DE69000332T2

DE69000332T2 - Messen eines spaltes zwischen einer roehre und einem schwimmer.

Info

Publication number: DE69000332T2
Application number: DE9090112997T
Authority: DE
Inventors: Steven H Mersch
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-07-07
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2010-07-08
Also published as: NO903267L; US5008556A; CA2019782C; AU5780490A; JPH0359408A; FI903705A0; ATE80940T1; NO903267D0; CA2019782A1; BR9003534A; EP0410187B1; JPH07101168B2; MX167301B; NZ234235A; EP0410187A1; DE69000332D1; AU623322B2; IE902277A1; IE66055B1

Description

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Radialabmessung des Spaltes zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen und einem im wesentlichen koaxial in dem Röhrchen angeordneten zylindrischen Schwimmer. Die Erfindung betrifft ferner die Beziehung zwischen Licht von einem elliptisch polarisierten Lichtstrahl, der rechtwinklig zu der Achse des Röhrchens und durch das Röhrchen sowie den Spalt gerichtet ist, und der Prüfung polarisierter Strahlen, die von einer Einheit aus Röhrchen und Schwimmer reflektiert und gebrochen werden.

2. Beschreibung des technologischen Hintergrundes

Es ist wichtig, die Radialabmessung des Spaltes zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen und einem im wesentlichen koaxial in dem Röhrchen angeordneten Schwimmer messen zu können, um die Gleichförmigkeit des Spaltes und seine radiale Abmessung zu messen. Insbesondere ist es wichtig, daß die Messungen mit großer Genauigkeit und Präzision erfolgen, damit der Spalt entlang der Achse der Einheit und um deren Umfang eine konsistente Radialabmessung hat. Ein gleichförmiger Spalt mit einer determinierten Radialabmessung ist wichtig für die Analyse des Volumens und dem Volumen proportionaler Parameter von Materialien, die sich in dem durch den Spalt definierten Raum befinden.
US-3 994 599 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Wanddicke und der Konzentrizität rohrförmiger Glasgegenstände. Bei dem Verfahren und der Vorrichtung dieses Patents wird ein kohärenter Lichtstrahl verwendet, der auf den rohrförmigen Glasgegenstand gerichtet wird, so daß bei Reflexion von Teilen des Strahls durch die inneren und äußeren Röhrchenflächen die reflektierten Teile an einem im Abstand von dem Gegenstand befindlichen Punkt konvergieren und dieser Abstand mit der Wanddicke In Beziehung gesetzt wird. Bei Ausrichtung mehrerer derartiger Strahlen an umfangsmäßig voneinander beabstandeten Punkten werden Interferenzstreifen erzeugt, und der Abstand der Streifen ändert sich an jedem der Punkte, falls ein Mangel an Konzentrizität zwischen der äußeren und der inneren Fläche des Röhrchens besteht. Bei diesem Patent werden die Laserstrahlreflektionen verwendet, um die Wanddicke und nicht die Radialabmessung des Spaltes zwischen einem Röhrchen und einem im wesentlichen konzentrisch in dem Röhrchen angeordneten Schwimmer zu messen. Eine sich ändernde Wanddicke ist lediglich ein einziger Faktor zur Bestimmung des Spaltes an irgendeinem Punkt oder an Punkten längs der Achse.
US-3 307 446 zeigt eine Lichtquelle und eine Photoaufnahmevorrichtung, die während des Ziehens des Röhrchens zum Bestimmen der Wanddicke von Glasröhrchen verwendet wird. Auch in diesem Fall werden zur Feststellung der Wanddicke die Unterschiede der Lichtreflexionen von der inneren und der äußeren Wand des Röhrchens relativ zueinander gemessen. Diese Technik basiert auf dem Triangulationsprinzip, und somit ist die Schärfe der Messung begrenzt durch die räumliche Trennung der Detektoren der Gruppe und den zwischen der Lichtquelle und dem Detektor eingeschlossenen Winkel. Bei dieser Technik sind die empfangenen Lichtsignale schwach und stellen lediglich Schnittstellenreflektionen dar, und deshalb ist die Möglichkeit von Störsignalen beträchtlich. Zudem ist diese Technik nicht unabhängig von Änderungen des Brechungsindex in dem gemessenen Röhrchen.
Ferner ist bekannt, Löcher mittels Lichtquellen und Reflexion zu messen; vgl. dazu US-3 806 252 und 4 690 556. Das letztgenannte Patent zeigt ein Verfahren zur Prüfung der Gradlinigkeit einer länglichen, im wesentlichen zylindrischen Bohrung durch Ausrichten eines kollimierten Lichtstrahls längs der Bohrung, wobei die Bohrungsachse in bezug zur Mittellinie des Strahls leicht geneigt ist. Die Wand der Bohrung reflektiert einen Teil des Lichtstrahls, wobei generell ein außeraxialer Ring aus reflektiertem Licht jenseits des Endes der Bohrung und ein auf der Achse liegender Punkt unreflektierten Lichtes gebildet werden. Die Streuung des reflektierten Lichtes zeigt Nicht-Gradlinigkeit der reflektierten Bohrungswand an. Bei Drehung der zylindrischen Bohrung über mehrere Positionen kann der gesamte Umfang geprüft werden.
Während dieses Verfahren zur Prüfung der Gradlinigkeit, des Durchmessers und mangelhafter Rundung der Bohrung verwendet werden kann, sind das Verfahren und die Vorrichtung dieses Patents nicht geeignet, um den Spalt zwischen einem Röhrchen und einem im wesentlichen konzentrisch zu dem Röhrchen angeordneten Schwimmer zu messen, wenn die Bohrung im wesentlichen von dem Schwimmer ausgefüllt ist, da bei diesem Verfahren der Laserstrahl axial durch die Bohrung gerichtet, jedoch relativ zu der Achse leicht geneigt werden muß.
Die Bestimmung des Durchmessers eines Spaltes in einem mit einem zyllndrischen Schwimmer versehenen transparenten Röhrchen ist ein wichtiger Faktor bei einem eine Präzisionsbohrung aufweisenden Kapillar-Glasröhrchen, das für wissenschaftliche Zwecke bei der Analyse von Blutproben in einem quantitativen Buffy-coat-Zentrifugenanalysegerät verwendet wird. Das Produkt QBC (Warenzeichen), das von Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, New Jersey vertrieben wird, weist ein Kapillarröhrchen auf, das einen festen zylindrischen Plastik-Schwimmer enthält. Das Blut eines Patienten wird in das Röhrchen eingezogen, das Ende des Röhrchens wird mit einer Plastikkappe abgedichtet, und das Röhrchen wird für fünf Minuten in einer Microhematocrit- Zentrifuge rotiert. Während der Zentrifugierung treibt der Plastik-Schwimmer, dessen spezifisches Gewicht auf halbem Wege zwischen demjenigen des Plasmas und demjenigen der roten Blutkörperchen liegt, an der Oberseite der roten Blutkörperchen und ist von dem expandierten Buffy coat umgeben. Der Schwimmer nimmt mehr als 90% des Querschnittsbereiches des Röhrchens ein, und somit expandiert das Buffy coat zehnfach in dem Raum zwischen der Innenwand des Röhrchens und dem Außendurchmesser des Schwimmers. Die einzelnen Buffy coat-Schichten können leicht gemessen werden. US- 4 567 754 und 4 190 328 offenbaren quantitative Buffycoat-Röhrchen, und der Hintergrund jedes der beiden Patente ist aufschlußreich über die Vorgänge zum Auslesen von Buffy coats.
Speziell in dieser Anmeldung ist der Spalt zwischen der Bohrung des Kapillarröhrchens und dem Schwimmer wichtig, weil die relative Menge jeder in der Probe enthaltenen Komponente eine Funktion des Spaltvolumens oder der Radialabmessung ist. Deshalb ist die Kalibrierung des betreffenden Röhrchens und des zum Analysieren des Buffy-coats verwendeten Schwimmers von vorrangiger Wichtigkeit. Bisher mußten Toleranzen in dem Spalt als Techniken zum Messen der Genauigkeit des Röhrchenbohrungsdurchmessers ignoriert werden, wobei während der Herstellung der Röhrchenbohrungsdurchmesser, gewöhnlich derjenige des Endproduktes, den einzigen überprüften Parameter darstellte. Eine neuere Patentanmeldung, U.S. Serial 194 614, betrifft Techniken zur Messung und Herstellung von Röhrchen mit konsistentem Röhrchendurchmesser. Während der Herstellung werden die Abmessungen des Kapillarröhrchens und seines betreffenden Schwimmers mit einer genormten Kalibrierflüssigkeit überprüft, um sicherzustellen, daß die Ausbreitung des zwischen der Innenwand des Röhrchens und der Außenwand des Schwimmers gefangenen Materials den Erwartungen entspricht. Dieses Verfahren ist umständlich, langsam und nur unter Schwierigkeiten präzise durchzuführen. Es erscheint vorteilhaft, eine etwa aus einem Laser bestehende Lichtquelle verwenden zu können, um während des Röhrchenziehvorgangs den Innendurchmesser eines eine Präzisionsbohrung aufweisenden Kapillarröhrchens exakt auszulesen.

ÜBERBLICK ÜBER DIE EFINDUNG

Die Vorrichtung der Erfindung mißt die radiale Abmessung des Spaltes zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen und einem im wesentlichen konzentrisch in dem Röhrchen angeordneten zylindrischen Schwimmer. Eine monochromatische Lichtquelle erzeugt längs einer optischen Achse einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl mit einer Wellenlänge, für die die Materialien des Röhrchens und des Spaltes transparent oder transluzent sind. Der Brechungsindex des Materials des Röhrchens ist größer als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt. Eine Lichtstrahlfokussiereinrichtung, die in Ausrichtung mit der optischen Achse positioniert ist, empfängt den polarisierten Lichtstrahl, um den Lichtstrahl zu einer in einer Ebene verlaufenden Lichtlinie umzuwandeln.
Eine Einrichtung bewegt und dreht die aus dem Röhrchen und dem zylindrischen Schwimmer bestehende Einheit durch die Ebene, wobei die Lichtlinie senkrecht zur Längsachse der Einheit verläuft. Die Translation der Einheit erfolgt längs der Längsachse, während eine Drehung der Einheit um die Längsachse herum erfolgt, wobei in der Ebene eine Beleuchtung mit der von mindestens einem Teil der Einheit kommenden Lichtlinie erfolgt. Eine Lichtfiltereinrichtung, die längs der optischen Achse hinter der Einheit angeordnet ist, blockiert dasjenige Licht aus der Beleuchtung, das von der Einheit reflektiert und von dem Schwimmer, dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochen wird, und läßt dasjenige Licht von der Beleuchtung durch, das von dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen Röhrchen und Schwimmer gebrochen wird.
Eine längs der optischen Achse hinter der Lichtfiltereinrichtung positionierte Lichtdetektionseinrichtung empfängt von der Lichtfiltereinrichtung durchgelassenes Licht. Die Lichtdetektionseinrichtung erzeugt Signale in Abhängigkeit von dem empfangenen Licht. Eine der Lichtdetektionseinrichtung zugeordnete Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet von dieser kommende Signale.
Die monochromatische Lichtquelle ist vorzugsweise eine Laserdiode, die längs der optischen Achse einen linear polarisierten Lichtstrahl zu einer ersten Wellenplatte ausgibt, um den Polarisierungszustand des linearen Strahls in elliptische Form zu drehen und einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen. Die erste Wellenplatte ist vorzugsweise eine Drei-Achtel-Wellenplatte, und der Zustand des linear polarisierten Strahls wird um 45 Grad gedreht, um den elliptisch polarisierten Strahl derartig zu bilden, daß die Hauptachse der elliptischen Polarisation senkrecht zur Längsachse der Einheit orientiert ist. Die Lichtfiltereinrichtung kann längs der optischen Achse hinter der Einheit eine zweite Wellenplatte zur Rotation des Polarisierungszustandes der Beleuchtung enthalten. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann die Lichtfiltereinrichtung eine Drei-Achtel-Wellenplatte zur Rotation des Beleuchtungszustands aufweisen.
Die Lichtfiltereinrichtung kann ein Raumfilter enthalten, um das von dem Schwimmer, dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer kommende gebrochene Licht zu blockieren, welches zu einem Brennpunkt verläuft. Das Material des Raumfilters ist vorzugsweise nichtreflektierend und lichtundurchlässig, so daß es die Beleuchtung an dem Brennpunkt blockiert und absorbiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtstrahlfokussiereinrichtung eine zylindrische Linse, die mit ihrer Fokussierachse koaxial zu der optischen Achse positioniert ist. Die Signalverarbeitungseinrichtung registriert und analysiert Änderungen in der Intensität des von der Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Lichtes.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Lichtstrahlfokussiereinrichtung eine sphärische Linse, die mit ihrer Fokussierachse koaxial zu der optischen Achse positioniert ist, um zunächst den elliptisch polarisierten Lichtstrahl zu einem Lichtpunkt in der Ebene umzuformen, und eine Abtasteinrichtung aufweisen, um dann den Lichtpunkt in der Ebene quer zur Längsachse der Einheit hin- und herzubewegen und die Lichtlinie zu erzeugen. Der Lichtpunkt bewirkt, daß sich die Beleuchtungsintensität als Funktion der Zeit ändert, so daß das von der Lichtdetektionseinrichtung empfangene Licht jedes Mal, wenn der Lichtpunkt über den Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer streicht, ein Signal in Form eines Impulses erhöhter Beleuchtung erzeugt. Bei der alternativen Ausführungsform registriert die Signalverarbeitungseinrichtung Änderungen der Breite des von der Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Impulses. Die Abtasteinrichtung bewegt den Lichtpunkt mit einer Frequenz hin und her, die größer ist als die die Rate, mit der die Translations- und Rotationseinrichtung die Einheit dreht.
Teil der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Bestimmen der Radialabmessung des Spaltes zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen und einem im wesentlichen konzentrisch in dem Röhrchen angeordneten zylindrischen Schwimmer. Das bevorzugte Verfahren weist Schritte auf, die das Aussenden eines monochromatischen Strahls elliptisch polarisierten Lichts längs einer optischen Achse zu einer aus dem Röhrchen und dem zylindrischen Schwimmer bestehenden Einheit enthalten, wobei der Strahl eine Wellenlänge hat, für die die Materialien des Röhrchens und des Spaltes transparent oder transluzent sind, und wobei der Brechungsindex des Materials des Röhrchens größer ist als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt. Das Verfahren weist zudem einen Schritt auf, bei dem der Lichtstrahl längs der optischen Achse so fokussiert wird, daß der Lichtstrahl zu einer in einer Ebene liegenden Lichtlinie umgewandelt wird.
Das Verfahren weist zudem Schritte auf, bei denen die Einheit durch die Ebene bewegt wird, wobei die Lichtlinie senkrecht zur Längsachse der Einheit verläuft, und die Einheit um die Längsachse gedreht wird, während sie durch die Ebene bewegt wird. Das Verfahren enthält einen weiteren Schritt, bei dem in der Ebene eine Beleuchtung mit der von mindestens einem Teil der Einheit kommenden Lichtlinie erzeugt wird.
Der nächste Schritt des bevorzugten Verfahrens besteht in der Filterung der Beleuchtung von der Einheit durch Durchführung der folgenden Maßnahmen: Blockieren des von der Einheit reflektierten Lichtes aus der Beleuchtung und Blockieren des von dem Schwimmer, dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochenen Lichtes aus der Beleuchtung, und Durchlassen der von dem Röhrchen und dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochenen Beleuchtung. Bei dem bevorzugten Verfahren folgt auf die Schritte der Detektion des ausgesendeten Lichtes und des Erzeugens von Signalen in Abhängigkeit von dem einpfangenen Licht die Verarbeitung des aus dem detektierten Licht erhaltenen Signale. Das Verfahren kann zusätzlich einen Schritt aufweisen, bei dem mehrere Messungen des Spaltes umfangsmäßig um die Längsachse durchgeführt werden, wobei diese zur Messung der Gleichförmigkeit der Radialabmessung des Spaltes verwendet werden.

URZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der bevorzugten Vorrichtung zum Bestimmen des Spaltes zwischen einem Röhrchen und einem zylindrischen Schwimmer, bei dem ein elliptisch polarisierter Lichtstrahl von dem Röhrchen, dem Schwimmer und dem Spalt zwischen diesen gebrochen und reflektiert und eine Beleuchtung erzeugt wird, die so gefiltert wird, daß lediglich das Licht durchgelassen wird, welches zu der mittels eines Detektors und eines Signalprozessors durchgeführten Spaltmessung verwendet wird;
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung, die der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ähnlich ist, wobei die Optik so geändert ist, daß eine auf Zeitbasis erfolgende Analyse der Radialabmessung durchgeführt wird;
Fig. 3 zeigt ein Strahlenbahnschaubild des Lichtes, das von der Grenzfläche an dem Röhrchen und dem Spalt innen totalreflektiert wird;
Fig. 4 zeigt ein Strahlenbahnschaubild des Lichtes, das von dem Röhrchen und den Spalt reflektiert wird;
Fig. 5 zeigt ein Strahlenbahnschaubild des Lichtes, das durch das Röhrchen, den Spalt und den Schwimmer reflektiert wird; und
Fig. 6 zeigt ein Strahlenbahnschaublld des Lichtes der in Fign. 3, 4 und 5 in ihrem Verlauf dargestellten Lichtstrahlen, wobei diese Bahnen einander übergelegt gezeigt sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die Erfindung kann durch vielfältige Ausführungsformen realisiert werden; in den Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung erläutert, wobei diese Offenbarung lediglich als exemplarisch für die Prinzipien der Erfindung anzusehen ist und die Erfindung nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele einschränkt. Der Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche und diesen äquivalente Ausführungsformen festgelegt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Vorrichtung 10 zur Bestimmung der Radialabinessung eines Spaltes 11 zwischen einer aus einem Röhrchen 13 und einem zylindrischen Schwimmer 14 bestehenden Einheit 12, bei der ein elliptisch polarisierter Lichtstrahl "A" von dem Röhrchen 13, dem Schwimmer 14 sowie dem Spalt 11 zwischen diesen gebrochen und reflektiert wird, wodurch eine mit "B" bezeichnete Beleuchtung erzeugt wird, wie durch die Abbildungen der Lichtstrahlenbahnen in Fign. 2, 3, 4 und 5 gezeigt ist. Insbesondere reflektieren und brechen das Röhrchen 13, der Schwimmer 14 sowie der dazwischenliegende Spalt 11 den Strahl A so, daß die speziellle Beleuchtung B erzeugt wird, wie noch genauer erläutert wird. Es ist die Beleuchtung B, die so gefiltert wird, daß lediglich das Licht durchgelassen wird, welches zu der mittels einer Lichtdetektionseinrichtung 15 und einer Signalprozessoreinrichtung 16 durchgeführten Bestimmung der Radialabmessung des Spaltes 11 verwendet wird.
Die Vorrichtung 10 ist so längs einer optischen Achse "C" ausgerichtet, daß eine monochromatische Lichtquelle 17 längs der optischen Achse C den elliptisch polarisierten Lichtstrahl A mit einer Wellenlänge erzeugt, für die die Materialien des Röhrchens 13 und des Spaltes 11 transparent oder transluzent sind. Der Brechungsindex des Materials des Röhrchens 13 ist größer als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt 11. Eine Lichtstrahlfokussiereinrichtung 18, eine zylindrische Linse, die in Ausrichtung mit der optischen Achse C positioniert ist, empfängt den elliptisch polarisierten Lichtstrahl A, um den Lichtstrahl zu einer Lichtlinie "D" in einer Ebene "E" umzuwandeln, die in Fig. 1 die Ebene des Papiers ist. Eine Einrichtung, die zur Translation und Rotation der Einheit 12 durch die Ebene E vorgesehen ist, wobei die Lichtlinie D senkrecht zu der Längsachse "F" der Einheit 12 verläuft, ist in den Figuren zeichnerisch als Block dargestellt; diese Einrichtung kann ein Schrittmotor sein, der eine sehr feine Schrittführungsschraube antreibt, welche die Einheit 12 durch eine Klemmhülse koaxial hält. Die Einrichtung zur Translation und Rotation bewegt die Einheit 12 längs der Längsachse F, während sie die Einheit 12 um die Längsachse F herum dreht, um in der Ebene E die Beleuchtung B mit der von mindestens einem Teil 20 der Einheit 12 kommenden Lichtlinie D zu erzeugen.
Eine Lichtfiltereinrichtung 21, die längs der optischen Achse C hinter der Einheit 12 angeordnet ist, blockiert dasjenige Licht aus der Beleuchtung B, das von der Einheit 12 reflektiert wird, und blockiert dasjenige Licht aus der Beleuchtung B, das von dem Schwimmer 14, dem Röhrchen 13 sowie dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 gebrochen wird. Die Lichtfiltereinrichtung 21 läßt dasjenige Licht von der Beleuchtung B durch, das von dem Röhrchen 13 sowie dem Spalt 11 zwischen Röhrchen und Schwimmer gebrochen wird. Die längs der optischen Achse C hinter der Lichtfiltereinrichtung 21 positionierte Lichtdetektionseinrichtung 15 einpfängt von der Lichtfiltereinrichtung 21 durchgelassenes Licht. Die Lichtdetektionseinrichtung 15 erzeugt Signale in Abhängigkeit von dem einpfangenen Licht, und eine der Lichtdetektionseinrichtung 15 zugeordnete Signalverarbeitungseinrichtung 16 verarbeitet von dieser kommende Signale. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 registriert und analysiert Änderungen in der Intensität des von der Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Lichtes.
Da zur Bestimmung der Radialabmessung die Intensität des auf die Detektionseinrichtung auftreffenden Lichtes verwendet wird, kann eine Anzahl von Meßwerten der Beleuchtung B in der Ebene E um die gedrehte Einheit auf einen Mittelwert gebracht werden, um den Effekt von Schwankungen in demjenigen Teil der Einheit 12 zu minimieren, der von Interesse ist. Die Formel zum Errechnen der Radialabmessung ist gleich einem Bruch multipliziert mit einer Konstante, die zum Umwandeln der auf einen Mittelwert gebrachten Intensitäts-Meßwerte in dem Bruch in Abinessungeinheiten, etwa Inches, benutzt wird. Der Bruch besteht aus den auf einen Mittelwert gebrachten Meßwerten des Materials in dem Spalt 11, dividiert durch die auf einen Mittelwert gebrachten Meßwerte des mit dem Material in dem Spalt 11 gefüllten Röhrchens 13 (ohne den Schwimmer). Insbesondere kompensieren auf Mittelwerte gebrachte Meßwerte, die von dem mit dem Material in dem Spalt gefüllten Röhrchen 13 an einer Stelle aufgenommen werden, an der kein Schwimmer 14 konzentrisch in dem Röhrchen 13 positioniert ist, Fluktuationen der Intensität und Abweichungen, welche nicht die Bestimmung der Radialabmessung betreffen.
Bei der bevorzugten Ausführung der monochromatischen Lichtquelle 17 handelt es sich um eine Laserdiode, die längs der optischen Achse C einen linear polarisierten Lichtstrahl zu einer ersten Wellenplatte 22 ausgibt, um den Polarisierungszustand des linearen Strahls in elliptische Form zu drehen und einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl A zu erzeugen. Die erste Wellenplatte 22 ist vorzugsweise eine Drei-Achtel-Wellenplatte, und der Zustand des linear polarisierten Strahls wird um 45 Grad gedreht, um den elliptisch polarisierten Strahl A derart zu bilden, daß die Hauptachse der elliptischen Polarisation senkrecht zur Längsachse F der Einheit 12 orientiert ist. Ein Polarisator 23, der Teil der Lichtfiltereinrichtung 21 ist, blockiert die durch die Einheit 12 reflektierte Beleuchtung B und läßt diejenige Beleuchtung B durch, die von dem Röhrchen 13 und dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 gebrochen wird. Der Polarisator 23 ist ein Linearpolarisator. Die Lichtfiltereinrichtung 21 enthält längs der optischen Achse C hinter der Einheit ein zweite Wellenplatte 24 zur Rotation des Polarisierungszustandes der Beleuchtung B. Die zweite Wellenplatte 24 ist vorzugsweise eine Drei-Achtel-Wellenplatte zur Rotation des Beleuchtungszustands.
Die Lichtfiltereinrichtung 21 enthält ein Raumfilter, um das von dem Schwimmer 14, dem Röhrchen 13 sowie dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 kommende gebrochene Licht zu blockieren, welches zu einem Brennpunkt verläuft. Das Material des Raumfilters 25 ist nichtreflektierend und lichtundurchlässig, so daß es die Beleuchtung B an dem Brennpunkt blockiert und absorbiert.
Die alternative Ausführungsform der Vorrichtung 10 ist hinsichtlich der meisten physikalischen Einzelheiten gleich, hat jedoch eine unterschiedliche Arbeitsweise dahingegend, daß die Analyse des durch die Lichtdetektionseinrichtung 15 erzeugten Signals zeitabhängig ist, statt sich mit der Intensität zu verändern. Zur Unterscheidung der in Fig. 2 gezeigten Teile von denjenigen in Fig. 1 sind die Bezugszeichen der Vorrichtung 10' von Fig. 2 mit Apostroph versehen, der bei den Bezugszeichen von Fig. 1 fehlt. Die im folgenden im Zusammenhang mit der alternativen Ausführungsform speziell erwähnten Teile sind sämtlich durch Apostroph gekennzeichnet, und wenn in der Beschreibung der alternativen Ausführungsform Teile nicht aufgeführt sind, so deshalb, weil diese den anhand Fig. 1 beschriebenen Teilen gleich sind.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Vorrichtung 10' zur Bestimmung der Radialabmessung eines Spaltes 11' zwischen einer aus einem Röhrchen 13' und einem zylindrischen Schwimmer 14' bestehenden Einheit 12', bei der ein elliptisch polarisierter Lichtstrahl "A'" von dem Röhrchen 13', dem Schwimmer 14' sowie dem Spalt 11' zwischen diesen gebrochen und reflektiert wird, wodurch eine mit "B'" bezeichnete Beleuchtung erzeugt wird, wie in Fign. 3, 4, 5 und 6 gezeigt ist. Wie bei der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 1 reflektieren und brechen das Röhrchen 13', der Schwimmer 14' sowie der dazwischenliegende Spalt 11' den Strahl A' so, daß die speziellle Beleuchtung B' erzeugt wird. Die Beleuchtung B wird so gefiltert, daß lediglich das Licht durchgelassen wird, welches zu der durch eine Lichtdetektionseinrichtung 15' und eine Signalprozessoreinrichtung 16' durchgeführten Bestimmung der Radialabmessung des Spaltes 11' verwendet wird. Sämtliche Komponenten der alternativen Ausführungsform sind so konzipiert, daß sie zur Durchführung einer auf Zeit basierenden Analyse arbeiten.
Die Vorrichtung 10' ist so längs einer optischen Achse "C'" ausgerichtet, daß eine monochromatische Lichtquelle 17' längs der optischen Achse C' den elliptisch polarisierten Lichtstrahl A' mit einer Wellenlänge erzeugt, für die die Materialien des Röhrchens 13' und der Spalt' 11 transparent oder transluzent sind. Der Brechungsindex des Materials des Röhrchens 13' ist größer als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt 11'.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 10' nach der alternativen Ausführungsform ist die Lichtstrahlfokussiereinrichtung 18' eine sphärische Linse, die mit ihrer Fokussierachse koaxial zu der optischen Achse C' positioniert ist. Die Lichtstrahlfokussiereinrichtung 18' wandelt zunächst den elliptisch polarisierten Lichtstrahl A' zu einein Lichtpunkt In der Ebene E' um, und eine Abtasteinrichtung 26 bewegt den Lichtpunkt in der Ebene E' quer zur Längsachse C' der Einheit 12' hin- und her, um die Lichtlinie D' zu erzeugen. Der Lichtpunkt bewirkt, daß sich die Intensität der Beleuchtung B' als Funktion der Zeit ändert, so daß das von der Lichtdetektionseinrichtung 15' empfangene Licht jedes Mal, wenn der Lichtpunkt über den Spalt 11' zwischen dem Röhrchen 13' und dem Schwimmer 14' streicht, ein in Fig. 2 veranschaulichtes Signal in Form eines Impulses 27 erhöhter Beleuchtung erzeugt. Die Signalverarbeitungseinrichtung registriert Änderungen der Breite des von der Lichtdetektionseinrichtung 15' empfangenen Impulses 27. Die Abtasteinrichtung 26 bewegt den Lichtpunkt mit einer Frequenz hin und her, die größer ist als die die Rate, mit der die Translations- und Rotationseinrichtung 19' die Einheit dreht.
Eine Lichtfiltereinrichtung 21', die längs der optischen Achse C' hinter der Einheit 12' angeordnet ist, blockiert dasjenige Licht aus der Beleuchtung B', das von der Einheit 12' reflektiert wird, und blockiert dasjenige Licht aus der Beleuchtung B', das von dem Schwimmer 14', dem Röhrchen 13' sowie dem Spalt 11' zwischen dem Röhrchen 13' und dem Schwimmer 14' gebrochen wird. Die Lichtfiltereinrichtung 21' läßt dasjenige Licht von der Beleuchtung B' durch, das von dem Röhrchen 13' sowie dem Spalt 11' zwischen dem Röhrchen 13' und dem Schwimmer 14' gebrochen wird. Die längs der optischen Achse C' hinter der Lichtfiltereinrichtung 21' positionierte Lichtdetektionseinrichtung 15' einpfängt von der Lichtfiltereinrichtung 21' durchgelassenes Licht. Die Lichtdetektionseinrichtung 15' erzeugt Signale in Abhängigkeit von dem empfangenen Licht, und eine mit der Lichtdetektionseinrichtung 15' gekoppelte Signalverarbeitungseinrichtung 16' verarbeitet von dieser kommende Signale. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16' registriert und analysiert Änderungen in der Impulsbreite des von der Lichtdetektionseinrichtung 15 empfangenen Beleuchtungsimpulse. Wie bei der bevorzugten Ausführungsform ist die monochromatische Lichtquelle 17' eine Laserdiode, die längs der optischen Achse C' einen linear polarisierten Lichtstrahl zu einer ersten Wellenplatte 22' ausgibt, um den Polarisierungszustand des linearen Strahls in elliptische Form zu drehen und einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl A' zu erzeugen. Die erste Wellenplatte 22' ist vorzugsweise eine Drei-Achtel-Wellenplatte, und der Zustand des linear polarisierten Strahls wird um 45 Grad gedreht, um den elliptisch polarisierten Strahl A' derart zu bilden, daß die Hauptachse der elliptischen Polarisation senkrecht zur Längsachse F' der Einheit orientiert ist. Ein Polarisator 23', der Teil der Lichtfiltereinrichtung 21' ist, blockiert die durch die Einheit 12' reflektierte Beleuchtung B' und läßt diejenige Beleuchtung B' durch, die von dem Röhrchen 13' und dem Spalt 11' zwischen dem Röhrchen 13' und dem Schwimmer 14' gebrochen wird. Der Polarisator 23' ist ein Linearpolarisator. Die Lichtfiltereinrichtung 21' enthält längs der optischen Achse C' hinter der Einheit ein zweite Wellenplatte 23' zur Rotation des Polarisierungszustandes der Beleuchtung B'. Die zweite Wellenplatte 23' ist vorzugsweise eine Drei-Achtel-Wellenplatte zur Rotation des Beleuchtungszustands.
Die Lichtfiltereinrichtung 21' enthält ein Raumfilter 25', um das von dem Schwimmer 14', dem Röhrchen 13' sowie dem Spalt 11' zwischen dem Röhrchen 13' und dem Schwimmer 14' kommende gebrochene Licht zu blockieren, welches zu einem Brennpunkt verläuft. Das Material des Raumfilters 25' ist nichtreflektierend und lichtundurchlässig, so daß es die Beleuchtung B' an dem Brennpunkt blockiert und absorbiert.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren für die Vorrichtung 10 von Fig. 1 zum Bestimmen der Radialabmessung des Spaltes 11 zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen 13 und einem im wesentlichen konzentrisch in dem Röhrchen 13 angeordneten zylindrischen Schwimmer 14. Das Verfahren weist Schritte auf, die das Aussenden eines monochromatischen Strahls elliptisch polarisierten Lichts längs einer optischen Achse C zu einer aus dem Röhrchen 13 und dem zylindrischen Schwimmer 14 bestehenden Einheit 12 enthalten, wobei der Strahl A eine Wellenlänge hat, für die die Materialien des Röhrchens 13 und der Spalt 11 transparent oder transluzent sind, und wobei der Brechungsindex des Materials des Röhrchens 13 größer ist als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt 11. In dem nächsten Schritt wird der Lichtstrahl A längs der optischen Achse C so fokussiert, daß der Lichtstrahl zu einer in einer Ebene E liegenden Lichtlinie D umgewandelt wird. Diesem Schritt folgt ein Schritt, bei dem die Einheit durch die Ebene E bewegt wird, wobei die Lichtlinie D senkrecht zur Längsachse F der Einheit 12 verläuft. Nach diesem Schritt werden Schritte durchgeführt, bei denen die Einheit 12 um die Längsachse F gedreht und durch die Ebene E bewegt wird. Das Verfahren enthält einen weiteren Schritt, bei dem in der Ebene eine Beleuchtung mit der von mindestens einem Teil der Einheit kommenden Lichtlinie erzeugt wird.
In der Ebene wird die Beleuchtung B mit der von mindestens einem Teil der Einheit 12 kommenden Lichtlinie D erzeugt. Die Beleuchtung B wird von der Einheit 12 gefiltert durch Blockieren des von der Einheit reflektierten Lichtes von der Beleuchtung B und Blockieren des von dem Schwimmer 14, dem Röhrchen 13 sowie dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 gebrochenen Lichtes von der Beleuchtung B. Die Beleuchtung B wird gefiltert durch Durchlassen der von dem Röhrchen 13 und dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 gebrochenen Beleuchtung. Nachdem das Licht gefiltert worden ist, werden die Schritte des Detektierens der durchgelassenen Lichtes und des in Abhängigkeit von dem empfangenen Licht erfolgenden Erzeugens von Signalen durchgeführt. Der dann erfolgende Schritt des Verarbeitens der aus dem detektierten Licht erhaltenen Signale liefert die Radialabmessung.
Die theoretische Grundlage für die hier beschriebene Erfindung basiert auf dem Konzept, daß ein elliptisch polarisierter Lichtstrahl, der in ein Röhrchen mit einem im wesentlichen konzentrisch darin positionierten Schwimmer eintritt, von dem Röhrchen 13, dem Schwimmer 14 sowie dem Material in dem Spalt zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 reflektiert und gebrochen wird, welches wie eine Linse mit zwei unterschiedlichen Brennpunkten wirkt. Die Mehrzahl der Strahlen fokussieren direkt hinter dem Röhrchen 13, wo sie herausgefiltert werden können. Die Strahlen, die von Interesse sind, fokussieren an einem anderen Brennpunkt, der hinter dem Röhrchen 13 liegt.
Die Strahlen, die von Interesse sind, sind verwendbar und sind deshalb wichtig, weil sie nicht durch den Schwimmer 14 gebrochen werden; sie treten lediglich durch den Spalt 11. Strahlenbahnschaubilder der verschiedenen Lichtwege sind hilfreich beim Verständnis des Einflusses, den die Teile der Einheit auf das Licht ausübt, während es durch sie tritt. Fig. 3 zeigt ein Strahlenbahnschaubild des Lichtes, das von der Grenzfläche an dem Röhrchen 13 und dem Spalt 11 innen totalreflektiert wird, und Fig. 4 zeigt ein Strahlenbahnschaubild des Lichtes, das durch das Röhrchen 13 und den Spalt 11 reflektiert wird. Fig. 5 zeigt ein Strahlenbahnschaubild des Lichtes, das durch das Röhrchen 13, den Spalt 11 und den Schwimmer 14 reflektiert wird. Insbesondere falls das Röhrchen 13 und das Material in dem Spalt 11 für die Wellenlänge des Lichtes transparent sind, kann das reflektierte und gebrochene Licht selektiv zur Bestimmung der Radialabmessung des Spaltes 11 verwendet werden.
Die selektive Verwendung des reflektierten und gebrochenen Lichtes, welches von einer aus dem Röhrchen 13 und dem im wesentlichen konzentrisch positionierten Schwimmer 14 bestehenden Einheit kommt, wird bewerkstelligt mit einer Lichtfiltereinrichtung 21, die längs der optischen Achse hinter der Vorrichtung angeordnet ist und imstande ist zum -
a) Blockieren desjenigen Lichtes aus der Beleuchtung, welches von der Einheit reflektiert wird, und
b) Blockieren desjenigen Lichtes aus der Beleuchtung, welches von dem Schwimmer 14, dem Röhrchen 13 sowie dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 gebrochen wird, und
c) Durchlassen desjenigen Lichtes der Beleuchtung, welches von dem Röhrchen 13 und dem Spalt 11 zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 gebrochen wird.
Fig. 6 zeigt ein Strahlenbahnschaubild der in Fign. 3, 4 und 5 in Ihrem Verlauf dargestellten Lichtstrahlen, und zeigt diese Bahnen einander so übergelegt, daß die Filtereinrichtung sämtliche Strahlen außer denjenigen, die von Interesse sind, blockiert.
Extruslonen für das Röhrchen 13 und eine weitere für den Schwimmer 14, die jeweils durch gute Herstellungsverfahren erfolgen, bieten typischerweise hinreichende Gleichförmigkeit, um das Qualitätsniveau des Röhrchens für die beschriebene Einheit zu erzielen. Das Ausmaß an Genauigkeit, mit der die Vorrichtung 10 und das Verfahren messen sollen, daß jegliche Defekte in dem Röhrchen 13 den gemessenen Spalt 11 unmittelbar und spürbar ändern, wodurch angezeigt wird, daß die Einheit 12 nicht typisch ist, d.h. nicht frei von Herstellungsmängeln ist. Das Röhrchen 13 sollte relativ konzentrische Wände haben, die im wesentlichen koaxial sind.
Eine präzise Bestimmung der Radialabmessung des Spaltes 11 ist sinnvoll mit einem Instrument, daß imstande ist zu einer Messung ohne Kontakt mit dem Röhrchen 13 oder dem Schwimmer 14. Folglich kann, sobald die Vorrichtung 10 kalibriert worden und ein Bereich akzeptabler Werte definiert worden ist, ein innerhalb der definierten Werte liegender Meßwert des Spaltes 11 als korrekt angesehen und beispielsweise verwendet werden, um das Volumen des Zwischenraums zwischen dem Röhrchen 13 und dem Schwimmer 14 über einer axialen Spanne zu errechnen.
Das Verfahren kann zur Durchführung mehrerer Messungen des Spaltes 11 umfangsmäßig um die Längsachse F verwendet werden, so daß die Meßwerte zur Bestimmung der Gleichförmigkeit der Radialabmessung des Spaltes 11 für jede der in einem Herstellungsprozeß hergestellten Einheiten benutzt werden können. Zudem kann das Verfahren als Kalibrierungstechnik zum Einstellen oder Anpassen eines Instrumentes zur Messung der QBC (Warenzeichen)-Röhrchen verwendet werden. Die nachstehende Tabelle der Testergebnisse enthält Werte zu sieben Probe-QBC(Wz )-Röhrchen mit zentrifugierten Blutproben, wobei die weißen Blutkörperchen (WBC) relativ zu den Blutplättchen (PLT) gemessen wurden und diese Messungen in üblicher Weise wie erläutert durchgeführt wurden, indem die Länge der Segmante oder Schichten gemessen wird, die die bestimmte Blutkomponente repräsentieren. In dem Experiment wurde dann der Spalt mittels der Vorrichtung 10 bestimmt, wobei die Werte für den Spalt für jede der sieben Proben in der Tabelle aufgeführt sind. PROBE # PLT WBC SPALT EINSTELLUNG PLT EINSTELLUNG WBC
Die Werte für den Spalt sind keine Meßeinheiten, sondern repäsentieren relative Zahlen, d.h. den Betrag oder Index der Veränderung der radialen Spaltabmessung. Jeder Spaltwert zeigt die Änderung der Abmessung des Spaltes und somit die Dicke der Schicht oder des Segmentes der Komponente der Blutprobe zwischen dem Schwimmer und dem Röhrchen. Die Spaltwerte können auf viele verschiedene Arten verwendet werden, z.B. kann der Mittelwert sämtlicher Spaltwerte in der Tabelle errechnet und der Prozentanteil der Abweichung von dem Mittelwert bestimmt werden. Dieser Abweichungs-Prozentanteil kann dann verwendet werden zur Korrektur der ausgelesenen Meßwerte WBC oder PLT, so daß diese korrigierten Werte genauer sind, da mittels des Verfahrens und der Vorrichtung Änderungen der radialen Spaltabmessung von zehn Millionsteln eines Inch korrigiert werden können.
Obwohl hier ein bestimmter Ansatz beschrieben wurde, ist die beschriebene Vorrichtung nicht lediglich für für Messungen von QBC(Wz)-Röhrchen verwendbar. Die Vorrichtung ist geeignet für jegliche Kombination aus Röhrchen und Schwimmer mit einem transparenten Röhrchen und einem Spalt, die für die Wellenlänge des verwendeten Lichtes geeignet sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Radialabmessung des Spaltes zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen und einem im wesentlichen konzentrisch in dem Röhrchen angeordneten zylindrischen Schwimmer, mit

einer monochromatischen Lichtquelle, die längs einer optischen Achse einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl mit einer Wellenlänge erzeugt, für die die Materialien des Röhrchens und des Spaltes transparent oder transluzent sind, wobei der Brechungsindex des Materials des Röhrchens größer ist als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt;

einer Lichtstrahlfokussiereinrichtung, die in Ausrichtung mit der optischen Achse so positioniert ist, daß sie den polarisierten Lichtstrahl einpfängt, um den Lichtstrahl zu einer in einer Ebene verlaufenden Lichtlinie umzuwandeln;

einer Einrichtung zur Translation und Rotation der aus dem Röhrchen und dem zylindrischen Schwimmer bestehenden Einheit durch die genannte Ebene bei senkrecht zur Längsachse der Einheit verlaufender Lichtlinie, wobei die zur Translation und Rotation vorgesehene Einrichtung die Einheit längs der Längsachse bewegt, während sie die Einheit um die Längsachse herum dreht, derart, daß in der Ebene eine Beleuchtung mit der von mindestens einem Teil der Einheit kommenden Lichtlinie erzeugt wird;

einer Lichtfiltereinrichtung, die längs der optischen Achse hinter der Einheit positioniert und so angeordnet ist, daß sie dasjenige Licht aus der Beleuchtung blockiert, das von der Einheit reflektiert wird, und dasjenige Licht aus der Beleuchtung blockiert, das von dem Röhrchen, dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer und von dem Schwimmer gebrochen wird, und dasjenige Licht von der Beleuchtung durchläßt, das nur von dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochen wird;

einer längs der optischen Achse hinter der Lichtfiltereinrichtung positionierten Lichtdetektionseinrichtung, die von der Lichtfiltereinrichtung durchgelassenes Licht empfängt, wobei die Lichtdetektionseinrichtung in Abhängigkeit von dem empfangenen Licht Signale erzeugt;

einer der Lichtdetektionseinrichtung zugeordnete Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten von von dieser kommenden Signalen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die monochromatische Lichtquelle eine Laserdiode ist, die längs der optischen Achse einen linear polarisierten Lichtstrahl zu einer ersten Wellenplatte so erzeugt, daß der Polarisierungszustand des linearen Strahls in elliptische Form gedreht und ein elliptisch polarisierter Lichtstrahl erzeugt wird,

und bei der die erste Wellenplatte eine Drei- Achtel-Wellenplatte ist, und der Zustand des linear polarisierten Strahls um 45 Grad gedreht wird, um den elliptisch polarisierten Strahl derart zu bilden, daß die Hauptachse der elliptischen Polarisation senkrecht zur Längsachse der Einheit orientiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Lichtfiltereinrichtung längs der optischen Achse eine zweite Wellenplatte zum Drehen des Polarisierungszustandes der Beleuchtung und einen Polarisator enthält, der die durch die Einheit reflektierte Beleuchtung blockiert und diejenige Beleuchtung durchläßt, die von dem Röhrchen und dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Lichtfiltereinrichtung eine Drei-Achtel-Wellenplatte zur Drehung des Beleuchtungszustands aufweist und der Polarisator ein Linearpolarisator ist, und bei der die Lichtfiltereinrichtung ein Raumfilter enthält, das das von dem Schwimmer, dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer kommende gebrochene Licht blockiert, welches zu einem Brennpunkt verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Material des Raumfilters nichtreflektierend und lichtundurchlässig, so daß es die Beleuchtung an dem Brennpunkt blockiert und absorbiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtstrahlfokussiereinrichtung eine zylindrische Linse ist, die mit ihrer Fokussierachse koaxial zu der optischen Achse positioniert ist, und bei der die Signalverarbeitungseinrichtung Änderungen in der Intensität des von der Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Lichtes registriert und analysiert, wobei die Lichtstrahlfokussiereinrichtung eine sphärische Linse enthält, die mit ihrer Fokussierachse koaxial zu der optischen Achse positioniert ist, um zunächst den elliptisch polarisierten Lichtstrahl zu einem Lichtpunkt in der Ebene umzuformen, und eine Abtasteinrichtung aufweist, um dann den Lichtpunkt in der Ebene quer zur Längsachse der Einheit hin- und herzubewegen und die Lichtlinie zu erzeugen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Lichtpunkt bewirkt, daß sich die Beleuchtungsintensität als Funktion der Zeit ändert, so daß das von der Lichtdetektionseinrichtung empfangene Licht jedes Mal, wenn der Lichtpunkt über den Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer streicht, ein Signal in Form eines Impulses erhöhter Beleuchtung erzeugt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung Änderungen der Breite des von der Lichtdetektionselnrichtung empfangenen Impulses registriert und bei der die Abtasteinrichtung den Lichtpunkt mit einer Frequenz hin- und herbewegt, die größer ist als die die Rate, mit der die Translations- und Rotationseinrichtung die Einheit dreht.

9. Verfahren zum Bestimmen der Radialabmessung des Spaltes zwischen einem transparenten oder transluzenten Röhrchen und einem im wesentlichen konzentrisch in dem Röhrchen angeordneten zylindrischen Schwimmer, mit den folgenden Schritten:

Aussenden eines monochromatischen Strahls elliptisch polarisierten Lichts längs einer optischen Achse zu einer aus dem Röhrchen und dem zylindrischen Schwimmer bestehenden Einheit, wobei der Strahl eine Wellenlänge hat, für die die Materialien des Röhrchens und des Spaltes transparent oder transluzent sind und der Brechungsindex des Materials des Röhrchens größer ist als der Brechungsindex des Materials in dem Spalt;

Fokussieren des Lichtstrahls längs der optischen Achse, derart, daß der Lichtstrahl zu einer in einer Ebene liegenden Lichtlinie umgewandelt wird;

Translation der Einheit durch die Ebene, wobei die Lichtlinie senkrecht zur Längsachse der Einheit verläuft;

Rotation der Einheit um die Längsachse, während die Einheit durch die Ebene bewegt wird;

Erzeugen einer Beleuchtung in der Ebene mit der von mindestens einem Teil der Einheit kommenden Lichtlinie;

Herausfiltern der Beleuchtung aus der Einheit durch

Blockieren des von der Einheit reflektierten Lichtes aus der Beleuchtung, und

Blockieren desjenigen Lichtes der Beleuchtung, das von dem Schwimmer, dem Röhrchen sowie dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochen wird, und

Durchlassen der nur von dem Röhrchen und dem Spalt zwischen dem Röhrchen und dem Schwimmer gebrochenen Beleuchtung;

Detektion des durchgelassenen Lichtes und Erzeugen von Signalen in Abhängigkeit von dem empfangenen Licht; und

Verarbeitung der Signale aus dem detektierten Licht, und Durchführung mehrerer Messungen des Spaltes umfangsmäßig um die Längsachse, wobei die Meßwerte zur Messung der Gleichförmigkeit der Radialabmessung des Spaltes verwendet werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die monochromatische Lichtquelle eine Laserdiode und eine 3/8- Wellenplatte ist, die einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl erzeugt, wobei die Lichtstrahlfokussiereinrichtung eine sphärische Linse ist, und wobei die Lichtfiltereinrichtung aus einem Raumfilter und einem Polarisator besteht.