DE1236240B - Einrichtung zur Bestimmung eines gasfoermigen Bestandteils einer Fluessigkeit - Google Patents
Einrichtung zur Bestimmung eines gasfoermigen Bestandteils einer FluessigkeitInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. Cl.:
GOln
DeutscheKl.: 421-3/54
Nummer: 1236240
Aktenzeichen: T 14188IX b/421
Anmeldetag: 25. September 1957
Auslegetag: 9. März 1967
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung eines gasförmigen, innerhalb einer mit einem
Gasdruck-Meßgerät verbundenen Reaktionskammer aus einer Flüssigkeit nach Zugabe eines Reaktionsmittels und bei Einwirkung eines Unterdrucks freisetzbaren
Bestandteils der Flüssigkeit.
Zur Bestimmung gasförmiger Bestandteile von Flüssigkeiten ist es bekannt, die zu untersuchende
Flüssigkeit in eine Reaktionskammer zu leiten, mit einem Reagenz zur Freisetzung des gasförmigen Bestandteils
zusammenzubringen, durchzuschütteln und zur Entgasung einem Vakuum auszusetzen und dabei
den Gasdruck in der Reaktionskammer mit Hilfe eines Manometers zu überwachen. Mit derartigen
Einrichtungen ist es jedoch nicht möglich, in einem fortlaufenden Verfahren eine große Anzahl von Flüssigkeitsproben
nacheinander auf ihren Gasgehalt zu untersuchen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der die Untersuchung
des Gasgehalts von Flüssigkeiten möglich ist, indem das Gas durch eine chemische Reaktion in
einer Reaktionskammer fortlaufend freigesetzt und der Gasdruck in der Reaktionskammer fortlaufend
gemessen wird.
Nach der Erfindung geht dazu bei der eingangs beschriebenen Einrichtung die Auslaßleitung der Reaktionskammer
in der durchschnittlichen Spiegelhöhe der Flüssigkeitsmischung ab und weist eine Pumpe
auf, deren Förderleistung beim Betrieb der Einrichtung größer als die Förderleistung einer in der Einlaßleitung
der Reaktionskammer liegenden Pumpe ist, an die Leitungen für die Förderung der zu untersuchenden
Flüssigkeit und der zuzusetzenden Reagenzien angeschlossen sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Pumpen zu einer einzigen mehradrigen Dosierpumpe
zusammengefaßt, bei der zumindest zwei Adern an die Einlaßleitung und eine Ader an die Auslaßleitung
angeschlossen sind, wobei der Förderquerschnitt der einen Ader größer als die Summe der Förderquerschnitte
von zumindest zwei Adern ist.
Eine derartige Einrichtung eignet sich besonders zum quantitativen Bestimmen des Kohlendioxidgehaltes
im Blut nach dem Verfahren von Philipp B. Hawk, Bernhard L. Oser und William ESummerson,
das in dem Buch »Practical Physiological Chemistry«, 12. Auflage, Verlag The Blakiston
Company, Philadelphia, Pa., beschrieben ist. Nach diesem Verfahren wird eine Blutprobe zunächst zur
Abtrennung des Plasmas zentrifugiert, und anschließend wird das Plasma mit einem die Koagulation verEinrichtung
zur Bestimmung eines gasförmigen
Bestandteils einer Flüssigkeit
Bestandteils einer Flüssigkeit
Anmelder:
Technicon International Ltd.,
Chauncey,N.Y.(V.St.A.)
Chauncey,N.Y.(V.St.A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Parkstr. 13
Frankfurt/M., Parkstr. 13
Als Erfinder benannt:
Leonard Tucker Skeggs,
Cleveland, Ohio (V. St. A.)
Leonard Tucker Skeggs,
Cleveland, Ohio (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. September 1956
(612 299)
V. St. v. Amerika vom 26. September 1956
(612 299)
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hindernden Mittel behandelt. Zur Bestimmung des Kohlendioxidgehalts wird dann eine Säure, beispielsweise
Milchsäure oder Schwefelsäure, zugesetzt, die das Kohlendioxid austreibt, das im Blut normalerweise
in gebundener Form, zu etwa 95% in Form von NaHCOa, enthalten ist. Beim Versetzen mit
Schwefelsäure kommt es zu folgender Reaktion:
2 NaHCOs + H2SO4 Na0SO4 + 2 H2CO3
2COs + 2 H2O
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Gasdruck gemessen, der von der Menge des freigesetzten
Kohlendioxids abhängt.
Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung nach der Erfindung;
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung nach der Erfindung;
F i g. 2 zeigt denjenigen Teil der Einrichtung nach der Fig. 1, der zum Messen und zur automatischen
Registrierung des Gasdrucks dient;
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 1 längs der Linie 3-3;
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 1 längs der Linie 3-3;
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Einrichtung, mit der mehrere Flüssigkeitsproben nacheinander der
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Einrichtung nach der Erfindung zugeführt werden können;
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 4.
In der F i g. 1 ist eine Schlauchquetschpumpe 10 gezeigt, die eine Anzahl von Quetschwalzen 20 aufweist,
die auf elastisch deformierbare Schläuche 12, 14, 16 einwirken. Die Quetschwalzen 20 werden in
Förderrichtung bzw. in Längsrichtung (Pfeilrichtung) der Schläuche 12, 14, 16 fortschreitend gegen eine
Druckplatte 18 gedrückt, auf der die Schläuche lie- ίο gen, so daß die in den Schläuchen enthaltenen Medien
von einer Einlaßleitung zu einer Auslaßleitung gefördert werden. Die Quetschwalzen 20 werden von
endlosen Gelenkketten 22 getragen, die von Zahnrädern 24 angetrieben werden (Fig. 3). Beim Nachlassen
des von den Quetschwalzen ausgeübten Drucks nehmen die Schläuche wieder ihre ursprüngliche Gestalt
an. An Stelle der gezeigten Schlauchquetschpumpe kann auch eine andere geeignete Pumpe verwendet
werden.
Der Schlauch oder die Leitung 12 ist mit einem Behälter 26 verbunden, der die zu untersuchende
Blutprobe enthält, während die Schläuche oder Leitungen 14 und 16 mit einem Behälter 28 verbunden
sind, der die zur Freisetzung des Kohlendioxids benötigte Reagenz, beispielsweise Schwefelsäure, enthält.
An Stelle der beiden zur Abförderung des Reagenzes dienenden Leitungen 14 und 16 kann auch
nur eine Leitung mit entsprechendem inneren Querschnitt vorgesehen sein. Die Leitungen 12,14 und 16
werden mittels eines Rohrverzweigungsgliedes 32 zusammengeführt, wobei sich die geförderten Flüssigkeiten
vermischen. Vom Rohrverzweigungsglied 32 werden die Flüssigkeiten in eine Reaktionskammer 34
geleitet, die vorzugsweise starr bzw. nicht verformbar ist und außerdem aus einem für die durchströmenden
Medien unempfindlichen Stoff besteht. Der Querschnitt der Reaktionskammer ist größer als der
Querschnitt der Leitungen 12,14 und 16 zusammen, und ihre Auslaßseite ist mit einer Leitung oder einem
Schlauch 36 verbunden, der zur Schlauchquetschpumpe 10 zurückführt und gleichzeitig ein Pumpenschlauch
sein kann. Die durch den Schlauch 36 geförderten Flüssigkeiten werden am Auslaßende 37
der Pumpe verworfen.
Der Schlauch oder die Leitung 36 muß eine größere Pumpkapazität zulassen bzw. einen größeren
Querschnitt als die Leitungen 12, 14 und 16 zusammen aufweisen, damit während des Betriebs der Einrichtung
in der Reaktionskammer stets ein Unterdruck vorliegt, der eine rasche Freisetzung des gasförmigen
Bestandteils bzw. des Kohlendioxids bewirkt, durch die der Gasdruck in der Reaktionskammer
entsprechend erhöht wird. Das Vakuum sollte vorzugsweise 95 % betragen,
Mit der Reaktionskammer 34 ist über ein starres Rohr 40, das wie die Reaktionskammer beim Durchströmen eines Mediums seinen Querschnitt beibehält,
ein Gasdruck-Meßgerät 38 verbunden, das nach der F i g. 2 aus einem Kunststoffkörper 42 mit zwei
U-förmig angeordneten Bohrungen 44 und 46 besteht, die teilweise mit einer Flüssigkeit, z. B. Quecksilber,
gefüllt sind. In der einen Bohrung befindet sich außerdem eine Elektrode 50, die einen höheren
Widerstand als Quecksilber hat, die von einer weiteren Elektrode 52 am Boden der Bohrung 44 beabstandet
ist. Beide Elektroden 50 und 52 sind über einen Widerstand 56 an eine Batterie 54 angeschlos-
sen. Mit dem am Widerstand 56 auftretenden Spannungsabfall wird ein Registriergerät 58 derart betätigt,
daß dessen Schreibstift 60 in Richtung des Pfeils A hin- und herbewegt wird. Auf einem
Registrierpapier, das in Richtung des PfeilsS vorgeschoben wird, werden die Auslenkungen des
Schreibstifts 60 in Abhängigkeit von den Spannungsänderungen an den Enden 62 des Widerstands 56 und
damit in Abhängigkeit vom Gasdruck, der vom Gasdruck-Meßgerät 38 gemessen wird, aufgezeichnet.
Bei dem gezeigten Gasdruck-Meßgerät herrscht in der Bohrung 44 oberhalb der Flüssigkeit ein Toricellisches
Vakuum, so daß die Flüssigkeit in dieser Bohrung hochsteigen kann. Beim Betrieb der Pumpe
10 und beim Strömen der Medien durch die Reaktionskammer 34 entspricht der angezeigte Druck der
nach dem Zusammenfluß der Proben mit den Reagenzien im Rohrverzweigungsglied gebildeten Gasmenge, beispielsweise dem Kohlendioxidgehalt einer
Blutprobe. Die Druckschwankungen werden in Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels in der Bohrung
44, diese in Schwankungen des Spannungsabfalls am Widerstand 56 und die Spannungsschwankungen
schließlich in Schwankungen der Auslenkung des Schreibstifts 60 des Registriergeräts umgewandelt,
die auf dem Schreiberpapier aufgezeichnet werden. An Stelle des gezeigten Gasdruck-Meßgerätes 38 kann ein beliebiges Manometer verwendet
werden, wenn es die gleiche Aufgabe löst.
In der F i g. 2 ist weiterhin eine vom Registriergerät aufgezeichnete Kurve mit drei Maxima Hl, H2
und H 3 gezeigt, die drei quantitativen Messungen bei drei Durchläufen von je 2 Minuten Dauer entsprechen,
wobei drei NaHCO3-Losungen steigender Konzentration verwendet worden sind. Zwischen
zwei Durchläufen ist jeweils ein 1- bis 2minütiger Durchlauf mit destilliertem Wasser eingeschaltet. Mit
NaHCO3-Losungen bekannter Konzentration kann die Einrichtung geeicht werden.
Die beschriebene Einrichtung eignet sich zur Untersuchung einer Anzahl von Flüssigkeiten auf ihren
Gehalt an gasförmigen Bestandteilen mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, indem der Reaktionskammer abwechselnd mit Reagenzien vermischte
Flüssigkeitsproben und eine Spülflüssigkeit, beispielsweise destilliertes Wasser, zugeführt werden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, daß trotz des automatischen Betriebs
die relativen Mengen der untersuchten Flüssigkeitsproben, z. B. Blutplasma, und der Reagenzien, z. B.
Säure, nicht dauernd getrennt ausgemessen werden müssen, da mit der Schlauchquetschpumpe (Dosierpumpe)
durch Einstellung der Innendurchmesser der Schläuche automatisch proportionale Flüssigkeitsmengen abgefördert werden.
In den F i g. 4 und 5 ist eine Vorrichtung zur schrittweisen Zuführung von vielen Flüssigkeitsproben zur Schlauchquetschpumpe 10 gezeigt, wobei
eine Kompensation der Gasverluste vorgenommen werden kann, die beim Stehen der Flüssigkeiten an
der Luft auftreten können. Durch die gezeigte Vorrichtung kann somit die Genauigkeit der mit der Einrichtung
nach der Erfindung vorgenommenen Messungen noch erhöht werden.
Die Probenzuführvorrichtung besteht aus einem Drehtisch 64 mit einer Anzahl von Probengefäßen
66, die nebeneinander am Umfang des Drehtischs angeordnet sind. Der Drehtisch wird mit einer Welle
Claims (2)
1. Einrichtung zur Bestimmung eines gasförmigen, innerhalb einer mit einem Gasdruck-Meßgerät
verbundenen Reaktionskammer aus einer Flüssigkeit nach Zugabe eines Reaktionsmittels und bei Einwirkung eines Unterdrucks
freisetzbaren Bestandteils der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung
(36) der Reaktionskammer (34) in der durchschnittlichen Spiegelhöhe der Flüssigkeitsmischung abgeht und eine Pumpe (20, 37) aufweist,
deren Förderleistung bei Betrieb der Einrichtung größer ist als die Förderleistung einer
in der Einlaßleitung (32) der Reaktionskammer (34) liegenden Pumpe (20, 12, 14, 16), an die
Leitungen (12, 14, 16) für die Förderung der zu untersuchenden Flüssigkeit und der zuzusetzenden
Reagenzien angeschlossen sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen zu einer einzigen mehradrigen
Dosierpumpe (18) zusammengefaßt sind, bei der zumindest zwei Adern (12, 14) an die
Einlaßleitung (32) und eine Ader (37) an die Auslaßleitung (36) angeschlossen sind, wobei der
Förderquerschnitt der Ader (37) größer als die Summe der Förderquerschnitte der Adern (12,
14) ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 233 529, 239 886;
TIFO, 3,1955, H. 9, S. 14, Zeichen 1059—339/55; ATM, V 665—1, März 1955.
Deutsche Patentschriften Nr. 233 529, 239 886;
TIFO, 3,1955, H. 9, S. 14, Zeichen 1059—339/55; ATM, V 665—1, März 1955.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 518/433 2.67 © Bundesdruckerei Berlin
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