752A1

DE2540752A1 - Vorrichtung zur messung der teilchengroesse in einem teilchensystem

Info

Publication number: DE2540752A1
Application number: DE19752540752
Authority: DE
Inventors: Edward Neal Doty; Walter Robert Hogg
Original assignee: Coulter Electronics Inc
Current assignee: Coulter Electronics Inc
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1976-04-01
Also published as: JPS5156697A; FR2284878A1; FR2284878B1; GB1527512A; US3936666A

Description

DIpI.-ing. E. Eder Dfpl.-lna. K. Sehleschke

• München 40, 6il*a6eth*tra8e34

COULTER ELECTRONICS LIMITED Harpenden, Herts.

Vorrichtung zur Messung der Teilchengröße in einem

Te ilciiensyst em

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Teilchengröße, die die Masse oder die Teilchenanzahl eines Teilchensystems in vorgegebene Fraktionen aufteilt. Die Vorrichtung liefert dadurch eine exakte Information über die Größe der Teilchen im System.

Die Erfindung eignet sich besonders für industrielle und andere Verfahren, wo das Teilchensystem durch signifikante, statistische Mengen beschrieben werden muß, wie etwa die mittlere Größe oder Masse gemäß dem deutschen Patent 1 806 4-56, oder die Teilchengröße, die die Anzahl der Teilchen im System so aufteilt, daß ein vorgegebener Prozentsatz

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der Anzahl der Teilchen kleiner und/oder gröber als die ausgewählte Größe ist. Die wichtigste Trennungsgröße wird im folgenden als Zahlen- oder FopulationsmitteIwert bezeichnet, .is handelt sich um die Größe, oberhalb und unterhalb welcher zahlenmäßig 50 % der Teilchen des Systems austreten. Es ist von Vorteil, wenn diese statistische Information unter Verwendung der gleichen Ausrüstung gewonnen werden kann, wie sie auch zur Ermittlung des ivlassenmittelwertes verwendet wird.

Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Teilchenuntersuchung, bei der die in einer Suspensioo befindlichen Teilchen beim Passieren einer Erfassungseinrichtung elektrische Impulse erzeugen, deren Amplitude der Größe und damit auch der Masse der einzelnen Teilchen proportional ist, und wobei ein System diejenige Teilchengröße ermittelt, oberhalb bzw. unterhalb welcher vorgegebene Anteile der gesamten Masse und Anzahl der Teilchen entsprechend enthalten sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das System eine erste Einrichtung enthält zur Erzeugung erster repräsentativer, elektrischer und auf die Masse bezogener Mengen, abhängig von den elektrischen Impulsen entsprechend proportional zur Teilchenamplitude, daß eine zweite Einrichtung zweite, konstante, repräsentative und elektrische Mengen abhängig von den elektrischen Impulsen erzeugt, daß eine Selektionseinrichtung die erste oder zweite Einrichtung auswählt, daß eine Separiereinrichtung die repräsentativen elektrischen Mengen auf der Basis der sie erzeugenden Teilchengröße in zwei Kategorien einteilt, wobei die erste Kategorie alle über und die zweite Kategorie alle unter einem geeichten, auf die Teilchengröße bezogenen Meßpegel liegenden Mengen umfaßt, daß eine Akkumulationseinrichtung die ausgewählte elektrische Menge der beiden Mengen akkumuliert und daß eine Einstelleinrichtung den Meßpegel einstellt und ein gewünschtes Verhältnis zwischen

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den Kategorien bildet, so daü die -akkumulierten, repräsentativen Mengen dieses Verhältnis angeben und die Trennung?- grobe definieren. . : _; .■., . ..-·.. .

Zur ausführlicheren .Erläuterung der Erfindung wird auf das., in der ,Zeichnung dargestellte. Ausfünrungsbeispiel verw,i&- _: : sen. Darin zeigt: ·.>.. - : _;- ^:-r----■>;.' ·■ .<■ ·;·.« _. ■

Fig. 1 ein Blockschaltbild des kombinierte η Massen-* und Zanlenmittelwertgerätes gemäß der Erfindung und

Pig. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung mit einer Anzahl von Bereichen, von denen jeder auf eine andere Teilchengröße anspricht, wobei die Einrichtung die Trenhungsgröße eines Systems zur Ermittlung der Massenperzehtilen und der Zahlenmittelwert-Trennungsgröße des Systems liefert.

Bei der Einrichtung "gemäß der genannten deutschen Patentschrift 1 806 456 passieren die Teilchen des Systems einen Teilchendetektor. Dabei erzeugt jedes Teilchen einen Teilchenimpuls, dessen Amplitude der Teilchengröße proportional ist. Wie in der genannten Patentschrift ausführlicher erläutert, besteht zwischen der Große und der Masse der Teilchen, die die jeweiligen Teilchenimpülse liefern, ein bestimmter Zusammenhang. Die beim Durchgang durch den Teilchendetektor erzeugten Teilchenimpulse werden in repräsentative, elektrische Mengen, wie etwa Ladungen umgeformt, die den Impulsamplituden und damit der zugehörigen Größe und Masse der Teilchen proportional sind. Die elektrischen Mengen können je nachdem, ob die Amplitude des Teilchenimpulses über oder unter einem variablen Schwellwert liegt, positiv oder negativ sein. Die repräsentativen elektrischen Mengen gehen zu einer Akkumulierschaltung, die eine Ladung aufbaut, die der Gesamtanzahl der zugeführten, positiven und negativen Ladungen zugeordnet ist. Die Akkumulier-

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schaltung liefert ein Signal, das zur gesamten Ladung; in einem Verhältnis steht, und dient entweder zur manuellen Einstellung des Schwellwertes der Schwellwertscnaltung oder wird elektrisch zur Schwellwertschaltung zurückgeführt, so daß die positiven und negativen, repräsentativen und elektrischen Mengen untereinander in einem bestimmten Verhältnis stehen. Beispielsweise kann die gesamte, akkumulierte Ladung einen solchen Punkt erreichen, daß der Schwellwert eingestellt wird und bewirkt, dab die gleiche Anzahl und Amplitude der positiven und negativen Ladungen auf die Akkumuliereinrichtung gegeben wird. Wenn sie gleich sind, gibt die Ladung oder Spannung der Akkumuliereinrichtung die Größe der Teilchen wieder, die die Systemmasse in vorgegebene Fraktionen, beispielsweise den Massenmittelwert, unterteilt.

Eine perzentilabhängige Speicherschaltung für die vorhergehende Dauer ist der deutschen Patentanmeldung 22 16 826.09 zu entnehmen, insbesondere der Fig. 5 und der zugehörigen Beschreibung. Diese Schaltung besitzt große Übereinstimmung mit einem Teil der Schaltung nach Fig. 6 der genannten Patentschrift. In der Schaltung nach Fig. 5 der Patentanmeldung werden Impulse unterschiedlicher Breite auf den Eingang gegeben. Die Schaltung akkumuliert abhängig von jedem zugeführten Impuls unterschiedlicher Breite eine repräsentative elektrische Menge, z. B. eine Ladung, von fester Amplitude und Dauer. Die elektrischen Mengen können positiv oder negativ sein, je nachdem, ob die Impulsbreite über oder unter einem variablen Schwellwert der Impulsbreite liegt. Die Mengen gehen zu einer Akkumulationsschaltung, die abhängig von der gesamten .Anzahl der aufgenommenen Ladungen eine Ladung aufbaut. Die Ladung wird in eine Spannung umgeformt und dient zur Steuerung des variablen Schwellwertes, wobei die Spannung die mittlere Dauer der zugeführten Impulse wiedergibt. Ss sind somit ebenso viele Impulse größerer Dauer, wiedergegeben durch die Spannung, wie

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Impulse geringerer Dauer vorhanden, so daü eine gewonnen wird, die die mittlere Impulsbreite wiedergibt.

Den Veröffentlichungen ist jedoch keine Einrichtung zu entnehmen, die die statistische Information des Zahlenmittelwertes liefert oder die entweder den Massen- oder den Zahlenmittelwert angibt.

In Pig. 1 ist links ein Signalerzeuger 10 gestrichelt angedeutet, der beispielsweise ein bekannter Teilchendetektor sein kann. Der Abtaster 12 enthält die erforderlichen Gläser mit einem Meßrohr bzw. einem Abtastrohr, Elektroden, elektrische Anschlüsse, Einrichtungen für die Flüssigkeitsströmung usw. Die Tastöffnung des Abtasters weist eine Stromquelle 14 auf, die als getrennter Block dargestellt ist, die aber auch mit dem Verstärker und seiner Elektronik in dem gleichen Gehäuse untergebracht sein kann. Der Verstärker und die zugehörige Schaltung dient zur Erfassung der Signale im Abtaster 12 und wird deshalb als Detektor bezeichnet. Für die vorliegende Anmeldung kann ein beträchtlicher Teil der Erfassungseinrichtung entfallen, da lediglich am Ausgang 18 eine Folge von Impulsen benötigt wird, die jeweils der Größe der erzeugenden Teilchen proportional sind. Die üblichen Schwellwertschaltungen, ein Kathodenstrahloszillograph, Zähler und dergleichen genügen hierzu.

Die Teilchenimpulssignale gehen von 18 zu einer variablen Schwellwertschaltung 20 und zu einem verzögerten Präzisionsimpulsformer 22, der als gestrichelter Block dargestellt ist und verschiedene Bauteile enthält. In den Impulsformer 22 führen zwei Eingänge 24 und 26. Der Impulsdehner 28 ist eine Schaltung, die die Amplitude des Eingangssignals zur Erzeugung eines rechteckigen Impulses präziser Dauer und mit der jeweiligen Amplitude aufrechterhält. Diese Wirkung wird im Präzisionselektronikschalter 30 erreicht, wobei die

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Punktion über den Eingang 26 gesteuert wird.

Der Eingang 26 führt zu einer Schaltung 32 mit niedrigem Schwellwert, deren Pegel aber so hoch liegt, daß er nicht auf das elektrische Rauschen anspricht. Er liegt also in der Fähe der Basislinie des .Kurvenverlaufs der von den Teilchen erzeugten Impulssignale una gibt praktisch das kleinste, erfaßbare Teilchen wieder. Diesen Schwellwert nicht überschreitende Signale erzeugen keine Impulse am Ausgang 34 des Präzisionselektronikschalters 30. Den niedrigen Schwellwert überschreitende Signale bewirken Impulse auf der Leitung 36, deren Rückflanke vom Rückflankendetektor 38 erfaßt wird. Dieser erzeugt einen kleinen Impuls zum Triggern des monostabilen Kippers 40 so lange, daß die gewünschte Funktion des Präzisionselektronikschaiters 30 erreicht wird. Die Leitung 34 führt deshalb einen Impuls mit der Amplitude des vom Teilchen erzeugten Impulses una mit der Dauer des Impulses vom Kipper 40.

Der Ausgang auf der Leitung 34 ist somit eine Folge von Stromimpulsen bekannter Dauer, deren Amplitude proportional zur Teilchengröße ist und aie über eine α einpoligen Umschalter 41 einem Eingang eines Aufwärtsschalters 42 und eines Abwärtsschalters 44 zugeführt werden. Ein Schaltersteuerkreis 46 liegt zwischen dem Ausgang der variablen Schwellwertschaltung 20 und einem zweiten Eingang zum Schalter 42 und einem Abwärtsschalter 44. Die Schaltersteuerung 46 steuert die Schalter 42 und 44 so vor, daß von der Leitung über den Schalter 41 zum Abwärtsschalter 44 gegebene Stromimpulse, die bei Teilchenimpulsen entstehen, deren Amplitude kleiner ist als der Schwellwertpegel der variablen Schwellwertschaltung 20, den Präzisionsschalter 48 im Abwärtsschalter 44 passieren, im Phaseninverter 50 umgekehrt werden und dann als negative Ladung in das Summiernetzwerk 52 in der Vergleichsschaltung 5^ gelangen.

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Vom Sumruiernetzwerk geht α ie Ladung zu einem Integrator 56 mit sehr hoher Verstärkung, so daß aie Leitung 58 einen Spannungsausgang proportional zu der im Summiernetzwerk $2 gespeicherten Ladung aufweist.

Wenn die Amplitude des Impulses auf der Leitung 18 größer ist als aer Pegel der variablen Schwellwertschaltung 20, so liefert diese einen Impuls zu einem Voraerflankendetektor 60 in der Schaltersteuerung 46. Der Detektor 60 erzeugt abhängig von der vorderen Flanke des Impulses von der variablen Schwellwertschaltung 20 einen Impuls für den Setzeingang eines Flipflops 62. Das Flipflop 62 ist normalerweise zurückgeschaltet, so daß der Ausgang üoer die Leitung 64 den AbwärtssehaIter 44 wirksam macht und der Ausgang über aie Leitung 66 macht den Aufwärtsschalter 42 unwirksam. Der Triggerimpuls zum Setzeingang des Flipflops 62 schaltet dieses um, so daß über die Leitung 66 ein Sinschaltsignal zum Aufwärtssehalter 42 und über die Leitung 64 ein Ab— schaltsignal zum Abwärtsschalter 44 geht. Der vom Fräzisionselektronikschalter 30 gelieferte Impuls, dessen Amplitude der Impulsamplitude des Teilchens auf der Leitung 18 proportional ist, geht über den Schalter 41 zum Eingang des Präzisionselektronikschalters 7"· im Aufwärtsschalter 42 und über den Schalter 71 als positive Ladung in das Summiernetzwerk 52 der Vergleichsschaltung 5^·· Vom Summiernetzwerk 52 gelangt die Ladung zum Integrator 56.

Das Flipflop 62 bleibt so lange in diesem Schaltzustand, bis über die Leitung 68 ein Impuls auf seinen Rückstelleingang gelangt. Der Rücksteilimpuls wird durch Erfassung der hinteren Flanke des Impulses erzeugt, der vom monostabilen Kipper 40 über den Rückflankendetektor 70 geliefert wird. Diese Rückstellverzögerung erlaubt zunächst die Ansammlung der Ladung vor der Zurückstellung der Schaltung. Der Rückflankendetektor 70 gibt außerdem einen Impuls zum

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Zurückstellen des Impulsdehners 28 auf diesen, nachdem die positive oder negative Ladung akkumuliert ist.

Auf diese Weise erzeugen der Ausgang des Sumtniernetzwerkes 52 und der Eingang des Integrationsverstärkers.56 kontinuierlich axe algebraische Summe der ihnen auf zwei getrennten Wegen zugeführten Ladungen. Da infolge der hohen Verstärkung des Integrationsverstärkers 56 bei 58 immer eine endliche Ausgangsspannung vorhanden ist, kann diese den Pegel der variablen Schwellwertschaltung 20 über die Rückkopplung 72 automatisch verändern und wird von einem Voltmeter '/4 der Anzeige 76 gemessen. Wenn ein bestimmter Prozentsatz des Teilchensystems den Detektor passiert hat, erreicht die Spannung am Integrationsverstärker 56 ein Gleichgewicht. Das Signal über die Leitung 72 zur variablen Schwellwertschaltung 20 stellt den Schwellwert so ein, daß die Teilchenimpulse bewirken, daß die gleiche Anzahl und Amplitude von positiven und negativen Ladungen angesammelt wird, so daß die gesamte, akkumulierte Ladung■und die Spannung am Ausgang 58 aiesen Gleichgewichtszustand erreicht. Das bedeutet, daß Anzahl und Amplitude der positiven und negativen Ladungen sich aufheben und während einer Zeitspanne einen vorgegebenen Ladungspegel liefern.

Die Ladung am. Integrationsverstärker 56 und die Spannung auf der Leitung 58 sind auf die Teilchenmasse der Teilchen bezogen, die größer bzw. kleiner als der Meßpegel sind, da die Variable in dieser Schaltung die Ladungsamplitude ist oder die Größe, die entsprechend der Größe der Teilchenimpulse variiert wird. Da sich die Teilchenimpulsgröße entsprechend der Teilchengröße verändert, die dem Volumen zugeordnet ist, ist die akkumulierte Ladung und damit die Rückkopplungsspannung an der Leitung 58 vorzugsweise proportional zu der Spannung und der Masse der Teilchen im Teilchensystem. Die oben beschriebene Vorrichtung dient

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meist zur Ermittlung des Massenmittelwertes, wie er in der genannten Patentschrift definiert ist. Die Vorrichtung kann somit beispielsweise zur Ermittlung der 25·, 50. oder 75· Massenperzentile oder jeder anderen Massenperzentil-Trennungsgröße verwendet werden.

Die auf der Leitung 18 des Signalerzeugers 10 auftretenden Signale sind elektrische Impulse, deren Amplitude der Größe der sie erzeugenden Teilchen proportional ist. Die Dauer jedes Signals ist proportional zur Zeit, die das Teilchen zum Passieren des wirksamen Abtastbereiches des Abtasters 12 benötigte. Charakteristisch für diese Signale ist, daß ihre Amplitude die Größe der Teilchen genau wiedergibt, so daß diese Signale sämtlich in Signale von gleicher Dauer umgeformt werden. Der Faktor für die Zeitdauer wird nicht mehr erfaßt. Die Präzisionssignale werden in repräsentative, elektrische Mengen, z. B. Ladungen umgeformt, da nicht existierende Spannungen nicht addiert oder subtrahiert werden können. Bs wird vorzugsweise der Spannungsverlauf der Signale geformt und geschaltet, da dies der einfachste Weg zur elektronischen Realisierung ist, und da die Spannung eines Kondensators proportional zu seiner Klemmenspannung ist. Die an den Ausgangsanschlüssen des Präzisionselektronikschalters 72 und des Phaseninverters 50 auftretenden Signale sind somit vorzugsweise Spannungen.

Wie bereits erwähnt, ist es von Vorteil, die anteilige Zahlenverteilung und insbesondere den Zahlenmittelwert im Vergleich zur Massenperzentilverteilung und dem Massenmittelwert ermitteln zu können. Erreicht wird dies unter Verwendung der bereits beschriebenen Vorrichtung, indem die Schalter 41 und eine Leitung 78 hinzugefügt werden, die den Ausgang eines monostabilen Kippers 40 mit einem zweiten Kontakt des Schalters 41 verbinden. Wenn der bewegliche Arm des Schalters 41 den Anschluß 41a berührt, arbeitet die Vorrichtung als Schaltung zur Ermittlung des Massen-

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perzentils. Wenn der bewegliche Arm den Anschluß 41b berührt, arbeitet die Vorrichtung als Schaltung zur Ermittlung des zahlenmäßigen Anteils. Wenn der Arm des Schalters 41 den Anschluß 41b berührt, ist der Ausgang des Präzisionselektronikschalters 30 nicht mehr mit dem Eingang des Präzisionselektronikschalters 48 bzw. ^r/1 im Abwärtsschalter 44 bzw. Aufwärtsschalter 42 verbunden. Diese Schaltereingänge sind jetzt über den Schalter 41 und den Anschluß 41b mit dem Ausgang des monostabilen Kippers 40 verbunden, so daß die die Schalter 42 und 44 passierenden Impulse, die im Summiernetzwerk 52 gesammelt werden, gleiche Dauer und Amplitude aufweisen. Wenn die Impulse mit variabler Amplitude ersetzt werden durch Impulse mit konstanter Amplitude, ändert sich der Ausgang nicht mehr mit der Masse und die Veränderung hängt nur noch von der Anzahl der Teilcheriimpulse ab. Da das System infolge der Rückkopplung über die Leitung 72 zur variablen Schwellwertschaltung 20 ein Gleichgewicht erreicht, liegt dieses an einem Punkt, der eine Perzentilaufteilung zwischen den Teilchenzahlen identifiziert. Die Perzentilaufteilung wird ermittelt durch Betätigung des Summiernetzwerks 52, wobei in der bevorzugten Ausführungsform 50 % so angeordnet ist, daß beim Erreichen des Gleichgewichtszustandes die akkumulierten positiven und negativen Ladungen bei jedem Impuls gleich sind. Da das Signal auf der Leitung 72 und am Ausgang 58 eine Spannung ist, die von der Eingangsspannung abhängt, die wiederum von der Größe abhängt, können die Spannung auf der Leitung 72 und am Ausgang 58 geeicht und auf die Größe so bezogen werden, daß die Anzeige des Voltmeters ^r/M- die Größe wiedergibt, oberhalb und unterhalb welcher ein vorgegebener Anteil der gesamten Anzahl der Teilchen des Systems liegt. Im vorgegebenen Ausführungsbeispiel repräsentiert die Spannung eine Größe,oberhalb und unterhalb welcher 50 % der gesamten Anzahl der Teilchen des Systems liegen, d. h. den Zahlenmittelwert .

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5¹Ig. 2 zeigt eine Vorrichtung für ein Teile hensjrst em mit einem sehr breiten Bereich der Teilchenverteilung. In der Vorrichtung nach Fig. 2 umlaüt der Signalerzeuger mehrere ähnliche Anordnungen 10a, 10b, 10c usw. als Signalquellen für Kanäle oder Bereiche a, b, c oder d. Die Signalerzeuger 10a, b, c, d usw. können getrennte Vorrichtungen sein oaer aucti ein einziges Gerät, das Teilchen über einen äußerst breiten Größenbereich mit getrennten, in Reihe geschalteten Verstärkern für die Signale erfaßt, wobei der Ausgang jedes in Reihe geschalteten Verstärkers an einen anderen der identifizierten Bereiche angeschlossen ist, damit die Impulse lediglich in einem bestimmten Größenbereich erfaßt werden. Die Bereiche stimmen in der Anordnung im wesentlichen untereinander und mit der Anordnung nach Fig. 1 überein. Soweit die Bauteile nach Fig. 2 mit denjenigen nach Fig. 1 übereinstimmen oder die gleiche Funktion ausüben, sind sie mit der gleichen Bezugszahl wie in Fig. 1 versehen. Im Bereich A in Fig. 2 ist das Und-Gatter 48a die verwendete Ausführungsform für den Präzisionsschalter 48 nach Fig. 1, während das Und-Gatter 71a für den Präzisionsschalter 71 verwendet wird. Eine programmierbare Strompumpe 52a ersetzt das Summiernetzwerk bzw. den Spannungs-Ladungs-Wandler 52 in Fig. 1. Die Strompumpe 52a liefert einen Ladestromimpuls auf der Leitung 90, der bei eingeschaltetem Und-Gatter 72a positiv und bei eingeschaltetem Und-Gatter 48a negativ ist. Die Amplitude des Stromimpulses auf der Leitung 90a variiert mit der Amplitude des Impulses, der vom Impulsdehner 28a über den Pol 102a des Schalters 100 zur Strompumpe 52a geliefert wird.

Der Schalter 100a ist ein dreipoliger Schalter mit zwei Stellungen und besitzt im Ausführungsbeispie1 die Pole 101a, 102a und 103a. Wenn der Schalter 100a in der gezeigten Stellung steht, arbeitet die Vorrichtung wie bereits bei der Vorrichtung gemäß der Zeichnung der genannten

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Fatentschrift ausgeführt, mit der.Ausnahme, daß bestimmte Bauteile durch eine oben spezifizierte Ausführungsform ersetzt ,sind und daß außerdem der Impuls,der in 28a zurückgestellt wird, über einen Impuls auf der Leitung 106 von. der Schaltung 32a mit niedrigem Schwellwert, am Anfang jedes neu aufgenommenen Teilchenimpulses und nicht nach Ablauf -einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Ende jedes Teilchenimpulses, damit Rauschen oder andere störende Signale nicht zu der Amplitude des Impulses beitragen können, der über den Impulsdehner 28a geht.. , . ■

In Fig. 2 sind die Ausgänge der Eückflankendetektoren 38a, b, c und d nicht nur an die zugehörigen monostabilen Kipper 40a, b, c oder d angeschlossen, sondern auch an die Eingänge des Oder-Gatters 110. Der Ausgang des-Oder-Gatters 110 liegt an einem Anschluß des Poles 101a im Schalter 100a. Wenn der Schalter 100a in seine andere Stellung geht, wird der Ausgang des Oder-Gatters 110 über den Pol 101a an den Eingang des monostabilen Kippers 40a gelegt. Außerdem gelangt in .dieser Stellung über den Schalter 100a eine konstante Bezugsspannung zum Amplitudeneingang oder variablen Eingang der programmierbaren Strompumpe 52a, über den Pol 102a, und ein Abschaltsignal zu den programmierbaren Strompumpen 52b, c und d in den Bereichen b, c und d, über den Pol 103a. Wenn sich der Schalter 100a in dieser Stellung befindet, arbeitet die ganze Vorrichtung, so, wie bereit sbei Fig. 1 ausgeführt, wenn der bewegliche Arm des Schalters 41 am Anschluß 41b liegt. Das bedeutet, daß die Vorrichtung jetzt den Größenmittelwert mißt, über und unter dem 50 % der gesamten Anzahl der Teilchen des Systems vorhanden sind.

Wenn die Vorrichtung arbeitet, erzeugt jeder Teilchenimpuls der Signalerzeuger 10a, b, c oder d bei jedem Teilchen des Systems einen Impuls des monostabilen Kippers der

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zugehörigen Eückflankendetektoren 38a, D, c oder d im entsprechenden Bereich. Diese Triggerinipulse werden ütnr das Oder-Gatter 110 so gescnaltet, daß Jeder einen Triggerimpuls am Ausgang des Oder-Gatters 110 erzeugt, das am monostabilen Kipper 4-Oa liegt. Auf diese Weise spricht der monostabile Kipper 40a an und liefert einen Impuls von konstanter Dauer, ebenso wie der monostabile Kipper 40 in Fig. 1, abhängig von ,jedem. Teilchen bzw. Teilchenimpuls, der einen der niedrigen Schwellwerte des gesamten Systems überschreitet. In der Schaltung nach Fig. 1 war die Amplitude der akkumulierten Ladungen auf eine vom Ausgangspegel des monostabilen Kippers 40 fixierte Amplitude ermittelt. Der Eingang kommt über dem Pol 102a des Schalters 100 von der festen Bezugsspannung auf die programmierbare Strompumpe 52a. Der Bereich A arbeitet wie bei Fig. 1 angegeben und akkumuliert Ladungen am Eingang des Integrationsverstärkers 56a und eine Spannung am Ausgang 58a. Die Spannung am Ausgang 58a wird zur variablen Schwellwertschaltung 20a zurückgeführt und stellt den Schwellwert so ein, daß ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, der an 50a eine Spannung erzeugt, die den Zahlenmittelwert repräsentiert.

Zur Erläuterung sei angenommen, daß der Zahlenmittelwert festgestellt werden soll, der von dem Bereich A geliefert wird, während die Bereiche B, G und D andere eventuell verlangte Perzentilen liefern. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bleiben die Ausgänge der Eückflankendetektoren 32b, c und d mit den zugehörigen monostabilen Kippern 40b, c bzw. d verbunden, so daß die einzelnen Kanäle so arbeiten könnten, wie oben bei der Ermittlung der perzentilen Massenverteilung angegeben. Die gleichzeitige Akkumulierung dieser Information lediglich für bestimmte Bereiche würde zum Resultat lediglich teilweise und möglicherweise auch noch falsche Daten beitragen. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit geht über den beweglichen Arm 103 des Schalters 100a, wenn

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sich, dieser in der anderen Stellung befindet, ein Signal zum Unwirksammachen zu den programmierbaren Strompumpen b, c und d der Kanäle b, c und d, so daß der Zahlenmittelwert festgestellt wird.

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Dipl.-mg. E. Ed«
Dipl.-lng. K. Schieschke - 15 - 2 5 4U/52

»München 40, Elisabethstra8e34

Pa te nt ans yr üc n.e

Vorrichtung zur Teilchenuntersuchung, bei der die in einer Suspension befindlichen Teilchen beim Passieren einer Srfassungseinrichtung (10, 10a, IOb, 10c) elektrische Impulse erzeugen, deren jmplitu.de der Grölie und damit auch der. ...asaeder einzelnen Teilchen proportional ist, unu wobei ein System diejenige Teilchengröße ermittelt, oberhalb bzw. unterhalb welcher vorgegebene Anteile der gesamten Masse und Anzahl der Teilchen entsprechend enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dais das System eine erste Einrichtung (22, 41a, 41, 42, 44; 32a, 28a, 38a, 101, 40a, 102a, ?1a, 48a) enthält, zur Erzeugung erster repräsentativer, elektrischer und auf die Masse bezogener Mengen, abhängig von den elektrischen Impulsen, entsprechend proportional zur Teilchenamplitude, daß eine¹ zweite Einrichtung (22, 41b, 41, 42, 44; 32a, 28a, 110, 101a, 102a, 40a, ?1a, 48a) zweite konstante, repräsentative elektrische Mengen abhängig von den elektrischen Impulsen erzeugt, daß eine Selektionseinrichtung (41, 41a, 41b; 101a, 102a) die erste oder zweite Einrichtung auswählt, daß eine Separiereinrichtung (42, 44; 71a» 48a) die repräsentativen, elektrischen Mengen auf der Basis der sie erzeugenden Teilchengröße in zwei Kategorien einteilt, wobei die erste Kategorie alle über und die zweite Kategorie alle unter einem geeichten, auf die Teilchengröße bezogenen Meßpegel liegenden Mengen umfaßt, daß eine Akkumuliereinrichtung (52; 32a) die ausgewählte der beiden elektrischen Mengen akkumuliert und daß eine Einstelleinrichtung (20; 20a) den Meßpegel einstellt und ein gewünschtes Verhältnis zwischen den Kategorien bewirkt, so daß die akkumulierten, repräsentativen Mengen dieses Verhältnis angeben und die Trennungsgröße definieren.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite ErZeugungseinrichtung eine erste Schaltung (32, 38, 40; 32a, 38a, 4-Oa) enthält, die abhängig von elektrischen Impulsen erste Impulse mit fester Dauer liefert, -wobei die erste Erzeugungseinrichtung die erste Schaltung enthält und eine zweite Schaltung (28, 30; 28, 102a), die abhängig von elektrischen Impulsen erste elektrische Signale liefert, deren Amplitude entsprechend der Impulsamplitude variiert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumuliereinrichtung einen Signalgenerator (52a) enthält, angeschlossen an die erste Schaltung und die zweite Schaltung, über die Selektionseinrichtung (102a), die in einer ersten Stellung den Durchgang der ersten elektrischen Signale zum Signalgenerator blokkiert, wobei der Signalgenerator die zweiten elektrischen Mengen liefert, und die in einer zweiten Stellung die ersten elektrischen Signale durchläßt, wobei der Signalgenerator die ersten elektrischen Mengen entwickelt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseinrichtung an ein Bezugssignal (+V) angeschlossen ist und daß die Selektionseinrichtung in der ersten Stellung das Bezugssignal auf den Signalgenerator gibt. ,
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator eine programmierbare Stromquelle (52a) ist und daß die ersten und zweiten elektrischen Mengen elektrische Ströme sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator an die

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Separierelnxichtung ('/1a, 4-8 a) angeschlossen ist und bei Trennung in die erste Kategorie elektrische Mengen der einen Polarität und bei Trennung in die zweite Kategorie elektrische Mengen der entgegengesetzten Polarität liefert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator eine programmierbare Strompumpe ist und daß die erste und die zweite elektrische Menge elektrische Ströme sind.
S. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseinrichtung einen mindestens zwischen zwei Stellungen umschaltbaren Schalter (101a, 102a, 103a) enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumuliereinrichtung eine Sumaiiereinrichtung (52) zum Summieren der repräsentativen, elektrischen Mengen aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einrichtung eine erste Schaltung (32, 38, 4-0; 32a, 38a, 4-Oa) ent alt, die abhängig von elektrischen Impulsen erste Impulse von fester Dauer liefert, und eine zweite Schaltung (28, 30; 28, 102a), die abhängig von den elektrischen Impulsen erste elektrische Signale mit einer Amplitude liefert, die abhängig von der Amplitude der elektrischen Impulse variiert, einen Stromgenerator (52, 52a), eine Selektionseinrichtung (4-1; 101a, 102a, 103a) zur selektiven Kopplung der ersten Schaltung mit dem Stromgenexⁱator und der ersten und der zweiten Schaltung mit dem Stromgenerator, wobei der Stromgenerator abhängig von zugeführten ersten Impulsen Ströme von fester Amplitude und

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Dauer und abhängig von zugei'ührten ersten Impulsen und ersten elektrischen Signalen Ströme von fester Dauer und variabler Amplitude liefert, und daü der Stromgenerator außerdem an die Separiereinrichtung bzw. Trennungsei nrichtung (42, 44; 76a, 48a) angeschlossen ist und bei Trennung in die erste Kategorie Ströme einer Polarität und bei Trennung in die zweite Kategorie Ströme von entgegengesetzter Polarität liefert.

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