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Verfahren zur Zählung von in einem lichtdurchlässigen Medium schwebenden
Teilchen Zusatz zum Patent 881 877
Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren
und ein Meßgerät zur Zählung von ån einem lichtdurchlässigen Medium schwebenden
Teilchen, insbesondere nach der Art von Blutkörperchen und Bakterien, unter Verwendung
eines Meßgerätes, bei dem ein von einer Lichtquelle ausgehlendes Lichtbündel durch
das Medium geleitet und die Intensität eines Teiles des durch das Medium tretenden,
teils direkt durchfallenden, teils gebeugten und teils gestreuten Lichtes photoelektrisch
gemessen wird, wobei von dem durch das Medium nicht direkt durchfallenden, nach
Beugung und Streuung an den Teilchen erhaltenen Licht nur ein Teil, und zwar derjenige
Teil zur Erregung der lichtempfindlichen Meßzelle ausgenutzt wird, der in einem
Winkel bereich liegt, welcher mit dem Scheitel im Streuungszentrum konzentrisch
zur optischen Achse liegt und welcher nach Maßgabe des gegebenen Größenbereic'hes
der zu zählenden Teilchen durch an sich bekannte optische Mittel (wie Ausblendung)
derart begrenzt wird, daß die Messung innerhalb dieses Größenbereiches von der Teilchengröße
praktisch unabhängig ist.
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Bei der beverzugten Ausführungsform des Verfahrens und des Meßgerätes
nach dem Hauptpatent ist vorgesehen, daß von dem Lichtkegel hinter dem
Medium
ein bestimmter zentraler Teil und ein bestimmter peripherer Teil zur Erregung der
lichtempfindlichen Meßzelle nicht ausgenutzt bzw. von dieser ferngehalten wird.
Nach der vorliegenden Erfindung soll nun im Rahmen des Erfindungsgedankens des Hauptpatentes,
aber umgekehrt wie bei der vorgenannten Ausführungsform, der an der Meßzelle gemessene
Teil des gesamten Lichtes innerhalb eines zentralen Lichtkegels liegen, dessen Offnungswinkel
genau die gleichen Bedingungen für seine Bemessung erfüllt, wiederum, um die Messung
von der Teildhengröße im vorgegebenen Teilchengrößenbereich unabhängig zu machen.
Der zentrale Lichtlçegel enthält dann das direkt durch das Medium hindurchtretende
Licht und den ausgenutzten Teil des gebeugten und gestreuten Lichtes innerhalb des
genannten Kegelmantels.
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Daß für die Begrenzung des Offnungswinkels dieses Kegelmantels genau
die gleichen Bedingungen wie für die Bemessung des ausgenutzten Winkelb ereiches
bei der vorgenannten Ausfiihrungsiorm des Hauptpatentes gelten müssen, ergibt sich
daraus, daß die gesamte durch das Medium gestrahlt Intensität der Gesamtintensität
dler Lichtquelle gleich oder wenigstens proportional ist: Dabei ist die praktisch
stets zulässige Voraussetzung gemacht, daß im Medium selbst keine merkliche Absorption
stattfindet und biei der Ausführung des Hauptpatentes der peripher außerhalb des
ausgenutzten Winkelbereiches liegende Teil des gebeugten und gestreuten Lichtes
eine vernachlässigbar geringe Intensität hat. Ist dann gemäß der Ausführungsform
des Hauptpatentes ein außerhalb des Lichtkegels mit dem vorgenannten Oftnungswinkel
liegender Teil des gesamten Lichtes hinsichtlich seiner Intensität der Anzahl der
Teilchen im Medium proporflonal, so muß auch die Intensität des innerhalb dieses
Lichtkegels ausgestrahlten Lichtes ein Maß für die Anzahl der Teilchen im Medium
sein,-das wiederum von der Anzahl der Teilchen in dem vorgegebenen Teilchengrößenbereich
unabhängig ist.
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Ein Meßgerät zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht
demgemäß optische Mittel zur vorzu,gsweise veränderlichen Einstellung des genannten
Kegelmantels (dessen Scheitel das Streuungszentrum und dessen Achse die optische
Achse ist und der sowohl das direkt durchfallende Licht als auch den ausgenutzten
Winkelbereich des gebeugten und gestreuten Lichtes enthält) auf einen Offnungswinkel
vor, bei dem die Intensität des auf die Meßzelle fallenden Lichtes für einen gegebenen
Bereich von Teilchengrößen von diesen praktisch unabhängig ist.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens ist noch darauf hinzuweisen,
daß die Erfinder durch eine längere Integrationsrechnung, die schon der Hauptanmeldung
zugrunde liegt, zu folgendem Ergebnis gelangt sind: Der Sinus des halben Offnungswinkels
des Lichtkegels, der hier wie vorstehend zur Messung ausgenutzt und im Hauptpatent
vorzugsweise abgeblendet wird, ist halb so groß wie der Sinus des halben mit der
optischen Achse gebildeten Offnungswinkels des Kegelmantels, der von den Lichtstrahlen
gebildet wird, die in der Ebene der Meßzelle den Beugungsring erster Ordnung der
Beugungsfigur bilden würden.
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Mit praktisch sehr hoher Genauigkeit kann man daher für die hier in
Betracht kommenden kleinen Winkel denjenigen Offnungswinkel, auf den das Ä'1Lgerät
nach der Erfindung einzustellen ist, halb so groß wie den Winkel wählen, den der
erste Beugungsring mit der optischen Achse und mit dem Scheitel im Streuungszentrum
bildet. Es ist also ein weslentlicher Vorteil für die Anwendung des erfindungsgemäßen
Meßgerätes, daß der vorgenannte einzustellende Winkel unmittelbar vor Durchführung
der zur Zählung der Teilchen bestimmten Messung am gleichen Meßgerät gemessen werden
kann, ohne daß man zuvor schon den Teilchengrößenbereich und die Wellenlänge des
verwendeten Lichtes zu kennen braucht. Es ist also nicht notwendig, wie bei dem
Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes, zunächst durch Rechnung und/oder zusätzliche
Messungen ein Diagramm für die Abhängigkeit der Intensität von dem dort in Fig.
2 mit q? bezeichneten Winkel mit den Teilchengrößen als Parameter zu ermitteln und
erst aus der Konvergenz der ermittelten Kurven denjenigen Winkel ? abzulesen, auf
den das Meßgerät in einem gegebenen Fall einzustellen ist.
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Wie ersichtlich, können auf die vorliegende Erfindung alle im Hauptpatent
unter Schutz gestellten Maßnahmen und Mittel für die Einstellung und Veränderung
d:es genannten Winkels, z. B. durch eine auswechselbare oder einstellbare Lochiblende,
Anwendung finden, die dann zugleich auch im Sinne des Hauptpatentes den gesamten.
peripheren Bereich außerhalb des ausgenutzten und hier zentral liegenden Winkelbereiches
abblendet. Ebenso gelten die besonderen Maßnahmen des Hauptpatentes für die Anwendung
einer Mattscheibe oder einer besonderen bewegbaren Photozelle zur Bestimmung der
durchschnittlichen Teilchengröße im TeilchengrößenbPereich durch Ausmes.sen der
Beugungsfigur, aus der sich hier wie dort nach vorstehender Erläuterung ohne weiteres
der Winkel des einzustellenden zentralen Winkelbereiches bzw.
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Lichtkegels ergibt.
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Ferner kann ebenso wie beim Hauptpatent die Blende oder das sonstige
Mittel zur Begrenzung der Erregung der lichtempfindlichen Meßzelle entfernt und
statt dessen (oder zusätzlich vor die vorgenannte Blende) eine zerstreuende Mattscheibe
zur photoelektrischen Bestimmung der Lichtabsorption in den Strahlengang des gesamten
vom Medium kommen den Lichtes eingeschaltet werden.
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Schließlich kann die optische Anordnung und Schaltung gleichfalls
wie beim Hauptpatent so gewählt werden, daß ein durch mindestens eine einstellbare
Blende od. dgl. veränderlicher, nicht durch das Medium geleitet er Teil des von
der Lichtquelle ausgesandten Lichtes auf eine zweite lichtempfindliche, in Kompensation
zur Meßzelle geschaltete Kompensationszelle geleitet wird, wobei vorzugsweise die
Kompensationsschaltung ein Nul lanzeige-
Instrument enthält und
in der Nullstellung die das Maß für die Teilchenzahl im Medium bildende Intensität
an einer Skala für die Blendenstellung ablesbar i.st.
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Im allgemeinen wird dile Intensität des direkt durch das Medium fallenden
Strahles groß gegen die Intensität des gestreuten bzw. gebeugten Lichtes und daher
die Verteilung des Lichtes auf der Photozelle sehr ungleichmäßig sein. Da z. B.
bei den üblichen Selensperrschichtiellen die Empfindlichkeit an den verschiedenen
Stellen der Schicht sehr unterschiedlich sein kann, wird zweckmäßig zum Ausgleich
der unterschiedlichen Lichtverteilung vor den ausgenutzten Bereich der lichtempfindlichen
Meß zelle eine zerstreuende Opalglasscheibe eingeschaltet, die in diesem Bereich
etwa vorliegende unterschiedliche Empfindlichkeit der Zelle ausgleiicht.