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Im Rahmen der allgemein bekannten Harndiagnostik sind z. B. Achtfach-Harnteststreifen
zur Bestimmung von Nitrit, des pH-Wertes, Eiweiß (Albumin), Glucose, Keton, Urobilinogen,
Bilirubin und Blut im Harn bekannt. Derartige Harnteststreifen enthalten mehrere
Testbezirke, auf denen die dem jeweiligen Test zugehörenden Reagenzien, z. B. Methylrot
und Bromthymolblau als Indikatoren für den pH-Wert, angeordnet sind. Der Teststreifen
wird mit seinen möglichen Testbezirken komplett, d. h. bis zu einer Markierungslinie,
in ein Gefäß mit Harn getaucht, abgetropft und nach einer gewissen Zeit abgelesen.
Dabei kann in der Regel so vorgegangen werden, daß der Arzt auf der Packung für
die Teststreifen mehrere Vergleichsmöglichkeiten für jeden Parameter hat und je
nach Verfärbung der einzelnen Testbezirke eine qualitative Auswertung vornehmen
kann. Den verschieden starken Anfärbungen des jeweiligen Testbezirkes können bereits
bestimmte Konzentrationsbereiche zugeordnet sein, z. B. für Glucose bis 100 mg/100
ml, 100 bis 500 mg/ 100 ml oder 500 mg/100 ml oder mehr. Dieses Verfahren wird natürlich
von subjektiven Faktoren beeinflußt und hängt insbesondere sehr stark vom Differenzierungsvermögen
des Auges des Betrachters ab. Es ist abhängig von der verwendeten Lichtquelle (Tageslicht,
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Kunstlicht). Es ist somit individuellen und räumlichen Störfaktoren
unterworfen. Außerdem ist dieses Verfahren sehr zeitintensiv und umständlich, falls
die Meßwerte auch noch aufgezeichnet werden sollen.
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Es sind daher bereits verschiedene Meßgeräte zur halbautomatischen
oder automatischen Messung und Auswertung entwickelt worden.
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Bei einem bekannten Meßgerät der eingangs genannten Gattung (US-PS
39 18 910) werden mehrere Harnteststreifen gleichzeitig aufgenommen und nacheinander
durch die Meßstelle bewegt. Die Vorgabe der einzelnen Testbezirke zu einer Meßstelle
erfolgt durch eine aufwendige Mechanik mittels einer Kurvenscheibe bzw. Kammplatte.
Der jeweilige Testbezirk auf einer transparenten Plastikplatte als Teststreifen
wird mittels einer an eine Lichtquelle angeschlossenen Lichtleitfaser beleuchtet,
ein fotoelektrischer Lichtempfänger dient zur Aufnahme des reflektierten Lichtes
Es wird ein elektrisches Signal erzeugt, das dem Grad der chemischen Reaktion zwischen
der Testflüssigkeit und dem auf dem Testbezirk befindlichen Reagenz proportional
ist und mittels eines Druckschaltkreises auf einem Druckstreifen ausgedruckt wird.
Bei der Auswertung erfolgt ein interner Vergleich mit einem in einem separaten Schaltkreis
gespeicherten Bezugswert. Die notwendigen Bezugswerte werden durch vorheriges Einlegen
eines Eichstreifens ermittelt. Das bekannte Meßgerät besitzt weiterhin die Möglichkeit,
daß mehrere Teststreifen automatisch bearbeitet werden, indem ein automatisches
Eintauchen in speziell gespeicherte Harnröhrchen durchgeführt wird.
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Die mechanische Bewegung der Harnteststreifen kann im bekannten Fall
zu Störungen führen. Sie bedingt einen hohen apparativen Aufwand.
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Es ist weiterhin ein Harntestgerät bekannt (DT-OS 25 02 013), mittels
dessen die halbautomatische Durchführung mehrerer chemischer Analysen möglich ist.
Als Grundlage für den Teststreifen dient in diesem Fall ein durchsichtiger Kunststoff-Film,
der saugfähiges Papier für die einzelnen Teststreifenbezirke oder ein Polymerisat
zur Befestigung der Reagenzien aufweist. Das bekannte Prüfgerät besitzt vier wesentliche
Teileinrichtungen: eine Prüfeinrichtung zur Aufnahme der Teststreifen, eine Codefühleinrichtung
zur Gewinnung eines Eichungs- bzw. Bezugssignals, eine Reaktionsfühleinrichtung
zur Lieferung der Meßsignale und eine Ausgabeeinrichtung zur semiquantitativen Ausgabe
der Meßwerte. Die Eichung des Prüfgerätes geschieht mit einem in Eich-Lösung getauchten
Streifen. Nach diesem Eichvorgang wird ein Teststreifen eingeführt. Dieser Teststreifen
durchfährt eine Meßstation mit Lichtleitfaseroptik. Die reflektierte Lichtmenge
wird in eine Spannung umgesetzt. Die Spannung wird ihrerseits durch einen spannungsgeregelten
Oszillator in eine der reflektierten Lichtmenge entsprechende Frequenz umgesetzt.
Letzteres Signal wird einer Zähleinrichtung zugeführt, die nach einem Vergleich
mit einem Nullpunkt-Register eine quantitative Anzeige des Ausmaßes der Reaktion
liefert Die Codefühleinrichtung erzeugt ein Ablesebefehlssignal, so daß über eine
Decodiereinrichtung und einen Drucker das betreffende Ergebnis ausgedruckt werden
kann. Dabei wird z. B. je nach der Menge der Glucose im Urin angezeigt, ob das Ergebnis
negativ ist oder einen mehr oder weniger großen positiven Wert hat. Nach Weitertransport
des Teststreifens wird der Meß- und Auswertungsvorgang für z.B. den Nachweis von
Protein wiederholt. Bei diesem Gerät sind wie beim vorbeschriebenen mechani-
sche
Einrichtungen zur Bewegung des Teststreifens und aufwendige elektronische Schaltkreise
zur Registrierung der Vergleichswerte und zur Durchführung des elektrischen Vergleiches
notwendig.
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Es ist ferner ein automatisches System zur spektrophotometrischen
Untersuchung einer Reagens-Matrix zur Urinbestimmung bekannt (Clinical Chemistry,
Vol.
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18, No. 8, 1972, S. 783-799). Die Bestimmung des Gehaltes an Protein,
Keton, Bilirubin, des pH-Wertes im Urin erfolgt im bekannten Fall nach der Farbverhältnismethode,
indem das Verhältnis des reflektierten zum absorbierten Licht ermittelt wird. Zur
Ermittlung dient ein mit einem programmierbaren Interferenzfilter und Fotofeldeffekttransistoren
ausgerüstetes Fotometer.
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Störspannungen (Rauschen) werden durch Digital-Analog-Umwandlung vermieden.
Der Reflektionswert wird durch die Zeit bestimmt, die notwendig ist, um einen voreingestellten
Zähler zu füllen. Der Zähler berücksichtigt die Absorptionswellenlängc des jeweiligen
Reagens-Materials. Vor der Messung wird mittels einer Eichlösung der Skalenfaktor
bzw. die Nullmarke eingestellt. In einem angeschlossenen Computer können auch Vergleichskurven
gespeichert sein. Die Zuführung von Testflüssigkeit mittels einer Pipette, die Einschaltung
verschiedener Interferenzfilter, die Messung und Auswertung sowie das Ausdrucken
der Meßwerte zusammen mit dem Namen oder der Nummer des Patienten sind vollautomatisiert.
In diesem System kann weiterhin ein Fernschreiberterminal vorgesehen sein.
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Das bekannte Gerät besitzt weiterhin eine Korrekturmöglichkeit für
die geometrische Kompensation des Abstandes des in Glasfaseroptik ausgeführten Lesekopfes
von den reflektierenden Reagenzflächen und die Möglichkeit zur Bestimmung des spezifischen
Gewichtes der Testflüssigkeit. Auch in diesem bekannten Fall ist jedoch ein Abfahren
der einzelnen Testbezirke durch den Lesekopf oder eine Verschiebung der Reagens-Matrix
erforderlich.
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Der Erfindung liegt, ausgehend von dem Meßgerät der eingangs genannten
Gattung, die Aufgabe zugrunde, eine schrittweise Vorfürhung des Flüssigkeitsteststreifens
zu vermeiden und den Vergleich mit eingegebenen Referenzwerten zu vereinfachen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß die
Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die ortsfeste Aufnahme des auszuwertenden
Teststreifens ausgelegt ist und für die Testbezirke des auszuwertenden Teststreifens
selektive Beleuchtungs- und Übertragungselemente angeordnet sind, daß ein nach dem
Zeitmultiplex-Verfahren arbeitender, an einen Signalgenerator angeschlossener Multiplexer
für die zeitlich gestaffelte Anwahl der einzelnen Beleuchtungselemente und ein entsprechender
synchronisierter De-Multiplexer sowie eine zwischen Multiplexer und De-Multiplexer
geschaltete Vergleichsschaltung vorgesehen sind und daß ausgangsseitig des De-Multiplexers
Pegelindikatoren mit jeweils mehreren Ausgängen für jeden Parameter bzw. Vergleichswert
liegen.
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Zweckmäßig kann die Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die
zusätzliche, gleichzeitige und ortsfeste Aufnahme eines Referenzstreifens eingerichtet
und mit weiteren selektiven Beleuchtungs- und Übertragungselementen versehen sein.
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Vorteilhaft kann bei dieser Anordnung ein Flüssigkeitsmehrfachteststreifen
mit beliebiger Testbezirkszahl direkt ausgewertet werden. Hierbei werden die zu
untersuchenden Testbezirke des Flüssigkeitsteststreifens nacheinander und abwechselnd
mit den entsprechenden
Referenz-Testbezirken des Referenzstreifens
durch den Multiplexer angewählt bzw. durch die angewählten Beleuchtungselemente
ausgeleuchtet, und ein dem Farbwert des jeweiligen Testbezirkes bzw.
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Referenzbezirkes entsprechender Teil des Lichtes (remittiertes Licht)
wird zeitliche nacheinander dem photoelektrischen Detektor bzw. der Vergleichsschaltung
und den Pegelindikatoren zugeführt.
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Der apparative Aufwand kann weiter vereinfacht werden bei bevorzugter
Verwendung eines Flüssigkeitsteststreifens, der zusätzlich einen mit weißem Löschpapier
belegten Referenzbezirk besitzt. Bei einem Eintauchen dieses Flüssigkeitsstreifens
in z. B. Urin erhalten sowohl die Testbezirke als auch das Referenz-Feld die gleiche
Grundfärbung, und es wird auf dieser Basis die zusätzliche Verfärbung der Testbezirke
aufgrund der chemischen Reaktion mit dem Harn gemessen. Für diese Ausführungsform
ist das erfindungsgemäße Meßgerät mit einer Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung,
mit nur einem zusäztlichen Beleuchtungselement und einem zusätzlichen Übertragungselement
für den einen Referenzbezirk des auszuwertenden Teststreifens ausgerüstet. Dieser
Referenzbezirk bzw. das entsprechende zusätzliche Beleuchtungselement wird jeweils
zwischen der Anwahl von zwei Testbezirken des auszuwertenden Teststreifens angewählt.
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Es ist anzumerken, daß für einen Glucosetest bereits ein Gerät mit
ortsfester Aufnahme des entsprechenden Einfachteststreifens bekannt ist (Münchner
Medizinische Wochenschrift, Bd. 116, 1974, Nr. 41, S. 22 PD). Es werden dort zwei
Glimmlampen verwendet, die abwechselnd mit Netzfrequenz aufleuchten. Ein Rechteckgenerator
mit konstanter Amplitude versorgt die Meßlampe, deren Licht vom Reagenzbezirk des
Teststreifens diffus auf ein Fotoelement reflektiert wird.
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Ein Rechteckgenerator mit variabler Amplitude versorgt die Referenzlampe,
deren Licht über einen Spiegel auf das Fotoelement reflektiert. Die Regelung der
lichtintensität der Referenzlampe muß von Band durch Einstellung eines Potentiometers
mit Skala vorgenommen werden. Dabei erfolgt die Einstellung bis ein Diskriminator
gleiche Intensität von beiden Lampen registriert. Jeder Farbtiefe des Teststreifens
entspricht ein Skalenwert des Potentiometers. Der Abstimmvorgang von Hand ist für
einen Mehrfachtest zu langwierig.
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Bei vorliegender Erfindung erfolgen Anwahl, Vergleich und Anzeige
vorteilhaft zeitbasisgesteuert vollautomatisch.
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Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen der Erfindung dienen zweckmäßig
an den Signalgenerator angeschlossene Leuchtdioden als Beleuchtungselemente, und
Lichtleitfasern als Übertragungselemente, welche in einem gemeinsamen Bündel zusammengefaßt
und ausgangsseitig auf einen Fotoempfänger als fotoelektrischer Detektor fokussiert
sind.
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Vorzugsweise sind am Fotoempfänger als Vergleichsschaltung ein Wechselspannungsverstärker
und ausgangsseitig des letzteren ein Gleichrichter angeschlossen. Bei Änderung der
Beleuchtungsstärke vom zunächst angewählten Testbezirk zum Referenzbezirk ergibt
sich somit am Ausgang des Fotoverstärkers ein Signal, das dieser Änderung und somit
der Differenz zwischen Meßwert und Referenzwert proportional ist.
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Das Zusammenschalten eines Fotoempfängers mit einem Wechselspannungsverstärker
ist als solches neben den weiterhin genannten opto-elektronischen Bauelementen an
sich bekannt (Siemens-Druckschriften
»Die Anwendung fotoelektrischer Halbleiter«
Teil 1 und Teil 2, Ausgabe August 1969, Best.-Nr. 2-6390-138 sowie Ausgabe Oktober
1969, Best.-Nr. 2-6390-139; Siemens-Druckschrift »Neue fotoelektrische Bauelemente
in Anwendungsschaltungen«, Ausgabe April 1971, Best.-Nr. B 114/1062; Siemens-Druckschrift
»Halbleiterschaltbeispiele 1971/72«, Ausgabe April 1971, Best.-Nr. B 11/1080; Siemens-Druckschrift
»Schaltbeispiele«, Ausgabe 1975/1976, Best.-Nr. B 10/1305). Die Spannung am Ausgang
des Wechselspannungsverstärkers wird gleichgerichtet und je nach Anwahl des De-Multiplexers
dem betreffenden Pegelindikator zugeführt. Die Arbeitsweise nach dem Zeitmultiplex-Verfahren
ist als solche bekannt (K. 5 t e i n -b u c h, »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«,
2.
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Aufl. [1967l S.828/829,870/871).
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Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform des Meßgerätes für Flüssigkeitsteststreifen
mit einem Referenzbezirk sind die Pegelindikatoren zweckmäßig mit Vorspannungsgebern
ausgerüstet. Durch diese läßt sich in einfacher Weise jeweils die Differenz zwischen
dem Weißwert und dem normalen, dem jeweiligen Pegelindikator zugeordneten Paramter
(pH-Wert) berücksichtigen. Durch die Urineinfärbung aller Testbezirke und des Referenzbezirkes
stört der individuelle Grundton des Urins die Messung nicht. Natürlich kann auch
ein zusätzlicher Weißwert auf dem Flüssigkeitsteststreifen vorgesehen sein, der
nicht in den Urin eingetaucht wird und mittels dessen zusätzlich die Urinfarbe ermittelt
werden kann.
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Zur Feinunterteilung innerhalb jedes Parameters liegen vorteilhaft
in den Ausgangsleitungen jedes Pegelindikators mit dem De-Multiplexer verbundene
Ausgangseinheiten, deren elektrische Eingänge verschiedenen Signalpegeln am Ausgang
des Gleichrichters bzw. verschiedenen Ausgängen o åos Pegelindikators zugeordnet
sind.
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Als Ausgangseinheiten dienen zweckmäßig Hubmagnete, die ausgangsseitig
geometrisch verschiedenen Zeilen eines Registrierpapiers zugeordnet sind.
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Weiterhin besitzt die Aufnahmeeinrichtung für den Teststreifen und
wahlweise den Referenzstreifen eine Klappe, die mit dem Multiplexer elektrisch verriegelt
ist, so daß der Multiplexer bei geöffneter Klappe keine Signale erzeugt. Diese Klappe
schirmt in vorteilhafter Weise Fremdlicht während der Messung ab.
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Zur Abstimmung der Beleuchtungsverhältnisse können in einfacher Weise
die Leuchtdioden für den auszuwertenden Teststreifen über einstellbare Widerstände
an den Signalgenerator angeschlossen sein.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigt F i g. 1 ein vereinfachtes Geräte-Blockschaltbild eines Meßgerätes,
Fig.2 ein Blockschaltbild für die Erzeugung der Steuersignale, Fig.3 ein Zeitdiagramm
der wesentlichen elektrischen Signale, Fig.4 einen Flüssigkeitsmehrfachteststreifen
mit zusätzlichem Referenzbezirk und F i g. 5 einen Längsschnitt durch den Flüssigkeitsmehrfachteststreifen
nach Fig. 4.
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Das Meßgerät nach F i g. 1 enthält im einzelnen einen Signalgenerator
10, einen Multiplexer 11, Leuchtdioden (LED) 12 für die Referenzmessung an einem
Referenzstreifen 13 (strichliniert angedeutet), Leuchtdioden 14 in Reihe mit einstellbaren
Widerständen 15 zur Einstellung
der Grundhelligkeit. Ein entsprechender
Flüssigkeitsteststreifen 16 ist strichliniert angedeutet.
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Das Meßgerät enthält weiterhin optisch an die Testbezirke und Referenzbezirke
angekoppelte Lichtleitfasern 17.
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Diese Lichtleitfasern 17 sind in einem Bündel 18 bzw.
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in einer Lichtleitoptik zusammengefaßt. Die Lichtleitoptik stellt
einen Sender dar, der mit weiteren optischen Elementen bestückt sein kann, so daß
eine Fokussierung der übertragenen Lichtsignale auf einen Fotoempfänger 19 erfolgt.
Am Fotoempfänger 19 ist als Vergleichsschaltung ein Wechselspannungsverstärker 20
und ausgangsseitig des letzteren ein Gleichrichter 21 angeschlossen. An die Ausgangsleitung
des Gleichrichters 21 sind über Entkopplungsdioden 22 mit Vorspannungsgebern 23
Pegelindikatoren 24 angeschlossen. In den Ausgangsleitungen jedes Pegelindikators
24 liegen mit einem De-Multiplexer 25 verbundene Ausgangseinheiten 26, 27., deren
elektrische Eingänge verschiedenen Signalpegeln am Ausgang des Gleichrichters 21
bzw. verschiedenen Ausgängen des Pegelindikators 25 zugeordnet sind. Vorzugsweise
dienen als Ausgangseinheiten 26, 27... Hubmagnete, die mittels Stiften Löcher im
Registrierpapier erzeugen.
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Aus F i g. 2 ist die Eingangsschaltung mit Netzgerät 40 und Ansteuerlogik
41 ersichtlich. Diese Schaltung entspricht dem Signalgenerator 10 in Fig. 1 und
dient einerseits der Stromversorgung der Beleuchtungselementc und andererseits der
Erzeugung von Steuersignalen. Die Ausgangssignale der Ansteuerlogik 41 sind mit
A, B. C bezeichnet. Ein Zeitdiagramm für diese Signale und den netzseitigen Strom
sowie die einzelnen Zeitintervalle ist in Fig. 3 dargestellt.
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F i g. 4 zeigt einen Flüssigkeitsmehrfachteststreifen 16 mit Testbezirken
16' und einem Referenzbezirk 13', der mit weißem l.öscltpapier belegt ist und mit
eingetaucht wird. Das Eintauchen in Urin erfolgt bis zu dem Doppelsstrich des Flüssigkeitsteststreifens.
Oberhalb des Doppelstriches kann sich ein Weißfeld 13" befinden, das nicht mit eingetaucht
wird.
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Aus 1: i g. 5 ist ersichtlich, daß der Flüssigkeitsmehrfachteststreifen
16 eine Kunststoffgrundlage 149 besitzt, die mit weißem Papier 113' im Weißfeld
13", mit weißem Löschpapier 113' im Referenzbezirk 13' und je nach Bedarf mit einer
Papierunterlage 150 und einem Indikator 151 (Reaktionsstoff) oder nur einem Indikator
151 belegt ist. Die Auflagen 113'. 113". 150, 151 sind durch eine taschenbildende
Kunststoff-Folie 152 abgedeckt.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Meßgerätes erläutert: Zum
Einlegen des Flüssigkeitsteststreifens 13 und des Referenzstreifens 16 wird die
nicht dargestellte Klappe des Meßgerätes geöffnet. Nach Schließen der Klappe wird
jeder einzelne Testbezirk und Referenzbezirk mittels der Leuchtdioden 14, 12, 14,
12 usw. alternierend angestrahlt. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß aus dem sinusförmigen
Verlauf der Netzspannung bzw. des Netzstromes die Ausgangssignale A, B. C mittels
des Signalgenerators 10 erzeugt werden. Die Impulszeit eines Impulses der Impulsfolge
A ist kürzer als die Zeit einer halben Wechselspannungsperiode, d. h., das Tastverhältnis
ist ungleich 1:1, während das Tastverhältnis für die Impulsfolgen Bund C1 1 gewählt
wird.
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Die Impulsfolge Bist um 1800 elektrisch gegenüber der Impulsfolge
C phasenverschoben. Dabei entsprechen die Rechteckimpulse der Impulsfolge B den
postiven Ilalbwellen der Wechselspannungsschwingung, die
Impulse der Impulsfolge
C den negativen Halbwellen der Wechselspannungsschwingung.
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Die Impulsfolge A wird als sogenanntes Clocksignal für den Multiplexer
11 bzw. den Multiplexer 25 benötigt (siehe Eingang A am Multiplexer 25). Mit Impulsfolge
B werden die Referenz-Leuchtdioden 12 angesteuert, mit der Impulsfolge C die Meß-Leuchtdioden
14. Die Impulsfolgen A, B und C werden in an sich bekannte Weise direkt aus der
Netzfrequenz generiert.
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Zum Zeitpunkt to im Zeitdiagramm nach Fig. 3 legt der Multiplexer
11 die erste Zeile, d. h. in Fig. 1 die linke Spalte, bestehend aus den Leuchtdioden
12 und 14, gegen Masse. Gleichzeitig beginnt für die Zeit von b bis tl die Leuchtdiode
12 aufzuleuchten und beleuchtet den ersten Referenzbezirk des Referenzstreifens
13. Zum Zeitpunkt t wird die Leuchtdiode 12 abgeschaltet, und es beginnt die Leuchtdiode
14 für die Zeit bis t2 zu leuchten und den ersten Testbezirk anzustrahlen (Impuls
(). Das von den einzelnen Referenz- und Testbezirken remittierte Licht wird mittels
der Lichtleitoptik 17, 18 auf den Fotoempfänger 19 geleitet. Dort entsteht nun ein
Signal unterschiedlicher Größe, je nach Beleuchtung der einzelnen Referenz- und
Testbezirke, das in dem Wechselspannungsverstärker 20 verstärkt wird und in dem
Gleichrichter 21 gleichgerichtet wird.
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Sind nun Referenzbezirk und Testbezirk von gleicher Beschaffenheit,
d. h. sind die Lichtverhältnisse so, daß das remittierte Licht gleich intensiv von
beiden Teststreifen 13 und 16 ist, so kann am Ausgang des Gleichrichters 21 kein
Signal erscheinen. Sind die Lichtverhältnisse dagegen nicht gleich, so wird im Wechselspannungsverstärker
20 ein Signal erzeugt, das im Gleichrichter 21 gleichgerichtet wird und am Ausgang
des Gleichrichters 21 als Gleichspannung bestimmter Höhe zur Verfügung steht. Während
der Meßperiode. die sich von t> bis t2 erstreckt. legt der De-Multiplexer 25
den zur ersten Zeile gehörenden Ausgang ebenfalls auf Masse, und das Signal, das
am Ausgang des Gleichrichters 21 zur Verfügung steht, gelangt auf den in der Zeichnung
linken Pegelindikator 24. Je nach Größe, der am Ausgang des Gleichrichters 21 anstehenden
Spannung zieht nun einer der vier bzw.
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der mehr als vier Hubmagnete 26, 27,... an und dient entsprechend
der Zuordnung zu dem Spannungswert mittelbar als Anzeige. Durchstechen nun die Stifte
der Hubmagneten 26, ein Registrierpapier (nicht dargestellt). so kann aus der geometrischen
Lage des Loches auf die Anfärbung des Teststreifens 16 geschlossen werden, weil
die einzelnen Stifte 26, 27, . jedes Pegelindikators 24 wie beschrieben jeweils
einer festen Spannungsstufe zugeordnet und mechanisch jeweils einem bestimmten Feld
des Registrierpapiers fest zugeordnet sein können. Die folgende Messung des zweiten
Testbezirkes im Vergleich zum zweiten Referenzbezirk erfolgt analog zur ersten Messung.
Bei Verwendung eines Teststreifens mit Referenzbezirk 13' wird die Ausleuchtung
dieses Referenzbezirkes 13' jeweils vor oder hinter die Ausleuchtung der Testbezirke
geschaltet.
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In beiden Fällen wird der nachfolgende Meß- und Vergleichsvorgang
zum Zeitpunkt t2 durch ein Clocksignal A des Signalgenerators 10 eingeleitet, das
den Multiplexer 11 dazu veranlaßt, den jeweils folgenden Ausgang 2,3,... auf Masse
zu legen. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 können in der nachfolgenden Messung
folglich nacheinander die von links gezählt zweiten Leuchtdioden 12 und 14 aufleuchten.
Dabei leuchtet von der Zeit t2 bis zur Zeit t3 zunächst die zweite
Leuchtdiode
12 für die Referenzmessung und dann die zweite Leuchtdiode 14 in der Zeit t3 bis
t4 für die Ausleuchtung des Testbezirkes auf. Während der Zeit t2 bis t3 hat auch
der De-Multiplexer 25 den Ausgang 2 auf Masse gelegt und damit den nächsten, in
diesem Fall den mittleren der dargestellten Pegelindikatoren 24 und die entsprechenden
Hubmagnete 26, 27,... in Schaltbereitschaft versetzt. Je nach Größe des wiederum
am Ausgang des Gleichrichters 21 zur Verfügung stehenden Signals zieht einer der
vier Hubmagnete 26, 27, ... des mittleren Pegelindikators 24, d. h. in der zweiten
Zeile, an und kann wiederum das Registrierpapier an der entsprechenden Stelle der
zweiten Zeile lochen. Das Registrierpapier läßt sich entsprechend bedrucken, z.
B.
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mit einem mit Hinweisen versehenen Raster. Auf diesem Registrierpapier
lassen sich auch je nach Anzahl der verwendeten Testbezirke den Hubmagneten 26,...
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entsprechende Stellen in den verschiedenen Zeilen zuordnen, so daß
das Registrierpapier jeweils insgesamt einen Aufschluß über die Ergebnisse in z.
B. acht Parametern, Nitrit, pH-Wert, Eiweiß, Glucose, Keton, Urobilinogen, Bilirubin,
Blut, gibt.
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Da die Flüssigkeitsteststreifen aus verschiedenen Herstellungszeiträumen
stammen können und wegen jeweils leicht geänderter räumlicher Verhälnisse, kann
an den einstellbaren Widerständen 15 die Grundhelligkeit der Leuchtdioden 14 eingestellt
werden und damit eine Anpassung an die einzelnen Teststreifen 16 erfolgen.
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Nach Beendigung des z. B. für acht Parameter achtmalig durchgeführten
Meß- und Vergleichsvorganges wird die Klappe des Meßgerätes geöffnet, es wird kein
Multiplex-Signal mehr generiert, und es zieht auch keiner der ausgangsseitigen Hubmagnete
26, 27,... an, was auch für das Einlegen des Registrierpapiers wichtig ist.
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Durch eine spezielle Schaltlogik kann die Meß- oder Ausgabezeit vergrößert
werden, indem erst nach einigen Perioden der Netzfrequenz wieder die nächste Leuchtdiode
angewählt wird, oder indem ein längerer Ausleuchtungszeitraum unabhängig von der
Netzfrequenz gewählt wird. Auf diese Weise kann eine sichere Registrierung auf dem
Registrierpapier erreicht werden.
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Für eine verlängerte Ausgabe genügen Kurzzeitspeicher an den Hubmagneten
26,27,...
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Falls eine verlängerte Meßzeit erforderlich ist, d. h.
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für die jeweils zeitverzögerte bzw. nacheilende Anwahl eines Testbezirkes
nach der Anwahl eines Referenzbe-
zirkes oder umgekehrt können z. B. auch Zeitglieder
eingeschaltet sein, oder in einfacher Weise kann der Leitungszug vom Ausgang B des
Signalgenerators 10 zweikanalig ausgeführt sein, wobei ein Kanal über ein Zeitglied
(T= tl - to oder gleich mehreren Halbperioden der Wechselspannung), zu den nacheilend
einzuschaltenden Beleuchtungselementen führt. Dabei werden in letzterem Kanal gegenüber
den Impulsen B nacheilende Impulse Cerzeugt, deren Impulszeiten sich wegen der Auswertung
im Wechselspannungsverstärker 20 an die jeweiligen Impulszeiten B anschließen sollten.
Für die Impulsfolgen A, B und somit C kann jedoch vorteilhaft eine Frequenz gewählt
werden, die ein Bruchteil der Netzfrequenz beträgt. Bei ganzzahligem Verhältnis
zwischen Netzfrequenz und der Frequenz dieser Impulsfolgen folgt dabei - im Gegensatz
zu F i g. 3 - einem Impuls B von mehreren Halbperioden der Netzfrequenz Dauer ein
Impuls Cvon gleicher Dauer.
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Das beschriebene Meßgerät kommt vorteilhaft ohne Eichung vor jeder
Messung aus. Durch den Vergleich mit einem unbenutzten Teststreifen als Referenzstreifen
13 kann eine relative Abweichung vom unbenutzten Teststreifen registriert werden.
Da die Abweichungen nur relativ bzw. semiquantitativ ausgewertet werden, ist eine
entsprechende Feinkalibrierung nicht nötig. Als weiterer Vorteil ist anzusehen,
daß aufgrund des gewählten Zeitmultiplex-Verfahrens mit einem Minimum an elektronischen
Bauelementen das Meßgerät für den Combur-Test erstellt werden kann. Außer der Klappe
zum Einlegen der Teststreifen sind keinerlei mechanisch bewegte Teile vorhanden.
Je nach Teststreifen können im Meßteil die optimalen Leuchtdioden verwendet werden
(rotleuchtend, grünleuchtend, gelbleuchtend). Die Glasfaseroptik 17, 18 vermindert
die Anzahl der sonst notwendigen elektronischen Bauelemente. Für eine beliebige
Anzahl von Testbezirken ist nur ein Fotoempfänger 19 mit Wechselspannungsverstärker
20 und Gleichrichter 21 notwendig.
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In den Ausgangsleitungen der Pegelindikatoren 24 können auch Leuchtdioden,
Hubmagnete mit Filzschreibern, auf Thermopapier arbeitende erwärmbare Stifte oder
ähnliche an sich bekannte Ausgabeelemente liegen.
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Bei Verwendung von Leuchtdioden kann fotoempfindliches Papier eingesetzt
werden, das auf die Leuchtfarbe der Leuchtdiode (z. B. grünes Licht) sensibilisiert
ist. Zur Verlängerung der Belichtungszeit kann auch ein nachleuchtendes optisches
Beleuchtungselement dienen.