DE2751521B2 - Spinresonanzspektrometer mit einer Einrichtung zum Wechseln der Probensubstanz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spinresonanzspektrcmeter mit

a) einem zu untersuchende Fluide aufnehmenden rohrförmigen Probengefäß, das im wesentlichen vertikal gehaltert und an seinem oberen Ende offen ist,

b) einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des von einem Läuferteil der Antriebseinrichtung getragenen Probengefäßes um dessen Längsachse, und

c) wenigstens einer ortsfesten, an einem Ende des Probengefäßes konzentrisch zu dessen Längsachse in das Probengefäß eingeführten Förderleitung für zu untersuchende Fluide sowie gegebenenfalls Spülmedien.

Weiter betrifft die Erfindung ein Spinresonanzspektrome'.er mit

a) einem zu untersuchende Fluide aufnehmenden rohrförmigen Probengefäß,

b) einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des von einem Läuferteil der Antriebseinrichtung getragenen Probengefäßes um dessen Längsachse., und

ο) wenigstens einer ortsfesten, an einem Ende des Probengefäßes konzentrisch zu dessen Längsachse in das Probengefäß eingeführten Förderleitung für zu untersuchende Fluide sowie gegebenenfalls Spülmedien.

Bei einem aus der DE-OS 2004973 bekannten Spinresonanzspekiiometer ist das Probengefäß vertikal gehaltert und an seinem oberen Ende offen. In das offene Ende ragen konzentrisch zur Achse des Probengefäßes und zueinander angeordnete Röhrchen zum Zu- und Abführen von Probensubstanzen hinein SC d^ß Ξ!2 Sir! ^A/^hci»ln rfpr Prntv*nQiih^tan7 ermöglichen. Diese Anordnung setzt einen relativ großen Durchmesser des Probengefäßes voraus, und zwar nicht nur, um den Platz für die dort angeordneten Röhrchen zu haben, sondern auch um ein einwandfreies Zu- und Abführen der Substanzen zu gewährleisten. Bei Probengefäßen mit geringem Durchmessersind nämlich erhebliche Kapillarkräfte vorhanden, die das Füllen und auch Entleeren solcher Probengefäße erschweren. Außerdem können beim Füllen der unten geschlossenen, engeren Probengefäße leicht

Lufteinschiüsse entstehen, die exakte Messungen erheblich beeinträchtigen wurden.

Aus der US-PS 2 955 252 ist ein Spinresonanz5pektrometer bekannt, das zum Messen periodisch entnommener Proben dient. Zu diesem Zweck wird das Probengefäß von dem Abschnitt einer Rohrleitung gebildet, durch weiche periodisch Anteile der zu prüfenden Substanz hindurchgeführt werden. In diesem Fall sind also au die Enden des als Probengefäß dienenden Abschnittes der Rohrleitung Förderleitungen i<> für zu untersuchende Fluide sowie gegebenenfalls Spülmedien fest angeschlossen Eine soiche Anordnung ist dann nichi verwendbar, wenn bei dem Spinresonanzspektrometer zur Homogenisierung der Proben VGn einem rotierenden Probensefäß Gebrauch i~> gemacht wird.

Demgemäß liegt der Erfindung die A.u.guoe zugrunde, bei einem Spinresonanzspektrometf-f der eingangs beschriebenen Art dafür Sorge zu tragen, daß ein einwandfreies Betüllen und * r°ren des ProbengeiäSes auch dann gewährlekte* L>t, wenn dieses Probengefäß einen sehr gerin_& η Durchmesser aufweist, ohne daß die Rotationsbewegung des Probengefäßes gehindert ist.

Diese Aufgabe wird bei der einen Variante des er- >> findungsgemäßen Spinresonanzspektrometers, bei dem das Probengefäß irn wesentlichen vertikal gehaltert und an seinem oberen Ende offen ist, dadurch gelöst, daß die wenig^c*ens eine Förderleitung fluiddicht durch ein in das untere Ende des Probengefäßes so eingesetztes Gleitlager in das Probengefäß eingefühlt ist.

Bei der anderen Variante des erfindungsgemäßen Spinresonanzspektrometers ist zur Lösung der gestellten Aufgabe eine weitere ortsfeste Förderleitung ts auch in das andere Ende des Probengefäßes konzentrisch zu dessen Längsachse eingeführt, und es sind in die beiden Enden des Probengefäßes jeweils Gleitlager zur fluid-dichten Lagerung der in diese Enden führenden Förderleitungen eingesetzt. ν

Beide Varianten des erfindungsgemäßen Spinresonanzspektrometers machen es möglich, in das Probengefäß von einer Seite her, insbesondere von unten nach oben, Probensubstanz unter Druck einzuleiten, so daß die Probensubstanz das Gefäß von dieser Seite her einwandfrei füllt und dabei im Probengefäß enthaltene Luft oder andere Medien aus dem anderen Ende des Probengefäßes, das offen oder mit einer weiteren Leitung verbunden sein Knnn, hinausticibt. Auf diese Weise ist ein einwandfreies FulU.ii des Pro- ->o bengefäßes unter Vermeidung von Luftbläschen gewährleistet. Auch ist es möglich, die in dera Probengefäß enthaltene Probensubstanz über eine mit dem Probengefäß fluiii-dicbt verbundene Förderleitung wieder abzuziehen. Weitere Möglichkeiten bestehen -,-> in einem einsinnigen Hindurchleiten der Probensubstanzen durch das Probengefäß, gegebenenfalls im Wechsel mit geeigneten Spülflüssigkeiten und Trocknungsgasen, sowie der Untersuchung von Substanzen unter Luftabschluß, insbesondere einer Schutzgas- _bo Atmosphäre, und der Beobachtung des Ablaufes chemischer Reaktionen, indem in das Probengefäß zwei oder mehr Stoffe eingeführt werden, die miteinander chemisch reagieren. Zu diesem Zweck können in ein Ende des Probengefäßes zwei oder mehr Leitungen, (,5 die koaxial zueinander angeordnet sind, münden, so daß zur Reaktion zu bringende Substanzen praktisch gleichzeitig im gewünschten Verhältnis eingeführt werden können Wenn in beiden Enden des Probengefäßes Leitungen münden, können in dem Proben gefäß auch Über- oder Unterdruckverhältnisse eingestellt werden.

Da die zu transportierenden Substanzmengen verhältnismäßig klein sind und keine ^ohe Fördergeschwindigkeit benötigt wird, kann das in das Ende des Probengefäßes mündende Ende der Flüssigkeitsleitung einen verhältnismäßig geringen Durchmesser haben. Ferner besteht kein Hinderungsgmnd, Probensubstanzen und/oder Spülmedien unter einen ausreichenden Druck zu setzen, um einen ausreichend schnellen Wechsel der Substanz auch bei kleinem Leitungsdurchmesser zu erzwingen. Bei einem sehr geringen Durchmesser des in das Ende des ProL^ngef äßes eingreifenden Endes der Leitung entstehen keine nennenswerten Probleme bezüglich der Lagerung und Abdichtung der Leitung gegenüber dem Ende des Gefäßes, weil das hierzu notwendige Gleitlager infolge seines geringen Durchmessers und damit infolge der geringen Größe der aufeinander gleitenden Flachen eine nur geringe Reibung verursacht. Außerdem bleiben selbst bei hohen Drehzahlen des Probengefäßes die Rtlativgeschwindigkeiten r , den abzudichtenden Flächen gering. Daher verursacht eine solche Einrichtung auch keinerlei Störung bezüglich der Zentrierung und der Rotation des Läuferteiles mit dem Probengefäß.

Bei ei 'er bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dts Gleitlager von einer Buchse aus einem elastischen reibungsarmen Kunststoff gebildet, während das durch diese Buchse geführte Ende der Leitung aus einem starren Kapillarröhrchen besteht, das mit seinem vor der Buchse liegenden Ende an ein flexibles Röhrchen angeschlossen ist. Bei einer solchen Anordnung wird auch die Zentrierung des Leitungsendes in dem Probengefäß unkritisch, weil die starre Kapillarröhre möglichen geringfügigen Radiaibewegungen bei der Rotation des Probengefäßes folgen kann. Besonders geeignet ist für die Herstellung des starren Kapil'arröhrchens ein unmagnjtischer Stahl, weil Stahl chemisch weitgehend neutral und korrosionsbeständig ist, eine gute Elastizität aufweist und Coerflächen mit guten Gieiteigenschaften ergibt. Insbesondere stehen auch starre Kapillarröhren aus unmagnetischem Stahl in Form von Injektionsnadeln zur Verfügung. Das flexible dünne Röhrchen kann dagegen zweckmäßig aus einem dünnen Kunststoffschlauch bestehen, für den Tetratluoräthylen besonders geeignet ist.

Bei senkrechter Anordnung des Probengefäßes ist es ausreichend, wenn eine Leitung zum Zu- und Abführen von Probensubstanzen, Spülmedien u. dgl. an das untere Ende oes Probengefäßes angeschlossen ist, weil dann das Probengefäß sowohl von unten her gefüü*. als auch nach unten entleert werden kann. In dem Probengefäß enthaltene Lufi kann dabei aus dem oben offenen Trobengefäß herausgedrückt werden bzw. von oben in das Frobengetaii einströmen. Andererseits bietet der Anschluß von Leitungen an beiden Enden des Probenröhrchens Untersuchungsmöglichkeiien, die bei ηιτ einseitigem Anschluß einer Leitung nicht bestehen. Außerdem kann das Probenröhrchen bei beidseitigem dichten Anschluß von Leitungen im Raum beliebig orientiert sein, was für den Aufbau des Spektrometers in manchen Fällen günsJg sein kann. Allerdings führt ein dichter Anschluß von Leitungen an beiden Enden des Probengefäßes zu gewissen La-

gerungs-Schwierigkeiten, wenn das Probengefäß in schnelle Umdrehungen versetzt werden soll. Besonders für diesen Fall sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, daß bei senkrecht angeordnetem Probengefäß eine an seinem oberen Ende vorhandene Leitung berührungsfrei in das oben offene Ende des Probengefäßes eingreift. Durch Erzeugen eines Unterdruckes in dieser Leitung kann ein von unten zugeführtes Medium einwandfrei abgesaugt werden, ohne daß dieses Medium aus dem Probengefäß austritt, auch wenn am oberen Ende des Probengefäßes eine dichte Verbindung zur Leitung fehlt.

Bei e'mef solchen Anordnung ist es besonders zweckmäßig, wenn das Pi obengefaß an seinem oberen Ende eine topf- oder trichterartige Erweiterung aufweist, in weiche das Ende der Leitung hineinragt Diese Erweiterung kann ohne weiteres größere Mengen der Probensubstanz aufnehmen, so daß es leichter ist. geringe Schwankungen zwischen der Strom de«, zugeführten und dem Strom des abgeführten Mediums auszugleichen. Außerdem ist auf diese Weise auch bei sehr enger· Probengefäßen ein berührungsloser Anschluß einer Leitung möglich, ohne daß diese Leitung einen unpraktisch kleinen Durchmesser haben müßte

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann am oberen Ende des Probengefäßes ein sich nur bei Druckdifferenzen zwischen dem Inneren des Probengefäßes und der Umgebung öffnendes Ventil angeordnet sen. Dieses Ventil schließt den Inhalt des Probengefäßes gegenüber der Umgebung so lange ab. wie in dem Probengefäß der gleiche Druck herrscht wie in der Umgebung. Dagegen ist ein Füllen und Ent leeren des Probengefäßes durch Erzeugen eines Überbzw. Unterdruckes ohne weiteres möglich. Das Ventil hat nicht nur den Zweck, die Probertsubstanz gegen Umwelteinflüsse zu schützen, sondern verhindert, wenn am unteren Ende des Probengefäßet ein Gleitlager gegenüber dem Ende einer Leitung vorhanden ist. ein Lecken dieses Gleitlagers. Das erwähnte Ventil kann in besonders einfacher Weise von einer aus e·- nem gummieiastischen Material besiehenden Scheibe gebildet werden, die mindestens einen diametral angeordneten Schlitz aufweist.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Spektrometer besteht darin, daß auf einfache Weise die Kombination des Spektrometers mit einem Gas- oder Flüssigkeits-Chromatographen in der Weise möglich ist, daß eine automatische Zufuhr der von dem Chromatographen gelieferten Fraktionen zum Spektrometer stattfindet. Zu diesem Zweck genügt es, die Einrichtungen zum Zuführen und/oder Ableiten von Probensubstaiizen und ggf. Spiilmedien über Leitungen mit dem Chromatographen in Verbindung zu bringen und so auszubilden, daß sie die automatische Zufuhr und Ableitung der vom Chromatographen getrennten Fraktionen zu bzw. von dem Probengefäß bewirken. Bei einem Hochdruck-Chromatographen stehen Flüssigkeiten unter hohem Druck zur Verfugung, die unmittelbar dem Probengefäß zugeleitet werden können. Der Druck würde auch ausreichen, um eine Rotation der Probensubstanz durch tangential Einspiitzungin das Probengefäß zu gewährleisten. Daher genügt es in vielen Fällen, wenn die Einrichtungen dazu ausgebildet sind, den direkten Durchlauf der vom Chromatographen getrennten Fraktionen durch das Probengefäß zu bewirken.

Die Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen

ΙΊ

stand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die schemätische Darstellung eines Kernresonanz-Spektrometers,

Fig. 2 die schematische Darstellung der Einrichtung zum Wechseln der Probensubstanz des Kernresonanz-Spektrometers nach Fig. 1,

Fig. 3 den Leitungsanschluß am oberen Ende des Probengefäßes der Einrichtung nach Fig. 2 mit bei Überdruck geöffnetem Ventil in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Leitungsan Schluß am unteren E^:nde des Probengefäßes bei einer Variante der Einrichtung nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab

Das in Fig. 1 als Ausführungsform eines Spinresonanz-Spcktrometers dargestellte Kernresonanz-Spektrometer umfaßt einen Magneten 1. in dessen Luftspalt sich innerhalb e ner Abschirmung 2 ein Probengefäß 3 zur Aufnahme der zu untersuchenden Probe befindet. Das Magnetfeld in dem Luftspalt des Magnet^ - 1 -vird mit Hilft einer auf dem Magnet angeordne it. iVicklunp, 4 konstant gehalten, die von einem Stromgenerator 5 m>! Strom gespeist wird.

Zur Anregung der Spins der Substanz, die sich in dem Probengefäß 3 befindet, dient eine Spule 11, der über eine Leitung 12 ein impulsmoduliert« HF-Signal zugeführt wird. Die Trägerfrequenz /, des impulsmodulierten i iF-Signa's wird von einem Oszillator 13 erzeugt. Der Ausgang «iw Delators 13 ist mit einem HF-Moduiator 16 verbunden, dem von einem Impulsformer 17 Modu:ationsimpu!se mit der Frequenz f_x zugeführt werden. Diese Impulsfolgefreqtienz /, wird dem Impulsformer 17 von einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer geliefert, der einen E'r.gang fur einen die Impulsfolgefrequenz J₁ bestimmende Wobbel-Spannung aufweist, bei der es sich normalerweise um eine Sägezahnspannung handelt. Das Ausg&ngssignal des HF-Modulators 16 gelangt übe» einen Verzweigungspunkt 19 auf die Leitung 12 und damit zur Anregung der im Probengefäß 3 enthaltenen Substanz zur Spule 11. Der Impulsformer 17 ist außerdem mit einem zweiten HF-Modulator 20 verbunden, dem ebenfalls von dem Oszillator 13 die Trägerfrequenz /, zugeführt wird. Der Ausgang dieses zweiten HF-Modulators 20 ist mit einer Mischstufe 21 verbunden, der die Trägerfrequenz /, als Überlagerungsfre^uen? zugeführt wird. Die Mischstufe 21 gehört zu einer Empfangseinrichtung, die einen Vorverstärker 22 umfaßt, der zwischen den Verzweigungspunkt 19 und die Mischstufe 21 geschaltet ist, sowie eine" der Mischstufc 21 nachgeschalteten NF-Verstärker 23, einen sich an den NF-Verstärker 23 anschließenden Phasendetektor 24 sowie einen mit dem Phasendeiektor verbundenen Schreiber 25. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Spektrometers ist an sich bekannt und beispielsweise in der DE-PS 2126744 beschrieben.

Wie aus Fig. 2 näher ersichtlich, «st bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Probengefäß 3 in dem Läufer 31 einer Turbine befestigt, deren Stator 32 auf einem tragenden Bauteil 33 des Spektromstcrs angebracht ist Die Turbine bildet eine Antriebsvorrichtung, mit der das Probengef äS 3 um seine vertikale Längsmittelachse in Umdrehung versetzbar ist Zum Antrieb der Turbine dien« Preßluft, die über eine Lei-

tung 35 mit einem RängkanaJ 36 im Stator 32 zugeführt wird, aus dem die Preßluft durch Schlitze 37 in einen am oberen Ende des Läufers 31 angebrachten Schaufelkranz 33 eintritt. Die Ausbildung solcher Antriebsvomchtungen zum Rotieren des Probenge- ^r> fäßes in Spinresonarre-Spektrometern ist an sich bekannt und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden.

Abweichend von üblichen Anordnungen befindet sich bein? dargestellten Atisführungsbeispiel der Lau- to fer 31 nahe dem unteren Ende des Probengefäßes 3. Demgemäß umgibt die übliche Empfangsspule 11 des Spektrcmeters das aus' dem Läufer 31 nadi oben herausragende Ende des Probengefäßes.

Bisher war es üblich, als Probengefäß sogenannte r> Probenglaschen zu verwenden, die ähnlich wie Reagenzglasthen ausgebildet waren und einen geschlossenen Boden besaßen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Probengefäß 3 einfach aus einem Glasröhrchen, das in eine entsprechende Bon- 2< > rung des Läufers 3t eingesetzt ist und His zu einer der Unterseite des Läufers 31 dicht benachbarten Schulter 42 der Bohrung reicht Unterhalb des Probengefäßes 3 ist in einen erwsiterten Abschnitt der Bohrung ein Dichtungsring 43 eingesetzt, der bei '*> spielswcise aus einem mehr oder weniger elastischen Kunststoff bestehen kann. Dieser Dichtungsring 43 ist mit einer zur Längsmittelachse des Probengefäßes 3 konzentrischen Öffnung 44 versehei, in die ein Kapillarröhrchen 45 eingreift, welches das starre Ende so einer Leitung bildet, die außer dem Kapillarröhrchen ein flexibles Röhrchen aus einem dünnen Kunststoffschlaa-ii 46 umfaßt, der die Verbindung zwischen dem aus dem Läufer 31 herausragenden Ende des Kapillarröhrchens 45 und Einrichtungen 47 ζ·ίΓη Zuführen j$ und/oder Ableiten von Probensubstanzen und ggf. Spülmedien herstellt.

Das starre KapilSarröhrcnen 45 kann beispielsweise aus einem unmagnetischen Stahl bestehen. Solche Kapillarröhrchen finden sonst beispielsweise zur Her- ao stellung von Injektionsnadel Verwendung. Der Anßendurchmesser des Röhrebens kann etwa 1 mm betragen. Die Anwendung eines Kapillarröhrchens aus unmagnetischem Stahl hat den Vorteil, daß Stahl äußerst widerstandsfähig und weitgehend korrosionsbe- « ständig i«t und gute Gleiteigenschaften aufweist. Obwohl der Gedanke, eine ständige, flüssigkehs- oder gsr gasdichte Verbindung zu dem m Betrieb mit hoher Drehzahl umlaufenden Probengefäß herzustellen, befremdlich erscheint, ist eine solche Verbindung unproblematisch, weil wegen des geringen Außendurciimessers des Kapillarröhrchens 45 die Reibungskräfte an der Dichtfläche und auch die Relaüvgeschwindigkeiien zwischen den gegeneinander abzudichtenden Flächen sehr klein bleiben. Es ist daher ohne weiteres eine einwandfreie Abdichtung mit großer Lebensdauer zu erzielen, ohne daß die Rotation des rrobengefäßes merklich behindert wird.

Die bisher beschriebene Anordnung ist völlig ausreichend, um Flüssigkeiten ohne jede Schwierigkeit μ in das Probengefäß 3 einzuleiten und aus diesem wieder abzuführen, weü die im Probengläschen enthaltene Loft beim Einfüllen aus der am oberen Ende vorhandenen Öffnung ohns weiteres entweichen und beim Abziehen der Flüssigkeit Luft von oben ohne weheres in das Probea^efäß eintreten könnte. Für viele AnwendungsfäUe ist es ji<!och zweckmäßig, auch am oberen Ende des Probengefäßes eine Leitung 48 anzuschließen und mit den Einrichtungen 47 zum Zuführen und/oder Abführen von Probertsubstanzen und ggf. Spülmedien zu verbinden, weil es dann möglich ist, durch das Probengefäß Probensubstanzen und Spülmedien, einschließlich von Trockeng2sen, einsinnig durch das Probengefäß hindurchzuleiten. Hierbei lassen sich bezüglich der Probensubstanz besondere Effekte erzielen, wie beispielsweise die Messung der Relaxationszeit Ti an einer das Probengefäß durchströmenden Substanz.

Grundsätzlich könnte der Anschluß der Leitung 48 an das obere Ende des Probengefäßes 3 in der gleichen Weise erfolgen wie der Anschluß der Leitung 46, also unter Verwendung einer Kapillare, die in die Bohrung einer gummielastisclien Dichtung hineinragt. Hierbei entstunden jedoch erhebliche Lagerungsprobleme, weil beide Kapillaren mit extrem hoher Genauigkeit aufeinander ausgerichtet sein müßten, um das mit hoher Drehzahl umlaufende Probengefäß 3 nicht erheblich zu bremsen und die Lagerung des Läufers 31 nicht zu stören. Daher ist am oberen Ende ein berührungsloser Anschluß der Leitung 48 vorzuziehen, wie er bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwirklicht ist Zu diesem Zweck ist das Probengefäß 3 am oberen Ende mit einer trichter- oder topfartigen Erweiterung 49 versehen, in die ein am Ende der Leitung 48 angebrachtes Röhrchen 50 von oben berührun^frei hineinragt. Über dieses Röhrchen kann in den Hohlraum 51 der Erweiterung 49 aufsteigendes Medium ohne weiteres abgesaugt werden, so daß ohne weiteres ein Kreislauf vom unteren zum oberen Ende des Probengefaßes aufrechterha'ten werden kann.

in die Erweiterung49 ist noch eine gummielastische Scheibe 52 eingesetzt, die im Bereich ihrer Mitte einen diametralen Schlitz 53 aufweist Herrscht zu beiden Seiten der Scheibe 52 der gleiche Druck, nimmt die Scheibe die in Fig. 2 dargestellte ebene Lage ein, in der die den Schlitz 53 begrenzenden Flächen dicht aneinander anliegen. Dadurch ist das Probengefaß 3 an seinem oberen Ende dicht abgeschlossen. Hierdurch wird 1 Jcht nur das sich im Probengefäß befindende Medium gegen Umwelieinflüfivs geschützt, sondern es wird auch ein Austropfen des Mediums aus dem Probenröhrchen nach unten verbindert. Wird dagegen durch Zuführen eines Mediums über die Leitung 46 in dem Probengefäß 3 ein Oberdruck erzeugt, wölbt sich die Scheibe §2 nach oben auf, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so saß sieb der Schlitz 53 öffnet und das Medium 34 durch den Schlitz 53 der Scheibe 52 hindurchtreten kann. Umgekehrt wölbt sich die Scheibe 52 unter öffnung des Schlitzes 53 entgegengesetzt zu der in Fig. 3 dargestellten Lage nach unten, werw in dem Probengefäß ein Unterdrück erzeugt wird, so daß beispielsweise Loft oder ein anderes, über die Leitung 48 zugeführt« Medium von oben in das rtobcfigtlio 3 eiüsiröüjeii kann.

Die Einrichtungen 47 zum Zufuhren und/oder Ableiten von Probensubstanzea und ggf. Spülmedien umfassen die notwendigen Behälter für Probensubstanzen und Spüüncdiea, Leitungen und Ventile sowie Pumpen oder sonstige DnekqueOen, die erforderlich sind, um auf Grund oa&ceS gegebener oder automatisch eingeleiteter Sieaerbefcale zu untersuchende Fluide in das Probengeflß 3 ins über die Höhe der Empfasgupuls 11 einzufühlen, nach der Aufnahme des Spektrums wieder abzusaugen oder aber kontinuierlich durch das Probengefäß 3 nindarchznleiten.

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Dabei kann durch Anwendung von Über- und Unterdruck die Richtung der Zu- i^nd Abfuhr beliebig gewählt werden. Ferner ist es möglich, das Probengsfäß 3 durch Einleiten und Absaugen einer oder mehrerer Spüiflüssigkeif in zu reinigen sowie durch Hindurchblasen eines Trocknungsgases zu trocknen. Ferner besteht die Möglichkeit, unter einem Schutzgas zu arbeiten, indem das System vor dem Einleiten der Probensubstanz mit dim Schutzgas gefüllt wird, das dann von der Probensiubstanz verdrängt wird. Auch besteht die Möglichkeiit, mehrere Probensubstanzen gleichzeitig in das Probengefäß 3 einzuleiten, bei' 'spielsweise um den Alllauf chemischer Reaktionen zwichen den eingeleiteten Substanzen spektrometrisch zu beobachten. Zn diesem Zweck können., wie in Fig. 4 dargestellt, in c'as untere Ende des Probengefäßes 3 zwei koaxial zueinander angeordnete Leitungen 55 und 56 münde«, die an die Einrichtung 47 zum Zuführen und/oder Ableiten von Probensubstanzen und ggf. SpülmetLven angeschlossen sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist unterhalb des tragenden Bauteils 33 ein die Leitung 46 umgebender Wärmetauscher 61 angeordnet, der innerhalb einer isolierenden Umhüllung 62 einen Block 63 aufweist, in dem sich ein schraubenförmiger Kanal 64 befindet, dessen Endungen über Leitungen 65 und 65 mit einer Temperaturregeleinheit 67 verbunden sind, die dazu eingerichtet ist, Heizeder Kühlflüssigkeiien durch den Kanal 24 zu schikken. Auf diese Weise ist es möglich, den Block 63 und mit ihm das Medium, welches den sich innerhalb des Blockes 63 befindenden Leituifgsabschnitt 68 durchfließt, auf eine gewünschte Temperatur zu bringen.

Bei diesem Medium kann es sich zunächst um eine Spülflüssigkeit handein, die dazu dient, C as Probengefäß 3 auf die gewünschte Temperatur einzustellen, bevor die ebenfalls auf die gewünschte Temperatur gebrachte Probsnsubstanz in das Probengefäß 3 eingeleitet wird. Um festzustellen, ob das Probengefäß die gewünschte Temperatur angenommen hat, kann am Ausgang des Probengefäßes 3 ein Temperaturfühler 69 angebracht sein, der über eine Leitung 70 mit der Temperaturregeleinheit 67 in Verbindung steht. Dabei kann die Temperaturregeleinheit 67 die Einrichtungen «7 zum Zuführen von Probensubstan-■; ζεη und Spü'.rnedier. über eine Sicuerleitung 71 veranlassen, nach Spülmedien die Probensubstanz zuzuführen, wenn de? Temperaturfühler 69 anzeigt, daß das Probengefäß 3 die gewünschte Temperatur angenommen hat. Um während der Messung eine Verän-

K) derung der sich im Probengefäß 3 befindenden Probensubstanz durch einen Wärmeaustausch mit der Umgebung zu vermeiden, kann auf nicht dargestellte Weise durch geeignete Mittel dafür Sorge getragen werden, daß auch die Umgebung des Probengefäßes 3

r> auf einer Temperatur gehalten wird, die von der gewünschten Probentemperatur nur wenig oder gar nicht abweicht.

Insgesamt macht es die Erfindung möglich, ohne mechanischen Eingriff in das Spektrometer einen Probenwechsel vollautomatisch vorzunehmen, was nicht nur den Vorteil hat, daß keine komplizierten Einrichtungen zur mechanischen Bewegung auszutauschender Probengefäße od. dgl. benötigt werden, sondern daß auch eine mit Sorgfalt vorgenommene Justierung des Spektrometcis durch einen Probenwechsel nicht beeinträchtigt wird. Dabei ist eine Kombination mit anderen Analyssgeräten möglich, insbesondere mit einem Chromatographen, dessen Fraktionen automatisch zur weiteren Untersuchung durch

so das Spektrometer hindurchgeleitet werden können. Weiterhin ermöglicht es die Erfindung auf einfache Weise, den Probensubstanzen eine gewünschte Temperatur zu erteilen und für die Dauer der Untersuchung aufrechtzuerhalten. Endlich erlaubt es die Erfindung auch, mehrere Substanzen gleichzeitig in das Probengefäß einzuführen, um in dem Probengefäß stattfindende chemische Reaktionen beobachten zu können. Daher eröffnet die Erfindung der Spinresonanz-Spektrometrip viele neue Möglichkeiten, die so-

wohl für die wissenschaftliche Forschung ais auch beispielsweise für die laufende Überwachung chemischer Produkte von Nutzen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Spinresonanzspekt-ometer mit

a) einem zu untersuchende Fluide aufnehmen- > den rohrförmigen Probengefäß, das im wesentlichen vertikal gehaltert und an seinem oberen Ende offen ist,

b) einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des von einem Lau- "> ferteil der Antriebseinrichtung getragenen Probengefäßes um dessen Längsachse und

c) wenigstens einer ortsfesten, an einem Ende des Probengefäßes konzentrisch zu dessen Längsachse in das Probengsfäß eingeführten ι > Förderleitung für zu untersuchende Fluide sowie gegebenenfalls Spülmedien,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die wenigstens eine Förderleitung (45, 46; 56) fluid-dicht durch ein in das untere Ende -⁷<i des Probengefäßes (3) eingesetztes Gleitlager (43, 44) in das Probengefäß eingeführt ist.

2. Spinresonanzspekttometer mit

a) einem zu untersuchende Fluide aufnehmenden rohrförmigen Probengefäß,

b) einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des von einem Läuferteil der Antriebseinrichtung getragenen Probengefäßes um dessen Längsachse und

c) wenigstens einer ortsfesten, an einem Ende des Probengefäßes konzentrisch zu dessen Längs ".hse in das Probengefäß eingeführten Förderleitung für zu untersuchende Fluide sowie gegebenenfalls Sp'>'medien,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) eine weitere ortsfeste Förderleitung (48) in das andere Ende des Probewgefäßes (3) konzentrisch zu dessen Längsachse eingeführt ist und

e) in die beiden Enden des Probengefäßes (3) jewej!¹ Gleitlager (43) zur fluid-dichten Lagerung der in diese Enden führenden Förderleitungen (45. 46; 48) eingesetzt sind.

3. Spinresonanzspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager von einer Buchse (<ij) aus einem elastischen reibungsarmen Kunststoff gebildet ist, und daß das durch diese Buchse geführte Ende der Leitung (45, 46) aus einem starren Kapillarröhrchen (45) besteht, das mit seinem vor der Buchse (43) liegenden Ende an ein flexibles Röhrchen (46) angeschlossen üi.

4. Spinresonanzspektrometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Kapillarröhrchen (45) ars unmagnetischem Stahl, insbesondere aus wenigstens einem Abschniti einer Injektionsnadel, besieht.

5. Spinresonanzspektrometer nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß das flexible w> Röhrchen (46) der Leitung (45, 46) aus einem dünnen Kunststoffschlauch, insbesondere aus Tetrafluoräthylen, besteht.

6. Spinresonanzspektrometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- (,■> zeichnet, daß wenigstens eine fluid-dicht in das Probengefäfö (3) eingeführte Leitung (56) im Bereich ihrer Einmündung in das Probengefäß (3) mindestens eine weitere Leitung (55) koaxial umschließt

7. Spinresonanzspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Probengefäß (3) an seinem oberen Ende eine topf- oder trichterartige Erweiterung (49) aufweist, in welche das Ende (50) einer weiteren Leitung (48) hineinragt.

8. Spinresonanzspektrometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Probengefäßes (3) ein sich nur bei Druckdifferenzen zwischen dem Inneren des Probengefäßes und der Umgebung öffnendes Ventil (52, 53, angeordnet ist

9. Spinrescaanzspektrometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil von einer aus einem gummielastischen Material bestehenden Scheibe (52) gebildet wird, die mindestens einen diametra. angeordneten Schlitz (53) aufweist