DE1548633A1 - Automatisch arbeitender elektronischer Datenakkumulator fuer ein Mikroskop - Google Patents

Description

PATINTANWXITI

DU. ING. KARL BOIHMIiT · DIPL-INO. AtBIiT BQIHMIiT DIPL-INO. GUNTHIi IiSINf UHi

28 BWMEN, FEiDSTBASSE U ■■ FfRNJtUJ¹ (0421) 4»17<Q ■_ _q _ ^

Aktenzeichen* *

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Mein Z«lchent
I¹ 262 26Brem«n, d.n JO, Dezember 1965

i'emco Inc._t Irvin, Staat Pennsylvania (¥# Sb. A.)

.mtomatlsch arbeitender elektronischer Datenakkumulator für ein Liikroskop

Die Erfindung bezieht sich allgemein au±' ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umwandeln von durch ein Mikroskop erhaltener optischer Information in ein elektriöches Signal unainBbesondere auf einen automatischen elektronischen Jatenakkumulator für in elektrische Signale umgewandelte mikroskopische Information und auf deren Auswertung,

nicht automatischen Vorgänge des Betracht ens, Aufzeichnens, Ordnens, IClassifizierens und des Auswert ens der quantitativen als auch der qualitativen mikroskopischer Information sind sehr zeitraubend, uas Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung verkürzt die dazu benötigte Zeit von Monaten auf Minuten.

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Dies ist sehr wichtig, denn ee ermöglicht nicht nur schnelles Klassifizieren von Brennstoffen, .irzen und I«Ietallen, sondern es hilft auch den Medizinern, das zahlenmäßige Vorhandensein von Krebszellen, deren' ,»achs tuns geschwindigkeit und den G-rad der Zerstörung von gesunden Gewebezellen in sehr kurzer Seit zu untersuchen. Die .Dauer einer Untersuchung einer Sntnahmeprobe aus lebendem Organismus zu Diagnosezwecken „i/ird auf r.:inuten verkürzt· Zunächst v/ird die Probe in das erleuchtete JeId eines ».Jutroskops durch Abtasten oder überqueren des Lücroskopfelds gebracht. Das abgestrahlte oder reflektierte Licht wird über ein kikroskop-lin^ensvstem zu einem i'otovervialfeciior übertragen, der das Bild des vergrößert 3ii iegenstends in einen elektrischen .Jtror», umwandelt. Der elektrische „jtroin .;ird danach in einem Hreitband-G-leichstroiuverotärker hoher Verstärkung und niedriger Drift verstärkt, dieses ->i ηεΐ ./ird sodann einer Gruppe von l·egeldetektoren oder i-ereldiskriminatoren züge führt, die bei verschiedenen ^yinnun ape ;ϊ1ιι des oi-^nals ausgelöst. .verden. Das cigns¹·! sines Je-len lieser so unbex'schiel3.".!o.i legel .lurcr'.läuft 'danacL jine ^:l.,.u;j"--i> heit (notierendes 'υη"1"-5: tter) und jineii ^egelausbleiilekrei der von einem Clock-.,ultiviorafeor (Zeitgeber-, ultivibrator) mit Impulsen konstanter Frequenz versorgt .ird. Das sicL daraus ergebende j,i2ii^:l «irI eine.a Ii.;puls8trecker, der ix-Art eines verzögernden ...ultivibrators aui£-;obc.ut isc, zjl /-;-führt. Das oignal .vird danach in einem otufen-zVhler für

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jeden Pegel und la einem Gesamtzähler gespeichert.

Der/ automatisch arbeitende elektronische Batenakkumu_ lator für ein i.iikroskop ist gemäß der Erfindung eine Mskriminatoreinheit zum Messen der optischen Eigenschäften einer Probe durch automatisch arbeitende digitale Kreise* -Durch diesen Datenakkumulator können alle physiologischen oder optischen Eigenschaften der Probe durch die Eeflefctions-Pe^el bs;:. He-'lektionsstärken bestimmt werden, die deß verschiedenen Intensitätsgraden des Lichts oder des vorbehandelt en Lichts» v/ie monochromatischen, Phasen-, Dunkelfeid-, polarisierten und ähnlichen Lichts, das auf das ITeId eines Okularsys;.enis beispielsweise eines : ikroskops rjerichtöt ist, entsprechen, oobald die verschiedenen' Intansitäts- ^rade der versciiiedenen Niveaus oder iPegel des reflektierten Lichts (reflectances) bestimmt sind, kann der erfindungsgemäße eleictroiiisehe Akkumulator so programmiert werden, daß er physiologische Srigenschaften einer zu untersuchenden Probe anseigende elektrische Signale empfangt. Jlaher ist das letorsysteir,- in der Lage, die optischen Sigenschaften i-roos a\a. erkeEtnen, su messen, au programmieren und in irarJtChiedenö Niveaus bzvi» Fegel £\t treünert_t und ziver in analogen «soßea, die, umgewandelt in di^itätle impulae, ! in -vorgewüilii^ji auslese zählern gespeichert vye'rden. Die- . selb an la^pulse werden durßk einen Eint as t*Impulseenerat or

% i zugeführt

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dort Auslesegattern und G-rößen-Gruppen-Zählern (size tails'- counters).

Diese mikroskopischen Ablesun; en können quantitativ dadurch weiter ausgedehnt werden, daß Farbstoffe solcher Proben benutzt werden, die sich durch absorbierende Farben unterscheiden. Die Analyse wird durch Verwendung von Farbfiltern allein oder bei nicht gefärbtem Licht von (Proben)-Farbstoffen verbessert. Einige Proben bedürfen keiner Farbe; sie sprechen auf monochroiüatisches Licht verschiedener Frequenzen an. Diese Kombination un_ terschiedlicher Filter kann verwendet werden, um gewisse χeile oder Bestandteile im untersuchten Bereich auszulöschen oder unsichtbar zu machen, und um jene Bestandteile sichtbar zu machen, die auf die Frequenz der durch die monochromatische Lichtquelle gesteuerten unterschiedlichen narben reagieren* Durch diese Kombinationen v/erden quantitative und qualitative Analysen möglich, hs ist manchmal ι möglich, einige Analysen bei einmaligem überstreichen der j/robe vollständig durchzuführen, wodurch des überstreichen und die Analyse auf i.ikroSekunden oder wenigstens aui ein Viertel eines Zyklus, also 0,004 Sekunden oder 4- ,..illieekunden verkürzt wird. Bei verbesserten Lichtbedingungen kann die Abtatet zeit verkürzt werden, ..obei die natürliche Färbung der Probe durch Mchtbrechung oder durch .Transparenz vergrößert werden kann, wenn die l-robe dünn ist.

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Dies wiederum vermindert die für eine elektrische Probenanalyse erforderliche Zeit,

Die Beleuchtung der Probe kann von hinten (durchgelassenes Licht)j vollständig von der Vorderseite der Probe oder auch durch eine Kombination beider Beleuchtungs-

* arten erfolgen. Bei monochromatischem Licht wird nur ein gewisser Teil des durchgelassenen Lichts in den farbempfindlichen Bereichen ein Bild auf dem Fotovervielfacher erzeugen, das in ein puleiertes, gelesenes^ differenziertes und in sehr kurzer Zeit klassifiziertes Signal umgewandelt wird. Das Verfahren erfordert die Umwandlung von bildlicher Information durch den Fotovervielfacher in ein elektrisches Signal mit sich änderndem Strompegel. Diese Pegel stellen die ausgelesene Information dar, stufen die Information ein und stellen sie zur Vervollständigung automatisch zusammen. Dieses Informationssignal wird verstärkt und aus einem Signal mit sich änderndem Strompegel in ein vergleichbares Spannungspegelsignal zum Betätigen einef«

. Gomputer-KreiseB umgewandelt. Diese Spannung wird ein^m die Spannung'spag^spitzen bzw. »stufen zählenden Logikkreis zugeführt, der eine Gruppe bistabiler Pegeldetejctoreinheiten oder Pegaldiskriminatoren aufweist. An jede der aufeinander folgenden bistabilen Einheiten wird eine Vorspannung gelegt, so daß die Einheiten bei ve*-r

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sohiedenen vorgegebenen Spannungspegeln arbeiten, üer durch diese Vorspannungsregelung gewählte Jeweilige Üpannungspegel bestimmt die für diesen Pegel maßgebliche Spannung, und alle Spannungen, die größer als der zuletzt gewählte Pegel sind, werden in dieser Stufe als Signale gezählt.

Eine tfegatoreinheit "HAND" ist für Jeden Pegeldetektor vorgesehen, um ein negatives 6 Volt-Signal zu schaffen. Eine durch einen Multivibrator-Impuls-Zeitgeber (Clock) erzeugte Impulsfolge konstanter Frequenz, z. B. 1 kHz, speist eine x'orschaltungseinheit für Jede Spannungspegelatufe und erzeugt zusammen mit dem Ausgangssignal des zugehörigen "ITiUiD" ein Impulssignal für Jeden Pegel. Dieses Signal >/ird danach einer Jeder I'orschaltungseinheit zugeordneten Impulsstreckereinheit zugeführt, die ihrerseits einen Impuls in die elektrischen Impulszähler eines Jeden iegels und in einen Gesamtzähler eingibt. Um sicherzustellen, daß die bistabilen Pegelauagangssignale in ihren gewählten Pegelstufen bleiben, ist Jeder bistabile Ausgang mit der Üorschalteinheit des nächstniedrigeren Pegels verbunden und dient als Sperrpegel für Jene.

v/eitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung sind aus den* Ansprüchen und der im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläuterten Figurehbeschreibung entnehmbar.

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In der Zeichnung zeigt..:.

B¹Ig. 1 scheiaatisch den schaltkreis eines elektronischen Datenakkumulators für ein Mikroskop mit dem Logik-Schema, der Pegerbestimmung, der Stufenzählung und der wähleinrichtung}

iig. 2 einen Susatz zu dem soliematischeh

Schaltkreis des elektronischen Datenakkumulators gemäß Figur 1 mit dem Logik-Schema, der Pyritνerteilung, den Gesamtzählern und dem Größenzählschema;

Fig. 3 eine ächeinaansicht des Liikroskop-Cbjektivtischantriebs}

i.f-, 4 eine ochemaansicht von der ilalt- und otartvorrichtung des elektronischen Datenakkumulators;

- 5 ein ^itgramm eines analogen Signales

in der j'orm «iner die unterschiedlichen SpannungBsignale des Verstärkerausgangs darstellenden Kurve als Funktion der Zeit, wobei die Kurve den gesainten Skalenbereich von in der zu analysierenden. Probe zu erwartenden ±ieilektionen überdeckt und, wobei die Prozeßvariablen die xiatrix-, die Kohlen- und die Pyritbereiche der "eilektionswerte sind}

ein Seitdiagramn, das die ArIeitsisfei.se des impuisfölge-uberv.acliUnEskreisesund der Rückstellschaitung zeigt» die Zün schnellen Surlicksetzen det die Große zählenden Logik-Schal tung notwendig ist,damit sie oei sich schnell wiederholenden Vor- ■ Sänken, wie' bei dem iniigur 5 gezeicten Zilhlregistrieren' einer Reihe von 8 ImpiU-seil für einen gewählten Iteflektiohs-peael, z. E* den Pyritpegel»

eine bcheKäansicht eines durch eih'ö Probe hervcrgerufenen analcrgeii oicnals* Ueä aii einigen" Punkten mit den digitalen impulsskalen für versGhiMenö P^gel verbKind-en ist, km denen sie durch die gezeigten Glkiui retastet werdeni

if iß. 8 ein Binär zählerzeitdiagrainin;

Fig. 9 eine über die Zeit aufgetragene Pyritverteilung;

j'ig. 10 ein ütufeneähl-Zeitdiagramm; Fig. 11 ein GrÖßen-Auslese-Zeitdiagramm;

JIp;. 12 eine perspektivische Gesamtansicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 1$ eine perspektivische Ansicht auf den Objektivtischantrieb gemäß der Lrfindung;

Fig. 14 eine dchnittansicht auf eine mit einer öffnung versehenen i-latte, wobei die Öffnung das Feld am Brennpunkt des Mikroskops be/rrenzt.

Jemäß den liguren 1 und 12 ist das Mikroskop 1 mit einen; vergrößernden Okular und einem vergrößernden "Probennaiimeobjekt^ 3 , welches die Lichtsignale von der Probe sammelt und zum Fotovervielfacher 5 durchläßt, versehen.

i(ie Lichtquelle für die Probe kann an zwei stellen angeordnet sein. Die Lichtquelle 6 ist am .,likroskop befestigt und einstellbar gehalten; sie fokussiert Licht auf der Oberfläche der jrrobe 4 unl erzeugt ein reflektiertes Lichtsignal auf dem Jotovervielf&cher.

,ίβηη die Probe 4 transparent ist, ist die Lichtquelle iei 7 so angeordnet, d^ß die Lichtstrahlsn aufwärts durch die Probe 4 laufen und so ein oignal ergeben, das dem von der Probe geschwächten .<ert des Lichts

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bei Durchfall durch die Probe entspricht, wobei die gesuchten Eigenschaften der Probe aufgenommen werden.

Die Probe 4 ist auf einem Objektivtisch 8, angetrieben durch den Objektivtischantrieb 10, angeordnet, wie in den Figuren 3» 12 und 13 gezeigt. Der Objektivtischantrieb 10 ist mit 2 Riementrieben 11 und 12 versehen, wobei der Antrieb des Hiemens 11 die Probe in fortschreitenden Abtastbahnen bewegt und der Riemen 12 die Abtaststellung der Probe 4 in Maßsprüngen rechtwinklig zur Abtastbahn verstellt. In der Praxis ist die Abtastungsgeschwindigkeit so gewählt, daß die Probe über das i'eld des Mikroskops 2 und 3 um einen Millimeter pro Sekunde bewegt wird. Diese Geschwindigkeit kann jedoch erhöht wie auch gesenkt werden, um koordinatenmäßig mit dem.System und insbesondere mit ,demjenigen des MV 30 - der Seiten 3-157 bis 3-T61 im "Computer Control Jvianuel"-I.ailtivibrator-Hauptzeitgeber zusammenzuwirken. Der kultivibrator-IIauptzeitgeber 13, im folgenden "Clock" genannt, gestattet bei einer Impulsabgabe-Prequenz von 1 kHz auf dem Zähler ein direktes Ablesen in Mkron, wodurch ein Gerät »um exakten Messen der Kristallabstände, der ICristallabmessungen oder der Abmessungen eines anderen in Mikron zu messenden Gegen- : Standes geschaffen wird. Durch diese verschiedenen Möglichkeiten der Betätigung des Objektivtischantriebs

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zur Bewegung der Probe bei verschiedenen Geschwindigkeiten· kann die Probe mit der Clock 15 in iechselbeziehung gebracht werden, um andere Ablesungen in Kombination mit der Clock vorzunehmen und direktes Ablesen von den Zählern zu ermöglichen. Diese Ablesungen können durch Verwendung eines voreingestellten Zählers, der das Lesen über eine Periode einer vorgegebenen Anzahl von Leseimpulsen auslöst und stoppt, in Prozente umgesetzt werden. 3o können die Zählanzeigen auf den einzelnen Zählern für verschiedene Eigenschaften der Proben auf die Zählanzeige des voreingestellten Zählers bezogen werden, um eine direkte prozentuale Beziehung zwischen den verschiedenen, die unterschiedlichen Eigenschaften der betrachteten Probe darstellenden Komponenten zu schaffen.

'«Vie in den Figuren 1 und 3 gezeigt, wird zur Betätigung des Objektivtischantriebs 10 ein Paar einstellbarer Abtast-Grenzschalter LS 1 und LS 2 verwendet, die den Beginn und das Ende der Abtastperiode der Probe steuern. Ein anderes Paar einstellbarer Abtast-Grenzschalter LS 3 und LS 4 mit den gleichen Aufgaben sind so angeordnet, daß sie ein Steuerrelais BLB betätigen, das die Lilock 13 durch die Kpntakte BLB 1 und RLB 2 über ein Ilip-1'Ίορ 14, das ein J?F 20 gemäß Seite 3-97 bis Seite 3-103 des "Computer Control Manuel" ist, ein- und

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ausschaltet, um das kinfuhren falscher Impulse in die Clock -durch.Kontaktprellen, zu vermeiden» Die Kontakte LF 3 und LT¹ 4 werden vor den ihnen augeordneten Kontakten LF 1 und Ll' 2 in Funktion gesetzt, um sicherzustellen, daß die Glock 15 anhält, vvobei der Objektivtiseilantrieb 10 mit der Iröbe noch ein wenig weiterläuft, bevor der Obj-ektivtischantrieb 10 den ObQektivtiscli zur nächstfolgenden

Abtastbahn bewegt, den.-Antrieb in entgegengesetzte Richtung umkehrt und die nächste Abtastbewecunf: auslost. Das Abtasten ler Probe wird fortgesetzt, indem die Kontakte Lö 5, LB H wieder betätigt werden, tun die Glock 15 übe: das Jlip-Flop 14 erneut einzuEchalten.

..ie ferner in den X'iguren 5, 12 und 15 geaelgt, greift - an

ein Einetellinotor 16 ein Schneckenrad 15 an. Letzteres treibt ein einstellbares Schneekensetriebe 17 an, das mit einem einsteirbaren Hocken 18 versehon ist, um bei iJrehunp der schnecke 15 den ündschalter Lü C zu betutigen. Die Achee der Bchnecke 15 i^t eo angeordnet, diiß eine begrenzte /ixlalbewegung niöglich ist; durch diese -ocielbeweguna· wird der Jrenzschalter Lo 5 betätigt, wodurch die Urehrichtun- des Abtaetinotors 20 umgekehrt wird. Auch der iinstellmotor kehrt «eine Drehrichtung um und läuft in der enteegengesetzten Hichtung an. «Venn er durch den Irenzschalter LS 6 gestoppt v/ird, ist er für den nächsten ^.instell» oder Indexzyklus berilt* Der

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Indexteil weist ein Zahnradgetriebe auf und wird durch den Objektivtischantrieb IO mittels des Xiiementriehs 12 angetrieben.

Der iSinstellmotor 16 besteht aus einem einzelnen reversiblen Widerstands gebremsten Getriebekopfmotor, und er ist so geschaltet, daß er stets dann in Tätigkeit tritt, wenn an einem der Bahnenden der abtastnocken 21 den Grenzschalter LS 1 oder LS 2 betätigt.

Her Indexteil weist einen einst ellbaren" Ku£>plungsml-. chanismus auf, der es gestattet, daß der I-otor 16 die .vusgangswelle in Drehbewegung versetzt, während er sich, im Gegenuhrzeigersinn dreht, und die ..eile in !Ruhestellung hält, während er sich im Uhrzeigersinn dreht. Der Indexteil ist an einem am Ende der Schnecke 15 angedeuteten.Knopf einstellbar. Ein Drehen dieses Knopfes dreht die oconecke 15, die ihrerseits das den Hocken 13 tragende bchneckenrad 17 antreibt, das über eijae einstellbare Büchse Eiit einer mit Teilung versehenen'ijkalentroiijnel verbunden iet.

13er in irigur 4 gezeigte vorein^esteilte Zähler 22. ist ein elektronisches Gerät mit einer Keihe von 6 oder mehr Kaltkatodenzählröhreil, von deneni jede mit einem Knopf handeinstellbar ist, und der ein Ηβίεis betätigt,' wenn die voreinrest ,llte.Zählanzeige erreicht ist. Licses

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ist durch den normalerweise geschlossenen Kontakt 23 in !Figur 4 angedeutet. -

Es wird nun wieder auf i'igur 1 Bezug genommen, üas Aus gangs signal der lotovervielfacherrÖhre 5 ist ein Signal, das eine analoge elektrische Größe des unter .». dem i.iikroskop durchlaufenden Probestücks ist. Diese Röhre 5 ist mit einem Verstärker 24 verbunden, der einen das Signal in konstantem Abstand, z. B. mit 1000 Impulsen pro Sekunde zerhackenden und dadurch das analoge Signal in ein digitales Signal umwandelnden Zerhacker 25 aufweist, .Danach werden die Impulse durch den wechselstromverstärker 26 auf einen Pegel verstärkt, bei dem sie auf einen Impuls-Höhendiskriminator oder auf eine 'Üriggerschaltung arbeiten können. Ein Impuls, der gleich oder größer ist als dieser Viert", erzeugt ein kurzzeitiges Ausgangssignal.. Dieses Signal durchläuft dann den Gleichrichter 27 und das TTiIter iiine Hückführungsschaltung 30 verbindet den Verstärker bzw. Gleichrichter mit dem Ausgang des Zerhackers Das Signal, von dem ^otovervielfacher 5 und dem Verstärker 24 wird bei 31 dem Schaltkreis zugeführt, der über geeignete eingeschaltete Schalter das einkommende oi^nal mit der Logik verbindet. Das Voltmeter 32 ist an einen geeigneten Schalter angeschlossen, um (wahlweise) die Bezugspannung oder die Verstärkerausgangsspannung

des Verstärkers 24 ablesen zu können. Die ^u spannung des Verstärkers 24 ist eine Spannung veränderlicher .amplitude, die zu Jedem Augenblick den feil der gerade abgetasteben Probe darstellt. Die durch das Mikroskop 3 gemessene veränderliche Lichtintensität »ird durch den jjotovervielf acher in ein entsprechendes otromsignal umgewandelt, das dem Zerhacker 25 zugeführt und durch den Verstärker 24 in ein iSpannuncssignal variabler Amplitude umgewandelt wird. Die Leitungen vom fotovervielfacher 5 zum Verstärker 24 und zum System sind natürlich abgeschirmt, um die ^inkoppelung von Fremdimpulsen, die sich auf ii^endeine .eise mit dem Signal mischen würden, zu verhindern. Diese Abschirmung ist selbstverständlich im ganzen Kreis bis wenigstens zur Triggerstufe hin erforderlich.

»Vie gezeigt, wird das einlaufende Signal von dem Leitungspunkt 31 nach Durchlaufen des in .Betriebsstellung befindlichen Schalters der Leitung 33 zugeführt, die eine geteilte sammelschiene ist und in beiden Richtungen zum Speisen der parallel geschalteten 20 bchmidttricger arbeitet. Die ochmidttrigger dienen als Spannungsamplituden-Diskriminatoren und weisen die funktion von als Üchinidttrigger 'iVs.0, ot-JO, im "Computer Control Manuel" Seite 3-221 bis 3-229 gezeigten:Pegeldetektoren auf.

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Das Flip-Flop 14-, das die Glqck 13 steuert, ist ein ^rundr^lip-rJi'lQp, v/ie es in dem genannten "Manuel" auf Seite" 3-97, FaO .-FF-2Q gezeigt ist, und die Clock 13 ist eine i^ltivibrator-Qlqck P;i.C-iviY-3Ö, »vie sie auf

(Seite 2-157 "bis 3-161 gezeigt ißt/ ; -- -

Der tesbndfere ochaltlireis, der bier geneigt ist, ist mit einem Moduu-öteuersclialter 3^ (mode control ßv/itch) verseben, der 3 ötelluto^eo. besitzt: Die eine ist mit D^ die nächste mit S Und die dritte mit I "bezeichnet.

Jer i..odussteuersclialter 3^ und der' vorliegende· elektronische Ddtenaidcuiiiulator für' e-in üikroskop sind für die spezielle Verwendung zum fcessenund Zählen von¹ ί

Proben in Granulat form, "wie Kohle, die in einer plastiscltien'j,.atrix eingebettet ist, entwickelt v/orden. jjie Untersuchung der Kohle· durch die 'erfindmi'gsgeiaäße Tor- ·/ richtung soll eis '-ITae-hweis für · das Yorhandensein von Unreinheiten imd von Pyrit in der Probe und als I.iaß für den l^ritgehalt xn der Itöhlenprobe diener. Dieses Ergebnis wird durch I'essunr; des Pyrits als freier Pyrit ^ als an der^■■'vb-s-rf 19ehe der Kohle befindlicher Pyrit, wie auch als in der Kohls!enthaltener Pyrit erzielt, und es schafft eine sehr genaue Analyse der Kohle. Dieses Lrgebnis zussi^&ii :.iit der BestiEJuung der Grüße der Pyr it teilciien in^ der Kohle ia freien Zustand, auf der Ober-

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fläche der Kohle oder in der Kohle ergeben verschiedene Kombinationen von empirischen Daten, die es möglich machen, die bei den verschiedenen Benutzungsarten der besonderen, untersuchten Kohle zu erwartenden Probleme vorherzusagen.

In diesem otadium der Analyse liegt die üch.vierigkeit darin, das Kohle/Pyrit-Verhältnis in der Probe zu bestimmen. JLs ist bekannt, daß Kohle einen Heflexionswert zwischen 0,3 und 10 -jo besitzt, während Pyrit einen ...eflexionswert von mehr als 10 % aufweist. Me Lösung wurde darin gefunden, daß man die Zahl der Impulse zählt, die nur den "10,.- oder weniger" Diskriminator betätigen und diese als Maß für die.Kohle nimmt. Ebenfalls zählt man die Impulse, die beide Diskriminatoren betätigen und nimmt diese als Iviaß für den Pyrit. £ln weiterer Zähler zählt die Gesamtzahl der Impulse. Bei dieser Analyse werden diejenigen Impulse, die die plastische Yerbindungshülle darstellen, gesperrt %zw. ausgeschaltet, da ihr Heflexionswert weniger als 0,3 ^beträgt.

Die Impulse, die größer als 0,3.% sind, werden den Diakriminatoreny sowie eine%,Verzögerüngskreis und Impulsbegrenzer (pulse shaper) zugeführt. Me Terzögerunp . wird vorgenommen, um den Mskrimins.toren. Zeit zum Ansprechen und zum Setzen des Gatters dar g;eeigneten

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Kategorie zu gaben.. Je na die Verzögerungszeit vorbei ist, wird ein Impuls in der "Zählleitung" erzeugt, der in dem (jesaiatzähler und in dem Zähler registriert wird, dessen Gatter durch die Diskriminatoren ausgewählt worden ist» : '

Der Iiodus-.oteüerschalter 34- ist zum schalten von drei Untersuchungsphasen vorgesehen. Die erste öchaltphase ist mit D bezeichnet, sie stellt die oben beschriebene' Verteilung des Pyrits dar und läßt auch die (jrößenzählung für einen Pegel zu, wenn die Pyritvarteilung gemessen wird, Selbstverständlich kann die Abtastung wiederholt werden, um die \iert|ilung und die G-rößenzählung verschiedener Pegel oder iwaterialien noch eirnnal zu ' zählen bze. festzustellen, und um eine vollständige graphiscli uarstellun.·; der ^oielyse zu erhalten.

Die Schaltphase B ist die Betriebsstellung zum Untersuchen der prozentualen Beziehung zwischen vier Eeflexions- oder Baterialpegeln in der gerade beobachteten Probe und zum Erhalten der momentanen Größenverteilungsanalyge eines der Pegel oder Materialbestandteile während der prozentualen Analyse. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, um die Größenverteilungsanalyse aus jedem der verschiedenen Pegel oder Materialien derselben Probe zu erhalten.

Die Phase bzw. schalt stellung P des lvodus-oteuer- ^c schalters -3^ZI- ist die dritte otellunr bei einer vollständigen petrographischen Analyse, die es ermöglicht, die prozentualen Beziehungen von 20 verschiedenen Pegeln oder Älaterialbestandteilen in der zu analysierenden Probe zu erhalten. Dieser i._iodus_öteuerschalter kann natürlich anders angewandt oder erweitert werden und für die Messung anderer Eigenschaften verwendet werden, insbesondere dann, #enn eine andere Probe untersucht wird. Z," B. kann diese Erfindung dazu verwandt werden, die Zahl der Zellen und deren Größe bei einer i\rebsuntersuchung zu zählen, wobei die Zellen in eingefärbtem Zustand untersciieidbar sind oder gefärbt sein können, um sie für das reflektierte oder durchseiassene Licht schärfer voneinander zu trennen. Hierbei kann man mit oder ohne aellenlängeni'ilter als tlilfe beim ablesen und Abschirmen der verschiedenen in einer die fellen enthaltenen Probe gefundenen Formationen arbeiten. Die erwähnten Filter sind unter dem -ezugszeichen 35 in j'igur 1 gezeigt. Die Beschreibung; der liohl^n-Pyritanalyse gemäß der Erfindung dient nur ^rlauterungszwecken und soll die .Erfindung nicht auf eine solche Analyse beschränken.

Jeder der öchmidttrigger-Pegeldetektoren οι 1 - oi¹ 20 ^ ist von der im "Computer Control Manual" Seite 3-221

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bis 3-229 gezeigten Art. Sie werden jeweils durch ihre voneinander unabhängigen Potentiometer mit einer Bezugsspannung entsprechend dem Arbeitsbereich des speziellen l'rigger-Pegeldetektors ein-Cestell^i wobei die Bezugsspannung von ßi 1 - οι 20 _: durch die bei 35 gezeigte Bererenzspannungsvorsorgungsgruppe progressiv vergrößert v.^:ird.

."term das. Signal, das der Gruppe dauernd zugeführt wirdV den durch ;die Voreinstellung der Bezugsspannung bestimmten ieg%l erreicht oder überschreitet, schaltet dieser besondere lri^er-Pegeldetektoi> oder wechselt den Zustand seines *Λεgangsspannun: spegels. Dieser ,/echsel tritt in ,Irt einer ötufenfunlction auf und hut von hier ab keine Beziehung mehr zur Amplitude des einlaufenienöicaialsν das ihn ausgelöst hat. 3o muß .{jeder Xrirger-xeg-eldetektor Sx¹ 1 - ST 20 seinen Ausgang 39 mt der entsprechenden Stufenfunktiori versorgen.

Die Ausgänge der ^.leihe von Schmidttrigger-iregeldetektoren^ sind kreuzweise an den ^fäusgangsseitigen Abfrage- oder Sampling—Jatterni. 1 - Q 20 in der ^eise verriegelt, daß . jeweils nur ein oriinpling—uatter, gleichzeitig durch einen Impuls der „loG-k 1p geschaltet werden k^nn.· 3ie Ausganrssi^nale der Üri^^er-Pegeldetektoreh ai 1 - b'JH 20 aiüssen .. eine geeignete ihsse aufweisen, um" die iiampling-^ratter. *

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"betätigen zu können. 7/enn sie die richtige Phasenicht aufweisen, wird ein Inverter bzw, legator zwischen den Ausgang 39 und die Sampling-Gatter geschaltet, um die Vielzahl von Eigangssignalen so in Phase zu legen, daß das erregte Gatter einen Impuls zum Ansteuern des zugehörigen Impulsformers oder Impulsstreckers abgibt, Das Ausgangssignal des Impulsformers oder Impulsstreckers ist ein Impuls, der seinerseits den Scheitelzähler treibt. Die Sampling-Gatter sind mit G 1 - G 20 bezeichnet und die ihnen züge- - .·

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ordneten Kegatoren mit Γ 1- I 20. Jedes dieser ausgangsseitigen Sampling-Gatter und liegatoren ist ein digitales Logikelement '¹MID" DL 20· (''digital module IiAWD",. ein negierendes "Und"-Gatter) in der Art, wie es im "Computer Control Manual" Seite 5-5OA und 3-5OE gezeigt ist. In beinahe jedem Fall wird die Verriegeluno dadurch erhalten, daß das Ausgangssienal eines jeden ST dem nächst niedrigeren Sampling-Gatter G T- G 20 zugeführt wird» Dagegen ist das Ausgangssignal über den zugehörigen Negator direkt mit dem zugehörigenJ3ampl<ing-Gatter G 1 - G 20 verbunden. Das andere oder dritte Eingangssignal für die Sapypling-öratter vdrd von der Clock 15 mit geeigneter Phase über die*Samme!schiene 57 den Gattern. G 1» G 2, G 3 und«*G 4, über die Sammelschiene 38 den Gattern G 5 — G 10, über-die Seiniielseiiiene 40 den Gattern G 11 - G 15 und über die Sammelschiene 41 den Pattern

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& 16 - & 20 zugeführt, vie ersichtlich, versorgt die BamDielsehiene 37> die den Ausgang der Clock darstellt, auch den DI 20 liegator 42, der die Impulse zur Versorgung der Gruppe von DI 20 iüegatören 43, 44 und 45 umkehrt. Zweok dieser Ifegatoren ist die Verteilung der Last. ..enn der ursprüngliche Clock-Impuls und die sammelschiene *57. die volle Leistung liefern können, vrären diese Eegatoren 42· - 45 nicht notwendig. Der Heg'ator .42 arbeitet nur, wenn sie von dem Ijegator 46 mit einem Eingangssignal

Der ■■■..■

geeigneter phase versorgt werden"^ ilegator 46 ist auch · ■ ein i)L 20, sein Mngang ist direkt mit dem Kontakt P des LiOdus-dteuersehalters 34 verbunden, der auch über die Leitung D an den Schaltkreis in 3?igur 2 angeschlossen ist. Der Ausgang des Inverters 46 ist mit der Leitung E verbunden .

Der Moduskontakt D ist direkt mit der Leitung A verbünden, die ihrerseits in Verbindung' mit der Sammelschiene 37 dem Inverter 47, der auch ein DL 20 ist, ein·Eingangssignal unter geeigneter Phasenbeziehung zuführt. Der Ausgang des Inverters 47 versorgt den ebenfalls als DL 20 ausgebildeten Inverter 48 und liefert in geeigneter Phase die für die betätigung des 3ampling-Gatters G 1 erforderlichen Impulse.

Aufgrund der trennung der digitalen Logikelemente (modules/ DM 20 A, gezeigt auf den Seiten 3-51 bis 3*-66 im "Computer

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Control ...'anual", die mit den Zahlen 1 bis 20 versehen· ^;; sind, werde'n die DkA 2, DLA $ und DkA. 4 Inipuls Strecker als unabhängige ü-ruppe verwendet. Um zwischen 6'2 5 und dem oampling-G-atter Γτ 4 eine dperre zu bilden, wird ein DI 20 in der Art des Inverters 50 verwendet. Der Inverter 50 ist eingangsseitirr mit dem Inverter I 5 und mit- der ■ Leitung ώ verbunden, die an den Ausgang des Inverters 46, der auch den Inverter 42 tastet, angeschlossen ist. Die Ausgänge des Inverters 45 und des Inverters 46 müssen also in ihase sein, damit ein Impuls den Inverter 50 zum Eingang des G-atters G-. 4 durchlaufen kann*

ächeitelzähler bzw·. Stufenzähler

Die Impulsformer oder Impulsstreclcer IAC Di.. 20 A, vvis sie im "Computer Control i.tanual" Seite $-57 und 3-^5 gezeigt sind, sind in den Zeichnungen mit Dl·.;A 1 - DiIa 20 bezeichnet; sie erhalten ihre üingangsicipulse jeweils von den zugehörigen Bampling-'Jattern G- 1 - ü- 20; die Impulsstrecker ihrerseits erzeugen einen Ausgan^siiapuls, ./obei die ersten zehn die Jtuferizähler 1 - 10 direkt versorgen. Jeder (otufenzähler besteht aus zwei Kaltkatho'ienzählröhren, eine zum Zählen der Liner und eine zum Zählen der Zehner, gefolgt von einem sechsstelligen mechanischen Register, das eine Zahl bis zu einer Billion speichern und ausgeben kann (siehe Fig. 12)." ■'

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BAD ORKSiNAL

»■.-■■■

Die Ausg.a&#s.impulse von DMA 1 bis DIAA 20 werden unabhängig durch, da_SKabel J in den Pyritverteilungs-Logik-· Kreis in Figur 2_; geleitet.■_-. -

Die-Ausgangsschaltkreise von Dka 1 bis "Di-IA A- oder einem Yielfach.en_{t ;}alsQ. z. B, -pi.iA.--9 - ΡίίΑ 12^ sind mit einem wählschalterr-.5-1-,..versehen, der mit den Ausgangsklemmen von BMA 1 — DivlA 4 verbunden ist und diese über die Leitung E mit der Zählergrupp.e zum Zählen der Zahl der 1!eilchen, die in die Igei einer vollständigen Erobenanalyse aufgeführten ürößenbereiGhe fallen.- Diese Großen v;erden direkt in Mikron gemessen, ,/enn der ObjektiYtisch 8 mit einer_ Geschivindig^ keit von 1 mm pro Sekunde abgetastet wird, und die Clock 15 bei einer χ aktive c_Auenz von 1 kHz arbeitet, -.vie in der graphisAhen Darstellung Gemäß rigur 10 rezeigt, ändert sich der gemessene oignalpegel "aber verschiedene lliveaus. Die c>tu fenzähler 1-10 in Figur 1 reßistrieren die verschiedenen Fegelhöhen, In der graphischen Darstellung in Pigur 10 sind nur vier Pegel gezeigt, der Kreis gemäßι l^rigur 1 kann jedoch die "Großen bav;. lailchen in zehn verschiedenen arößenbereichen zählen, ^ie analoge Knlrve der Ji'igur 10 ist für nur vier CJrüßenbereicE.e gezeigt, die für beliebiiTe aufeinanderfolgen-^ de yier Impulsstrec^ker ausgewählt sein können und hier ■ zweckmäßig, durch· i,Λ ϊ ->.φ*&1*. 4 bzw. durch· die iächmidttrigger-Fegeldetektorsn';^. 1— οΐ 4 mit fortlinifenden Clock-Iaipulsen bei 1 k^izi}€.kt f rev uenz gebildet werden. Durch .den ersten

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Pegel der Analogkurve wird οι 1 aufgerufen; vor dem fünften Olock-Impuls steigt die analoge Kurve über diesen Pegel an, so daß ST .1 nur vier Impulse in' den cstuf enzahler 1 einzählt. Das nächste Niveau "bzw* der nächste Pegel bleibt über die Dauer von nur vier Clock Impulsen bestehen, so daß der btufenzahler Nr. 2 4 Impulse von o'i 2 registriert. Auf dem oi¹ 3 aufrufende^ Pegel befindet sich die Kurve eine kürzere. Zeit, nämlich nur für die Dauer von drei Clock Impulsen; dasselbe gilt für ST 4, Danach fällt die Kurve schnell ab, und die Anzeige sinkt Bühnell auf öS 2 und bleibt dort für die Bauer von vier Clock-Impulsen, steigt drM wieder auf den dritten Pegel des 3¹I 3 für die Deuer von vier Ciück-Impuisen zxi und fallt denach auf den ersten Pegel zurück, v.o a'j 1 für vier Clock-Impulse aufgerufen wird, und schließlich erfolgt ein £roßer uprün?.;, vsObei der Detektor öl 4 für die Dauer von drei Jlock-Iiapulsen gewählt ist. Dieser ^nstiegsbereich ist so steil, daß er ein Aufrufen der ^v.wischendetektoren Über einen Olock-Impuls nicht, zuläßt, danach .fällt die analoge Kurve auf den zweiten Pegel für die Dauer von vier Glock-Impulsen zurück,- bleibt drei v^lock-Impulee im Bereich des ersten Pereis, wo die-huive. endet. Diese Punkte v/erden in ihre}! zugehörigen Zähler^ bei jedem Clock-Impuls ausgelesen und in den.otufenzählem1 10 registriert. ,

(ie in der !figur 1 gezeigt * -speisen die digitalen Lodulen

... _v -0-0 0816/06 0 1 , .

. r BAD ORIGINAL

11 - DIvIA 20 die Zähler nicht direkt, da diese Zähler zwei Funktionen dienen, die von der Stellung des liodussteuerschalters abhängen. Der obere oder negierte Ausgang eines Jeden dieser Impulsstrecker ist mit einem zugehörigen IAMD PAO- DL 20, hier mit H 11 - H 20. bezeichnet, verbunden, und die Ausgänge von H 11 - H 20 münden in ein ' »Kabel H, um die zugehörigen Zähler P für die Pegel 11 - 20 zu erregen, .t'enn der i»iodussteuerschalter in der Stellung P ist, dienen die Auslesezähler 11 - 20 als fieflexionspegel-Stufenzähler. .venn der Modusschalter in der Stellung ο oder in D ist ν dienen sie als (Teilchen-) Größen-Gruppen-Zähler, Die iigur 2 schließt den Kreis gemäß Figur 1.

Haupt- bzvy. Gesamt zählung .

aus der Figur 2 ersichtlich, xvird die Ge samt zählung, die jeden Ausgangsimpuls der Impulsstrecker DMA 1 - . jJlwA 20" umfaßt,· am Ausgang des Kabels «J erhalten. Die Impulse aus den Impulsstreckern werden durch das K.abel"J dem erweiterbaren Eingang des Dioden^HAND PAC - DG 20 zugeleitet. Die ersten drei Impulse «erden dem.KAlTD 52» der vierte bis sechste Impuls dem NAND 53» die näc&gten drei Impulse dem HAIiD 5^» die nächsten drei .dem SFAJSTD 55» die nächsten drei deiE HAND 56» die nächsten zwei dem NAND 5? und die nächsten zwei dem NAND 58 und der letzte dem FAND 59 zugeführt. Der Zweck . dieser Anordnung zum Verteilen der Ausgangsimpuls© über

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s. BAD

die NAND-Gruppe 52 - 59 liegt darin, daß ein NAND nicht genügend Eingänge besitzt, um alle Impulse in einem PAC zu vereinigen. Die Summe der Impulse der NAND 52 - 59 schafft eine Gesamtzählanzeige, die auf dem Gesamt_&tufenzähler, wie angedeutet, ablesbar ist.

Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 58, das die Impulse von DkA. 1 bis DLA 19 umfaßt, wird dem KAND 60 zugeführt, dessen Ausgangssignal den bis 2,9 i'° zählenden Ge saint zähl er betätigt. Der Gesamt-Stufenzähler liefert die Gesaratanzeige für Eeflexionspegel, deren liefIexionswert geringer ist als 2,9 ^. Um das ITAiTD 60 durchzuschalten, i^r.t es notwendig, daß auf der Leitung £ die geeignete Phase liegt, was nur dann möglich ist, wenn sich der Modus-Steuerschalter in der Stellung P für petrographisehe Analyse befindet. Diese Stellung bedeutet, daß der Gesamtzähler des Reflexionswertes auf einem geringeren .Vert steht als 2,9 % und nur zur petrographischen analyse benutzt wird.

Pyritzählung

Bei der Pyritzählung werden die Ausgangssignale der ^/ Samplin;-Gatter G 2, G 4 und G 5 ebenfalls durch das Kabel J geleitet. Sie werden in ein' digitales Lodul-NAND PAC DL 20, üezugszeichen 61 bzw. 62 bzw. 65, und in das

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BAD ORiGINAL

Basis-Flip-Flop PAO FF 20 der Figur 2 eingegeben. Das Pyrltvert el lungs diagramm ist in 3¹IgUr 9 gezeigt. Bas Aus gangs signal des Gatters G 2 sorgt s.uch für die Einstellung des Basis-ilip-Flop IAG FF 20 durch äetzen von ^I 64- und -/urlcksetzen von IT 65. Das aus gangs signal von G 3 eetzt das Blip-Flop 65 und set&t das Flip-Flop . zurück» .'-..-

Me "logische bchaltunp; für die- Pyritverteilun.; dient zum

^des YorhandeneBins von in Xclgendeif Art iia der verteilt«ii

^- dreier r^rlti, J. h-, solche P-rittellCneii, u.Ie Voll* standig In der ^plastischen L'atrix baw"*'- i»..asse einrehallt sind«

2, Oberflächenpyrit^ dBs ist iyrit, dessen ±.eilchen auf der CberilHche eiaes Kohlenteilchens liegen»

;u Liniiei5ender;Iyrit> das ist fyrit^ dessen ieilchen voll ständig von ilohle uingeberi sind.

Jiese Yerteilun ■> können durch Registrieren der Folge be stinjat weriei:, ait der die kefle&ionspegel auftreten, wenn die 1 robe d-.s Likroskopfeld durchläuft, ,vobei die

f ol_;-en4.e. öys.b-olik verwendet wird:

0 0 9 8 1 B / 0 S Q 1 .

BAD

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1. LIiir für freien ?yrit

2. i.l J... für ü'berf lächenpyrit

^zj. IACiυ.,, für in die .Lohle eingebetteten Pyrit.

Jie drei oignale von den Gettern 2, 5 und 4 in figur 1 werden als ^ignalpegel gewählt, da sie die Lengen der Analysenteile vollständig definieren, d. h. das uatrixsignrl kommt aus dem Gatter G 2, das, Kohlesignal aus dem Jstter G 3 und das lyrit signal aus dem Gatter G 4-, wotei das Ausgangssign;1 eines jeden Gatters über die Leitung J gemä£ Figur 1 der JLeitung J gemäß Figur 2 zügeführt wird*

Im ralle der 2estiniuun_;, von freiem l'yrit v/ird zunächst das j. atrix-.oignal, dos als signal G 2 in der Leitung J bezeichnet ist, bestimmt* f'iesos signal setzt das i'lip-ΓΙορ ..- y+ und setzt das i'lip-rlop :/I'^;.oi> zur'.icz;, ^enn es vorher gesetzt ..orden ist, _ignal -G ?. vvird auch dem „iingeng von .^-_1",^ f1 zugeführt; letzteres ist vorläufig; jedoch noch unbe&chtlicir * . . _

-i/ij.8 nächste signal bei der L^stiuiiun;. des freien lyrit-/•ehriteo ist d-s ci;ual vo^ G'tterG ^;. . ^as 'L- 4-_ignal i"r den Pyrit-ie-gel gibt ein .ignf-,1 auf einen _-inrgiig des -.egctors 6J. lJer Ausg-mig des Jiegstcrs *S-j ist mit dein Eingang von ITAKD 6£ und 67-iVerbunde.n, ^ so daß

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"Xr -r.t v.

BAD ORIGINAL

ein Signal des Negators 63 in. Verbindung mit dem gesetzten bzw. aufgerufenen Ausgang des Flip-Flop 64 über .66 ein Üignal erzeugt, welches das Flip-Flop 70 setzt. i)ie nun im Flip-Flop 70 registrierte Information ist eine »Speicherung der Folge des iiatrixsignals und des sofort folgenden Pyritsignals.

Bei der Feststellung der Verteilung von freiem Pyrit ist das nächste auftretende.oignal das Matrixsignal G 2, das jetzt das Eingangssignal für den Negator 61 darstellt, dessen Ausgangssignal den NAND-Gattern 72 und 74- zugeführt wird. Dieses Bignal wird mit dem aufgerufenen Sig— nal des ,/lip-Flop 70 im NAiTD 72 zusammengefaßt. Der andere Eingang: des Negators 72 wird mit dem Ausgangssignal des iTAITD 76 versorgt, dessen Eingangsklemme mit dem Kabel A verbunden ist, das von dem D-Anschluß des geerdeten Modus-Steuerschalters kommt. In dieser Schalterstellung; hat das Aus gangs signal des ITAHD 76 stets eine solche Phase, daß die eingangsseitig mit dem MHD 76 verbundenen NAND-Gatter 72, 73 und 74 bei geeigneter Kombination ihrer anderen Ein^angsklemmen ein Ausgangssignal· ergeben. Bei dem oben beschriebenen üchaltablauf gibt NAND 72 Jetzt ein Ausgangssignal an den Impulsstrecker DMA 77» dessen Ausgangssignal den Zähler für freien Pyrit, um einen vV'ert vorstellt. Der Ausgang des Impulsstreckers PMA 77; ist auch mit einem Eingang

BAD OBlQINAL

des luiiD-Gatters 30 verbunaen. .«ährend des Einschreibens des Signals in den Zähler für freien Pyrit gibt IiAiNlD 80 ein Ausgazigssignal ab, das mit dem geeigneten über das Kabel F eingegebenen Signal der Clock 13 im NaIID £8 verknüpft wird. Das Ausgangssignal des ii'Aiiü-Gatters 68 setzt beide Flip-Flops 70 und 71 zurück, so daß diese nun für die nächste Signalfolge bereit sind.

Die nächste mögliche Signalfolge ist diejenige zur Ysrteilungsbestimmung des Oberflächenpyrits, ^abei ist das erste signal v/ieder das G2-Latrixsign3l, das das i'lip-Flop 54 setzt und das Flip-Flop 65 zurücksetzt, .«iederuii. ist das nächstfolgende oignel das Pyritsignal G 4, .das im IiIiMD 66 mit dein vom Flip-Flop 64 koiumenden katrixsignal verknüpft /ird, um das Flip-ΐΐορ 70 zu setzen.

Das nächste oiyaal in dieser Folge ist das Kohlesignal über G 3* welches das flip-Flop 65 setzt und das Matrix-Flip-Flop 64 zurücksetzt. Auch das Signal von G 3 wird dem Eingang des legators 62 zugeführt, dessen Ausgangssignal im JNTAiTE 73 mit dem Ausgangssignal vom Flip-Flop 70 verknüpft ;?ird. Der andere ün_t-ang des Ä^rAN'D-Gatters 73 --ird ebenfalls vom Negator 76 versorgt, der von dem ,/ählsch&lter, wie vorher besciirieben., in geeignete Phase gesetzt ist. IiAKD 73 gibt einen Impuls an den Impulsstrecker D_A.iA

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ab, der seinerseits einen Impuls erzeugt, um den Wühler i'ü'r LLerflächenpyrit um einen ,»ert vorzusetzen. Der .ausgang·- von DuA 7& ist ebenfalls mit ΙΪΑΙΪΙ) SO verbunden, das nun einen Impuls zum KAIiD 68 durchsehaltet, wo er mit dem über die Leitung F laufenden geeigneten Signal der Clock IJ verknüpft wird» Das Ausgangssignal des ILJiD-Gatters 68 .setzt die.Flip-Fiop"70 und ?1» wie oben beschrieben* zurück*

Die Sign&lf&lge im Falle der Verteilüngsbestiiianung von elngesciilössenam Pyrit ist wie folgt: Zunächst wird das * ^irn-il für Xohie von G 5, dan-pöh das Siraal für tyrit Von i 4 an.elegtj ./ora-uf sofort (.vieder) ein Kö"h,lesignal α 5 iclrt» jei 'Einlaufen des Kohlesignals G J wird das j?lip-, lop 65 t'&sstzt UH3 dss Pllp-xlop 64 zurucks-'esetst^ ν,-ie GCnii. beschrieben» -Sobald das oign&l für Pyrit von j 4 anlieft, wird das Ausgangs signal von G 4 ir.it den. AüögG-ni?sBif"ir:^:"i des-Plip-il-Op 65 im Ι.Αιΐΰ 67 v&i'knüpft, dessen ^u^cangselgnal das Fli- -5lop 7Ί setzt. Das nächste oi~n-i2. ist wieder das ILohlesignal von G-" 3» das-dem .-incf.n des .«-caters f--2 zurefüh^t Vflrd, dessen Ausgongssirrn-sl mit dei: Austral;*5ε-1 ~nal des Kolile-Pyrit-iflip-Flor 7^ I- IΆJD 73 vericnürft .vird. CaS Ausgi-n^ssirnal des ivAi;D-3ptters.-75 wira an len ...inr^ng des Impulsstreckers-. 2«lA 79 gelegt, dessen Au.v^-i:;^ssirnal ein" .»eitersählen des Dehlers für hiossinei: l-jrit bewirkt, v/obei das Aussangssignal

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ein ..'eiterzählen des Zählers für eingeschlossenen Pyrit bewirkt, wobei das Ausgangs signal des HMD 80 wieder mit dem Clock Impuls im ItAUD 68 verknüpft wird, so daß die Flip-Flops 70 und 71 wieder zurückgesetzt werden. Damit ist der logische üchaltablauf bei der Untersuchung der Pyritverteilung abgeschlossen. Dieser Schaltablauf isi> in Figur 5 in einem die einzelnen Impuls-Signale bis zum Zurücksetzen darstellenden ochaubild graphisch veranschaulicht.

•Teilchengröße

-iUfgabe ist hier die Untersuchung der Größe der Pyritteilchen oder der Kokswandsstärke und des Koksleerraumes, v'/obei im folgenden die Größen in i.iikron ausgedrückt werden.

Unterhalb 4 oder 0 bis 3 soll der erste Pegel sein, der zweite 4 - 7₅ der dritte 8 - 15₅ der vierte 16 - 51, der fünfte 32 - 63, der sechste 64 bis 127, der siebente 128 bis 255, der achte 256 bis 511? der neunte 512 1023, und über 1024 der zehnte Pegel der mit P 11 bis P in Figur 2 bezeichneten Zähler.

.<enn sich der Objektivtisch 8 um einen millimeter pro oekunde bewegt, und wenn das Photovervielfacher-oignal

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BAD ORfGfMAL

mit einer 2erh.aclcerfrequ.erLz von 1 kHz zerhackt wird, stellt jeder Impuls ein Mikron dar.

Die Reflexionspegel können nach ihrer Teilchen-Größenverteilung eingeteilt werden. Dies geschieht zweck-' mäßig durch die dignale von DMA 1 _ DMA 4-, selbstverständlich können auch, die signale von beliebigen anderen Impulsstreckern der Schaltung gemäß Figur 1 benutzt v/erden., vie oben beschrieben, werden die Ausgänge von DlIA 1 - DMA 4- durch, den v/ählschalter ^A selektiv aufgerufen, ./obei das Signal des getasteten Ausgangs gleichzeitig den Binärzählern BO 1 - BG 12 und dem Negator 81, wie in l^igur 2 gezeigt, zugeführt wird. Jedesmal, wenn der Binärzähler um eine otelle-.vorrückt, öffnet sich ein Gatterkreis und alle anderen sind gesperrt. Grundsätzlich umfaßt die Technik zum Kategorisieren der Größenverteilung das Auffinden eines Impulszuges aus dem gewählten Reflexions- oder Spannungspegel und das Zählen der aufeinanderfolgenden Impulse in einem Binärzähler, wobei gleichzeitig das Vorlaufen des Binärzählers in einer getrennten Einheit von oben erwähnten Speicher-Flip-Flops FF 20, die mit dem Bezugszeichen YS 101 - FF 109 versehen sind, registriert wird. Während-der Impulszug gezählt-wird, wird ein Zeitgeberkreis betätigt, um den Impulsabstand zu bestimmen. Der Impulsgenerator überwacht die Eingangs-"

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impulse und taktet die Intervalle zwischen den Impulsen. Jedesmal, wenn die Impulse langer als eine gegebene Zeit ausbleiben, erzeugt dieser Schaltkreis einen Gatter_ oder Ausleseimpuls und ein .^dditionswert wird durch das getastete Gatter in dessen Kategoriezähler eingegeben. Am Ende des Gatterimpulses werden der Binärzähler und die die Gatter setzenden Ilip-x'lops zurückgesetzt, so daß sie für den nächsten, von dem entsprechenden Impulshöhendiskriminator abgegebenen Impulszug bereit sind, ./enn die Impulse für eine vorgegebene Zeit ausbleiben, schaltet der Zeitgeber-Kreis das zuletzt durch d^s Vorrücken des "r,inärzählers erregte Speicher-j'lip-Flop an den aufzeichnenden Zähler; während des Ausleseimpulses ist der jinärzähler auf i.ull zurückgesetzt. Am. i,nde des Ausleseimpulses werden die öpeicher-ilip-jilops auf ^uIl zurückgesetzt, so daß der gesamte Kreis den nächsten Impulszug einordnen und speichern kann. Die Arbeitsweise der Binärzähler ^C 1 3C 12 ist vollständig auf den Seiten 3—1 bis 3-3 des "Computer Control iüanual" 71 - 113B beschrieben; sie ist graphisch in iirnir 8 dargestellt.

'Es soll hier der ]?all betrachtet v/erden, daß der durch das Signal gewählte leibhenpegel sich über zunächst sechs und danach sieben iuikron erstreckt, wie in ?igur 11 gezeigt, wobei· der Objektivtisch um einen Betrag von 1 mm pro Sekunde verschoben wird, und wobei die Clock-Pre-

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quenz 1000 Impulse pro Sekunde beträgt» Dies führt zu einem Impulszug von sechs mit Clock-Frequenz aufeinanderfolgenden Impulsen. Bei einem Impulszug dieser Länge ändert der Binärzähler BC 5 einmal seinen Zustand/ Dadurch wird das Flip-Flop FF 101 gesetzt, Gleichzeitig wird dieser Impulszug über die Negator en 81 und 83 an die Eingänge der- Impulsstrecker DLiA 82 bzw. DMA 84 gegeben. Die Negatoren 81 und 85 sollen die Phase der Signale umkehren, bevor sie den Impulsstreckern zugeführt werden. Demzufolge sind die einzelnen Ausgangsimpulse der Impulsstrecker 85 und 84 um 180° voneinander phasenverschieden und leicht überlappt, so daß nicht beide Eingangssignale mit gleicher Phase an das NAKD 85, ein DL 20» wie ._auf den Seiten 5-50 A bis 3-50 E/F im "Computer Control i.ianual" gezeigt, angelegt werden können, solange ein Impulszug da ist. Am Ende des Impulszuges können jedoch beide Impulsstrecker MA 82 und DMA 84 in ihre Ruhestellung zurückfallen, wobei beide Ein&angssignale gleichphasig an dem IiAlTD 85 anliegen, dessen Ausgangssignal am Impulsstrecker DMA 86 einen Impuls auslöst, der über die Leitung 29 auf einen Eingang des DL-NAKD 95 gegeben wird. Die anderen Eingangssignale für das NAlTD 95 laufen über die EaM B und D. Die Phase des über die Leitung D

ist
laufenden Signals 'aufgrund der Stellung des Llodus-

Wählschalters richtig, und auch das andere Eingangs-60 9816/06Ö1

signal dös NÜte-Sätters' 93 ist in geeignet ei· Ürhäs"e$ "big däis Ende einer Abt&stperiöde erreicht ist* infolgedessen gibt IiAHi) % ei&en iifipülö auf die _; Negatofen 94- und 9Γ-» die ihfeioeitg tie äusgaiigsseiijigeh ääfflpling=NikNB^Gätte"r 111 - 11? fezw» H6 - 120 duröhßbhäitöfl» üäö 'ο3?ξϊ@ MNi) 94 geiiaiti-fe das gättei' 11^ durch $ tag ein Signal feil den Li abgibt j so daß BÖ ^ gininei seinen 3üsiiäiid aii Dies £iikrij züiti Netzen deö fflip-ilögB ΊΟΊ § vrelölies das fiiji-fiöp dei* höißiis-feen ürdnüfig in ge get it er dteüüng iät, d* hi § daß bei einefe iiSpUis^üg von öeöhs nüi bei dem Mfrie raus Ie se gatter ΛΛ2 alle jiincäiigß signale die richtige Pniise bfesitzönä Jlip-.löp iöi .nifde gesetzt * FUi)-Jl©p "1O2 ist aööh züriiekgesetitj wobei sein dabei vorliegendes AUggangsBigh^l die riölitige ih&se hat und mit del AUigBngggignei des geSetzten ülip-^löps 101 i& ίτΜΰ 1Ϊ2 verknüpft -/iid und öiit äem vöru ITÄi-.i) 94- kGirmeiideh iLüsleieiiiptils &n dein Eählcraüäiese gatter 112 eine'fi. Äü§iangäiiflpül§ erzeugt _s der den Zähler ITf* 12§ der" dem -tereieh von Vitf Isi^ sieben iiikrüM ist, um eine Jtelle

D&ö näöh^f;te iii ÜgUr Ii r-e^e-igte äign?! vviigt sieben pulse auf, die in die. Biii&r^ählei⁴. m 1 « i'J 1£ und elei§ iseitis in die r.egc.töreft Si und gp einr;etactet werdin üitd von dort den itoül§ets?§eke^n ig und Wv uäd äei& ;τλι«£ Β5

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SAD ORiGiNAL

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zugeführt -werden. Das Aus gangs signal des liAliD-G-atters wird.dem Impulsstrecker DMA 86 zugeführt, um NAND 93 zu setzen, und damit die Negatoren 94- und 95 aufzurufen. Auch dieser Impulszug weist mehr als drei undweniger als acht Impulse auf., Das Signal stellt ein Sieben-Mikron-.iignal dar. Infolgedessen ist der Negator 94 wieder zur 'selben Zeit erregt, so daß das gleiche Signal den Binärzähler BC .3 treibt. Dieser Zähler setzt das Flip-Flop ΪΤ 101 und von dort das Auslesegatter 112, das den Zähler Nr. 12 für^! den Λ bis 7-Mikron-Bereich um eine Zahl vorsetzt.

. Ein Impulszug einer anderen Länge aus dem gewählten Pegel würde den Zähler auf die oben beschriebene .»eise um einen größeren oder geringeren Grad vorrücken, während der Ausleseinipuls-Zeit wird die Ausgangssignalphase des impuls Streckers DLiA 86 durch den Hegator 87 umgekehrt und durch die Negatoren 89 und 90 verstärkt, deren Ausgangssignale alle Stufen bzw. otellen des Binärzählers durch Anlegen eines Impulses an die Klemme 19 aller Binär zähl er I⁵AG¹S zurücksetzen. Dies findet am Ende eines jeden Signals statt. Das Ausgangssignal des Negators 8? wird auch dem Eingang des Impuls-*· Streckers DMA 88 zugeführt, dessen Ausgangssignal .durch die Negatoren 91 und 92 verstärkt wird, um die Größen-Zähler-Spe-icher-i'lip-Fiips 105 - 109 bzw. 101 - 104 zurückzusetzen, Der Impulsstrecker DMA 88 wird an der RÜckflänke des von 86 kommenden Impulses getriggert, wodurch eine Verzöge-'

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rung im Zurücksetzen des Speicher-Irlip-i'lops erfolgt, um eine völlige Auswertung der Auslesegatter vor dem Zurücksetzen der bpeicher-Flip-lPlops zu ermöglichen. Im Falle mehrfachen Löschens dieser Logikelemente können Hegatoren vorgesehen werden, die zur Vergrößerung der Kapazität parallel geschaltet sind, v/ie beispielsweise im Falle der negator en 89 und 90, um die Binär zähler . zurückzusetzeil, sowie auch im Falle der iiegatoren 91 und 92 zum Zurücksetzen der Bpeicher-i'lip-x'lops. Die Logikschaltung in diesem System ist so aufgebaut, daß im Gesamtsystem entweder positiv arbeitende oder negativ arbeitende Logikelemente verknüpft werden können, um die gewünschten Operationen durchzuführen.

»j'enn der Objektivtischantrieb sich während des Zählens eines besonderen Pegels in der Binärzählerlogik einer Endstellung nähert, setzt ein Schaltkreis den Zähler zurück, sobald der Objektivtischantrieb den ^renzschalter Lo 5 oder LS 4 betätigt (Hg. 4). Der Grund für dieses Zurückstellen liegt darin, daß ein untersuchtes i'eilchen noch nicht über die volle Größe abgetastet ist, wenn der Objektivtischantrieb seine Endstellung erreicht. Daher wird jede Information über ein solches Teilchen gelöscht, bevor sie als falsche Information registriert wird. Dieser Löschbefehl wird durch Erregen des Relais HLB (Fig. 4) bewirkt. Die Kontakte von ELB sind in Figur 1 gezeigt.

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Das SelMMii&B sehiägi üfii und fcelirij äi§ Stellung de§ Flip-Flop^ i4 ußi| wödürön üläea? i&S Mbe! B §in öigüäl an 1MB 95 gelegt WIM₄ 4ä§ v8J?liiJiäSft _§ taß öiü Signal aus d§n Ci^oBea-Eaiilei-Ausleoegattiiii ausgelesen viii?a.| wenn die iiapüi§Stj?eöker in deffi Iiii|3iii§-ziig-i:u§ni;3?6ilkreis aüsßetsäeii* Dag fcüriieksgfeziöfi deüt? bpeiöh@i-FliiEJ-ilö|jg lind deä Biiiäi'zäliBi's geht öiiön in dieäöäi 3^sall v/ie §beii besßiipie&en VOi^ eösei 4§ηη₄ daß tie Aiislfesegatter niön-fe errögt 'sind', die Ϊ nie Filiation wird daiit^j c ti ift dem Liiiar zähler üild den .apfeicher-ilif-Fiöpä düieli Zürüöksetzen derseitieri ge lösönt * .

i¹ 4 äseit-t, daß del* i&&is dii¹ das iteläis üLS erregen= den döh^lter L' | liiid i,S ^ diiröli deii iii Prüf Stellung; %efindlieken i ruf eciislfcer überBrabkt; werden käiiii, um den BetrieB des Batenakküi?üiat;örs M prüfgri* ^oäüröh die üfeellung der ^eifeiBkantäkte iiLü i und filiS k iestg^stellt wird* iigür" h feeigt auch die .jt^rijfaätdi die dag iiLjt-iisiäis über die ..stößdrHiölrbaEfce erregili B&ts nörliälervTeise "aiieSzögeiiö Heläis des V-öieinröBtielllön gRnleri M nlilii dön Eleinin- oder Hkltekreis des äsIj,is a3jA über d|J| nöa?inaieiw§i&e ofieheii KLk. *i«

©IThe% bei Betriefe d§ii nötkaierweis -2-ivöh-täÄti.| der, üie in Fiflir 5 gezeigt b verbünden

ik den ligüren 5 und 5 gezeigten Zeitdlarrs=jDi§ stellen

die I'ätigkeit der Größeneinteilungszi-ihler dar* jJas Diagramm in Fig. 5 stellt den Impulszug dar, auf den bei der Beschreibung der Arbeitsweise des Binärzählers und des den Impulszug timenden Kreises näher eingegangen wurden« uer erste in diesem Diagramm gezeigte Impulszug weist acht Impulse auf, die von einem Pyritteilchen von acht Mikron Länge erzeugt sind; die Niveaus bz;/. Pegel sind zusammen mit Markierungslinien des ::atrix-, Kohle- und Pyritbereichs gezeigt. Dieser Prozeß entspricht der oben beschriebenen Arbeitsweise der Einärzahler und der Auslesegatter«

I^;igur 6 zeigt in einem Zeitdiagramm die ^rbeits /eise der Impuls Strecker jjLiA, die die Länge eines zusammenhängenden Impulszuges von, wie beispielsweise in Figur 5 gezeigt,. acht Impulsen bestimmt.

jemäß Figur. 7 arbeiten die Pegeldetektoroii in fünf verschiedenen l'egeln, wobei jeder Pegel zv/eckmäßirerweise fünf Einheiten darstellt. Me analoge i.urve beginnt bei iiull und läuft anschließend bis zum höchsten Pegel, einen mit 210 bezeichneten .,ert von 20, sie fällt danach v/ieder bis" auf das erste Niveau bei etwa 3, bezeichnet mit 211, ab; danach steigt sie bis zum z.veiten legel an und fällt wieder auf das erste xTiveau bei 212 ab; danach steigt sie auf das bpitzenniveau 213 an und fällt zurück auf das erste

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- Ar--

Niveau "bei 214. Diese Aufzeichnung stellt eine' dem Verstärker 24 zugeführte analoge Spannungsablesung dar. Der Ausgang der Clock 1.3;, die, «ie oben erwähnt, die Auslesegatter G 1 bis G 4- aufruft, wird durch das Zeitdiagrainm dargestellt. Nur der Anf angab er eich eines ■jeden Clock-Impulses wird zum Aufrufen der Auslesegatter * und der Schmidt-Trigger ST 1 -■ ST 4 verwendet; er ist durch die Clock-Impulskurve dargestellt. Der Anfangsbereich der Clock-Impulse ist von Null bis -6 Volt und dauert 6/10 einer Mikrosekunde.

die analoge Kurve zuerst den Pegel 5 kreutz, springt der Schmidt-Trigger ST 1 von -6 auf Null. Das Ausgangssignal dieses Schmidt-Triggers wird als digitaler Impuls über den Negator I 1 an das Sampling-Gatter G 1 gelegt. Wenn, die Eingangsphasen an den drei Eingangsklemmen des Sampling-Gratters G 1 gleich sind, so trifegert dieses Gatter den Impulsstrecker DIvIA 1. Dies geschieht zu Beginn des vierten Clock-Impulses, wie durch die vertikale Markierungslinie in der ST 1-Kurve angedeutet.

W"«nn die analoge Kurve das nächste Niveau 10 durchläuft, wird der "Schmidt-Trigger ST 2 erregt, wobei jedoch der Impuls 1-30 bis zum Eintreffen der Anfangsflanke des einen Ausleseimpuls 131 auslösenden fünften Clock-Impulses nicht durch das Sampling Gatter G 2 abgesetzt werden kann. Die

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analoge Kurve ist hier ziemlich steil und durchläuft das dritte Niveau 15 kurz nach dem Auslösen des Ausleseimpulses 1J1 und setzt den Schmidt-Tri. ;ger oü 3 nach Einsetzen des Glock-Impulses 5« Die analoge Kurve durchläuft den fünften Pegel 20 vor Einsetzen des nächsten Clock-Impulses, der ein Auslesen aus dem ochmidt-Trigger ST 3 verhindert, jedoch ein Setzen des Sehmidt-Triggers ST 4 und das Auslesen desselben, -.vie bei 132 gezeigt, zuläßt.

Beim Kücklauf setzt die analoge Kurve den Jchmidt-ilrigger 3 bevor der Schmidt-i'rif.ger ein Signal abgeben kann; hierbei findet im wesentlichen derselbe Vorgang statt, wie beim Kurvenänstieg. Der Schmidt-Trigger ST 2 wird gesetzt, und erzeugt bei Beginn des siebenten Glock-Impulses das Auslesesignal 133· «enn die Kurve weiter fällt und den zweiten Pegel 10 durchläuft, fällt der ST 2-Impuls wieder auf -6 zurück. Die analoge Kurve fällt weiter und durchläuft das erste Skalenniveau 5» v/odurch der Schmidt-Trigger wieder zurückgesetzt wird, und zwar hinter dem Anfangsbeyeich der timenden Kurve. Daher kommt der Clock-Impuls zu spät, um das Sampling Gatter G, 4 zum Signal-Auslesen aufzurufen. · '

Der aus dem Sampling Gatter G 1 ausgelesene, mit 130 bezeichnete Impuls betätigt den Impulsstrecker DMA 1, der seiner-

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seits den echeitelzähler 1 erregt. In gleicher ..eise erregt der Leseimpuls I5I des Gatters G 2 den Impulsstrecker DM 2, der seinerseits direkt den Schei1fa.zähler 2 um eine ,Zählung vorrückt.

Da das Sampling Gatter G 5 nicht auf Durchlaß geschaltet war, erscheint kein Impuls am Scheitelzähler 5» der Äusieseimpuls 152 vom Gatter G 4 setzt jedoch den Impulsstrecker DiUA 4 für den Scheitelzähler 4» oo «mrden auf der aufsteigenden Kurve nur drei von vier möglichen Leseimpulsen ausgelost, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Kurve sehr steil war und die Clock nicht rechtzeitig am dritten legel das'.Auslesen tiiaen konnte. Dies schafft natürlich ein genaueres System, denn die Kurve ist so steil, daß sie einen ganzen Tegel durchläuft,.bevor registriert wird, daß es in dem durchlaufenen tegel keine i'eilchen gibt,

£>eim Abfallen der Kurve tritt die gleiche -chivierigkeit auf, da ein möglicher Ausleseimpuls innerhalb von 1,2 Likrosekunäen vorliegt, der die Lntfernunr- zwischen den AusIeseimpulsen 1^2 und 135 darstellt. Auch die nächste ^astunr- in ikalenpegel 1G fällt fort, da die Kurve des te ge Is 1C vor dem Ende des achten "Jiiaingimpulses von ■ :;ull aui' -G abfallt, und die analoge Kurve durchläuft den el "_r- ^,vischen äeis siebenten und deui elften Impuls der

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'fiming-Kurve. Daher werden durch die betrachtete Probe nur drei Ausleseimpulse von möglichen sechs erzeugt, wodurch ein hoher Grad an Genauigkeit durch das hier betrachtete oystem erzielt wird, da keine falschen Ablesungen ausgelöst werden können«

..enn man die Fe gelbe Stimmung anstelle der oben beschriebenen ersten vier »Scheitelzähler mit ihren zugeordneten ochmidt Triggern mit 20 Schmidt-Tri-gern und entsprechend vielen ücheitelzählern durchführen würde, »vürde die Pegel-Skala weit mehr Ablesungen aufweisen; für manche Untersuchungen sind jedoch Ablesungen in nur einigen Niveaus günstiger.

V.ie oben beschrieben, kann der Objektivtisch 8 eine Abtastbewegung ausführen, um die Probe 4- über das Iuikroskopfeld auf einer geraden 3ahn mit konstanter Geschwindigkeit durch den Objektivtischantrieb und den 'Treibriemen 11 zu bewegen. Die Probe wird gemessen und danach in umgekehrter Richtung auf einer parallelen Bahn zum Abtesten über das Liikroskopfeld zurückbewegt. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis die gesamte Oberfläche der . Probe 4 abgetastet und beobachtet ist, und bis die Daten den Zählern übermittelt worden sind.

In den Endstellungen des Objektivtisches 8 werden die

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Grenzschalter LS 1 und LS 3» wie in Figur 3 gezeigt, geschlossen» Gemäß Figur 3 fließt der Strom von L 1 über den Grenzschalter L3 1j der normalerweise offene Kontakt LS 1 A führt den Strom durch das Relais RL 1 zurück zur Leitung L 2 und erregt dadurch das Relais. Der normalerweise offene Kontakt RL 1 A führt den Strom durch, den * normalerweise geschlossenen Kontakt EL 4 A und erregt das. von der Leitung 1 zur Leitung 2 führende Relais RL 3.

Das Relais RL 5 wird über den normalerweise offenen Kontakt RL 1 B erregt» Wenn das Relais RL 5 anzieht, schließt es über seinen normalerweise offenen Kontakt RL 5 A und seinen normalerweise geschlossenen Kontakt RL 2 A einen Haltekreis. Eine Gleichspannung für die Widerstandsbremsung wird an die Wicklung des Abtastmotors 20 über den Kontakt des Relais RL 3 angelegt, dessen Hormalstellung offen ist» Der normalerweise geschlossene Relaiskontakt RL 3 A leitet den Strom direkt von der Leitung L 1 zu dem normal geschlossenen BL 5 A Kontakt und zu dem normalerweise offenen BL 5 B Kontakt, und da das Relais RL 5 erregt ist, fließt der Strom über die Dioden D 1 und D 2, den 150 Obm-Wiäeiistand B 1, den RL 3 A*Kont_akt uad 4en RL 3 B-Kontakts duroa die Widerst andsbremsenspule 121* Die Widej?gijimdsb3?«ia8uae des j Indeapttotors 16 erfolgt, wenö, eine leonielspannuög an "beide Wicklungen 122 und ISJ des IiuieaUlotftvi Ii tmä Ü^tr Kondensator 0 1 angelegt wird.

In der Anfangsstellung wird der parallel zu AL 5 D geschaltete, normalerweise offene Kontakt L3 6 A durch den an dem oteuerantrieb befestigten Nocken 18 geschlossen gehalten, »enn das Relais EL 5 D erregt wird, öffnet sein Eontakt RL 3 C und sein Kontakt HL 5 D schließt, wobei die Spannung von einer Seite der Kapazität C 1 abgenommen wird und der l^iotor in Uhrzeigerrichtung läuft. Der Index-Motor läuft so lange, bis der Zapfen auf der Antriebsscheibe auf einen Anschlagnocken auf dem Schneckenrad trifft und LS 5 betätigt wird. Der Grenzschalter LS 5 erregt über seinen normalerweise offenen Kontakt LS 5 A das Eelais RL 4. Sobald RL 4 erregt ist, schließt sein Haltekontakt RL 4 .H entweder über den Kontakt LS 6 B oder den Kontakt RL 1 A und RL 4 H einen Stromkreis, um RL 4 erregt zu halten. So bleibt das Relais RL 4 so lange erregt, bis das Relais RL Λ abgefallen und das Relais LS 5 freigegeben worden ist.

Wenn das Relais HL 4 erregt wird, öffnet der Kontakt EL 4 A den Kreis des Relais RL 3. Der Abtastmotor 20 läuft nun auf der wechselspannung an der einen Seite des Kondensators 0 4. Der Nocken gleitet und der Obdektivtisch bewegt sich

von links nach rechts, wobei der Granzscnalter LS 1 öffnet] und sein Kontakt LS 1 A den Kreis des Beiais RL 1 öffnet. ·■

Wenn das Relais RL 4 erregt wird, öffnet seiB normalerweise

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geschlossener Kontakt HL 4 A den erregenden Kreis BL 3 A, und wenn der liocken 21 den Grenzschalter LS 1 freigibt, öffnet dessen Kontakt LS 1 A den Kreis des Relais EL 6, wobei durch Offnen des Kontaktes BL 6 Δ das Heiais El 5 A abfällt. Sobald das Heiais EL 3 abfallt, öffnet sein Kontakt RL 3 D, und sein Kontakt BL 3 C schließt, wodurch der Index-kotor 16 umgepolt wird und in Uhrzeigerrichtung in seine ursprüngliche Stellung bis zum Grenzschalter LS 6 läuft. Dadurch wird dem äotor 16 über den Kontakt Lo 6 A eine Erentspannung zugeführt.

üer Attastmotor 20 betätigt den öffnenden Grenzschalter LS 1, der den Kontakt LS 1 A öffnet, um das Relais ItL 1 zum Abfallen zu, bringen; danach läuft der Abtastraotor so lange weiter, bis der liocken 21 die Grenzscualter LS 2 und LS 4 an der entgegengesetzten Seite des Objektivtisches betätigt. Der betätigte LS 2-Schalter schließt seine Kontakte LS 2 A, wodurch das Beiais RL 2 anspricht.

Das Relais RL 2, erregt das lielais RL 3 über den Kontakt RL 2 B und den nonaalerssreise geschlossenen Kontakt BL 4 A. Relais EL 2 öffnet seinen normalerweise geschlossenen Kontakt EL 2 A und laßt dadurch das Relais RL 5 abfallen. jjas aigefallene Relais KL 5 schließt seinen normalerweise geschlossenen Kontrikt RL 5 A und Öffnet seinen normalerweise offenen Kontakt EL 5 Bj der die Drehbewegung des

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Abtastmotors 20 -umkehrt und den Objektivtisch 8 von rechts nach links antreibt, wodurch eine vollständige Hin- und Herabtastbewegung bewirkt wird. Diese Abtasttätigkeit wird bis zum .abstellen fortgesetzt.

Anhalten bei einem beliebigen 1-unkt des Abtastzyklus wird durch Schließen des Stop^rschalters 125 erreicht, der das Kelais HL 6 erregt. Bei erregtem nelais HL 6 erfolgt durch den Kontakt KL 6 A eine ..iderstandsbremsung des Abtastmotors durch Offnen_# des Kontaktes xiL 3 B und Schließen des kontaktes RL 3 A. Der KL 6-Relais-Kontakt IiL S B -,vird ebenfalls geschlossen, um eine Bremsspannung an dem Index-Uotor 16 anzulegen.

Der Gehäuseschalter 12G liegt mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt RLA 2 des Relais JcL 1 parallel, um die Einheit zurückzustellen. Nach dem Schließen des ..Schalters 126 wird das Relais RL 6 erregt und beim nächsten Erregen des Relais RL 1 schaltet der Schalter 125 diese zwei Relais parallel.

Die Grenzschalter Lo J und LiS 4 sind in ]?igur 5 oberhalb der Grenzschalter LS 1 und Lo 2 gezeigt. ZIe auch in Figur 4 gezeigten GrenzSchalterkontakte Lo 3 und Lo 4 im Kreis des RLB-Relais, sowie ein otopschalter 127 sind in

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Reihe geschaltet. Der Stops'chalter 127 ist in seiner normalen Lage geschlossen, Durch öffnen dieser Kontakte kurz vor der _etätigung des Grenzschalters LS 1 und Lo 2 fällt das Steuerrelais HLB ab und verhindert, daß die Zählanzeige während des Indexzyklus registriert wird,

»Vie schon oben erwähnt, liegt die Länge bzw. Breite eines zu messenden.,Kristalls oder eines anderen Gegenstandes in -der Größenordnung von Mikron. Das durch das luikroskop sichtbare Feld kann verändert werden, um einen Krie stall genauer zu untersuchen, oder um eine Probenanalyse über eine Fläche durchzuführen, die kleiner ist als gewöhnlich, wie z. B. kleiner als ein Mikron, v/enn also das Sichtfeld des Mikroskops 1 verkleinert wird, kann eine genauere sowohl quantitative als auch qualitative Analyse der Probe vorgenoiamen werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man eine Blende am Brennpunkt des Mikroskops einsetzt. Wie in Figur 14- gezeigt, besteht die Blende 200 aus einem 1-lattenhalter 201, aus irgendeinem geeigneten Material, z. B. liessing, mit einer zentralen öffnung 202. Die bchultern 205 im zylindrischen Teil 204 der Öffnung 202 trage-n die Platinblende 205, die eine sehr kleine öffnung, dargestellt durch die Linie 206, besitzt. Der Durchmesser dieser öffnung kann 20 Mikron oder weniger betragen. Diese öffnungen werden durch sehr genau ge- ·^:--^:

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bohrte Löcher in der Lutte der Platinblende gebildet. Sie werden durch Laser geschnitten und sind in verschiedenen Größen auf dem Markt erhältlich. Der Plattenhalter 201 gestattet ein Austauschen der Ilatinblende 205» von der das .öichtfeld des Mikroskops abhängig ist. Der konisch ausgebildete Teil 207 der öffnung 202 ist auf die mit der Okuleranordnung des iikroskops 1 untersuchten Probe gerichtet und läßt Lichtstrahlen in geeigeneter .eise auf die öffnung 206 einfallen.

Als Beispiel für das Verändern des mikroskopischen Sichtfeldes wird angenommen, daß das Hikroskop ein 60 X Objektiv und ein 8 X Okular (Gesamtverstärkun?; 250) besitzt; dabei ist der Durchmesser der öffnung; 206 in der Platinblende 200 I.ikron, das Sichtfeld 4,4 Likron; mit einer öffnung von I50 Likron würde das Sichtfeld J,$ Mikron betragen; mit einer Öffnung von 100 Mikron würde das Sichtfeld 2,2 i.dkron; mit einer öffnung von 50 Mikron 1,1 lükron; und mit einer öffnung von nur 20 Iviikron vrirde das Sichtfeld 0,4 Mikron betragen, „enn die Üesamtverstärkung anwächst, v7ird das Sichtfeld natürlich kleiner. Dies ist besonders bei relativ großen öffnungen 206 der Fall. 00 kann das Liikroskopokular verändert werden, um das Sichtfeld zu ändern und zu begrenzen, wobei sehr genaue iviessungen bei engen -Toleranzen möglich sind.

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Claims (6)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Erfassen von für eine Probe charakteristischen, als analoge Spannungssignale anfallenden Meßdaten in verschiedenen Pegeln, gekennzeichnet durch eine Diskriminatorgruppe mit einer Vielzahl von Pegel-Detektor-Einheiten (St) zum gleich- · zeitigen Empfangen und Übertragen von veränderlichen analogen Spannungssignalen und zum Bilden einer vorher festgesetzten 'Logik aus zugeordneten analogen Signalpegeln, mit einer Pegel-Impuls-Gatter-Einheit (G), an die das Ausgangssignal jeder Pegel-Detektor-Einheit (St) angelegt wird, ferner mit einer bei konstanter Impulsfolge mit voreingestellter Frequenz arbeitenden Clock (13)» welche die aus den zugeordneten, zur Umwandlung der analogen Spännungspegel in die entsprechenden digitalen Signale verwendeten Pegel-Detektor-Einheiten an die Pegel-Impuls-Gatter-Einheiten angelegten Signale an den Pegel-Impuls-Gatter-Einheiten aufruft, und mit einer Signalpegel-Zählereinheit bzw. einem Stufenzähler zum Zählen der für jeden Spannuagspegel auftretenden Clockimpulse, um die anlogen Spannungssignale als digitale Information zu speichern.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pegel-Detektor-Einheit (St) eine Vorspannungsquelle aufweist, wobei die Vorspannungen für jede Pegeldetektoreinheit zur Auswahl der Spannungspegel der Arbeitsbereiche unabhängig einstellbar sind.^L

3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pegel-Detektor-Einheit (St) einen zusätzlichen, mit der nächst niedrigeren Pegel-Impuls-Gatter-Einheit (G) verbundenen Ausgang aufweist, und daß die Phase des über diesen Ausgang laufenden Signals so gewählt ist, daß die nächst niedrigere Gattereinheit (G) gesperrt ist, solange der nächst höheren Pegel-Detektor-Einheit ein Signal mit einem innerhalb ihres Arbeitsbereichs liegenden Spannungspegel zugeführt wird.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede Pegel-Impuls-Gatter-Einheit (G) und dem dieser zugeordneten Spannungspegel-Zähler bzw. Stufenzähler eine Impuls-Strecker-Einheit (DMA) zwischengeschaltet ist.

5» Vorrichtung nach einem der.vorhergehenden Ansprüche, mit einem Mikroskop, das ein erleuchtetes Probenfeld und

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einen die Probe tragenden Objektivtisch aufweist, der die Probe über das beleuchtete Probenfeld bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fotovervielfacher (5) am Mikroskop (1) vorgesehen ist, der das von der Probe (4·) als Signal kommende Bild, dessen veränderliche Lichtintensität die Eigenschaften der Probe darstellt, » empfängt, und der ein Signal erzeugt, dessen Strompegel sich entsprechend der Lichtintensität des Bildes ändert ■ und daß ein Verstärker (24) an dem fotovervielfacher angeschlossen ist, der das sich ändernde Stromsignal in ein Signal von vergleichbarer analoger Spannung umwandelt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (z.B. 6) so angeordnet ist, daß das auf die Probe gerichtete Licht als reflektiertes Bildsignal auf die lichtempfindliche Zelle im Fotovervielfacher (5) fällt und dort ein Signal erzeugt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (7) derart hinter der Probe (4) angeordnet ist, daß die auf die Probe (4) gerichteten

► Lichtstrahlen, die die Probe durchstrahlen, in den Fotovervielfacher einfallen und dort ein Signal erzeugen.

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8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsignal einen vorgegebenen spektroskopischen Frequenzverlauf besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Objektivtischantrieb (10), der den Objektivtisch (8) mit der Probe (4) bewegt, und Schaltungsmittel vorgesehen sind, die die auf dem Objektivtisch liegende Probe vor Beginn der nächsten Abtastbeiregung des im beleuchteten Feld befindlichen Bereichs der Probe einstellt bzw· auf eine Teilmarke stellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektivtischantrieb (10) die Probe (A) um einen vorgegebenen Wert über das beleuchtete Feld bewegt, und daß die mit konstanter Impulsfolge vorgegebener Frequenz arbeitende Clock (13) mit der vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit der Probe derart koordiniert ist, daß die durch jedes Pegel-Impuls-Gatter (G) angesteuerten Si-gnalpegel-Zähler die wahre Größe der in der Probe enthaltenen, durch die Pegel-Detektor-Einheiten (St) ausgewählten Teilchen in geeigneten Einheiten zahlenmäßig erfassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

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daß jede Pegel-Detektor-Einheit (St) ein Höhendiskriminator ist, und daß die Clock (13) das pegelmäßig unterschiedene Signal· mit einer Frequenz von 1 kHz zerhackt und im Zusammenwirken mit dem Objektivtischantrieb (10), der sich um einen Millimeter pro Sekunde bewegt, die Signalpegel-Zählereinheiten so antreibt, daß sie die Größe und die Abmessungen des Objekts in Mikron bestimmen.

12, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modusschalter (34) vorgesehen ist, der die von einer gewählten Pegel-Impuls-Gatter-Einheit (G) durchgelassenen Signale an eine gewählte Kombination von miteinander verknüpften Flip-Flops, NAND-Gattern, Negatoren und Signalpegel-Zählern legt, die in einer ersten Stellung (D) des Modusschaltes (34) die Verteilung einer Charakteristik bzw. eines Bestandteils der Probe und gleichzeitig die Größe in diesem gewählten Pegel bestimmen, und die in einer zweiten Stellung (S) des Modusschalters (34) die prozentuale Beziehung zwischen einer Vielzahl von durch ihre Pegel unterschiedenen Charakteristiken bzw. Bestandteilen einer abgetasteten Probe (4) bestimmen, wobei gleichzeitig die Größenverteilungsanalyse einer Probe mit unterschiedlichem Pegel vorgenommen wird.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

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9-12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Antreiben des Objektivtisches (8) dienender umsteuerbarer Abtastmotor (20) vorgesehen ist, der verstellbare Grenz- und Umkehrschalter zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Länge der Abtastbewegungen aufweist, und daß ein Indexmotor (16) zum Teilen und Einstellen der Abtastbahn in eine gewählte vorge'gebene Strecke und eine Steuervorrichtung vorgesehen sind, die zum automatischen Starten, Stoppen und Umkehren der Bewegung des Objektivtisches und zum Einstellen des Objektivtisches dient, um einen vorgegebenen Bereich der auf dem Objektivtisch liegenden Probe (4·) abzutasten, und ckß ferner Mittel zum Zählen jeder Abtastmarke vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Vorspannen der Pegel-Detektor-Einheiten (St) eine Gruppe von parallel geschalteten und mit einer Vergleiohsspannung versorgten Widerständen und einen Potentiometerabgriff für jeden. Widerstand aufweist, die jeweils mit den zugehörigen Pegel-Detektor-Einheiten zum Bilden eines wählbaren Vorspannungspegels verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Potentiometerabgriff ein Begrenzungswiderstand

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vorgesehen ist.

■1.6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine totalisierende NAND-Einheit (52 - 59), der die Ausgangssignale aller Pegel-Impuls-Gatter-Einheiten zugeführt werden und ein Gesamtbereichs- * zähler vorgesehen sind, der von der totalisierenden NAND-Einheit (52 - 59) derart betätigt wird., daß er alle Ausgangsimpulse in einer Gresamtzählanzeige anzeigt.

17o Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Wählstufe, bestehend aus 2 Flip-Flops (FF 64 und FF 55) und 3 NAND-Gattern (61, 62 und 63), einer Matrix-Pegel -Impuls-G-atter-Einheit, die das erste F^ip-Flop (64) setzt, das zweite Flip-Flop (65) zurücksetzt und das erste NAND-Gatter (61) der"Wählstufe tastet, eine Kohlen-Pegel-Impuls-Gatter-Einheit, die das erste Flip-Flop (64) zurücksetzt und das zweite Flip-Flop (65) aetzt, um das zweite NAND-Gatter (62) der Wählstufe zu tasten, ferner gekennzeichnet durch eine Pyrit-Pegel-Impuls-Gatter-Einheit zum Tasten des dritten NAND-Gatters (63), ein Ausgangs-NAND-Gatter (66 bzw. 67) für jedes Flip-Flop(FF 64 bzw. FF 65), wobei das Ausgangssignal des dritten NAND-Gatters ■(63) jedes der Ausgangs-NAND-Gatter (66, 67) tastet, zwei Speieher-Flip-Flops (FF 70, FF 71), die jeweils an

die Ausgänge der zugehörigen Ausgangs-NAND-Gatter (66, 67) angelegt sind, eine Gruppe von zwei Paaren von Clockgetasteten Auslese-NAND-Gattern (72,- 75}, die jeweils paarweise an die Ausgänge eines Speicher-Flip-Flops (FF 70 bzw. FF 71) angelegt sind, eine Gruppe von drei Impuls-Flip-Flops (IMA 77 - 79), von denen eines (DMA 78) von zwei Auslesegattern (731 74) und die anderen zwei Impuls-Flip-Flops bzw. Impuls-Strecker (DMA 77, MA 79) von den anderen zwei Auslese-NAND-Gattern (72, 75) getastet werden, weiter gekennzeichnet durch einen Zähler für jeden der drei Impulsstrecker (BIA 77 - DMA 79), wobei die Eingänge der Auslese-NAND-Gatter (72,- 75) überkreuz mit den Ausgängen des ersten NAND-Gatters (61) und des zweiten NAND-Gatters (62) der Wählstufe verbunden sind, und ein Zurücksetz-NAND-Gatter (80), dessen Eingang mit der Gruppe von Impulsstreckern (DMA 77 - DMA 79) verbunden ist, und dessen Ausgangssignal das Speicher-Flip-Flop (68) zurücksetzt.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-17 mit einem Mikroskop, das als petrografischer Analysator verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgende Bauteile umfaßt: einen von jeder ^egel-Impuls-Einheit getriebenen petrografischen Zähler, Impulsstrecker (DMA 11 - DMA 20), die jeweils an die

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ihnen zugeordneten Pegel-Impüls-Gatter-Einheiten (G 11 G 20) angeschlossen sind , Negatoren bzw« NAND-Gatter (H 11 - H 20), die jeweils mit einem Impuls Strecker (BJA 11 - EMA 20) verbunden sind, und ρetrografische Pegelzähler, die jeweils durch einen Negator (H 11 H 20) gespeist werden .und die für jeden petrografischen Pegel der den Zählern jeweils zugeordneten Bereiche die Zahl der auftretenden Clockimpulse zählen.

19. Verfahren zum Groß entries sen unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu messende Probe um eine vorgegebene Lange pro Sekunde über ein beleuchtetes Feld bewegt wird; daß das von der Probe im beleuchteten Feld abgegebene Lichtsignal in ein vergleichbares analoges Spannungssignal umgewandelt wird} daß das analoge Spannungssignal einem Höhendiskriminatoren zugeführt wird, die selektiv einen Gatterkreis' tasten, wobei der Gatterkreis durch eine besondere Impulsfolge zim Auslesen des Signals aus den gewählten HöhendiskriTiinator synchronisiert ist» und daß die ausgelesene Größe in besonderen Einheiten direkt registriert wird.

20. Verfahren zur* Messen von Teilchen in Mikron unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeicimet, daß eine zu messende Probe mit der

0098 16/0601., »_a0Q_R1QIN«.·

Geschwindigkeit von 1 Millimeter pro Sekunde über ein beleuchtetes JFeld bewegt wird; daß das von der Probe her empfangene Lichtsignal in ein vergleichbares analoges Spannungssignal umgewandelt wird; daß das analoge Spannungssignal Höhendiskriminatoren zugeführt wird, die selektiv einen Gatierkreis tasten, wobei der Gatterkreis zum Auslesen des Signals aus dem Höhend!skriminator mit einer Impulsfolge von 1 kHz synchronisiert ist; und daß ferner die Größenmessung der Teilehen in Mikron direkt registriert wird.

21. Verfahren zum Umwandeln eines registrierten Signals in eine fortlaufende digitale Ablesung unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in vorgegebener Zeit über ein beleuchtetes Feld bewegte Probe ein Lichtsignal mit veränderlicher Intensität als Kaß für die Probeneigenschaften erzeugt} daß das Lichtsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, und die verschiedenen Pegel des elektrischen Signals bestimmt werden; laß ein Gatterkreis selektiv getastet wird, um jedes pegelunterschiedene Signal in digitale Impulse umzuwandeln; und daß ferner die ausgelesenen Impulse, nach Pegeln getrennt, digital aufgezeichnet werden.

22, Verfahren zum Umwandeln registrierter Information

in eine fortlaufende digitale Ablesung unter Verwendung 6098 1 6 / 060 1- ■/.".■■..-.. ■

BAD ORIGINAL

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der Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine biologische Probe bzw. die darin enthaltenen ausgewählten Zellen gefärbt werdehj daß die Probe mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch einen Mikroskop-Lichtstrahl bewegt wird, wobei der Lichtstrahl durch Brechung an den gefärbten Zellen in ein Lichtsignal von entsprechend den Probeneigenschaften sich ändernder Intensität umgewandelt wird; daß das Lichtsignal in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt, jedes analoge Signal in gewählte Impulse umgesetzt und damit die bestimmten Signalpegel in digitale Impulse umgewandelt werden? und daß die ausgelesenen Impulse als digitale Anzeigen der Zahl und Eigenschaften der gewählten Zellen, der Größe der Zellen und als Punktion des Farfoabsorptlonsgrades der Zellen aufgezeichnet werden·

Ö (5 9816/06 Öl

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