DE2904909C3 - Küvette für optische Messungen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine mehrfach verwendbare Küvette für optische Messungen an flüssigen Proben zur
Verwendung als Durchfluß- oder Absaugküvette.
Solche Küvetten werden beispielsweise in Analysenautomaten dazu verwandt um nacheinander durch
gesteuertes Ansaugen verschiedenartige Lösungen aufzunehmen und damit in den Strahlengang eines
Fotometers zu bringen.
Um die Analyse möglichst kleiner Substanzmengen sicherzustellen ist meist nur der mit dem Strahlengang
zusammenfallende Teil der Küvette (Meßkanal) zur Aufnahme der Proben ausgebildet. Wegen der Forderung,
ein Paar ebene Begrenzungsflächen für den Strahlungsdurchtritt des Meßkanals vorzusehen, erhält
dieser dann meist eine zylindrische Form, die eine blasenfreie Füllung unter Vermeidung von Kontamination
der verschiedenen nacheinander zu messenden Lösungen nicht gewährleistet.
Die DE-PS 21 58 220 beschreibt Ausführungsformen des eingangs genannten Küvettentyps, die jeweils einen
waagrechten Meßkanal enthalten, der im wesentlichen parallel zur Strömung der Proben verläuft. In einer der
Ausführungsformen besitzt die obere Wand des Meßkanals einen ansteigenden Verlauf in Richtung des
Auslaßkanals, um das Entweichen von Gasblasen durch den einzigen, obenliegenden Ablauf zu erleichtern.
Diese Küvette ist zwar einfach aufgebaut, weist jedoch insbesondere im Absaugbetrieb hohe Kontaminationswerte
auf, da Flüssigkeitsraste am Roden des Meßkanals keine Abflußmöglichkeit besitzen.
Es sind weiterhin Küvetten bekannt, bei denen durch den Meßkanal vor-, nach- oder parallel geschaltete
Zusatzkammern eine blasenfreie Füllung sichergestellt werden soll. Diese oberflächenvergrößernden Maßnahmen
begünstigen jedoch wiederum die Kontamination ίο und setzen die Mindestsubstanzmengen für die Messung
herauf, da diese zumindest teilgefüllten Zusatzkammern nicht durchstrahlt werden. Zudem verteuert die Vielzahl
der benötigten Hohlräume die Herstellung solcher Küvetten.
In der DE-OS 16 48 908 ist eine derartige Küvette
beschrieben, die einen waagerechten, zylindrischen Meßkanal besitzt, der auslaßseitig in eine Kammer mit
im Vergleich zum Meßkanal vergrößertem Querschnitt mündet Die Kammer besitzt am oberen Ende eine und
am unteren Ende zwei öffnungen, die sie mit einem ringförmigen Ablaufkanal verbinden.
Trotz des komplizierten, vielteiligen Aufbaus kann diese bekannte Küvette gesteigerten Anforderungen an
die Kontaminationsfreiheit nicht standhalten, und muß 2r>
zum Säubern in gewissen Abständen zerlegt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Küvette der eingangs genannten Art zu schaffen, die
einfach herzustellen ist und ein blasenfreies und kontaiT.inationsarmes Füllen des Meßkanals unter
Verwendung möglichst geringer Mengen der zu messenden Substanzen erlaubt.
Ausgehend von einer Küvette nach dem Oberbegriff wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein zweiter Auslaßkanal nahe dem anderen Fenster in den
Meßkanal mündet und daß die untere Wand einen zum zweiten Auslaßkanal abschüssigen bis waagerechten
Verlauf besitzt.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß sich Gasblasen in der zu messenden Flüssigkeit entlang der
ansteigenden, oberen Wand des Meßkanals in Richtung auf das auslaßseitige Strahlungsfenster bewegen und
dort mittels der ersten Absaugleitung sofort abgesaugt werden, während die so von Gasblasen befreite
Flüssigkeit durch den zweiten Auslaßkanal rückstandsfrei ablaufen kann. Somit wird auf einfache Weise
erreicht, daß die zu messende Flüssigkeit blasenfrei ist und der Meßkanal, insbesondere der Bereich des
auslaßseitigen Strahlungsfensters frei von Kontamination gehalten wird.
Um auch das Fenster der Einlaßseite frei von Kontamination zu halten, ist es vorteilhaft, wenn das in
den Meßkanal einströmende Medium schräg auf dieses Fenster auftrifft. Im Hinblick auf die Minimierung seiner
Oberfläche besitzt der Meßkanal die Form eines Hohlzylinders oder Konus, an dem die Ein- und
Auslaßöffnungen an den Enden seines Mantels vorzugsweise in der gleichen Ebene liegend angeordnet sind.
Die Zeichnungen erläutern den Erfindungsgedanken an einem Ausführungsbeispiel:
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Küvette gemäß der vorliegenden
Erfindung;
F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht der gleichen Küvette.
Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Küvette 1 besteht aus einem Mittelteil 3, der den Meßkanal 4 sowie den
Zulaufkanal 5 und die beiden Ablaufkanäle 6, 7 enthält, sowie aus zwei Planplatten 2, die den Meßkanal
stirnseitig abschließen und dort die Funktion von Strahlungsfenstern besitzen. An das im Betriebszustand
untere Ende der Küvette ist ein Anschlußstück 8 angebracht, über das der Einlaufkanal 5 mit verschiedenen
Zulaufschläuchen gekoppelt werden kann.
Am oberen Ende der Küvette ist ein ähnliches Anschlußstück 9 angebracht, in dessen Bohrung 10
beide Auslaufkanäle 6 und 7 einmünden.
Die Küvette wird vorzugsweise so betrieben, daß beispielsweise eine Pumpe über die Bohrung 10 einen
Unterdruck im Meßkanal 4 erzeugt, wodurch die zu untersuchenden Flüssigkeiten über in sie hineintauchende
Zuführungsschläuche und den Einlaßkanal 5 in den Meßkanal 4 gesaugt werden. Sobald dieser gefüllt ist
und eventuell vorhandene Gasblasen entlang der ausgangseitig ansteigenden oberen Wand des Meßkanals
4 entwichen sind, wird sein Inhalt durchstrahlt
Sind ausreichende Mengen der zu untersuchenden Flüssigkeiten vorhanden, so können nach Beendigung
der ersten Messung durch Spulen mit der neuen Probe die bei der zweiten Messung störenden Reste der ersten
entfernt werden. Der Strömangsverlauf ist durch das
Vorhandensein in der beiden in die Auslaßkanäle 6 und 7 mündenden Auslaßöffnungen so günstig, daß schnell
Kontaminationsfreiheit des Meßkanals erreicht wird.
Günstig in diesem Sinne wirki sich auch dtr schräge auf das Strahlungsfenster gerichtete Verlauf des Einlaßkanals
5 aus.
Bei der Messung von kleinen Probenmengen werden diese jeweils nach einer Messung so abgesaugt, daß
nach,"olgend nicht eine neue Probe sondern Luft durch die Kanäle der Küvette gesaugt wird. Durch beide
Absaugkanäle und die spezielle Form ihrer Anordnung wird für die schnelle und vollständige Entleerung des
Meßkanals gesorgt So wird auch ein kontaminationsfreies Arbeiten mit geringen Probenmengen ermöglicht
Mit einer Küvette gemäß der vorliegenden Erfindung werden in beiden Betriebsarten (Durchfluß und
Absaugen) günstigere Kontaminationswerte erreicht als mit den zur Zeit bekannten. Dabei kann, wie das
Ausführungsbeispiel in den F i g. 1 und 2 zeigt ihr Aufbau höchst einfach gehalten werden. Es wird nur die
Erstellung von wenigen geradlinigen Kanälen verlangt
Selbstverständlich ist eine solche Küvette nicht nur für Messungen unter Verwendung von Strahlung im
sichtbaren Bereich geeignet, sondern es kann beispielsweise auch bei Verwendung geeigneten Materials für
die Strahlungsfenster 2 Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung benutzt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Küvette für optische Messungen an flüssigen, Gasblasen enthaltenden Proben zur Verwendung als
Durchfluß- oder Absaugküvette mit einem waagrechten, mit Fenstern verschlossenen Meßkanal für
den optischen Meßstrahlengang, der im wesentlichen parallel zur Strömung der Proben verläuft, mit
einem Einlaßkanal, der nahe dem einen Fenster in den Meßkanal mündet, mit einem Auslaßkanal, der
nahe dem anderen Fenster mündet, wobei die obere Wand des Meßkanals einen ansteigenden Verlauf in
Richtung Auslaßkanal hat, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Auslaßkanal (7) nahe dem anderen Fenster in den Meßkanal (4) mündet
und daß die untere Wand einen zum iweiten Auslaßkanal (7) abschüssigen bis waagrechten
Verlauf aufweist
2. Küvette nach Anspnch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßkanal (4) annähernd die Form eines Hohlzylinders besitzt, der durch die ebenen
Flächen der Strahlungsfenster (2) abgeschlossen ist,
und die Ein- und Auslaßöffnungen an den Enden der Zylinderwand in einer Ebene angeordnet sind, die
durch die Zylinderachse und die Vertikale aufgespannt wird.
3. Küvette nach Anspruch J — 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßkanal (4) sich in die Auslaßrichtung konisch erweitert.
4. Küvette nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Auslaßkanäle (6, 7) des
Meßkanals (4) innerhalb der Küvette (1) in einen gemeinsamen Ablauf (10) münden.
5. Küvette nach Anspruch 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (5) so gestaltet ist, daß
die einströmende Flüssigkeit schräg auf das der öffnung benachbarte Strahlungsfenster (2) auftrifft.
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