DE3103476A1 - "kuevette" - Google Patents

"kuevette"

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    • G01N21/03—Cuvette constructions
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Description

— D —
TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, N.Y., VStA
Küvette
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Küvette für Fluidproben zur spektroskopischen Analyse einer großen Anzahl unterschiedlicher Fluidproben.
Eins große Anzahl von Probenküvetten ist schon zur Verwendung aufgrund herkömmlicher Verfahren der Durchlässigkeitsspektroskopie zur Analyse von Fluidproben bekannt, wobei die Konzentration der strahlungsenergieabsorbierenden Probenbestandteile bestimmt wird. Eine derartige Analyse fußt auf der selektiven Schwächung der Strahlungsenergie, die bei unterschiedlichen, vorherbestimmten Wellenlängen - je nach den Absorptionseigenschaften der Probe, der Konzentration der strahlungsenergieabsorbierenden Bestandteile in der Probe und der Länge des Weges für die Strahlungsenergieausbreitung durch die Probe - durch die Probe hindurchgeht. Bestimmte Fluidproben, beispielsweise Flüssigkeiten, enthalten Feinteilchen in Suspension, die unabhängig davon.die Strahlungsenergie, die durch sie hindurchgeschickt wird, weiter schwächen, indem sie die Strahlungsenergie diffus streuen. Je nach der Teilchengrößeverteilung und der Konzentration der Teilchen in dem fluiden Medium wird ein Teil des einfallenden Lichtstrahles, anstatt unmittelbar hindurchgeleitet zu werden, in vorwärtsstreuende und rückwärtsstreuende Komponenten variabler geometrischer Verteilung diffus gestreut. Bei der herkömmlichen Durchlässigkeitsspektroskopie werden die vorwärtsstreuende sowie ein Teil der rückwärtsstreuenden Komponente von dem Strahlungsmeßfühler nicht erfaßt. Die sich daraus ergebende Verkleinerung des Signals erscheint als ein Teil der Schwächungsmessung. Variationen der Trübung führen daher zufolge der Variationen beim Verlust
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η _
der diffus gestreuten Komponente einen variablen Parameter in die Messung ein; diese Variationen treten neben denjenigen auf, die auf die rein absorptiven Eigenschaften des interessierenden Bestandteils in dem Fluid zurückzuführen sind.
Außerdem ist die Schwächung der Spektralenergie bei echten Lösungen eine logarithmische Funktion der Molekülkonzentration, während die diffuse Streuung von Licht durch feinverteilte teilchenförmige Materie eine nichtlineare Funktion der Teilchengröße, der Konzentration sowie der Wellenlänge ist. Eine derartige Suspension führt daher einen Fehler in das Analysenergebnis ein, sofern keine zeitraubenden und verwickelten (und häufig auch ungenauen) Berichtigungen für die Komponenten der diffus gestreuten Strahlungsenergie vorgenommen werden. Außerdem lassen sehr viele Fluidproben, beispielsweise schwere Nahrungsmittelsirupe, Eiscreme oder dergleichen nicht genügend Strahlungsenergie hindurch, als daß diese nach herkömmlichen Durchlässigkeitsspektroskopietechniken entsprechend verarbeitet werden könnte, und erfordern daher eine Spezialbehandlung der Proben, wie beispielsweise eine Verdünnung, bei der weitere Fehlerquellen zum Zuge kommen können.
Ferner sind sehr viele Probenküvetten bekannt, die für die Analyse von im allgemeinen festen Proben durch herkömmliche Remissionsspektroskopie verwendet werden. Bei derartigen Methoden werden feste Proben, die im allgemeinen zu einer gepulverten oder feinvermahlenen Konsistenz zerkleinert worden sind, durch eine spektrale Strahlungsquelle bestrahlt und aufgrund des spektralen ReflexionsVermögens ihre Oberfläche analysiert. Das Licht, das auf die Probenoberfläche auftrifft und sie durchdringt, wird teilweise- je nach der Konzentration der Probenbestandteile und ihrer spektralen Absorptionseigenschaften absorbiert; dieses Licht wird außerdem in ähnlicher Weise diffus gestreut, wie dies bei trüben Flüssigkeitsproben der Fall ist, nämlich in vorwärts- und rückwärtsstreuende Komponenten. Die rückwärtsstreuende Komponente, die durch die
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spektralen Absorptionseigenschaften der Probe selektiv geschwächt worden ist, wird nun in einem Reflexionsinstrument gemessen und dazu verwendet, um die Konzentration des Bestandteils zu bestimmen. Jedoch geht die vorwärtsstreuende Komponente durch Absorption in der Probe verloren und steht daher nicht zur Verfügung, um die Konzentration des Probenbestandteils zu bestimmen, wenngleich eine derartige Komponente wertvolle Probeninformationen enthält. Derartige Probenküvetten würden für eine Verwendung zur Analyse von solchen Fluidproben allgemein nicht verwendbar sein, bei denen die spektralen Probenoberflächen-Reflexionseigenschaften selbst für beispielsweise die Konzentration an einem bestimmten Probenbestandteil kein Maß sind.
Außerdem und wegen der grundsätzlichen Unterschiede bei den optischen Erfordernissen zwischen Durchlässigkeits-(Transmissions-) und Remissionsspektroskopie sind die gegenwärtig erhältlichen bekannten Spektroskopiergeräte im allgemeinen hinsichtlich ihres Einsatzes auf lediglich eine Art von Messung begrenzt oder würden komplizierte und teure Zusatzeinrichtungen erfordern, wenn man sie von einem Messungstyp für den anderen umrüsten würde. Auch kann wegen der oben genannten Einschränkungen eine Vielzahl vorliegender Halbflüssigkeiten oder Halbfeststoffe einfach mit hinreichender Genauigkeit weder mit vorhandenen Transmissions- noch mit vorhandenen Remissionsspektroskopiergeräten bequem analysiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen, verbesserten Küvette für Fluidproben, die die genaue Analyse von Fluidproben durch Reflexionsmethoden hinsichtlich eines interessierenden Bestandteils oder einer anderen physikalischen, chemischen oder optischen Eigenschaft der Probe sowie die genaue spektroskopische quantitative Analyse einer Vielzahl von Fluidproben mit deutlich unterschiedlichen Trübungen gestattet, die insbesondere wegen ihrer Lichtundurchlässigkeit
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durch herkömmliche Transmissionsspektroskopie nicht genau gemessen werden können und die wegen ihres nichtfesten Zustandes auch nicht aufgrund herkömmlicher Reflexionsspektroskopie genau gemessen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer neuen, verbesserten Küvette für Fluidproben, die die genaue quantitative Analyse von sowohl klaren als auch trüben Flüssigkeitsproben durch Messung sowohl der hindurchgelassenen, aufgrund der Absorption durch die Probe geschwächten Strahlung als auch der durch die Trübung der Probe hervorgerufenen vorwärts und rückwärts diffus gestreuten Strahlung gestattet, so daß die Messung von Variationen in der Trübung mit Ausnahme der durch spektrale Absorption der teilchenförmigen Materie in der Probe hervorgerufenen TrübungsVariationen unabhängig ist.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer Probenküvette, die trotz des Vorhandenseins einer bestimmten Menge an Luftblasen in der Probe eine genaue Analyse der Fluidprobe ermöglicht.
Schließlich ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung einer Probenküvette, die von verhältnismäßig einfachem und wenig aufwendigem Bau ist und die leicht und bequem zum periodisch durchzuführenden Reinigen auseinandergenommen werden kann und die außerdem insbesondere für eine Verwendung in automatisierten Analysensystemen vom Prinzip des kontinuierlichen Durchflusses angepaßt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist eine Küvette für Fluidproben zur spektroskopischen Analyse einer Fluidprobe, bestehend aus einer Probenkammer, die in der Küvette zur Aufnahme einer Fluidprobe gebildet ist, wobei die Kammer auf einander gegenüberliegenden Seiten durch ein strahlungsenergiedurchlassendes Fenster und einen von dem Fenster im
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- ίο -
Abstand angeordneten Reflektor mit diffuser Reflexion begrenzt ist.
Die Probenkammer besitzt eine genau vorherbestimmte
Tiefe, und der Reflektor mit diffuser Reflexion ist beispielsweise ein Spiegel mit diffuser Reflexion ohne wesentliche spektrale Absorptionseigenschaften. Ferner sind ein Ein- und ein Auslaß vorgesehen, um die Durchströmung der
Probenkammer durch Fluidproben zu gestatten. Vorzugsweise ist die Oberfläche des Spiegels so gestaltet, daß etwa in der Fluidprobe vorhandene Luftblasen außerhalb des Sichtfeldes gehalten werden. Während des Betriebes wird der
Probenanteil innerhalb des Sichtfeldes der Probenkammer mit Strahlungsenergie von vorgewählter Wellenlänge bestrahlt. Danach wird eine Messung der gesamten von der Probe diffus reflektierten Strahlungsenergie vorgenommen, die sich wie folgt zusammensetzt: Strahlung, die durch die Probe hindurchgelassen und von dem Spiegel mit diffuser Reflexion diffus reflektiert wird; Strahlung, die durch Teilchen in der Probe in Vorwärtsrichtung gestreut und von dem Spiegel diffus reflektiert wird; und Strahlung, die von der Probe in Rückwärtsrichtung diffus gestreutewird, ohne daß sie von dem Spiegel diffus reflektiert wird. Jede dieser Strahlungen ist von der Fluidprobe gemäß den Spektralabsorptionseigenschaften der Probenbestandteile, der Konzentration der Probenbestandteile und der Weglänge der Strahlung durch die Probe geschwächt worden, so daß eine genaue quantitative Analyse der Probe ermöglicht wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert, worin
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F I G . 1 eine Draufsicht auf eine Küvette für Fluidproben gemäß der Erfindung;
F I G . 2 eine Draufsicht auf die Küvette für Fluidproben gemäß Fig. 1, wobei die Abdeckung weggelassen ist, und
F I G . 3 einen vertikalen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1
darstellen.
In den Zeichnungen ist die Küvette für Fluidproben allgemein mit 10 bezeichnet, sie besteht au& einem allgemein becherförmigen Körper 12 sowie einer ringförmigen Abdeckung 14. Der Körper 12 und die Abdeckung 14 sind komplementär zueinander mit einem Gewinde versehen, wie bei 16 in Fig. gezeigt. In der Abdeckung 14 ist eine kreisförmige Sichtöffnung 18 vorgesehen, während eine kreisförmige Zugangsöffnung 20 am Boden des Körpers 12 zentral angeordnet ist.
Ein allgemein kreisförmiger diffuser Reflektor oder Spiegel 22 ist aus keramischem oder anderem geeigneten Material mit geeigneten Lichtstreuungseigenschaften, die eine nur geringe, wenn überhaupt eine spektrale Absorption durch den Spiegel gewährleisten, vorgesehen. Der diffuse Spiegel kann beispielsweise die optischen und physikalischen Eigenschaften des keramischen Standards für Spektralreflexionsvermögen, der aus der US-PS 4 047 032 bekannt ist, besitzen. So wie er im vorliegenden Fall verwendet wird, besitzt der diffuse Spiegel 22 eine erhabene, ringförmige Montierkante 24, die sich, wie in Fig. 3 dargestellt ist, von der oberen, reflektierenden Oberfläche 25 des Spiegels aus erstreckt. Außerdem besitzt der Spiegel 22 eine ringförmige Rille 26 zum Montieren einer O-Ring-Dichtung 28, ferner abgestufte, radial voneinander beabstandefce Leitungen 30 und 32 für Ein- und Auslaß, wie am besten in Fig. 3 dargestellt, sowie eine ringförmige Einlaßrille 34, die Ein- und Auslaßöffnung verbindet,
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wie am besten in Pig. 2 dargestellt. Ein allgemein kreisförmiges, durchsichtiges Fenster ist mit der Bezugszahl 36 versehen und liegt über dem diffusen Spiegel 22, wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen.
Der diffuse Spiegel 22, der O-Ring 28 sowie das Fenster 36 sind, wie aus Fig. 3 zu ersehen, innerhalb des Körpers 12 angeordnet, und die Abdeckung 18 ist fest auf den Körper 12 aufgeschraubt, um den unteren Abschnitt der ringförmigen Oberfläche des Fensters 36 fest gegen die obere Oberfläche der erhabenen ringförmigen Montagekante 24 zu drücken. Die damit verbundene Zusammendrückung des O-Rings 28 führt zur Bildung einer flüssigkeitsdichten Probenkammer für die Durchflußküvette. Die erhabene ringförmige Kante 24 bestimmt genau die Länge des Lichtweges durch die Probenkammer 38, wie mit dem Buchstaben 1 in Fig- 3 angedeutet. Vorzugsweise wird diese Länge 1 so gering wie möglich gewählt, um sicherzustellen, daß die Betriebseigenschaften der Küvette 10 zwischen die Grenzen für das Verhältnis von Signal zu Rauschen der Einrichtung zum Erfassen und Verarbeiten von Strahlungsenergie fällt, und um zu gewährleisten, daß die Strahlungsenergie, die von dem diffusen Spiegel 22 der Küvette 10 reflektiert wird, wie weiter unten beschrieben, stets zufolge der internen Streuungseffekte eine konstante Weglänge zurücklegt.
Fluidzu- und -ableitungen 31 und 33 sind am Boden des diffusen Spiegels 22, wie in Fig. 3 dargestellt, mit der Ein- bzw. Auslaßleitung 30 bzw. 32 verbunden, um aufeinanderfolgende Fluidproben der Probenkammer 38 zu- und aus ihr abzuführen. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß etwa trotz der entschiedenen Bemühungen zu ihrer Vermeidung in der Fluidprobe zufolge der Oberflächenspannung vorhandene Luftblasen dem Weg des geringsten Widerstandes folgen und nach dem Eintritt der Probe in die Probenkammer 38 in die Einlaßrille 34 hinein- und in ihr entlangströmen.
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Auf diese Weise beeinträchtigen etwa in der Probe vorhandene Luftblasen die Genauigkeit der Analyse nicht, da die Einlaßrille 34 außerhalb des Sichtfeldes angeordnet ist, das durch die Öffnung 18 in der Abdeckung 14 definiert wird, wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
Aus Gründen der Vollständigkeit der Beschreibung des Betriebes ist eine Strahlungsquelle für geeignete Wellenlängen, die beispielsweise im nahen Infrarotbereich liegen, schematisch mit 40 bezeichnet. Außerdem sind eine optische Integrationssphäre (optical integrating sphere) 42 sowie Strahlungsdetektoren, die schematisch mit 44 bzw. 46 bezeichnet sind, vorgesehen, um Streustrahlung, die von der Küvette 10 für die Fluidprobe zurückgestrahlt worden ist, zu empfangen, wenn die Küvette durch die Strahlungsquelle 40 bestrahlt wird. Eine Signalverarbeitungseinheit 57 überführt die Signalausgabe der Strahlungsdetektoren 44 und 46 in einen Wert für Reflexionsvermögen, der dazu verwendet wird, die Konzentration oder Größe des Bestandteils oder der Eigenschaft der Probe zu errechnen, und ein Anzeigegerät 58 läßt diese Ausgabeinformation erkennen.
Eine typische Verwendung der Probenküvette 10 würde beispielsweise in ihrer Einbringung in ein automatisiertes System zur infrarotspektrografisehen Analyse von Proben des in der US-PS (Serial No. 15017/1979) derselben Anmelderin beschriebenen Typs bestehen.
Beim Betrieb wird die Fluidprobenkammer 38 der Probenküvette 10 über die Einlaßleitung 30 mit einer Fluidprobe 50 gefüllt, die spektroskopisch quantitativ hinsichtlich eines bestimmten Bestandteils analysiert werden soll, wie beispielsweise einer- Probe Eiscreme, die auf ihren Fettgehalt hin, der in Form von feinen-Kugelchen in einer allgemein wäßrigen Lösung vorliegt, analysiert werden soll. Strahlung von geeigneter Wellenlänge, beispielsweise einem schmalen Band innerhalb
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des Bereiches von 1,4 bis 2,5 /um, wird von der Strahlungsquelle 40 durch eine Öffnung 43 in der integrierenden Sphäre (integrating sphere) 42 und durch die Sichtöffnung 18 senkrecht auf die Oberfläche des Spiegels 22 gerichtet. Die Probenküvette 10 zeigt die Eigenschaften einer Quelle für diffuse Strahlung, die proportional der Intensität der von Quelle 40 einfallenden Strahlung, der diffusen Reflexionseigenschaften der Probenküvette 10 sowie der spektralen Absorptionseigenschaften der Fluidprobe 50 ist. Die spektralen Absorptionseigenschaften kommen nur dann zur Geltung, wenn Probe 50 hinreichend durchlässig für Strahlung ist, so daß die Strahlung von Spiegel 22 aus in die integrierende Sphäre 42 reflektiert werden kann. Im einzelnen geschieht mit der Strahlung aus Quelle 40, die, wie durch Strahlen 51 angedeutet, durch die Sichtöffnung 18 in der Abdeckung 14 auf die Probenküvette einfällt, in Abhängigkeit von der optischen Durchlässigkeit und bzw. oder dem diffusen Reflexionsvermögen der Fluidprobe 50 folgendes:
(a) Sie wird teilweise praktisch spiegeiförmig von dem durchsichtigen Fenster 36, wie durch Strahlen 52 in Pig. 3 erläutert ist, reflektiert. Eine derartige reflektierte Strahlung wird zurückgewiesen, da sie nicht innerhalb der integrierenden Sphäre 42 reflektiert wird, so daß sie auch nicht auf die Strahlungsdetektoren 44 und 46 einfällt. Diese reflektierte Strahlung enthält keine Information, die für die Analyse der Probe hinsichtlich ihres interessierenden Bestandteils bedeutsam wäre.
(b) Sie wird teilweise diffus von Probe 50, wie in Fig. 3 durch Strahlen 54 angedeutet ist, in die optische integrierende Sphäre 42 zur Erfassung durch Strahlungsdetektor 44 reflektiert, und
(c) Sie wird teilweise durch die Probe 50 hindurchgelassen und von der reflektierenden Oberfläche 25 des diffusen Spiegels 22, wie in Fig. 3 durch Strahlen 56 angedeutet, zurück in die optische integrierende Sphäre 42 zur Erfassung durch Strahlungsdetektoren 44 und 46 reflektiert.
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In denjenigen Fällen, in denen Probe 50 verhältnismäßig durchsichtig ist, wird der Hauptanteil der Strahlungsenergie, die aus der "bestrahlten Probenküvette 10 emittiert wird, durch die Strahlungsenergie gebildet, die durch den Spiegel 22 diffus reflektiert wird, wie durch Strahl 56 angedeutet. Wenn umgekehrt die Probe 50 verhältnismäßig trübe ist, wird der Hauptanteil der Strahlungsenergie, die von der bestrahlten Probenküvette 10 emittiert wird, durch die Strahlungsenergie gebildet, die innerhalb der- Probe 50 diffus reflektiert und gestreut wird, wie durch Strahl 54 angedeutet. In denjenigen Fällen, in denen die Probe lediglich quasi trüb ist, besteht die Strahlungsenergie, die von der bestrahlten Küvette emittiert wird, aus der diffus reflektierten Strahlungsenergie, die durch Spiegel 22 diffus reflektiert wird und die innerhalb der Probe 50 gestreut wird.
Aufeinanderfolgende Bestrahlung, wie oben geschildert, der Fluidprobe 50 mit Strahlung bei einer vorherbestimmten Anzahl unterschiedlicher, vorherbestimmter Wellenlängen wird gemäß den Spektralabsorptionseigenschaften der Probe und der bzw. den einzelnen interessierenden Probeneigenschaft oder Probenbestandteil bzw. Probenbestandteilen sowie gemäß der gesamten diffusen Reflexion (overall diffusivity) der Probe durchgeführt. Jede Strahlungswellenlänge wird dahingehend ausgewählt, ob sie eine optimale Messung der Absorption und bzw. oder des diffusen ReflexionsVermögens (diffusivity) der Probe gemäß den spektralen Absorptionseigenschaften der Probe im Hinblick auf den zu bestimmenden einzelnen Bestandteil liefert. Danach wird die jeweilige Höhe der reflektierten Strahlung, wie sie durch Strahlungsdetektoren 44 und 46 erfaßt wird, dazu verwendet, um die Konzentration des bestimmten interessierenden Probenbestandteils in einer Weise zu berechnen, wie sie beispielsweise in der oben
genannten US-PS (Serial No. 15017/1979) angegeben
ist.
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Nach der spektroskopischen quantitativen Probenanalyse, wie sie beschrieben worden ist, wird die nächste aus einer Reihe von Fluidproben, die analysiert werden sollen, in die Probenkammer 38 mit Hilfe eines geeigneten Pumpsystems, das nicht dargestellt, jedoch durch Pfeil 59 angedeutet ist, durch Zuleitung 31 und Einlaßleitung 30 eingebracht, wo sie die analysierte Probe durch Auslaßleitung 32 und Ableitung aus der Probenkammer 38 verdrängt. Die Probenanalyse wird, wie beschrieben, bezüglich der neu eingeführten Probe wiederholt. Vorzugsweise wird jedoch eine geeignete Menge Waschflüssigkeit vor der Beschickung der Kammer 38 mit der nächsten Probe durch die Probenkammer 38 hindurchgeschickt, so daß eine Verunreinigung der Proben untereinander vermieden wird; dies geschieht in einer Weise, wie sie für analytische Systeme des kontinuierlichen Durchflusses bekannt ist, beispielsweise aus der US-PS 3 134 263.
Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß die einfallende Strahlung, die reflektiert und, wie beschrieben, durch die optische integrierende Sphäre 42 sowie die Strahlungsdetektoren 44 und 46 erfaßt wird, aus sowohl einer rein durchgelassenen Komponente, die genau proportional der spektralen Absorptionseigenschaften der Probe geschwächt wird, wie dies in einem herkömmlichen Durchlässigkeitsinstrument erfolgt, als auch aus sowohl vorwärts- als auch rückwärtsgestreuten Komponenten zusammengesetzt ist, die ebenfalls genau proportional den spektralen Äbsorptxonseigenschaften der Probe geschwächt werden, die jedoch normalerweise in herkömmlichen Durchlässigkeitsinstrumenten nicht mit einem annähernden Genauigkeitsgrad gemessen werden. Die vorwärtsgestreute Komponente wird außerdem normalerweise auch nicht in herkömmlichen Reflexionsinstrumenten gemessen.
Die erhaltene Messung der Spektralabsorptionseigenschaften der Probe wird praktisch unabhängig davon gemacht, ob die zu untersuchende Fluidprobe optisch durchläsig oder
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optisch diffus ist oder ob sie eine beliebige mögliche
Kombination dieser beiden optischen Eigenschaften aufweist. Durch die Möglichkeit einer genauen Messung von sowohl dem optischen Reflexionsvermögen als auch der optischen Durchlässigkeit der Probe in derselben Probenküvette wird eine genaue quantitative Analyse von Fluidproben praktisch ohne Rücksicht auf Variationen in der Probentrübung erzielt, so daß ein besonders großer Bereich von Fluidproben mit deutlich unterschiedlichen Trübungen genau quantitativ in derselben Probenküvette analysiert v/erden kann. Der Ausdruck "Fluidprobe" ist in diesem Zusammenhang nicht auf freifließende flüssige oder gasförmige Proben beschränkt, sondern umfaßt auch einen weiten Bereich von Proben des halbfesten Zustandes in Form von extrem viskosen Sirupen, wobei dieser Bereich lediglich durch die Fähigkeit derartiger Proben begrenzt ist, in die Probenkammer 38 der Fluidprobenküvette 10 hinein- und aus ihr herausströmen zu können.
Der beschriebene Bau und die beschriebene Anordnung der Probenküvette 10 erleichtert ihr periodisches Säubern in
hohem Maße, das zur Entfernung von Resten aus der Probenkammer 38 erforderlich sein kann. Insbesondere kann die Abdeckung 14 durch Abschrauben von dem Körper 12 entfernt
werden, um einen vollständigen Zugang zur Probenkammer 38 und dem diffusen Spiegel 22 zur vollständigen Reinigung der Küvette zu gestatten.
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■ /f.
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Claims (20)

  1. Paientcmwälte
    Reichel u. Reiche! ΛΑη^,Πη —
    6 Fianifcil a. M. 1 3103476
    Pcuksiraße 13
    TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, N.Y., VStA
    Patentansprüche
    1 . Küvette für Fluidproben zur spektroskopischen Analyse einer Fluidprobe, bestehend aus einer Probenkammer (38), die in der Küvette zur Aufnahme einer Fluidprobe (50) ausgebildet und auf einander gegenüberliegenden Seiten durch ein für Strahlungsenergie durchlässiges Fenster (36) und einem im Abstand von dem Fenster angeordneten Reflektor (22) mit diffuser Reflexion begrenzt ist.
  2. 2. Küvette gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einlaß-(30) sowie eine Auslaßleitung (32) zum Leiten einer Fluidprobe (50) in die Kammer (38) und aus ihr heraus aufweist.
  3. 3. Küvette gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel (16,24) zum Haltern der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Fensters (36) und des Reflektors mit diffuser Reflexion (22) im Abstand voneinander aufweist, so daß in senkrechter Richtung zu den einander gegenüberliegenden Oberflächen eine praktisch konstante Strahlungsweglänge (1) durch die Probe definiert wird.
  4. 4. Küvette gemäß Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (30) derart eingerichtet ist, daß sie eine Reihe von Fluidproben (50) nacheinander in die Probenkammer (38) eintreten läßt.
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  5. 5. Küvette gemäß Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich Einlaß-(JO) und Auslaßleitung (32) durch den Reflektor (22) mit diffuser Reflexion hindurch in die Probenkammer (38) erstrecken.
  6. 6. Küvette gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel (14) enthält, die ein.Sichtfeld (18) durch das Fenster (36) definieren, daß Einlaß-(30) und Ausleitung (32) außerhalb des Sichtfeldes angeordnet sind und daß sich eine Einlaßrille (34) zwischen Einlaß- und Auslaßleitung und außerhalb des Sichtfeldes erstreckt.
  7. 7. Küvette gemäß Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtfeld (18) allgemein kreisförmig ist und daß Einlaß-(30) und Auslaßleitung (32) an einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Sichtfeldes (18) und außerhalb des Sichtfeldes angeordnet sind und die Einlaßrille (34) allgemein in Umfangsrichtung außerhalb des Sichtfeldes verläuft.
  8. 8. Spektroskopische Analysiervorrichtung, bestehend aus einer Küvette (10) für Fluidproben mit einer Probenkammer (38) zur Aufnahme einer zu analysierenden Fluidprobe (50), wobei die Kammer (38) durch ein für Strahlung durchlässiges Fenster (36) und einen von dem Fenster im Abstand angeordneten Reflektor (22) für diffuse Reflexion begrenzt ist, einer Quelle (40) für Strahlungsenergie zum Richten der Energie durch das Fenster hindurch und in die Kammer (38) hinein sowie Mitteln (42, 44, 46) zum Auffangen der gestreuten Strahlung, gleichgültig ob sie in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gestreut worden ist, und der von der in der Kammer enthaltenen Probe hindurchgelassenen Strahlung.
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  9. 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende Oberflächenabschnitte des Fensters (36) und des Reflektors (22) für diffuse Reflexion voneinander beabstandet gehaltert sind, so daß eine konstante Strahlungsweglänge (1) in einer zu den einander gegenüberliegenden Oberflächen senkrechten Richtung definiert wird.
  10. 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Oberflächenabschnitte von Fenster (36) und Reflektor (22) für diffuse Reflexion praktisch planar sind.
  11. 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Einlaß-(30) und Auslaßleitungen (32) enthält, die sich in die Kammer (38) erstrecken, sowie eine Pumpeinrichtung, die mit der Einlaßleitung verbunden ist, um aufeinanderfolgende Fluidproben nacheinander in die Kammer (38) und durch die Auslaßleitung (32) zu befördern.
  12. 12. Vorrichtung gemäß Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Auffangen der Strahlung eine Einrichtung (42) zur Integrierung der Strahlung sowie Detektoren (44,46) umfassen, die auf die durch die Einrichtung (42) integrierte Strahlung ansprechen.
  13. 13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem SignalVerarbeitungsmittel (57) enthält, die auf die Detektoren (44, 46) ansprechen, sowie Anzeigemittel (58), die auf die Verarbeitungsmittel (57) ansprechen.
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  14. 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel (14) enthält, die über dem Fenster (36) zur Begrenzung eines Sichtfeldes (18) durch die Kammer (38) hindurch angeordnet sind, wobei' die einander gegenüberliegenden Oberflächen des Fensters und des Reflektors (22) für diffuse Reflexion außerhalb des Sichtfeldes voneinander in einem Abstand angeordnet sind, der mindestens die Strahlungsweglänge (1) übersteigt.
  15. 15. Vorrichtung gemäß Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel (16) zum Halten des Fensters (36) und des Reflektors (22) für diffuse Reflexion im Abstand voneinander sowie Abstandhalter (24) zur Festlegung der Strahlungsweglänge (1) dazwischen umfaßt.
  16. 16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15»
    d-a durch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein komprimierbares Teil (28), das zwischen dem Fenster (36) und dem Reflektor (22) zur diffusen Reflexion unter Ausbildung einer fluiddichten Abdichtung gehaltert ist, umfaßt.
  17. 17. Verfahren zur spektroskopischen Analyse einer Fluidprobe im Hinblick auf eine Eigenschaft,
    dadurch gekennzeichnet, daß man die Fluidprobe einer gegebenen Dicke mit ausgewählten Wellenlängen einer Strahlung bestrahlt, daß man mindestens einen repräsentativen Anteil der von der Fluidprobe gestreuten Strahlung, gleichgültig, ob in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gestreut, und der von der Fluidprobe durchgelassenen Strahlung auffängt und daß man in Abhängigkeit von der aufgefangenen Strahlung ein Signal als eine gelieferte Angabe für die Eigenschaft erzeugt.
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  18. 18. Verfahren gemäß Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der vorwärtsgestreuten und der durchgelassenen Strahlung durch die Probe hindurch nach rückwärts zum Auffangen reflektiert.
  19. 19. Verfahren gemäß Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem die aufgefangene Strahlung integriert und gemäß der integrierten Strahlung das Signal erzeugt.
  20. 20. Verfahren gemäß Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, ■ daß man die Fluidprobe zwischen ein für Strahlungsenergie durchlässiges Fenster und einen Reflektor für diffuse Reflexion, die im Abstand voneinander angeordnet sind, eingrenzt, um die vorgegebene Dicke zu definieren, und daß man außerdem die Probe in praktisch senkrechter Richtung zu dem Fenster bestrahlt, wodurch die vorwärtsgestreute und durchgelassene Strahlung von dem Reflektor für diffuse Reflexion und durch die Fluidprobe sowie das durchlässige Fenster hindurch zurückreflektiert wird.
    130052/0510
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