DE2105058A1

DE2105058A1 - Durchflußzelle zur kolorimetrischen Analyse

Info

Publication number: DE2105058A1
Application number: DE19712105058
Authority: DE
Inventors: Robert E Freeport Heimann Richard H Flushing Monaghan Hugh M Bronx NY Rachlis (V St A ) P
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1970-02-11
Filing date: 1971-02-04
Publication date: 1971-09-09
Also published as: BE761644A; AU2504971A; FR2079356A1; US3583817A; NL7101730A

Description

Patentanwälte

Di.-Ing. Wilhelm Reichel
Dipl-Ing. Wolfgang BsMeI

6 Frankiuri a. M. 1
Parksiraße 13

6547/6548

TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, VStA

Durchflußzelle zur kolorimetrischen Analyse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchflußzelle zur kolo rimetrischen Analyse eines Strömungsmediums, mit einem gera den rohrförmigen Durchflußzellenkörper, der an den Stirnseiten strömungsmediumdichte lichtdurchlässige Verschlußelemente aufweist, durch die sich die optische Bahn in den Durchflußkanal des rohrförmigen Körpers erstreckt, und an dessen einem Ende eine Einlaßöffnung und an dessen anderem Ende eine Auslaßöffnung für das kolorimetrisch zu untersuchende Strömungsmedium vorgesehen ist.

Derartige Durchflußzellen können in Kolorimeter Verwendung finden, die aufeinanderfolgende Strömungsmediumproben fortlaufend und automatisch untersuchen.

Die bekannten Durchflußzellen für Kolorimeter sind im allgemeinen rohrförmig ausgebildet und in dem Sichtdurchgang sind ein gebogener oder gekrümmter Einlaßabschnitt und Auslaßabschnitt für das Strömungsmedium vorhanden. Diese be-

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kannten Durchflußzellen werden nach üblichen Glasblasverfahren oder Lampenherstellungsverfahren angefertigt. Eine solche Durchflußzelle ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 241 432 beschrieben. Eine in der obigen Weise hergestellte Durchflußzelle weist keine scharfen oder kantigen Schnittstellen an ihrer Innenoberfläche auf und hat daher gute Strörnungseigenschaften. Daher werden in dem Flüssigkeitsstrom vorhandene kleine feste Teilchen oder kleine Gasbläschen, die wesentlich kleiner sind als der Durchmesser der Durchflußzelle, ohne Verzögerung durch die Durchflußzelle geleitet. Es treten also keine Stauungen oder Ansammlungen fester Teilchen oder Bläschen auf. Dies ist der Fall, obwohl der Sichtkanal, der eine Länge von etwa 9 bis 19 nun hat, einen verhältnismäßig kleinen Innendurchmesser aufweist, von beispielsv/eise etwa 1,5 mm. Diese Durchflußzellen eignen sich zur kolorimetrischen Analyse von sehr kleinen Volumen flüssiger Proben, beispielsweise von hochverdünntem Blut. Die an den Stirnflächen des Duchflußkanals angeordneten gebogenen Glasabschnitte, durch die die optische Bahn oder der Lichtstrahl läuft, sind jedoch nicht von optimaler optischer Qualität. So wird beispielsv/eise ein Teil des von der Lichtquelle kommenden Lichts in den Stirnwänden absorbiert oder von der optischen Bahn weggebrochen, anstatt in axialer Richtung durch den Durchflußkanal zu laufen. Diese optischen Mängel der bekannten Durchflußζeilen sind vor allem darauf zurückzuführen, daß die Stirnwände der Durchflußζeilen nicht gleichförmig oder gleichmäßig sind und darüberhinaus die einzelnen Durchflußzellen voneinander abweichen.

Man hat versucht, die optischen Eigenschaften der Durchflußzellen durch besonders konstruierte Stirnfenster für den Sicht;-durchgang zu konstruieren. Bei diesen Fenstern sind die Innen- und Außenoberfläche parallel und liegen in einer Ebene, die senkrecht auf der Achse des rohrförmigen Körpers steht, der den Sichtdurchlaß bildet. Wenn die Bahn zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor auf der Grenzfläche zwischen der zu untersuchenden Flüssigkeit und den in die Sichtbahn der

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Durchflußzelle eingesetzten Fenster senkrecht steht, verläuft das Licht durch den Sichtkanal im wesentlichen in axialer Richtung.

Bei diesen mit Fenstern ausgerüsteten Durchflußzellen bilden sich jedoch im Sichtdurchgang Staubereiche aus. In diesen Bereichen sammeln sich kleine Fremdkörperteilchen und feine Bläschen an, die wesentlich kleiner sind als der Sichtkanal. Die Stauungen treten insbesondere an den-Enden des Sichtdurchlasses nahe bei den Fenstern auf. Ferner hat man festgestellt, daß sich an dem unteren Abschnitt der Fenster Schmutz und kleine Bläschen ansammeln. Man glaubt zu wissen, daß solche Ansammlungen an dem bei dem Flüssigkeitsauslaß angeordneten Fen- m ster am größten sind.In den Analysiergeräten wird im allgemeinen die Flüssigkeit stoßweise zugeführt. Diese Stöße verursachen in einer mit den oben beschriebenen Fenstern versehenen Durchflußzelle, daß der Schmutz und die Bläschen nach oben aufgewirbelt werden und dabei vor die Fenster gelangen.

Die kleinen Fremdkörperteilchen und Bläschen verhindern daher insbesondere an den Fenstern den Lichtdurchtritt durch den Sichtkanal. Auf diese Weise wird das bekannte optischen Rauschen in den von der Durchflußzelle an den Lichtdetektor übertragenen Signalen erzeugt. Diese Rauscheffekte haben eine nicht lineare Betriebsweise des beispielsweise in der US-Patentschrift j 3 241 432 beschriebenen Analysiergeräts zur Folge. Dadurch wird ™ die quantitative Analyse der Strömungsmediumproben gestört, bei denen es sich sowohl um eine Flüssigkeit oder um ein Gas handeln kann. Die koloriinetrische -Analyse wird im allgemeinen dadurch vorgenommen, daß die Absorptions- und bzw. oder Durchlässigkeitseigenschaften der durch eine Kolorimeterdurchflußzelle strömenden Strömungsmediumproben gemessen werden. Die Absorptions- und bzw. oder Durchlässigkeitseigenschaft v/ird dann zur quantitativen Bestimmung der Konzentration einer oder mehrerer in den Proben vorhandenen Substanzen herangezogen.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die optischen Eigenschaften einer mit an den Stirnenden durchsichtigen Fenstern ausgerüsteten Durchflußzelle 2U verbessern. Eine■solche Durchflußzelle mit Stirnfenstern steht im Gegensatz zu Durchflußzellen, bei denen die optische Bahn durch gebogene oder gekrümmte Glasabschnitte läuft, die den Einlaß bzw. Auslaß des Strömungsrnediums bilden. Dabei soll insbesondere der optische Rauschpegel gering gehalten werden, der bei den bekannten Durchflußzellen mit Fenstern durch im Sichtkanal angesammelte Fremdkörperteilchen und Bläschen hervorgerufen wird.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Durchflußzelle nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jedes Verschlußelement eine planare Innenoberfläche und eine planare Außenoberfläche aufweist, daß die Innenoberfläche der Durchlaßöffnung für das Strömungsmedium etwa gegenüberliegt und bezüglich der Achse des Durchlaßkanals des rohrförmigen Körpers derart geneigt ist, daß im Bereich der VerSchlußelemente keine Stauungen im Durchlaßkanal auftreten, und daß die Außenoberfläche gegenüber der optischen Bahn derart geneigt ist, daß die durch die geneigte Innenoberfläche verursachte Brechung des Lichts bezüglich der optischen Bahn kompensiert wird.

Im Vergleich zu den Durchflußzellen mit den gebogenen oder gekrümmten Einlaß- und Auslaßabschnitten kann man die nach der Erfindung angeordneten und ausgebildeten Fenster mit hoher Genauigkeit herstellen, so daß diese Fenster vollkommen gleichförmig und homogen sind und ausgezeichnete optische Eigenschaften aufweisen. Der rohrförmige Körper wird vorzugsweise aus undurchsichtigem oder schwarzem Glas hergestellt. Dieses Material hat die Eigenschaft, daß es in äußerst wirkungsvoller V/eise eine Übertragung des von der Lichtquelle stammenden Lichts über die Seitenwand des rohrförmigen Körpers zu dem Lichtdetektor verhindert. Schwarzes Glas absorbiert in hohem Maße Licht und verhindert u.a., daß durch, die Seitenwand des rohrförmigen Körpers Licht aus der Umgebung in den Durchflußkanal eindringt.

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Durch die Neigung der Innenoberfläche mindestens eines der Fenster wird verhindert, daß in dem Durchflußkanal nahe bei dem Fenster Staubereiche auftreten, in denen sich Schmutz und feine Bläschen ansammeln. Die geneigte Innenoberfläche des Fensters hat jedoch den Nachteil, daß das Licht von der Achse der optischen Bahn weggebrochen wird. Dies ist insbesondere .darauf zurückzuführen, daß das zu untersuchende Strömungsmedium und das Fenster unterschiedliche Brechungsindices haben. Nach der erfindungsgemäßen Lehre sind daher noch Maßnahmen vorgesehen, die die Lichtbrechung an der inneren Oberfläche der Fenster kompensieren. Dadurch wird verhindert, daß sich Streulicht in einer nichtaxialen Richtung von der optischen Bahn entfernt. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine M äußerst empfindliche Durchflußzelle geschaffen, die ausgezeichnete optische Eigenschaften aufv/eist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Gerät zum Behandeln und zur kolorimetrischen Prüfung eines Flüssigkeitsstroms mit einem nach der Erfindung ausgebildeten Kolorimeter.

Die Fig. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer Durchflußzelle des Kolorimeters. M

Die Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht und zeigt das eine Ende der Durchflußzelle.

Die Fig. 4 ist ein Schnitt durch das Kolorimeter und zeigt die Durchflußzelle im Längsschnitt.

Die Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Schnittansicht und zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Durchflußzelle im Längsschnitt.

Die Fig. 6 ist eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht und zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 7 ist eine Teilansicht von der Seite und zeigt eine weitere Ausführungsform der Durchflußζeile mit einem zugeordneten Prisma.

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In· der Fig. 1 ist ein Kolorimeter 10 mit einer Durchi'luCzelle 11 eines Analysiergerätes dargestellt. Die Durchflußzelle nach Art der Figuren 1 bis 4 enthält einen rohrförmigen Körper 12, der in der Normalstellung des Analysiergerätes horizontal ausgerichtet ist. Der rohrförmige Körper 12 besxeht vorzugsweise aus einem undurchsichtigen oder schv/arzen Glas, beispielsweise Corning-C-las Type 9322. Die Erfindung soll allerdings nicht auf dieses Material beschränkt sein. Falls es gewünscht wird, kann der rohrförmige Körper auch aus einem durchsichtigen oder klaren Glas hergestellt v/erden. Der Körper 12 weist eine an den Enden offene, glatte axiale Bohrung 13 auf, die einen Sichtkanal bildet. Wie es am besten aus der Fig. 4 hervorgeht, weist der Körper 12 einen Strömungsrnediumeinlaß oder eine öffnung 14 auf, die sich an seinem einen Ende durch die Seitenwand erstreckt und mit der Bohrung 13 in.Verbindung steht. Arn anderen Ende des Körpers ist in ähnlicher Weise ein Strömurigsmediurnauslaß oder eine Öffnung 15 vorgesehen. Die öffnungen 14 und 1p sind von oben in den Durchlaß oder Kanal 13 geführt. Die Öffnung 14 kann aber auch beispielsweise derart angeordnet sein, daß sie von der Seite in den Durchlaß 13 führt, wenn dies gewünscht wird. Mit der Öffnung 14 ist ein rohrförmiges Teil 16 verbunden, das aus einem klaren oder durchsichtigen Glas bestehen kann. Mit der öffnung 15 ist ein rohrförmiges Teil 17 verbunden. Die rohrförmigen Teile 16 und 17 können an dem rohrförmigen Körper 12 angeschmolzen sein.

Lichtdurchlässige StirnverSchlüsse oder Stirnfenster 18 und 19 schließen die Enden der Bohrung 13 in dem Körper 12 ab. Diese Fenster, die aus einem geeigneten durchsichtigen oder klaren Glas hergestellt sein können, sind nach Art eines Stöpsels ausgebildet und strömungsmediumdicht in die Enden der Bohrung 13 eingesetzt, beispielsweise eingeschmolzen. Bei der beschriebenen Ausführungsform hat mindestens das eine Stirnfonster eine geneigte Oberfläche. In den Figuren sind beide Fenster mit geneigten Oberflächen 20 dargestellt. Die Neigung oder Schräge kann sich innerhalb von einigen Grad ändern, von der Praxis her hat sich aber bei der gezeigten Fensteranordnung ein Nei-

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gungswinkel von 45° als zweckmäßig herausgestellt. Die geneigten Fensteroberflächen liegen den öffnungen 14 und 15 in dem rohrförmigen Körper 13 etwa gegenüber. Die geneigte Oberfläche 20 des Fensters 18 würde auch etwa gegenüber der öffnung 14 bleiben, wenn sich die Öffnung anstatt von o'oen, von der Seite in den Durchlaß 13 erstrecken würde. Die geneigten Fensteroberflächen dienen dazu, daß sich in dem Durchlaß 13 eine laminare Strömung ausbildet, daß also keine Staubereiche vorhanden sind, in denen sich Schmutzteilchen oder feine -Bläschen ansammeln, die ein optisches Rauschen verursachen würden.

Der Strömungsmediumdurchlaß in dem rohrförmigen Körper 12 der Durchflußzelle wird von der Wand der Bohrung 13 begrenzt und erstreckt sich zwischen den Stirnfenstern 18 und 19, wie es aus der Fig. 4 hervorgeht. Ferner ist in dieser Figur eine übliche Kolorimeterlichtquelle 21 in Form einer Birne, Fokussierlinsen 22, ein Filter 23 und am anderen Ende der Durchflußzelle, der der Lichtquelle 21 gegenüberliegt, ein Lichtdetektor 24 dargestellt. Die Anordnung ist derart getroffen, daß das Licht in den Durchlaßkanal 13 der Durchflußzelle fokussiert wird, so daß es durch den Kanal geht und auf dem Lichtdetektor 24 auftrifft, an den in herkömmlicher Weise ein Schreiber 25 (Fig.1) angeschlossen, der die Lichtdurchlassigkeits- oder Lichtabsorptionseigenschaften des Strömungsmediums anzeigt, um in dem kolorimetrisch untersuchten Strömungsmedium die Konzentration einer besonderen bekannten Substanz anzugeben.

Bei dem untersuchten Strömungsmedium kann es sich um eine Flüssigkeit mit einem Brechungsindex handeln, der gleich dem Brechungsindex von Wasser ist und sich daher von dem Brechungsindex des Glases, aus dem die Stirnfenster der Durchflußzelle hergestellt sind, unterscheidet. Da bei beiden Fenstern die Flüssigkeits-Glas-Grenzfläche unter einem Winkel von 45° zur Achse des Sichtkanals verläuft, muß man die Brechung an der Grenzfläche kompensieren, die versucht, das Licht von der Achse des Lichtdurchlasses wegzubrechen. Bei der gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird die Kompensation für jedes Fenster mit einer

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um 45° geneigten ebenen Fläche dadurch erreicht, daß die Außenfläche 26 des Fensters um einen zur Brechungskorrektur notwendigen Winkel von etwa 73,6° geneigt oder abgeschrägt ist, wie es an der Stelle 27 in der Fig. 2 gezeigt ist.

Dies kann man sehr gut nach dem Zusammenbau und Einschmelzen der Verschlußkörper 18 und 19 in die Enden der Bohrung 13 der Durchflußzelle erreichen, und zwar dadurch, daß die Fensterstöpsel und die zugehörigen Enden des rohrförmigen Körpers 12 unter dem zuvor angegebenen Winkel von 73,6° abgeschliffen werden, so daß die Stirnfenster mit den Enden des rohrförmigen Körpers 12 bündig und so dünn wie möglich sind. Durch dünne Fenster wird die Vignettierung von Licht in den Fenstern vermieden. Wenn die lichtdurchlässigen Stirnverschlüsse oder Stirnfenste der Durchflußzelle in der obigen Weise ausgebildet sind, geht das von der Lichtquelle 21 kommende Licht im wesentlichen axial durch die Bohrung oder den Sichtkanal 13 in dem rohrförmigen Körper 12 der Durchflußzelle zu dem Detektor 24.

Wenn man das Gerät zur kolorimetrischen Prüfung einer Flüssigkeit verwendet, wird die Flüssigkeit durch ein Rohr oder einen Schlauch 2S gepumpt, dessen Auslaß mit dem Einlaß 30 eines rohrförmigen Körpers 29 verbunden ist, wie es die Fig. 3 zeigt. Am Verbindungspunkt zwischen dem Körper 29 und dem rohrförmigen Teil 16 findet eine Entgasung oder Entlüftung statt, so daß die Flüssigkeit nahezu blasenfrei nach unten strömt, wohingegen die Blasen durch den Auslaß 31 des rohrförmigen Körpers 29 strömen. Mit den Blasen oder Bläschen wird zwar eine geringe Menge der Flüssigkeit abgeführt, jedoch strömt der größte Teil der Flüssigkeit durch das rohrförmige Teil 16. Die durch das rohrförmige Teil 16 nach unten strömende Flüssigkeit gelangt durch den Einlaß 14 in den Sichtkanal 13 und durchströmt diesen in horizontaler Richtung entgegen der Richtung des den Kanal durchsetzenden Lichtstrahls, wie es bei diesem Ausführungsbeispiel in den Figuren dargestellt ist. Von dem Kanal strömt die Flüssigkeit durch den Auslaß lip in das

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rohrförmige Teil 17 und von dort in ein Ansaugrohr 32, dessen Einlaß an das rohrförmige Teil 17 angeschlossen ist. Der Auslaß 31 des rohrförmigen Teils 29 ist mit dem Einlaß eines Rohrs oder Schlauchs 33 verbunden, dessen Auslaß (nicht gezeigt) zum Abfluß oder zu einem Behälter führt, wie es gewünscht wird.

In der .Fig. 1 ist ein kolorimetrisches Analysiergerät nach Art des in der US-Patentschrift 2 797 14,9 beschriebenen Geräts dargestellt, in dem man die Durchflußζeile und die zu-. gehörige Apparatur nach der Erfindung benutzen kann. Das Analysiergerät enthält eine Dosierpumpe 34. Die Probenflüssigkeit, die vor der kolorimetrischen Analyse behandelt wird, J wird in Form eines Stroms oder einer Strömung durch einen Pumpenschlauch 35 zu einem Paßstück 36 befördert, in dem die Probenströmung mit Luft oder einem inerten Gas und mit einem Strom oder einer Strömung auf einem farberzeugenden Reagenzmittel zusammengeführt wird, wobei die Luft und das Reagenzmittel über einen Pumpenschlauch 37 bzw. 38 zugeführt werden.

Die einzelnen Strömungsmedien vereinigen sich in dem Paßstück 36 und bilden eine unterteilte Strömung, die aus einer Folge von Flüssigkeitsschüben besteht, von denen wiederum jeder einen Anteil der Probenflüssigkeit und einen Anteil des Farbreagenzmittels enthält. Wie es in der genannten US-Patent- j schrift 2 797 149 ausgeführt ist, dienen die Luft- oder Gas- fl Schübe zum Reinigen der Innenwände der rohrförmigen Durchlässe des Gerätes. Ferner trennen sie die einzelnen Proben voneinander. Die Substanzen jedes Flüssigkeitsschubs werden in einer horizontalen Mischschlange 39 miteinander vermischt und über den Schlauch 28 dem rohrförmigen Körper 29 zugeführt, der in der Fig. 3 dargestellt ist. Der an das rohrförmige Teil 17 der Durchflußzelle angeschlossene Saugschlauch 32 führt durch die Pumpe 34, wie es gezeigt ist.

Die schematisch dargestellte Dosierpumpe 34 kann nach Art der in der US-Patentschrift 2 935 028 beschriebenen Pumpe aufge-

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baut sein. Die Pumpe enthält mehrere flexible Pumpenschläuche, die von mehreren Druckrollen in Längsrichtung der Schläuche fortschreitend zusammengedrückt werden. Die Druckrollen 40 bewegen sich in Längsrichtung der Pumpenschläuche und drücken dabei die Pumpenschläuche gegen eine Druckplatte 41, so daß eine in den Schläuchen vorhandene Flüssigkeit oder ein anderes in den Schläuchen vorhandenes Strömungsmedium von einer Vorratsstelle durch die Schläuche zu einer Abgabestelle gepumpt oder befördert wird. \

In der Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Einfahcheit halber ist lediglich das eine Ende der Durchflußzelle 11a gezeigt. Das- nichtdargestellte Ende der Durchflußzelle kann in ähnlicher V/eise aufgebaut sein. Die gezeigte Durchflußzelle enthält einen rohrförmigen Körper 12a, der dem rohrförmigen Körper 12 der bereits beschriebenen Durchflußzelle ähnlich ist. Der rohrförmige Körper 12a weist eine Längsbohrung 13a auf, die einen Sichtkanal bildet, der mit einem Auslaß 15a in dem Körper 12a in Verbindung steht. An den Auslaß 15a schließt sich ein rohrförmiges Teil 17a an, das dem bereits beschriebenen rohrförmigen Körper Teil 17 ähnlich ist. Der Auslaß 15a und die Bohrung 13a überkreuzen sich an einem abgeschrägten Ende des rohrförmigen Körpers 12a.

Ein lichtdurchlässiges Verschlußelement oder Fenster 42 in Form einer Stirnkappe verschließt das Ende der Bohrung 13a in dem rohrförmigen Körper 12a in der gezeigten Weise. Das Fenster 42 hat eine komplementär ausgebildete Innenfläche 43, die an dem Ende des rohrförmigen Körpers 12a anliegt und an ihm strömungsmediumdicht befestigt, beispielsweise anzementiert ist. Wie gezeigt, weist die Oberfläche 43 einen Neigungswinkel von etwa 45° gegenüber der Achse des Sichtkanals 13a der Durchflußzelle auf. Die Oberfläche 43 der Stirnkappe oder des Stirnfensterf das die Bohrung 13a dicht abschließt, hat die gleiche Funktion und die gleichen Eigenschaften wie die Oberfläche 20 des bereits beschriebenen Verschlußelements 19.

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Die äußere Oberfläche 44 des Fensters 42 hat dieselbe Schrägung und eine ähnliche Funktion und ähnliche Eigenschaften wie die Oberfläche 26 des bereits beschriebenen Fensters 19. Die in der Fig. 5 beschriebene Durchflußzelle hat gegenüber der zuvor beschriebenen Durchflußzelle den Vorteil, daß die Lichtdurchlässigkeit des Fensters größer ist und daß die Vignettierung geringer ist. Dies ist bei dem in der Fig. 5 dargestellten Beispiel auf die größere Außenoberfläche des Fensters zurückzuführen. Die Fensterkappe_ 42 hat nämlich einen Durchmesser, der etwa gleich dem Durchmesser des rohrförmigen Körpers 12a ist. Die Anordnung der Durchflußzelle 11a in bezug auf die bereits beschriebenen Baueinheiten des Kolorimeters ist die gleiche wie für die Durchflußzelle 11. %

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 6 dargestellt. Dabei ist wiederum der Einfachheit halber lediglich das eine Ende der Durchflußzelle 11b gezeigt. Das andere, nichtgezeigte Ende kann in ähnlicher V/eise ausgebildet sein. Die Durchflußzelle weist einen rohrförmigen Körper 12b auf, der dem rohrförmigen Körper 12 ähnlich ist. In dem rohrförmigen Körper 12b erstreckt sich eine Längsbohrung 13b, die den Sichtkanal bildet. Der Sichtkanal steht in Verbindung mit einem Auslaß 15b in dem Körper 12b. An den Auslaß 15b schließt sich ein rohrförmiges Teil 17b an, das dem bereits beschriebenen rohrförmigen Teil 17 ähnlich ist. Das μ Ende des Körpers 12b ist rechteckig ausgebildet, wie es an der Stelle 45 gezeigt ist.

Ein lichtdurchlässiges Verschlußelement oder ein Fenster 46 in Form eines Stirnstöpsels verschließt die Bohrung 13b in dem rohrförmigen Körper 12b in der gezeigten Weise. Der Stöpsel ragt aus dem rohrförmigen Körper 12b heraus und kann eingeschmolzen sein, um einen strömungsmediumdichten Verschluß zu bilden. Das Fenster 46 hat eine innere Oberfläche 47, die unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Achse des Sichtkanals 13b der Durchflußzelle geneigt ist. Diese innere Oberfläche hat dieselbe Funktion und dieselben Eigenschaften wie die Oberfläche 20 des bereits beschriebenen Verschlußelements 19·

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Die äußere Oberfläche 48 des Fensters 46 hat eine ähnliche Schrägung und weist die gleiche Funktion und die gleichen Eigenschaften auf wie die Oberfläche 26 des bereits beschriebenen Fensters 19. Das Fenster 46 ist erheblich dicker als das Fenster 19. Die Anordnung der Durchflußzelle 11b bezüglich der bereits beschriebenen Baueinheiten des Kolorimeters ist genau so wie bei der Durchflußzelle 11.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 7 dargestellt. Dabei ist der Einfachheit halber lediglich das eine Ende der Durchflußzelle 11c mit einem zugeordneten Prisma 49 gezeigt. Das andere Ende der Durchflußzelle kann in ähnlicher Weise ausgebildet sein und ein ähnliches Prisma enthalten. Die Durchflußzelle 11c weist einen rohrförmigen Körper 12c auf, der dem bereits beschriebenen rohrförmigen Körper 12 ähnlich ist. Durch den rohrförmigen Körper erstreckt sich eine Längsbohrung 13c, die den Lichtdurchlaß bildet. Dieser Lichtdurchlaßkanal steht in Verbindung mit einem Auslaß 15c des rohrförmigen Körpers 12c. An den Auslaß 15c schließt sich ein rohrförmiges Teil 17c an, das dem bereits beschriebenen Teil 17 ähnlich ist. Das Ende des rohrförmigen Körpers 12c ist ebenfalls rechtwinklig, wie es an der Stelle 50 angedeutet ist.

Ein lichtdurchlässiges Verschlußelement oder ein Fenster 51 in Form eines Verschlußstopfens verschließt das Ende der Bohrung 13c in der gezeigten Weise. Das Verschlußelement oder Fenster 51 weist eine innere Oberfläche 52 auf, die gegenüber der Achse des Sichtkanals 13c der'Durchflußzelle um etwa 45° geneigt ist. Die Oberfläche 52 des Fensters 51 hat die gleiche Funktion und die gleichen Eigenschaften wie die Oberfläche 20 des bereits beschriebenen Verschlußelements 19.

Die äußere Oberfläche des Fensters 51 schließt bündig mit dem Ende 50 des rohrförmigen Körpers 12c ab und erstreckt sich in einer zur Achse des Sichtkanals 13c senkrecht verlaufenden Ebene. Die äußere Fensteroberfläche, die in einer rechtwink-

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lig zur Achse des Sichtkanals verlaufenden Ebene liegt, ist nicht in der Lage, Lichtbrechungen im Lichtweg an der Grenzfläche der Flüssigkeit in der Durchflußzelle mit der Oberfläche 52 des Fensters zu kompensieren. Zur Kompensation müssen daher andere Mittel vorgesehen werden. Ein solches Mittel ist das gezeigte Prisma 49.

Wie gezeigt, verläuft die Oberfläche 54.des Prismas, die der Durchflußzelle 11c zugewandt, jedoch bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel von ihr beabstandet ist, in einer Ebene, die senkrecht auf der Achse des Sichtkanals 13c steht. Die gegenüberliegende Oberfläche 55 des Prismas liegt in einer Ebene, die bezüglich der Achse des Sichtkanals unter einem Winkel J von etwa 73,6° verläuft. Das in der beschriebenen Weise ange- ™ ordnete Prisma 49 kompensiert die obengenannte Brechung. Das Prisma ist zwischen dem Ende der Durchflußζeile 11c und der Lichtquelle des Kolorimeters angeordnet. Die Anordnung der Durchflußzelle 11c bezüglich der anderen Baueinheiten des Kolorimeters ist genau so wie bei der Durchflußzelle 11.

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Claims

IΊ I. J h U b 8

Patentansprüche

(iy Durchflußzelle zur kolorimetrischen Analyse eines Strömungsmediums, mit einem geraden rohrförmigen Durchflußzellenkörper, der an den Stirnseiten strömungsmediumdichte lichtdurchlässige Verschlußelemente aufweist, durch die sich die optische Bahn in den Durchflußkanal des rohrförmigen Körpers erstreckt, und an dessen einem Ende eine Einlaßöffnung und an dessen anderem Ende eine Auslaßöffnung für das kolorimetrisch zu untersuchende Strömungsmedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußelement (18,19; 42; 46; 51,49) eine pianare Innenoberfläche (20; 43; 47; 52) und eine pianare Außenoberfläche (26; 44; 48; 55) auf v/eist, daß die Innenoberfläche der Durchlaßöffnung (14,15; 15a;15b;15c) für das Strömungsmedium etwa gegenüberliegt und bezüglich der Achse des Durchlaßkanals (13; 13a; 13b; 13c) des rohrförmigen Körpers (11; 11a; 11b; 11c) derart geneigt ist, daß im Bereich der Verschlußelemente keine Stauungen im Durchflußkanal auftreten, und daß die Außenoberfläche gegenüber der optischen Bahn derart geneigt ist, daß die durch die geneigte. Innenoberfläche verursachte Brechung des Lichts bezüglich der optischen Bahn kompensiert wird.
2. Durchflußzelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (14,15; 15a; 15b; 15c) über den geneigten Innenoberflächen (20;. 43; 47; 52) der Verschlußelemente liegen.
3. Durchflußzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (11; 11a; 11b; 11c) aus schwarzem Glas besteht.

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4. Durchflußzelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente mit der geneigten Innenoberfläche die Form eines Stöpsels (18,19; 46; 51) haben, der sich in den rohrförmigen Körper (11; 11b; 11c) erstreckt.
5. Durchflußzelle nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stöpsel (18,19; 51) bündig mit der Stirnfläche des rohrförmigen Körpers (11; 11c) abschließt.
6. Durchflußζeile nach Anspruch 4, j dadurch gekennzeichnet, daß ™ der Stöpsel (46) aus dem rohrförmigen Körper (11b) herausragt.
7. Durchflußzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich.net, daß das Verschlußelement mit der geneigten Innenoberfläche die Form einer Stirnkappe (42) hat, deren Innenoberfläche an einer komplementär geneigten Stirnoberfläche des rohrförmigen Körpers (11a) anliegt.

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