DE2842326C2 - Selbsttätiger Flüssigkeitsanalysator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Flüssigkeitsanalysator, bestehend aus einer pneumatisch direkt wirkenden Dosiereinheit, einem Mischbehälter, einer Fühlerkammerund Hiifsorganen.

Wie aus der DE-AS 12 19 907 hervorgeht, sind bereits Vorrichtungen zum Dosieren von flüssigen Reagenzien in intermittierend arbeitenden chemischen Apparaturen bekannt, die als selbsttätige Analysatoren arbeiten. Dabei handelt es sich um ein System von Pipetten, bei dem die Abmessung des Reagenzmittels in einem Dosiergefäß erfolgt, das die Größe der abgemessenen Dosis bestimmt Die Vorrichtung setzt eine vollständige Entleerung des Reagenzmittels aus dem System voraus. Für das Abmessen von kleineren Flüssigkeitsmengen ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet, weil das System nicht mit zwei Flüssigkeitsniveaus arbeitet.

Die AT-PS 2 54 829 betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung pneumatischer Unterdruckimpulse zur Betätigung von Überlaufpipetten. Derartige Vorrichtungen sind zur automatischen Dosierung von Flüssigkeiten, besonders für analytische Zwecke, verwendbar. Das Prinzip beruht auf der Füllung der Pipetten aus einem Behälter, in dem aus Flüssigkeitsniveau auf einer konstanten Höhe gehalten wird durch ein in die Pipattenseite mündendes Rohr. Die abgemessene Flüssigkeit wird aus dem Pipettenkörper durch ein U-förmiges Rohr unten abgeleitet, das ständig mit der abgemessenen Flüssigkeit gefüllt ist und in den Sammelbehälter der abgemessenen Flüssigkeit auf einem Niveau mündet, das etwas höher liegt als die Niveauhöhe im erwähnten Behälter. Die Dosierung bei diesen Pipetten erfolgt so, daß die dem Pipettenkörper von oben zugeführten Impulse in der ersten, der Füllphase, ein Überfließen der Flüssigkeit in den Pipettenkörper verursachen und in der zweiten, der Entleerungsphase, ein Ausfließen des Inhalts des Pipettenkörpers in das Ausflußrohr bewirken. In der ersten Phase wirkt die Flüssigkeit im Ausflußrohr als Flüssigkeitsverschluß. Das Überströmsystem des Füllrohrs in der zweiten Phase arbeitet ähnlich wie das Ventil einer Pumpe. Die Pipette kann also aufgrund von pneumatischen Impulsen periodisch Flüssigkeit abmessen oder pumpen, ähnlich wie dies bei Kolbenpumpen der Fall ist.

Mit derartigen Pipetten können Flüssigkeiten aber lediglich bis zu einer minimalen Menge von etwa 0,5 ml abgemessen werden. Für die Dosierung kleinerer Mengen ist diese Anordnung nicht geeignet. Auch bei einer Ausführung mit Entlüftung des Pipettenkörpers tritt darin ein Luftpolster auf, das ein Überfließen der Flüssigkeit in den Pipettenkörper in der ersten Phase verhindert, wobei derartige Pipetten auch durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit in ihrer Funktion beeinträchtigt sind. Der Raum i;n Oberteil des Abflußrohrs über dem Niveau im Behälter könnte zwar vergrößert werden, wodurch die abgemessene Flüssigkeitsmenge bei unverändertem Inhalt des Pipettenkörpers verringert wird, jedoch erfolgt die Dosierung in diesem Falle beim Abmessen eines wesentlich kleineren Volumens als 0,5 ml differenzmäßig. Dabei werden abwechselnd große Flächen der Pipettenwände und des Abflußrohres mit Flüssigkeit bedeckt, an denen in nicht reproduzierbarer Weise Flüssigkeitstropfen hängenbleiben können, so daß die Dosierung kleiner Mengen ungenau wird.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, einen selbsttätigen Flüssigkeitsanalysator zu schaffen, mit dem auch eine exakte Dosierung sehr kleiner Mengen möglich ist und der die übrigen Nachteile der bekannten Vorrichtungen, wie Bildung von Luftpolstern, Beeinträchtigung der Arbeitsweise durch die Oberflächenspannung des Mediums, usw. vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die

Dosiereinheit aus druckgesteuerten Kanalpipetten besteht, deren Ausflußrohre in eine Mischkammer münden, die durch einen Kanal mit einer unter ihr geneigt vorgesehenen Fühlerkammer verbunden ist, an deren unterem Ende ein S-förmiges Rohr herausführt und in Bodenhöhe der Mischkammer in einen Abfallbehälter mündet, in den auch ein Oberlauf eines Füllrohrs der Mischkammer geführ; ist, daß an die höchste Stelle der geschlossenen Fühlerkammer eine Rohrleitung für Druckluft angeschlossen ist, an die über eine erste Verengung die erste Kanalpipette mit e;nem Entlüftungsventil, über eine zweite Verengung die zweite Kanalpipette oder auch noch eine dritte Kanalpipette mit einem Entlüftungsventil angeschlossen sind, und daß mit der Rohrleitung über eine dritte Verengung eine Überdruckpumpe verbunden ist, von der zur Erzielung eines konstanten Überdrucks der Überdruckpampe ein Rohr unter das Flüssigkeitsniveau in einem Behälter geführt ist, in dem das Flüssigkeitsniveau durch einen Überlauf der Probe aus dem Abflußrohr auf konstanter Höhe gehalten ist, und gleichzeitig über eine vierte Verengung das pneumatische System eines Speiseb'ocks angeschlossen ist, der mit einem Entlüftungsventil und einem Rohr zur Regelung des Überdrucks in Verbindung steht

Es ist vorteilhaft, daß die Kanalpipette aus einem ansteigenden Kanal, einem Überlaufkanal und einem Druckkanal besteht, daß der ansteigende Kanal unten durch ein Füllrohr mit einem Vorratsbehälter mit konstantem Flüssigkeitsniveau verbunden ist und der Druckkanal auf dem Niveau unten in einen verengten Kanal übergeht, der unten mit einem zweiarmigen Ausflußrohr in Verbindung steht, dessen zweiter Arm auf dem Flüssigkeitsniveau in einen erweiterten Teil übergeht, der durch einen engen Kanal in einen Raum für die abgemessene Flüssigkeit mündet, und daß der ansteigende Kanal und der Druckkanal oben an erweiterte, nach oben gerichtete Kanäle angeschlossen sind, die oben miteinander verbunden und an eine Zuführungsleitung für pneumatische Impulse angeschlossen sind, und daß der Druckkanal und der ansteigende Kanal durch den Überlaufkanal verbunden sind, der in Richtung vom ansteigenden Kanal zum Druckkanal hin abwärtsgerichtet ist.

Der Vorzug des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsanalysators besteht in der Möglichkeit der Probendosierung innerhalb eines weiten Mengenbereichs unter Anwendung direkt wirkender pneumatischer Impulse bei minimalen Dosiermengen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können noch sehr kleine Mengen dosiert werden, die auch mit automatischen Gravitätspipetten, die z. B. durch elektromagnetische Ventil gesteuert werden, in keiner Weise mehr dosierbar sind. Bei der Automatisierung der verschiedensten analytischen Vorgänge müssen die Reagenzien in möglichst kleinen Mengen abgemessen und dosiert werden. Besonders beim Dosieren der Reagenzien hängt ihr Verbrauch von der abgemessenen Menge ab. Falls bei guter Reproduzierbarkeit auch kleine Mengen an Reagenzien, z. B. 0,1 bis 0,2 ml, abgemessen werden können, wird die Wirtschaftlichkeit des Betriebs derartiger Vorrichtungen erhöht und die Bedienung erleichtert.

Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihren Anschluß. Es zeigt

F i g. 1 eine Kanalpipette des Flüssigkeitsanalysators für Überdruckimpulse,

F i g. 2 eine Kanalpipette des Flüssigkeitsanalysators für Unterdruckimpulse,

F i g. 3 die Verwendung einer oder mehrerer Überdruckpipetten in einer Dosiereinrichtung, die zur automatischen Analyse unter Anwendung photometrischer Verfahren verwendbar ist, und

Fig.4 ein Funktionsprogramm der Elemente des Systems nach F i g. 3.

Die mit Überdruck arbeitende Kanalpipette der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt im wesentlichen ein System von drei Kanälen, einem ansteigenden Kanal 1, einem Überlaufkanal 2 und einem Druckkanal 3. Der ansteigende Kanal 1 ist unten an das Füllrohr 4 angeschlossen, das den ansteigenden Kanal 1 von unten mit dem Vorratsbehälter 5 verbindet In diesem wird auf eine geeignete Art ein konstantes Flüssigkeitsniveau 6 aufrechterhalten. An den Druckkanal 3 ist auf dem Niveau 40 von unten der verengte Kanal 7 angeschlossen, der in das zweiarmige Ausflußrohr 8 übergeht, das gewöhnlich U-förmig ist Auf dem Flüssigkeitsniveau 6 geht das Ausflußrohr 8 in den erweiterten Teil 9 über, der mit einem engen Kanal 10 in den Raum 11 für die abgemessene Flüssigkeit mündet. Der ansteigende Kanal 1 und der Druckkanal 3 sind oben an erweiterte Kanäle 12 und 13 angeschlossen, die oben ineinandermünden. An diese Mündung ist die Zuleitung 14 für Druckluft aus der Druckluftpumpe 31 angeschlossen. Der Überlaufkanal 2 verbindet zwischen dem Flüssigkeitsniveau 6 und dem Niveau 40 den ansteigenden Kanal 1 mit dem Druckkanal 3, so daß er von der Mündung in den ansteigenden Kanal 1 zum Druckkanal 3 hin abfällt. Das Volumen des Dmckkanals 3 unter der Mündung des Überlaufkanals 2 bis zum Übergang in das Ausflußrohr 8 muß dem Volumen des erweiterten Teils 9 entsprechen.

In F i g. 1 ist die Kanalpipette so dargestellt, daß der ansteigende Kanal 1 und der Druckkanal 3 senkrecht und der Üoerlaufkanal schräg sind. Es ist jedoch auch möglich, den ansteigenden Kanal 1 und den Druckkanal 3 schräg anzuordnen, den Überlaufkanal 2 eventuell senkrecht zu führen und die Kanäle 1 und 3 an der Stelle der Mündung des Überlaufkanals 2 je nach den jeweiligen räumlichen Erfordernissen abgebogen vorzusehen.

Die Überdruck-Kanalpipette nach Fig. 1 arbeitet dann richtig, wenn pneumatische Überdruckimpulse angewandt werden, bei denen eine Druckerhöhung erfolgt, die dem Unterschied der Flüssigkeitsniveaus 6 und 40 entspricht. Im Ausgangszustand sind die Kanäle der Pipiette mit der abgemessenen Flüssigkeit bis zum Flüssigkeitsniveau 6 gefüllt. Die Reproduzierbarkeit j|es Niveaus im Ausflußrohr 8 wird durch die Übergangskante im erweiterten Teil 9 gewährleistet, an der die Flüssigkeit durch ihre Oberflächenspannung hängenbleibt. Wenn in der Zuleitung 14 allmählich ein entsprechender Überdruck entsteht, beginnt das Niveau im ansteigenden Kanal 1 und im Druckkanal 3 zu sinken. Die Flüssigkeit kehrt dabei in den Vorratsbehälter 5 zurück. In dem Augenblick, in dem ihr Niveau in der Pipette die Mündungskante im Überlaufkanal 2 an der Stelle seiner Einmündung in den ansteigenden Kanal 1 erreicht hat, beginnt das Herausdrücken der Flüssigkeit durch den verengten Kanal 7 und das Ausflußrohr 8 in den erweiterten Teil 9, worauf die Flüssigkeit schließlich den engen Kanal 10 in den Raum 11 für die abgemessene Flüssigkeit gelangt. Dabei wird ein derartiger Überdruck angewandt, daß der Druckkanal 3 gerade bis zum Niveau der Übergangskante in den

verengten Kanal 7, d. h. bis zum Niveau 40, entleert wird. Hier wird die Reproduzierbarkeit des Niveaus dadurch gesichert, daß die Flüssigkeit mit ihrer Oberflächenspannung an der Übergangskante hängenbleibt. Durch die Reproduzierbarkeit der Einstellung der Niveaus 6 und 40 ist auch die Reproduzierbarkeit der dosierten Menge gewährleistet. Bei Abschalten des Überdrucks im pneumatischen Kreis beginnt die Flüssigkeit im ansteigenden Kanal 1 und im unteren Teil des Druckkanals 3 zu steigen, und die Flüssigkeitsmenge aus dem erweiterten Teil des Ausflußrohres 8 kehrt unter die Mündungskante des Überlaufkanals 2 zurück. Wenn das Niveau im ansteigenden Kanal 1 die Höhe der Mündung des Überlaufkanals 2 erreicht hat, ist der Druckkanal 3 bis zur unteren Kante des Überlaufkanals 2 gefüllt. Die neue Flüssigkeit strömt dann durch den Überlaufkanal 2, und die Luft aus dem Oberteil des Druckkanals 3 entweicht durch den erweiterten Kanal 12 nach oben. Zum Schluß sind sämtliche Kanäle in der Pipette und das Ausflußrohr 8 wieder bis zum Niveau 6 gefüllt.

In Fig. 2 ist eine Kanalpipette dargestellt, jedoch in der Ausführung für Unterdruckimpulse. Diese Impulse werden von einer Unterdruckimpulsquelle 66 erzeugt. Das Niveau 6 der Flüssigkeit im Vorratsbehälter 5 und auch das Niveau des Übergangs des Ausflußrohrs 8 in den erweiterten Teil 9 liegen unter der Mündung des Überlaufkanals 2 in den ansteigenden Kanal 1 und unter dem Niveau 41, wo der Druckkanal 3 in den verengten Teil 7 übergeht und wo auch die Mündung des engen Kanals 10 liegt, durch den die abgemessene Flüssigkeit in den Raum 11 fließt. Der Vorratsbehälter 5 kann mit dem ansteigenden Kanal 1 ähnlich wie in F i g. 1 durch ein Füllrohr 4 verbunden sein. Alternativ kann der ansteigende Kanal 1 jedoch direkt in den Vorratsbehälter 5 unter sein Flüssigkeitsniveau reichen. Auch hier wird das Niveau 6 auf eine geeignete Art gegenüber der Pipette auf gleicher Höhe gehalten.

Das Ausflußrohr 8 der Unterdruck-Kanalpipette ist im Ruhezustand bis zum Niveau 41 gefüllt Durch die Kapillarwirkung wird der enge Kanal 10 gerade noch in vollkommen gefülltem Zustand gehalten. Das Füllen der Unterdruckpipette bewirkt ein Unterdruckimpuls, der z. B. durch einen Membranbalg erzeugt wird. Der Unterdruckimpuls muß so groß sein, daß das Flüssigkeitsniveau im ansteigenden Kanal 1 im Augenblick des maximalen Ansaugens mit Sicherheit über das Mündungsniveau des Überlaufkanals 2 ansteigt In dem Augenblick, in dem das Flüssigkeitsniveau die Mündung des Überlaufkanals 2 erreicht hat, füllt der Inhalt des erweiterten Teils des Ausflußrohrs 8 den unteren Teil des Druekkäfi als 3 bis zur \ ίδπε des unteren Randes άζτ Mündung des Überlaufkanals 2 in den Druckkanal 3. Dieser Bedingung muß das Fassungsvermögen des erweiterten Teils 9 des Ausflußrohrs 8 angepaßt sein. Beim weiteren Anstieg des Flüssigkeitsniveaus im ansteigenden Kanal 1 fließt die Flüssigkeit durch den Überlaufkanal 2 in den Druckkanal 3. Die Luft entweicht durch den nach oben gerichteten erweiterten Kanal 12. Im Augenblick des maximalen Ansaugens soll das Flüssigkeitsniveau nicht in die nach oben gerichteten erweiterten Kanäle 12 und 13 ansteigen. Die Kanäle 1, 2 und 3 bilden einen Heber, weshalb das Flüssigkeitsniveau in diesem Augenblick im Ausflußrohr 8 auf dem Niveau 6 Hegt, d.h. an der Stelle, wo das Ausflußrohr 8 in den erweiterten Tefl 9 übergeht Beim darauffolgenden Ausblasen des Balgs bleibt bei geeignet gewählter Betätigungsweise das Flüssigkeitsniveau im Ausflußrohr 8 auf dem Niveau 6, solange das Flüssigkeitsniveau im ansteigenden Kanal 1 nicht unter

das Mündungsniveau des Überlaufkanals 2 abgesunken ist. Dann wird der erweiterte Teil 9 des Ausflußrohres 8 gefüllt, und die abgemessene Flüssigkeit fließt durch den engen Kanal 10 in den Raum 11 ab. Bei vollkommenem Verschwinden des Unterdrucks wird der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt.

In F i g. 3 ist der erfindungsgemäße Flüssigkeitsanaly-

sator in Kombination von 3 Überdruck-Kanalpipetten mit ihrem Anschluß dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Mischapparatur und eine geschlossene Fühlerkammer 17 auf, die z. B. als Photometerküvette dienen kann. Bei der Verwendung in einem selbsttätigen Analysator wird die Probe durch das Rohr 42 dem Speiseblock 33 zugeführt, in dem ein Kanaiiabyrinth 44 angeordnet ist. Es besteht aus zwei nebeneinanderliegenden U-förmigen Kanälen, deren benachbarte Arme miteinander verbunden und an ein Druckluftzuführungsrohr 45 mit geregeltem Druck angeschlossen sind. Aus dem Labyrinth 44 ist seitlich ein Abflußrohr 39 für die Probeflüssigkeit herausgeführt, das über einem Behälter 37 endet. Hier wird das Niveau der abfließenden Probe durch den Überlauf 38 auf einer konstanten Höhe gehalten. Auf einem Niveau, das höher liegt als die Mündung des Abflußrohrs 39, mündet der Stutzen 46 eines Füllrohres 21 in die vordere Kammer 43 des Speiseblocks 33 ein. Durch dieses wird die Probe über einen Überlauf 20 der Mischkammer 15 seitlich zugeführt. Der Raum der Mischkammer 15 irt durch einen Kanal 16 mit der unter ihr liegenden Fühlerkammer 17 verbunden. Sie ist schräg angeordnet; an ihrem oberen Ende ist die Rohrleitung 22 für die Druckluft angeschlossen. Aus dem unteren Ende der Fühlerkammer 17 ist ein S-förmig gebogenes Rohr 18 herausgeführt das in den Abfallbehälter 19 mündet wohin auch der Überlauf 20 geführt ist. In die Seite der Mischkammer 15 sind die Ausflußrohre 8,48 und 49 der ersten, zweiten und dritten Überdruck-Kanalpipette 25, 27 und 28 über enge Kanäle 10,67 und 68 eingeführt Die Füllrohre 4,51 und 52 der Überdruck-Kanalpipetten 25, 27,28 sind an die entsprechenden Vorratsbehälter 5,54 und 55 angeschlossen. In diesen wird das Flüssigkeitsniveau konstant auf dem Niveau des Übergangs der Ausflußrohre 8,48 und 49 in den erweiterten Teil 9, 69 und 70 gehalten, der ähnlich wie in F i g. 1 ausgeführt ist In F i g. 3 ist der Fall dargestellt in dem das Reagenz

im Vorratsbehälter 5 separat als erstes und die Reagenzien in den Vorratsbehältern 54 und 55 gleichzeitig in einem bestimmten Zeitabstand gegenüber dem ersten Reagenz dosiert werden. Aus diesem Grand ist der Rohrstutzen !4 der ersten Überdruck-Kanalpipette 25 separat an die Rohrleitung 59 angeschlossen, während die Rohrstutzen 57 und 58 der zweiten und dritten Überdruck-Kanalpipette 27 und 28 an die Rohrleitung 60 angeschlossen sind. Die Rohrleitung 59 ist mit einem zweiten Entlüftungsventil 26 verbunden und über eine dritte Verengung 23 an die Rohrleitung 22 an geschlossen, die die Druckluft in die Fühlerkammer

17 leitet Ähnlich ist die Rohrleitung 60 mit einem dritten Entlüftungsventil 29 über eine vierte Verengung 24 mit der Rohrleitung 22 verbunden, die an die Rohrleitung 61 für geregelte Druckluft aus der Oberdruckpumpe 31 über eine erste Verengung 30 angeschlossen ist Der Überdruck in der Rohrleitung 61 wird durch den Überdruck der Flüssigkeitssäule im Behälter 37 und bei aus dem Rohr 36 entweichender Luft bestimmt An die Rohrleitung 61 sind über eine zweite Verengung 32 und

das Druckluftzuführungsrohr 45 ein erstes Entlüftungsventil 34 und das Kanallabyrinth 44 des Speiseblocks 33 angeschlossen. Im Druckluftzuführungsrohr 45 wird der Luftdruck durch das abgezweigte Rohr 35 noch weiter begrenzt, das ebenfalls unter den Flüssigkeitsspiegel im > Behälter 37 eingetaucht ist.

F i g. 4 veranschaulicht das entsprechende Funktionsprogramm der einzelnen Elemente im Verlauf eines Zyklus. Die Zeile 62 entspricht dem Zeitintervall für das Ein- und Ausschalten der Überdruckpumpe 31, die Zeile 63 dem Zeitintervall für das Schließen des Entlüftungsventils 34, die Zeile 64 dem Zeitintervall für das Schließen des zweiten Entlüftungsventils 26 und die Zeile 65 dem Zeitintervall für das Schließen des dritten Entlüftungsventils 29. i^r>

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Wenn die Überdruckpumpe 31 nicht in Tätigkeit ist, fließt die Probe aus dem Rohr 42 durch die vordere Kammer 43 des Speiseblocks 33, durch das Kanallabyrinth 44 mit dem Abflußrohr 39 in den Behälter 37 und >o aus ihm durch den Überlauf 38 in den Abfluß. Beim ersten Einschalten der Überdruckpumpe 31, wobei gleichzeitig das erste Entlüftungsventil 34 geschlossen ist, entsteht im Kanallabyrinth 44 ein Luftpolster, dessen Luftmenge durch die Eintauchtiefe des Rohres 35 im ;-, Behälter 37 bestimmt wird. Die Eintauchtiefe wird so gewählt, daß die Luft im Labyrinth gerade noch nicht in die Atmosphäre entweichen kann. Das Luftpolster hat zur Folge, daß das Niveau in der vorderen Kammer 43 des Speiseblocks 33 auf die Höhe des Stutzens 46 des jo Füllrohrs 21 ansteigt, so daß die Probe durch dieses Füllrohr 21 zu fließen beginnt und in die Mischkammer 15 abfließt. Gleichzeitig strömt auch die Luft über die erste Verengung 30 und die Rohrleitung 22 durch die Fühlerkammer 17 und den Kanal 16. Die Fühlerkammer js 17 wird so teilweise von der vorherigen Probe befreit, die durch das Rohr 18 abfließt In dem Maße, in dem die Probe der Mischkammer 15 zufließt, steigt der Druck in der Rohrleitung 22 an, und die Fühlerkammer 17 wird allmählich vollkommen entleert. Gleichzeitig wird die Mischkammer 15 bis zur Höhe des Überlaufs 20 gefüllt. Auf diese Weise wird die Mischkammer 15 gefüllt, und die überschüssige Probe fließt durch den Überlauf 20 ab. Dadurch , daß der Überdruck in der Rohrleitung 61 durch das Abfließen der überschüssigen Luft durch das Rohr 36 gerelgt wird, das unter den Flüssigkeitsspiegel im Behälter 37 geführt ist, sind die Bedingungen derart standardisiert, daß die Probe in der Mischkammer 15 reproduzierbar abgemessen wird, da die Beeinflussung durch Luftblasen, die aus dem Kanal 16 kommen und durch die Flüssigkeit hindurchgehen, vollkommen gleichmäßig ist. In dieser Phase bleiben das zweite Entlüftungsventil 26 und das dritte Entlüftungsventil 27 offen, und die Kanalpipetten sind nicht in Tätigkeit Wenn die Überdruckpumpe 31 ausgeschaltet und das 5s erste Entlüftungsventil 34 geöffnet wird, verschwindet der Überdruck in der Rohrleitung 22, da die Druckluft durch alle Entlüftungsventile entweicht. Die Probe hört auf, durch das Pülirohr 21 zu fließen, der ursprüngliche Zustand wird wiederhergestellt, und die Probe aus der a> Mischkammer 15 strömt durch den Kanal 16 in die Fühlerkammer 17. Das Fassungsvermögen der Mischkammer 15 ist so gewählt, daß sie vollkommen gefüllt wird. Die beschriebene erste Phase, während der eine Dosismenge der reinen Probe durch die Mischkammer 15 und die Fühlerkammer 17 hindurchgeflossen ist, bezweckt die Beseitigung von Resten vorheriger Proben, so daß sie das neue Ergebnis minimal beeinflussen. Dieser Vorgang kann auch bei geöffnetem zweiten Entlüftungsventil 26 und drittem Entlüftungsventil 29 wiederholt werden, um die Fühlerkammer 17 mit reiner, z. B. ungefärbter, Probe anzufüllen, was vorzugsweise dann angewandt wird, wenn die Fühlerkammer 17 bei einem Analysator mit automatischem Photometer (Kolorimeter) als Photometerkü vette dient, wobei die Meßeinrichtung bei dieser Blindfüllung der Küvette automatisch auf Null abgeglichen wird. Bei der folgenden, zur Messung dienenden Füllung wird die Überdruckpumpe 31 wieder eingeschaltet und das erste Entlüftungsventil 34 geschlossen, bis die Mischkammer 15 gefüllt un die Fühlerkammer 17 entleert ist. Nach öffnen des ersten Entlüftungsventils 34 bleibt die Überdruckpumpe 31 eingeschaltet. Dann wird das zweite Entlüftungsventil 26 geschlossen, und der Überdruck aus der Rohrleitung 22 strömt in die Rohrleitung 59. Durch den Rohrstutzen 14 wird aus der ersten Überdruck-Kanalpipette 25 eine entsprechende Dosis der ersten Reagenzlösung in die Mischkammer 15 gedruckt. Das zweite Entlüftungsventil 26 bleibt geschlossen; nach einem festgesetzten Zeitintervall wird das dritte Entlüftungsventil 29 geschlossen. Der Überdruck aus der Rohrleitung 22 wird auch der Rohrleitung skml2 60 zugeführt, wobei gleichzeitig der Inhalt der zweiten Überdruck-Kanalpipette 27 und der dritten Überdruck-Kanalpipette 28 in die Mischkammer 15 entleert wird. Die Niveauhöhe in der Mischkammer 15 ist durch den Überlauf 20 bestimmt und so gewählt, daß die Pipetten richtig bis zu dem Niveau entleert werden, wo ihre Druckkanäle 3 in den verengten Kanal 7 übergehen.

Die oben beschriebene Anordnung, bei der die Pipetten durch den Überdruck aus der Rohrleitung 22 betätigt werden, hat den Vorteil, daß die Pipetten blockiert sind, wenn die Probe aus einem beliebigen Grund während des Wirkintervalls nicht der Mischkammer 15 zufließt. Im Fall einer Störung der Probenzufuhr werden so automatisch Reagenzlösungen gespart und eine eventuelle Verunreinigung der Mischkammer 17 vermieden. Derartige Verunreinigungen können oft durch gemischte Konzentrate der dosierten Reagenzlösungen, die nicht durch die Probe verdünnt sind, verursacht werden. Die durch den Kanal 16 strömende Luft durchdringt in Blasenform die Reagenzlösung in der Mischkammer 15 und hält einerseits die Flüssigkeit in der Mischkammer 15 zurück und durchmischt andererseits die Flüssigkeiten und reinigt die Probe von eventuellen Gasen, die nachteilig sein können, wenn die Fühlerkammer 17 als Photometerküvette zur Messung der Absorption des durchgelassenen Lichts oder zur Extinktionsmessung dient

Wenn die Überdruckpumpe 31 abgestellt wird oder das zweite Entlüftungsventil 26 und das dritte Entlüftungsventil 29 geöffnet werden, entweicht die Luft aus der Rohrleitung 22, und die Fühlerkammer 17 wird mit Probe und vermischten Reagenzlösungen gefüllt, wodurch das System in den Ausgangszustand zurückkehrt

Nach dem oben erläuterten Konzept können einerseits der Anschluß der Pipetten und andererseits verschiedene festgelegte Programme je nach der Art des analytischen Vorgangs auf verschiedene Weise kombiniert werden. Ebenso kann die Fühlerkammer 17, wie bereits erwähnt, z. B. als Photometerküvette oder etwa als Elektrodenbehälter benützt werden, in den die Elektroden durch Dichtungsstopfen eingeführt werden. Dabei können beispielsweise ionenselektive Elektroden,

kombiniert mit einer Bezugselektrode, eingesetzt werden. Hierfür muß die Probe zuvor z. B. durch Eindosieren einer Pufferlösung aufbereitet werden.

Es können ferner auch andere Arten physikalischer oder physikalisch-chemischer Fühler oder Detektoren angewandt werden.

Die erläuterte Vorrichtung kann als automatische photometrische bzw. kolorimetrische Analysatoren ausgebildet sein, mit ionenselektiven Elektroden zu

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potentiometrischen Messungen, zur Dosierung von Hilfslösungen und etwa bei Depolarisationsverfahren herangezogen werden.

Die verwendete Kanalpipette hat den Vorteil, daß bei guter Reproduzierbarkeit auch kleine Mengen von Flüssigkeiten bzw. Reagenzien von z. B. 0,1 bis 0,2 ml dosiert werden können, wodurch die Wirtschaftlichkeit entsprechender Vorrichtungen erhöht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Selbsttätiger Flüssigkeitsanalysator, bestehend aus einer pneumatisch, direktwirkenden Dosiereinheit, einem Mischbehälter, einer Fühlerkammer und Hiifsorganen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit aus druckgesteuerten Kanalpipetten (25, 27, 28) besteht, deren Ausflußrohre (8, 48,49) in eine Mischkammer (15) münden, die durch einen Kanal (16) mit einer unter ihr geneigt vorgesehenen Fühlerkammer (17) verbunden ist an deren unterem Ende ein S-förmigcs Rohr (18) herausführt und in Bodenhöhe der Mischkammer (15) in einen Abfallbehälter (19) mündet, in den auch ein Überlauf (20) eines Füllrohrs (21) der Mischkammer (15) geführt ist, daß an die höchste Stelle der geschlossenen Fühlerkammer (17) eine Rohrleitung (22) für Druckluft angeschlossen ist, an die über eine erste Verengung (23) die erste Kanalpipette (25) mit einem Entlüftungsventil (26), über eine zweite Verengung (24) die zweite Kanalpipette (27) oder auch noch eine dritte Kanalpipette (28) mit einem Entlüftungsventil (29) angeschlossen sind, und daß mit der Rohrleitung (22) über eine dritte Verengung (30) eine Überdruckpumpe (31) verbunden ist, von der zur Erzielung eines konstanten Überdrucks der Überdruckpumpe (31) ein Rohr (61, 36) unter das Flüssigkeitsniveau in einem Behälter (37) geführt ist,

in dem das Flüssigkeitsniveau durch einen Überlauf (38)der Probe aus dem Abflußrohr (39) auf konstanter Höhe gehalten ist, und gleichzeitig über eine vierte Verengung (32) das pneumatische System eines Speiseblocks (33) angeschlossen ist, der mit einem Entlüftungsventil (34) und einem Rohr (35) zur Regelung des Überdrucks in Verbindung steht.

2. Selbsttätiger Flüssigkeitsanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalpipette aus einem ansteigenden Kanal (1), einem Überlaufkanal (2) und einem Druckkanal (3) besteht, daß der ansteigende Kanal (1) unten durch ein Füllrohr (4) mit einem Vorratsbehälter (5) mit konstantem Flüssigkeitsniveau (6) verbunden ist und der Druckkanal (3) auf dem Niveau (40 bzw. 41) unten in einen verengten Kanal (7) übergeht, der unten mit einem zweiarmigen Ausflußrohr (8) in Verbindung steht, dessen zweiter Arm auf dem Flüssigkeitsniveau (6) in einen erweiterten Teil (9) übergeht, der durch einen engen Kanal (10) in einen Raum (U) für die abgemessene Flüssigkeit mündet, und daß der ansteigende Kanal (1) und der Druckkanal (3) oben an erweiterte, nach oben gerichtete Kanäle (12, 13) angeschlossen sind, die oben miteinander verbunden und an eine Zuführungsleitung (14) für pneumatische Impulse angeschlossen sind, und daß der Druckkanal (3) und der ansteigende Kanal (1) durch den Überlaufkanal (2) verbunden sind, der in Richtung vom ansteigenden Kanal (1) zum Druckkanal (3) hin abwärts gerichtet