DE3709665C2 - Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben - Google Patents

Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben

Info

Publication number
DE3709665C2
DE3709665C2 DE19873709665 DE3709665A DE3709665C2 DE 3709665 C2 DE3709665 C2 DE 3709665C2 DE 19873709665 DE19873709665 DE 19873709665 DE 3709665 A DE3709665 A DE 3709665A DE 3709665 C2 DE3709665 C2 DE 3709665C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
coil
circuit
electrodes
resonant circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19873709665
Other languages
English (en)
Other versions
DE3709665A1 (de
Inventor
Heiner Kastl
Gerhard Dr Med Ohlenschlaeger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
D Mexis Carola 68199 Mannheim De
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19873709665 priority Critical patent/DE3709665C2/de
Publication of DE3709665A1 publication Critical patent/DE3709665A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3709665C2 publication Critical patent/DE3709665C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/221Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtungen zur Durchführung derselben, bei denen der in einer inerten, praktisch elektrisch nicht leitenden Trägerflüssigkeit gelöste oder suspendierte Stoff als Dielektrikum in einem Kondensator, welcher mit einem Schwingkreis gekoppelt ist, eingebracht wird und die Dämpfung des Schwingkreises sowie gegebenenfalls die Frequenzänderung gemessen wird.
Verfahren zum Bestimmen verschiedenster Stoffe sind in der Industrie und Forschung in weitem Umfang in Gebrauch. Ins­ besondere für die Bereiche Chemie, Pharmazeutik, Pharmakologie, klinische Chemie und Biochemie sowie den Umweltschutz, sind hoch-auflösende Analysenverfahren entwickelt worden. Nach dem analytischen Prinzip unterscheidet man einerseits chemische und andererseits physikalische Verfahren, wobei die chemischen bzw. physikalischen Unterschiede der zu untersuchenden Substanzen ausgenutzt werden.
Die chemischen Verfahren erfordern im allgemeinen eine größere Anzahl von Arbeitsschritten, Zusatz teurer Reagenzien und - insbesondere bei der maßanalytischen Bestimmung kleiner Mengen - spezielles Know-How, intensive Schulung sowie gegebenenfalls eine zeitaufwendige Vorbereitung und Auswertung. Soweit wie möglich wird deshalb insbesondere für Reihenanalysen heutzutage eine physikalische Auswertung bevorzugt.
Physikalische Analysenmethoden beruhen vorwiegend auf der Absorption oder Emission elektromagnetischer Strahlung durch die zu bestimmenden Stoffe, beispielsweise die Absorption im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Licht, kernmagnetische Resonanz etc. Weit verbreitet sind fernerhin chromatographische Methoden, z. B. Dünnschichtchromatographie, Gaschromatographie etc. Für spezielle Substanzen sind auch Leitfähigkeitsmessungen möglich. Die für die Charakterisierung chemischer Substanzen ansonsten üblichen physikalischen Parameter, wie Dichte, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Löslichkeit etc. lassen sich nur auf reine Substanzen und deshalb nur in Sonderfällen anwenden.
Aus der DE-PS 5 73 072 ist bekannt, Stoffgemische durch eine einfache Dielektri­ zitätsmessung in einer Brückenschaltung zu bestimmen, wobei die durch die Veränderung der Dielektrizitätskonstante zwischen Lösemittel und Lösung hervor­ gerufene Kapazitätsänderung durch Kompensation eines Hilfskondensators aus­ geglichen wird. Die Abgleichung der Meßprodukte wird dabei durch die zusätz­ liche Anzeigevorrichtung 3 erfaßt. Eine befriedigende Meßgenauigkeit läßt sich dabei nur erreichen, wenn relativ große Konzentrationen im Bereich einiger Prozente vorliegen und sich die Dielektrizitätskonstanten von Lösemittel und zu messendem Stoff stärker unterscheiden. Es werden Schwingkreise niederer Frequenz verwendet, bei denen sich die Leitfähigkeit der Lösungen vernachlässi­ gen läßt. Ein solches System ist nicht imstande, im Meßbereich von < 10-4 Mol/l Veränderungen überhaupt festzustellen.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein alternatives, physikali­ sches Analysenverfahren zu finden, welches einfach zu handhaben ist, reproduzierbare Werte, vorzugsweise auch im Bereich niederer Konzentrationen ergibt, auf möglichst beliebige Stoffe anwendbar ist und es erlaubt, diese Stoffe gegebenenfalls auch in Mischungen nicht nur ihrer Menge nach zu bestimmen, sondern gegebenenfalls auch zu identifizieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die unterschiedliche Dämpfung von im Hochfrequenzbereich arbeitenden Schwingkreisen durch das reine Lösemittel einerseits und die Lösung andererseits gemessen wird, wobei die unterschiedliche Dämpfungscharakteristik bei verschiedenen Frequenzen, beispielsweise durch eine entsprechende Hüllkurve dargestellt, ein Maß für die Menge und die Art der zu bestimmenden Substanzen bildet.
Bei diesem Verfahren wird die zu analysierende Probe in einer geeigneten, inerten, praktisch elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit gelöst oder suspensiert und als Dielektrikum in einen Kondensator eingebracht, der an einen Schwingkreis gekoppelt ist. Je nach der Frequenz des verwendeten Schwingkreises und der Natur der Probe, wird der Schwingkreis mehr oder weniger stark gedämpft, verglichen mit dem Schwingungsverhalten, wenn sich die reine Trägerflüssigkeit in dem Kondensator befindet. Das Schwingkreissystem muß bis auf die Änderung des Meßkondensators durch die eingebrachte Probe, thermisch und zeitlich Frequenz- und Amplituden-stabil sein.
Eine solche Vorrichtung besteht z. B. aus einem an einer hochstabilen Gleichspannung liegenden und als elektromagnetischer Schwingkreis ausgebildeten Meßoszillator, der an den Kondensator einer Probenaufnahmeeinrichtung gekoppelt ist, welche die in der inerten Trägerflüssigkeit gelöste Probe enthält und der eine geeigneten Meß- und Auswertschaltung zur Erfassung und/oder Auswertung der Dämpfung des elektromagnetischen Schwingkreises aufweist.
Als Trägerflüssigkeit wird vorzugsweise reines Wasser, insbesondere 3fach destilliertes Wasser verwendet, jedoch können auch andere hochreine Lösungsmittel, beispielsweise Alkohol, verwendet werden. Die zu bestimmende Probe wird darin in einer Menge von weniger als 10-4 Mol/l, vorzugsweise 10-5-10-8 Mol/l gelöst oder suspendiert, wobei unter bestimmten Bedingungen auch Konzentrationen im "homöopathischen Bereich" noch bestimmt werden können.
Insbesondere bei ionisierbaren Verbindungen ist zu beachten, daß der Ohm′sche Widerstand des Systems nicht unter 100 kΩ abfallen darf, d. h. die durch die Substanzkonzentration bewirkte Leitfähigkeit entsprechend klein bleibt. Die Konzentration solcher Stoffe sollte daher kleiner als 10-4 Mol/l sein.
Die Frequenz des Schwingkreises wird zwischen etwa 50 kHz und der Resonanzfrequenz der Trägerflüssigkeit (bei Wasser 22 GHz) eingestellt und liegt vorzugsweise zwischen 50 und 1000 kHz. Die Dämpfung der Schwingkreise durch den zu untersuchenden Stoff ist dann besonders groß, wenn der Schwingkreis auf die oder eine der Resonanzfrequenzen oder harmonischen Frequenzen des unter­ suchenden Stoffes eingestellt ist. Da die Absorptionen jedoch relativ breitbandig sind, wird ein meßbares, allerdings sehr viel niedrigeres Signal auch noch in einigem Abstand von der Resonanzfrequenz beobachtet.
Es ist bei der Messung ferner zu beachten, daß das verwendete Lösungsmittel, welches in sehr großem Überschuß gegenüber der zu messenden Substanz vorliegt, nicht nur im Bereich der Eigen­ frequenz die Meßsignale soweit überlagert, daß eine Messung nicht möglich ist, sondern auch dann eine Störung verursacht, wenn die Eigenfrequenz eine harmonische Oberschwingung der Meßfrequenz ist. Für das hauptsächlich verwendete "Lösungsmittel" Wasser ist die Eigenfrequenz ohne Berücksichtigung peripherer Einflüsse ungefähr 22 GHz, so daß Störungen bei allen Frequenzen von 22 GHz/2n zu erwarten sind, wobei n eine ganze Zahl darstellt. Im bevorzugten Meßbereich von 50-1000 Hz sind somit Störungen bei 82, 164, 328, 656 und 1311 KHz zu erwarten. Man wird die Meßoszillatoren daher etwas neben diese Frequenzen abstimmen.
Bei unbekannten Substanzen bzw. bei Substanzgemischen wird man daher die Dämpfung von mehreren, in ihren Frequenzen und Amplituden unterschiedlichen, elektromagnetischen Schwingkreisen bestimmen und auswerten. Je enger dabei die Frequenzen der Schwingkreise aneinanderliegen, umso größer ist die Wahrschein­ lichkeit, daß eine derselben sich in Resonanz mit der zu untersuchenden Probe befindet. Da die Messung mit jedem einzelnen Meßoszillator nur wenige Sekunden beansprucht, läßt sich mit einer geeigneten Umschaltmechanik in einem im Vergleich zur Probenvorbereitung kurzen Zeitraum eine Messung an 10-100 verschiedenen Meßoszillatoren an entsprechend vielen Frequenzen durchführen.
Mit den heute zur Verfügung stehenden elektronischen Möglich­ keiten ist man imstande, die Meßwerte der Meßoszillatoren als mehrstellige Zahl, als Kurve und/oder Säulenschaubild mit entsprechenden Schreibern oder Monitoren darzustellen.
Im einzelnen schließt jeder Meßoszillator einen einstellbaren Parallelschwingkreis mit einer Schwingkreisspule, einem Schwingkreiskondensator, einem Ohm′schen Widerstand sowie einem Schwingkreistransistor zum Auskoppeln der Meßsignale ein, an dessen Basis zur Kompensation ein zweiter, als Diode geschalteter Transistor angeschlossen ist, der mit der Schwingkreisspule in Reihe liegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit einer Proben­ aufnahmeeinrichtung, beispielsweise einer Meßpipette, in die die zu messende Trägerflüssigkeit mit dem zu prüfenden Mittel aufgezogen wird. Die Probeaufnahmeeinrichtung enthält mindestens 2 Elektroden, von denen eine an das Massepotential der Schwing­ kreisspule und das andere an das heiße Ende der Schwingkreisspule angeschlossen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind 3 Elektroden vorhanden, wobei zwei parallel an das Massepotential und die dritte an das heiße Ende angeschlossen sind. Diese Elektroden wirken als Zusatzkondensator, wobei die Elektroden gegeneinander eine Kapazität von 0,1-10 pF und vorzugsweise von 1 pF bis 0,5 pF aufweisen.
Das mit derlei Elektroden aufgenommene Bild eines Stoffes besteht aus einer Anzahl verschiedener Meßwerte, die jede für sich differenzierte Zusammenstellungen aus erfolgter Phasen­ verschiebung, kapazitiver und Ohm′scher Einflußnahme auf die Oszillatorelektroden sowie die Frequenz und Amplitudenänderung besteht.
Bei einer beispielhaften Anzahl von 10 Schwingkreisen mit festeingestellten Frequenzen und einer Erfassung der Dämpfung der einzelnen Schwingkreise in 10 Stufen, läßt sich das Ergebnis beispielsweise in Form einer 10stelligen Zahl wiedergeben, welche dann für die betreffende Substanz und die betreffende Menge charakteristisch ist. Ein Vergleich dieser Zahlen mit ent­ sprechenden anderen Meßwerten, beispielsweise mit einer geeigneten handelsüblichen Computereinheit, erlaubt damit eine relativ einfache Auswertung, da die ermittelten Ziffern nur mit den entsprechenden gespeicherten Ziffern verglichen werden müssen, bis eine vollständige Übereinstimmung gefunden ist.
Soweit es sich nur um die Analyse einzelner Stoffe handelt, genügt vom Prinzip her ein einzelner Schwingkreis, welcher vorzugsweise auf eine Resonanzfrequenz der Probe eingestellt ist. Die Dämpfung dieses Schwingkreises kann dann als direktes Maß für die Konzentration der zu untersuchenden Probe genommen werden.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen lassen sich relativ klein, beispielsweise in Form eines Tischgerätes, bauen, so daß sie als einfache, praktische Analysengeräte auch in Arztpraxen, Apotheken oder Kleinlabors aufgestellt werden können.
Außer reinen Substanzen, die erst in der Trägerflüssigkeit, insbesondere in Wasser aufgelöst werden müssen, lassen sich auch Mischungen untersuchen, deren Bestandteile sich in ihrem Resonanzverhalten charakteristisch unterscheiden. Das erfindungs­ gemäße Verfahren ist ferner geeignet, um z. B. in Blut-, Lymph- oder anderen Körperflüssigkeiten, den Gehalt eines bestimmten Stoffes, beispielsweise eines Medikamentes oder Giftstoffes, nachzuweisen, wobei jedoch wegen der Komplexität dieses Systems die entsprechende Körperflüssigkeit ohne den nachzuweisenden Stoff als Referenz bekannt sein muß es sei denn, die nachzuwei­ sende Substanz weicht in ihrem Resonanzverhalten so stark von den übrigen Körperflüssigkeitsbestandteilen ab, daß sie auch neben diesen analysiert werden kann.
Unter anderem wurden mit dem vorliegenden Meßverfahren folgende Substanzen getestet:
I. Medikamente:
Reducdyn, Metronidazol, Thiola, Hydroxyäthylstärke, Actihaemyl, Cordalin-Strophantin 1/8, Fortral.
II. Zell-und Proteinhydrolysatpräparate:
Geriaplasma, Voltil, Ney-Thymun-k, Polyerga neu, Milzextrakt Mulli.
III. Homöopathika und homöopathische Komplexmittel:
Vertigoheel, p-Benzochinon, Rhodizonsäure, Carbonylgruppen, Elpimed, Engystol, Traumeel, Echinacea, Mistelpräparate.
IV. Chemische Substanzen und Biomoleküle:
Citronensäure, Aminosäuren, Coenzym-Q,β-Carotin, Magnesium­ sulfat, Cytochrom-C, Ferrocendicarbonsäure, Ascorbinsäure, Laevulose, Natriumpyruvicum, Acidum cis-aconitum, Baryum oxalsuccinium, Acidum succinium, Acidum fumaricum, Acidum-DL-malicum, Haematoporphyrin, Hydroxocobalamin, Heparin.
In den beigefügten Figuren zeigt
Fig. 1 das Blockbild einer erfindungsgemäßen Analysenvorrichtung mit 10 Meßoszillatoren.
Fig. 2 ein Schaltbild für einen der Meßoszillatoren.
Fig. 3a-3d zeigen verschiedene Ausführungen der Meßelektroden.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Behälter P mit der Probenlösung dargestellt, aus der die Probe in eine mit Elektroden 15, 16, 17 versehene Meßpipette A aufgesaugt werden kann. Beim Probenwechsel wird der Probenbehälter zwischendurch durch eine Waschlösung ersetzt, um die Vorrichtung wieder zu reinigen. Die Elektroden sind mit einem Meßoszillatorumschalter bzw. Meßstellenspeicher B verbunden, welcher seinerseits wieder über den Timer C mit den Meßoszillatoren D1-DX, im dargestellten Fall D10, verbunden werden kann. Die Meßoszillatoren sind wiederum über den Meßoszillatorumschalter mit einem Analog- oder Digitalrechner F verbunden, welcher die Meßwerte über einen Vorgabespeicher G oder einen Meßwertkompensator E, die die Dämpfung des reinen Lösungsmittels berücksichtigen, in die Dämpfungsbeiträge der Probe umrechnet und diese über eine Anzeigeneinheit H oder einen Schreiber oder Drucker I anzeigt. Die gleichmäßige Strom­ versorgung aller Teile des System, die insbesondere für die Frequenzstabilisierung der Meßoszillatoren eine unbedingte Voraussetzung ist, wird im dargestellten Fall durch die hochstabilisierte Doppelgleichstromquelle K1, K2 (besser 1% Spannungsschwankung) dargestellt.
In Fig. 2 ist schematisch eine mögliche Schaltung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung dargestellt.
An eine hochstabile Spannungsquelle 1 ist ein Meßoszillator 2 angeschlossen, der als sog. Harmonischer-Sinus-Oszillator ausgebildet ist. Er enthält im wesentlichen eine Schwingkreis­ spule 3 mit einem Massepotentialende 4 und einem "heißen Ende" 5 (spannungsführendes Ende), an welchem eine entsprechende Elektrode 16 anliegt. Zwischen dem heißen Ende 5 und dem Massepotential 4 ist ein Schwingkreiskondensator 8 geschaltet.
Von einer Anzapfung 6, üblicherweise einem Abgriff an der Spule 3, führt eine Verbindung zu einem Abgleichpotentiometer 7, das in Reihe mit einem Ohm′schen Widerstand 9 liegt. Das heiße Ende 5 der Schwingkreisspule 3 und der Ohm′sche Widerstand 9 sind über Transistoren 10 und 12 miteinander verbunden. Die Basis des Schwingkreistransistors 10 liegt über den als Diode geschalteten Transistor 12 an der Schwingkreisspule 3 an. Diese Schaltung ist gewählt, um eine Stabilität insbesondere Temperaturstabilität des Meßoszillators 2 zu gewährleisten. An 4 und 5 ist eine schematisch dargestellte Probenaufnahmeeinrichtung 13 ange­ schlossen. Diese Probenaufnahmeeinrichtung 13 ist im darge­ stellten Ausführungsbeispiel als Meßpipette mit einer Aufzieh- Spülpumpe 14 ausgebildet. Die Meßpipette bzw. die Probenaufnahme­ einrichtung 13 wird mit der zu untersuchenden Probe gefüllt und nach jeder Untersuchung wird mit der Aufzieh-Spülpumpe 14 eine Säuberung der Probenaufnahmeeinrichtung bewirkt. Innerhalb der Probenaufnahmeeinrichtung 13 sind zwei ringförmige Elektroden 15 und 16 erkennbar, die - wie schematisch angedeutet - mit den Klemmen 4 und 5 verbindbar sind.
Anstelle der zwei einander gegenüberliegenden flachen Platten­ elektroden 15 und 16 können auch gewölbte halbkreisförmige Plattenelektroden 18 und 19 eingesetzt werden, die ihrerseits an die Klemmen 4 und 5 angeschlossen sind (Fig. 3a).
Eine abgewandelte Elektrodenanordnung ist in Fig. 3b dargestellt. Zu den beiden flachen Plattenelektroden 15, 16 kommt eine weitere flache Plattenelektrode 17 hinzu. Die Elektroden 15 und 17 sind in Parallelschaltung an die Massepotentialklemme 4 und die dazwischen liegende flache Plattenelektrode 16 an die "heiße" Spulenseite der Schwingkreisspule 3 angeschlossen.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Elektrodenanordnung ist in Fig. 3c dargestellt. Hierbei sind ringförmige Elektroden 20, 21 und 22 vorgesehen, die in der dargestellten Anordnung innerhalb der Probenaufnahmeeinrichtung 13 angeordnet sind. Die beiden ringförmigen Elektroden 20, 22 ins parallel an Massepotential 4 anschließbar, die dazwischenliegende Ringelektrode 21 ist an das "heiße" Ende der Schwingkreisspule 3 angeschlossen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt schließlich Fig. 3d, bei dem wiederum drei ringförmige Elektroden 20, 21 und 22 vorgesehen sind, die konzentrisch ineinanderstecken. Die innere ringförmige Elektrode 20 und die äußere ringförmige Elektrode 22 liegen parallel an der Massepotentialklemme 4 an, wohingegen die zwischen beiden Elektroden 20, 22 liegende ringförmige Elektrode 21 an das "heiße" Ende der Schwingkreisspule 3 angeschlossen ist.
Durch die die Elektroden umspülende Meßcharge ändern sich die elektrischen Verhältnisse zwischen den Elektroden. Unter Umständen ändern sich auch die Ohm′schen Verhältnisse zwischen den Elektroden oder auch die induktiven Ausgangsverhältnisse. Diese Änderung bewirkt eine Verstimmung bzw. Dämpfung des an die hochstabile Gleichspannungsquelle 1 angeschlossene Meß­ oszillatorschaltung. Je nach dem zu untersuchenden Stoff erscheint an der Basis 11 des Schwingkreistransistors 10 ein Signal, welches über einen Schwellwertschalter 24 ausgekoppelt wird. Dieses ausgekoppelte Signal wird in einer Meß- und/oder Auswertschaltung 23 dargestellt. Der in Fig. 2 dargestellte Schwellwertschalter 24 kann auch als Schmitt-Trigger ausgebildet sein.
Beispiel 1 Bestimmung des Resonanzverhaltens von Tiopronin
Tiopronin (N-(2-Mercaptopropionyl)-glycin - eine bekannte Substanz zur Behandlung von Lebererkrankung -) wird in einer Meßapparatur gemäß Fig. 1 bei verschiedenen Konzentrationen (jeweils in 200 ml Aqua tridest) und Frequenzen auf sein Dämpfungsverhalten untersucht. Die Ergebnisse als prozentuale Dämpfung der Oszillatoramplitude sind in der Tabelle 1 zusammen­ gefaßt.
Tabelle 1
Es zeigt sich, daß die Dämpfung bei gegebener Frequenz stetig mit der Konzentration der zu bestimmenden Substanz zunimmt.
Beispiel 2 Resonanzfrequenzmuster von Tiopronin
Tiopronin, in einer Konzentration von 0,25 µg in 200 ml Aqua tridest wird in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit 10 Oszillator­ schwingkreisen mit Frequenzabständen von 50 KHz, d. h. Frequenzen von 80 KHz bis 530 KHz, gemessen. Fig. 4 zeigt die mit einem Proportionalschreiber aufgezeichneten Spannungskurven der verschiedenen Oszillatoren, wobei der Vollausschlag einer Spannung von ca. 100 mV entspricht. Die Spitzen in dem Schaubild entsprechen der Störung durch das Umschalten von einem Oszillator auf den nächsten. Die folgende Tabelle 2 gibt aus diesem Bild abgelesene Maximal- und Minimalausschläge in bezug auf die einzelnen Oszillatoren wieder.
Tabelle 2
Bezugszeichenliste
1 hochstabile Gleichspannungsquelle
2 Meßoszillator
3 Schwingkreisspule
4 Massenpotentionalende
5 heißes Ende
6 Anzapfung
7 Abgleichpotentiometer
8 Schwingkreiskondensator
9 Ohm′scher Widerstand
10 Schwingkreistransistor
11 Basis
12 als Diode geschalteter Transistor
13 Probenaufnahmeeinrichtung
14 Aufzieh-Spülpumpe
15 flache Plattenelektrode
16 flache Plattenelektrode
17 flache Plattenelektrode
18 halbkreisförmige Plattenelektrode
19 halbkreisförmige Plattenelektrode
20 ringförmige Elektrode
21 ringförmige Elektrode
22 ringförmige Elektrode
23 Meß- und/oder Auswertschaltung
24 Schwellwertschalter
25 Potentiometer
A Meßpipette
B Meßoszillatorschalter/Meßstellenspeicher
C Timer
D1-X Meßoszillatoren
E Meßwertkompensator
F Rechner
G Vorgabespeicher
H Anzeigeeinheit
I Drucker
K1-2 Gleichstromquelle

Claims (15)

1. Verfahren zum Analysieren von Stoffen, die in einer inerten, praktisch elek­ trisch nicht leitenden Trägerflüssigkeit gelöst oder suspendiert werden und diese Lösung sich als Dielektrikum in einen Kondensator befindet, dieser Kondensator einen Zusatzkondensator eines Schwingkreises bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung des Oszillatorschwingkreises nacheinander mit der reinen Trägerflüssigkeit und mit der Lösung gemessen wird und aus der Differenz der Dämpfung die Menge des zugesetzten Stof­ fes bestimmt wird, wobei die Dämpfung von mehreren Schwingkreisen ver­ schiedener Frequenzen zwischen 50 kHz und 22 GHz gemessen wird und aus der Dämpfungscharakteristik bei den verschiedenen Frequenzen auf Menge und/oder Art des zu bestimmenden Stoffes geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerflüssigkeit dreifach destilliertes Wasser verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreise auf die oder eine der Resonanzfrequenzen oder harmoni­ schen Frequenzen der zu untersuchenden Stoffe eingestellt sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der einzelnen Schwingkreise als mehrstellige Zahlen in einem Digitalanzeiger, als Kurven über einem Schreiber oder Drucker oder als Säulendiagramme dargestellt und ausgewertet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung über eine Zwischenspeicherung, Meßwertkompensation und Analog- oder Digital-Rechnereinheit automatisch erfolgt.
6. Vorrichtung zur Durchführung einer Analyse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer hochstabilen Gleichspannung (1) liegende und als elektromagnetische Schwingkreise ausgebildete Meß­ oszillatoren (2) mit den Elektroden (15-22) einer Probenaufnahmeeinrichtung (13) für eine inerte Trägerflüssigkeit als auch mit einer Meß- und/oder Auswerteinrichtung (23) zur Erfassung und/oder Auswertung der jeweiligen Dämpfung des elektromagnetischen Schwingkreises des Meßoszillators (2) in Schaltverbindung stehen, wobei mehrere Meßoszillatoren (2) mit unter­ schiedlichem Frequenz- und Amplitudenverhalten und durch eine Schalt­ vorrichtung (27), mit der die Meßoszillatoren (2) nacheinander sowohl an die Elektroden (15-22) der Probenaufnahmeeinrichtung (13) als auch an die Meß- und Auswertschaltung (23) anschließbar sind und die Oszillatoren eine Frequenz von 50 kHz bis 22 GHz aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßoszil­ latoren (2) einen einstellbaren Parallelschwingkreis mit einer Schwingkreis­ spule (3), einem Schwingkreiskondensator (8), einem Ohm′schen Wider­ stand (9) sowie einem Schwingkreistransistor (10) zum Auskoppeln der Meßsignale einschließen, an deren Basis (11) zur Kompensation ein zweiter, als Diode geschalteter Transistor (12) angeschlossen ist, der mit der Schwingkreisspule (3) in Reihe liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Meßoszillatoren (2) über eine Anzapfung (6) der Schwingkreisspule (3) rück­ gekoppelt ist und in Reihe mit der Anzapfung (6) ein Abgleichpotentiometer liegt.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßoszillator (2) über einen Schwellwertschalter (24), der die höchste Empfindlichkeit des Meßoszillators signalisiert und/oder fixiert, an eine Meß- und/oder Feed back-Regelschaltung (23) angeschlossen ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaufnahmeeinrichtung (13) zwei Elektroden (15/16; 18/19; 20/21) auf­ weist, von denen jeweils eine an das Massepotentialende (4) der Schwing­ kreisspule (3) und die andere an das heiße Ende (5) der Schwingkreisspule (3) angeschlossen ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Probenaufnahmeeinrichtung (13) drei Elektroden vorgesehen sind, von denen zwei elektrisch parallel geschaltet an das Massepotentialende der Schwingkreisspule (3) und die dritte, räumlich zwischen den Messeelektro­ den angeordnete dritte Elektrode an das heiße Ende (5) der Schwingkreis­ spule (3) angeschlossen sind und die Elektroden einen Kondensator mit einer Kapazität zwischen 0,1 und 10 pF, vorzugsweise 0,5 und 1 pF bilden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro­ den (15-22) als Parallelkapazität zum Meßoszillator (2) geschaltet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaufnahmeeinrichtung (13) als Saug- oder Durchlaufmeß­ pipette mit einer Aufzieh-Spülpumpe (14) ausgeführt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (27) einen in seiner Taktzeit variablen Umschalter (28) einschließt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-14, dadurch gekennzeichnet, daß alle Meßoszillatoren (2) als an sich gleiche Hybridschaltungen ausge­ bildet sind, deren bestimmende Schaltungselemente (3, 8, 9) unterschiedlich ausgebildet sind.
DE19873709665 1987-03-24 1987-03-24 Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben Expired - Lifetime DE3709665C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873709665 DE3709665C2 (de) 1987-03-24 1987-03-24 Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873709665 DE3709665C2 (de) 1987-03-24 1987-03-24 Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3709665A1 DE3709665A1 (de) 1988-10-06
DE3709665C2 true DE3709665C2 (de) 1998-01-15

Family

ID=6323869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873709665 Expired - Lifetime DE3709665C2 (de) 1987-03-24 1987-03-24 Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3709665C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134517A1 (de) * 2001-07-16 2003-02-06 Captron Elect Gmbh Verfahren zur quantitativen Erfassung von Eigenschaften einer Flüssigkeit

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4233515A1 (de) * 1992-10-06 1994-04-07 Heinrich Kehlbeck Verfahren zur Aufladung von Wasser und Räumen mit kosmischer Energie
FR2782802B1 (fr) * 1998-08-27 2000-11-10 Canon Kk Procede et dispositif de controle de conformite d'un produit liquide conducteur
US6407557B1 (en) 1998-08-27 2002-06-18 Canon Kabushiki Kaisha Process for measuring the electrical resistance of a resistive body for example for checking the conformity of a liquid product and devices for carrying out such a process
DE10127978C1 (de) * 2001-06-08 2002-11-14 Vogt Electronic Ag Vorrichtung zur Erkennung des Verschmutzungsgrades einer Flüssigkeit
EP2708879A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-19 Baumer Electric AG Messanordnung zum Bestimmen einer Messkapazität einer Messprobe

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE573072C (de) * 1930-11-29 1933-03-27 Ernst Waldschmidt Dr Verfahren zur Untersuchung von Stoffgemischen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE573072C (de) * 1930-11-29 1933-03-27 Ernst Waldschmidt Dr Verfahren zur Untersuchung von Stoffgemischen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134517A1 (de) * 2001-07-16 2003-02-06 Captron Elect Gmbh Verfahren zur quantitativen Erfassung von Eigenschaften einer Flüssigkeit
DE10134517B4 (de) * 2001-07-16 2009-03-19 Captron Electronic Gmbh Verfahren zur quantitativen Erfassung von Eigenschaften einer Flüssigkeit, die das dielektrische Verhalten dieser Flüssigkeit beeinflussen

Also Published As

Publication number Publication date
DE3709665A1 (de) 1988-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69533503T2 (de) Gerät zur Identifikation der Komponenten von Behältern unter Verwendung der elektrischen Leitfähigkeit
DE3872427T2 (de) Verfahren und geraet zur messung der eigenschaften einer fluessigkeit.
DE2944113C2 (de)
DE4203638A1 (de) Fluessigkeitstransfereinrichtung fuer ein analysegeraet
EP1238274A2 (de) Testelement-analysesystem mit infrarotdetektor
DE10000324A1 (de) Analysegerät
DE4327312A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Testen von Gasen, insbesondere von Atemalkohol
EP3821211A1 (de) Vorrichtungen und verfahren zur kapazitiven schaumdetektion in flüssigkeitsbehältern
DE3709665C2 (de) Verfahren zum Analysieren von Stoffen und Vorrichtung zur Durchführung desselben
DE68922295T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur infrarot-spektralphotometrischen Analyse.
DE69323121T2 (de) Radiofrequenzmessapparat
CH640350A5 (en) Instrument for the quantitative determination of optically active substances
DE2857389A1 (de) Identifizierung von materialien mittels ihres komplexen dielektrischen verhaltens
DE69702966T2 (de) Verfahren zur quantitativen bestimmung einer nukleinsäure in einer lösung durch messung der elektrischen leitfähigkeit und vorrichtung dafür
DE2826517C2 (de) Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen der Frequenzabhängigkeit der Gesamtkapazität und des Gesamtleitwertes einer Membran
DE3620324A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur analyse von atomspektreten
EP3594639B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur kapazitiven füllstandsmessung in flüssigkeitsbehältern
EP0389916B1 (de) Messvorrichtung zur Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften von Stoffen
WO2009112107A1 (de) Druckmessvorrichtung und verfahren zum messen eines drucks
DE102008008660A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von Triacetontriperoxid
DE10002595A1 (de) Messverfahren und Sensorvorrichtung für die chemische und pharmazeutische Analytik und Synthese
DE19628310A1 (de) Optischer Gasanalysator
DE102010063533A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Spektrums eines optischen Sensors, vorteilhafterweise im Infrarotbereich
EP3642618A1 (de) Multielektrodenfeld zur impedanzmessung an adhärenten zellen
DE2323491C3 (de) Meßgerät zur Bestimmung des Oxidationsgrades eines Öls

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: D MEXIS, CAROLA, 68199 MANNHEIM, DE