-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft einen Fotoabsorptions-Analysator mit einer
Lichtquelle, einen Strahlungsteiler zum Aufspalten des Strahls von der Lichtquelle
in zwei Strahlen, von denen ein Stranl direkt auf einen Fotodetektor fällt, während
der andere Strahl durch eine kolorimetrische Zelle hindurchgeht und auf einen anderen
Fotodetektor fällt, und mit einer Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines
Knergieverhältnisses dieser beiden Strahlen und zum Erreichen einer Fotoabsorptions-Analyse
einer zu analysierenden Substanz.
-
t;in FotoabsorptioIs-Analysator enthalt in allgemeinen eine Lichtquelle
in For einer Lampe, eine spektraie Pinrichtung oder ein spektrales element, Fotodetektoren,
einen elektrischen Messkreis u.s.w. als Iiauptkomponenten und ist weiter mit einer
Probenkammer oder einem Probenbenälter versehen, der so ausgebildet ist, daß die
Messung leicht ausgeführt werden kann, und zwar je nach der Fort, die von einer
zu untersucnenden Probe eingenommen wird. Ein solcher Fotoabsorptions-Analysator
kann zufriedenstellend nur dann arbeiten, um eine gewünschte Analyse zu erhalten,
wenn jede dieser Hauptkomponenten ihre besondere Funktion vollständig erfüllen kann.
Anders gesagt, eine Verbesserung der Betriebseigenschaften dieser Komponenten könnte
zu einer beträchtlichen Erweiterung des Gebietes führen, auf dem die Fotoabsorptionsanalyse
nützlich sein kann.
-
Unter dem theoretischen gerade erwähnten Gesichtspunkt ist es möglich,
daß die Technik der Fotoabsorptions-Analyse in einer beträchtlichen Anzanl von Anwendungsgebieten
benutzt werden kann. In der Praxis bleiben jedoch verschiedene Anwendungsgebiete
übrig, in der diese technik der Fotoabsorptions-Analyse nur unzufriedenstellend
benutzt werden kann. Ein typisches Gebiet, auf dem sie nicht angewendet werden kann,
ist das Messen der Serumferment-Aktivität bei klinischen Untersuchungen.
-
Die Analyse von Ferment oder Enzym wäre äußerst bedeutend, da diese
substanz enge Zusammenhange mit der- Phänomenen der Lebenserhaltung und dem patiiologiscnen
Mechanismus durch ihre katalytische Wirksamkeit hat, die verschiedene Reaktionen
eines lebenden körpers bestimmt. gen ihrer Instabilität als enemische Substanz und
einer Schwierigkeit, sie in gereinigter Form darzustellen, ist es jedoch unmöglich,
die Bezugsprobe zu erhalten, die zum Durchführen der Analyse wesentlich ist, so
daß die Durchfüiirung der Analyse immer mit großen Schwierigkeiten verknüpft gewesen
ist. Wenn es erwünscnt ist, ein signifikantes Analysenergebnis in bezug auf eine
besondere chemische Substanz ohne Eichung ihrer Konzentration oder ihrer Aktivität
in Übereinstimmung mit einer bekannten Bezugsprobe zu erhalten, müssen alle bei
der Durchführung der Analyse auftretenden oedingulgen waiurend der gesamten Durchführung
der Analyse konstant bleiben. Dies bedeutet für die Analyse mit ifilfe des Fotoabsorptions-Analysators,
daß die Wellenlänge des für die Messung benutzten Lichtstrahles konstant sein muß.
-
Als Lichtquellen, die für diesen zweck benutzt werden können, sind
schon verschiedene Typen von Lichtquellen vorgeschlagen worden, zum Beispiel eine
uuecsilber-ntladungsröhre, die ein atomares Spektrum aussendet, und es erscheint
möglich zu sein, daß der genannte Zweck durch benutzung einer solcnen Lichtquelle
leicht erreicht werden kann. Es sind tatsächlich schon einige Fotoabsorptions-Analysatoren
hergestellt worden, die eine Quecksilber -Entladungsröhre aufgrund von Überlegungen
wie den oben erwähnten verwenden.
-
bei diesen besonderen Ausführungsformen des Standes der Technik liegt
eine Neuheit jedoch nur in der Tatsache, daß die vuecksilber-Entladungsröhre als
Lichtquelle benutzt ist, und es sind keine wirksamen Maßnahmen gegen die Instabilität
des Analysators selber aufgrund einer solchen benutzung einer Quecksilber-Entladungsröhre
ergriffen.
-
Offenbar könnte dieses Problem einfach gelöst werden, indem die Quecksilber-Entladungsröhre
tatsächlich Lichtstrahlen
auf senr stabile Weise abgeben kann und
indem die von der Röhre ausgesandte Fotoenergie konstant sein muß. Trotzdem ist
die Erzeugung von Lichtenergie mit Hilfe von Entladungsrönren einschließlich der
uecksilber-ntladungsröhren im allgemeinen etwas außergewöhnlich Unübliches; und
die von diesen Lichtquellen emittierten Lichstrahlen sind ziemlich unstabil in Vergleich
zu Lichtstrahlen von Glühlampen, die einen Widerstandstraht benutzell, was dcn Fachmann
wohl bekannt ist.
-
Dic Erfindung benutzt auf einer gründlichen Untersuchung des oben
beschriebenen Problems. Aufgabe der Lrfindung ist die Schaffung eines verbesserten
Fotoabsorptions-Analysators, der zwar eine Lichtquelle, wie eine Quecksilber-Entladungsrohre,
die auf dem I*rinzip der Lichtemission durcn Entladung beruiit, benutzt, trotzdem
aber mit einer senr großen Stabilität arbeitet, ohne durch die Instabilitäten beeinflußt
zu werden, die solchen Licntquellen eigen sind.
-
Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem Fotoabsorptions-Analysator
der eingangs genannten Art darin, daß die Signalverarbeitungsschaltung so angeordnet
ist, daß Ausgangssignale von den Fotodetektoren durch A-D-Konverter in digitale
Signale umgewandelt werden, die dann einer digitalen Signalverarbeitungsschaltung
zugefüllrt werden.
-
Die Erfindung wird im folgenden annand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefühte Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein
blockdiagramm des erfindungsgemäßen Analysators; und Fig. 2 ein blockdiagramm, in
dem beispielsweise eine zum Stande der Technik gehörende Signalverarbeitungsschaltung
dargestellt ist.
-
In Fig. 1 ist mit der bezugsziffer 1 eine Lichtquellen, z. B. eine
Quecksilber-Entladungsröhre, bezeichnet, von der ein Atomspektrum hoher Lichtstärke
ausgestrahlt wird, und die in der folgenden Beschreibung einfach als Lichtquelle
Bezeichnet werden wird. Die bezugsziffer 2 bezeichnet eine Streuplatte, durcti die
der von der Lichtquelle 1 komnlende Lichtstrahl nicht direkt , sondern diffus hindurchgehen
soll und die als sekundäre Lichtquelle dient. Ein besonders geeignetes Material,
aus der die Streuplatte 2 llergestellt sein kann, ist Opalglas. Das Material ist
jedoch nicht auf dieses Opalglas eingeschränkt. Sogar eine gewöhnlicne Glasplatte
kann wirksam benutzt werden, falls die Oberfläche derselben wie die Schale einer
zwirne ausgebildet ist oder matt geschliffen ist. Mit der bezugsziffer 3 ist ein
optiscner Filter bezeichnet. Dieser optische Filter ist dazu ausgebildet, von den
hellen Linienspektren, die die Lichtquelle 1 aussendet, selektiv nur ein einzelnes
Linienspektrum oder Linienspektren durchzulassen, die für den bescnderen Analysenzweck
ausreichend als ein Einzellinienspektrum angesehen werden können. Mit der Bezugsziffer
4 ist ein Strahlungsteiler bezeichnet, der dazu ausgebildet ist, den von der Lichtquelle
1 ausgesandten Strahl auf seiner reflektierenden Oberfläche uliter einem vorbestimmten
Verhältnis in zwei Strahlen aufzuspalten. Obwohl ein halbdurchlässiger Spiegel als
Strahlungsteiler 4 vorgezogen wird, kann eine einfache Glasplatte benutzt werden,
wenn ihre Oberfläche glatt ist. Mit 5 ist eine kolorimetrische Zelle, mit 6 und
7 sind Fotodetektoren aus einem fotoleitfäjiigen Material und mit 8 und 9 Vorverstärker
bezeichnet.
-
Die bisner unter bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gegebene
beschreibung enthält keine neuen technischen Gedanken. In der at wurde bei einigen
Fotoabsorptions-Analysatoren schon vor der vorliegenden Erfindung eine Anordnung
verwendet, die im wesentlichen der vorgenannten
entspricht. bei
diesen Analysatoren des Standes der Technik wurde jedoch im wesentlichen die weiter
hinten liegende Stufe der Signaiverarbeitungs-Schaltung benutzt, die in lig. 2 gezeigt
ist. Diesc Anordnungen unterscheiden sich in Signalverarbeitungssystem deutlidl
vom erfindungsgemäßen Fotoabsorptions-Analysator.
-
In lig. 2 bezeichnen bezugsziffern 8' und 9' Vorverstärker, die denjenigen
entsprechen, die in Fig. 1 mit 8 oder 9 bezeichnet sind, zu dcrien die Signale von
den Fotodetektoren geleitet werden. Mit bezugszlffern 17 und 1d sind Analog-Logarithmus-Konverter
bezeichnet, von denen jeder eine exponentielle Kennlinie der Halbleiterdiode benutzt.
-
19 bezeiciinet einen differenziellen Operationsverstärker und 20 eine
Anzeige. Eine solche Signalverarbeitungsschaltung wie die von Fig. 2 arbeitet im
wesentlicnen wie folgt.
-
1. Die Vorverstärker 8' und 9' nehmen fotoelektrische Signale von
den Fotodetektoren 6' bzw. 7' auf, um Signale E0 und E1 abzugeben.
-
2. Die Analog-Logarithmus-Konverter 17 und 18 nehmen diese Signale
E0 bzw. E1 auf, um auf analoge Weise eine Umwandlung in den Logarithmus durchzuführen
und dadurch Signale logE0 und logE1 abzugeben.
-
3. Der differenzielle Operationsverstärker 19 wird mit diesen Signale
logE0 und logE1 gespeist und gibt ein Signal logE0 - LogE1 (identisch = logE0/E1)
ab, das durch die differenzielle bearbeitung der erstgenannten Signale erzeugt wird.
-
4. Die Anzeige 20 zeigt visuell diese Signale logE0/E1 und teilt
der Bedienungsperson den numerischen Wert dieses Signals mit.
-
Die Signale E0 und E1, die auf den fotoelektrischen Signalen von den
Fotodetektoren berunen, staammen vom einfallenden Strahl I, der durch den Strahlungsteiler
4' unter einem vorbestimmten Verhältnis in zwei Strahlen aufgespalten ist. Wenn
man annimmt, daß das Aufspaltungsverhältnis r: (1 - r) ist, und daß die kolorimetriscile
Zelle 5' eine Probe enthält, die eine Fotoabsorption ei einer gegebenen Messwellenlänge
zeigt, können die Signale E0 und E1 gemäß dem Lambert-Beer-Gesetz durch die folgenden
Gleichungen ausgedrückt werden.
| E0 = k0(1 - r) I |
| # |
| E1 = K1 r I e-αc(1) |
wobei ko, kl Proportionalitätskonstanten bezeichnen, die von den Verstärkungen der
Vorverstärker 8' bzw. 9' abhängen, wobei α eine Konstante bezeichnet, die
mit der ADsorptionskraft des fotoabsorptiven Materials zusammennängt, das in der
Probe enthalten ist, und wobei c die Konzentration dieses fotoabsorptiven Materials
bezeichnet.
-
Der numerische Wert, der der Bedienungsperson gegeben wird, ist logE0/E1,
wie dies aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, wenn die in Figur 2 gezeigte
Signalverarbeitungsschaltung benutzt wird. Wenn in diesen Wert die Werte der Formel
(1) eingesetzt werden, ergibt sich die folgende Gleichung.
-
logEo/E1 =αc + log{k0(1 - r) I/k1 r I} (2) Angenommen, daß
die Verstärkung des Vorverstärkers 8' oder 9' so eingestellt ist, daß sie der Beziehung
k (1 - r) = k1 r genügt, so ist z.B., wenn die kolorimetrische Zelle S' unter der
bedingung eingeführt ist, bei der kein fotoabsorptives Material in ihr enthalten
ist, die folgende beziehung möglich
logE0/E1 =αc (3) Die Bedienungsperson
kann daher einen Messwert von der Anzeige 20 ablessen, die die honzentratiori des
fotoabsorptiven Materials betrifft. Theoretisch ist es möglich, daß die Signalverarbeitungsschaltung
eine Fotoabsorptionsrressung unabhängig von der energie I des einfallenden Strahles
liefert, und zwar unabhängig von irgendwelchen Änderungen derEnergie des einfallenden
Strahles.
-
Dieser Schluß ist jedoch nur auf die Formeln gegründet und ist in
der Praxis nicht wahr. Mit der in Fig. 2 gezeigten Signalverarbeitungsschaltung
treten große, bei weitem nicht vernachlässigbare Fehler bei der Approximation auf,
und es kann kein verläßliches Meßergebnis erwartet werden. Ein ganz besonders ernsthaftes
Problem rührt von der nichtlinearen Kennlinie und der Variation des Gradienten aufgrund
von Variationen der Temperatur der Analog-logari ttimus-Konvrter tier. Wenn diese
Analog-Logarithmus-Konverter 17 und 18 nicht einen völlig linearen Ausgang über
den gesamten Bereich von Signalniveaus naben, die durch diese Analog-Logarithmus-onverter
verarbeitet werden müssen, wird es unmöglich sein, den Term, der mit der Energie
1 des einfallenden Strahles zusammerlìlänqt, wie in der Formel (3) zu eliminieren,
und der Meßwert wird als Funktion der Konzentration C des fotoabsorptiven Materials
und der Energie 1 des einfallenden Strahlers ausgedrückt werden. Daraus folgt, daß
der Meßwert einen Fehler aufweisen wird, der sich notwendigerweise ändern wird,
wenn sich die Energie I des einfallenden Strahles ändert, so daß die Abweichung
umso größer ist, je größer die Änderung der Energie I des einfallenden Strahles
ist, und daß die Stabilität umso kleiner ist, je kürzer die Zeitdauer dieser Änderung
ist.
-
Um diese Probleme bei bekannten Geräten, wie des in Fig. 2 gezeigten,
zu lösen, wird erfindungsgemäß das Signalverarbeitungssystem benutzt, das nun ausführlich
unter
Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden wird.
-
Die Bezugsziffern 10 und 11 bezeichnen A-D-Konverter (Analog-Digital-Konverter),
die dazu ausgebildet sind, auf Signale E0 und E1 zu reagieren, die ihnen von den
Vorverstärkern 8 und 9 zugeführt worden sind, um digitale Signale N0 bzw N1 abzugeben,
die genau proportional zu diesen Signalen E0 bzw E1 sind. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet
eine Verarbeitungsschaltung für ein digitales Signal, die dazu ausgebildet ist,
eine digitale Operation auszuführen, die auf diesen Signalen N0 und N1 @erunt und
dabei ein Ergebnis wie klogN0/N1 abgibt. Als eine solche Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung
12 kallll ein Mikrocomputer wirksam benutzt werden, der ein Produkt der Wieterentwicklung
der Technik von elektronischen Halbleiterschaltkreisen ist. Die Bezugsziffer 13
bezeichnet eine Steuertafel, durch die der Inhalt von verschiedenen Arbeitsgängen,
die durch die Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung 12 ausgefüiirt wurden, gezeigt
wird. Bezugsziffer 14 bezeichnet einen Einlesespeicher (read-on-memory, der im folgenden
einfach als ROM bezeichnet werden wird), in dem der Inhalt von Vorgängen, die durch
die Steuertafel 13 angezeigt werden, und Konstanten und ähnliches zur Benutzung
bei diesen Vorgängen programmiert und gespeichert sind. Die Bezugsziffer 15 bezeichnet
digitale Anzeigemittel, die dazu ausgebildet sind, Ergebnisse von Operation z uzeigen,
die durch Digitalsignal Verarbeitungsschaltung 12 durchgefüher wurden, zum beispiel
Meßwerte. Die Bezugsziffer 1b bezeictinet ein Register, das, wenn gewünscht, benutzt
wird. Obwohl es klar ist, daß einD-A-Konverter (Digital-Analog-Konverter) notwendig
ist, um einen analogen Ausgang zu ernalten, der auf diesem register 1o bertuit,
sind solcne Mittel für die Darstellung der Erfindung nicht wiciitig und daher in
der beigefügten zeichnung nicht gezeigt.
-
Es soll nun ausführlichen beschrieben werden, auf welche Weise die
dargestellte Ausführungsform aufgrund der Erfindung arbeitet.
-
Der von der Lichtquelle 1 emittierte Lichtstrahl wird durch die Streuplatte
2 homogenisiert und darin in den optischen Filter 3 geleitet, der nur die helle
Linie durchläßt, die für die Messung notwendig ist. nur Strahl wird darin weiter
zum Strahlungsteiler 4 geleitet, durch den der Strahls in zwei Strahlen aufgespalten
wird.
-
Liner dieser Strahlen wird direkt auf den Fotodetektor 6 gerichtet,
während der andere Straiil dadurch die kolorimetrische Zelle 5, die das fotoabsorptive
Material entnält, auf den Fotodetektor 7 gerichtet wird. Nimmt man nun an, daß die
Energie dieses Strahles durch den Strahlungsteiler 4 in einem Verhältnis von r:
(1 - r) aufgespalten ist, so sind die Verhältnisse an dieser Stelle ganz äquivalent
zu denjenigen beim Falle gemäß dem Stand der Technik,der in Fig. 2 gezeigt ist.
Die Energien dieser beiden Strahlen werden mit r I bzw. (1 - r) I bezeichnet, wobei
I die Energie des Strahls bezeichnet, der auf den Strahlungsteiler 4 auffällt. Wird
nun angenorrjnen, daß der Strahl mit der Strahlintensität r I dadurch die kolorimetrische
Zelle 5 hindurchgeht, kann die Energie des Strahls, der durch diese Zelle 5 hindurchgeht,
d. h. die Fotoenergie, der der Fotodetektor 7 ausgesetzt ist, als r I e Xc gemäß
dem Lambert-Beer-Gesetz ausgedrückt werden. Der Fotodetektor 7 ist andererseits
der Fotoenergie (1 - r) 1 ausgesetzt.
-
Die Fotouetdktoren 6 und 7 sind mit den Vorverstärken 8 bzw. 9 verbunden
und sollen an diese die fotoelektrische Signale proportional zu den Energien (1
- r) I bzw.
-
r 1 e des einfallenden Strahls abgeben, so daß die Ausgangssignale
E0 und L1 von diesen Vorverstärken 8
bzw. 9 auch bei dieser Anordnung
durch Formel (1) ausgedrückt werden können. Dann werden diese Signale E0 und E1
durch die A-D-Konverter 10, 11 in die digitalen Größen N0 bzw. N1 umgewandelt. Unter
Benutzung dieser digitalen Größen N0, N1, kann die Formel (1) wie folgt umgewandelt
werden.
| N0 = ko(1-r) I |
| #(4) |
| N1 = k1r I e-αc(T) |
wobei c(T) die Konzentration des fotoabsorptiven Materials als Funktion der Reaktionszeit
T bezeichnet.
-
Die Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung 12 decodiert die digitalen
Signale N0 und N1 und die Betriebsanweisungen und auch die Konstanten, die in dem
ROM 14 gemäß den Anweisungen gespeichert sind, die vorher programmiert worden sind
und mit denen die gewünschte Signalverarbeitung durcngeführt werden soll. Das Ergebnis
dieser Signalverarbeitung wird an die digitalen Anzeigemittel 15 weitergeleitet
und dort gezeigt.
-
Die Signalverarbeitung, die auf diese Weise in der Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung
12 ausgeführt wird, besteht im wesentlichen darin, die Operationen durchzuführen,
die durch die beiden folgenden Formeln ausgedrückt sind,
wobei NC ein digitales Ausgangssignal darstellt, das der Messung am Ende der Reaktion
entspricht, wahrend NA ein digitales Ausgangssignal darstellt, das der Messung der
Reaktionsgeschwindigkeit entspricht; Ki bezeichnet einen Umwandlungsfaktor, mit
dem das Ausgangssignal des Apparates,
das in einer geeigneten Einheit
gegeben ist, in einen numerisch Wert umgewandelt wird, der die Konzentration oder
die Enzymaktivität eines Objektes, das analysiert wurden soll, anzeigt. Dieser Umwandlungsfaktor
kann durch eine vorbestimmte Adresse des ROM 14 oder einen Digitalschalter gegeben
werden, der auf der Steuertafel 13 vorgesehen ist. W1 (T) stellt k1rfe-αc(T)
dar und entspeicht '1' ausgedrückt als Funktion der Reaktionszeit T, wänrend N1
(0) den wert k1rIe-αc(O) darstellt und N1 bei der Reaktionszeit 0 entspricht.
Die Ferment- oder Enzymreaktion schreitet gewünnlich unter optimalen Reaktionsbedingungen
und L)ei während der Zeitdauer der Reaktion konstanten Temperaturbedingunen linear
fort. Es ist daher Klar, daß die Formel (6) als Arbeitsformel Beim Messen der ENzymaktivität
gemäß dieser Messung der REeaktionsgeschwindigkeit angemessen ist. Die Zeit T kann
auch durch den Digitalschalter, der auf der Steuertafel 13 vorgesehen ist, oder
durch eine vorbestimmte Adresse des ROM 14 gegeben sein.
-
Wenn man N0, N1, die durch die Formel (4) erhalten wurden, in die
Formeln (5) bzw. (6) einsetzt, können NC und NA wie folgt ausgedrückt werden.
-
Der zweite Term@@ in der obigen Formel (7) kaiin dadurch eliminiert
werden, daß die entsprechenden Verstarkungen der Verstärker 8 und 9 so eingestellt
werden, daß eine Beziehung k0(1 - r))(= k1r hergestellt wird, oder indem ein Progeamm
vorbereitet wird, daß die Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung 12 vorübergehend
das Negative eines NC-wertes speichert, der gegeben ist, wenn die kolorimetrische
Zelle 3 kein fotoabsorptives Material enthalt, und dann dieser negative Wert zum
Betriebsergebnis bei der Messung hinzuaddiert wird.
-
LS wird aufgrund der obigen Beschreibung der dargestellten erfindungsgemäßen
Ausführungsform leicilt verstanden werden, daß die stabile und genaue Fotoabsorptionsanalyse
unabhängig voii einer Variation der Strahlenergie I erreicht werden Kann, die von
der Lichtquelle 1 stammt, und zwar unabhängig davon, ob die Messung auf der Messung
des Endpunktes der reaktion oder der Messung der Reaktionsgeschwindigkeit Beruht.
-
Es soll nun die Wirkung beschrieben werden, und zwar im Zusammenhang
mit der dargestellten Besonderen Ausführungsform, die durch den erfindungsgemäßen
FotoaDsorptions-Analysator bewirkt wird.
-
Bei Analysatoren gemäß dem Stand der Technik, der beispielsweise in
Fig. 2 dargestellt ist, wird die Umwandlung der lonzentratioll der Substanz bei
der Fotoabsorption, die auf dem Lamuert-ueer-6esetz und der Wirkung des Energieverhältnisses
von zwei Strahlen beruht, im Hniblick auf die Tatsache durchgeführt, daß die Strom-Spannungs-Kennlinie
über die basis und den Emitter einer Halbleiterdiode oder eines Transistors ungefähr
eine exponentielle Funktion fiir die Umwandlung in den Logarithmus ist. Mit dieser
gut bekannten Methode ist jedoch der Bereich von Signalniveaus, die angenähert sein
können, äußerst eng und es ist schwierig, zwei Analog-Logarithmus-Konverter 17,
18 herzustellen, deren Kennlinien über den gesamten Bereich gleich verlaufen, so
daß das betreiben des Energieverhältnisses von zwei Strahlen und die Umwandlung
der Konzentration gewöhnlich nur eine begrenzte Genauigkeit hatten.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Fotoabsorptions-Analysator wird dagegen
die logarithmische Umwandlung zusammen mit der Umwandlung der Konzentration und
der Wirkung des snergieverhältnisses perfekt durch digitalen Betrieb durchgefunrt
werden,
so daß der auftretende Fehler im beliebigen Umfang wie gewünscht verkleinert werden
kann, und das Gebiet, in dem die Signalniveaus angenäiiert sein können, ist bemerkenswert
groß. Daraus folgt, daß die Fotoabsorptions-Analyse mit äußerst toner Stabilität
und Genauigkeit eralten werden kaiin, da bei dem erfindungsgemäßen Fotoabsorptions-Analysator
auch eine extreme Instabilität der emittierten Lichtenergie, die von der Lichtquelle
1 geliefert wird, zu keiner Variation und Abweichung des Meßwertes flinrt.
-
Die Wirkung der Erfindung ist oben ziemlich abstrakt beschrieben worden
und wird nun spezifischer erläutert werdei.
-
Zuerst kann beim erfindungsgemäßen Analysator ohne weiteres eine Entladungslampe,
wie z.B. eine Quecksilberentladungslanze als Lichtquelle 1 benutzt werden, und zwar
trotz der Tatsache, daß eine Beträchtliche FluKtuation der Lichtemissionsenergie
insbesondere beim Einschalten auftritt und große Anstrengungen notwendig sind, eine
solche Lampe beim Gebrauch zu stabilisieren. Aufgrund der Lrfindung ist es daher
möglich, das Atmospektrum als Meßwellenlänge zu benutzen. Die Erfindung ist sehr
bedeutend für die Analyse und Messung von z.b. Enzymen des lebenden Körpers, bei
denen es gewöhnlich schwierig ist, den Apparat mit einer Bezugssubstanz zu eichen.
-
Darüber hinaus müssen keine Überlegungen Über Maßnahmen zun Stabilisieren
bei der Auswahl der Energiequelle angestellt werden, die für das Beleuchten der
Lichtquelle 1 benutzt werden, so daß die Anordnung dieser Energiequelle in bequemer
Weise einfach und Kompakt sein kann.
-
Es wird bemerkt werden, daß bei der ßescnreibung der dargestellten
erfindungsgemäßen Ausführungsform keine deutliche Beschreibung der Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung
12
gegeben worden ist, utid daß die beschreibung auf ihre Funktion begrenzt wurde,
vorbestimmte Operationen durchzuführen und Signale entsprechend den einprogrammierten
Instruktionen zu verarbeiten. Es versteht sich jedoch, daß es für die konzeption
des erfindungsgemäßen Fotoabsorptions-Analysators keine Rolle spielt, ob diese Funktion
durch selektive Kombination verschiedener logischer Halbleiterelemente oder durch
Einbau eines X ikroprocessors oder eines Minicomputers erhalten wird.
-
L e e r s e i t e