DE2508527B1 - Kuevette fuer optische untersuchungen von fluessigkeiten - Google Patents
Kuevette fuer optische untersuchungen von fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Küvette für optische Untersuchungen kleiner Flüssigkeitsmengen, mit einem
Boden und vier von diesem ausgehenden Wänden, von denen zwei gegenüberliegende durchsichtige und ebene
Stirnwände bilden, die parallel zueinander verlaufen und mit ihren Außenseiten in vorbestimmtem Abstand
voneinander liegen, während die beiden anderen Seitenwände zur Verringerung der zur Untersuchung
erforderlichen Flüssigkeitsmenge einen geringeren Abstand voneinander haben und an ihren Außenseiten
je zwei Rippen tragen, die parallel zu den durchsichtigen Stirnwänden verlaufen, wobei die Kanten je zweier
miteinander fluchtender Rippen in dem besagten vorbestimmten Abstand voneinander liegen.
Es sind Küvetten aus Glas oder Kunststoff bekannt, die einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Dabei
haben die einander gegenüberliegenden durchstrahlten Wände einen genormten Abstand, der entsprechend
dem Meßverfahren und der danach arbeitenden Vorrichtung festgelegt wurde. Die anderen beiden,
rechtwinklig dazu liegenden Seitenwände dieser bekannten Küvetten müssen nicht unbedingt den gleichen
vorbestimmten Abstand voneinander haben, sofern die Küvette nicht so eingesetzt wird, daß diese anderen
Seitenwände durchstrahlt werden. Der Einfachheit
ίο halber hat man aber einen quadratischen Querschnitt
gewählt und folglich den gleichen Abstand beibehalten.
Bei gewissen Untersuchungen, in denen nur geringere Mengen der zu untersuchenden Flüssigkeit zur Verfügung
stehen, sollte nun der Innenraum der Küvetten verkleinert werden. Da der Abstand der durchstrahlten
Seitenwände festgelegt war, wurde eine Verringerung des Innenraumes nur dadurch möglich, daß den
Flüssigkeitsraum in der dazu senkrechten Richtung verkleinerte, ihm also einen rechteckigen Querschnitt
gab. Das war bei Glasküvetten in einfacher Weise dadurch möglich, daß man die nicht durchstrahlten
Seitenwände erheblich dicker wählte, als die durchstrahlten Seitenwände. Es blieb dann der quadratische
Außenquerschnitt dieser Küvetten erhalten, so daß auch diese Küvetten mit kleinerem Innenraum in die dafür
vorgesehenen Vorrichtungen mit genormten Aufnahmeschacht eingesetzt werden konnten.
Während nun Glasküvetten üblicherweise aus ebenen Platten zusammengekittet wurden, bestand der Wunsch,
beim Übergang von Glas auf transparenten Kunststoff, die Küvette einstückig, nämlich im Spritzverfahren,
herzustellen. Bei diesem Verfahren war es aber nicht mehr möglich, nebeneinander liegende Seitenwände
stark verschiedener Dicke herzustellen. Man ging deshalb auf die eingangs erwähnte Ausführung über, bei
der die durchstrahlten Stirnwände den vorbestimmten Abstand voneinander haben, während die beiden
anderen Seitenwände nach innen zusammengerückt wurden und, um das quadratische Außenmaß der
Küvette zu erhalten, an ihren Außenseiten je zwei Rippen trugen. Diese bekannten Küvetten aus Kunststoff
konnten dann wie die Glasküvetten quadratischen Außenquerschnitts in die entsprechenden Aufnahmeschächte
der Meßvorrichtungen eingesetzt werden.
Allerdings ergaben sich auch dabei, bei einigen Vorrichtungen, gewisse Schwierigkeiten, weil sich
zwischen den von jeder Seitenwand vorstehenden Rippen Hohlräume befanden.
Ein weiterer Nachteil, insbesondere der aus Kunststoff hergestellten Küvetten, besteht darin, daß es
infolge der relativ geringen Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Kunststoffes eine Vorwärmung auf eine
gewünschte Meßtemperatur, beispielsweise auf 25° C oder auf 37° C, längere Zeit in Anspruch nahm, als bei
den davor verwendeten Glasküvetten. Insbesondere die zwischen den Rippen befindlichen Lufträume verhinderten
zusätzlich einen guten Wärmeübergang von außen, sofern man diese Küvetten, mit der Probeflüssigkeit
gefüllt, in einen Schacht einer Vorwärmvorrichtung stellte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Küvetten mit verringertem Innenvolumen
zum Einsetzen in einen Aufnahmeschacht quadratischen Querschnitts so weiter zu bilden, daß ein guter
6S Wärmeübergang auf die die Oberflüssigkeit umgebenden
Seitenwände und damit eine schnelle Vorwärmung der Probeflüssigkeit ermöglicht und gleichzeitig ein
geschlossener quadratischer Außenquerschnitt erzielt
wird, der die bei den bekannten Kunststoffküvetten mit
Rippen gelegentlich auftretenden Schwierigkeiten beim Einsetzen in die Aufnahmeschächte der Meßvorrichtungen
beseitigt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, an der Küvette einen U-förmigen Wärmeleitkörper zuzuordnen,
dessen Schenkel mit ihren einander zugewandten Seiten an den Seitenwänden anliegen und je den
Raum zwischen zwei Rippen einer Seitenwand ausfüllen, während sich der die Schenkel verbindende Steg
unterhalb der Seitenwände erstreckt und zum lösbaren Festlegen der Küvette auf einer Wärmevorrichtung
dient.
Der Wärmeleitkörper besteht aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Metall, und
überträgt die von außen aufgenommene Wärme auf die mit ihm in Berührung stehenden, nicht durchstrahlten,
Seitenwände, so daß die zwischen diesen befindliche Flüssigkeitsmenge schneller auf die gewünschte Temperatur
erwärmt wird.
Da Werkstoffe guter Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Metalle, gleichzeitig auch zumeist eine relativ hohe
spezifische Wärme besitzen, besitzt der Wärmeleitkörper zusätzlich die Wirkung eines Wärmespeichers und
hält die zu untersuchende Flüssigkeit für längere Zeit im Bereich der gewünschten Meßtemperatur. Besonders
geeignet ist wegen seiner guten Wärmeleitfähigkeit und seiner hohen spezifischen Wärme das Metallkupfer zur
Herstellung eines solchen Wärmeleitkörpers.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Küvette wird vorgeschlagen, daß die äußeren Ränder je zweier
Rippen jeder Seitenwand zur Bildung einer Aufnahmetasche für jeden Schenkel des Wärmeleitkörpers durch
eine Wand miteinander verbunden sind.
Diese nach unten offenen Aufnahmetaschen gestatten dann das Einsetzen der Schenkel des Wärmeleitkörpers
in den Kunststoffkörper der Küvette von unten her, während die zu untersuchende Flüssigkeit von oben in
den Raum zwischen den Seitenwänden eingefüllt wird.
Die aus dem Küvettenkörper aus Kunststoff sowie dem Wärmeleitkörper bestehende Küvette kann bei
fehlenden Verbindungswänden von außen her, in jedem Falle aber und besonders zweckmäßig vom unteren
Verbindungssteg her aufgewärmt werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß der Steg des Wärmeleitkörpers
auf der den Schenkeln abgewandten Seite schwalbenschwanzförmig gestaltet ist. Eine solche
Küvette kann mit dem schwalbenschwanzförmigen Steg bzw. Fuß in eine entsprechende schwalbenschwanzförmige
Nut einer Wärmevorrichtung, also einer geregelten Heizplatte, aufgesetzt werden und wird damit lösbar
auf dieser festgelegt. Nach erfolgter Aufwärmung auf die gewünschte Meßtemperatur wird die Küvette durch
seitliches Herausschieben des Fußes aus der Schwalbenschwanzführung wieder von der Wärmevorrichtung
abgezogen und in den Aufnahmeschacht der Meßvorrichtung eingesetzt.
Man könnte zu diesem Zweck gegebenenfalls auch den Kunststoffkörper der Küvette von dem Wärmeleitkörper
nach oben abziehen und den Wärmeleitkörper auf der Wärmevorrichtung belassen. Eine Messung ist
dann zwar ebenso möglich; der Wärmeleitkörper dient dann aber nicht mehr als Wärmespeicher, um die zu
untersuchende Flüssigkeit auch noch im Aufnahmeschacht möglichst lange im gewünschten temperaturereich
zu halten.
Auch bei der offenen Ausbildung des Kunststoffkörpers, .mit vier seitlich vorstehenden und nicht durch
Wände miteinander verbundenen Rippen würde ein solches Abziehen vom Wärmeleitkörper allerdings
wieder gewisse Nachteile beim Einsetzen in gewisse Meßvorrichtungen mit sich bringen, da die Küvette
ohne Wärmeleitkörper bei dieser Ausführung keinen geschlossenen quadratischen Außenquerschnitt mehr
aufweist.
Das lösbare Festlegen der Küvette, nämlich des Steges des Wärmeleitkörpers der Küvette, auf einer
Wärmevorrichtung kann außer durch die vorerwähnte Schwalbenschwanzbefestigung auch durch eine magnetische
Befestigung erfolgen. Dazu wird vorgeschlagen, daß der Steg des Wärmeleitkörpers einen Magneten
trägt. Dieser Magnet stellt dann die Küvette sicher, aber lösbar auf einer Wärmevorrichtung mit einer eisernen
Heizplatte.
Sofern man eine Wärmevorrichtung mit einer magnetischen Aufspannplatte zur Verfügung hat, kann
auch der Steg des Wärmeleitkörpers eine Platte aus magnetisierbarer!! Werkstoff, beispielsweise aus Eisen,
besitzen. Es kann auch der gesamte Wärmeleitkörper aus magnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise aus
Eisen oder Nickel bestehen.
Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigt
F i g. 1 eine bekannte Küvette quadratischen Innen- und Außenquerschnitts,
F i g. 2 einen Schnitt durch eine Küvette ähnlich der in F i g. 1 dargestellten Küvette, jedoch mit einem durch
Verdickung zweier Seitenwände verkleinerten Innenraum,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III in F i g. 4,
Fig.4 eine Vorderansicht einer bekannten Kunststoffküvette
mit verkleinertem Innenraum,
F i g. 5 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Küvette,
F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in F i g. 5,
F i g. 7 einen Schnitt durch eine aus einem Kunststoffkörper gemäß Fig.5 und einem Wärmeleitkörper
gemäß F i g. 9 bestehende Küvette, auf einer Heizplatte einer Wärmevorrichtung aufgesetzt,
F i g. 8 eine Draufsicht auf die Küvette mit Heizplatte gemäß F i g. 7,
Fig.9 den bereits erwähnten Wärmeleitkörper der
Küvette in F i g. 7 und
Fig. 10 eine aus einem Kunststoff körper gemäß
F i g. 4 und einem entsprechend geformten Wärmeleitkörper gebildete Küvette.
In F i g. 1 ist eine bekannte Küvette 1 mit quadratischem Außen- und Innenquerschnitt und äußerer
Kantenlänge A dargestellt, wie sie insbesondere aus planparallelen Glasplatten zusammengekittet wurde.
Fig.2 zeigt einen Schnitt durch eine ähnliche Küvette 2, die in Richtung des Pfeiles durchstrahlt wird.
Der Innenraum 5 wurde dadurch verringert, daß die Wände 3 und 4 dicker als als die beiden durchstrahlten
Seitenwände ausgebildet sind. Derartige Küvetten ließen sich, wenn auch nicht einstückig, aus Platten
verschiedener Dicke zusammensetzen, was aber der Einfachheit halber in F i g. 2 nicht berücksichtigt ist.
Die in den F i g. 3 und 4 dargestellte bekannte Küvette 7 aus Kunststoff besitzt ebenfalls einen verringerten
Innenraum, der dadurch erzielt wird, daß die beiden nicht durchstrahlten Seitenwände 6 einen geringeren
Abstand voneinander aufweisen, als die genormten Meßabstand parallel zueinander angeordneten Seitenwände
8. Auch hier fällt das Licht in Richtung des Pfeiles
ein. Die Seitenwände 6 und 8 bilden zusammen mit dem Boden 10 einen geschlossenen Aufnahmeraum für die
Flüssigkeit, der sich oberseitig bei 11 erweitert und damit das Einbringen der Flüssigkeit'erleichtert.
Von den Seitenwänden 6 stehen, parallel zu den Seitenwänden 8, aber diesen gegenüber etwas einwärts
versetzt, Rippen 9 nach außen vor. Die Kanten zweier miteinander fluchtender Rippen besitzen dabei einen
Abstand A, der gleich dem vorbestimmten Abstand A der Außenseiten der durchstrahlten Seitenwände 8 ist.
Infolgedessen läßt sich diese Kunststoffküvette wie eine Küvette mit geschlossenem quadratischen Querschnitt
gemäß F i g. 1 oder F i g. 2 in einen entsprechenden Aufnahmeschacht einer Meßvorrichtung einsetzen.
Erfindungsgemäß wird diesem bekannten Kunststoffkörper 7 ein Wärmeleitkörper 27 zugeordnet und mit
dem Kunststoffkörper zusammengesetzt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Der Wärmeleitkörper besteht
aus den beiden Schenkeln 28 und 29, die sich satt an die Seitenwände 6 des Kunststoffkörpers anlegen, und
einem die Schenkel verbindenden Steg, der bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel unterseitig
eine Magnetplatte 30 trägt.
Die in Fig. 10 dargestellte Küvette besitzt, wie die
bekannten Küvetten gemäß F i g. 1 und F i g. 2 einen geschlossenen quadratischen Außenquerschnitt; darüber
hinaus werden aber bei dieser Küvette, deren Behälter aus Kunststoff besteht, alle Schwierigkeiten
hinsichtlich der Erwärmung der Flüssigkeit von außen her auf eine vorbestimmte Meßtemperatur sowie auch
Schwierigkeiten beim Einsetzen in einen Aufnahmeschacht einer Meßvorrichtung vermieden.
Bei der in den F i g. 5 bis 9 dargestellten Küvette ist der Kunststoffkörper gegenüber dem in den F i g. 3 und
4 dargestellten Körper so weiter entwickelt, daß dort die von den einander näherstehenden Seitenwänden 19
nach außen vorstehenden Rippen durch Wände 31 miteinander verbunden sind, so daß dieser Kunststoffkörper
eine geschlossene quadratische Außenform besitzt. Durch die vorgenannten Stege, die Seitenwände
19 und die Wände 31 werden, wie besonders aus F i g. 6 erkennbar ist, Taschen 17 und 18 gebildet, die, wie in
F i g. 7 dargestellt ist, zur Aufnahme der Schenkel 21 und 22 des Wärmeleitkörpers 20 dienen. Diese Taschen 17
und 18 erstrecken sich nicht über die gesamte Höhe der Küvette, sondern nur etwa bis zur Mitte derselben und
verjüngen sich dort, da die Seitenwände 19 des die Meßflüssigkeit aufnehmenden Hohlraums bei 14
trichterförmig nach außen verlaufen und in die Wände 31 einmünden. Die Flüssigkeit wird in den erweiterten
oberen Teil 15 des Kunststoffkörpers 12 eingefüllt und befindet sich während der Messung im unteren
verengten Teil 13, der von den Seitenwänden 19, den durchstrahlten Seitenwänden 13 und dem Boden 16
gebildet wird.
Der Wärmeleitkörper 20 besitzt, wie in F i g. 7 dargestellt, einen schwalbenschwanzförmigen Steg 23,
mit dem er in eine schwalbenschwanzförmige Nut 25 der Heizplatte 24 einer Wärmevorrichtung eingeschoben
wird.
Diese Wärmevorrichtung, von der ein Teil in F i g. 8 in Draufsicht dargestellt, ist, die aber im übrigen nicht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann eine oder mehrere derartige Schwalbenschwanznuten besitzen,
die jeweils mehrere Küvetten in Reihe hintereinander aufnehmen können.
In F i g. 9 ist alternativ ein anderer Wärmeleitkörper 20a dargestellt, dessen Schenkel 21a und 22a wie die
Schenkel des Wärmeleitkörpers 20, aus Kupfer hergestellt sind, der aber eine Platte 26 aus Eisen trägt
und sich zum Aufsetzen auf eine magnetisierbare Heizplatte einer Wärmevorrichtung eignet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Küvette für optische Untersuchungen kleiner Flüssigkeitsmengen, mit einem Boden und vier von
diesem ausgehenden Wänden, von denen zwei gegenüberliegende durchsichtige und ebene Stirnwände
bilden, die parallel zueinander verlaufen und mit ihren Außenseiten in vorbestimmtem Abstand
voneinander liegen, während die beiden anderen Seitenwände zur Verringerung der zur Untersuchung
erforderlichen Flüssigkeitsmenge einen geringeren Abstand voneinander haben und an ihren
Außenseiten je zwei Rippen tragen, die parallel zu den durchsichtigen Stirnwänden verlaufen, wobei
die Kanten je zweier miteinander fluchtender Rippen in dem besagten vorbestimmten Abstand
voneinander liegen, gekennzeichnet durch einen U-förmigen Wärmeleitkörper (27, 20), dessen
Schenkel (28, 29 bzw. 21, 22) mit ihren einander zugewandten Seiten an den Seitenwänden (6,6 bzw.
9, 19) anliegen und je den Raum zwischen zwei Rippen (9, 9) einer Seitenwand (6) ausfüllen,
während sich der die Schenkel verbindende Steg (23, 30) unterhalb der Seitenwände (6, 6) erstreckt und
zum lösbaren Festlegen der Küvette auf einer Wärmevorrichtung (24) dient.
2. Küvette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Ränder je zweier Rippen
jeder Seitenwand (19) zur Bildung einer Aufnahmetasche (17 bzw. 18) für jeden Schenkel (21 bzw. 22)
des Wärmeleitkörpers (20) durch die Wand (31) miteinander verbunden sind.
3. Küvette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (23) des Wärmeleitkörpers
(20) auf der den Schenkeln abgewandten Seite schwalbenschwanzförmig gestaltet ist.
4. Küvette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg des Wärmeleitkörpers
(27) einen Magneten (30) trägt.
5. Küvette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg des Wärmeleitkörpers
(20a) eine Platte (26) aus magnetisierbarem Werkstoff trägt.
6. Küvette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper aus
magnetisierbarem Werkstoff hergestellt ist.
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