DE9205988U1 - Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen - Google Patents
Kühlgerät zur Analyse von GefriervorgängenInfo
- Publication number
- DE9205988U1 DE9205988U1 DE9205988U DE9205988U DE9205988U1 DE 9205988 U1 DE9205988 U1 DE 9205988U1 DE 9205988 U DE9205988 U DE 9205988U DE 9205988 U DE9205988 U DE 9205988U DE 9205988 U1 DE9205988 U1 DE 9205988U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- block
- temperature
- cooling device
- records
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000007710 freezing Methods 0.000 title claims description 10
- 230000008014 freezing Effects 0.000 title claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000555712 Forsythia Species 0.000 description 1
- 235000010401 Prunus avium Nutrition 0.000 description 1
- 241001290151 Prunus avium subsp. avium Species 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000002085 enols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010562 histological examination Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
- F25B21/04—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect reversible
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
- G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
Beschreibung
Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen
Stand der Technik
Vorrichtungen zur Abkühlung von wasserhaltigen Proben sind seit vielen
Jahren bekannt und werden z.D. in der Biologie benutzt, um festzustellen bei welcher Temperatur eine pflanzliche oder tierische Gewebeprobe
gefriert. Der Festpunkt liegt bei kleinen Proben infolge einer Gefrierverzögerung
einige Grade unter dem Schmelzpunkt, ist aber nicht konstant, sondern hängt von vielen Faktoren ab, die normalerweise nicht
alle bekannt sind. Es müssen daher stets zahlreiche Versuchswiederholungen gemacht werden um Durchschnittswerte zu erhalten, die dann
statistisch verrechnet werden können. Da biologische Gefriervorgänge oft im Stundenbereich ablaufen, kann dies sehr zeitraubend sein und man
versucht deshalb möglichst viele Proben gleichzeitig abzukühlen. Die Bestimmung des Gefrierpunkts kann entweder durch ständige visuelle
Beobachtung geschehen (das Auf treten von Eiskristallen in Tropfen wässriger Suspensionen wird festgestellt) oder - bei undurchsichtigen
Objekten nicht anders möglich - durch das Messen der kurzfristigen Temperaturherhöhung im Objekt (Exotherme) die beim Gefriervorgang
auftritt.
Die bisher publizierten technischen Lösungen weisen alle mehr oder
weniger große Nachteile auf. So wurden z.B. mehrere Proben durch einen einzigen Fühler gemeinsam gemessen, wobei sich nicht feststellen
läßt, von welcher Probe eine beobachtete Extherme jeweils stammt und bestimmte Proben nicht unmittelbar nach dem Durchfrieren entnommen
werden können um z.B. histologische Untersuchungen vorzunehmen (z.B.
Andrews et al. 1987). Nachteile, wie z.B. großer Platzbedarf, umständliche
Vorbereitung usw., sind auch bei neueren z.B. von Ilamman et al. (1990)
oder von Ashworth (1990) beschriebenen Meßanordnungen vorhanden, die zwar getrennte Messungen erlauben, aber ein Tiefkühlgerät benötigen,
wobei der gewünschte Temperaturverlauf durch Gegenheizen erzielt wird.
Literatur
Andrews PK, Proebsting E L JR, Lee GS: A conceptual model of changes
in deep supercooling of dormant sweet cherry flower buds. J Am Soc IIortic Sei 112, 320-324 (1987). - Ashworth EN: The formation and distribution
of ice within Forsythia flower buds. Plant Physiol 92, 718-725 (1990). - Ilamman R A JR, Renquist AR, Hughes HG: Pruning effects on
cold hardiness and water content during deacclimation of Merlot bvid and
cane tissues. Am J Enol Vitic 41, 251-260 (1990).
Problem
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde eine kompakte Apparatur zu schaffen, die folgende Charakteristika aufweisen sollte: Leichter Transport,
einfache Bedienung, getrennte Messung möglichst vieler Proben gleichzeitig und Entnahme einzelner Proben ohne Beeinflussung des
Meßergebnisses der übrigen während eines Gefrierzyklus, Temperaturbereich bis mindestens -50 0C, Steuerung, Datenerfassung und -darstellung
über einen Mikrocomputer (aus Kostengründen möglichst unabhängig von dessen Typ) um eine maximale Flexibilität des Versuchsablaufs zu
gewährleisten.
Erfindung
Dieses Problem wird mit den Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.
Dieses Problem wird mit den Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.
-2-
Vorteilhafte"-"Wirkungen der Erfindung
Mit der Erfindung wird erreicht, daß Versuchsserien ohne zeitraubende
Versuchsaufbauten bei minimalem Platz- und Energiebedarf jederzeit begonnen werden können und daß die Versuchsbedingungen in sehr
weiten Grenzen über Software frei variiert werden können
Darstellung der Erfindung
Im Ausführungsbeispiel wird als Kernstück der Apparatur ein Kupferblock
verwendet, auf den 15 kupferne Probenkammern von 10 mm Durchmesser gelötet sind (Abb. la). Der Block wird an der Unterseite
durch zweistufige Peltierelemente gekühlt bzw. erwärmt; die Wärmeabfuhr erfolgt durch Wasserkühlung, wodurch ohne zu großen Aufwand ein
Temperaturbereich von +50 bis -50 ° C erreicht wird. Das ganze System ist auf der geregelten Seite thermoisoliert, wobei die Probenkammern
durch abnehmbare Deckel (nicht abgebildet) zugänglich bleiben.
Die Stromversorgung der Peltierelemente erfolgt über eine spannungsgesteuerte
Stromquelle mit umkehrbarer Stromrichtung (Abb. 2; Dl, D2 sind 30 A Darlingtontransistoren).
Zur Messung der Blocktemperatur wird ein Widerstandsthermometer (Abb. 2, PT 100) verwendet. Temperaturdifferenzen zwischen dem Inneren
der Probenkammern (T2) und dem Block (Tl) werden durch Cu-Konstantan-Paare von Thermoelementen gemessen, deren eines als Spitze
ausgebildet ist, die in das Innere der Kammer ragt und mit der eingelegten Probe in innigen Kontakt gebracht (im Extremfall eingestochen)
werden kann (Abb. 1 a, Ausschnitt). Das zweite Element des Paares befindet sich in unmittelbarem thermischem und elektrischen Kontakt mit
dem Block, dessen Form gewährleistet, daß die Bezugstemperatur für sämtliche Elementenpaare identisch ist, und daß die kurzfristige Öffnung
einer Kammer zur Probenentnahme einen möglichst geringen Einfluß auf die Temperatur von Block oder Nachbarkammer ausübt.
Der Block ist in einer Kontrolleinheit eingebaut (Abb. 1 b), in der
die Stromversorgung, die Temperatursteuerung des Blockes und ein 16-Kanalmultiplexer
mit Vorverstärker enthalten sind (Abb. 2). Die Kontrolleinheit steht über ein Vielfachkabel mit einem Mikrocomputer in Verbin-
dung. Dieser ist mit geeigneten Interface-Karten ausgestattet, die folgende
Funktionen zur Verfügung stellen müssen:
1) Über einen DA-Wandler wird ein Spannungswert (U Stell) an
den Rampengenerator der Kontrolleinheit übermittelt, der die Geschwindigkeit einer linearen Temperaturänderung bestimmt (eine optionale Umschaltung
mit Sl ermöglicht die Einstellung einer bestimmten Temperatur unter Umgehung des Rampengenerators).
2) über eine 4-bit-Parallelschnittstelle wird ein Bitmuster an den
Kanalmultiplexer (MUX) in der Kontrolleinheit übermittelt, der die zu messende Probenkammer anwählt.
3) Über einen AD-Wandler wird die Temperaturdifferenz der
angewählten Kammer in Form der vorverstärkten Differenzspannung (uRef - uProbe = U4T>
erfaßt·
Diese Funktionen werden über ein an Computer und Interfacekarten angepaßtes Steuerprogramm kontrolliert, das über den Rampengenerator
die Geschwindigkeit der Temperaturänderung im Probenblock (bzw. eine bestimmte Temperatur) vorgibt, die Probe anwählt, die verstärkte
Thermospannung über einen AD-Wandler mißt und umrechnet und die Datenerfassung und -verarbeitung vornimmt.
Ein Schalter (Standby) an der Kontrolleinheit ermöglicht es, die Computersteuerung zu umgehen und schnellstmöglich zum Temperaturnullpunkt
zurückzukehren.
Claims (3)
1. Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen in mehreren wasserhaltigen
Proben gleichzeitig,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein thermoisolierter Dlock mit mehreren Probenkammern aus gut
wärmeleitfähigem Metall, der thermoelektrisch gekühlt oder geheizt werden kann, mit Stromversorgung und Steuerelektronik eine kompakte
Einheit bildet, die von einem Mikrocomputer kontrolliert wird, der gleichzeitig Gefriervorgänge in wasserhaltigen Proben über die dabei
auftretenden Exothermen für jede Probenkammer getrennt erfaßt und die Datenverarbeitung übernimmt, wobei die Proben jederzeit leicht zugänglich
bleiben.
2. Kühlgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Temperaturdifferenzen zwischen Temperierblock und dem Inneren der Probenkammern durch Thermoelementpaare erfaßt werden, wobei
jeweils ein Element thermisch vom Block isoliert in die Probenkammer ragt und das zweite dazugehörige Element thermisch und elektrisch mit
dem Block verbunden ist, während die Blocktemperatur durch ein Widerstandsthermometer
gemessen wird.
3. Kühlgerät nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Mikrocomputer die einzelnen Thermoelementpaare über einen elektronischen Mehrkanalschalter (Multiplexer) separat anwählt und die
Differenzspannungen nach Verstärkung durch einen AD-Wandler erfaßt,
wobei das Steuerprogramm gleichzeitig sowohl den Temperaturgang im Block über proportional geregelte Peltierelemente steuert als auch das
Auftreten von Temperaturdifferenzen zwischen Block und Probenkammer für jede einzelne Kammer separat als Bildschirmgraphik darstellt und in
einer Datei erfaßt, die auf Diskette abgespeichert werden kann.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9205988U DE9205988U1 (de) | 1992-05-02 | 1992-05-02 | Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9205988U DE9205988U1 (de) | 1992-05-02 | 1992-05-02 | Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9205988U1 true DE9205988U1 (de) | 1992-07-30 |
Family
ID=6879114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9205988U Expired - Lifetime DE9205988U1 (de) | 1992-05-02 | 1992-05-02 | Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9205988U1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2723181A1 (fr) * | 1994-07-28 | 1996-02-02 | Comat Sa | Appareil portatif comportant une enceinte a temperature regulee |
| DE19511588A1 (de) * | 1995-03-29 | 1996-10-02 | Janke & Kunkel Kg | Magnetrührer mit einem blockförmigen Gefäßhalter |
| DE102008023299A1 (de) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Micropelt Gmbh | Aufnahme für eine Probe |
-
1992
- 1992-05-02 DE DE9205988U patent/DE9205988U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2723181A1 (fr) * | 1994-07-28 | 1996-02-02 | Comat Sa | Appareil portatif comportant une enceinte a temperature regulee |
| DE19511588A1 (de) * | 1995-03-29 | 1996-10-02 | Janke & Kunkel Kg | Magnetrührer mit einem blockförmigen Gefäßhalter |
| DE102008023299A1 (de) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Micropelt Gmbh | Aufnahme für eine Probe |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3529489C2 (de) | ||
| DE60031847T2 (de) | Prädiktives temperaturmesssystem | |
| DE102011009268B4 (de) | Kalorimeter mit Differentialabtastung | |
| EP2068103B1 (de) | Messmodul zur schnellen Messung von elektrischen, elektronischen und mechanischen Bauteilen bei kryogenen Temperaturen sowie Messeinrichtung mit einem solchen Messmodul | |
| EP2325628B1 (de) | Thermoanalysevorrichtung | |
| DE60025181T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur steuerung "in situ" einer fritteuse | |
| EP0071694B1 (de) | Wärmeleitungsvakuummeter | |
| EP2643682A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer kryokonservierten biologischen probe | |
| DE9205988U1 (de) | Kühlgerät zur Analyse von Gefriervorgängen | |
| DE3027891A1 (de) | Spektrometer fuer die magnetische kernresonanz | |
| DE102016223548B4 (de) | Simultan-Präzisionsverfahren und Vorrichtung zur Messung von thermoelektrischen Eigenschaften und Kontaktwiderständen | |
| DE19756069C1 (de) | Differenz-Thermoanalyse-Vorrichtung | |
| DE102020115340B3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Gefrieren einer Messprobe sowie Gefrierpunkt-Osmometer und Verfahren zum osmometrischen Bestimmen einer Messprobe | |
| DE2738019B2 (de) | Vorrichtung zum Messen der Konzentration von Verunreinigungen in einem Stoff | |
| DE69935189T2 (de) | Stromfühlender Rausch-Thermometer | |
| Prager et al. | Freezing-point depression: new method for measuring ultramicro quantities of fluids | |
| DE102015222357A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen und Charakterisieren eines thermoelektrischen Moduls | |
| DE69020420T2 (de) | Verfahren und Anordnung zur beschleunigten Bestimmung der Alterung von einem oder mehreren Elementen mit einem elektromagnetischen Alterungsparameter. | |
| EP2302343B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Temperaturmessung | |
| DE1287332B (de) | Verfahren und Vorrichtungen zur Messung hoher Temperaturen fluessiger oder gasfoermiger Medien | |
| DE1573189C3 (de) | Klimatechnisches Meßgerät | |
| DE3737502C2 (de) | ||
| Stevens et al. | A thermocouple psychrometer with rapid automatic scanning and digital printout of 100 channels | |
| DE2713617A1 (de) | Einrichtung zur messung des wasserdampfanteils in gasen | |
| DE102008016131B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Temperiergrads von fetthaltigen Massen |