DE3832901C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der
Anzahl und der Eigenschaften von Teilchen in einer Probeflüs
sigkeit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine
derartige Anordnung ist beispielsweise in der DE-OS 28 13 245
und der DE-OS 29 22 643 offenbart.
Die Anordnung gemäß der DE-OS 28 13 245 hat zwei wesent
liche Nachteile. Zum einen ergeben sich zwangsläufig beim
Eintritt und Austritt des Lichtes von der umgebenden Luft in
den Fluidstrom aufgrund der unterschiedlichen Brechungsin
dizes Brechungswinkel, und damit Streulicht, das zu einer
Verfälschung der Messung führt. Um diesen Effekt soweit wie
möglich zu vermeiden, wird der Lichtstrahl auf einen kleinen,
nämlich den mittleren Teil des Fluidstromes gelenkt, der im
wesentlichen flach und eben ist. Hierdurch lassen sich zwar
Brechungen und Streuungen reduzieren, jedoch bewirkt dies zum
anderen, daß nur ein kleiner Teil des Fluidstromes abgetastet
wird.
Zwar kann die Anordnung gemäß der DE-OS 29 22 643 die
Streuverluste im wesentlichen vermeiden. Diese Anordnung hat
jedoch den Nachteil, daß ein den eigentlich zu messenden
Fluidstrom umgebender Mantelstrom notwendig ist, und in der
Praxis die angegebene rechteckige Querschnittskontur des
Fluidstrahls nur sehr eingeschränkt erzielbar ist. Mes
sungen mit relativ geringer Streuung lassen sich auch bei
dieser Anordnung nur im mittleren Bereich des Fluidstromes
durchführen, während zu den Kanten hin ebenfalls mit großen
Verfälschungen zu rechnen ist. Dies hat zur Folge, daß auch
bei dieser Anordnung keine Messung des gesamten Strömungs
querschnittes möglich ist.
Die gattungsgemäße Vorrichtung kann dazu benutzt werden,
den Schmutz in Flüssigkeiten zu überwachen, die bei der Halb
leiterherstellung verwandt werden, oder die Größe und die Art
von Bakterien und biologischen Zellen in der Bioindustrie zu
bestimmen.
Bei einer Vorrichtung, bei der eine Probesuspension
durch ein transparentes Rohr (Strömungszelle) fließengelassen
wird und die Probesuspension mit Licht bestrahlt wird, um die
Eigenschaften der in der Suspension enthaltenden Teilchen,
beispielsweise die Größe und den Brechungsindex, durch Erfassen
des von den Teilchen gestreuten Lichtes zu bestimmen,
sind viele Weiterentwicklungen vorgenommen worden, um das
Signalrauschverhältnis während der Messung zu erhöhen. Die
meisten dieser Weiterentwicklungen sind darauf gerichtet,
das Streulicht zu verringern, das ein Rauschen oder Störsignale
erzeugen wird, oder den Einfluß der Störsignale auszuschalten.
Im Gegensatz zur Messung von Teilchen in Gasen ist die
Messung von kleinsten Teilchen in Flüssigkeiten mit den
folgenden Schwierigkeiten verbunden. Da Unterschiede im
Brechungsindex zwischen der Probeflüssigkeit, dem Material,
das die Strömungszelle bildet, durch die die Probeflüssigkeit
hindurchgeleitet wird, und der Freiluft bestehen, wird das
von den Grenzen zwischen diesen drei Materialien gestreute
und reflektierte Licht ein starkes Streulicht bilden.
Um das starke Streulicht auszuschalten, werden die folgenden
herkömmlichen Verfahren angewandt, wie es in der
JP-OS 114 260/1979 beschrieben ist.
- (a) Ein erstes Verfahren besteht darin, den Meßbereich der Probesuspension sehr klein zu halten und den empfindlichen Bereich soweit wie möglich von der Grenze zwischen der Probesuspenion und der Wand der Strömungszelle entfernt zu halten, um ihn gegenüber dem Einfluß des Streulichtes von der Grenze zu schützen. Dieses Verfahren hat jedoch einen Nachteil insofern, als aufgrund der Tatsache, daß der Meßbereich sehr klein ist, die Menge an Probeflüssigkeit, die pro Zeiteinheit gemessen werden kann, sehr klein ist und die Teilchen in anderen Bereichen als dem Meßbereich irrtümlich nicht gezählt werden könnten.
- (b) Bei einem zweiten Verfahren wird ein Flüssigkeitsstrom um den Probesuspensionsstrom herum gebildet, der einen Brechungsindex gleich dem der Probesuspension hat, um Streulicht von der Grenze zwischen der Probesuspension und der Wand der Strömungszelle auszuschließen. Dieses Verfahren verwendet eine sogenannte Hüllstromzelle. Da bei diesem Verfahren der Strom der Probesuspension schmaler als der Durchmesser des Bestrahlungslichtstrahls gemacht werden kann, kann ein Zählfehler verhindert werden. Dieses Verfahren hat jedoch die folgenden Nachteile: Die Hüllflüssigkeit, die um den Probesuspensionsstrom herum fließt, muß eine saubere Flüssigkeit sein, die keine Teilchen enthält. Um zu verhindern, daß der Probesuspensionsstrom auseinanderfließt, ist es notwendig, einen Hüllflüssigkeitsstrom zu erzeugen, der sich mit einer höheren Geschwindigkeit und mit einem höheren Durchsatz als die Probesuspension bewegt. Das bedeutet, daß der Strom der Hüllflüssigkeit den oberen Grenzwert des Probesuspensionsstromes festlegt und somit in der Praxis der Durchsatz der Probesuspension pro Zeiteinheit sehr klein ist.
Eine Vorrichtung zum Messen der Eigenschaften der
Teilchen in einem Gas durch Aufnahme des Streulichtes, wie
sie in der JP-OS 69 683/1976 vorgeschlagen ist, verwendet
ein Verfahren, bei dem das Teilchen enthaltende Probegas von
einer Düse ausgegeben und mit Licht koaxial zur Achse des
Probegasstromes bestrahlt wird. Da der Brechungsindex des
Probegases und der des umgebenden Gases nahezu gleich sind, kann
das Bestrahlungslicht nicht im Probegas eingeschlossen werden.
Um beim Zählen der Teilchen ein Auslassen von Teilchen zu
verhindern, muß ein Lichtstrahl verwandt werden, dessen
Durchmesser größer als der des Probegasstromes ist, was bedeutet,
daß ein Überschuß von Strahlungslicht vorliegt, der
effektiv nicht benutzt wird. Da das Probegas weiterhin in
ein anderes Gas ausgegeben wird, muß das umgebende Gas in
der gleichen stabilen Strömung wie das Probegas bewegt werden,
um eine Probegasströmungsdisperion zu vermeiden.
Im Gegensatz zur Teilchenmessung bei Gas müssen bei
der Messung von Teilchen in einer Flüssigkeit Teilchen in
einer Flüssigkeit erfaßt werden, die einen anderen Brechungsindex
als Luft hat. Das von der Oberfläche der Strömungszelle,
durch die die Probeflüssigkeit geleitet wird, reflektierte,
gebeugte und gestreute Licht kombiniert sich zu einem starken
Streulicht. Um den Einfluß des Streulichtes zu vermeiden,
ist es bisher üblich, in der oben beschriebenen Weise
das einfallende Licht auf einen sehr kleinen Bereich der
Probeflüssigkeit zu fokussieren oder die Probeflüssigkeit
in einen schmalen Strom auszugeben, indem eine Hüllstromzelle
verwandt wird. Diese herkömmlichen Verfahren haben
den Nachteil, daß der gesamte Querschnitt des Probeflüssigkeitsstromes
verglichen mit dem empfindlichen Bereich groß
ist, ein großer Anteil des Probesuspensionsstromes verschwendet
wird und daß dann, wenn der Probesuspensionsstrom
schmaler als der Durchmesser des Bestrahlungslichtstrahls
gemacht wird, um zu vermeiden, daß beim Zählen der
Teilchen Teilchen unberücksichtigt bleiben, der Teil des
Lichtstrahles verschwendet wird, der nicht an der Probesuspension
liegt.
Die US-PS 37 49 910 offenbart eine Meßeinrichtung zur
Feststellung der Partikeldichte unter Verwendung von Gamma
strahlen. Hierbei wird zwar offenbar ein Fluidstrom koaxial
zur Strömungsrichtung von den Gammastrahlen durchquert, je
doch treten hierbei die Probleme der Streulichteinflüsse
überhaupt nicht auf. Zum einen wird anstelle von sichtbarem
Licht Gammastrahlung verwendet, zum anderen befindet sich der
Fluidstrom in einem Rohr und strömt nicht
aus einer Düse.
Die US-PS 43 75 334 beschäftigt sich mit der Messung von
Aerosolen, d. h. im wesentlichen mit Gasströmungen. Hierbei
treten überhaupt keine Grenzflächen zwischen Medien unter
schiedlicher optischer Dichten auf, so daß auch die Probleme
von hieraus resultierenden Brechungen nicht vorhanden sind.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zum Messen von
Teilchen in einer Flüssigkeit zu schaffen, bei der
Streulichteinflüsse besei
tigt sind und eine Verschwendung von Bestrahlungslicht ver
mieden wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Unterschied
im Brechungsindex zwischen dem Gas und der Probeflüssigkeit
ausgenützt, um das einfallende Licht in der Probeflüssigkeit
einzuschließen, wodurch Streulichteinflüsse und
eine Verschwendung des Bestrahlungslichtes ausgeschlossen und
gleichzeitig Fehler beim Zählen der Teilchen vermieden wer
den.
Der Brechungsindex einer Flüssigkeit ist im allgemeinen
größer als der von Gas. Beispielsweise liegt der Brechungsindex
von Luft bei 1,00 im Gegensatz zu einem Brechungsindex
von 1,33 für Wasser. Wenn daher die Flüssigkeit in einem
Strom ausfließen gelassen wird und das Licht durch den Strom
koaxial zu seiner Achse geleitet wird, dann wird das Licht im
Inneren des Stromes total reflektiert, so daß der Flüssigkeitsstrom
die Funktion eines Lichtleiters wie eine optische
Faser hat. Da das Bestrahlungslicht im Flüssigkeitsstrom
eingeschlossen ist, wird kein Streulicht erzeugt. Bei einer
optischen Faser muß jedoch ein Hüllmaterial mit einem kleineren
Brechungsindex als dem des Kernmaterials über dem Kern
angeordnet sein, der als Lichtwellenleiter arbeitet.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung muß jedoch nur ein
Strom der Probeflüssigkeit gebildet werden. Allein
damit kann das Licht über die gesamte Querschnittsfläche
des Probeflüssigkeitsstromes ausgestrahlt
werden, was es möglich macht, alle Teilchen in der Probeflüssigkeit
zu zählen, ohne daß Teilchen unberücksichtigt
bleiben.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnungen
besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 den Grundaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 2 den Grundaufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 3 und 4 den Grundaufbau eines dritten und eines vierten
Ausführungsbeispiels, die dem ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel mit zusätzlichen Bauteilen entsprechen,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht,
wobei ein Grundgedanke dargestellt
ist, und
Fig. 6 und 7 den Grundaufbau eines fünften und sechsten Ausführungsbeispiels,
die den in Fig. 5 dargestellten
Grundgedanken verwenden.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Eine Probesuspension 2 wird von einer schwarzen
Düse 1 aus in die freie Luft ausgegeben. Bei dem in Fig. 1
dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Düse 1 einen
Innendurchmesser von 0,4 mm, so daß der Außendurchmesser
der Probesuspension 2, die in einem Strom ausläuft, bei 0,4 mm
liegt. Das Auslaufen der Probesuspension von der Düse erfolgt
nach dem Verfahren des freien Falles, wobei die Düse
mit einem nicht dargestellten Suspensionsflüssigkeitsbehälter
verbunden ist, der in der Höhe angeordnet ist. Statt
dieses Verfahrens kann ein Verfahren angewandt werden, bei
dem eine Pumpe dazu benutzt wird, die Probesuspension unter
einem konstanten Druck zu pumpen. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Probesuspension 2 Wasser, das
Staubteilchen oder Schmutzteilchen enthält. Das Licht von
einer Lichtquelle 6 wird in die Strömungsrichtung des Probesuspensionsstromes
2 unter Verwendung eines Spiegels 4 gestrahlt.
Das anliegende Licht ist im allgemeinen ein sichtbarer
Lichtstrahl, der auf einen Durchmesser von nahezu 1 mm
gebündelt ist. Es ist möglich, einen Laserstrahl statt eines
sichtbaren Lichtstrahles zu verwenden.
Da ein Unterschied im Brechungsindex zwischen der Probesuspenion
und der Luft besteht (die Probesuspension hat einen
größeren Brechungsindex), wird der Lichtstrahl im Strom der
Probeflüssigkeit durch die Totalreflexion in der Flüssigkeit
eingeschlossen. Der Lichtstrahl wird auch über die gesamte
Querschnittsfläche des Probeflüssigkeitsstromes ausgestrahlt.
Die durch die Teilchen in der Probeflüssigkeit gestreuten
Lichtstrahlen werden in vielen Richtungen und auch in eine
Richtung senkrecht zur Oberfläche des Probeflüssigkeitsstromes
ausgegeben, so daß sie nicht in der Probeflüssigkeit eingeschlossen
sind. Die gestreuten Lichtstrahlen werden durch
eine Linse 7 gesammelt und von einem Detektor 9 mit einem
Empfindlichkeitsbereich erfaßt, der durch eine Blende 8 begrenzt
ist. Das übertragene Licht und die Probeflüssigkeit
treten zur Rückgewinnung in ein schwarzes Rohr 3 ein.
Bei der oben beschriebenen Anordnung können die von
den Teilchen gestreuten Lichtstrahlen ohne Streulicht erfaßt
werden. Das Licht über die gesamte Querschnittsfläche
des Probeflüssigkeitsstromes an, so daß alle Teilchen
in der Flüssigkeit gemessen werden können, ohne das Teilchen
unberücksichtigt bleiben.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Um den Lichtstrahl in die Probesuspension 2 einzuführen,
wird eine optische Faser 5 verwandt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein drittes und ein viertes
Ausführungsbeispiel, bei dem der laufende Strom der Probesuspension
2, das untere Ende der Düse 1 und das obere Ende
des schwarzen Rohres 3 aus dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
von einem Glasrohr 10 eingeschlossen sind.
Bei dieser Anordnung kann verhindert werden, daß der Staub
in der Luft in die Probeflüssigkeit eintritt, was die Meßgenauigkeit
erhöht.
Im folgenden wird ein Aufbau unter Bezug auf das Ausführungsbeispiel
von Fig. 2 und 4 beschrieben, der dazu
dient, die Erzeugung von Streulicht zu unterdrücken.
Zunächst wird der Grundgedanke dieses Ausführungsbeispiels
beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine Erläuterungsansicht hinsichtlich des
Winkels des Lichtstrahles, der vom Ende der optischen Faser
in eine Wasserprobe ausgesandt wird. Die optische Faser 5
besteht aus einem Kern (Brechungsindex n 1) und einer Hülle
(Brechungsindex n 2). Der Grenzwinkel Φ c des von der optischen
Faser 5 ausgesandten Lichtstrahles liegt bei
wobei n 0 (= 1,33) der Brechungsindex der Wasserprobe 2 ist.
Unter Verwendung von allgemeinen Werten n 1 = 1,5 und n 2 = 1,44
berechnet sich der Grenzwinkel Φc auf 24°. Der maximale
Winkel für die Totalreflexion des Lichtes in der Wasserprobe
2, die von Luft umgeben ist (Brechungsindex = 1,0)
liegt bei 41,2°, ein Winkel, der größer als der Grenzwinkel
Φc ist. Die von der optischen Faser austretenden Lichtstrahlen
werden daher total-reflektiert und im Wasserprobestrom
2 eingeschlossen, der von Luft umgeben ist. Diese
Lichtstrahlen werden über den gesamten Querschnitt des
Wasserprobestromes 2 ausgestrahlt. Die Teilchenmeßvorrichtung
für Flüssigkeit gemäß der Erfindung produziert daher
kein unnützes Licht, das nicht für die Messung benutzt wird,
und kann die Teilchen fehlerfrei, d. h. ohne das Teilchen
unberücksichtigt bleiben, zählen. Bei den in den Fig. 2
und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen bleibt jedoch das
Problem, daß in dem Bereich, in dem der Wasserprobestrom 2
von dem Düssenende 1′ umschlossen ist, die Lichtstrahlen nicht
total eingeschlossen werden, was Streulicht erzeugt.
Das obige Problem wird dadurch beseitigt, daß das
vordere Ende der optischen Faser so angeordnet wird, daß
die vom optischen Faserende ausgehenden Lichtstrahlen nicht
auf die Innenwände der Düse fallen.
Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel steht das vordere
Ende der optischen Faser 5 aus dem Düsenende vor und ist
die benutzte Probeflüssigkeit Wasser, das Staub- oder Schmutzteilchen
enthält. Die Wasserprobe 2 kommt von einem Wasserzuführungsrohr
11 und kann von der Düse 1 in die freie Luft
in einem Strom ausfließen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
liegt der Innendurchmesser der Düse 1 bei 0,4 mm, so daß der
Außendurchmesser des Wasserprobestromes bei etwa 0,4 mm
liegt. Das hintere Ende des Wasserzuführungsrohres 11, das
der Düse 1 gegenüberliegt, ist mit einem Probeflüssigkeitsbehälter
verbunden (nicht dargestellt), der in der Höhe angeordnet
ist, so daß die Wasserprobe 2 frei durch die Schwerkraft
von der Düse 1 nach unten fallen kann. Das Wasser kann
unter einem konstanten Druck durch eine Pumpe zugeführt
werden. Die Lichtstrahlen von der Lichtquelle 6 werden durch
eine Linse 12 so fokussiert, daß sie in die optische Faser
5 eintreten, die einen Kerndurchmesser von 0,05 mm und
einen Hüllenaußendurchmesser von 0,1 mm hat. Im allgemeinen
wird sichtbares Licht als Strahlungslicht verwandt. Stattdessen
kann auch ein Laserlichtstrahl verwandt werden.
Die optische Faser 5 wird durch das Wasserzuführungsrohr
11 eingeführt und so angeordnet, daß das vordere Ende
der optischen Faser 5 vom Ende der Düse 1 vorsteht. Die von
der optischen Faser 5 austretenden Lichtstrahlen werden in
der anhand von Fig. 5 dargestellten Weise total-reflektiert
und im Strom der Wasserprobe eingeschlossen, da ein Unterschied
im Brechungsindex zwischen der Wasserprobe und Luft
besteht (die Wasserprobe hat einen größeren Brechungsindex).
Diese Strahlen werden darüber hinaus über den gesamten
Querschnitt des Wasserprobestromes ausgesandt.
Die Teilchen in der Wasserprobe streuen das einfallende
Licht in viele Richtungen und auch in einer Richtung senkrecht
zur Oberfläche der Wasserprobe 2, so daß die Streustrahlen
des Lichtes nicht im Wasserstrom eingeschlossen
sind. Die Streustrahlen werden durch eine Linse 7 auf einen
Detektor 9 mit einem Empfindlichkeitsbereich gesammelt, der
durch einen Schlitz 8 begrenzt ist. Die übertragenen Lichstrahlen
und die Wasserprobe treten in das schwarze Rohr 3
zur Rückgewinnung ein. Um den Einfluß von Staub in der Luft
auszuschalten, sind die Düse 1 und das schwarze Rohr 3 von
einem lichtdurchlässigen Schutzrohr 10 umgeben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können die durch die
Teilchen gestreuten Lichtstrahlen ohne Streulicht erfaßt
werden. Da der gesamte Querschnitt des Probewasserstromes
mit Licht bestrahlt wird, können alle in der Wasserprobe enthaltenen
Teilchen gezählt werden, ohne daß beim Zählen Teilchen
unberücksichtigt bleiben.
Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem das vordere Ende der optischen Faser in
die Düse in einem Maß zurückgezogen ist, daß das von der
optischen Faser austretende Licht nicht auf die Innenwand
der Düse fällt. Die benutzte Probeflüssigkeit ist Wasser,
das Staubteilchen oder Schmutzteilchen enthält, wie es bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Fall war. Dieses
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 6 dadurch, daß sich das Ende der optischen
Faser 5 im Inneren des Endes der Düse 1 befindet. Die
anderen Bauteile sind mit denjenigen von Fig. 6 identisch.
Wie es in Fig. 7 und in Fig. 5 in einer teilweise vergrößerten
Ansicht dargestellt ist, befindet sich das vordere
Ende der optischen Faser um eine Strecke L im Inneren des
Endes der Düse 1. Der erlaubte Grenzwert Lc der Strecke L
ist durch den Grenzwinkel Φc eines Lichtstrahles, der von
der optischen Faser 5 ausgeht, den Durchmesser D des Wasserprobestromes
2 und dem Kerndurchmesser d der optischen Faser
5 bestimmt. Das heißt, daß Lc · tanΦc = D /2 - d /2. Daraus
wird erhalten Lc = (D /2 - d /2)/tanΦc. Wenn die Strecke
L kleiner als der erlaubte Grenzwert Lc ist, dann kann
verhindert werden, daß das von der optischen Faser 5 ausgesandte
Licht auf die Innenwand der Düse 1 fällt, so daß
kein Streulicht erzeugt wird.
Zusätzlich von den Vorteilen des fünften Ausführungsbeispiels
hat das sechste Ausführungsbeispiel den Vorteil,
daß die Anordnung des Endes der optischen Faser im Inneren
des Endes der Düse die Stabilität der Strömung des Wasserprobenstromes
und die Konstanz der Strömungsgeschwindigkeit
verbessert.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Messen der Anzahl und der Eigenschaften
von Teilchen in einer Probeflüssigkeit, mit einer Probeflüs
sigkeitszuführeinrichtung, die die Probeflüssigkeit aus einer
Düse (1) als Probeflüssigkeitsstrom
in ein Gas ausfließen läßt, einer Lichtstrahlungs
einrichtung (4, 5, 6) zum Einstrahlen von Licht in den Probe
flüssigkeitsstrom, und einer Streulichtdetektoreinrichtung
(7, 8, 9) zum Sammeln der von den Teilchen in dem Probeflüs
sigkeitsstrom gestreuten Lichtstrahlen an einer Stelle außer
halb und seitlich vom Probeflüssigkeitsstrom und zum an
schließenden Messen der gesammelten Lichtstrahlen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlungseinrichtung (4, 5, 6)
das Licht koaxial zur Achse des Flüssigkeitsstromes ein
strahlt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Probeflüssigkeitszuführeinrichtung
aus einem Probeflüssigkeitszuführrohr (11), einer Düse
(1), die an einem Ende des Probeflüssigkeitszuführrohres
(11) vorgesehen ist, und aus einem Probeflüssigkeitsrückgewinnungsrohr
(3) besteht, das der Diode (1) mit einem Zwischenraum
dazwischen gegenüberliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Probeflüssigkeitsrückgewinnungsrohr
(3) so ausgebildet ist, daß es das ausgesandte,
nicht von Teilchen gestreute Licht einfängt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtstrahlungseinrichtung (5, 6)
aus einer Lichtquelle (6) und einer optischen Faser (5) zum
Leiten des Lichtes von der Lichtquelle (6) besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das vordere Ende der optischen Faser
(5) so angeordnet ist, daß das von der optischen Faser (5)
ausgesandte Licht nicht auf die Innenwand der Düse (1) fällt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das vordere Ende der optischen Faser
(5) aus dem Ende der Düse (1) vorsteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein lichtdurchlässiges Rohr (10) so
vorgesehen ist, daß es den Außenumfang des Probeflüssigkeitsstromes
vom Ende der Düse (1) bis zum Beginn des
Probeflüssigkeitsrückgewinnungsrohres (3) umschließt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Streulichtdetektoreinrichtung (7, 8, 9)
eine Sammellinse (7) ein
schließt, die zwischen dem Probeflüssigkeitsstrom und einem
zur Streulichtdetektoreinrichtung (7, 8, 9) gehörenden Detektor
(9) angeordnet ist.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020128804A1 (de) | 2020-11-02 | 2022-05-05 | ARU Anlagen für Recycling und Umweltschutz Dr.-Ing. Johannes Biegel GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Dr. Johannes Biegel, 66763 Dillingen) | Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension |
WO2023208435A1 (de) | 2022-04-27 | 2023-11-02 | Johannes Biegel | Vorrichtung und verfahren zum eindicken einer suspension, welche fliessfähige stoffe unterschiedlicher dichte aufweist |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5312039A (en) * | 1992-06-22 | 1994-05-17 | Vlsi Technology, Inc. | Electro-optic monitor for fluid spray pattern |
JPH0688786A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 流体中の微小異物検査方法 |
US5495333A (en) * | 1992-07-24 | 1996-02-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method and apparatus of detecting impurities in fluid |
CH693219A5 (de) * | 1995-11-24 | 2003-04-15 | Sigrist Ag Dr | Vorrichtung und Verfahren zur Trübungsmessung in einer Flüssigkeitssäule. |
US5671046A (en) * | 1996-07-01 | 1997-09-23 | Particle Measuring Systems, Inc. | Device and method for optically detecting particles in a free liquid stream |
JP4323571B2 (ja) | 1997-01-31 | 2009-09-02 | エックスワイ, インコーポレイテッド | 光学装置 |
US6149867A (en) | 1997-12-31 | 2000-11-21 | Xy, Inc. | Sheath fluids and collection systems for sex-specific cytometer sorting of sperm |
DE19955362B4 (de) * | 1999-11-17 | 2004-07-08 | Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh | Streulichtdetektor |
US7208265B1 (en) | 1999-11-24 | 2007-04-24 | Xy, Inc. | Method of cryopreserving selected sperm cells |
JP2003531360A (ja) * | 2000-03-15 | 2003-10-21 | スカンディナヴィアン マイクロ バイオデヴァイシズ アクティーゼルスカブ | 外側が囲まれた少なくとも1つの流れをチャンネル内に確立する方法 |
US7713687B2 (en) | 2000-11-29 | 2010-05-11 | Xy, Inc. | System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations |
CA2822983C (en) | 2000-11-29 | 2017-05-09 | Xy, Llc | System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations |
US8486618B2 (en) | 2002-08-01 | 2013-07-16 | Xy, Llc | Heterogeneous inseminate system |
BRPI0313163B1 (pt) | 2002-08-01 | 2015-11-17 | Univ Colorado State | sistema de separação de células espermáticas a baixa pressão |
AU2003265471B2 (en) | 2002-08-15 | 2009-08-06 | Xy, Llc. | High resolution flow cytometer |
US7169548B2 (en) | 2002-09-13 | 2007-01-30 | Xy, Inc. | Sperm cell processing and preservation systems |
DK2305173T3 (en) | 2003-03-28 | 2016-08-22 | Inguran Llc | Apparatus and method for providing sorted particles |
US20060263829A1 (en) | 2003-05-15 | 2006-11-23 | Evans Kenneth M | Efficient haploid cell sorting flow cytometer systems |
AU2005229073B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-08-19 | Inguran, Llc | Sperm suspensions for use in insemination |
WO2006007706A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Dofasco Inc. | Monitor system for coating apparatus |
US7833147B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-11-16 | Inguran, LLC. | Process for enriching a population of sperm cells |
WO2009073649A1 (en) | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Particle Measuring Systems, Inc. | Non-orthogonal particle detection systems and methods |
DE102009030688A1 (de) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Carl Zeiss Ag | Mikroskopische Detektion von Objekten in einem Fluidstrom |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3749910A (en) * | 1970-09-28 | 1973-07-31 | Nat Res Dev | Determination of the mean size of solid particles contained in a fluid by scattering of x-radiation |
US4113386A (en) * | 1976-09-20 | 1978-09-12 | Climet Instruments Company | Photometer |
US4178103A (en) * | 1977-03-28 | 1979-12-11 | Chromatix, Inc. | Light scattering photometer and sample handling system therefor |
DE2922643A1 (de) * | 1979-06-02 | 1980-12-11 | Strahlen Umweltforsch Gmbh | Vorrichtung zur zaehlung und klassifizierung von teilchen |
US4375334A (en) * | 1981-06-18 | 1983-03-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Nephelometer |
-
1988
- 1988-09-28 DE DE3832901A patent/DE3832901A1/de active Granted
- 1988-09-29 US US07/250,615 patent/US4876458A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020128804A1 (de) | 2020-11-02 | 2022-05-05 | ARU Anlagen für Recycling und Umweltschutz Dr.-Ing. Johannes Biegel GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Dr. Johannes Biegel, 66763 Dillingen) | Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension |
WO2022090330A1 (de) | 2020-11-02 | 2022-05-05 | Aru Anlagen Für Recycling Und Umweltschutz Dr.-Ing. Johannes Biegel Gbr | VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM KONTINUIERLICHEN TRENNEN FLIEßFÄHIGER STOFFE UNTERSCHIEDLICHER DICHTE EINER SUSPENSION |
DE102020128804B4 (de) | 2020-11-02 | 2022-12-29 | Alfa Laval Corporate Ab | Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension |
WO2023208435A1 (de) | 2022-04-27 | 2023-11-02 | Johannes Biegel | Vorrichtung und verfahren zum eindicken einer suspension, welche fliessfähige stoffe unterschiedlicher dichte aufweist |
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