DE2557872A1 - Einrichtung zum messen des reflexionsvermoegens von reaktionsproben und mehrteilige probe dafuer - Google Patents

Einrichtung zum messen des reflexionsvermoegens von reaktionsproben und mehrteilige probe dafuer

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Description

7557872
PATENTANWÄLTE L^-J IUIC,
HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN
DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.
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
Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank München 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89} 77 89 H. SCHROETER Telegramme: Schroepit Schwäbisch Gmiind 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroepat Bocksgasse 49 Telex: 7248868 pagdd Postscheckkonto München 1679 41-804 Lipowskyitraße 10 Telex: 5 212 248 pawe d
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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
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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
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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)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Einrichtung 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-10
    und 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-10
    Lichtabsehiraiun6en 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.
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