DE2244168B2

DE2244168B2 - Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer substanz in einer Lösung

Info

Publication number: DE2244168B2
Application number: DE2244168A
Authority: DE
Inventors: Robert Wayne Zionsville Ind. Cole; Jerry William Carmel Denney; Larry George Indianapolis Durkos
Original assignee: AMERICAN MONITOR CORP INDIANAPOLIS IND US
Current assignee: AMERICAN MONITOR CORP INDIANAPOLIS IND US
Priority date: 1971-09-09
Filing date: 1972-09-08
Publication date: 1981-09-10
Also published as: JPS4837193A; FR2152249A5; DE2244168A1; JPS54693A; GB1405783A; JPS6122253B2; IL40191A; US3742196A; IL40191A0; CA1006619A; DE2244168C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Lösung.

Solche Einrichtungen werden insbesondere zur Untersuchung von physiologischen Flüssigkeiten, beispielsweise von Sera, eingesetzt.

Chemische Analysen von physiologischen Flüssigkeiten, beispielsweise die Prüfung auf Zucker- oder Eiweißgehalt, erfolgt in der Regel so, daß einer flüssigen Probe bestimmte Mengen verschiedener Chemikalien in bestimmter Reihenfolge zugesetzt werden, wobei bestimmte Temperatur- und Zeitbedingungen eingehalten werden; dabei ändert sich die Farbe und/oder die Lichtdurchlässigkeit der so entstehenden Lösung in einer Weise, die in einer bestimmten Beziehung zu der hier interessierenden Konzentration der Probe in der

Lösung steht

Die Aufzeichnung der Änderung der Farbe und/oder

der Durchlässigkeit der Probe im Verlaufe der Zeit erfolgt mittels eines Spektrophotometers, dessen in

• Form einer Kurve ausgeworfenes Ausgangssignal mühsam mit der Hand ausgewertet werden muß.

Aus der BE-PS 7 41 868 ist ein mit Absorptionsfiltern arbeitendes Verfahren für die Ausfilterung einer zu messenden Substanz während vorher bestimmter

Ui Zeitintervalle bekannt Auf diese Weise läßt sich eine »Blindlösung« erhalten. Dann wird diese Lösung mit einer bekannten Konzentration der Substanz versetzt Die Substanz mit dieser bekannten Konzentration wird anschließend durch die Meßzelle geführt, bei der es sich

r> um eine Elektrolysezelle mit einer Meßflüssigkeit handelt, durch die das die zu messende Substanz enthaltende Gas in Form von Gasbläschen strömt Weiterhin wird zwar von Eichsignalen gesprochen, ohne jedoch näher auszuführen, in welcher Weise diese

2(! Eichsignale verarbeitet werden sollen.

Aus der BE-PS 6 95 782 ist ein Verfahren zur Nulleichung eines Analysegerätes bekannt das sich nur auf die Analyse eines Gases unter Verwendung eines Infrarot-Absorptions-Meßgerätes bezieht Bei einem

r> solchen Gerät ist in regelmäßigen Abständen eine Eichung des Nullpunktes erforderlich, weil das Ausgangssignal eines solchen Infrarot-Absorptions-Gerätes im Laufe der Zeit eine starke Drift zeigt. Diese Nulleichung wird auf folgende Weise durchgeführt: Die

in übliche Gasanalyse wird in regelmäßigen Abständen unterbrochen, um dem Analysegerät nacheinander zwei Proben mit unterschiedlicher, jedoch vorher bestimmter Konzentration zuzuführen. Die Konzentration der ersten Probe entspricht einem Wert in der Nähe des

r> Nullpunktes der Skala des Meßgerätes, so daß diese Probe als »Blindprobe« bezeichnet werden kann. Bei der Kompensation des Nullpunktes wird ein Signal erzeugt, das bis zum nächsten Eichzeitpunkt algebraisch zu einem folgenden Ausgangssignal des Analysegerätes addiert wird.

Die Konzentration der zweiten Probe hat einen Wert, der nahe bei dem Maximum der Skala des Analysengerätes liegt. Diese Konzentration liefert ein Ausgangssignal, das als »Standard-Signal« bezeichnet werden

■)■■> kann. Dieses Standard-Signal wird dazu verwendet um den Verstärkungsfaktor des Analysegerätes bis zum nächsten Eichzeitpunkt einzustellen.

Dabei wird ein Speicher benötigt um zwei Bezugssignale zu speichern: Ein Bezugssignal entspricht dem

w Idealwert der ersten Probe (der Blindprobe), während das andere Signal dem Idealwert der zweiten Probe (der Standardprobe) entspricht Die ersten und zweiten Probenprodukte werden mit diesen gespeicherten Signalen verglichen, um den Faktor für die Einstellung

Yi des Nullpunktes und den Faktor für die Einstellung des Verstärkungsfaktors zu bestimmen; mit diesen Faktoren werden anschließend die Ausgangssignale des Gerätes beaufschlagt

Weiterhin ist aus der US-PS 35 04 521 ein Verfahren zur Eichung des Nullpunktes und des Verstärkungsfaktors eines Infrarot-Absorptions-Gasanalysegerätes bekannt, bei dem das Analysegerät in regelmäßigen Abständen unter Verwendung von Standard-Gasproben geeicht wird. Die Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Lösung ist mit diesem Gerät nicht möglich.

Schließlich wird in der Zeitschrift G-I-T Fachz. f. d. Labor., 15 (1971) 5, Seiten 741 bis 746, eine Einrichtung

zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Lösung der angegebenen Gattung beschrieben, die eine optische Meßeinrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals für den Wert einer konzentrationsabhängigen Eigenschaft der Substanz in einer Probenlösung, ··. eines zweiten elektrischen Signals für den Wert der Eigenschaft für eine Eichlösung und eines dritten, bei einer Blindlösung erhaltenen elektrischen Signals sowie sine aus den drei elektrischen Signalen den Zahlenwert der Konzentration der Substanz in der Prcbenlösung im ermittelnde Auswertschaltung aufweist

Aus den verschiedenen, in dem Artikel als »Rohwerte« bezeichneten Werten werden die gesuchten Endresultate, nämlich der Zahlenwert der Konzentration, mit Hilfe der Eichkurve des jeweiligen Meßgerätes bestimmt Diese Eichkurve wird durch Analysieren von Eichproben bekannter Konzentrationen gewonnen und gibt den Zusammenhang zwischen dem gemessenen Rohwert und der entsprechenden Konzentration wieder. Dazu wird im einzelnen wie folgt vo-gegangen: _>o Es werden mehrere Meßpunkte ermittelt, durch die mittels eines Rechners eine Kurve gelegt wird, welche die Lage der Punkte möglichst gut wiedergibt. Hierzu sind also mehrere Eichmessungen und anschließend eine aufwendige Berechnung der Eichkurve erforderlich. 2 ί

Außerdem wird noch eine sogenannte »Leermessung« durchgeführt, also eine Messung an einer Blindlösung, die die zu untersuchende Substanz nicht enthält In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Leermessung kann eine Driftkorrektur vorgenommen »1 werden, die dann bei Bedarf für jede einzelne Messung einer Probenlösung erforderlich ist. Diese bekannte Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Lösung hat die folgenden Nachteile: Zunächst muß, wie bereits kurz angedeutet wurde, die i> Eichkurve in einem aufwendigen Meß- und Rechenverfahren ermittelt und in dem Rechner gespeichert werden, damit dieser anhand der Eichkurve aus den Rohwerten den Zahlenwert der Konzentration berechnen kann. -to

Weiterhin ist auch die Driftkorrektur bei der bekannten Einrichtung sehr aufwendig, denn wenn man nicht die Driftkorrektur erst nach Abschluß einer Meßserie und Auswertung sämtlicher Kontroll- und Leerproben für alle Patientenproben, d. h., alle Proben- v, lösungen, gemeinsam durchführen will, muß ein weiteres, sehr zeitintensives Verfahren angewandt werden, das ausdrücklich als »aufwendig« bezeichnet wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ^r>o eine Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Lösung der angegebenen Gattung zu schaffen, mit der auf konstruktiv einfache Weise aus den verschiedenen ermittelten elektrischen Signalen auf elektrischem Wege ein exakter Zahlen wert v> erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprächen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß eine genau definierte Folge von Verarbeitungsschritten für die verschiedenen Signale vorgeschlagen wird, die auf einfache Weise b^rj digital durchgeführt werden können, so daß aus den Signalen schließlich der Zahlenwert der Konzentration der Substanz in der Lösung erhalten wird. Die Verarbeitung kann auf konstruktiv äußerst einfache Weise mit herkömmlichen Elementen erfolgen, so daß man ein äußerst exaktes und reproduzierbares Resultat erhält Ein weiterer Vorteil ist daß der Quotient aus der ersten Differenz und dem vierten elektrischen Signal, also der als »Eichfaktor« dienende Zahlenwert der bekannten Konzentration in der Eichlösung, für eine ganze Meßreihe gleich bleibt so daß die hierfür erforderlichen Auswertvorgänge nicht ständig wiederholt werden müssen, sondern dieser Eichfaktor nur noch mit dem jeweils vorliegenden Wert für die zweite Differenz multipliziert werden muß. Dadurch vereinfacht sich der Betrieb einer solchen Einrichtung sehr wesentlich. Und schließlich vereinfacht sich durch die Verwendung der digitalen Signalverarbeitung auch die Ausgabe des schließlich erhaltenen Zahlenwertes für die Konzentration der Substanz wesentlich, da alle Zahlenwerte bereits in digitaler Form vorliegen und keine aufwendige Umformung erforderlich ist um die erhaltenen Zahlenwerte beispielsweise mittels eines Druckers auszugeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Meßgerätes, bei dem die erfindungsgemäße Einrichtung eingesetzt werden kann,

Fig.2 ein Blockschaltbild des Grundaufbaus einer solchen Einrichtung,

Fig.3a und 3b Schaltbilder des Zählers für die optische Dichte, des digitalen Multipliziergliedes und des Hauptzählers,

Fig.4 ein Schaltbild des Speicherregisters für die Blindlösung und der Einrichtung für die Bildung des Neunerkomplementes,

F i g. 5a und 5b Schaltbilder des Rechenzählers und der Einrichtung zur Bildung des Neuner-Komplementes, des Multiplikations-Akkumulators, des Zählers für die prozentuale Konzentration und des Zählers für die Normeinheiten, und

Fig.6 ein Schaltbild der Ansteuerlogik für die Multiplikation und die Division.

Das in F i g. 1 dargestellte Analysegerät dient zur Reihenuntersuchung von Serum-Proben verschiedener Patienten. Im folgenden wird der Begriff »Serum« als Bezeichnung für jede physiologische Flüssigkeit gebraucht, die untersucht werden muß.

Das Analysegerät nach F i g. 1 weist ein oberes Gehäuse 10 auf, das mittels einer Säule 14 auf ein unteres Gehäuse 12 aufgesetzt ist. Eine Scheibe 16 für die Serum-Proben und eine Scheibe 18 für die Probenansätze befinden sich auf der Oberseite des unteren Gehäuses 12. Der Antriebsmotor für diese Scheiben 16 und 18 ist im unteren Gehäuse 12 untergebracht. Außerdem nimmt der untere Teil des unteren Gehäuses 12 mehrere, unter Innendruck stehende Flaschen 20 auf, von denen einige in einer Kühlkammer 22 untergebracht sind. Diese Flaschen 20 enthalten die verschiedenen, für die Untersuchung einer Serum-Probe mittels des Analysegerätes benötigten chemischen Reagenzien. Um jede Änderung der chemischen Zusammensetzung und damit der Eigenschaften dieser Reagenzien auszuschließen, werden sie unter einer Stickstoffatmosphäre gehalten. Die Vorderseite des unteren Gehäuses 12 wird durch dunkle, jedoch durchsichtige Türen abgeschlossen, so daß die Flaschen von außen her überwacht werden können.

Eine Einrichtung 24 für die Überführung der

Serum-Probe, mehrere Abgabeköpfe 26, 27 und 28 für die Reagenzien, sowie ein Entnahmekopf 29 für die Serum-Probe sind in unmittelbarer Nähe der Transportscheiben 16, 18 für die zu untersuchenden Lösungen angeordnet.

Die Serum-Proben werden in mehrere Probenbecher 30 gefüllt, die sich in Löchern in der Oberseite der Scheibe 16 befinden. Die einzelnen Löcher sind durchnumeriert, so daß ihnen jeweils ein Wählschalter (nicht dargestellt) zugeordnet werden kann, der einen bestimmten Patienten kennzeichnet. In ähnlicher Weise sind weitere Reagenzgläser 34 in Löcher entlang des Umfangs der Scheibe 18 für die zu untersuchenden Lösungen eingesetzt.

Eine Serum-Probe wird jeweils einem Probenbecher 30 der Scheibe 16 entnommen und in ein bereitstehendes Reagenzglas 13 der Scheibe 18 mittels der Einrichtung 24 überführt.

Die zugehörigen Reagenzien werden über die Abgabeköpfe 26, 27 und 28 dieser Serum-Probe zugesetzt, die sich in dem entsprechenden Reagenzglas 34 an der Abgabestelle befindet. Die sich ergebenden Probenansätze, die im folgenden als »Lösung« bezeichnet werden sollen, werden nacheinander für die anschließende optische Untersuchung dem Reagenzglas 34 mittels des Entnahmekopfes 29 entnommen und beispielsweise einem Spektrofotometer zugeführt, das in der Tragsäule 14 untergebracht sein kann.

Die elektronische Steuerung für die verschiedenen Vorgänge ist in dem oberen Gehäuse 10 des Analysegerätes untergebracht. Diese Steuerung kann mittels einer Steuerkarte programmiert werden, die in einen Schlitz einer (nicht dargestellten) Kartenieseeinrichtung eingeführt wird, die sich ebenfalls in dem oberen Gehäuse 10 befindet. Mehrere Drucktasten 38 sind neben dem Schlitz 36 für die Einführung der Karte angeordnet und können für die Handsteuerung eines, mehrerer oder aller Bewegungsabläufe des Analysegerätes eingesetzt werden.

Schließlich befindet sich noch in dem oberen Gehäuse das elektronische Meß- und Rechensystem, das das Spektrofotometer, den Rechner, elektronische Programmiereinrichtungen und einen Drucker aufweist, der den ermittelten Konzentrationswert in geeigneter Form, beispielsweise als prozentuale Konzentration in Milligramm, darstellt.

Die Spektralanalyse der Lösungen erfolgt in einem herkömmlichen Spektrofotometer, in dem der Strahlengang so gelenkt wird, daß die Licht-Transmission durch Luft mit der Licht-Transmission der durch eine Strömungszelle fließenden, zu untersuchenden Lösung verglichen werden kann.

Mit diesem Gerät können verschiedene Untersuchungen durchgeführt werden. Bei einer ersten Untersuchungsart wird eine bestimmte Menge jeder zu untersuchenden Serum-Probe in zwei aufeinanderfolgende Reagenzgläser 34 der Scheibe 18 eingefüllt. Eine bestimmte Gruppe von Reagenzien wird auf die Serum-Proben in einem der beiden Reagenzgläser verteilt und mit der Serumprobe gemischt während ein anderer Satz von Reagenzien in das andere Reagenzglas gefüllt und mit der Serumprobe vermischt wird. Die beiden Sätze von Reagenzien können eine oder mehrere Reagenzien gemeinsam haben.

Die zuerst erwähnte Probe wird als »Blindlösung« und die zuletzt erwähnte Probe als »Probenlösung« bezeichnet Bei der Untersuchung dieser beiden Proben müssen die optischen Dichten der Blindlösung und der

Probenlösung gemessen und die optische Dichte der Blindlösung von der optischen Dichte der Probenlösung subtrahiert werden. Die sich ergebende Differenz der beiden optischen Dichten ist proportional zu der Konzentration der Substanz in der Probenlösung, für die die Untersuchung durchgeführt wird.

Bei einem anderen Untersuchungsverfahren werden mehrere Reagenzien auf mehrere Reagenzgläser gegeben; außerdem wird in das erste Reagenzglas etwas Wasser eingefüllt; die entstehende Lösung wird als »Blindlösung« bezeichnet. Die anderen Reagenzgläser werden mit jeweils unterschiedlichen Serum-Proben aufgefüllt.

Bei dieser Untersuchungsart muß jeweils die optische Dichte der Lösung in jedem Reagenzglas gemessen und von der optischen Dichte der Blindlösung subtrahiert werden. Die entstehende Differenz ist proportional zu der Konzentration der Substanz in der Probenlösung, für die die Untersuchung durchgeführt wird.

Bei der sogenannten »kinetischen Untersuchung« wird die Reaktionsgeschwindigkeit eines bestimmten Gemisches aus Reagenzien und Serum-Probe gemessen. Dazu wird die optische Dichte der zu untersuchenden Probenlösung zu einem bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise dem Zeitpunkt +1 und zu einem späteren Zeitpunkt +2, gemessen und die Differenz zwischen den beiden ermittelten Werten gebildet.

Die Messung kann für die gleiche Probenlösung mehrmals wiederholt werden, wobei gleiche Ergebnisse erhalten werden sollten, solange die Reaktionsgeschwindigkeit einen linearen Verlauf hat.

Hierbei muß festgestellt werden, ob die Reaktionsgeschwindigkeit konstant ist, und auch die Aufzeichnung der Ergebnisse während eines Teiis der Reaktion ist wesentlich.

Der Unterschied in der optischen Dichte kann als Zeitfunktion geeicht werden, indem die gleiche Untersuchung bei einer Eichlösung mit bekannter Konzentration der Substanz durchgeführt wird, deren Konzentration in der Probenlösung ermittelt werden soll.

Für dieses Verfahren gibt es verschiedene Ausführungsformen. Bei der ersten Ausführungsform wird die Probenlösung in die Strömungszelle eingebracht und ihre optische Dichte in genau definierten Zeitabständen gemessen.

Bei der zweiten Ausführungsform kann die Analyse mit größerer Geschwindigkeit durchgeführt werden; dazu wird eine bestimmte Menge einer Serum-Probe in drei aufeinanderfolgende Reagenzgläser eingebracht. Entsprechende Reagenzien werden jeder der drei Serum-Proben zu verschiedenen Zeitpunkten zugesetzt. Dabei muß jedoch gewährleistet sein, daß jede Gruppe der drei Probenlösungen die gleiche Zusammensetzung hat, wenn die einzelnen Probelösungen in die Strömungszelle eingebracht werden, der einzige Unterschied also darin besteht daß sie nacheinander in genau definierten Zeitabständen untersucht werden.

Das zuletzt erwähnte Verfahren liefert genauere und schnellere Ergebnisse, da jeweils bestimmte Zeitintervalle verstrichen sind, bevor die Probenlösungen in die Strömungszellen eingebracht werden.

In dem Blockschaltbild nach F i g. 2 ist die elektrische Verarbeitung des Ausgangssignals des Spektrofotometers dargestellt wobei dieses Ausgangssignal in eine Form umgewandelt wird, die einen Vergleich mit einer Eichlösung mit bekannter Konzentration ermöglicht Von dem Spektrofotometer ist nur die Elektrodenvervielfacherröhre 66 dargestellt auf die das von einer

Lichtquelle ausgesandte Licht nach dem Durchgang durch die Strömungszelle fällt. Die Elektronenvervielfacherröhre 66 erzeugt also ein Ausgangssignal, das proportional zur Intensität des einfallenden Lichtes und damit zur Transmission des ausgesandten Lichtes durch die Strömungszelle ist, also ein Maß für die jeweils vorhandene Konzentration der Substanz in einer Blindlösung, einer Probenlösung oder einer Eichlösung.

Der Ausgang der Elektronenvervielfacherröhre 66 ist direkt mit einem Vorverstärker 68 verbunden, der den Ausgangsstrom der Vervielfacherröhre 66 in einen proportionalen Gleichstrom umwandelt

Wenn die Proben lösungen noch in der Scheibe 18 gebildet werden und noch keine Probenlösung die Strömungszelle für die Durchführung der Messung erreicht hat, hält die Steueriogik 70 einen Festkörperschalter 72, der zwischen dem Vorverstärker 68 und dem Integrator 74 angeordnet ist, offen, so daß das Ausgangssignal des Vorverstärkers über einen geschlossenen Schalter 76 einem Eingang eines Spannungsvergleichers 78 zugeführt wird. An diesem Vergleicher 78 wird auch eine Bezugsspannung angelegt. Der Vergleicher 78 vergleicht das Ausgangssignal des Vorverstärkers mit der Bezugsspannung; die Differenz zwischen den beiden Spannungswerten wird dazu verwendet, eine Hochspannungsversorgung 80 zu steuern, die an die Elektronenvervielfacherröhre 66 angelegt ist

Eine Schleife aus der Elektronenvervielfacherröhre 66, dem Vorverstärker 68, dem Spannungsvergleicher 78 und der Hochspannungsversorgung 80 dient als automatische Verstärkungsregelung und Eichungseinstellung für die Elektronenvervielfacherröhre 66. Diese Einstellung ist erforderlich, da sich die Kenndaten der Vervielfacherröhre im Laufe der Zeit und bei unterschiedlichen Temperaturen stark ändern können, und da die Elektronenvervielfacherröhre nicht die gleiche Empfindlichkeit über den gesamten Bereich des Spektrums hat Mittels einer geschlossenen Rückkopplungsschleife kann das Ausgangssignal der Vervielfacherröhre in bezug auf eine bestimmte Wellenlänge des Lichtes stabilisiert werden, die bei der Untersuchung verwendet wird.

Sobald eine erste, zu analysierende Probenlösung in der Strömungszelle vorhanden ist wird diese mittels der Steuerlogik 70 gefühlt die dann den Schalter 76 in dem Rückkopplungsweg von dem Vorverstärker zu der Hochspannungsversorgung öffnet und den Schalter 72 schließt der zwischen dem Vorverstärker 68 und dem Integrator 74 liegt Vorzugsweise wird dieser Schalter jedesmal dann geöffnet wenn die leere Strömungszelle die Lichtstrecke mittels der Steueriogik 70 unterbricht die auf ein Signal eines die Stellung der Strömungszelle feststellenden Schalters 82 anspricht.

Dieser Schalter 82 gibt ein Signal an die Steuerlogik 70 ab, wenn sich die Strömungszelle zwischen der Lichtquelle und der Elektronenvervielfacherröhre 66 befindet, bzw. umgekehrt, wenn die Strömungszelle sich außerhalb dieser Bahn befindet, so daß das nicht unterbrochene licht von der Lichtquelle auf die Elektronenvervielfacherröhre 66 auffällt Die Vervielfacherröhre 66 und damit der Vorverstärker 68 haben einen höheren Glefchspannungs-AnsgangspegeL wenn der Strahlengang nor durch Loft verläuft, als wenn der Strahlengang durch eine Probenlösung und die Strömungszelle verläuft. Für den späteren Vergleich sind beide Signale wichtig.

Das erste, von dem Vorverstärker 68 an den

Integrator 64 angelegte Signal stellt, nachdem der Integratorschalter 72 geschlossen worden ist, eine bestimmte, vorgegebene Lichtwellenlänge dar, die auf die Elektronenvervielfacherröhre auftrifft, nachdem sie durch die Probenlösung hindurchgegangen ist. Dieses Gleichspannungssignal wird mittels des Integrators 74 über eine bestimmte Zeit integriert, was mittels der Steuerlogik 70 gesteuert wird. Der Integratorausgang ist anfangs Null, sein Ausgang wird aber dann eine Rampenfunktion, da der Vorverstärkerausgang integriert wird.

Wenn die Rampenfunktion erzeugt ist, wird sie über einen geschlossenen Nachlaufschalter 84 einem Nachlauf- und Speichernetzwerk 86 zugeführt. Der Nachlaufschalter 84 wird auch von der Steuerlogik 70 gesteuert. Das Nachlauf- und Speicherneizwerk 86 befindet sich in Gleichlauf mit dem Integratorausgang, bis das Integrationsintervall von der Steuerlogik 70 beendet wird. Das Abschlußsignal wird dann dazu verwendet, um den Nachlaufschalter 84 zu öffnen, wodurch der Gleichspannungspegel hervorgerufen wird, bei dem der Vorverstärkerausgang integriert worden ist, um in dem Nachlauf- und Speichernetzwerk 86 gespeichert zu werden.

Die Strömungszelle wird dann aus dem Strahlengang von der Lichtquelle zu der Vervielfacherröhre 66 bewegt Diese Bewegung wird mittels des die Lage der Strömungszelle feststellenden Schalters 82 erfaßt, der ein Signal an die Steuerlogik 70 abgibt. Der Ausgang des Vorverstärkers 68 stellt nunmehr den Ausgang der Vervielfacherröhre dar, da Luft zwischen der Lichtquelle und der Röhre 66 liegt.

Die Steuerlogik 70 leitet ein Bezugssignal-Integrationsintervall ein und bewirkt, daß der Integrator 84 den Vorverstärkerausgang für eine bestimmte Zeit integriert die der Integrationszeit für die Probenlösung genau entspricht Der Integrator 74 integriert nunmehr das Gleichspannungssignal, das den Ausgang der Vervielfacherröhre 66 beim Strahlengang durch Luft für ein Zeitintervall darstellt, das genau gleich dem Zeitintervall für die Probenlösung ist. Am Ende dieses Intervalls wird ein Schalter 88 in einem Rückkopplungsweg um den Integrator 84 herum von der Steuerlogik 70 geschlossen, wodurch die Spannung am Ausgang des Integrators exponentiell abklingt.

Wenn dann am Ende der beiden Integrationsintervalle der den Strahlengang durch Luft wiedergebende Ausgang am Integrator 84 und den Strahlengang durch eine Probenlösung wiedergebende Ausgang der Nachlauf- und Steuerschaltung 86 gleich sind, bedeutet dies, daß die optische Dichte der Probenlösung Null ist und daß sie eine Lichtdurchlässigkeit besitzt, die gleich der von Luft ist Dies ist selbst bei einer leeren Strömungszelle, niemals der Fall, so daß die Lichtdurchlässigkeit einer die Probenlösung enthaltenden Strömungszelle immer geringer ist als die der freien Luft Die exponentiell Abnahme des integrierten, den Luftweg-Bezugswert darstellenden Ausgang fährt als erster Teil einer Analog-Digitalumsetzung der Lichtdurchlässigkeit der Probenlösung zu einer gleichzeitigen Umsetzung in Einheiten der optischen Dichte.

Die exponentiell Abnahme des integrierten, den Luftweg-Bezugswert darstellenden Ausgangs dauert an, bis das abnehmende Signal in der Amplitude gleich dem von dem Nachlauf- und Speichernetzwerk 86 gehaltenen Signalpegel ist Der Vergleich des abnehmenden Signals und des von dem Nachlauf- und Speichernetzwerk gehaltenen Signals wird in einem Oberkreuzver-

gleicher 90 durchgeführt. Das Signal, das den Schalter 88 schloß, löst auch eine Verriegelungsschaltung 90 aus, die an den Ausgang des Überkreuzvergleichers 90 angekoppelt ist; hierdurch wird der Komparatorausgang an einen Eingang eines Zählergliedes 92 angelegt Der Ausgang eines Taktgebers mit einer Taktfrequenz von 1 MHz wird mittels einer Divisionsschaltung 96 durch zehn geteilt, und die sich ergebende Taktfrequenz von 100 kHz wird dem anderen Ausgang des Zählerglieds 92 zugeführt. Der Ausgang des Zählergliedes 92 \o ist ein Impulszug mit einer Frequenz von 100 kHz, wenn ein Auslösesignal vom Ausgang des Vergleichers 90 her anliegt. Dieser Ausgang löst nur solange aus, als von dem Überkreuzverstärker 90 eine Koinzidenz in dem Inhalt des Nachlauf- und Speichernetzwerks 98 und dem abnehmenden Integrationsausgang festgestellt worden ist. Wenn eine derartige Koinzidenz von dem Vergleicher 90 festgestellt worden ist, wird der Eingang von dem Vergleicher an dem Zählerglied 92 abgeschaltet, wodurch der Impulszug angehalten wird.

Die Anzahl der Impulse in diesem Zug entspricht der Zeit, während der der Integratorausgang abnehmen konnte, bevor er den Signalpegel des in dem Nachlauf- und Speichernetzwerk 86 gehaltenen Signals erreicht Der Impulszug ist proportional zu dem Logarithmus der Lichtdurchlässigkeit des Luftwegs minus dem Logarithmus der Lichtdurchlässigkeit durch eine Probenlösung. Der Impulszug ist also proportional zu der optischen Dichte der Probenlösung.

Wie bereits oben ausgeführt wurde, wird die gesamte Analog-Digital-Umsetzung ebenso wie die Anzeige der Lichtdurchlässigkeit von der Spektrofotometer-Steuerlogik 70 gesteuert Diese Steuerlogik wird durch eine Programmiereinrichtung 98 gesteuert deren Ausgangssignale an der Steuerlogik die bestimmten Untersuchungen wiederspiegeln, die auf einer Programmkarte ausgewählt worden sind. Die übrigen Schaltblöcke des Rechnerteils werden in Verbindung mit den jeweiligen Untersuchungen im einzelnen erläutert

Zu Beginn der erwähnten Untersuchungen wird jeweils eine Blindlösung untersucht Die erste Lösung, die in die Strömungszelle eingebracht wird, ist entweder eine Eichlösung oder eine Blindlösung. Eine Lösung besteht aus Reagenzien, die den Rest der Probenlösung, jedoch ohne irgendein Serum, enthalten. Die optische Dichte dieser Blindlösung wird, wie später noch erläutert wird, dazu verwendet den Rechnerteil 100 der Spektrofotometer-Verarbeitungslogik zu eichen. Eine Eichlösung ist ein Serum bekannter Konzentration plus Reagenzien.

Ein Speicherregistcr 102, das später zur Speicherung der optischen Dichte der Blind- oder Eichlösung verwendet ist wird zuerst durch die Programmiereinrichtung 98 auf Null zurückgestellt Ein Hauptzähler 104, der über ein Steuerglied 106 gesteuert wird, dessen Betrieb später noch beschrieben wird, wird dann von dem 1 MHz-Taktgeber 94 auf Null zurückgestellt Em Zähler 108 für die optische Dichte zur Speicherung des digitalen Teils der optischen Dichte der Lösung in der Strömungszelle wird dann ebenfalls auf Null zurückgestellt Ein Rechnerzähler 110 und der Zähler 112, der zur Berechnung der prozentualen Konzentration verwendet wird, werden ebenfalls auf NuD zurückgestellt

Nachdem die Rückstellung beendet ist wird der Zähler 108 mit dem Neunerkomplement des Inhalts des Speicherregisters 102 voreingestellt Das Neunerkom plement des Registers 102 wird mittels einer Schaltung 114 für eine Neunerkomplementumsetzung durchgeführt Da das Register 102 auf Null rückgestellt worden ist ist die Neunerkomplement-Voreinstellung in dem Zähler 108 gleich 1999. Der Zähler 112 für die prozentuale Konzentration wird dann mit der Zahl voreingestellt, die bei einem Einstellen von Schaltern 116 eingewählt worden ist Dieser Wert stellt die bekannte prozentuale Konzentration einer Eichlösung dar, die in die Strömungszelle zu einem späteren Zeitpunkt eingebracht wird. Ein Multiplikationsakkumulator 118 wird dann auf den Wert der prozentualen Konzentration in dem Zähler 112 voreingestellt. Das Neunerkomplement wird dann von diesem Wert genommen, der in dem Multiplikationsakkumulator 118 mittels eines Neunerkomplements-Umsetzers 120 voreingestellt worden ist Das Neunerkomplement der bekannten Eichkonzentration wird dann in dem Rechnerzähler 110 voreingestellt. Der auf die prozentuale Konzentration eingestellte Zähler 112 wird dann auf Null zurückgestellt

Nach Durchführung dieser Schritte kann die Integration und die Analog-Digitalumsetzung erfolgen, damit die optische Dichte der Blindlösung in der Strömungszelle bestimmt werden kann. Bis zu diesem Zeitpunkt ist der Schalter in der Rückkopplungsschaltung mit dem Vorverstärker 68 geschlossen, wenn sich die Strömungszelle nicht in dem Lichtweg befindet so daß die Elektronenvervielfacherröhre geeicht werden kann. Die Impulsfolge, die die optische Dichte der Strömungszelle und der in ihr enthaltenen Blindlösung darstellt, wird über das Zählerglied 92 dem Zähler 108 für die optische Dichte zugeführt Das Zählerglied 92 ist wie oben bereits ausgeführt, offen, wenn die genaue Impulszahl dem Zähler 108 zugeführt worden ist Der Wert in dem Zähler für die optische Dichte ist dann in dem Register 102 voreingestellt und das Neunerkomplement dieses Werts wird mittels des Neuner-Komplementierwerks 114 vorgenommen; der Zähler 108 für die optische Dichte ist mit dem Ergebnis wieder voreingestellt

Die Blindlösung wird dann aus der Strömungszelle herausgenommen. Die nächste, in die Strömungszelle einzusetzende Lösung ist dann die Eichlösung, deren Konzentration an dem Nonnschalter 116 gewählt wurde. Die Lichtdurchlässigkeit dieser Lösung wird bestimmt und die Analog-Digital-Umsetzung mit Hilfe des die optische Dichte wiedergebenden Impulszugs der Eichlösung wiederholt der dem Zähler 108 zusammen mit dem Neunerkomplement der optischen Dichte der Blindlösung zugeführt wird. Die sich ergebende Zahl in dem Zähler für die optische Dichte stellt den Unterschied in der optischen Dichte zwischen der Blindlösung und der Eichlösung dar.

Mit Hilfe dieses Unterschieds zwischen der optischen Dichte der Blindlösung und der optischen Dichte der Eichlösung muß der Skalenfaktor für alle weiteren Berechnungen der prozentualen Konzentration bestimmt werden. Hierzu wird eine Taktfrequenz von 100 kHz über den Hauptzähler 104 an eine digitale Multipiizierschaltung 124 und über eine Multiplizier- und Dividierschaltung 126 an den Zähler 112 für die prozentuale Konzentration angelegt Der Impulszug mit einer Frequenz 100 kHz wird in der digitalen Multiplizierschaltung 124 mit dem Wert in dem Zähler 108 für die optische Dichte multipliziert, um die Frequenz des 100-kHz-lmpulszuges proportional zu ändern. Der entsprechend geänderte Impulszug wird dann über die Multiplizier- und Drvkfierschaltung 126 an den Rechner-Zähler 110 angelegt, der bereits das Neunerkomplement der bekannten prozentualen Konzentration der Eichlö-

sung enthält. Der Rechnerzähler 110 und der Zähler 112 für die prozentuale Konzentration werden über die jeweiligen Taktfrequenzleitungen weiter im Takt gesteuert, bis ein Fühldetektor 128 feststellt, daß in dem Rechnerzähler 110 von der digitalen Multiplizierschaltung 124 eine Anzahl Impulse erhalten worden ist, die gleich der bekannten prozentualen Konzentration der Eichlösung ist Dieser Fülldetektor 128 wird zur Sperrung des Hauptzähler-Glieds 106 verwendet, über das der Hauptzähler 104 bisher mit Taktimpulsen von dem auf einer Frequenz von 1 MHz arbeitenden "Taktgeber 94 gespeist worden ist. Die Impulsanzahl, die in diesem Intervall den Zähler 112 für die prozentuale Konzentration erreicht haben, stellen den Skalenfaktor dar, der als Grundlage für alle nachfolgenden Untersuchungen verwendet wird. Durch diese Verfahrensschritie wird die gewählte Substanzkonzentration der Eichlösung durch den Unterschied in der optischen Dichte zwischen der Eichlösung und der Blindlösung geteilt und der sich ergebende Wert in dem Zähler 112 gespeichert Die optischen Dichten der Lösungen werden zur Berechnung ihrer prozentualen Konzentrationen mit diesem normierten Wert multipliziert. Derartige berechnete Werte weisen dann dieselben Einheiten wie die Substanzkonzentration der Eichlösung auf.

Als Beispiel für die vorbeschriebenen Verfahrensschritte soll der Unterschied in der optischen Dichte zwischen der Blindlösung und der Eichlösung 0,5 betragen. Der Zähler 108 für die optische Dichte enthält dann das binäre Äquivalent von 0500. Die Multiplizier- und Dividierschaltung 126 gibt den Hauptzähler 104 frei, so daß 100-kHz-Taktimpuise an dem Zähler 112 für die prozentuale Konzentration anliegen. Die Taktfrequenz von 100 kHz wird auch an die digitale Multiplizierschaltung 124 angelegt, die diese Frequenz mit der Zahl in dem Zähler 108, d.h. mit 0,500 multipliziert. Der Rechnerzähler 110 erhält dadurch jedesmal dann 500 Impulse, wenn der Zähler 112 1000 Impulse erhält Weiterhin sei angenommen, daß die bekannte, an den Eingangsschaltern 116 gewählte Eichkonzentration durch 1000 dargestellt wurde. Das Neunerkomplement von 1000 würde dann in dem Rechnerzähler 110 vorhanden sein. Während unterdessen der Rechnerzähler UO 1000 impulse erhalten hat, die zur Einleitung des Vorgangs an dem Fülldetektor 128 notwendig sind, hat der Zähler 112 für die prozentuale Konzentration 2000 Impulse erhalten, die den normierten Wert darstellen, mit dem alle späteren Werte der optischen Dichte multipliziert werden, um die entsprechenden prozentuaien Konzentrationen festzustellen. Schließlich wird der Multiplikationsakkumulator 118 mit dieser Zahl d.h. 2000 voreingeslellt, und die Programmiereinrichtung 98 wird zurückgestellt

Der eigentliche Untersuchungsvorgang ist nunmehr bereits eingeleitet Das Register 102 enthält den Wert der optischen Dichte der Blindlösung. Der Hauptzähler 104, der Rechnerzähler 110 und der Zähler 112 für die prozentuale Konzentration sind jeweils auf Null zurückgestellt Der Zähler 108 für die optische Dichte ist mit dem Neunerkomplement des Registers 102 voreingestellt, das der negative Wert dieser Zahl ist Der Rechnerzähler 110 wird dann von der Neuner-Komplementiereinrichtung 120 mit dem Neunerkomplement des Skalenfaktors voreingestellt, der in dem Multiplikationsakkumulator 118 enthalten ist.

Unterdessen ist bei der Endpunkt-Reagenzien-Blindprobe der Strömungszelle eine Probenlösung zugeführt worden; an der Elektronenvervielfacherröhre 66 liegt ein Ausgang an, der dem Vorverstärker 68 zugeführt wird. Gesteuert von der Spektrofotometer-Steuerlogik 70 wird dieser Ausgang integriert und von einem analogen Signal in den digitalen Impulszug umgesetzt, der die optische Dichte der Probenlösung in der Strömungszelle darstellt. Dieser Impulszug wird dann dem Zähler 108 für die optische Dichte am Neunerkomplement der optischen Dichte der Blindlösung zugeführt, wodurch die optische Dichte der Blindlösung von der Probenlösung subtrahiert wird. Der nunmehr in dem Zähler 108 enthaltene Wert gibt die richtige optische Dichte der Probenlösung wieder.

Nunmehr wird die Berechnung der Konzentration der Probenlösung bezüglich der Konzentration der Eichlösung durchgeführt. Hierzu steuert die Programmiereinrichtung 98 zuerst den Multspükationsteil der Multiplizier- und Dividierschaltung 126 an. Diese Ansteuerung dient dazu, um den Ausgang der digitalen Multipliziereinrichtung 124 an den Eingang des Zählers 112 für die prozentuale Konzentration zu leiten. Ein Ausgang des 100-kHz-HauptzähIers 104 wird gleichzeitig dem Rechnertäh'er 110 zugeleitet. Der Hauptzähler 104 beginnt auf ein Signal von der Programmiereinrichtung, den Zähler 110 mit einer Taktfrequenz von 100 kHz anzusteuern.

Die digitale Multipliziereinrichtung 124 multipliziert die andere 100-kHz· Ausgangstaktfrequenz des Hauptzählers 104 mit dem Wert der optischen Dichte in dem Zähler 108; der sich ergebende Impulszug wird dem Zähler 112 für die prozentuale Konzentration zugefügt. Diese Steuerung mittels Taktimpulsen dauert an, bis der Fülldetektor 128 feststellt, daß der Rechnerzähler 110 eine Anzahl Impulse von dem Hauptzähler 104 erhalten hat, die gleich dem Skalenfaktor in dem Multiplikationsakkumulator 118 ist

Gleichzeitig wird das Hauptzählerglied 106 gesperrt, wodurch eine weitere Impulsabgabe des Hauptzählers 102 durch den 1-MHz-Taktgeber 94 unterbunden ist. Durch öffnen des Glieds 106 wird auch die Impulsabgabe des Zählers 112 angehalten. Der Inhalt dieses Zählers 112 stellt gleichzeitig die Konzentration der Probenlösung in der Strömungszelle bezüglich des bekannten Eichwertes dar. Dieser Wert wird über eine Drucker-Logikschaltung 132 dem Drucker 134 zusammen mit einer Identifizierungsinformation zugeführt

Zu Beginn einer Untersuchung werden das Register 102, der Hauptzähler 104, der Zähler 108, der Zähler 112 und der Rechnerzähler 110 jeweils auf Null zurückgestellt. Diese Rückstellung wird am Ende der oben beschriebenen Untersuchung der Bild- und Eichlösung vorgenommen. Die Programmiereinrichtung 98 stellt dann den Zähler 108 für die optische Dichte mit dem Neunerkomplement der Inhalte in dem Register 102 vorein. Dieses Register 102 wird dann auf Null zurückgestellt, so daß der Wert des Neunerkomplements gleich 1999 ist Der Rechnerzähler HO wird dann durch die Neuner-Komplementiereinrichtung 120 mit dem Neunerkomplement des Skalenfaktors voreingestellt, der in dem Multiplikationsakkumulator 118 enthalten ist

Die Programmiereinrichtung leitet gleichzeitig die Analog-Digitalumsetzimg der Lichtdurchlässigkeit der Blindlösung des Patienten in der Strömungszelle ein, die eine Serumsprobe plus ein oder mehrere Reagenzien enthält Der die optische Dichte dieser Patienten-Blindprobe darstellende Impulszug wird dem Zähler 108 zugeführt Dieser Wert wird dann im Register 102

voreingestellt, durch die Neuner-Komplementiereinrichtung 114 das Neunerkomplement gebildet und in dem Zähler 1(B voreingcstellt

Die Probenlösung des Patienten wird dann mittels der Elektronenvervielfacherröhre 66 untersucht; der dessen optische Dichte darstellende Impulszug wird dem Zähler 108 zugeführt, der bereits das Neunerkomplement der optischen Dichte der Patienten-Blindprobe enthält Hierdurch ergibt sich dann die Differenz in der optischen Dichte zwischen den beiden in den Zähler 108 to für die optische Dichte eingegebenen Werten. Der Hauptzähler 104 kann dann über die Multiplizier- und Dividierschaltung 126 seine 100-kHz-Impulse an den Rechnerzähler 110 anlegen, der bereits das Neunerkomplement des normierten Skalenwerts enthält Die is digitale Multipliziereinrichtung 124 multipliziert den anderen 100-kHz-Ausgang des Hauptzählers mit dem Inhalt des Zählers 108 und steuert danach den Zähler 112 für die Standard-Einheitenwerte an.

Wenn mittels des Fülldetektors 128 festgestellt wird, daß die Zahl der dem Rechnerzähler 110 von dem Hauptzähler zugeführten Impulse gleich dem normierten Skalenfaktor ist, dann öffnet und schaltet damit der Detektor 128 das Hauptzählerglied 106 von dem 1-MHz-Tzktgeber 94 zu dem Hauptzähler 104 durch. Der Wert im Zähler 112 stellt dann die prozentuale Konzentration der Untersuchungsprobe des Patienten bezüglich der Patienten-Blindprobe dar. Dieser Wert wird über die Drucker-Logikeinrichtung dem Drucker 134 zusammen mit einer Identifizierungsinformation zugeführt Die Programmiereinrichtung 98 wird am Ende der Untersuchungsreihe zurückgestellt.

Die Durchführung einer kinetischen Untersuchung erfordert eine besondere Eichung. Für diese Eichung werden das Register 1OZ der Hauptzähler 104, der Zähler 108, der Rechnerzähler UO und der Zähler 112 zurückgestellt Der Unterschied bei dem kinetischen Eichungsvorgang besteht darin, daß der Zähler 112 mit dem an den Schalter 116 gewählten Wert für die prozentuale Konzentration der Eichlösung voreingestellt wird. Der Inhalt des Zihlers 112 wird dann in dem Multiplikationsakkumulator 118 voreingestellt; hiermit ist die Eichung für die kinetische Untersuchung beendet.

Die kinetische Untersuchung kann auf zwei verschiedene Arten infolge des Unterschieds in den Reaktionen eingeleitet werden, die in den verschiedenen Probenlösungen möglich sind. Der erste Weg besteht darin, eine Probenlösung während zwei oder mehr genau gesteuerten Zeitintervalle zu untersuchen. Es *jvird eine Zunahme in der optischen Dichte erwartet, so daß die Anzeige der ersten Probenlösung als Grundlage für alle späteren Anzeigewerte verwendet werden kann. Die andere Art der kinetischen Untersuchung ergibt eine Abnahme in der optischen Dichte. LIm diese Betriebsweise zu normieren, wird die Standard- bzw. normierte Konzentration verwendet und alle späteren Anzeigewerte in Beziehung zu diesem Wert gesetzt

Bei einer kinetischen Untersuchung mit einer Zunahme der optischen Dichte werden das Register 102 und die Zähler 104, 108, UO und 112 alle auf Null zurückgestellt. Der Zähler 108 wird mit dem Neunerkomplement des Inhalts des Registers 102, der 1999 beträgt, voreingestellt. Der Rechnerzähler HO wird dann mittels der Neuner-Komplementiereinrichtung 120 mit dem Neunerkomplement des in dem Multiplikationsakkumulator 118 enthaltenen Zahlenfaktors voreingestellt. Die Impulsfolge wird dann gesperrt und ein erster digitaler Impulszug, der die optische Dichte des Probenansatzes in der Strömungszelle darstellt wird in den Zähler 108 eingegeben.

Mit dem Inhalt dieses Zählers 108 wird dann das Register 102 voreingestellt und die Folge wieder gesperrt, bis eine zweite Anzeige von der Probenlösung in der Strömungszelle genommen ist Der digitale Impulszug, der die bei der letzten Anzeige erhaltene optische Dichte darstellt wird dem Zähler 108 zusammen mit dem Neunerkomplement des Inhalts des Registers 102 zugeführt, wodurch der ersterwähnte von dem zuletzt genannten Wert subtrahiert wird.

Die Multiplizier- und Dividierschaltung 126 wird dann freigegeben, so daß der 100-kHz-Ausgang des Hauptzählers 104 an den Rechnerzähler 110 gleichzeitig angelegt wird, so daß die 100-kHz-Taktfrequenz mit dem Inhalt des Zählers 108 in der digitalen Multipliziereinrichtung 124 multipliziert und an den Zähler 112 angelegt wird. Wenn die Zahl der Impulse von dem Hauptrechner 104, die den Rechnerzähler HO erreichen, gleich dem normierten Wert in dem Multiplikationsakkumulator 118 ist öffnet der Fülldetektor 128 das Hauptzählerglied 1C6 und hält dessen Auslöseimpuls an.

Der Wert in dem Zähler für die prozentuale Konzentration stellt zu dieser Zeit die Änderung der optischen Dichtt in dem Zeitintervall zwischen den Anzeigen der Lösungen dar. Mehrere derartige Anzeigenpaare können erhalten werden, um sicherzustellen, daß die verlangte lineare Reaktion stattfindet Dieser Wert wird dann der Drucker-Logikschaltung 132 zugeführt, die dann den Drucker 134 entsprechend steuert

Eine kinetische Untersuchung, bei der sich eine Abnahme der optischen Dichte ergibt wird, wie vorher erwähnt, dazu verwendet, um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der die optische Dichte einer Probenlösung gegenüber der einer bekannten Eichlösung abnimmt. Anfangs werden auch hier das Register 102 sowie die Zähler 104, 108, HO und 112 auf Null zurückgestellt. Der Rechnerzähler 110 wird dann mit dem Neunerkomplement des Zahlenfaktors von dem Multisplikationsakkumulator 118 aus voreingestellt Eine weitere Folgesteuerung wird verhindert bis ein erster Anzeigewert der Lichtdurchlässigkeit von der Probenlösung erhalten, der erhaltene Wert in einen die optische Dichte wiedergebenden Impulszug umgesetzt und in den Zähler 108 eingegeben ist. Der Inhalt des Zählers 108 wird dann in dem Register 102 voreingestellt, mittels der Neunerkomplementiereinrichtung 114 das Neunerkomplement eingegeben und in dem Zählet 108 voreingestellt.

Es wird dann eine zweite Anzeige der Lichtdurchlässigkeit der Probenlösung erhalten; der sich ergebende die optische Dichte darstellende Impulszug wird an der Zähler 108 oben an dem neunerkomplementierten Wen der ersten Anzeige zugeführt. Der sich ergebende Inhalt in dem Zähler 108 ist dann gleich der reinen Änderung in der optischen Dichte der Probenlösung in derr Zeitintervall zwischen den beiden Anzeigen bzw Ablesevorgängen.

Dieser Wert wird dann in dem Register 1Oi voreingestellt und neunerkomplementiert bevor ei wieder in dem Zähler 108 eingestellt wird. Eine Leitunj in der Multiplizier- und Dividierschaltung 126 wird vor der Programmiereinrichtung 98 ausgewählt und ange steuert, und der 100-kHz-Ausgang des Hauptzählers 10< dadurch dem Rechnerzähler 110 zugeführt. Gleichzeitij wird das Neunerkomplement der Änderung in de optischen Dichte während des Zeitintervalls mit de:

lOO-kHz-Impulsen multipliziert, die über die digitale Multipliziereinrichtung 124 von dem Hauptzähler 104 erhalten werden.

Der FüUdetektor 128 stellt dann fest, wann die Anzahl der Impulse von dem Hauptzähler 104 den normierten, s bereits in dem Rechnerzähler 110 eingegebenen Wert erreicht hat, und beendet die Impulsabgabe von dem 1-MHz-Taktgeber 94 zu dem Hauptzähler 104 durch Sperren des Glieds 106. Der Wert in dem Zähler 112 stellt dann die Größe der optischen Dichte der Probenlösung dar, der während der Reaktionszeit gegenüber dem normierten Wert abgenommen hat Dieser Wert wird dann über die Drucker-Logikschaltung 132 dem Drucker 134 zugeführt, um dort ausgedruckt zu werden.

Die Durchführung der kinetischen Untersuchung, d. h. einer Analyse bei einer Zunahme oder Abnahme der optischen Dichte kann auf zwei verschiedene Arten gesteuert werden. Der eine Weg ist gerade beschrieben worden, hierbei ändert die Programmiereinrichtung 98 die elektronische Verarbeitung von Signalen entsprechend der Untersuchungsart Statt die elektronische Berechnung der Untersuchungsanalyse zu ändern oder umzukehren, kann die Reihenfolge, in der die Probenansätze in die Strömungszelle eingebracht werden, umgekehrt werden, wodurch dieselbe Umkehr wie mittels der Programmiereinrichtung 98 erreicht ist

Der Zähler 108 für die optische Dichte, das Register 102 und die Neuner-Komplementiereinrichtung 114 sind in den Fig.3a, 3b und 4 dargestellt Der Zähler 108 weist vier Stufen 390,391,392 und 393 auf, die zu einem binär kodierten Dezimalzähler zusammengeschaltet sind. Die erste Stufe 390 in diesem Zähler stellt die Ziffer 1,0 des dezimalen Äquivalents der optischen Dichte dar. Die Inhalte der restlichen drei Stufen 391 bis 393 stellen jeweils die Stellen 0,1, 0,01 und 0,001 bei der Dezirnalwiedergabe einer optischen Dichte dar. In allen praktisch vorkommenden Fällen übersteigt die optische Dichte niemals den Wert 1,999, so daß die Stufe 390 für die Einer-Stelle nur auf Null oder Eins einstellbar zj sein braucht

Der Ausgang des Zählerglieds 92 wird in einem NAND-Glied 394 invertiert, bevor es an die Stufe 393 für die Ziffernstelle 0,001 des Zählers 108 angelegt wird. Der Ausgang 23 dieser vierten Stufe 393 ist über eine Leitung 396 mit der dritten Stufe 392 verbunden, die jedesmal dann weitergeschaltet wird, wenn die vierte Stufe 393 zehn Taktimpulse von dem Zählerglied 92 erhält Entsprechend besitzt diese zweite Stufe 391 eine mit 2³ bewertete Ausgangsleitung 398, die so angeschal- so tet ist, daß die zweite Stufe 391 weitergeschaltet wird, wenn die dritte Stufe zehn Impulse erhalten hat. Die erste Stufe 390 wird von der zweiten Stufe 391 auf dieselbe Weise weitergeschaltet.

Die drei Stufen 391, 392 und 393 des Zählers 108 besitzen vier parallele Ausgangsleitungen, die in der binären Zahlenfolge von 2° bis 2³ bewertet sind. Die höchstwertige Stufe 390 besitzt nur einen Ausgang, der mit 2° bewertet ist Die vier Ausgangsleitungen der drei Stufen 391 bis 393 werden parallel an die entsprechenden Voreinstelleitungen einer gleichen Anzahl von Stufen in dem Register 102 angelegt. Hierbei muß jeweils nur die eine Ausgangsleitung der ersten Stufe 390 mit der entsprechenden Stufe 403 in dem Register 102 verbunden sein. b5

Jede der drei Stufen 400 bis 402 in dem Register 102 läuft über eine gesonderte, aber gleich aufgebaute Stufe 404 der Neuner-Komplementiereinrichtung 114. Jede der Stufen 404 der Neuner-Komplementiereinrichtung weist einen Umkehrverstärker 406, ein exklusives ODER-Glied 408 und ein NOR-Glied 410 auf. Die 2° Ausgangsleitung jeder Stufe ist an den Eingang des Umkehrverstärkers 406 angelegt Das exklusive ODER-Glied 408 weist als Eingänge die 2' und die 2² Ausgänge auf. Das NOR-Glied 410 weist als Eingänge die 2¹,2² und 2³ Ausgänge jeder Registerstufe auf. Der 2² Ausgang ist über eine kurze Drahtverbindung 405 mit der 2² Ausgangsleitung der Neuner-Komplementiereinrichtung kurzgeschlossen.

Im folgenden ist in den F i g. 5a und 5b ein Beispiel zur Erläuterung der Funktionsweise der Neuner-Komplementiereinrichtung 404 angegeben; wenn in einer bestimmten Stufe des Registers eine NULL eingespeichert ist, ist das Neunerkomplement dieser NULL neun. An jeder der vier Ausgangsleitungen der bestimmten Stufe des Speicherregisters würde dann »0« anliegen. Das an den Umkehrverstärker 406 angelegte Signal »0« würde einen Ausgang »1« ergeben. Der Eingang »0« an der Verbindung 405 würde damit einen Ausgang »0« von der Neuner-Komplementiereinrichtung 404 haben. Die zwei Eingänge »0« an dem exklusiven NOR-Glied würden einen Ausgang »0« ergeben. Die drei Eingänge »0« an dem NOR-Glied 410 würden einen Ausgang »1« ergeben. Die binär bewerteten Ausgangsleitungen der Stufe 404 der Neuner-Komplementiereinrichtung würden dann »1«, »0«, »0« bzw. »1« sein; dies ist dann das binäre Äquivalent der Zahl neun.

Die Voreinstellung des Inhalts der Stufe 390 in der ihr entsprechenden Stufe 403 unterscheidet sich von der Voreinstellung der InhaJte der übrigen Stufen 391 bis 393, da diese Stufe 390 nur einen Inhalt 1 oder 0 haben kann. Die Stufe 390 besteht aus einem ansteuerbaren J-K-Flip-Flop. Wenn das Voreinstellsignal von der Programmierschaltung 98 zugeführt wird, um den Inhalt des Zählers 108 in dem Register 102 voreinzustellen, dann wird der Ausgang der Stufe 390 für die Ziffer 1,0 in dem Zähler 108 an ein invertierendes NAND-Glied 412 und an einem Einstell-N AN D-Glied 414 für die Stufe 390 des Registers angelegt, die ebenfalls ein ansteuerbares J-K-Flip-Flop aufweist Der Ausgang des invertierenden NAND-Glieds 412 wird an ein Rückstell-NAND-Glied 416 zusammen mit dem Ausgang eines zweiten invertierenden NAND-Glieds 418 angelegt, das das an seinem Eingang anliegende Voreinstellsignal von der Programmierschaltung 98 invertiert Das invertierte Voreinstellsignal dient weiterhin auch als Eingang für das Einstell-NAND-Glied 414. Durch die Zusammenschaltung der NAND-Glieder 412,414,416 und 418 wird bei Anliegen eines Voreinstellsignals von der Programmierschaltung 98 das J-K-Flip-Flop 403 eingestellt, wenn der Ausgang der Stufe 390 für die Ziffer 1,0 in dem Zähler »0« war, und wird zurückgestellt, wenn der Ausgang »1« war. Hierdurch wird in der ersten Stufe 403 des Speicherregisters die Inversion von dem gespeichert, was in der ersten Stufe des Zählers gespeichert war und es wird ein Pseudo-Neunerkomplement der Stufe 390 hervorgerufen.

Ein Voreinstellsignal von der Programmiereinrichtung 98 kann danach an die Stufen 400 bis 403 des Speicherregisters angelegt werden, um das Neunerkomplement der Zahl in den Speicherregisterstufen wieder in den Zählerstufen 390 bis 393 voreinzustellen, in vielen Fällen wird der 100-kHz-lmpulszug, der den Ausgangswert der optischen Dichte von der Verriegelungsschaltung des Überkreuzvergleichers darstellt, in den Zähler 108 geleitet, nachdem er diese neunerkomplementierte

Zahl enthält Dies hat die Wirkung, daß die Zahl, deren Neunerkomplement in dem Zähler 108 ist, von dem ankommenden Wert subtrahiert wird

Eine Information wird durch den Rechnerteil 100 von den Eingängen 116 der Standardschalter auch an den Zähler 112 für die prozentuale Konzentration angelegt, wie in den F i g. 5a und 5b dargestellt ist Der Zähler 112 für die prozentuale Konzentration weist vier binärkodierte Dezimal-Ausgangsstufen 420 bis 423 auf. Diese Stufen sind mit 10³, 10², 10¹ bzw. 10° bewertet Jede dieser Stufen 420 bis 423 ist mit einer gesamten Voreinstelleitung 424 verbunden. Die Programmiereinrichtung 98 legt ein Signal »1« an diese Leitung 424 an, um jeden der Werte voreinzustellen, der in den jeweiligen Standardschaltereingang 116 in den entsprechenden Stufen in dem Zähler 112 für die prozentuale Konzentration eingewählt worden ist

Der Takteingang der Einerstufe 423 des Zählers 112 ist eine Ausgangsleitung 426 der Multiplizier- und Dividierschaltung 126. Jede der übrigen Stufen 422,421 und 420 wird durch einen Obertrag an die vorhergehende Stufe weitergeschaltet Die binär bewerteten Ausgänge jeder der Stufen 420 bis 423 werden parallel an die entsprechenden Stufen 428 bis 431 in dem Multiplikationsakkumulator 118 angelegt Die parallelen Ausgänge des Zählers 112 werden auch an die Drucker-Logikschaltung 132 angelegt

Der Inhalt des Zählers 112 für die prozentuale Konzentration wird in den entsprechenden Stufen 428 bis 431 in dem Multiplikationsakkumulator 118 voreingestellt wenn auf einer Voreinstelleitung 432, die von der Programmiereinrichtung 98 aus mit jeder der Stufen verbunden ist ein Signal »1« anliegt Die vier Stufen 428 bis 431 des Multiplikationsakkumulators werden nicht taktgesteuert sondern als eine Art Pufferspeicher für den Inhalt des Zählers 112 verwendet, der darin voreingestellt ist

Die parallel anliegenden Ausgänge der vier Stufen 428 bis 431 des Multiplikationsakkumulators werden in der Neuner-Komplementiereinrichtung 120 komplementiert und die sich ergebenden Werte werden in den entsprechenden vier Stufen 436 bis 439 des Rechnerzählers 110 auf die Stufen voreingestellt, die ein Voreinstellsignal auf einer Leitung 440 von der Programmiereinrichtung 98 erhalten. Die Stufen 436 bis 439 des Rechnerzählers können mittels eines Signals auf einer Rückstelleitung 441 von der Programmiereinrichtung 98 aus auch zurückgestellt werden.

Die Neuner-Komplementiereinrichtung 120 weist einzelne Stufen 432 bis 435 auf, die im Aufbau der Stufe 404 der Neuner-Komplementiereinrichtung entsprechen, die vorher in Verbindung mit der Neuner-Komplementiereinrichtung 114 zwischen dem Speicherregister 102 für Blindproben und dem Zähler 108 für die optische Dichte beschrieben worden sind.

Bei dem normalen Betrieb oder bei der Analyse der Untersuchung ist der Rechnerzähler 110 normalerweise mit dem Neunerkomplement eines Skalenfaktorwertes voreingestellt, der in dem Multiplikationsakkumulator 118 gespeichert ist. Der Zähler 110 wird dann über die Multiplizier- und Dividierschaltung 126 entweder von der digitalen Multiplizierschaltung 124 oder durch den Hauptzähler 104 gesteuert. Diese Steuerung dauert an, bis ein Fülldetektor 128 feststellt, daß der Zähler 110 eine Anzahl Taktimpulse erhalten hat, die gleich der Zahl ist, deren Neunerkomplement in dem Zähler 110 gespeichert ist. Insbesondere das Auffüllen des Rechnerzählers 110 mit dem Neunerkomplement des verlangten Wertes dient der Subtraktion dieses Wertes von der Gesamtzahl der ankommenden Impulse. Die geforderte Anzahl Impulse ist erhalten worden, wenn die Ausgänge an jeder Stufe des Zählers 110 gleich neun

s sind.

Der Füll- oder Neunerdetektor 128 weist zwei Stufen 442 und 444 auf, die jeweils auf zwei Stufen in dem Rechnerzähler 110 ansprechen. Vorzugsweise weist die erste Stufe 444 als Eingänge die 2° und 2³ Ausgangslei tungen der Stufen 436 und 437 für die Ziffern der Tausender- und Hunderter-Stellen auf. In entsprechender Weise dienen die gleichen Eingänge der übrigen Zählerstufen 438 und 439 als Eingänge für die andere Stufe 444. Die Stufen 442 und 444 weisen jeweils zwei

is NAND-Glieder 446 und 448 auf, deren Ausgang als Eingang für ein NOR-Glied 450 verwendet ist Die NAND-Glieder 446 und 448 sind jeweils einer Stufe des Zählers 110 zugeordnet und haben damit als Eingänge die 2° und 2³ Ausgangsleitungen dieser Zählerstufe. Nur wenn beide Stufen des Zählers eine neun enthalten, ist der Ausgang der Stufe 442, 444 des Neunerdetektors »1«. Die Ausgänge der Stufen 442 und 444 werden an ein NAND-Glied in dem den Hauptzähler auslösenden Glied 106 angelegt Wenn beide Eingänge an diesem

NAND-Glied »1« sind, ist dies ein Anzeichen dafür, daß

der Rechnerzähler UO eine Gesamtzahl von Impulsen erhalten hat, die gleich der Zahl in dem MüUiplikations akkumulator 118 ist

Der Hauptzähler 104 und die digitale Multiplizier-

schaltung 124 sind in den F i g. 3a und 3b dargestellt Der Hauptzähler weist vier Stufen 464 bis 467 auf. Die Stufen 464 bis 467 werden nicht in binärkodierter Dezimalform gesteuert bzw. ausgelöst Die Ausgangsleitungen 468 bis 471 der Stufen 465 bis 467 des Hauptzählers sind mit den Stellen eins, zwei, vier bzw. fünf bewertet Bei der ersten Stufe 464 werden nur die mit vier und fünf bewerteten Ausgangsleitungen 478 und 485 verwendet.

Der Hauptzähler wird von einem 1-MHz-Taktgeber

94 über das oben beschriebene Glied 106 gesteuert Der Übertrag von jeder Stufe 464 bis 467 einschließlich der mit fünf bewerteten Leitung 471 ist so geschaltet, daß die nächste Stufe angesteuert wird. Diese Serienansteuerung der Stufen hat die Wirkung, daß die

Taktfrequenz um einen Faktor zehn gegenüber der Frequenz abnimmt mit der die Stufe angesteuert wurde. Die Ausgangsleitungen der Stufen 46t bis 467 des Hauptzählers sind parallel an die entsprechenden Stufen

474 bis 477 der digitalen Multiplizierschaltung (DRM)

so 124 angeschaltet Die binär bewerteten parallel geschalteten Ausgangsleitungen der Zählerstufen 390 bis 393 werden auch als Eingänge für die entsprechenden Stufen 474 bis 477 der Multiplizierschaltung (DRM) 124 verwendet Die Aufgabe der Multiplizierschaltung 124 besteht darin, die Frequenz festzulegen, mit der jede der Stufen des Hauptzählers zählt, und sie proportional der Zahl zu machen, die in der entsprechenden Stufe des

Zählers 108 gespeichert ist. Die Ausgangsimpulse der Multiplizierschaltung 124

haben eine Frequenz, die gleich der 100-kHz-Taktfrequenz mal der in dem Zähler 108 gespeicherten Zahl ist. Die Stufen 475 bis 477 der Multiplizierschaltung 124 sind jeweils gleich aufgebaut und jeweils mit der entsprechenden Stufe des Zählers und des Hauptzählers verbunden. Die erste Stufe 474 der Multiplizierschaltung unterscheidet sich und ist etwas vereinfacht da in der ersten Zählerstufe 390 nur eine 1 oder 0 gespeichert werden kann.

Der »fünfte« Ausgang 478 der ersten Hauptzählerstufe 464 wird durch ein NAND-Glied 480 invertiert, bevor er an ein NAND-Glied 482 angelegt wird, dessen andere Eingänge die Ausgangsleitung 484 der ersten Stufe 390 des Zählers 108 der Ausgang des 1-M Hi-Taktgebers, der durch ein NAND-Glied 486 invertiert ist, und der Ausgang der »4« Ausgangsleitung 485 sind. Die »5« Ausgangsleitung 478 und die »4« Ausgangsleitung 485 werden an das andere NAND-Glied 487 angelegt, dessen dritter Eingang der nicht negierte Ausgang des 1-MHz-Taktgebers ist. Der Ausgang des NAND-Glieds 487 wird mittels eines invertierenden Verstärkers 488 invertiert und als gemeinsamer Eingang für die NAND-Glieder 490 bis 494 in der zweiten Stufe 475 der Multiplizierschaltung 124 verwendet Der Ausgang der »5« Ausgangsleitungen 478 ist an den Takteingang der zweiten Stufe 465 angeschlossen und auch an einen Eingang der Multiplizier- und Dividierschaltung 126 angelegt Der Zweck dieser Anschaltung wird im einzelnen später noch ausgeführt

Der Ausgang des Steuer-NAND-Glieds 482 wird an ein den Ausgang der Multiplizierschaltung steuerndes NAND-Glied 509 angelegt, an dem auch Eingänge von den übrigen Stufen 475 bis 477 der Multiplizierschaltung 124 anliegen. Das Steuer-NAND-Glied 482 in der ersten Stufe weist nur dann einen »1« Ausgang auf, wenn die »4« Ausgangsleitung 485 der ersten Hauptzählerstufe 464 »I«, die »5« Ausgangsleitung 478 »0« ist, und wenn ein »1« Ausgang an der ersten Zählerstufe 390 verfügbar ist Die erste Ausgangsstufe 474 der Multiplizierschaltung weist einen 1-kHz-Ausgang auf, wenn dort eine in der ersten Stufe 390 des Zählers 108 gespeicherte eins vorhanden ist.

In der zweiten Stufe 465 der Multiplizierschaltung 475 wird die »5« Ausgangsleitung 471 der entsprechenden Hauptzählerstufe 465 durch einen invertierenden Verstärker 496 invertiert und an das erste NAND-Glied 490 zusammen mit dem 2° Ausgang 498 der entsprechenden Stufe 391 des Zählers 108 angelegt. Die »5« Ausgangsleitung 471 dient als Eingang zu einem weiteren NAND-Glied 492 und als Takteingang zu der nächsten Hauptzählerstufe 466. Die »4« Ausgangsleitung 470 der zweiten Hauptzählerstufe 465 wird zusammen mit der »5« Ausgangsleitung 471 und der 10-kHz-Synchronisiertaktfrequenz von der ersten Stufe 474 als Eingang an dem NAND-Glied 494 verwendet Diese 10-kHz-Taktfrequenz ergibt sich aus der Steuerung zusammen mit den »4« und »5« Ausgangsleitungen 484 und 478 der ersten Stufe 485.

Die »4« Ausgangsleitung 470 der zweiten Stufe 465 des Hauptzählers ist an das erste NAND-Glied 490 in der zweiten Stufe 475 der Multiplizierschaltung angeschaltet und wird durch einen invertierenden Verstärker 500 negiert, bevor sie an das zweite NAND-Glied 493 zusammen mit dem 10-kHz-Signal von der vorhergehenden Stufe 474 und dem 2³ Ausgang der zweiten Stufe 391 des Zählers für die optische Dichte angelegt isl Das mittlere NAND-Glied 492 in der Stufe 47$ der Multiplizierschaltung hat als Eingänge den 2² Ausgang der zweiten Stufe 391 des Zählers 108, die »1« Ausgangsleitung 468 der zweiten Hauptzählerstufe 465 und den 10-kHz-Ausgang von der ersten Stufe 474 der Multiplizierschaltung. Der »1« Ausgang 468 wird durch einen invertierenden Verstärker 502 invertiert und an das vierte NAND-Glied 491 zusammen mit der 2¹ Ausgangsleitung 504 der Zählerstufe 391 der bewerteten »2« Ausgangsleitung 469 der zweiten Stufe 465 des Hauptzählers und dem mit 10 kHz getasteten Ausgang der ersten Stufe 474 der Multiplizierschaltung angelegt

Die ersten vier NAND-Glieder 490 bis 493 in der zweiten Stufe 475 der Multiplizierschaltung werden an ein Ausgangs-NAND-Glied 506 angeschaltet, dessen Ausgang durch einen invertierenden Verstärker 508 inveitiert wird, bevor es an das Ausgangs-NAND-Glied 509 der Multiplizierschaltung angelegt wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 494 in der Stufe 475 der Multiplizierschaltung wird durch einen invertierenden Verstärker 510 invertiert und danach als ein mit 1 kHz getasteter Eingang an jedem der NAND-Glieder in der nächsten Stufe 476 der Multiplizierschaltung verwendet

Durch die ersten vier NAND-Glieder 490 bis 493 wird also der 10-kHz-Ausgang von der vorhergehenden Stufe 474 entsprechend den Steuerzuständen gesteuert die durch die Eingänge von der zweiten Zählerstufe 391 und der zweiten Hauptzählerstufe 465 eingestellt sind.

Es soll beispielsweise eine fünf (0101) in der zweiten Zählerstufe 391 gespeichert sein. Jedes der NAND-Glieder 490 bis 493 würde dann mit der 10 kHz-Taktfrequenz von dem invertierenden Verstärker 488 in der vorhergehenden Stufe 474 beaufschlagt Der Ausgang des ersten NAND-Glieds 490 mit dem 2° Eingang, der in diesem Fall »1« ist, erlaubt nur, daß der Ausgang jedesmal dann, wenn die Hauptzählerstufe 465 zehnmal angesteuert ist, einmal »0« wird, wodurch ein 10-kHz-Ausgangssignal geschaffen ist.

Das zweite NAND-Glied 491 kann wegen des Nullausgangs auf der 2< Ausgangsleitung 504 der Zählerstufe 392 niemals geschlossen bzw. gesperrt werden. Das dritte NAND-Glied 492 hat einen Ausgang, der mit der 10-kHz-Taktfrequenz jedesmal dann ein- und ausgetastet wird, wenn die »1« Ausgangsleitung 468 der Hauptzählerstufe 465 »1« ist Dies ist viermal für jeweils zehn Taktimpulse der Fall, die die Zählerstufe 465 erhält; hierdurch ist ein 40-kHz-Taktausgang geschaffen. Der 40-kHz-Taktausgang und der 10-kHz-Ausgang werden durch das Ausgangs-NAND-Glied 406 zusammengefaßt, in einem invertierenden Verstärker 508 invertiert und als eine 50-kHz-Taktfrequenz an das Ausgangsglied 509 der Multiplizierschaltung angelegt

Die restlichen Zählerstufen 392 und 393 und die Hauptzählerstufen 466 und 467 sowie ihre jeweiligen Anschlüsse in den entsprechenden 476 und 477 der Multiplizierschaltung sind gleich den gerade beschriebenen, so daß die oben gegebene Beschreibung nicht wiederholt zu werden braucht.

Das Ausgangs-NAND-Glied 509 der Multiplizierschaltung legt seinen schwingenden Ausgang an ein Synchronisier-NAND-Glied 512 an, dessen anderer Eingang von dem 1-MHz-Taktgeber 94 gebildet wird, wodurch der Taktausgang der Multiplizierschaltung mit dem Ausgang des Taktgebers 94 synchronisiert ist

Der Ausgang der Multiplizierschaltung 124 und insbesondere des Synchronisier-NAND-Glieds 512 wird an die Multiplizier- und Dividierschaltung 126 (F i g. 6) als die Einhundert-Ausgangsleitung 478 von dem »5« Ausgang der ersten Stufe 464 des Hauptzählers angelegt. Die Auswahl bzw. Ansteuerung des Multiplizier- oder des Dividierwegs in der Multiplizier- und Dividierschaltung 126 wird durch Signale von der Programmiereinrichtung 98 bestimmt, deren Ursprung in Verbindung mit der Programmiereinrichtung 98 im einzelnen noch ausgeführt wird.

Die Auswahl der Multiplizier- oder der Dividierwege hat im allgemeinen die Wirkung, daß entweder 100-kHz-Takteingang an dem Rechnerzähler 110 und

der Muitiplizierschaltungsausgang an dem Zähler 112 für die prozentuale Konzentration gelenkt oder diese Wege angeschaltet werden, um den Multiplizierschaltungsausgang an den Zählerrechner UO und die 100-kHz-Taktfrequenz an den Zähler 112 anzulegen. ■; Die besondere Logikschaltung einschließlich dieser Wegansteuerung ist in F i g. 6 dargestellt.

Ein »0« Signal auf der Eingangsleitung 514 zeigt an, daß tatsächlich, wie mittels der Programmiereinrichtung 98 bestimmt ist, eine Eichung stattfindet, und daß der Muitiplizierschaltungsausgang an den Rechnerzähler 110 und der Ausgang des Hauptzählers an den Zähler 112 anzulegen ist Ein Signal »1« auf dieser Leitung 514 zeigt an, daß eine Untersuchung durchgeführt wird, und daß der Muitiplizierschaltungsausgang an den Zähler is 112 und der 100-kHz-Ausgang des Hauptzählers an den Rechnerzähler 110 anzulegen ist.

Die Eingangsleitung 516 von dem 100-kHz-Ausgang des Hauptzählers 104 wird an ein NOR-Glied 518 angelegt, das die ankommenden Taktimpulse invertiert und sie über einen Kondensator 520 und über ein zweites NOR-Glied anlegt, das die Rechteck-Taktimpulse einmal mehr invertiert. Der Ausgang dieses NOR-Glieds 522 wird parallel an zwei weitere NOR-Glieder 524 und 526 angelegt. Das NOR-Glied 524 hat einen weiteren Eingang, der von einem NAND-Glied 528 in einem Flip-Flop 530 versorgt wird. Der Ausgang des anderen NAND-Glieds 529 in diesem Flip-Flop 530 wird an das NOR-Glied 526 angelegt. Das Flip-Flop 530 wird durch den Ausgang eines NAND- so Glieds 532 eingestellt, dessen Ausgänge ein Signal von der Programmiereinrichtung das die arithmetischen Funktionsansteuerungen über einen invertierenden Verstärker 534 auslöst und die Eingangsleitung 514 von dem Programmierer sind. j">

Zur Rückstellung des Flip-Flops 530 wird von einem programmgesteuerten System ein Rückstell-Einstellsignal über eine Diode 536 und ein weiteres Rückstellsignal von dem Ausgang eines NAND-Glieds 538 angelegt deren zwei Eingänge von dem Ausgang des Inverters ίο 534 und eines zweiten Inverters 540 versorgt werden, der das auf der Leitung 514 von der Programmiereinrichtung 98 ankommende Signal invertiert.

Der angesteuerte Taktausgang der Multiplizierschaltung 124 wird an den Eingang von NOR-Gliedern 541 und 542 angelegt. Die anderen Eingänge dieser NOR-Glieder 541 und 542 sind die Ausgänge der NAND-Glieder 529 bzw. 528 des Flip-Flops 530. Die Ausgänge jedes der NOR-Gliederpaare 541 und 542 sowie 526 und 524, die vollkommen unterschiedliche Eingänge besitzen, werden an ein ODER-Glied 543 bzw. an ein ODER-Glied 544 angelegt Der Ausgang des ODER-Glieds 543 wird an den Takteingang der letzten Stufe 439 des Rechnerzählers 110 angelegt Der Ausgang des NOR-Glieds 544 wird an die letzte Stufe 423 des Zählers 112 angelegt

Wenn im Betrieb ein Signal »0« auf der Leitung 514 von der Programmiereinrichtung 98 angeiegi wird, das eine »Teil«-Operation anzeigt, liegt an dem einen NAND-Glied 528 des Flip-Flops 530 ein Ausgang »1« und an dem anderen NAND-Glied 529 ein Ausgang »0« an. Mit diesem »1« und »0« Signal steuert der Ausgang der Multiplizierschaltung über ein NOR-Glied 541 und ein ODER-Glied 543 den Rechnerzähler 110 an. Der 100-kHz-Eingang wird gleichzeitig über eines der angeschalteten NOR-Glieder 526 an dem Ausgangs-NOR-Glied 544 angesteuert, bevor es an den Zähler 112 angelegt wird. Die Umkehrung des auf der Leitung 514 von der Programmiereinrichtung ankommenden Signals in ein Signal »1« ist ein Anzeichen dafür, daß eine Untersuchung durchgeführt wird, und daß die Eichung beendet ist; die NAND-Glieder 528 und 529 in dem Flip-Flop 530 kehren daher jeweils ihren Ausgang um, wodurch der Multiplizierschaltungseingang über eines der NOR-Glieder 442 und ein Ausgangs-NOR-Glied 544 zu dem Zähler 112 und der 100-kHz-Eingang über das NOR-Glied 524 und das Ausgangs-ODER-Glied 543 zu dem Eingang des Rechnerzählers 110 weitergeleitet wird.

Die Programmiereinrichtung 98, die die zentrale Steuereinrichtung für den gesamten Verarbeitungsablauf von der Elektronenvervielfacherröhre 66 bis zu dem Drucker 134 ist, wird durch die programmierte Information in der Eingangs-Programmkarte gesteuert

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Lösung mit einer optischen Meßeinrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals für den Wert einer konzentrationsabhängigen Eigenschaft der Substanz in einer Probenlösung, eines zweiten elektrischen Signals für den Wert der Eigenschaft für eine Eichlösung und eines dritten, bei einer Blindlösung erhaltenen elektrischen Signals, und mit einer aus den drei elektrischen Signalen den Zahlenwert der Konzentration der Substanz in der Probenlösung ermittelnden Auswertschaltung, gekennzeichnet durch

a) einen Speicher (102) für das dritte elektrische Signal (Blindlösung),

b) ein Subtrahierglied (108, 114), das aus dem zweiten Signal (Eichlösung) und dem dritten Signal (Blindlösung) eine erste Differenz bildet,

c) ein Einstellglied (112, 116) für ein dem Zahlenwert der bekannten Konzentration der Substanz in der Eichlösung entsprechendes viertes elektrisches Signal,

d) eine Teilerstufe (126) zur Bildung des Quotienten aus der ersten Differenz und dem vierten elektrischen Signal (Zahlenwert der bekannten Konzentration in der Eichlösung),

e) ein Subtrahierglied (108) zur Bildung einer zweiten Differenz aus dem ersten Signal (Blindlösung), und durch

f) ein Multiplizierglied (124) zur Bildung des Produktes aus der zweiten Differenz und dem Quotienten.

2. Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrationsabhängige Eigenschaft der Substanz die Lichtdurchlässigkeit ist, wobei das erste bis dritte elektrische Signal der optischen Dichte der Probenlösung, der Eichlösung und der Blindlösung entsprechen.

3. Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale Impulsfolgen sind, und daß die Subtrahierglieder (108, 114), die Teilerstufe (126) und das Multiplizierglied (124) Zähler für die einzelnen Impulse enthalten.