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Beschreibung.
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Die Erfindung betrifft ein Photometer der im Gattungsbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Art.
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Aus der DE-PS 24 48 206 ist beispielsweise ein derartiges Photometer
bekannt, in der auch die Funktionsweise eines solchen Photometers beschrieben ist.
Photometer dieser Art werden für die verschiedensten Messungen auf dem Gebiet der
Medizin, insbesondere zur Bestimmung von Blut- und Urinwerten verwendet.
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In vielen Fällen muß vor der eigentlichen Messung ein Leerwert ermittelt
werden. Beispielsweise wird bei der Bestimmung von Cholesterin im Blut zunächst
eine Küvette mit einer Reaktionsflüssigkeit vorbereitet und die Extinktion dieser
Küvette mit der eingefüllten Reaktionsflüssigkeit als Re-Referenzwert gemessen.
Dieser Leerwert bzw. Referenzwert wird dann gespeichert oder aufgeschrieben. Danach
wird in die Reaktionsflüssigkeit innerhalb der Küvette, deren Extinktion zuvor gemessen
wurde, die eigentliche Probe, im Falle der Bestimmung von Cholesterin das Blutplasma,
eingebracht.
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Gegebenenfalls nach Ablauf einer gewissen Reaktionszeit wird dann
die eigentliche Messung, nämlich die Messung der Extinktion der Reaktionsflüssigkeit
einschließlich der eigentlichen Probe durchgeführt. Aus der Differenz der beiden
Extinktrnsmessunn.en, nämlich aus der Differenz zwischen der eigentlichen Probenmessung
und der Leerwertmessune wird dann die Probenkonzentration ermittelt. Das Sich-Merken
bzw.
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das Aufschreiben der Leerwert- und der Probenmessung und die Differenzbildung
aus beiden Messungen ist insbesondere dann nicht befriedigend, wenn die Bestimmung
von wenig geübtem Personal und möglichst schnell durchgeführt werden soll, wie dies
beispielsweise am Unfallort oder im Operationssaal gefordert wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Photometer
zu schaffen, bei dem der Leerwert nicht aufgeschrieben bzw. gemerkt werden muß und
auch keine Differenzbildung zweier Meßwerte zur Ermittlung der Probenkonzentration
erforderlich ist, so daß das Photometer noch sicherer eingesetzt und auch von ungeübtem
Personal zuverlässig und schnell bedient werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ableseskala
bezüglich des Graukeils verschiebbar ist.
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Nach Ermittlung des Leer- bzw. Referenzwerts für die Reaktionsflüssigkeit
bzw. die Küvette mit der Reaktionsflüssigkeit wird die Ableseskala so verschoben,
daß der Leer- bzw.
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Referenzwert nunmehr die Null-Skalenstelle für die zweite Messung,
nämlich die Probenmessung bildet. Nach Durchführung der zweiten Messung erhält man
den Meßwert für die eigentliche Probe, etwa die Probenkonzentration lediglich durch
einfaches Ablesen der Skala. Mit der gegenüber dem Graukeil verschiebbaren Ableseskala
ist damit das Aufzeichnen bzw.
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Sich-Merken des Leerwerts und die Berechnung einer Differenz zwischen
der eigentlichen Probenmessung und dem Leerwert nicht mehr erforderlich. Auf diese
Weise werden nicht nur Fehlerauellen bei der Bestimmung von Proben bzw. Probenkonzentrationen
ausgeschaltet, die Bestimmung der Probenkonzentration geht auch wesentlich schneller
und es können zur Bedienung des Photometers auch weniger erfahrenes Personal eingesetzt
werden.
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Im Falle, daß der Graukeil kreisbogenförmig ausgebildet ist und in
den Lichtweg für den Meßstrahl gedreht wird, ist die Ableseskala so ausgebildet,
daß sie bezüglich des Graukeils verdrehbar ist. Im Falle, daß der Graukeil nicht
kreisbogenförmig, sondern gerade ist, ist die in diesem Falle ebenfalls gerade Ableseskala
in Längsrichtung zum Graukeil verschiebbar.
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Wenn die Ableseskala eine lineare Skala ist, so ist es mit den erfindunqsqemäßen
Merkmal, die Ableseskala verschiebbar gegenüber dem einen linearen Extinktionverlauf
aufweisenden Graukeil auszubilden, möqlich, eine Differenzbildunq sozusaqen mechanisch
vorzunehmen.
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Bekanntermaßen steht die Konzentration K in linearen Zusammenhan zur
Extinktion E, d.h. es gilt K = c. E.
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hierbei ist c eine Konstante. Die Konstante c ist jedoch bei vielen
Messungen nicht als konstant anzusehen bzw. es herrscht keine stabile Relation zwischen
Konzentration und Extinktion vor. Daher ist es häufig erforderlich, als Standard-
bzw. Referenzmessung die Extinktion E an einer Probe mit bekannter Konzentration
bzw. an einer Standardprobe zu messen, bevor die Extinktion mit der eigentlichen
Probe gemessen wird.
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Da die Konzentration in diesem Falle das Verhältnis zwischen der Extinktion
der eigentlichen Probe und der Extinktion der Standardprobe ist, muß die Extinktion
der eigentlichen Probe durch die Extinktion der Standardprobe geteilt werden.
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In diesen Fällen ist die vorliegende Erfindung ebenfalls sehr vorteilhaft
einzusetzen, nämlich dann, wenn eine logarithmische Ableseskala in Verbindunq mit
einem logarithmisch verlaufenden Graukeil verwendet wird.
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Bei der ersten Messung, nämlich der Referenz- bzw. Standardmessung
wird ein erster Wert einhalten. Durch Verdrehen der logarithmischen Ableseskala
derart, daß der Wert der ersten Messung nunmehr der bekannten Standardkonzentration
entspricht, wird der Meßwert für die zweite bzw. eigentliche Messung sozusagen mechanisch
durch den Meßwert der ersten Messung, nämlich der Standardmessung geteilt, so daß
auf der Skala unmittelbar die Konzentration der Proben abgelesen werden kann, wenn
die loqarithmische Ableseskala in Konzentrationswerten geeicht ist.
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Auch für diesen Fall ergeben sich ersichtlich erhebliche Vorteile
bei der praktischen Benutzung des Photometers.
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Es ist weder erforderlich, den ersten Standartmeßwert aufzuschreiben
oder sich zu merken, noch muß eine Division durchgeführt werden. Dadurch werden
wesentlich sicherere Meßergebnisse erhalten, die Messung geht schneller vonstatten
und kann auch von weniger geschultem Personal durchgeführt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Skala
nicht nur verschiebbar, sondern auch auswechselbar am Graukeil angebracht werden.
Dadurch ist es möglich, die Skala je nach den einzelnen unterschiedlichen Bestimmungen
auszuwechseln.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Eine schematische Darstellung der das Photometer
bildenden Elemente und der zugehörigen Schaltungsanordnung zur Erläuterung der Funktionsweise,
Fig. 2 das Photometer in Aufsicht und Fig. 3 den Graukeil mit Stellglied und Ableseskala
in vergrößerter Darstellung.
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Gemäß der schematischen Darstellung der Meßanordnung in Fig. 1 umgibt
ein Stellqlied 20 eine Lampe 16 und trägt einen kreisbogenförmig gestalteten Graukeil
22. Ein MeBstrahl gelangt von der Lampe 16 über eine Linse 24, den Meßraum 26, der
beispielsweise eine Küvette mit einer Meßflüssigkeit 28 enthalten kann, und schließlich
über einen Farbfilter 30 zu einem photoelektrischen Wandler 32, der das auf ihn
auftreffende Licht in einen Strom umsetzt. Ein Vergleichsstrahl gelangt von der
Lampe 16 direkt zu einem zweiten photoelektrischen Wandler 34, der das auf ihn auffallende
Licht ebenfalls in einen elektrischen Strom umsetzt.
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Die Ausgangssignale der beiden photoelektrischen Ward 1er 32 und 34
gelangen an den jeweiligen Eingang 36a bzw. 36aa eines Differenzverstärkers 36,
dessen Ausgang 36b mit einem Anzeigeinstrument 38, das als Nullelement dient, in
Verbindung steht. Um störende Faktoren, wie beispielsweise eine nicht stabile Versorungsspannung,
Temperatureinwirkungen oder Linearitätsfehler der photoelektrischen Wandler bei
der Messung zu vermeiden, ist eine Regelschleife zwischen dem Ausgang 36b und einem
Eingang 36aa des Differenzverstärkers 36 vorgesehen. Diese Regelschleife umfaßt
eine Regelstufe 40 mit einem Integrierer und einem Speicher sowie einem Null-Abgleichschalter
bzw. eine Null-Abgleichtaste 39.
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Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Photometers schematisch in
Aufsicht. Das Stellglied 20 mit seinem Umfangsrändel steht in der Einbuchtung 1Ob
an der Schmalseite des Gehäuses 10 teilweise hervor, so daß es mit einem Finger
gedreht werden kann. Neben dieser Einbuchtung 10b befindet sich auf der Oberseite
des Gehäuses 10 ein Sichtfenster lOs, durch das man auf eine Ableseskala 20s auf
dem Stellqlied 20 sehen kann. Die Ableseskala wird bei Drehen des Stellliedes 20
gegenüber einer gehäusefesten Marke 48 abgelesen. In der Mitte des Stellglieds 20
ragt ein netatigungszapfen 60 nach oben vor, der mit einer die Ableseskala 20s aufweisenden
Skalenscheibe 61 fest verbunden ist. Durch Drehen des Betä'cif nXszapfens 60 wird
die Skalenscheibe 61 und damit die Ableseskala 20s gegenüber dem Stellglied 20 gedreht,
wobei das Stellglied entweder wie bisher in seiner Laqe gehalten oder durch eine
entsprechende Einrastung während des Verdrehens der Skalenscheibe 61 arretiert wird.
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Ein Zeiger 38a des Null-Anzeigeinstruments 38 spielt um eine gehäusefeste
Marke 46. Am Gehäuse ist weiterhin eine Null-Abgleichtaste 44 vorgesehen. Uber eine
beispielsweise quadratische Öffnung 50 kann eine beispielsweise ebenfalls quadratisch
ausgebildete
Küvette mit der zu messenden Flüssigkeit in den Probenraum 26, der sich im Meßstrahlengang
befindet, eingesetzt werden. Die Küvette schließt dabei die Öffnung lichtdicht ab.
Bei nicht eingesetzter Küvette besorgt diesen dichten Abschluß eine Abdeckklappe
52, die bei Einsetzen einer Küvette in die Öffnung 50 nach unten gedrückt wird und
sich um den Lagerzapfen 34 dreht.
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Figur 3 zeigt schematisch ein Bauteil des Photometer das den Graukeil
22, das mit dem Graukeil 22 in fest Verbindung stehende Stellglied 20, die gegenüber
dem8ttellglied 20 verdrehbare Skalenscheibe 61 mit einer Ableseskala 20s und den
Betätigungszapfen 60 umfaßt, der mit der Skalenscheibe 61 in fester Verbindung steht.
Am oberen Rand des Stellglieds 20 sind Nasen 62 vorgesehen, die die Skalenscheibe
61 am Stellglied halten und eine Verdrehung der Skalenscheibe 61 und damit der Ableseskala
20s gegenüber dem Stellglied 20 ermöglichen. Um die Skalenscheibe 61 auswechseln
zu können, beisnielsweise dann, wenn eine andere Bestimmung oder Messung mit einer
anderen Ableseskala durchgeführt werden soll, sind am Außenrand der Skalenscheibe
61 den Nasen 62 entsprechende Ausnchmungen 63 vorgesehen, sodaß die Skalenscheibe
61 mit dem Betätigungszapfen 60 vom Stellglied 20 abgehoben werden kann. Selbstverständlich
ist es möglich, auch nur die Skalenscheibe 61 ohne den Betätigungszapfen 60 auszuwechseln,
wobei dann entsprechende Nuten bzw. Einkerbungen am Betätigungszapfen 60 bzw. am
Innenrand der Scheibe 61 vorgesehen sein müssen, damit sich beim Drehen des Betätigungszapfens
60 auch die Skalenscheibe 61 mitdreht. Die Ausbildung der Skalenscheibe 61, des
Stellglieds 20 und des Betätigungszapfens 60 kann je nach den gegebenen Besonderheiten
und Wünschen vorgenommen werden. Es ist auch möglich, statt nur die Skalenscheibe
61 auszuwechseln, das gesamte Stellglied 20 einschließlich des Graukeils 22 aus
dem Gerät herauszuziehen und ein neues komplettes
Stellglied mit
Skalenscheibe und Graukeil einzusetzen.
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Bei der Gestaltung des Stellglieds, der Skalenscheibe und den damit
zusammenhängenden Elementen sind zahlreiche Abwandlungen möglich, ohne das dadurch
der Erfindunysgedanke verlassen wird.
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Bei l)hot ctriscllen Bestimmungen, bei denen ein Leerwert vor der
eigentlichen Meßung gemessen werden muß, sind also zwei Meßvorgänge erforderlich.
Beispielsweise bei der Bestimmung von Cholesterin, Protein, Bilirubin oder Glucose
im Blut bzw. im Blutplasma muß eine Leerwert-Messung für die Küvette bzw. für den
Küvetteninhalt durchgeführt werden, ohne daß das Blutplasma bereits in die Küvette
gefüllt wurde, d.h. bevor der Reaktionsvorgang, der dann zur eigentlichen Messung
führt, ausgelöst wird. Erst nach Ermittlung des Leerwerts der Küvette bzw. der Reaktionslösung
wird dann das Plasma in die Reaktionslösung eingegeben und in der Küvette läuft
dann die Reaktion ab, die eine Veränderung der Lichtdurchlässigkeit der Küvette
im Meßstrahlengang bewirkt, und die zur Messung des Gehalts bzw. der Konzentration
des zu ermittelnden Stoffs in der Probenflüssigkeit ausgenutzt wird. Sowohl der
Leerwert als auch der eigentliche Meßwert werden dabei jeweils abgelesen, aufgeschrieben,
und aus der Differenz der beiden Meßwerte ergibt sich dann die Probenkonzentration.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist weder das Aufschreiben noch die
Differenzbildung der Meßwerte erforderlich. Der gesamte Meßvorgang geht wesentlich
einfacher und folgendermaßen vonstatten: Nachdem der Nullabgleich, der vor jeder
Messung vorgenommen werden muß, durchgeführt ist, wird die Küvette mit der gegebenen
falls kurz vorher zusammengesetzten Reaktionsflüssigkeit in das Gerät eingesetzt
und der Leerwert dieser Küvette
bzw. von Küvette und Reaktionsflüssigkeit
dadurch gemessen, daß das Stellglied 20 aus seiner anfänglichen Null-Lage solange
gedreht wird, bis der Zeiger 38a des Null-Anzeigeinstruments 38 mit der festen Marke
46 wieder übereinstimmt. Danach wird die Skalenscheibe 61 mit der darauf befindlichen
Ableseskala 20s durch Drehen des Betätigunqszapfens 60 soweit gedreht, daß der Null-Skalenstrich
der Ableseskala 20s an der festen Marke 48 liegt.
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Danach wird die Küvette, deren Leerwert zuvor bestimmt wurde, aus
der Öffnung 50 herausgenommen und die Flüssigkeit in die Küvette eingegeben, deren
Bestandteil oder deren Zusammensetzung gemessen werden soll. Nachdem diese eingegebene
Flüssigkeit, beispielsweise Blutplasma, mit der zur Bestimmung eines bestimmten
Plasmabestand-teils geeigneten Reaktionsflüssigkeit reagiert hat, wird die Küvette
dann wieder in die öffnung 50 des Geräts eingesteckt und die eigentliche Messung
durchgeführt.Auch jetzt wird das Stellglied wieder soweit gedreht, bis der Zeiger
38a des Null-Anzeigeinstruments 38 mit der festen Marke 48 für das Null-Anzeigeinstrument
38 übereinstimmt. Während dieser Drehung des Stellglieds 20 darf natürlich der Betätigungszapfen
60 und damit die Skalenscheibe 61 mit der Ableseskala 20s nicht verdreht werden.
Es können geeignete Arretierungseinrichtungen vorgesehen sein, um zu verhindern,
daß der Betätigungszapfen 60 ungewollt gedreht wird. Nunmehr muß auf der Ableseskala
20s lediglich noch der Meßwert abgelesen werden, der dann das Endergebnis der gesamten
Messung darstellt. Wenn die Ableseskala 20s bereits zuvor in der richtigen Weise
für eine spezifische Bestimmung eines Bestandteils der zu untersuchenden Flüssigkeit
geeicht wurde, erhält man sofort die gesuchte Konzentration des zu ermittelnden
Bestandteils der Probenflüssigkeit.
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Wie bereits erwähnt wurde, ist es gemäß der Erfindung auch möglich,
nicht nur die Differenz zwischen einer Standard-bzw.
Leewertmessung
und der eigentlichen Probenmessung, sondern auch eine Division des Probenwertes
durch den Standardwert oder umgekehrt in der gleichen Weise durchzuführen, wenn
die Skala eine logarithmische Skalenteilung und der Graukeil einen logarithmischen
Verlauf aufweist. Auch in diesem Falle wird der gesamte Ablauf der Messung in der
zuvor beschriebenen Weise durchgeführt.
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L e e r s e i t e