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Verfahren und Vorrichtung zum Abmessen und
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Untersuchen von Flüssigkeitsproben Durch die Erfindung wird ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Abmessen und zum Untersuchen von Flüssigkeitsproben mithilfe
eines automatischen elektronischen Systems zur Ablesung von Prüfgläsern oder ähnlichen
Gefäßen geschaffen, die Flüssigkeiten aus Bestandteilen unterschiedlichen spezifischen
Gewichts enthalten,.sowie eine dieses System vorzugs-.
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weise anwendende Anlage.
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In der italienischen Patentanmeldung Nr. 9360-A/75 war eine Anlage
zur gleichzeitigen Entnahme von mehreren Flüssigkeits-I)I(})C'fl aus entsL)rechellden
Prüfgläsern für Laboratoriumsana-! I., wie z.B. zur Bestimmung der Blutsenkungsgeschwindigkeit,
einschließlich eines Sammelbehälters mit Depressionsgencrator erläutert, der wenigstens
mit einer Wählereinheit verbunden ist, die aus einem Zylinder-Kolben-Aggregat besteht,
von dessen Zylinder eine Mehrzahl von Kunststoffschläuchen abzweigen, deren übereinstimmenden
Enden auf Steckanschlüssen befestigt sind, an die eine entsprechende Anzahl von
Prüfgläsern angeschlossen werden. Die unteren Enden der Prüfgläser tauchen in entsprechende
Gefäße zur Entnahme einer Dosis der zu untersuchenden Flüssigkeit, z.U. von menschlichem
Blut zur Messung der Senkungsgeschwindigkeit. Mit dieser Anlage kann die Prüfung
der in einem oder mehreren Prüfgläsern enthaltenen Flüssigkeit je nach Einstellung
der Wählereinheit erfolgen, die in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens im
jeweiligen Zylinder die Anzahl clerjenigen Prüfgläser bestimmt, deren Inhalt analysiert
werden kann.
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Diese Anlage bewirkt praktisch eine gleichzeitige Ansaugung von Flüssigkeit,
in diesem Fall Blut, in eine Mehrzahl von hierfür geeignete Pipetten, die in einem
Satz, z.B. in einer Reihe, senkrecht angeordnet sind, während die Wählereinheit,
die nach Art einer pneumatischen olbenspritze ausgebildet ist, die nicht benutzten
Pipetten ausschließt.
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Zweck der Erfindung ist es unter anderem, diese Anlage so zu vervollkommnen,
daß eine höhere Betriebsgenauigkeit und Betriebsgeschwindigkeit erreicht werden,
und außerdem ein automatisches elektronisches System zur Ablesung von Prüfgläsern
zu schaffen, welches vorzugsweise in dieser Anlage verwendet werden kann, jedoch
auch unabhängig davon für die Untersuchung einer Flüssigkeit aus Bestandteilen unterschiedlichen
spezifischen Gewichts verwendbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfo-rm der Erfindung ist die Anlage
der erwähnten Art zur gleichzeitigen Entnahme von mehreren Flüssigkeitsproben aus
den entsprechenden Prüfgläsern zur Laboratoriumsuntersuchung wie z.B. der Blutsenkung
dadurch gekennzeichnet, daß sie mit geeigneten Vorrichtungen zur gleichzeitigen
Sperrung der Flüssigkeiten, z.B. des Blutes, in den Pipetten auf einer gewünschten
Höhe versehen ist, wobei diese Vorrichtungen in geeigneter Weise auf die Verbindungsschläuche
zwischen der-Wählereinheit undden Pipettenanschlüssen wirken sollen, indem sie den
Durchfluß mittels Quetschen der Schläuche drosseln und jedenfalls dann sperren,
wenn der Flüssigkeitsstand in allen beteiligt etten auf derselben Höhe ist und genau
mit der Nullmarke der Pipetten übereinstimmt. Nach erfolgter Ansaugunq der Flüssigkeit
in die Pipetten und bei offenen Schläuchen wird der Flüssigkeitsstand in den.einzelnen
Pipetten grundsätzlich
unterschiedlich über der Nullmarke liegen.
Diese Flüssigkeitsstände werden dann bei offenen Schläuchen durch Luftkompression
auf die Nullmarke gebracht, wobei zur Angleichung der Flüssigkeitsstände das Gesetz
der kommunizierenden Röhren ausgenutzt wird. Bei Zusammenfallen der oberen Flüssigkeitsspiegel
mit der Nullmarke wird die Schlauchabsperrvorrichtung geschaltet, wonach die unteren
Pipettenenden in die entsprechenden Behälter eingetaucht und dadurch die unteren
Pipettenöffnungen hydraulisch geschlossen werden, die sich während des Abgleichvorganges
zur Angleichung der Flüssigkeitsstände über den genannten Behältern befunden hatten,
um das Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit zu gestatten.
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Zur automatischen Ablesung der Prüfgläser, besonders zur Messung der
Senkungsgeschwindigkeit, wird durch die Erfinduilg ein automatisches elektronisches
System vorgesehen, das für ein oder mehr Prüfgläser arbeiten kann und dadurch gekennzeichnet
ist, daß es nacheinander die Längen der homogenen Flüssigkeitsphasen in den zur
Untersuchung anstehenden Prüfgläsern mißt, indem es ein Lichtbündel durch das Prüfglas
schickt und dieses Lichtbündel mittels eines Lichtfühlers wieder auffängt. Während
der vom optischen System bei der Messung ausgeführten Verschiebungen längs des Prütgiases
gibt der Lichtfühler, sobald das Lichtbündel eine Trennzone zwischen Flüssigkeitsschichten
unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit abgetastet hat, entsprechende Signale, durch
welche die Längen der Zonen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit - in Abhängigkeit
von der konstanten Zeit, in welcher die Ausbildung dieser unterschiedlichen durchlässigen
Schichten erfolgte - angezeigt welchen.
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Die bevorzugte Anlage zur gleichzeitigen Abmessung mehrerer Flüssigkeitsproben
in entsprechende Prüfgläser zum Zwecke von Laboratoriumsuntersuchungen wie die der
Blutsenkunse--schwindigkeit ist somit dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Vorrichtungen
zur gleichzeitigen Sperrung der in den Pipetten enthaltenden Flüssigkeiten, z.B.
Blut, auf einem gewünschten Flüssigkeitsstand versehen ist, wobei diese Vorrichtungen
vorzugsweise auf die Verbindungsschläuche zwischen der Wählereinheit und den Pipettenanschlüssen
wirken, indem die Schläuche gequetscht und dadurch ihr Durchgang geschlossen werden.
Diese Sperrvorrichtungen erhalten den Befehl zum Schließen, nachdem der Flüssigkeitsstand
in allen Pipetten auf die Nullmarke gebracht worden ist.
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Nach Beendigung des Ansaugens der Flüssigkeiten in die Pipetten wird
der Flüssigkeitsstand - bei offenen Schläuchen - in den einzelnen Pipetten grundsätzlich
unterschiedlich über der Nullmarke sein. Alle diese Flüssigkeitsstände werden dann
- bei offenen Schläuchen - durch pneumatische Kompression auf den Nullstand gedriickt,
so daß man unter Ausnutzung des Gesetzes der kommunizierenden Röhren eine Angleichung
der höheren Flüssigkeitsstände an den tiefsten Flüssigkeitsstand erhält. Danach
werden die Schlauchabsperrvorrichtungen betätigt und die unterenPipettenenden in
die entsprechenden Behälter eingetaucht, so daß eine hydraulische Abdichtung der
unteren Pipettenöffnungen erreicht wird, die sich während der Abgleichung der. höheren
Flüssigkeitsstände zum Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit über den genannten
Behältern befanden.
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Vorzugsweise ist die vorstehend-erläuterte Anlage mit einer Vorrichtung
zur gleichzeitigen Sperrung der in den Prüfgläsern enthaltenen Flüssigkeit auf einem
gewählten Stand versehen, wobei Vorrichtungen zum Quetschen und
Knicken
der von den Sammlern kommenden Schläuche oder von 1!zähnen zur gleichzeitigen Drosselung
vorhanden sind.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Anlage kann die Flüssigkeit
in den einzelnen Prüfgläsern nach dem Ansaugen auf unterschiedliche Höhen über Null
gleichzeitig durch I'iil!llii,iiische Mittel auf die Nullmarke gedrückt werden,
und ZW2L unter Anwendung des Gesetzes der kommunizierenden Röhren und durch Einwirkung
von mittels eines Spritzen-Aggregates ausgeübtem Druck auf die Flüssigkeitssäulen,
mit dem Ergebnis des Gleichstands derselben in allen Prüfgläsern.
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Ferner ist die Anlage bevorzugt mit einer Höhenverstellung ausgerüstet,
so daß die Behälter mit der zu untersuchenden Flüssiqkeit aufwärts oder abwärts
verschoben werden können, damit zu dem erläuterten Zweck das Eintauchen der unteren
Enden der Prüfgläser in die Behälter bzw. das Herausheben dieser Enden aus den Behältern
ermöglicht wird. Diese Verstellvorrichtung kann auch derart ausgeführt sein, daß
nicht die Behälter, sondern die auf einem geeigneten Gestell zu befestigenden Prüfgläser
verstellt werden.
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Außerdem ist die Anlage vorzugsweise mit einem geeigneten Gestell
ausgerüstet, welches den Betrieb bei einer Mehrzahl von in Sätzen vorliegenden Proben
und in vollkommenem Gleichlauf mit der vorstehend genannten Verstellbewegung ermöglicht.
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Ferner sind vorzugsweise Einrichtungen vorgesehen, um die Prüfgläser
mit fließendem destilliertem Wasser und/ oder beliebigen geeigneten Lösungsmitteln
zu waschen, wobei das Waschwasser von unten nach oben und umgekehrt
gerichtet
wird und nach dem Waschvorgang zur schnellen Trocknung der Schläuche Warmluft durch
dieselben geblasen werden kann.
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Ferner wird durch die Erfindung ein automatisches elektronisches System
zum Ablesen der Prüfgläser oder dergleichen geschaffen, die Flüssigkeiten mit Bestandteilen
unterschiedlichen spezifischen Gewichts enthalten, so daß durch aufeinander folgende
Messungen die entsprechenden Längen der zu Schichten geschiedenen Bestandteile der
Prüfglas-Flüssigkeit gemessen werden, indem ein von einer Lampe ausgehendes Bündel
durch das Prüfglas geschickt und von einem Lichtfühler wieder aufgefangen wird.
Sobald das Lichtbündel während der vom optischen System aus Lampe und Lichtfühler
durchgeführten Verschiebung längs des Prüf glases auf eine Trennzone zwischen Flüssigkeitsschichten
unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit trifft, meldet der Lichtfühler deren Länge
durch geeignete Signale in Abhängigkeit von der konstanen Zeit, in der sich die
Schichten unterschiedlicher lit turchlässigkeit gebildet haben.
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Vorzugsweise beruht dieses System auf einem optischen System aus einer
lichtempfindlichen, einer Lichtquelle zur Ausbildung eines Paares zugeordneten Zelle,
die als Ableskopf ausgebildet ist und durch einen Schrittmotor angetrieben höhenverstellbar
ist. Ausgehend von der Höchststellung wird der Ableskopf nach unten verstellt, bis
er eine Trennzone zwischen Flüssigkeitsschichten unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit
in den Prüfgläsern abtastet.
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Sobald diese Trennzone gefunden ist, wird vom Ableskopf ein elektronisches
Signal abgegeben, welches Aufschluß gibt über die Schrittzahl des Ableskopfmotors,
d.h. über die Länge der bis zur Trennzone zurückgelegten Strecke.
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Zur systematischen aufeinanderfolgenden Untersuchung an einer Mehrzahl
von im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Pipetten ist das System vorzugsweise
mit einem rechtwinklig zu den Pipetten verstellbaren Mechanismus ausgerüstet.
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Vorzugsweise ist das System außerdem derart ausgebildet, daß die Messungen
des Ableskopfes bei jedem Prüfglas zur Bestimmung der Blutsenkungsgeschwindigkeit
nach der ersten und nach der zweiten Stunde auf ein elektronisches Gedächtnis übertragen,
beide Werte dort gespeichert, nach der Katz-Formel bearbeitet und mit vorangestellter
laufender Kennzahl sowie mit folgendem errechnetem Katz-Index gedruckt werden.
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Das System ist außerdem vorzugsweise mit einer verschlüsselten Ausgabe
versehen, welche die Ubertragung an Rechner, Fernschreiber und andere geeignete
Geräte gestattet.
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Diese und andere Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnungen beschrieben, wobei die Beschreibung und Zeichnung der erfindungswesentlichen
Merkmalsoffenbarung und der Erläuterung dienen, keineswegs aber eine Begrenzung
des Schutzumfanges der Erfindung darstellen. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 schematisch
in Draufischt eine Labor-Analysen-Anlage desjenigen Typs, der Gegenstand der oben
erwähnten italienischen Patentanmeldung ist, Fig. 2 eine seitliche Teilansicht des
oberen Teils der Anlage aus Fig. 1 mit Darstellung der in ihrer Ausgangsstellung
befindlichen Vorrichtungen zur Sperrung des Ausflusses der zu messenden Flüssigkeiten,
Fig.
3 eine der in Fig. 2 entsprechende Ansicht, wobei die Sperrvorrichtungen in ihrer
Arbeitsstellung befindlich sind, d.h. der Durchgang durch die Schläuche ist versperrt,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtungen zum Heben und Senken der Behälter; d.h.
die Becher mit der auszumessenden Flüssigkeit sind angehoben zur hydraulischen Abdichtung
der unteren offenen Enden der Prüfgläser durch die in den Bechern en-thaltene Flüssigkeit,
Fig. 5 eine der aus Fig. 4 entsprechende Ansicht, wobei die genannten Vorrichtungen
so gestaltet sind, daß die unteren offenen Enden der Prüfgläser aus den betreffenden
Bechern herausge.<ogen sind, Fig. 6 ein Teilschema der erfindungsgemäßen Anlage
nach Beendigung des Ansaugens der Flüssigkeiten in eine gewisse Anzahl von Prüfgläsern
des Prüfglassatzes in entsprechenden Haltern des Gestells der Anlage; der dargestellte
Zustand wiederholt sich hin sich lich der Stellung der Prüfgläser gegenüber den
Bechern, wenn die hydraulische Abdichtung der Prüfgläser erreicht werden soll, Fig.
7 ein dem in Fig. 6 entsprechendes Teilschema nach Beendigung der Kompression der
in den Prüfgläsern enthaltenen Flüssigkeiten für die Nullstellung der verschiedenen
höheren Flüssigkeitsstände,
Fig. 8 eine Erläuterung des Flüssigkeitszustandes
und des Lichtdurchlässigkeitszustandes der Flüssigkeit eines einzelnen Prüfglases
nach der ersten und nach der zweiten Stunde während der Blutsenkungsprüfung, und
Fig. 9 ein logisches Blockschema des automatischen elektronischen Systems zum Ablesen
der Flüssigkeitszustände in den Prüfgläsern.
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Mit Bezug auf dit' Zeichnungen, zunächst auf Fig. 1 bis 7: A kennzeichnet
eine Anlage zur gleichzeitigen Abmessung mehrerer Flüssigkeitsproben in entsprechenden
Prüfgläsern in Form von Pipetten zu Laboratoriumsanalysen - im vorliegenden Fall
zur Bestimmung der Senkungsgeschwindigkeit der roten Blutkörper.
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Diese Anlage ist desselben Typs wie die, welche Gegenstand der eingangs
erwähnten italienischen Patentanmeldung ist und die in jeder Hinsicht zum Verständnis
der Erfindung~beiträgt.
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B bezeichnet das Gestell für die Bestandteile der Anlage, mit einem
Aggregat C im oberen Teil, im vorliegenden Fall bestehend aus einer Kolbenspritze
mit dem Zylinder 10, dem Kolben 12, der Kolbenstange 14 und dem Betätigungsknopf
16.
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Das Zylinderende 18 ist mit einem Anschluß für zwei Schläuche 22,
24 versehen, die mit Zylindern 26, 28 hydraulisch verbunden sind, welche parallel
zueinander und zu dem Zylinder 10 angeordnet sind. Die Zylinder 26, 28 gehören zu
Sammlern D, F, die aus einem Kolben-Zylinder-Aggregat bestehen, für die mit 30,
32 die Kolben, und mit 34, 36 die Kolbenstangen bezeichnet sind, an deren Enden
die Betätigungsknöpfe 38, 40 angebracht sind. Im vorliegenden Fall münden über Schläuche
60, 62 in jeden Sammler D, F zehn klare durchsichtige Prüfgläser H, die lösbar mit
an einem horizontalen
Gestell 46 befestigten Steckanschlüssen 42,
44 durch dichte Einfügung der entsprechenden oberen offenen Enden 48 in die Einmündungen
50 der Steckanschlüsse 42, 44 verbunden sind.
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Die Steckanschlüsse weisen im oberen Teil Anschlußnippel.
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42, 54 auf, auf welche die Enden 56, 58 der Schläuche 60, 62 aufgeschoben
werden. Die entgegengesetzten Schlauchenden sind mit den Zylindern 26 bzw. 28 der
Sammler D, F dicht verbunden. Im vorliegenden Fall sind demnach insgesamt zwanzig
Schläuche entsprechend der Anzahl der Steckansztll;i:;;e 42, 44 und somit der Prüfgläser
H vorhanden, die senkrecht und parallel zueinander in zwei Sätzen in Haltern angeordnet
sind.
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Fig. 1 zeigt das Aggregat C mit seinem Kolben 12 an dessen linkem
Hubende, den Sammler D in derjenigen Stellung, in welcher der ganze Satz der zehn
Schläuche 60, d.h. der zchn Prüfgläser H, angeschlossen ist, während sich der Kolben
32 des Sammlers F in einer Stellung befindet, in welcher nur die ersten drei Schläuche,
d.h. die ersten drei Prüfgläser links angeschlossen sind. Nach dem Einschalten der
Anlage erfolgt somit die Analyse der Flüssigkeiten bei insgesamt dreizehn Prüfgläsern.
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Aus den Fig. 2 und 3 sind die Vorrichtungen M ersichtlich, welche
die gleichzeitige Sperrung der Flüssigkeiten, im vorliegenden Falle des Blutes,
auf einem bestimmten Flüssigkeitsstand ermöglichen. Die Vorrichtungen M bestehen
aus Buchsen 70, 72, die für den nachfolgend beschriebenen Zweck geeignet ausgebildet
sind und um Stifte 74, 76 schwenkbar an Stützen 78, 80 befestigt sind. Die Anzahl
der Buchsen iO, 72 entspricht der Anzahl von Schläuchen 60, 62, die somit mit ihrem
Abschnitt 82, 84 durch die
Bohrung 86, 88 jeweils einer der Buchsen
hindurchgeführt sind. Alle Buchsen 70, 72 sind stets parallel zueinander und über
Schwenkgelenke 90, 92 an einer Stellstange 94 angelenkt, die auf sämtliche Buchsen
gleichzeitig einwirkt und von der Bedienungsperson mit einem geeigneten Mittel bewegt
werden kann. Anstelle der beschriebenen Buchsen-Sperrvorrichtung können auch Hähne
oder dergleichen vorgesehen werden, welche den Durchfluß der zu messenden Flüssigkeit
durch Schläuche 60, 62 sperren können.
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Wenn sich die Sperrvorrichtungen M in der Ruhestellung gemäß Fig.
2 befinden, so stehen die Buchsen 70, 72 senkrecht und die Schläuche 60, 62 demnach
aufrecht, so daß der Durchgang durch sie frei ist. Wenn sich die Buchsen 70, 72
auf Befehl der Stellstange 94 im Uhrzeigersinn um die Gelenke 90, 92 bewegen, so
knicken die Zonen 82, 84 der Schläuche G0, 62 gegenüber den Anschlußzonen bei den
Anschlüssen 42, 44 ein, wodurch Quetschkröpfungen 100, 102 entstehen, an welchen
der Durchflußquerschnitt der Schläuche geschlossen wird, so daß die Strömungsverbindung
mit den Prüfgläsern H unterbrochen wird. Wenn die Buchsen 70, 72 wieder in die senkrechte
Stellung gemäß Wiq. 2 gebracht werden, so ergibt sich die vorangegangeiiiition und
der Durchgang ist frei.
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Aus den Fig. 4 und 5 ist das bewegliche Probenbechergestell 104 der
Anlage ersichtlich. Im oberen Teil 106 stützt es den tellerförmigen Sockel 110 ab,
in welchem die Becher 112, 116 gehalten sind. Im vorliegenden Fall sind jeweils
zehn Becher der beiden Sätze in dem Sockel 110 aufgenommen. Die Höhenverstellung
des Gestells 104 erfolgt über die Stellvorrichtung N, die im vorliegenden Fall aus
einem Gelenkparallelogramm mit dem Stellhebel
118, mit dem bei
122 der abhängige Hebel 120 drehfest verbunden ist, dem Hebel 124, der am Gelenk
126 an dem Hebel 120 angelenkt ist, und dem Hubhebel 130 besteht, an welchen am
Gelenk 128 der Hebel 124 angelenktist und welcher seinerseits am Gelenk 132 am Vorrichtungsgestell
schwenkbar gehalten ist und am Gelenk 134 am Hubgestell 104 angelenkt ist. Der Stellhebel
118 ist am Gelenk 122 ebenfalls am Vorrichtungsrahmen angelenkt, so daß die Gelenke
122 und 132 als einzige während der Verschiebungen des Parallelogramms N räumlich
fest angeordnet bleiben. In Fig. 4 ist der Stellhebel 118 abgesenkt, so daß somit
die abhängigen Hebel 120, 124 senkrecht übereinander ausgerichtet sind und sich
das Gelenk 134 in der höchstmöglichen Stellung befindet, so daß die unteren Enden
150, 152 der Prüfgläser H dicht in die Becher 112, 116 eintauchen. Sollen die Enden
150, 152 und damit die Prüfgläser H aus den Bechern herausgehoben werden, so wird
der Hebel 118 betätigt, indem man ihn im Sinn des Pfeiles X schwenkt. Dadurch bewegt
sich der Hebel 120 infolge seiner drehfesten Verbindung mit dem Hebel 118 in dem
gleichen Sinn, während der Hebel 124 in entgegegesetztem Sinn geschwenkt wird und
daher der Hebel 130 um das Gelenk 132 im Sinne des Pfeils Y schwenkt. Das Gelenk
134 muß sich daher in Richtung des Pfeiles Z senken, wodurch das Hubgestell 104,
welches senkrecht geführt ist, nach unten fährt und die Becher 112, 116 die Enden
150, 152 freigeben; d.h. die Prüfgläser sind aus den Bechern herausgezogen und haben
keinen Kontakt mehr mit der Flüssigkeit in den Bechern.
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Nachdem aus den vorhergehenden Erläuterungen und den zugehörigen Figuren
der Zeichnung der Aufbau der Vorrichtung ersichtlich ist, wird im folgenden anhand
der Fig.
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6 und 7 die Betriebsweise erläutert.
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Wenn bei in die Probenbecher eingetauchten Prüfgläsern der Kolben
12 des Aggregates C in Richtung des Pfeiles 13 in Fig. 6 bewegt wird, wird das in
den Bechern 116 enthaltene Blut zunächst angesaugt. Bestimmte Blutmengen fließen
also in die vom Sammler F ausgewählten Prüfgläser H entsprechend den vom Kolben
32 des Sammlers freigegebenen Schläuchen 62, wobei sich aufgrund der unterschiedlichen
Füllstandshöhen der Becher unterschiedliche Flüssigkeitsspiegel 15, 17, 19 über
der Nullmarke S der Prüfglas-Skala 21 einstellen. Diese Nullmarke S liegt für alle
Prüfgläser auf derselben Höhe.
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Um eine genaue Messung der Blutsenkungsgeschwindigkeit ausführen zu
können, müssen die Flüssigkeitsspiegel in den Prüfgläsern nun auf den Nullstand
entsprechend der Nullmarke S gebracht werden. Dies läßt sich unter Ausnutzung des
Gesetzes der kommunizierenden Röhren erreichen. Hierzu wird der hebel 118 betätigt,
um die Enden 152 der Prüfgläser H aus den Bechern 116 herauszuheben. Diese Stellung
ist aus den Fig. 5 und 7 ersichtlich. Nun wird der Kolben 12 des Aggregates C in
Richtung des Pfeiles 23 verschoben, so daß die in den Prüfgläsern H enthaltenen
Flüssigkeiten an ihren Flüssigkeitsspiegeln 15, 17, 19 mit dem entsprechenden gleichen
Druck beaufschlagt werden. Hierdurch laufen diejenigen Prüfgläser H mit den höheren
Flüssigkeitsständen solange in die darunter befindlichen Probenbecher 116 aus, bis
sich die Flüssigkeitsspiegel in sämtlichen Prüfgläsern auf derselben Höhe befinden
(je höher der Flüssigkeitsstand in einem Prüfglas war, umso mehr Flüssigkeit läuft
in den zugehörigen Probenbecher zurück). Entsprechend der Druckbeaufschlagung sinken
dann sämtliche Flüssigkeitsspiegel gemeinsam ab. Sobald diese die Nullmarke erreicht
haben, kann die Bedienungs-I)(t'-;on die Vorrichtungen M betätigen, um sie von der
Stellung 2 2 2 in die Stellung aus Fig. 3 zu bringen, d.h. ihren
Durchgangsquerschnitt
zu sperren und daher die Verbindung mit dc nlmlern zu unterbrechen. Es tritt die
Situation gemäß Fig. 7 ein.
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An dieser Stelle wird durch die Bedienungsperson unter Beibehaltung
der Sperrung der Schläuche 60, 62 die Vorrichtung N betätigt, um die Becher 116
anzuheben, d.h. die Bedienungsperson senkt den Hebel 118 und erreicht dadurch das
Eintauchen der Enden 150, 152 der Prüfgläser H in die Becher und dadurch die hydraulische
Abdichtung dieser Enden.
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Die Hubvorrichtung N kann auch derart ausgeführt werden, daß anstelle
des Probenbechergeste-lls 104 der Pipettenhalter 46 angehoben bzw. abgesenkt wird,
so daß die Prüfgläser H gegenüber den Bechern verstellt werden, diese jedoch ortsfest
gehalten sind.
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Nachdem die Anlage in die Stellung gemäß Fig. 6 gebracht ist (wobei
aber sämtliche Flüssigkeitsspiegel 15, 17, 19 mit der Nullmarke S der Prüfgläser
H übereinstimmen und wobei alle Prüfgläser oder ein Teil derselben über die entsprechenden
Anschlüsse in die Messung einbezogen sein können) beginnt der Meßvorgang, d.h. es
wird nach einer Stunde und nach zwei Stunden jeweils die Länge des Plasmaanteils
gemessen, der sich von den roten Blutkörperchen entmischt hat. Von diesen beiden
Meßlängen, die in Millimeter ausgedrückt von der Skala 21 der Prüfgläser abgelesen
werden können, leitet man den sogenannten Katz-Index nach der Formel ab:
Es wird nun das automatische elektronische System zur Ablesung
der Prüfgläser beschrieben, die im vorliegenden Beispiel menschliches Blut enthalten,
die aber auch andere Flüssigkeiten aus Bestandteilen unterschiedlichen spezifischen
Ge-Gewichts enthalten können, so daß sich nach bestimmten Zeiten unterschiedliche,
voneinander getrennte Schichten bilden, die jeweils eine entsprechende Länge haben
und im allgemeinen in ihrem gegenseitigen Durchsichtigkeitsgrad voneinander verschieden
sind. Um die Blutsenkungsgeschwindigkeitsuntersuchung zusammenzufassen: ein Prüfglas
H (Fig. 8 und 9) mit Millimeterskala 21 wird mit einer Blutprobe 200 beschickt,
die man über eine bestimmte Zeitdauer hin zum Absetzen ruhen läßt. Da das Blut aus
einem flüssigen Anteil (Plasma) und einem Anteil von Körperchen (rote Blutkörperchen
u.a.) besteht, setzen sich die roten Blutkörperchen infolge ihres höheren spezifischen
Gewichtes nach einer gewissen Zeit ab und sammeln sich am Boden des Glases, während
in dessen oberem Teil eine gewisse Menge Plasma stehen bleibt. Nach einer Stunde
mißt man die Länge des Plasmaanteils, der sich von den roten Blutkörperchen abgesondert
hat. Diese Länge wird mit l1.h bezeichnet. Nach zwei Stunden wiederholt man die
Messung und erhält l2.h.
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Von diesen beiden Messungen in Millimetern wird der sogenannte Katz-Index
m-it der Formel abgeleitet:
Dieser Index und die Millimetermessung des Plasmas sind für das Erkennen krankhafter
Zustände bedeutsam. Bei der Blutsenkungsuntersuchung wird der Wert der oben genannten
ersten
Länge (linkes Schema in Fig. 8) gewöhnlich unmittelbar vom Prüfglas H, das bis zur
Nullmarke S mit der betreffenden Blutmenge gefüllt ist, nach der ersten Stunde abgelesen,
während nach der zweiten Stunde die zweite Länge (rechtes Schema in Fig. 8) abgelesen
wird, wonach es möglich ist, den Katz-Index zu bestimmen.
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Das automatische elektronische System zur Prüfglas-Ablesung gemäß
der Erfindung, wobei die Prüfgläser menschliches Blut oder andere Flüssigkeiten
enthalten können, soweit sich diese hinsichtlich der Messung dem Blut ähnlich verhalten,
liefert den Katz-Index automatisch. Dieses automatische Ablesesystem kann auf jede
Anzahl n von Prüfgläsern ausgedehnt werden, d.h. man kann sich viele parallel arbeitende
Meßgruppen vorstellen, um höhere leistungen und Gescl-lw.indigkeiten der Anlage
zu erreichen.
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Das System zur Millimetermessung der Länge des Plasmaanteils,der sich
von dem Blutkörperanteil abgesondert hat, beruht darauf, daß man ein Lichtbündel
durch das Prüfglas schickt und dieses Lichtbündel mit einem Lichtfühler wieder auffängt,
Dieses optische System ist mit 202 bezeichnet; seine Lichtquelle ist mit 204, und
sein Lichtfühler mit 206 bezeichnet.
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Mit dem allen optischen System 202 wird das Prüfglas H von oben nbn:
nuten ausgemessen, d.h. das System rückt längs des Prüfglases H in Richtung des
Pfeiles 208 vor, und läuft dann in der entgegengesetzten Richtung zurück. Während
das Bündel den reines Plasma enthaltenden Prüfglasteil durchleuchtet, empfängt der
Fühler 206 eine gewisse Menge Licht.
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Sobald das Lichtbündel auf die Trennfläche 210 zwischen Plasmaanteil
und Blutkörperanteil auftrifft, meldet der Lichtfühler eine deutliche Lichtminderung,
weil das Plasma 212 durchscheinender ist als der Blutkörperchenanteil 214.
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Dieser Spannungswert wird verstärkt und zur Erzeugung eines elektronischen
Impulses verwendet. Es können somit die beiden im Prüfglas entstandenen Schichten
212, 214 voneinander unterschieden werden und die Höhe der Trennfläche 210 kann
durch einen elektronischen Impuls gemeldet werden.
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Dieser elektronische Impuls beeinflußt die Zählerlogik 216 des Systems
wie im folgenden erläutert: Nachdem der Analytiker das Prüfglas H mit der Blutprobe
beschickt hat, drückt er den Knopf 218 am Startschalter 220; die mit dem Startschalter
220 verbundene Zeituhr 222 setzt nach einer Stunde den Motor 224 in Betrieb; dieser
verschiebt das optische System 202 längs und parallel der Achse des Prüfglases H
in Richtung des Pfeiles 208.
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Sobald der Lichtfühler 206 den Übergang von der Plasmaschicht 212
zu der Teilchenschicht 214 meldet, wird der genannte Impuls erzeugt, der den Motor
224 zum Stillstand bringt. Das optische System 202 hat also das Blutsenkungsprüfglas
abgetastet und an der Trennfläche 210 zwischen der Plasmaschicht und der Teilchenschicht
angehalten.
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Gleichzeitig mit dem Anfahren des Motors 224 für die Abwärtsverstellung
des Abtastkopfes 202 beginnt die Zählerlogik 216 die Umdrehungen des Motors zu zählen;
die Multiplikation mit einem Umrechnungsfaktor ergibt die vom optischen System zurückgelegte
Strecke in Millimeter und
damit die Länge des Plasmaanteils, der
sich in der ersten Stunde der Absetzungsperiode abgesondert hat, so daß also das
erste Zählerglied der Formel nach Katz erhalten wird.
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Der in der Logik 216 vorhandene Millimeterwert wird nun vom Gedächtnis
226 übernommen, wonach der Motor 224 das System 202 entgegengesetzt zum Pfeil 208
wieder an das obere Ende des Prüfglases H bis zur Nullmarke S zurückfährt.
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Nach Ablauf der zweiten Stunde wird von der Zeituhr 222 ein zweiter
Startimpuls abgegeben, und der Ablesevorgang wieder holt sich in der gleichen Weise,
mit dem einzigen Unterschied, daß der Millimeterwert der vom System 202 zurückgelegten
Strecke nun von dem zweiten Speicher 228 übernommen wird. Nach dem Einschalten des
Motors nach der zweiten Stunde durchläuft-das System 202 den dem zweiten Katz-Index-Zählerfaktor
entsprechenden Weg und der Motor kommt zum Sti.llstand, wenn das optische System
die Trennfläche 211 zwischen Plasma 213 und Teilchenschicht 215 erreicht hat.
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Während das optische System an den oberen Ausgangspunkt zurückkehrt,
entnimmt die Logik 230 die von den Speichern 226, 228 gespeicherten Angaben, verarbeitet
sie nach der Katz-Formel und meldet der Druckereinheit die drei Daten: 1) Plasma-Länge
1.h 2) Plasma-Länge l2.h 3) fertig berechneter Katz-Index.
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Dieses automatische elektronische Ableseverfahren kann auf jede: Anzahl
von Prüfgläsern ausgedehnt werden, somit auch auf sämtliche Prüfgläser der Anlage
A. Hierbei wird von der Logik 216 nach jeder Teilablesung der Stellmotor 225 geschaltet,
damit
er das optische System 202 am zweiten, parallel zum ersten angeordneten Prüfglas
in Stellung bringt, so daß sich dort der Ablesevorgang wiederholt und der Zyklus
beliebig oft für eine entsprechende Anzahl von Prüfgläsern wiederholt werden kann.
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Nach einstündiger Frist liest das Gerät also alle Prüfgläser ab und
speichert die Werte im Speicher 226. Nach zweistündiger Frist wiederholt das Gerät
die Ablesung der Prüfgläser und speichert die Werte im zweiten Speicher 228.
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Nach Ablesung des letzten Prüfglases nach der zweiten Stunde entnimmt
die Logik 216 den Speichern die betreffenden Wertpaare und führt die Berechnung
und den Ausdruck der Indices durch, wobei die geprüften Muster mit einer laufenden
Nummer versehen werden.
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Mit 250 ist ein Verstärker mit automatischem Nullpunkt, mit 252 ein
Impulserzeuger bezeichnet.
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Die Verschaltung des automatischen Systems gemäß Fig. 8 und 9 ist
deutlich aus dem Schema gemäß Fig. 9 ersichtlich.