DE3039475A1

DE3039475A1 - Aufnahme- bzw. uebertragungsvorrichtung zur entnahme von fluessigkeiten, insbesondere im klinisch-chemischen bereich

Info

Publication number: DE3039475A1
Application number: DE19803039475
Authority: DE
Inventors: Bernd 2000 Tangstedt Krüger
Original assignee: EPPENDORF GERAETEBAU NETHELER+HINZ GmbH; Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1980-10-18
Filing date: 1980-10-18
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE3039475C2

Description

Aufnahme- bzw. Ubertragungsvorrichtung zur
Entnahme von Flüssigkeiten, insbesondere im klinisch-chemischen Bereich Die Erfindung betrifft eine Aufnahme- bzw, Ubertragungsvorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeiten aus Behältern, insbesondere im klinisch-chemischen Bereich, mit einer Kanüle, die an einer Höhenbewegungseinrichtung angeordnet ist und der ein NiveaufUhler zugeordnet ist.
Der Ausdruck "Kanület' bezieht eine starre Ausführung als Rohr und eine flexible Ausführung als Schlauch ein. Diese Kanüle besteht gerade im hinblick auf die Anwendung im klinischchemischen Bereich aus einem chemisch-inerten Material, insbesondere aus Metall oder Kunststoff. Eine metallische Ausführung ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung "Pallacid" als Legierung aus Gold, Palladium und Silber bekannt. Eine Ausführung aus Kunststoff ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung "Teflon" aus Polytetrafluoräthylen und Copolymere aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen bzw. Polyäthylen oder Polypropylen bekannt.
Solche Aufnahme- und Übertragungsvorrichtungen werden von der Höhenbewegungseinrichtung durch einen Antrieb in ein Gefäs geführt, so daß das untere Ende der Kanüle in die Flüssigkeit genügend weit eintaucht, um eine durch einen in der Kanüle oder einem angeschlossenen Teil bewegbaren Kolben bestimmte Flüssigkeitsmenge aufzunehmen. Dabei ist es mMzlicll, den Höhenbewegungsantrieb durch tie Zuordnung des Behälters für einen grölStmöglichentewegungshub in bezug zum Behälterboden auszulegen. Es wäre aber nachteilig, die Kanüle immer bis zum Behälterboden einzuführen, weil dann eine Mengensteuerung für die aufzunehmende Flüssigkeit erschwert ist und ein verhältnismäßig großer Verschleppungsfehler auftritt.
Man hat daher einer Kanüle in einer solchen Vorrichtung als Niveaufühler eine auf die Leitfähigkeit der Flüssigkeit ansurechende Einrichtung aus zwei Stäben zugeordnet, die an einer Spannungsquelle und in eineni Stromkreis mit einem Me,zgerat bzw.
Signalgeber liegen. Dieser Niveaufühler wird nur wirksam, wenn er in die Flüssigkeit. eintaucht. Da die Sinalgabe von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit abhängig ist, ist ein Mindestabstand erforderlich, der bei d mm liegen kann, so da; die in einen Vorratsbehälter einzuführende Baugruppe verhältsnismä ig grow ist. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im klinischchemischen Bereich mit kleinsten Mengentearbeitet wird, und daß schon zur Vermeidung von Verschmutzungen oder erheblicher Oxidierung von Flüssigkeit, z.B. Serum oder Reagenzien, eine Behälteröffnung möglichst klein gehalten sein muß. Ferner verursachen die eintauchenden Niveaufühler zusätzliche Verschleppungs fehler.
Die Anzeige ist verhältnismäiig undefiniert. Zudem ergibt sich die Gefahr eines elektrolyseartigen Einflusses auf die Flüssigkeit.
Denkbar ist beispielsweise auch eine optische Abtastung der Flüssigkeitsoberfläche. Eine solche arbeitet aber erst recht ungenau, weil sie vom Lichteinfall abhängig ist und insbesondere bei Schaumbildung auf der Flüssigkeitsoberfläche täuschende Signale liefert.
Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufnahme- und Ubertragungsvorrichtung der eingangs angegebenen Ausführung dahingehend zu verbessern, daß mit Sicherheit eine Niveauabtastung ohne körperliche Berührung zwischen der Abtasteinrichtung und der Flüssigkeit erreicht wird, auch wenn die Eintauchtiefe der Kanüle nur kleine Größenordnungen, beispielsweise von etwa 1 mm, erreicht. Diese Aufgabe wird durch einen konzentrisch zur KanUle angeordneten Druckluft-Niveau-Fühler mit Signalgeber für die Höhenbewegungseinrichtung gelöst.
Druckluftniveaufühler sind an sich in der Ausführung als Doppelrohr bekannt, wobei ein äußeres Rohr zum Meßende hin länger als das innere Rohr ausgeführt ist und zwischen die Rohrwandungen Druckluft eingegeben wird, die durch das innere Rohr infolge Reflektion an der Flüssigkeitsoberfläche zurückgeführt und einem Druckmesser mit Signalgeber zugeführt wird.
Diese bekannten Druckluft-Niveau-Fühler sind bisher auch mit einem verhYltnismäi,iF: groben Durchmesser in der Grölbenordnung von f) mm bekannt. Dabei wird rundsätzlich die Erscheinung beobachtet, da. unter dem Niveau-FUhler eine Eindellung des Flüssigkeitsspiegels entsteht, die bei den bekannten Ausführungen Flattererscheinungen an der Flüssigkeitsoberfläche auslöst und dadurch zu einem unsicheren Meßergebnis führt. Diese sich als Wellen, wenn auch geringer Größe, auswirkenden Flattererscheinungen führen dazu, daß ein sich ständig ändernder Druck dem Druckmesser zugeführt wird. Daher ist der Einsatz solcher bekannter Druckluft-Niveau-Fühler beschränkt.
Überraschend zeigt sich aber bei der erfindungsgemäßen Kombination, daß die Mängel des bekannten DrudauSt-Niveau-Fühlers durch die konzentrische Anordnung der ihn nach unten überragenden Kanüle beseitigt werden, da offenbar die in die Flüssigkeit eintauchende Kanüle die Flüssigkeitsoberfläche in ihrer Umgebung stabilisiert. Diese Stabilisation kann durch Adhäsionskräfte verursacht sein. Damit wird eine Aufnahme- und Ubertragungsvorrichtung mit einem nichteintauchenden Niveau-Fühler in zuverlässiger Anzeige erreicht und zugleich eine gegenüber bekannten Atfführungen im Querschnitt herabgesetzte Abmessung ermöglicht. Beispielsweise ist die in ein Gefäß einzuführende Baugruppe mit einem Aulrendurchmesser in der Größenordnung von 3 mm ausführbar, wobei die Kanüle selbst einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweist.
In dieser Ausführung ist die Kanüle vorteilhaft von einem mit Abstand über ihrem eintauchenden Aufnahmeende endenden Doppelrohr umgeben und der äußere Raum zwischen den beiden Rohrwänden an eine Druckluftquelle angeschlossen, während der innere Raum zwischen der Kanüle und der inneren Rohrwand mit einem Druckfthler/-schalter verbunden ist, der mit dem Antrieb der Höhe bewegungseinrichtung der Kanüle gekopp-elt ist. Hierbei können die obigen Maße eingehalten werden, wobei der Abstand über dem Aufnahmeende bei einer vorgesehenen Tauchtiefe von etwa . mm etwa 4 - 5 mm beträgt.
Einbezogen wird, daiz die beiden Rohrwandungen parallel zueinander in gleicher Höhe enden. In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die äußere Rohrwand länger als die innere Rohrwand ausgeführt. Dadurch wird bereits auch im Zusammenhang von der entstehenden Eindellung eine ausreichende Luftumlenkung an die Au,.enseite der Kanüle und in das innere Rohr gewährleistet. Zur tabilisierung der FlUssigkeitsoberfläche trägt dabei ach das Tauchende der Kanüle als Luftleitmittel bei.
Einbezogen wird zweckmäßig eine Verjüngung des unteren Randes der äuioeren Rohrwand zur Lenkung der Druckluft zur Kanüle hin.
Gemä einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist das untere Ende der inneren Rohrwand eine nach aulten gerichtete Aufweitung auf, die durch Abfasung der Wand oder eine Wandverformung gebildet sein kann, wobei einbezogen wird, daß die innere Rohrwand oberhalb der äußeren Rohrwand endet.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Kanüle in Dichtungsmitteln geführt, verstellbar in einem Körper als Träger für die konzentrischen Rohrwandungen gelagert. Dadurch ist es möglich, daß die Strecke des vorragenden Eintauchendes verändert werden oder angepaßt werden kann. Der Körper dient zugleich zu in verschiedener Höhe angeordneten Anschlüssen, einerseits für die Druckluftzufuhr und andererseits eines Abluftstutzens, in welchem der Druckluft-Niveau-Fühler angeordnet ist.
Vorteilhaft sind an der inneren Rohrwand Führungsvorsprünge zur zentrischen Halterung der Kanüle angeordnet. Das trägt zu einer radial-symmetrisch gleichmäiign Ausführung bei, wobei aber bei verhältnismässig geringen Eintauchtiefen die zentrische Ausricl tung der KanUle nicht maßgeblich zu sein braucht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Aufnahme- und Ubertrag,unvorrichtung in schematischer Darstelllln;: Fig. 2 eine Seitenansicht der in einen Behälter einzuführenden Baueinheit in Teildarstellung und in einer besonderen Ausbildung, teilweise im Schnitt; Fig. 3 eine weitere Darstellung dieser Baueinheit im Schnitt.
In allen Figuren sind gleicile Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Aufnahme- bzw. Ubertragungsvorrichtung hat an einem Ständer 1 eine Grundplatte 2, auf der ,auch ein Gefä für FlUssigkeit in fester Zuordnung angeordnet ist. An der Ständer ist ein Ausleger 4 verschwenkbar und höhenbeweglich gelagert. Der Schwenkantrieb ist mit 5, der Höhenantrieb nit 6 bezeichnet, wobei nur eine schematische Darstellung gegeben wird, da solche Vorrichtungen bekannt sind. Am Kopf 7 des Auslegers 4 mit einem Antrieb t' für einen Kolben 57 ist in einer oder an einer Verlängerung einer Kanüle ein Körper lo angeordnet, den die Kanüle 9 durchsetzt. Von dem Körper lo geht nach unten eine Rohranordnung 11 aus einem Doppelrohr mit einem äußeren Rohr 12 und einem inneren Rohr 15. Beide Rohre sind konzentrisch zueinander angeordnet, Das innere Rohr 15 hat grösseren Durchmesser als die Kanüle 9, die über das untere Ende der Rohranordnung mit einem eintauchenden Aufnahmeende, im folgenden als Tauchende 16 bezeichnet, heraustritt. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Kanüle 9 durch eine öffnung 14 in den Körper 10 eingeführt ist und im Bereich dieser Öffnung von Dichtungsmitteln 15 im Körper umgeben ist, so daß ein Luftaustritt nicht möglich ist, aber eine Verschiebung der Kanüle 9 hinsichtlich der Bemessung des Tauchendes 16 gegenüber der Rohranordnung 11.
Der Körper 10 ist durch eine Trageinrichtung 17 mit dem Kopf 7 verbunden, wobei eine Anordnung gewählt ist, um den Abstand zwischen Kopf 7 und Körper 10 zu verändern, so daß dadurch das Tauchende 16 mehr oder weniger über den unteren Rand 18 der Rohranordnung 11 vorstehen kann. Die Trageinrichtung 17 kann als Gewinde stück mit Kontermutter ausgeführt sein, so daß dadurch eine Abstandsänderung möglich ist, wenn das Gewindestück mehr oder weniger in den Kopf 7 verschraubt wird.
Fig. 1 zeigt, daß die beiden unteren Enden der Rohre 12, 13 bzw. der so bezeichneten Rohrwandungen parallel zueinander in gleicher öhe enden. Das wird einbezogen. Nach Fig. 2 ist die äußere Rohrwand 12 länger ausgeführt als die innere Rohrwand 13.
Gleiches gilt für die Ausführung nach Fig. 3. Nach Fig. 2 und 3 ist das untere Ende 19 der äußeren Rohrwand 12 nach innen eingebogen, etwa bis zur Hälfte ds Zwischenraumes 20 zwischen beiden Rohrwänden 12, 13. Das unter£ Ende 21 der inneren Rohrwand 13 ist nach unten außen abgefast, so daß durch den Zwischenraum 20 mit konstantem Druck einströmende Luft in Richtung der Pfeillinie 22 zu dem Flüssigkeitsspiegel 23 an der in diesen eintauchenden Kanüle 9 gelangt und nach oben in den Zwischenraum 24 zwischen der inneren Rohrwand 13 und der Kanüle zurückströmt.
Das Tauchende 1o ist in Fig. 2 mit eingeengter Öffnung ausgeführt.
Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß der äußere Zwischenraum 20 durch einen seitwärts aus dem Körper 10 heraustretenden Stutzen 25, gegebenenfalls über einen Schlauch 26, mit einer Druckluft quelle 27 verbunden ist. Hierbei handelt es sich beispielsweise bei den angegebenen Größenordnungen um eine Lüfterpumpe mit einer Leistung von 1 1 pro Minute. Dadurch ergibt sich für die entsprechend der Pfeillinie 22 austretende Luft ein über druck von beispielsweise etwa 0.01 Bar. Diese Luft gelangt durch den Zwischenraum 24 in den Körper 10 und wird aus diesem in einen anderen quer herausgeführten Stutzen 28 geführt, an welchem gegebenenfalls unter Zwischenfügung eines Schlauches 29 ein Druckfühler/-schalter 30 angeordnet ist. Nach Fig. a ist beispielsweise ein Membranschalter mit einem an einer Membrane 31 angeordneten Kontakt 32 vorgesehen, dem ein Cegenkontakt 35 zugeordnet ist. Der dadurch gebildete Signalkreis mit Energiequellen, Verstärkern etc. ist an den Höhenantrieb 6 angeschlossen, um diesen bei Feststellung des erreichten Niveaus anzuhalten und eine Rückbewegung einzuleiten.
Bei der Rückbewegung ist der DruckAuSt-Niveau-FUhler, vorteilhaft mit dem Luftstrom entsprechend der Pfeillinie 22, ein Druckluftabstreifer für das Tauchende 16 der Kanüle 9. insbesondere auch zu letzterem Zwecke ist die Kanüle 9, auch wenn sie als elastischer Schlauch ausgeführt ist, durch an der inneren Rohrwand 13 angeordnete, nach innen gerichtete, Führungsvorsprünge 34 - 36 zentrisch im inneren Rohr 13 gehalten.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Aufnahme- bzw. Übertragungsvorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeiten aus Behältern, insbesondere im klinischchemischen Bereich, mit einer Kanüle, die an einer Höhenbewegungseinrichtung angeordnet ist und der ein Niveaufühler zugeordnet ist, gekennzeichnet durch einen konzentrisch zur Kanüle (9) angeordneten Druckluft-Niveau-Fühler (10 - 13, 27) fUr Signalgeber (30) in die Höhenbewegungseinrichtung (6).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die Kanüle (9) von einem mit Abstand dber ihrem eintauchenden Aufnahmeende (Tauchende) (16) endenden Doppelrohr umgeben ist und der äußere Raum (20) zwischen den beiden Rohrwänden (12, 13) an eine Druckluftquelle (27) angeschlossen ist, während der innere Raum (24) zwischen der Kanüle (9) und der inneren Rohrwand (13) mit einem DruckfAhler/-schalter (30) verbunden ist, der mit dem Antrieb der Höhenbewegungseinrichtung (6) der Kanüle (9) gekoppelt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äwsere Rohrwand (12) länger als die innere Rohrwand (13) ausgeführt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Verjüngung des unteren Randes (19) der äußeren Rohrwand (12) eine Lenkung der Druckluft zur Kanüle (9) hin vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (21) der inneren Rohrwand (13) eine nach außen gerichtete Aufweitung aufweist.
6. Vorrichtungrach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der innerenRohrwand (13) nach unten außen abgefast ist.
7. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dai die Kanüle (9) in Dichtungsmitteln (15) in einer öffnung (14) eines Körpers (10) als Träger fAr die konzentrischen Rohrwände (12, 13) verstellbar gelagert ist.
0. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch an der inneren Rohrwand (13) angeordnete FUhrungsvorsprünge (34 - 36) zur zentrischen Halterung der Kanüle (9).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - d, gekennzeichnet durch einen Außendurchmesser der äußeren Rohrwand in der Größenordnung von etwa 3 mm.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der DrucklurtniveaufUhler (10 - 13, 27), der mit Abstand über dem Tauchende (16) der Kanüle (9) endet, als Druckluftabstreifer für dieses aus der FlUssigkeit gehobene Tauchende vorgesehen ist.