HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Gebiet der Erfindung)
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine
Teilchenanalyse und insbesondere auf einen Teilchenanalysator,
um in einer Suspension oder Lösung enthaltene kleine Teilchen
einzeln zu trennen und dann zu injizieren. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage, die den
Teilchenanalysator verwendet.
(Beschreibung des Standes der Technik)
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Als Beispiel einer Vorrichtung, die dazu vorgesehen ist, in
einer Suspension enthaltene kleine Teilchen einzeln zu trennen
und die Anzahl der kleinen Teilchen zu zählen, ist in der
EP-A-0 187 663 ein Teilchenanalysator mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Patentanspruch 1 offenbart.
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Zur Erörterung dieses Standes der Technik bezugnehmend auf
Fig. 9, umfaßt der dort dargestellte Teilchenanalysator 13
einen verengten Durchlaß 1 für den Durchtritt der einzelnen
kleinen Teilchen 6 und besitzt in Fließrichtung vorgeschaltete
und nachgeschaltete Durchlässe 2 und 3, die mit dem verengtem
Durchlaß 1 verbunden und bezüglich der Fließrichtung der
Suspension auf entsprechenden Seiten des verengten Durchlasses 1
angeordnet sind. Der Teilchenanalysator 13 umfaßt auch in
Fließrichtung vorgeschaltete und nachgeschaltete Elektroden 4
bzw. 5, die jeweils innerhalb der in Fließrichtung
vorgeschalteten und nachgeschalteten Durchlässe 2 bzw. 3 angeordnet
sind.
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Läßt man bei diesem Aufbau die Suspension 30, die die kleinen
Teilchen 6 enthält, in eine durch den Pfeil A dargestellte
Richtung fließen, so können die kleinen Teilchen 6 einzeln
getrennt, und deshalb eine Veränderung der Impedanz zwischen
den vorgeschalteten und nachgeschalteten Elektroden 4 und 5
festgestellt werden. Zählt man anschließend die Frequenz der
Veränderung der Impedanz, so kann die Anzahl der kleinen
Teilchen 6 gezählt werden.
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Mit anderen Worten wird gemäß dem Stand der Technik eine
Spannung überwacht, wenn ein vorbestimmter elektrischer Strom über
die Elektroden 4 und 5 zugeführt wird, jedoch wird ein
elektrischer Strom überwacht, wenn eine vorbestimmte Spannung an
den Elektroden 4 und 5 angelegt wird. Da die Impedanz über die
Elektroden 4 und 5 von inneren Bedingungen des verengten
Durchlasses 1 und äußeren Bedingungen in der Nähe des
verengten Durchlasses 1 abhängt, verändert sich die Impedanz
jedesmal, wenn die kleinen Teilchen durch den verengten Durchlaß
hindurchtreten, wobei die Veränderung in Form von Impulsen
festgestellt werden kann und wobei die Anzahl der Impulse die
Anzahl der kleinen Teilchen darstellt, die durch den verengten
Durchlaß 1 hindurchgetreten sind.
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Nachdem die Anzahl der kleinen Teilchen in der oben
beschriebenen Weise unter Verwendung des Teilchenanalysators 13
festgestellt worden ist, und wenn die in der untersuchten
Suspension enthaltenen Teilchen in geeignete Behälter injiziert
werden sollen, sollen die Behälter unmittelbar unterhalb des
nachgeschalteten Durchlasses 3 angeordnet werden. Während die
Behälter nacheinander über eine Stellung unmittelbar unterhalb
des nachgeschalteten Durchlasses 3 hinweggefördert werden,
wird eine vorbestimmte Anzahl von kleinen Teilchen in jeden
Behälter injiziert. Jedoch wurde festgestellt, daß der
bekannte Teilchenanalysator und die einen derartigen
Teilchenanalysator verwendende bekannte Anlage die folgenden
Schwierigkeiten aufweisen, insbesondere wenn die kleinen Teilchen unter
Verwendung des bekannten Teilchenanalysators fortlaufend
getrennt und injiziert werden.
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a) Einige der während des vorangehenden Taktes getrennten und
injizierten kleinen Teilchen neigen dazu, innerhalb des den
verengten Durchlaß und den vorgeschalteten und
nachgeschalteten Durchlaß enthaltenden Strömungssystems zurückzubleiben.
Die derart innerhalb des Strömungssystems zurückbleibenden
kleinen Teilchen werden zusammen mit den kleinen Teilchen
ausgespült, die man während des darauffolgenden Taktes fließen
läßt, und deshalb besteht die Neigung, daß eine von der
erforderlichen Anzahl unterschiedliche Anzahl kleiner Teilchen
injiziert wird.
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b) Dort, wo die Konzentration der kleinen Teilchen in der
Suspension hoch ist, läßt sich die Trennung der kleinen Teilchen
in einzelne Teilchen schwierig erreichen, da die kleinen
Teilchen fortlaufend durch den verengten Durchlaß hindurchtreten
und deshalb die Anzahl der erzeugten Impulse nicht genau mit
der Anzahl der gezählten kleinen Teilchen übereinstimmt.
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Dieses Problem kann wesentlich gemildert werden, wenn die
Suspension verdünnt wird, bevor der Untersuchungs- und
Zählvorgang durchgeführt werden, jedoch wird die zum Durchführen des
Untersuchungs- und Zählvorgangs erforderliche Zeit verlängert
und zeitaufwendige und komplizierte Bedienungsabläufe werden
erforderlich.
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c) Da die Elektroden 4 und 5 innerhalb des vorgeschalteten und
nachgeschalteten Durchlasses 3 und 4 mit einem vorbestimmten
elektrischen Strom beaufschlagt werden, besteht die Neigung,
daß eine Hydrolyse erfolgt, begleitet von der Erzeugung von
Wasserstoffgas, welches anschließend Blasen bildet. Während
die Wasserstoffgasblasen durch den verengten Durchlaß 1
hindurchtreten, und falls die Blasen eine mit der Größe der
kleinen Teilchen vergleichbare Größe aufweisen, werden die
Blasen irrtümlich für die kleinen Teilchen gehalten, was einen
Fehler bei der Bestimmung zur Folge hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick
daraufausgedacht, die oben erörterten, dem bekannten
Teilchenanalysator und der den bekannten Teilchenanalysator
verwendenden bekannten Anlage innewohnende Schwierigkeiten im
wesentlichen zu beseitigen, und hat als wesentliche Aufgabe
die Bereitstellung eines verbesserten Teilchenanalysators, der
in der Lage ist, kleine Teilchen in der Suspension selbst dann
genau zu trennen und zu injizieren, wenn die kleinen Teilchen
fortlaufend zugeführt werden, so daß sie durch den
Teilchenanalysator fließen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann der
Teilchenanalysator eine mit der vorgeschalteten Durchlaßvorrichtung
verbundene Verdünnungsflüssigkeitsdurchlaßvorrichtung
besitzen, um eine Verdünnungsflüssigkeit zum Verdünnen der
Suspension zuzuführen.
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Bei diesem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung können die
kleinen Teilchen selbst dann genau, einfach und schnell
getrennt und injiziert werden, wenn die Konzentration der
kleinen Teilchen in der Suspension oder Lösung hoch ist. Auch kann
die Bestimmung der kleinen Teilchen ausgeführt werden, ohne
durch Blasen aus Wasserstoffgas, welches durch Hydrolyse von
Wasser erzeugt wird, gestört zu werden.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bevor mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung
fortgefahren wird, soll angeführt werden, daß gleiche Teile in den
begleitenden Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind.
(Ausführungsbeispiel I)
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Bezugnehmend auf die ein erstes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichenden Fig.
1(a) bis 1(c) ist dort ein Teilchenanalysator offenbart und
allgemein durch 13A bezeichnet und so gestaltet und aufgebaut,
daß er in Suspension befindliche Teilchen absondert oder
trennt und zudem die Anzahl der Teilchen für die nachfolgende
Teilung der Teilchen zählt. Der veranschaulichte
Teilchenanalysator 13A umfaßt einen massiven Block mit einem darin
gebildeten, allgemein langgestreckten verengten Durchlaß 1 für
den Durchtritt kleiner Teilchen in Suspension zum Zwecke der
Absonderung, wobei der besagte verengte Durchlaß 1 an seinen
gegenüberliegenden Enden mit einer vorgeschalteten bzw.
nachgeschalteten Röhre verbunden ist, die einen Durchlaß 2 bzw. 3
bilden, sowie einen Reinigungsdurchlaß 7, dessen eines Ende
mit einer Quelle für Reinigungsflüssigkeit verbunden ist und
dessen anderes Ende mit dem nachgeschalteten Durchlaß 3
angrenzend an den verengten Durchlaß 1 verbunden ist. Sowohl der
nachgeschaltete Durchlaß 3 als auch der Reinigungsdurchlaß 7
besitzen einen Durchmesser, der mindestens doppelt so groß wie
der Durchmesser des verengten Durchlasses 1 ist, so daß die
die kleinen Teilchen enthaltende Suspension wirkungsvoll
hindurchgeleitet werden kann. Falls der Durchmesser sowohl des
nachgeschalteten Durchlasses 3 als auch des Spüldurchlasses 7
kleiner als das Doppelte des Durchmessers des verengten
Durchlasses 1 ist, wirkt ein relativ großer Widerstand auf die
Strömung der Suspension ein.
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Der verengte Durchlaß 1 ist so dimensioniert, daß er einen
Durchmesser innerhalb des Bereichs des 2 bis 20-fachen der
Teilchengröße der zu analysierenden kleinen Teilchen beträgt.
Sollte der Durchmesser des verengten Durchlasses 1 kleiner
sein, als die untere Grenze, so können die kleinen Teilchen
nicht problemlos wirkungsvoll hindurchgeleitet werden, und
keine für die Ermittlung erforderliche Veränderung der
Impedanz wird beobachtet.
(Ausführungsbeispiel II)
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Bezugnehmend auf Fig. 2, ist dort eine
Teilchenanalysierungsanlage dargestellt, die den Teilchenanalysator 13A mit dem in
den Fig. 1(a) bis 1(c) dargestellten und unter Bezugnahme
darauf beschriebenen Aufbau verwendet. Die
Teilchenanalysierungsanlage ist allgemein mit 37 bezeichnet und schließt eine
Zufuhrleitung 21-1 ein, die den vorgeschalteten Durchlaß 2 des
Teilchenanalysators 13A mit einem Tank 29 verbindet, der mit
einer Menge der Suspension 30 gefüllt ist, welche die zu
analysierenden und zu trennenden Teilchen 6 enthält. Der Tank 29
ist von einer Art, welche nach dem Einfüllen der Menge der
Suspension 30 im wesentlichen dicht gekapselt ist, so daß beim
Öffnen eines in einer Leitung zwischen dem Tank 29 und einer
Pumpe 28 angeordneten elektromagnetischen Ventils 22 ein von
der Pumpe 28 mit Druck beaufschlagtes gasförmiges Medium über
das elektromagnetische Ventil 22 in den Tank 29 eingebracht
werden kann, um die Lösung 30 zu verdrängen, so daß sie durch
die Zufuhrleitung 21-1 in Richtung des Teilchenanalysators 13A
fließt. Die so verdrängte Lösung fließt anschließend über den
vorgeschalteten Durchlaß 2 im Teilchenanalysator 13A durch den
verengten Durchlaß 1.
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Der Teilchenanalysator 13A besitzt, wie in den Fig. 1(a)
und 1(b) dargestellt, vorgeschaltete und nachgeschaltete
Elektroden 4 und 5, welche mit einem Impedanzsensor 25 elektrisch
verbunden sind, der so gestaltet und so betätigbar ist, daß er
die kleinen Teilchen im Hinblick auf den Betrag der
Veränderung der Impedanz ermittelt, welche als Folge des Durchtritts
der kleinen Teilchen durch den verengten Durchlaß 1 auftritt.
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Der nachgeschaltete Durchlaß 3 ist mit einem
elektromagnetischen Ventil 23 flüssigkeitsgekoppelt, welches selbst wiederum
mit einer unmittelbar oberhalb eines Sammelbehälters 36
angeordneten Abführleitung flüssigkeitsgekoppelt ist. Das
elektromagnetische Ventil 23 ist derart betätigbar, daß es, wenn es
geöffnet ist, ein Injizieren einer gesteuerten Menge der
Suspension,
die durch den verengten Durchlaß 1 hindurchgeflossen
ist, durch die Abführleitung in das Sammelgefäß 36 erlaubt,
daß es jedoch die Suspension innerhalb der Anlage zwischen dem
elektromagnetischen Ventil 23 und dem Tank 29 zurückhält, wenn
und solange es geschlossen ist.
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Der in den Fig. 1(a) bis 1(c) dargestellte und unter
Bezugnahme darauf beschriebene Reinigungsdurchlaß 7 ist mit einer
Quelle für Reinigungsflüssigkeit über eine Flüssigkeitsleitung
21-3 verbunden, die ein elektromagnetisches Ventil 24 und eine
Rotationspumpe 31 aufweist- die beide in dieser
Flüssigkeitsleitung 21-3 angeordnet sind. Die Quelle für
Reinigungsflüssigkeit ist im dargestellten Fall durch ein Flüssigkeitsgefäß
32 gebildet, das eine Menge an Reinigungsflüssigkeit 33
enthält. Wird das elektromagnetische Ventil 24 geöffnet, während
die Rotationspumpe 31 im Betrieb ist, so erlaubt es eine
Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit in den Reinigungsdurchlaß 7.
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Die in der Anlage aus Fig. 2 verwendeten elektromagnetischen
Ventile 22, 23 und 24 werden in einer vorgegebenen Folge durch
Befehle gesteuert, die von einer Steuereinheit 26 erteilt
werden, welche in Reaktion auf ein vom Sensor 25 erzeugtes
Ausgangssignal betrieben wird.
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Wenn die Teilchen in der Suspension mit der
Teilchenanalysierungsanlage 37 ermittelt werden sollen, wird das
elektromagnetische Ventil 22 geöffnet und zum anderen die Pumpe 28
betätigt, um die Suspension 30 innerhalb des Tanks 29 mit einem
Gasdruck zu beaufschlagen. Die Beaufschlagung mit dem Gasdruck
bewirkt so, daß die Suspension 30 durch die Zufuhrleitung 21-1
in Richtung des Teilchenanalysators 13A fließt und dann,
nachdem sie durch den verengten Durchlaß 1 im Teilchenanalysator
13A hindurchgetreten ist, durch die Abführleitung 21-2 in
Richtung des Sammelgefäßes 36 fließt. Zu diesem Zeitpunkt ist das
elektromagnetische Ventil 23 ebenfalls geöffnet, so daß die
Suspension, welche durch den verengten Durchlaß 1 geflossen
ist, durch das Ventil hindurch in Richtung des Sammelgefäßes
36 fließen kann. Das elektromagnetische Ventil 24 ist jedoch
während des Hindurchfließens der Suspension durch den
Teilchenanalysator 13A geschlossen.
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Beim Hindurchtreten der in der Suspension enthaltenen Teilchen
durch den verengten Durchlaß 1 erfaßt der Sensor 25 die
Veränderung der Impedanz und erzeugt ein Erfassungsausgangssignal,
welches wiederum in die Steuereinheit 26 eingegeben wird. In
Reaktion auf das Ausgangssignal vom Sensor 25 erteilt die
Steuereinheit 26 den elektromagnetischen Ventilen 22 bzw. 23
Abschaltbefehle. Die elektromagnetischen Ventile 22 und 23
werden auf die jeweiligen Abschaltbefehle von der
Steuereinheit 26 hin geschlossen, wodurch die Zufuhr der Suspension 30
durch den Teilchenanalysator 13A unterbrochen wird. Wenn die
elektromagnetischen Ventile 23 und 24 nachfolgend geöffnet
werden, während das elektromagnetische Ventil 22 geschlossen
bleibt, bewirkt die Betätigung der Rotationspumpe 31, daß die
Reinigungsflüssigkeit 33 vom Flüssigkeitsbehälter 32 durch das
elektromagnetische Ventil 24, über die Flüssigkeitsleitung 21-
3 in Richtung des Teilchenanalysators 13A und dann durch den
Reinigungsdurchlaß 7 in den nachgeschalteten Durchlaß 3
geführt wird, während die kleinen Teilchen, welche durch den
verengten Durchlaß 1 hindurchgetreten sind, in das Sammelgefäß
26 entleert werden. Dort wo die kleinen Teilchen jeweils
einzeln in einem Gefäß aufgenommen werden sollen, sollte eine
Reihe von Gefäßen 36 in eine Stellung unmittelbar unterhalb
der Abführleitung 21-2 gefördert werden, und zu diesem Zweck
kann ein die Gefäße 36 tragender Förderer in Abhängigkeit von
dem von Sensor 25 erzeugten Ausgangssignal gesteuert werden.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Zufuhr der Suspension 30 und der Reinigungsflüssigkeit 33 zum
vorgeschalteten Durchlaß 2 im Teilchenanalysator 13A als durch
die Verwendung der getrennten elektromagnetischen Ventile 22
und 24 gesteuert gezeigt und beschrieben worden. Jedoch wird
bei einer durch 37A in Fig. 4 dargestellten Variante der
Teilchenanalysierungsanlage ein einziges elektromagnetisches
Ventil
verwendet, um die Zufuhr der Suspension 30 und der
Reinigungsflüssigkeit 33 zu steuern.
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Bezugnehmend nunmehr auf die Fig. 3 und 4 wird das oben
genannte einzige elektromagnetische Ventil durch 22a
bezeichnet und liegt in Form eines elektromagnetischen
Dreiwegeventils mit drei Öffnungen vor, die mit der Zufuhrleitung 21-1,
der Flüssigkeitsleitung 21-3 bzw. dem vorgeschalteten Durchlaß
2 flüssigkeitsverbunden sind. Das elektromagnetische Ventil
22a besitzt eine erste und zweite Betätigungsstellung; in der
ersten Betätigungsstellung ist das besagte elektromagnetische
Ventil 22a in der Lage, die Zufuhrleitung 21-1 mit dem
vorgeschalteten Durchlaß 2 zu verbinden, und in der zweiten
Betätigungsstellung ist es in der Lage, die Flüssigkeitsleitung 21-3
mit dem vorgeschalteten Durchlaß 2 zu verbinden. An Stelle der
Verwendung der getrennten Pumpen 28 und 31 sind der Tank 29
und das Gefäß 32 so gestaltet, daß sie gleichzeitig durch die
Zufuhr von unter Druck stehendem N&sub2;-Gas aus einer gemeinsamen
N&sub2;-Gasquelle (nicht dargestellt) mit Druck beaufschlagt werden.
Es ist somit leicht ersichtlich, daß in Abhängigkeit von der
Betätigungsstellung des elektromagnetischen Ventils 22a
entweder die Suspension im Tank 29 oder die Reinigungsflüssigkeit
im Gefäß 32 durch das elektromagnetische Ventil 22a dem
Teilchenanalysator zugeführt werden kann.
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Es soll angeführt werden, daß bei der vorhergehenden
Beschreibung sowohl des ersten als auch des zweiten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 3 der
Reinigungsdurchlaß 7 als mit dem vorgeschalteten Durchlaß 2 verbunden
beschrieben und dargestellt worden ist, er kann mit dem
nachgeschalteten Durchlaß 3 verbunden sein. Es wurde jedoch
festgestellt, daß die Reinigungswirkung verbessert werden kann,
wenn der Reinigungsdurchlaß 7 entweder mit dem vorgeschalteten
Durchlaß 2 oder dem nachgeschalteten Durchlaß 3 an einer
Stelle oberhalb der zugehörigen Elektrode 4 oder 5 bezüglich der
Fließrichtung der Suspension verbunden ist.
(Ausführungsbeispiel III)
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Ein drittes bevorzugte Ausführungsbeispiel des
Teilchenanalysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5
dargestellt und allgemein durch 13C bezeichnet.
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Der Teilchenanalysator 13C umfaßt einen massiven Block, der
einen darin gebildeten, allgemein langgestreckten verengten
Durchlaß 1 für den Durchtritt kleiner Teilchen in Suspension
zum Zwecke der Trennung besitzt, wobei der besagte verengte
Durchlaß 1 an seinen gegenüberliegenden Enden mit einem
vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten Durchlaß 2 bzw. 3
verbunden ist, sowie einen Reinigungsdurchlaß 7, dessen eines
Ende mit einer Quelle für Reinigungsflüssigkeit verbunden ist
und dessen anderes Ende mit dem nachgeschalteten Durchlaß 3
angrenzend an den verengten Durchlaß 2 verbunden ist. Der
massive Block besitzt zudem jeweils einen darin gebildeten und
außerhalb des vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten
Durchlasses 2 bzw. 3 angeordneten vorgeschalteten Speicher 11 bzw.
nachgeschalteten Speicher 12. Der vorgeschaltete Speicher 11
und der vorgeschaltete Durchlaß 2 sind durch ein poröses Glas
9 getrennt, das kleine Poren mit einer Größe aufweist, welche
Ionen wirkungsvoll hindurchläßt, jedoch den Durchtritt von
Gasblasen blockiert, die in der Größe vergleichbar mit den
kleinen Teilchen sind, die durch den verengten Durchlaß 1
hindurchgeleitet werden sollen, so daß die Suspension zwischen
dem vorgeschalteten Speicher 11 und dem vorgeschalteten
Durchlaß 2 frei fließen kann. In ähnlicher Weise sind der
nachgeschaltete Speicher 12 und der nachgeschaltete Durchlaß 3
durch ein poröses Glas 10 getrennt, das kleine Poren mit einer
Größe besitzt, welche Ionen wirkungsvoll hindurchläßt, jedoch
den Durchtritt von Gasblasen blockiert, die in der Größe
vergleichbar mit den kleinen Teilchen sind, die durch den
verengten Durchlaß 1 hindurchgeleitet werden sollen, so daß die
Suspension zwischen dem nachgeschalteten Speicher 12 und dem
nachgeschalteten Durchlaß 3 frei fließen kann. Die
vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten Elektroden 4 bzw. 5 sind innerhalb
des oberen bzw. unteren Speichers 11 bzw. 12 untergebracht, so
daß sie einander gegenüberliegen.
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Der vorgeschaltete Speicher 11 ist an einer mit 11a
bezeichneten Stelle nach außen geöffnet, um Wasserstoffgasblasen
abzuführen, die durch eine Hypdrolyse erzeugt werden, welche
stattfindet, wenn ein elektrischer Strom über die
vorgeschalteten Elektroden 4 zugeführt wird, während die Suspension
innerhalb des vorgeschalteten Durchlasses 2 verbleibt. In
ähnlicher Weise ist der nachgeschaltete Speicher 12 an einer mit
12a bezeichneten Stelle nach außen geöffnet, um
Wasserstoffgasblasen abzuführen, die durch eine Hypdrolyse erzeugt
werden, welche stattfindet, wenn ein elektrischer Strom über die
nachgeschaltete Elektroden 5 zugeführt wird, während die
Suspension innerhalb des nachgeschalteten Durchlasses 3
verbleibt.
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Wie zuvor in Verbindung mit den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen beschrieben, sind die vorgeschalteten und
nachgeschalteten Elektroden 4 und 5 mit dem Sensor 25 zur Ermittlung der
in der Suspension enthaltenen und während deren Durchtritt
durch den verengten Durchlaß 1 getrennten keinen Teilchen
verbunden.
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Dort wo die Teilchenanalysierungsanlage unter Verwendung des
Teilchenanalysators 13C mit dem in Fig. 5 gezeigten und unter
Bezugnahme darauf beschriebenen Aufbau zusammengebaut wird,
kann entweder der in Fig. 2 dargestellte oder der in Fig. 4
dargestellte Flüssigkeitskreislauf verwendet werden.
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Der Teilchenanalysator mit dem in Fig. 5 dargestellten und
unter Bezugnahme darauf beschriebenen Aufbau verwendet
Bauteile, wie beispielsweise die porösen Gläser, die Mikroporen
besitzen, welche den Durchtritt von Ionen zulassen, jedoch den
Durchtritt von Blasen versperren, wenn diese durch die bei der
Hydrolyse von Wasser auftretende Bildung von Wasserstoffgas
erzeugt werden, welche stattfindet, wenn der elektrische Strom
über die Elektroden zugeführt wird. Deshalb kann jeder mögliche
Fehler bei der Ermittlung, der sich aus einer Störung durch
die Blasen ergeben würde, wirksam vermieden werden, um eine
exakte Trennung der in der Suspension enthaltenen kleinen
Teilchen zu erreichen.
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Wie es bei jeder beliebigen der vorangehenden
Ausführungsbeispiele der Fall ist, ermöglicht es die Zufuhr der
Reinigungsflüssigkeit durch den Reinigungsdurchlaß 7 zusätzlich, die
innerhalb des Durchlasses im Teilchenanalysator verbleibenen
Teilchen zu entfernen, wobei dieses Merkmal zu der Fähigkeit
einer exakteren Trennung der kleinen Teilchen in der
Suspension beiträgt.
(Ausführungsbeispiel IV)
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Der Teilchenanalysator gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist
allgemein durch 13D in den Fig. 6(a) bis 6(c) bezeichnet.
Der Teilchenanalysator 13D umfaßt einen massiven Block mit
einem darin gebildeten, allgemein langgestreckten verengten
Durchlaß 1 für den Durchtritt kleiner Teilchen in Lösung zum
Zwecke der Trennung, wobei der besagte verengte Durchlaß an
seinem gegenüberliegenden Enden mit einem vorgeschalteten bzw.
nachgeschalteten Durchlaß 2 bzw. 3 verbunden ist; einen
Reinigungsdurchlaß 7, der mit seinem einen Ende mit einer Quelle
für Reinigungsflüssigkeit verbunden ist und mit seinem anderen
Ende mit dem nachgeschalteten Durchlaß 3 angrenzend an den
verengten Durchlaß 1 verbunden ist; sowie einen Durchlaß 8 für
Verdünnungsflüssigkeit.
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Dort, wo der Teilchenanalysator 13D mit dem in Fig. 6
dargestellten Aufbau in einer Teilchenanalysierungsanlage verwendet
wird, ist die Teilchenanalysierungsanlage so gestaltet und so
zusammengebaut, wie in Fig. 7 dargestellt.
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Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 7, ist die dort dargestellte
Teilchenanalysierungsanlage im wesentlichen mit derjenigen
identisch, die in Fig. 2 dargestellt und unter Bezugnahme
darauf beschrieben ist, außer daß ein Zufuhrdurchlaß 21-4 für
eine Verdünnungsflüssigkeit mit einem darin angeordneten
elektromagnetischen Ventil 27 über eine Rotationspumpe 34 wie
dargestellt mit einem Tank 35 für Verdünnungsflüssigkeit
verbunden ist.
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Wenn im Betrieb die Teilchen in der Suspension mit der
Teilchenanalysierungsanlage 37 erfaßt werden sollen, wird das
elektromagnestische Ventil 22 geöffnet und zum anderen die
Pumpe 28 betätigt, um die Suspension 30 innerhalb des Tanks 29
mit einem Gasdruck zu beaufschlagen. Die Beaufschlagung mit
dem Gasdruck bewirkt so, daß die Suspension 30 durch die
Zufuhrleitung 21-1 in Richtung des Teilchenanalysators 13D und
dann durch die Abfuhrleitung 21-2 in Richtung des
Sammelgefäßes 36 fließt, nachdem sie durch den verengten Durchlaß 1 im
Teilchenanalysator 13D hindurchgetreten ist. Zu diesem
Zeitpunkt sind die elektromagnetischen Ventile 23 und 24
geschlossen.
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Beim Hindurchtreten der in der Suspension enthaltenen Teilchen
durch den verengten Durchlaß 1 erfaßt der Sensor 25 die
Veränderung der Impedanz, um dadurch die Anzahl der Teilchen pro
Volumen der Suspension in Bezug auf die Zeit und den Durchfluß
der Suspension zu bestimmen.
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Dort wo die Anzahl der Teilchen pro untersuchtem Volumen groß
ist, wird das elektromagnetische Ventil 27 geöffnet, so daß die
Verdünnungsflüssigkeit innerhalb des Gefäßes 35 von der
Rotationspumpe 34 so gepumpt werden kann, daß sie durch den
Durchlaß 8 für die Verdünnungsflüssigkeit in den vorgeschalteten
Durchlaß 2 und dann durch den verengten Durchlaß 1 fließt. Als
Folge davon kann die dabei durch den verengten Durchlaß 1
fließende Suspension verdünnt werden, so daß die Konzentration
der Teilchen in der Suspension auf einen zweckmäßigen Wert
eingestellt wird.
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Wenn der Sensor 25 die durch den Durchfluß der verdünnten
Suspension durch den verengten Durchlaß 1 verursachte Änderung
der Impedanz feststellt, erzeugt er nachfolgend ein
Erfassungsausgangssignal, welches wiederum in die Steuereinheit
26 eingegeben wird. Als Reaktion auf das Ausgangssignal vom
Sensor 25 erteilt die Steuereinheit 26 den elektromagnetischen
Ventilen 22, 23 bzw. 24 Abschaltbefehle, um dadurch die Zufuhr
der verdünnten Suspension zu unterbrechen.
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Wenn jedoch die elektromagnetischen Ventile 22 und 23 geöffnet
sind, während die elektromagnetischen Ventile 22, 23 und 24
geschlossen bleiben, wird die Rotationspumpe 31 betätigt, um
zu bewirken, daß die Reinigungsflüssigkeit 33 vom
Flüssigkeitsgefäß 32 über die Flüssigkeitsleitung 21-3 durch das
elektromagnetische Ventil 24 in Richtung des
Teilchenanalysators 13, und dann durch den Reinigungsdurchlaß 7 in den
nachgeschalteten Durchlaß 3 geführt wird, während die kleinen
Teilchen, die durch den verengten Durchlaß 1 hindurchgetreten
sind, in das Sammelgefäß 36 entleert werden. Dort, wo die
kleinen Teilchen jeweils einzeln in einem Gefäß aufgenommen
werden sollen, sollte eine Reihe von Gefäßen 36 in eine
Stellung unmittelbar unterhalb der Abführleitung 21-1 gefördert
werden, und zu diesem Zweck kann ein die Gefäße 36 tragender
Förderer in Abhängigkeit von dem vom Sensor 25 erzeugten
Ausgangssignal gesteuert werden.
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In dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel wird von dem unmittelbar unterhalb des verengten
Durchlasses 1 mit dem nachgeschalteten Durchlaß 3 verbundenen
Reinigungsdurchlaß 7 Gebrauch gemacht, so daß die kleinen
Teilchen, die durch den verengten Durchlaß 1 hindurchgetreten
sind, von der durch den Reinigungsdurchlaß 7 zugeführten
Reinigungsflüssigkeit hinausgespült werden können, um dadurch die
Trennung der einzelnen kleinen Teilchen exakt zu erreichen.
(Ausführungsbeispiel V)
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Dort, wo der Teilchenanalysator mit dem in Fig. 6
dargestellten und unter Bezugnahme darauf beschriebenen Aufbau verwendet
wird, und wo eine Möglichkeit besteht, daß
Wasserstoffgasblasen, die durch eine Hydrolyse von Wasser gebildet werden,
welche stattfindet, wenn ein elektrischer Strom über die
vorgeschalteten und nachgeschalteten Elektroden 4 und 5 zugeführt
wird, irrtümlicherweise für die zu bestimmenden kleinen
Teilchen gehalten werden, kann der Teilchenanalysator mit einem in
Fig. 8 dargestellten Aufbau verwendet werden. Der durch 13F in
Fig. 8 bezeichnete Teilchenanalysator ist im Aufbau und
Betrieb im wesentlichen identisch mit dem in Fig. 5 gezeigten
und unter Bezugnahme darauf beschriebenen, außer daß der
Durchlaß 8 für Verdünnungsflüssigkeit, wie in Fig. 8
dargestellt, mit dem vorgeschalteten Durchlaß 2 verbunden ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den
bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden
ist, soll angemerkt werden, daß dem Fachmann verschiedene
Änderungen und Abwandlungen ersichtlich sind. Es soll klar sein,
daß derartige Änderungen und Abwandlungen innerhalb der
Reichweite der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die
Patentansprüche definiert ist, enthalten sind, falls sie nicht
davon abweichen.