CH316275A - Apparatur zur Messung und Registrierung der sich ändernden Schichtungsgrenze von Mischflüssigkeiten - Google Patents

Description

  



  Apparatur zur Messung und Registrierung der sich ändernden   Schichtungsgrenze    von Mischfliissigkeiten
Das vorliegende Patent betrifft eine Mess und   Registrierapparatur    für die zeitlich sich ändernde   Schiehtungsgrenze    von zwei ver  sehiedenen    Komponenten einer   Mischflüssig-    keit. Das Patent betrifft auch die Verwendung der genannten Apparatur zur   Durci-    führung und Registrierung von sogenannten Blutsenkungen für medizinische Zwecke.



   Eine grosse Zahl von Mischfliissigkeiten aus mindestens zwei   versehiedenen    Kompo  tienten    entmischen sich bei längerem Stehenlassen und lassen die   Sehichtungsgrenze    zwischen einer sich   absetzenden Komponente und    den sich nicht absetzenden Komponenten deutlich erkennen. Aus dem zeitlichen Verlauf der   Absetzbewegung,    also der relativen Lage der   Schichtungsgrenze    innerhalb der untersuchten   Plüssigkeitssäule    lassen sich meist Rüeksehlüsse auf die   Mischflüssigkeit    und ihre Komponenten ziehen. Solche IJntersuchungen werden auf   versehiedenen    Gebieten der Technik, der Naturwissenschaften und der Medizin vorgenommen.

   Falls die   Absetz-    bewegung relativ rasch erfolgt, kann deren Verlauf durch Beobachtung und   Protokollie-    rung des Standes der Schichtungsgrenze verfolgt werden. Dagegen ist bei Untersuchungen die sich über viele Stunden und Tage er   strecken, dies nur schwer zuverlässig durch-    führbar, weshalb man sich häufig nur auf die Feststellung weniger Punkte des Verlaufes beschrankt, also den genauen zeitliehen Verlauf und dessen Feinstruktur nicht erfa¯t.



   Es besteht aber bei gewissen derartigen Untersuchungen, beispielsweise der Kontrolle von Blutsenkungen f r medizinische Zwecke, das Bedürfnis für eine   vollautomatische Appa-    ratur zur Aufzeichnung des zeitlichen Ablaufes derartiger Messungen.



   Das vorliegende Patent befasst sieh mit einer Apparatur zur Messung und zeitlichen Registrierung der sich ändernden Schich  tungsgrenze    von   versehiedenen    Komponenten einer   Mischflüssigkeit    mit einer Vielzahl von vertikal nebeneinander   angeordneten, durch-      sichtigen Behältern zur    Aufnahme der Misch  Fliissigkeit, deren jedem    eine Registriereinrichtung, die zeitproportional bewegt wird, zugeordnet ist. Erfindungsgemäss werden die Behälter automatisch einer nach dem andern durch eine Liehtquelle vor dem Behälter beleuchtet und durch eine lichtempfindliche Zelle hinter dem Behälter abgetastet, indem dieselbe längs der Behälterachse   versehoben    wird.

   Diese Längsbewegung wird auf eine, senkrecht zur Zeitabszisse der zugeordneten    Registriereinrichtung bewegliche Schreibvor-      riehtung    übertragen, die von der lichtempfindlichen Zelle so gesteuert wird, dass ¯ eine bei der Längsabtastung des betreffenden Behälters plötzlich auftretende Änderung in der Liehtabsorption auf der   Registriereinrich-    tung beim entsprechenden Ordinatenwert eine Markierung bewirkt. Kennzeichnend ist weiter, dass die zur optischen Abtastung dienenden Teile und die Schreibvorriehtung auf einem gemeinsamen Halterahmen befesligt sind, welcher sich bei der Abtastung längs der Behälterachse und der Ordinate der Registriereinrichtung bewegt.



   Die Erfindungen des vorliegenden Patentes werden nachstehend an Hand der   Figer      beispiel. sweise beschrieben.   



   Die zu untersuchende   Misehflüssigkeit,    z. B. Blut, befindet sich in den durchsichtigen Behältern 1, die in beliebiger Anzahl vertikal nebeneinander in einem gewissen Abstand angeordnet sind. Die   Mischflüssigkeit    bestehe hier aus den zwei optisch verschiedenartigen Komponenten 2 und 3, die sich im   Laufe ler    Zeit zunehmend entmischen, wobei sich die   wenig durehsichtige Komponente    3 unten ab setzt und die klare Komponente 2 durch die Schichtungsgrenze 4   deutlieh    von der Komponente 2 unterschieden ist.

   Die vorliegende Erfindung ist aber keineswegs auf die Verwendung bei   Mischflüssigkeiten aus trüben und    weniger trüben Komponenten   besehränkt,    vielmehr können auch   versehieden    gefärbte sich trennende Komponenten vorhanden sein.



   Der durchsichtige   Behälter l    wird von einem Lichtstrahlenbündel 5 abgetastet, das in angenähert horizontaler Riehtung von einer beliebigen Lichtquelle 6, durch die Blende 7   hindureh,    ausgeht. Diese Lichtquelle 6 beiin  det    sich vor dem Behälter l und ist auf eine mit optischen Mitteln 8 versehene lichtempfindliche Zelle 9 so ausgerichtet, dass das Liehtstrahlenbündel 5 diese   liehtempfindlielle    Zelle 9 zum Ansprechen bringt, falls es nieht durch die Absorption in der   Flüssigkeits-    komponente 3 auf einen   Intensitätswert redu-    ziert wird, der unterhalb der   Empfindlieh-    keitsschwelle der Zelle 9 gelegen ist.

   Seitens der lichtempfindlichen Zelle 9 wird eine Sehreibvorrichtung betätigt, die hier beispielsweise aus dem Sehreibstift 10 auf einer   Eisenschiene    11 besteht, die um eine Aehse 12 geschwenkt werden kann und in Ruhestellung unter der Wirkung der Zugfeder 13 steht. Ein aus dem Kern 14 und der Spule 15 bestehender Elektromagnet bewirkt bei Erregung seitens der lichtempfindlichen Zelle   9-gegebenenfalls    unter Zwischenschaltung    verstärkender Mittel bekannter Ausführung-    ein Anziehen der Schiene 11 mit dem   Schreib-    stift 10 gegen die Federkraft der Feder   13.   



   Die Lichtquelle 6, die optischen Mittel   8,    die   lichtempfindliche    Zelle 9 und die   Schreib-    vorrichtung befinden sich hier zusammen auf einem gemeinsamen Halterahmen (nicht gezeichnet) und bilden eine Baugruppe, was durch die Klammer 16 angedeutet sei. Diese Baugruppe wird zweeks optischer Abtastung des Behälters   1    durch das   Lichtstrahlenbiin-    del 5 in vertikaler Richtung längs der Be  hälterachse gehoben    und gesenkt, wie dies der Pfeil 17   andeutet.

   I) iese    vertikale   Abtast-      bewegung    bewirkt dabei in der beispielsweisen Ausführung nach Fig.   1    gieiehzeitig die Re  gistrierung,    indem sieh der Schreibstift   10    lÏngs einer Mantellinie der dem gerade abge  tasteten    Behälter 1 zugeordneten Registrier  in, ale    18 bewegt. Die jedem Behälter 1 zu  geordnete Registrierwalze    18 wird um ihre Achse 19 durch bekannte   lIittel    (nicht dargestellt) zeitproportional bewegt, beispielsweise in   Pfeilriehtung 20,    so dass der auf der Walze befestigte Registrierstreifen 21 eine   Zeitabszisse t und Strichmarkierungen    22 als Ordinaten aufweist.

   Bei jeder vertikalen Ab  tastbewegung    lÏngs des   Behälters l wird    vom   Schreibstift    ein   Ordinatenstrich gezeichnet,    solange die lichtempfindliche Zelle 9 und damit die   AIagnetspule    15 nieht erregt   sine.   



  Erst beim Passieren der   Sehiehtungsgrenze    4 im   Behälter 1 trilt diese Erregung    der Zelle 9 ein, so dass der   Sehreibstift    10 durch die Magnetspule 15 abgehoben wird. Somit gibt die LÏnge der Ordinatenstriehe auf dem Re  gistrierstreifen 21    die Höhe der sich absetzenden Komponente 3 im Behälter   1    an.



  Natürlich kann auch umgekehrt ein Ordinatenstieh erst dann gezeichnet werden, wenn die   liehtempfindliche Zelle    9   und    die ATagnetspule 15 erregt sind.



   Je nach Art der zu untersuchenden   Miseli-    flüssigkeit wird durch Wahl einer geeigneten  Lichtquelle 6 oder durch Einbau von Farbfiltern hinter der Blende 7 gewährleistet, da¯ die Lichtabsorption in der sich absetzenden   Flüssigkeitskomponente    3 möglichst gross und in der Komponente 2 möglichst klein ist, da mit beim Passieren der   Schichtungsgrenze    4 eine   mögliehst    grosse Änderung der Lichtintensität in der Zelle 9 auftritt.

   Durch bekannte Mittel zur Regelung des   Sehwellwertes    der lichtempfindlichen Zelle 9 lässt sich der Intensitätssprung des   Lichtstrahlenbündels    5 beim Passieren der Schichtungsgrenze 4 während der vertikalen Abtastbewegung stets so einjustieren, dass der   Schreibstift    10 an dieser Stelle vom   Registrierstreifen    21 abgehoben wird.



   Ausser der vertikalen   Abtastbewegung    führt aber die durch die Klammer 16 ange  deutete    Baugruppe auch eine Bewegung längs der nebeneinander angeordneten verschiedenen Behälter 1 und Registrierwalzen 18 in Richtung des Pfeils   23    aus.

   Dabei sind me  chanisch    oder elektrisch wirkende Rastmittel bekannter Bauweise vorgesehen, die   gewähr-    leisten, dass die   Versehiebebewegung    in Pfeilriehtung   23    aufhört, wenn die   Abtastbau-    gruppe   16    die richtige Lage zur Abtastung des nächstfolgenden Behälters 1 bzw. der diesem zugeordneten   Registrierwalze    18 erreicht hat.   Zweekmässigerweise    erfolgt der Antrieb des   Versehiebungsmechanismus für    die Bewegung in Pfeilrichtung 23 durch elektrische Mittel und die Einrastung zur Abtastung der einzelnen Behälter 1 wird durch Stromkreisunterbrechung der elektrischen   An-      triebsmittel    bewirkt.

   Nach Abtastung des letzten der nebeneinander angeordneten Behälter 1 wird der Antrieb derart umgeschaltet, da¯ die Baugruppe 16 selbsttätig in ihre Aus  gangsstellung vor dem    ersten Behälter   1    zur ckkehrt. Vorzugsweise sind der   Antriebs-      rneehanismus    für die vertikale   Abtastbewe-      gung    und die Versehiebebewegung der Baugruppe 16 zwangsweise miteinander gekuppelt, so dass der Abtastvorgang nur dann stattfinden kann, wenn die   Versehiebebewe-    gung der Baugruppe 16 durch Einrastung vor einem Behälter 1 beendet ist.



   Zur vollautomatischen Ausführung von Reihenuntersuchungen mit der Apparatur ist dieselbe mit einem zeitproportional   arbeiten-    den Gerät ausgestattet, das eine elektrische Steuerschaltung zur Durchf hrung aller   Appara. tefu. nktionen betätigt. Nach    der In  betriebsetzung    des Apparates wird in periodischer Reihenfolge jeweils ein Abtastzyklus an sämtlichen Behältern   1    nach dem andern automatisch   durehgeführt.    Hierbei wird die Baugruppe 16 nach erfolgter Abtastung des ersten Behälters 1 automatisch zum nÏchstfolgenden BehÏlter   1      versehoben    und an diesem die Abtastung durchgeführt, nach deren Vollendung die Verschiebung zum dritten Behälter   1    erfolgt usw.,

   bis der Abtastzyklus nach Abtastung des letzten Behälters   l    vollendet und die Baugruppe 16 selbsttÏtig in die Ausgangsstellung vor dem ersten Behälter 1 zur ckgekehrt ist. Der nächste Abtastzyklus crfolgt nach einem einstellbaren Zeitintervall.   automatiseh    und läuft in gleicher Weise ab.



  Das zeitproportional arbeitende Steuergerät bewirkt ferner nach Durchführung einer vorgegebenen Anzahl von Abtastzyklen oder nach Ablauf einer vorbestimmten Gesamtzeit die Stillsetzung und   Aussehaltung    der Apparatur.



  Um die Apparatur auch mit einer geringeren Zahl als der maximal vorgesehenen Anzahl von Behältern 1 betreiben zu können, sind Mittel vorgesehen, um einzelne BehÏlter 1 aus dem automatischen Abtastzyklus auszunehmen, beispielsweise indem die   Einrastvorrichtung    bei der   Versehiebebewegung    der Baugruppe 16 an den betreffenden Behältern unwirksam gemacht wird.



   Natürlich ist man nicht auf die in der Figur angedeutete   beispielsweise Ausführlmg    der Registriereinrichtung beschrÏnkt, und es können auch andere geeignete Registriereinrichtungen ben tzt werden, beispielsweise flache Kassetten mit Registrierstreifen, die je einem der abzutastenden BehÏlter zugeordnet sind und die zeitproportional verschoben werden. Die Kassette kann auch feststehen und der   Registrierstreifen    in ihr bewegt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Apparatur zur Messung und zeitlichen Registrierung der sieh ändernden Schich- tungsgrenze von versehiedenen Komponenten einer Mischflüssigkeit mit einer Vielzahl von vertikal nebeneinander angeordneten, durch- sichtigen Behältern zur Aufnahme der Mischflüssigkeit, deren jedem eine Registriereinrichtung, die zeitproportional bewegt wird, zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter automatisch einer nach dem andern durch eine Lichtquelle vor dem Behäl ter beleuchtet und von einer lichtempfind- lichen Zelle hinter dem Behälter abgetastet werden,

   indem diese lÏngs der Behälterachse versehoben wird und diese Längsbewegung auf eine senkrecht zur Zeitabszisse der züge- ordneten Registnereinrichtung bewegliche Sehreibvorrichtung iibertragen wird, die von der lichtempfindlichen Zelle so gesteuert wird, dass eine bei der Längsabtastung des betreffenden Behälters plötzlieh auftretende ¯nderung in der Liehtabsorption auf der Registriereinriehtung beim entsprechenden Ordinatenwert eine Markierung bewirkt, wobei die zur optischen Abtastung dienenden Teile und die Schreibvorriehtung auf einem gemeinsamen Halterahmen befestigt sind,

   welcher sich bei der Abtastung längs der Behälteraehse und der Ordinate der Registriereinrichtung bewegt.

   II. Verwendung der Apparatur nach Patentanspruch I zur Messung und Registrie- rung einer Blutsenkung, wobei als Mischflüssigkeit in mindestens einem der Behälter Blut vorhanden ist und die auf der zugeord- neten Registriereinriehtung bei der optischen Abtastung des Behälters markierte starke ¯n derung der Lichtabsorption den Stand der Blutsenkung wiedergibt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Apparatur nach Patentansprmch I, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Halterahmen samt den auf ihm befestigten Teilen senkrecht zur Abtastriehtung zu den einzelnen, nebeneinander angeordneten Behältern und Registriereinrichtungen verscho- ben werden kann und jeweils nach Erreichen der erwünschten Stellung relativ zu den Behältern und den zugeordneten Registriereinriehtungen einrastet.

   2. Apparatur nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebungs- mechanismus für den gemeinsamen Halterahmen durch einen elektrisehen Antrieb be tätigt wird und die Einrastung diesen Antrieb ausschaltet.

   3. Apparatur nach Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus zur Bewegung der optischen Abtastmittel samt der Sehreibvorriehtung sowie der Me chanismus zur Verschiebung dieser Mittel von Behälter zu Behälter durch eine elektrische Steuersehaltung zwangläufig miteinander gekuppelt sind und der Abtastvorgang nur nach dem Aufhören der Verschiebebewegung erfolgen kann.

   4. Apparatur nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da¯ jeder Behälter mit einer eigenen Lichtquelle versehen ist und von einer eigenen liehtempfindlichen Zelle abgetastet wird, deren Längsbewegung durch elektrische Mittel auf das zugeordnete Registriergerät übertragen wird.

   5. Apparatur nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuerschaltung automatisch dureh ein zeitproportional arbeitendes Gerät betätigt wird, wobei die optischen Abtastmittel samt der Schreibvorrichtung der Reihe nach zu den einzelnen nebeneinander angeordneten Be hältern und den diesen zugeordneten Re gistriereinrichtungen verschoben werden, an jedem BehÏlter die Abtastung und Registrierung durchgeführt wird und nach Abtastung des letzten Behälters die Abtastmittel samt der Schreibvorrichtung in ihre Ruhelage vor der Behälterreihe zurückgeführt werden.

   6. Apparatur nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitproportional arbeitende Gerät in periodischer Auf einanderfolge die Abtastung der ganzen Behälterreihe veranlasst, und nach einer einstellbaren Gesamtzeit die Apparatur stillsetzt und ausschaltet, wobei zwischen jedem Abtast zklus ein Zeitintenvall von einstellbarer Lange vorgesehen ist.

   7. Apparatur nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um einzelne der Behälter aus den Ab tastzyklen auszuschliel3en.

   8. Apparatur nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibvorrichtung der Registriereinrichtung bei der Abtastbewegung längs eines Behälters die jeweilige Ordinate als Strich markiert, solange auf die lichtempfindliehe Zelle infolge zu grosser Absorption in der Flüssigkeit eine unterhalb deren Schwellwert liegende Lichtintensität gelangt.

   9. Apparatur nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibvorrichtung der Registriereinrichtung bei der Abtastbewegung längs eines Behälters die je weilige Ordinate als Strich markiert, sobald auf die lichtempfindliche Zelle infolge nicht mehr ausreicliender Absorption in der Flüs- sigkeit eine deren Schwellwert übersteigende Lichtintensität gelangt.

   10. Appara. tur nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeiehnet, dass als Registriereinrichtung jedem Behälter eine mit ihrer Drehachse parallel. zur Behälterlängsachse angeordnete Registriertrommel zugeordnet ist und alle diese Trommeln um ihre Drehachsen zeitproportional verdreht werden.

   11. Apparatur nach Patentanspruch I, da, durch gekennzeichnet, dass als Registriereinrichtung jedem Behälter eine zeitpropor- tional sich versehiebende Kassette zugeordnet ist, die einen Registrierstreifen enthält, auf dem die Markierung erfolgt.

   12. Apparatur nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, dass als Registriervorrichtung jedem Behälter ein zeitproportional sich verschiebender Registrierstreifen zugeordnet ist, der in einer feststehenden Kassette abläuft und auf dem die Ma. rkierung vorge- nommen wird.