DE2557872A1 - Einrichtung zum messen des reflexionsvermoegens von reaktionsproben und mehrteilige probe dafuer - Google Patents
Einrichtung zum messen des reflexionsvermoegens von reaktionsproben und mehrteilige probe dafuerInfo
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Description
7557872
HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN
Kabushiki Kaisha Kyoto Daiichi Kagaku 19.12.1975
y-ky-10 Se/P
Einrichtung zum Messen des ReflexionsVermögens von Reaktionsproben und mehrteilige Probe dafür
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen des
Reflex!onsVermögens von Reaktionsproben gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie eine mehrteilige Probe zur Verwendung in dieser Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
6.
Als Reaktionsproben sind z.B. Farbreaktions-Testpapiere als einfaches
Mittel für die Analyse in weitem Gebrauch. Z.B. werden in vielen Krankenhäusern und Kliniken Testpapiere zurr Messen
bei der klinischen Untersuchung der Konzentrationen von Zucker, Eiweiß, p™, Bilirubin usw. im Harn benutzt. Anhand
der Figuren 1, 2, 4, 5 und 6 soll der bekannte Stand der Technik erläutert werden. Wie in Fig.l zu sehen ist, besteht
das Testpapier aus einem Stück des eigentlichen Testpapiers 1 , einer Haftschicht 2 und einem Träger 3· Der Träger 3 hält das
Stück Testpapier 1 mittels der Haftschicht 2 fest.
Ebenso ist ein mehrteiliges Testpapier in Benutzung, das, wie in Fig. 2 gezeigt, auf einem Träger 3 eine Mehrzahl
von einzelnen Stücken von Testpapieren 1, I1, l'1,
trägt. Dieses mehrteilige Testpapier wird zur Ausführung einer gleichzeitigen Messung einer Vielzahl verschiedener Größen
benutzt, z.B. Zucker, Eiweiß usw. aus einer einzigen Flüssigkeitsprobe.
6 O 9 6 2 >/ Hi j I
D-707 SCHWABISCH GMÜND GEMEJNiSAME KONTEN: D-8 MÖNCHEN
- 2 - y-ky-10
Das Stück Testpapier 1 reagiert mit dem Stoff, dessen
Konzentration gemessen werden soll, und erzeugt eine Farbreaktion,
deren Ausmaß der Konzentration des zu messenden Stoffes entspricht. Die Abschätzung des Ausmaßes der Farbreaktion
auf dem Stück Testpapier 1 wird im allgemeinen durch Vergleich mit der Farbreaktionsprobe bei der Norrralkonzentration
des zu untersuchenden Stoffes ausgeführt. Dieser Vergleich des Farbtons beruht auf der Beobachtung geübter Techniker
mit dem bloßen Auge. Im Falle eines mehrteiligen Testpapiers ist es notwendig, einen genauen Vergleich mit entsprechenden
Farbreaktionsproben für jede Größe durchzuführen. Diese Arbeitsweise
ist sehr mühsam, weil der Ton des Stückes des Farbreaktions-Testpapiers
1 oft mit der Zeit eine Veränderung erfährt. Gewöhnlich führt der geübte Techniker die Abschätzung
in einer kurzen Zeit entsprechend seinem Gedächtnis über die Farbreaktionstönung aus, das er sich durch Erfahrung erworben
hat. Dies ist nachteilig, weil das Ergebnis der Schätzung durch
die Subjektivität oder die individuellen Unterschiede von einer Meßperson zur anderen beeinflußt ist und keine objektive
Messung darstellt.
Andererseits hat die jüngste Verbreitung von klinischen Untersuchungen eine Zunahme der zu messenden Größen und Proben
ergeben, ebenso wie einen Mangel an Prüferpersonen. Aus diesem Grund ergibt sich die Notwendigkeit, den Wirkungsgrad der
Prüfarbeit zu verbessern und auch Arbeitskräfte zu sparen.
609826/1031
Für die mechanisierte Abschätzung des Grades der Farbreaktion
eines Farbreaktions-Testpapiers wird im allgemeinen das Reflexionsvermögen des Stückes Testpapier 1 gemessen.
Zu diesem Zweck wird eine Lichtwellenlänge gewählt, bei der der Kennwert des spektralen Reflexionsvermögens des Testpapiers
1 in Abhängigkeit von der Konzentration des zu bestimmenden Stoffes einer starken Änderung unterliegt.
Verschiedene Arten der Messung des Reflexionsvermögen können
in Betracht gezogen werden, z.B. eine mit einem Ein- und Ausfallswinkel
gleich 45 Grad. Um die Einflüsse der Unebenheit der Oberfläche des Stückes Testpapier 1 und der Ungleichförmigkeit
der Farbreaktion zu vermeiden, ist es erwünscht, Licht aus der größtmöglichen Fläche des Stückes Testpapier 1 unter
einem größtmöglichen Winkelbereich zu sammeln und dann den mittleren Wert zu messen. Zu diesem Zweck ist es erwünscht,
daß der Durchmesser der auf das Testpapier fallenden Lichtbündel grod ist. Eine herkömmliche Technik für eine solche stabilisierte
Messung des Reflexionsvermöp-ens besteht in der Verwendung
einer Meßeinrichtung mit einer Integrationskugel, wie sie in
Fig.5 mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet ist. Gemä*3 Fig. 5
fällt Licht von einer Lichtquelle 5 durch eine erste, die Strahlen parallel richtende Linse 6, durch ein Filter 7, durch
eine zweite, die parallelen Strahlen wieder sammelnde Linse 6' auf ein Stück Testpapier 1 und von dort zurück in die Integrations
kugel 8, in der seitlich ein Fotowandler angeordnet ist. Der vom Fotowandler registrierte Llchtstrom soll ein Maii für das
Reflexionsvermögen des Stückes Testpader 1 sein.
Es ist erwünscht, daß die Größe des Stückes Testpapier 1 aus Gründen der Herstellung und des Gebrauchs klein ist. Für
6 0 £ 8 2 O / 1 0 3 1
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die Messung des ReflexionsVermögens des Stückes Testpapier
mittels der Integrationskugel 8 ist die Genauigkeit der Lage des Stückes Testpapier 1 relativ zur Integrationskugel 8
wichtig.
Für die automatische Messung des Ausmaßes der Farbreaktion von Stücken Testpapier 1 und 1' in zeitlicher Folge mittels
einer mechanisierten Messung eines mehrteiligen Testpapiers mit einer Mehrzahl von einzelnen Stücken Testpapier 1 und 1'
etc. werden folgende zwei Arten in Betracht gezogen:
(A) Das Intervall zwischen zwei benachbarten Stücken Testpapier auf dem Träger 3» mit anderen Worten das in der Fig.4 gezeigte
Intervall zwischen der Mitte des Stückes Testpapier, auf das das Bündel von Lichtstrahlen aus der Lichtquelle zur Zeit
der Messung fällt, und der entsprechenden Mitte des benachbarten Stückes Testpapier wird konstant gemacht. Die Mittelpunkte
aller Stücke Testpapier auf einem Träger 3 haben deshalb den gleichen Abstand zu den Mittelpunkten der jeweils benachbarten
Stücke Testpaoier. Das Testpapier wird mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt und die Messung in zeitlicher Folge
in gleichbleibenden Zeitintervallen ausgeführt. Das Testpapier kann fortlaufend bewegt oder andernfalls zur Zeit der Messung
angehalten werden.
(B) Der Träger 3 des Testpapieres ist mit Löchern 3 A in gleichbleibenden
Abständen versehen. Stücke Testpapier 1 sind an den den Löchern 3 A entsprechenden Stellen befestigt. Ein Sprossenrad
30 greift in die Löcher 3 A ein und veranlaßt die Bewegung des Testpapieres, so daß die Messung in zeitlicher Folge und
synchron mit der Winkelbewegung des Sprossenrades 30 erfolgt.
Das Testpapier kann fortlaufend bewegt oder anderenfalls zur Zeit der Messung angehalten werden (Fig.6).
6 Ü H >1 2 ' = / 1 0 J 1
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Im Pall (A) müssen die Abstände zwischen den angebrachten
Stücken Testpapier gleich sein. Wenn die Messung bei fortlaufender Bewegung des Testpapieres ausgeführt werden soll ,
muß die Geschwindigkeit des sich bewegenden Testpapiers ebenfalls konstant sein.
Im Falle (B) ist es notwendig, die Stücke Testpapier genau an den Stellen anzubringen, die den in gleichen Abständen
angeordneten Löchern entsprechen.
Aus diesem Grund müssen sowohl im Fall (A) als auch im Fall (B) die Stücke Testpapier in gleichbleibenden Abständen angebracht
sein. Für eine wirksame Messung des Reflexions Vermögens über
eine große Fläche des Stückes Testpapier ist eine äußerst genaue Anbringung erforderlich.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, sehr genaue Messungen bei der automatischen Bewertung der Farbreaktionen auszuführen,
wobei viele und verschiedenerlei Messungen in großer Zahl wirksam durchführbar sind und wobei es nicht nötig ist,
die Stücke Testpapier an ihrem Träger in vollkommen gleichen Abständen anzubringen uncKoder der Geschwindigkeit des
durch die Meßeinrichtung laufenden Testpapiers einen vorbestimmten
oder gleichbleibenden Wert zu geben.
Anhand der Fig. 14 und 16 soll nachfolgend kurz der Nachteil
herkömmlicher mehrtiliger Testpapiere erläutert werden, der
sich selbst dann ergibt, wenn das herkömmliche Testpapier in
einer Einrichtung gemäß Fig.15 , die nicht dem bekannten Stand
der Technik angehört, der Messung unterworfen wird.
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Das mehrteilige Testpapier entsprechend vorliegender
Erfindung wurde im Laufe der Entwicklung einer automatischen
Harnanalyseeinrichtung entwickelt. Dieses mehrteilige Testpapier besteht aus einem bandförmigen Träger aus Harz usw. ,
der daran befestigt eine Mehrzahl von Farbreaktions-Testpapier-Stücken
1,- 1', l'r trägt, die dazu benützt werden,
unterschiedliche Bestandteile, wie Harnzucker, Harneiweiß, ρ ,
Urinketone, Urinbilirubin, nicht erkennbares Blut usw.
zu bestimmen.
Im allgemeinen hat ein mehrteiliges Testpapier einen Aufbau wie in Fig. 14 gezeigt. Der Träger j5 ist aus Harz hergestellt
und läßt Licht durch. Die Stücke Testpapier 1, 1'
sind für aufeinanderfolgende Messungen von z.B. Pjj, Harnzucker,
Harneiweiß usw, am Träger 3> befestigt. Abweichend hiervon
weist ein mehrteiliges Testpapier ein Stück 4 zur Darstellung eines Normalreflexionswertes zusätzlich zu den Farbreaktions-
Testpapier-Stücken 1,. I1, llf, , das der automatischen
Harnanalyseeinrichtung als Standardwert dient, auf.
Die Fig. 15 zeigt schematisch eine automatische Harnanalyse einrichtung
in neuartiger Bauweise. Es soll gezeigt werden, daß das herkömmliche mehrteilige Testpapier gemäß Fig. 14 selbst
in dieser neuartigen Meßeinrichtung deren Vorteile nicht
voll zur Geltung kommen läßt. Die Einrichtung gemäß Fig. 15
besteht aus einem Reflexionsfotometer 53 und einem Transportmechanismus 6l. Das Reflexionsfotometer 53 besteht aus einer
Lichtquelle 5^, aus einer Kondensorlinse 55, einem Fotowandler
56 und ist nach außen optisch isoliert mit Ausnahme des Meßfensters 57« Der Transportmechanismus 6l besteht aus einem
6 0
I 0
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Schlitten 58, der das mehrteilige Testpapier in einer
vorbestimmten Lage trägt, und aus Antriebswellen 59 und 59'. Die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen der Antriebswellen 59
und 59f veranlassen den Schlitten 58, sich nach vorne oder
nach hinten zu bewegen, das heiüt hin-und hergehende Bewegungen
auszuführen, so daß das mehrteilige Testpapier auf dem Schlitten 58 in der gleichen Weise die hin- und hergehenden
Bewegungen mitmacht . Auf diese Weise bewegen sich die Stücke Testpapier 1, I1, .... auf dem Träger J nacheinander waagrecht
unmittelbar unterhalb des Meßfensters 57 des Reflexionsfotometers 53· Dementsprechend reflektiert jedes der Stücke Farbreaktions-Testpapier
1, 1' ... nacheinander das von der Lichtquelle 5^ kommende Licht und der Fotowandler 56 nimmt
es auf und setzt es in ein elektrisches Signal um.
Pig. l6(a)zeigt eine Reihe von Signalen des Fotowandlers 56. Die Zeit ist entlang der Abszisse aufgetragen, die Lichtreflexion
entlang der Ordinate. Die angehobenen Abschnitte des Signals entsprechen den Stücken Farbreaktions-Testpapier 1,
I1, ... während die niederen Abschnitte des Signals dem
Durchlauf des Trägers 3 entsprechen. Dies deutet an, daß kein
Licht vom Träger reflektiert wird, der eine große Lichtdurchlässigkeit aufweist, während reflektierte Anteile des Lichts
enteprechend dem Ausmaß der Farbreaktion von den Farbreaktions-Testpapieren
1 , 1', .... reflektiert werden.
Der Schlitten 58 ist an der zur Aufnahme des mehrteiligen
Testpapiers bestimmten Stelle mit einer Öffnung 60 versehen und ein Fotowandler 62 ist direkt darunter vorgesehen und
liegt der Lichtquelle 5k gegenüber. Als Folge der waagrechten
Bewegung der Stücke Farbreaktions-Testpapier 1, I1, er-
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zeugt der Fotowandler 62 Signale, wie sie in Fig. l6(b) gezeigt
sind, in der die Zeit entlang der Abszisse wie in Fig. l6fa)und das durchgelassene Licht entlang der Ordinate aufgetragen
ist. Die Signale zeigen an, daß die durchgelassene Lichtintensität grotf ist, wenn der Träger 3 von hoher Lichtdurchlässigkeit
sich quer über das Meßfenster 57 bewegt, während die durchgelassene Lichtintensität klein ist, wenn
die Farbreaktions-TeStpapier-Stücke 1, 1', ... sich quer
über das Meßfenster 57 bewegen.
Die vom Fotowandler 56 erzeugten Signale enthalten die
Information bezüglich des Ausmaßes der Farbreaktion der Stücke
Farbreaktions-Testpapier 1, 1' Bei der späteren
Signalverarbeitung ist es wichtig, zu wissen, an welcher Stelle der Zeitachse die Digitalisierung durchgeführt werden
muß. Zu diesem Zweck ist es möglich und wünschenswert, die vom Fotowandler 62 erzeugten Signale als Synchronisiersignale
zu verwenden.
Bei der Verwendung in dem oben erwähnten automatischen Meiisystem
ist nun das herkömmliche mehrteilige Testpapier insofern nachteilig, als die Lichtdurchlässigkeit der Stücke Farbreaktion-Testpapier
1, 1', ... nicht genügend klein ist oder, mit anderen Worten, verhältnismäßig groß ist. Insbesondere wenn
die Testpapier-Stücke in Harnproben getaucht werden und gleichmäßig über eine große Fläche benetzt sind, haben sie öine
beträchtliche Lichtdurchlässigkeit , obwohl diese mit derr Ausmaß der Farbreaktion schwankt. Außerdem haben die Stücke
Farbreaktion-Testpapier 1, 1', ... , die am Träger 3 befestigt
sind, nicht immer einen gleichen Abstand voneinander , sondern zufällig schwankende Abstandwerte. Dementsprechend
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sind die Bereiche des Trägers ^, die zwischen zwei benachbarten
Stücken Farbreaktions-Testpapier, z.B. 1 und 1'^ liegen,
nicht konstant und gleichförmig und außerdem schwankt das tatsächlich durchgehende Licht, so daß das Ausgangssignal
des Fotowandlers 62 kein genaues Synchronisationssignal sein kann.
Im Rahmen der bereits oben genannten Aufgabenstellung will die Erfindung deshalb die erwähnten Nachteile vermeiden und
schafft ein mehrteiliges Testpapier, dessen Stücke Farbreaktions-Testpapier
1, I1 , ... kein Licht durchlassen, wenn sie
mit einer Harnprobe benetzt sind, und genaue Synchronisationssignale liefern.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1-3 Seitenansichten von Stücken Testpapier, die an
einem Träger befestigt sind,
Fig. 4 eine Zeichnung zur Erläuterung der gegenseitigen Abstände der Stücke Testpapier, die an eineir, Träger
befestigt sind,
Fig. 5 und 6 eine Skizze zur Erläuterung der mechanisierten Messung eines mehrteiligen Testpapiers mit Stücken
Testpapier, bei der das Ausmaß der Farbreaktion in zeitlicher Folge selbsttätig gemessen wird,
Fig. 7 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung,
603o2;;/ 1 U
Pig. 8 das optische System der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Pig. 9 eine perspektivische Ansicht des Antriebssystems der
erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Schlittens in der
erfindungsgemäüen Einrichtung,
Pig. 11 ein Blockdiagramm des Steuersystems der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Pig. 12 (A) und 12 (B) Signale der Fotowandler,
Pig. 12 (C) Signale zur Anzeige der Lage der Stücke Testpapier,
Fig. 12 (D) die Auslösesignale für die Messung, die die
gleichen Signale wie in Fig. 12 (C) mit einer zeitlichen Verzögerung (Tg ) sind,
Pig. 13 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen
mehrteiligen Testpapiers,
Fig. 15 ein schematisches Diagramm einer automatischen
Harnuntersuchungseinrichtung,
Fig. 16 (a) eine Reihe vom Fotowandler 56 der FJg.S eräugter Signale
wobei die Zeit entlang der Abszisse und die Lichtreflexionsintensität
entlang der Ordinate aufgetragen ist,
6 O '- ■■! ·: : / i O j I
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Fig. 16 (b) eine Reihe vom Fotowandler 62 der Fig.15 erzeugter
Signale wobei die Zeit entlang der Abszisse und die durch&elassene Lichtintensität entlang der Ordinate aufgetragen
ist,
Fig. 17 einen Schnitt durch ein mehrteiliges Testpapier entsprechend
der Erfindung und
Fig. 18 ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs der optischen Dichte des mehrteiligen Testpapiers gemäß der Erfindung
in Form einer Reihe von Signalen des Fotowandlers 62 der Fi^-15, wobei die Zeit entlang der
Abszisse und die durchtrelassene Lichtintensität entlang
der Ordinate aufgetragen ist.
Zunächst soll eine Einrichtung zur Messung des Reflexionsvermögens
beschrieben werden.
Wie in Fig. 7 gezeigt, besteht die erfindungsgemä3e Einrichtung
in der Hauptsache aus einem Testpapier (a), einem optischen System (b), einem Antriebssystem (c), einem Steuersystem (d)
und einem Anzeigesystem (e).
(a): Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht das Testpapier aus einem
Träger J, Haftschichten 2, Stücken Testpapier 1 und einem
den Normalreflexionswert repräsentierenden Stück 4, wobei der Träger 3 aus z.B. durchsichtigem Kunststoff hergestellt
ist.
(b): Wie in Fig. 8 gezeigt,besteht das optische System aus
einer Lichtquelle 5» einer Linse 6 zur Parallelrichtung des
von der Lichtquelle 5 kommenden LichtbündeIsEinern Filter 7*
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einer Linse 61 zum Sammeln der Lichtstrahlen , die das
Filter 7 durchlaufen haben, einer Integrationskugel 8, einem Fotowandler 9, der als liehtaufnehmendes Element
an der Integrationskugel 8 befestigt ist , und einem Fotowandler 10, der als lichtaufnehmendes Element gegenüber
der Integrationskugel 8 angeordnet ist wobei sich die Testpapier-Stücke dazwischen befinden.
Die von der Lichtquelle 5 kommenden Lichtstrahlen werden durch die Linse 6 parallel gerichtet und treten in das
Filter 7 ein. Die Durchlaßwellenlänge des Filters 7 entspricht einem Wert, bei dem die spektrale Reflexionsfähigkeit
des Testpapiers in Abhängigkeit von dem zu untersuchenden Stoff einer großen Änderung unterliegt. Das Bündel von
Lichtstrahlen, das dieser spektralen Operation unterzogen wurde, geht nun durch die Linse 6' und fällt auf das Stück
Testpapier 1'. Das reflektierte Licht tritt in die Integrationskugel 8 ein und wird durch den Fotowandler 9 in ein
elektrisches Signal umgesetzt.
(c) : Fig. 9 zeigt das Antriebssystem. Der Schlitten 12 trägt das Testpapier und ist von einem Motor 15 über eine Zahnstange
15 und ein Ritzel 14 angetrieben. Der Schlitten 14 ist, wie
z.B. in Fig.10 gezeigt, mit einem Schlitz 17 versehen, so daß das von der Lichtquelle kommende Licht hindurchfallen
kann, und ferner mit einer Nut Iß zur Aufnahme des Testpapfers.
Der Schlitten 12 wird von einer Führung 16 getragen, so daß er eine leichtgängige, genaue Bewegung ausführen kann, und
macht einen Hin- und Hergang Je Antriebsauslösebefehl seitens des Steuersystems.
(d): Wie in Pig. 11 gezeigt, bestent das Steuersystem
aus einem Zeitgeberkreis 24, Wandlerschaltkreisen 19 und 20 ,
einem Signalerkennungskreis 22, einem Speicherkreis 21 und einem Rechnerkreis 23· Der Zeitgeberkreis 24 ist vorgesehen,
damit die notwendige Reaktionszeit des Farbreaktions-Testpapiers eingehalten wird. Wenn der Benutzer den Zeitgeberkreis zum
Start veranlaßt, wird der Antriebsauslosebefehl erst nach einer gewissen Zeit an das Antriebssystem gegeben. Die
Wandlerschaltkreise 19 und 20 sind zur Umwandlung der Stromsignale
der Wandler 9 und 10 in Spannungen vorgesehen. Der
Signalerkennungskreis 22 dient aufgrund des Signals vom
Fotowandler 10 der Feststellung der Lage des Stückes Testpapier I1 an der durch das optische System zu beleuchtenden Stelle
und besteht aus einem Vergleicherschaltkreis zum Vergleich mit einem bestimmten Wert und einem Ver^Ögerunrsschaltkreis
zur Abgabe des Meßauslösebefehls an den Wandlerschaltkreis
ein wenig später als zum Zeitpunkt der Feststellung der richtigen Lage. Der Speicherkreis 21 stellt das als Standard
für das Reflexionsvermögen dienende Signal zur Zeit der Berechnung des Reflexionsvermögen? zur Verfügung. Das vom
Norrnalreflexions-Stüek 4 auf derr Träfrer 3 reflektierte
Signal dient als Standard. Der Rechnerkreis 23 vergleicht
das dem vom Stück Testpapier 1' reflektierten Licht entsprechende Signal mit den: Standard ref lexionssignal des
Speicherkreises 21 und berechnet das Reflexionsvermögen des Stückes Testpapier 1'.
(e): Das Anzeigesystem besteht aus einem Vergleicherkreis und Anzeigeelementen zur Anzeige des Ausmaßes der Farbreaktion
des Stückes Testpapier 1! in mehrstufiger Rangordnung. Dieses
System bestimmt die Farbstufe der Farbreaktion aus dem aus dem Rechnerkreis 23 des Steuersystems stammenden,das Reflexionsvermögen
anzeigenden Signal und zeigt das Ergebnis an.
'-i -■ I
Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt.
Zunächst wird das Stück: Testpapier in die zu bestimmende
Flüssigkeit getaucht und zur gleichen Zeit der Zeitgeberkreis 24 gesetzt. Während der Zeitgeberkreis 24 läuft,
wird das Stück Testpapier auf dem Schlitten 12 so angebracht, daß ' das Normalreflexions-Stück 4 näher zur Bedienungsperson
liegt. Nachdem eine gewisse Zeit verstrichen ist, beginnt sich der Schlitten 12 zu bewegen,so daß das Stück Testpapier
durch das optische System läuft. Es ist Vorsorge getroffen, daß der Schlitten 12 eine Hin- und Herbewegung auf einen
Antriebsauslösebefehl ausführt, so daß das Stück Testpapier
zweimal durch das optische System läuft. Beim zweiten Durchgang durch das optische System wird am Fotowandler 9 ein
Signal, wie es in Fig.12(A) gezeigt ist,sowie ein Signal wie in
Pig.12(B) am Fotowandler 10 erhalten.
In Fig. 12 (A) bezeichnet Rg die Höhe des von dem vom Träger J reflektierten Licht stammenden Signals, während Tß in Fig.
(B) die Höhe des von dem durch den Träger 3 durchgegangenen Licht stammenden Signals bezeichnet. Der Abschnitt a in
Fig. 12 (A) bezeichnet den Zustand, in dem das Licht auf das Standardreflexions-Stück 4 fällt, während die Abschnitte
b , c die Zustände wiedergeben, in denen das Licht
auf die entsprechenden Stücke Testpapier fällt. Die Reflexionsvermögen der entsprechenden Stücke Testpapier können durch
Vergleich der Höhe der Signale b , c , ... mit der Höhe des Signals a bestimmt werden.
b ! J
255^872
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Andererseits bezeichnen die Abschnitte a1 und b1, c1, ....
der Fig.12 (B) die Signalp, die auf das durch das
Standardreflexions-Stück und die btücke Testpapier hindurchgehende
Licht zurückgehen, wobei das Licht zusätzlich die Haftschicht und den Träger durchläuft.
Die Durchlässigkeit des Stand ardreflexions-Stückes und
der Stücke Testpapier ist klein im Vergleich mit der Durchlässigkeit des durchsichtigen Trägers und obwohl die Höhe
der auf das durchfallende Licht zurückzuführenden Signale b', c',.... der Fig. 12 (B) mit dem Ausmaß der Farbreaktion
schwanken, ist es möglich, die Abschnitte a1, b', c' als
annähernd von gleicher Höhe anzusehen.
Dementsprechend kann man die Anwesenheit oder Abwesenheit und die Lage des Testpapiers feststellen, inderr a.an das
auf das durchgehende Licht zurückzuführende Signal des Fotowandlers 10 zum Signalerkennungskreis 22 leitet.
Fig.12 (C) ist das die Lage des Stückes Testpapier anzeigende
Signal, das durch das durchgehende Licht ausgelöst wurde. Fig. 12 (D) ist das Meßauslösesignal, das das Signal der
Fig. 12 (C) mit einer zeitlichen Verzögerung Τσ ist.
Wenn das Stück Testpapier das optische System durchläuft und der Fotowandler 10 die Position des Standardreflexions-Stückes
4 erfaßt, wird das Meßau&Lösesignal an den Wandlerschal
tkreis 19 mit einer zeitlichen Verzögerung T5 geleitet und das auf das reflektierte Licht zurückgeführte Signal
a desStandardreflexions-Stückes 4 wird im Speicherkreis
21 gehalten. Wenn daraufhin die Position des Stückes Testpapier
.ι i
1' erfaßt wird, wird das davon reflektierte Licht mit
einer zeitlichen Verzögerung T„ bestimmt. Das auf
das reflektierte Licht zurückzuführende Signal b des erfaßten Stückes Testpapier 1' wird an den Rechnerkreis
23 geleitet und mit dem Standardreflexions-Signal verglichen,
um das Reflexionsvermögen zu erhalten. Für das das ermittelte Reflexionsvermögen anzeigende Signal
wird die Rangstufe der entsprechenden Farbreaktion durch den Anzeigekreis (e) bestimmt und dieser als Rangstufe
der Farbreaktion des entsprechenden Stückes Testpapier angezeigt.
In der gleichen Weise wird die Rangstufe der Farbreaktion jedes der Stücke Testpapier auf dem Träger 3 angezeigt und
der Schlitten 12 kehrt in seine Anfangslage zum Abschluß eines Meßzyklus zurück.
Bei der oben genannten Ausführung der Messung hat der gerade Abschnitt der auf das reflektierte Licht zurückzuführenden
Signale a, b, c, der Fig. 12 (A) eine bestimmte Breite
TjSO daß solange, wie der Zeitpunkt des Meßauslösebefehls
(Fig.12 (D) ) nicht den geraden Abschnitt verläßt, eine gewisse Toleranz für die Geschwindigkeit des Testpapiers
gegeben ist. Dies hat seinen Grund darin, daß die zeitliche Verzögerung Ts so bestimmt ist, daß bei der Bewegung des
Stückes Testpapier mit einer bestimmten Geschwindigkeit die Messung ungefähr in der Mitte des geraden Abschnittes
des Signals ausgeführt wird.
Wie oben erwähnt, bietet die vorliegende Erfindung folgende Vorteile: Sogar dann, wenn die Stücke Testpapier keinen
60982 -j / 1 ü J 1
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gleichmäßigen Abstand aufweisen und die Geschwindigkeit der Stücke Testpapier bis zu einem gewissen Ausmaß ungleichförmig
ist, ist es doch möglich, eine genaue Messung der Reflexionsvermögen der Stücke Testpapier auszuführen und
aufgrund der Automatisierung der Messung eine groie Zahl objektiver Messungen in einer kurzen Zeit durchzuführen.
Die Ausbildung des mehrteiligen Testpapiers ist wie folgt.
Gemäß Fig. 17 sind Stücke"Farbreaktions-Testpapier 1, I1, l'1
.... an einem Träger j5 aus lichtdurchlässigem Material befestigt,
wobei Haftschichten aus schwarzem, beidseitig klebendem Band zugleich als Lichtabschirmung dienen.
Das gewöhnliche lichtdurchlässige oder einfach farblose Klebeband läßt Licht durch, so daß eine Unsicherheit bei
der Erzeugung des Synchronisationssignales gegeben ist. Mit dem mehrteiligen Testpapier gemäß der Erfindung wird dagegen
das Licht in genügendem Ausmaß abgefangen, so daß eine sichere Erzeugung des Synchronisationssignales durchgeführt
werden kann.
Fig. 18 zeigt das von dem Fotowandler 62 erzeugte Signal. Es ist festzustellen, daß dieses Signal wesentlich verbessert
in der Genauigkeit im Vergleich zum Signal der Fig. 16 (b) ist.
Die als Lichtabschirmung dienende Haftschicht 2 muß nicht
notwendigerweise ein schwarzes Klebeband sein, sondern kann z.B. blau, rot, braun usw. sein. Wesentlich ist die
soweit wie möglich gehende Verringerung des durchfallenden
ι ■
1J 3
- 18 - y- ky-10
Lichtes,um eine sichere Erzeugung des Synchronisationssignals zu gewährleisten. Andererseits könnte ein Fehler
im Meßsignal hervorgerufen werden, wenn Licht, das von der Lichtabschirmung 2 zurückgeworfen wurde, wieder durch die Färbreaktionsoberflache
durchgeht und auf den Fotowandler 56 fällt. Dementsprechend ist es bei blauem, rotem oder braunem Band
ebenfalls notwendig, ein Band möglichst geringer Oberflächenreflexion zu nehmen.
Auf diese Weise verbessert das mehrteilige Testpapier entsprechend
der Erfindung die Meßgenauigkeit bei der Prüfung von Harn. Da die Lichtabschirmungen 2,2',2'', ..., die gleichzeitig
die Haftschichten sind, Licht weder reflektieren noch durchlassen, gibt es nur sehr geringe Meßfehler aufgrund
wechselnder Dicken der Stücke Farbreaktions-Testpapier 1, 1', I1' ... und eine sichere Erzeugung des Synchronisationssignals·
6 ο ■:■
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEEinrichtung zum Messen des ReflexionsVermögens von Reaktionsproben/Ue z.B. in Form von Testpapieren zur Bestimmung von Bestandteilen zu untersuchender Flüssigkeiten vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das von einer Lichtquelle kommende Licht auf die Stücke Testpapier und in eine Intee-rationskugel (8) fällt, daß das reflektierte Licht durch einen Fotowandler (9) aufgenommen wird, um das Reflexionsvermögen zu messen, und daß die Stücke Testpapier und deren Träger zwischen der Integrationskugel (8)und einem weiteren Fotowandler (10) angeordnet sind, so daß die Lage der Stücke Testpapier aufgrund des Verlaufs des durchgelassenen Lichtes bestimmbar ist, in der die Messung des Reflexionsvermögens durchzuführen ist.Einrichtung nach Anspruch 1, zur selbsttätigen Messung an mehrteiligen Testpapieren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebssystem für die Stücke Testpapier vorgesehen ist, so daß das von der Lichtquelle kommende Licht auf eine Mehrzahl von Stücken Testpapier in zeitlicher Folge und in eine Integrationskugel (8) fällt, daß ein Steuerschaltkreis für das Antriebssystem, ein Signalverarbeitungskreis für die Fotowandler (9, 10) und ein Signalanzeigekreis vorgesehen sind, daß ein Schlitten (12) zum Bewegen des mehrteiligen Testpapiers mit wenigstens einer Öffnung versehen ist, durch die die von der Lichtquelle kommenden Lichtbündel hindurchgehen können, wobei das durch das Stück Testpapier (1), die Haftschicht (2)- 20 - y-ky-10und den Träger (3) durchgehende Licht meßbar, die Lage des Stückes Testpapier entsprechend der Schwankung des durchgehenden Lichtes bestimmbar und das Reflexionsvermögen jedes Stückes Testpapier selbsttätig nacheinander meßbar sind.3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Standardreflexions-Stück (4) auf dem Träger (3) für die Stücke Testpapier (1) fehlt und daß eine Höhe des Signals, die dem von einem Standardreflexions-Stück (4) zurückgeworfenen Licht entspricht, durch einen Speicherkreis (21) festhaltbar ist.4. Hinrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß Rollen (25) zur Bewegung eines um sie gewiekelten Trägers (3) mit Testpapier-Stücken (1) vorgesehen sind (Fig.13).5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung bei Stillstand der Stücke Testpapier und unter Bewegung des optischen Systems durchführbar ist.6. Mehrteiliges Testpapier zur Benützung mit der Einrichtung zum Messen des Reflexionsverrrögens nach Anspruch 1 mit einem Träger aus lichtdurchlässigem Material, z.B. Harz, und Farbreaktions-Testpapir-Stüeken, die mit verschiedenen Bestandteilen der Harnprobe eine Reaktion ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschichten (2, 2', 2fl, .··) zum Befestigen der Farbreaktions-Testpapier-Stücke (1, I1, I11,...) am Träger (3) zugleich- 21 - y-ky-10Lichtabsehiraiun6en von der geringstmöglichen Lichtdurchlässigkeit und geringstmöglichen Lichtreflexionsvermögens sind.7. Mehrteiliges Testpapier nach Anspruch 6, dadurch g e k e nnzeichnet, daß zusätzlich zu den Farbreaktions-Testpapier-Stücken (1, 1', 1f'-....) ein Standardreflexions-Stück (4) an dem Träger (5) befestigt ist und daß die Haftschichten (2, 21)Lichtabschirmungen der geringstmöglichen Durchlässigkeit und geringstmöglichen Lichtreflexionsvermögens sind.8. Mehrteiliges Testpapier nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabschirmungen,die als Haftschichten (2, 21...), dienen, farbig, z.B. schwarz, rot, blau, braun usw. sind.9. Mehrteiliges Testpapier nach Anspruch 6 und %, dadurch gekennzeichnet, daß die als Haftschichten anstelle von gefärbten Lichtabschirmungen die Wirkung einer Lichtabschirmung aufgrund vergrößerter Dicke oder Einlage eines anderen Lichtabschirmstückes aufweisende Schichten dienen.0 9 8 2 j / 1 υ ό 1Leerseite
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