DE1913418C3 - Gerät zur Erfassung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erfassung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, die sich in mindestens einer elektrischen Eigenschaft von der Flüssigkeit unterscheiden, mit einer Teilchenerfassungsvorrichtung, durch die die Suspension unter Vereinzelung der Teilchen strömt, einer Stromquelle, welche über Elektroden einen elektrischen Strom hoher Frequenz, gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Strom anderer Frequenz, durch die Teilchenerfassungsvorrichtung fließen läßt, einer an die Teilchenerfassungsvorrichtung angeschlossenen Detektorvorrichtung, welche zur Verarbeitung der je Teilchen erzeugten, von der Große und der Dielektrizitätskonstanten der Teilchen abhängigen Teilchensignale, deren Einzelsignalamplituden einen Verhältniswert zueinander besitzen, mindestens zwei elektrische Kanäle aufweist und einer an die Detektorvorrichtung angeschlossenen Vergleichsschaltung mil Zähler.

Das nicht vorveröffentlichtc Hauptpatent Ib 48 880 stellt bereits u. h. mit unter Sch.;'i, daß von den Impulsamplituden der über die beiden elektrischen Kanäle verarbeiteten Teilchenimpulse ein Verhältnis wert (Quotient) gebildet wird, der der weiteren Signalverarbeitung zugrundegelegt wird. Bei der Untersuchung von Teilchen isl es häufig erforderlich, das Verhältnis der Amplituden zweier Teilchenimpulse festzustellen, die sich auf unterschiedliche Eigenschaften des gleichen Teilchens beziehen. Der Vergleich muß in verhältnismäßig kurzer Zeit erfolgen, damit die gleiche Messung am nachfolgenden Teilchcnimpulspaar vorge niimmen werden kann Biologische teilchen, wie etwa Blutkörperchen. Bakterien und dergleichen, sowie frrner mikroskopische industrielle Teilchen, wie etwa Pulver. Aufschwemmungen, Staub und dgl., lassen sich durch an sich bekannte Teilchenanalysiei gerate analy sieren und zählen Um un größtmöglichen Umfang Aufschluß über Tcilchcneigcnsi haften und werte zu erhalten, ist es wünschenswert, je Teilchen zwei elektrische Impulse zu erzeugen, wofür unterschiedliche Stromquellen, z. B. zwei Stromquellen unterschiedlicher Hochfrequenz oder eine Stromquelle für Gleichstrom und eine für Hochfrequenz, eingesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, auch Auskunft über das Teilchenmaterial und i. ti. auch über unterschiedliche Materialien für den Teilchenkern und Umhüllung zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät hach dem Hauptpatent dahingehend weiterzubilden, daß die Quotientenbildung der Teilchenpaare aus den

unterschiedlichen elektrischen Kanälen auf einfache Weise, daher mit billigerem Garäteaufbau, möglich wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale.

Auf diese Weise wird es möglich, Teilchen gleicher Größe, aber unterschiedlicher Beschaffenheit leichter und schneller voneinander zu trennen und nur die erwünschten Teilchen zu erfassen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform mit einem Schnitt durch einen Partikelsensor, der die zeitlich getrennten, vom gleichen Part'kei herrührenden Impulse bewirkt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer einzelnen Schwellwert Vergleichsschaltung,

r ig 4a bis 4d Diagramme der Impulsformen über der gleichen Zeitachse, die in der Anordnung nach F i g. 3 auftreten.

F ig 5 ein Blockschaltbild einer anderen Schwellwert-Vergleichsschaltung,

F i g. 6 ein teilweises Schaltbild einer kombinierten Abschwächer- und Summierschaltung der Anordnung nach F1 g. 5,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Vergleichsschaltung mit zwei Schwellwertanordnungen,

F i g 8a bis 8f Diagramme der Impulsformen über der r> gleichen Zeitachse, die in der Anordnung nach F i g. 7 auftreten,

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer weiteren Vergleichsschaltung mit einem einzigen Schwellwert und

Fig. IO ein Blockschaltbild einer weiteren Vergleichsschaltung mit zwei Schwellwerten.

Fig. 1 zeigt einen Überblick über die ausgeführte Erfindung mit einem Partikelanalysiergeräi 1. das ein Aperturrohr 2 und ein Gefäß 3 zur Aufnahme einer Flüssigkeit 4 aufweist, die eine Suspension von Partikeln in einem Elektrolyten darstellt. Am Ende des Rohres 2 befindet sich eine Apertur 5 in einem dünnen Plättchen 6. Das innere des Rohres 2 nimmt einen Flüssigkeitsteil 7 auf. In dem Rohr 2 hängl eine Elektrode 8, die an die Stromquellen 9 und 10 und an eine Erfassungsanord- w nung 11 angeschlossen ist. Im Flüssigkeitsteil 4 hängt eine normale Elektrode 12, die mit den Stromquellen 9 und 10. der F.rfassungsanordnung 11. einer Vergleichsanordnung 20 und einer Zählanordnung 54 in Verbindung steht [Jie F.rfassungsanordnung Il besitzt zwei ίί parallele elektronische Kanäle mit Ausgangsleitungen 26 und 28. die an getrennte Eingänge der Vergleichsanordnung angeschlossen sind.

Die Flüssigkeit 4 mit den Partikeln bewegt sich unter der Wirkung einer Flüssigkeitspumpe 14, die mit dem mi Aperturrohr 2 verbunden ist, durch die Apertur 5, wie dies durch die unterbrochene Linie 15 angedeutet ist. Die Flüssigkeitspumpe 14 enthält zweckmäßig eine Martoitieler-Siphöh-Anordnung.

Die Stromquelle 9 kann als Gleichstromquelle /1 und die andere Stromquelle 10 als Hochfrequenzquelle (T. ausgeführt sein. Immer ni'ann, wenn ein Partikel die in der Apertur 5 liegende Meßzone passiert, wird die Impedanz der Meßzone verändert, wobei sich eine Komponente der Veränderung jeder Frequenz zuschreiben läßt. Diese Komponenten werden in der Erfassungsanordnung II getrennt, wobei elektrische Impulse erzeugt werden und an den Kanalausgängen 26 und 28 auftreten, deren Amplitude von der von einem Partikel bei der jeweiligen Frequenz bewirkten Änderung abhängt. Durch die Bezugnahme auf die Frequenz wird eine Gleichstromquelle nicht ausgeschlossen, da ihre Frequenz entweder gleich Null oder sehr niedrig ist.

Die vom gleichen Partikel in der Anordnung nach F i g. 1 bewirkten beiden elektrischen Impulse treten gleichzeitig auf. In F i g. 2 ist ein Meßfühler oder Sensor mit zwei voneinander getrennten Meßzonen dargestellt. Jeder Sensor läßt sich herstellen durch Einbetten von zwei Drähten in eine Isolierplatte, wobei sich die Drähte im rechten Winkel kreuzen und um einige Drahtdurchmesser voneinander getrennt sind und indem man ein senkrechtes Loch durch den isolier: -,iff und die beiden Drahte bohrt, und zwar derart, daß die a' geschnittenen Drahtenden die Elektrodenflächen bilden. Der in F 1 g. 2 gezeigte Meßfühler ist zum einfacheren Verständnis mit rechtwinkligem Querschnitt und ebenen Flächen dargestellt. Selbstverständlich läßt sich auch mit einer zylinderischen oder einer anderen Anordnung eine äquivalente Wirkungsweise erzielen. Solche Anordnung können zum Herabsetzen des »Nebensprechens« zwischen den Frequenzkanälen vosi Vorteil sein, insbesondere wenn die Achsen der Elektroden wie gezeigt abwechselnd senkrecht liegen, wodurch sich einiger elektronischer Aufwand /um nachträglichen Trennen vermeiden läßt.

Wenn sich ein Partikel entlang der Bahn 15 durch die Apertur 5 bewegt, erhält man eine erste elektrische Änderung in einem Bereich X und eine zweite Änderung in einem Bereich Y, so daß die resultierenden elektrischen Impulse zu verschiedener Zeit auf.-eten. Durch eine geeignete Schaltung, wie etwa eine Verzögerungsschaltung 18, kann der erste Impuls aus.-eichend lange verzögert werden, damit die Ausgangsimpulse an den Leitungen 26 und 28 gleichzeitig auftreten. Statt dessen können auch die Impulsformer in einer der noch zu beschreibenden Elektronikschaltungen so eingestellt werden, daß sie die erste Impulsinformation bis zum Auftreten des zweiten Impulses speichern.

In diesem Zusammenhang wird das Wort »Schwelle« in der Bedeutung eines nicht notwendig festen oder konstanten Spannungswertes verstanden, dem gegenüber eine andere ebenfalls nicht notwendig feste oder konstante Spannung gemessen oder verglichen wird.

In ^r i g. 3, die eine Ausführungsform der Vergleichsanordnung 20 zeigt, sind zwei Eingangsanschlüsse A und B mit zwei Kar. ilen der Erfassungsanordnung 11 verbunden, über die die beiden auf den Leitungen 26 und 28 von jedem der sich gegenüber der Meßzone bewegenden P?rtikel erzeugten Impulse zugeführt werden. Zur Erläuierung sei angenommen, daß der mit dem Anschluß A verbunden?. Kanal den größeren Impuls führt. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn die Impedanzänderung der Meßzone infolge des Durchganges eines Fartikels durch eine gleichstromdurchflossene Zone e -zeugt wird. Die an B auftretenden Impulse kleinerer Amplitude lassen sich einer Hochfrequenzstromquelle zuschreiben.

Die ankommenden impulse sind in den Diagrammen nach den l·" i g. 4a und 4b gezeigt. Diese Signale treten an

den Anschlüssen A bzw. B auf. Man erhält also gleichzeitig zwei zusammengehörige Impulse 22 und 24 auf den Leitungen 26 und 28. Diese Impulse können herrühren von einem einzigen Partikel, das sich gegenüber einer Meßzone bewegt bzw. gegenüber den beiden Teilen der Meßzone nach F i g. 2. Die Amplitude des Impulses 22 besitzt etwa die doppelte Größe des zugehörigen Impulses 24. Die impulsdauer der Impulse 22 und 24 ist gleich.

Zu einem späteren Zeitpunkt treten zwei zusammen erzeugte Impulse 30 und 32 auf den Leitungen 26 und 28 auf. In diesem Fall ist jedoch die Amplitude des Impulses 30 lediglich um etwa 'Λ größer als die Amplitude des zugehörigen Impulses 32.

Für die Vergleichsschaltung 20 wird angenommen, daß nur diejenigen Partikel von Interesse sind, bei denen der Impuls am Anschluß B um einen gewissen einstellbaren Faktor kleiner ist als der zugehörige !ιηηιιΐς am AncrhliiR Δ Ri»i Hpr ap-7r>iatpn AnnrHnimcr r — - --· ο~—~·σ·~·· · —-.—..—.-ο

wurde der Faktor ²/j gewählt. Das bedeutet, daß kein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn das Signal A nicht 1,5 mal größer ist als das Signal B. Zur Durchführung dieser Aufgabe teilt das Gerät lediglich das eine Signal durch diesen Faktor und vergleicht das Ergebnis mit dem anderen, wobei die erhaltenen Amplituden verglichen werden. Man erkennt aus F i g. 4, daß ein Ausgangsimpuls 34 (Fig.4d) abgegeben wird, wenn der Impuls bei A doppelt so groß ist wie der Impuls bei B. Bei einem Amplitudenverhältnis von lediglich 4 : 3 wird kein Ausgangssignal abgegeben. Das erforderliche Verhältnis wird in diesem Fall vom Grenzwert des Impulses A zum Erzeugen eines Ausgangsimpulses bestimmt. Da angenommen wurde, daß der Impuls flzur Erzeugung eines Ausgangssignals nicht größer als ²/j des Impulses A sein kann, ist immer dann, wenn der Quotient A/B kleiner als 1,5 ist, kein Ausgangssignal vorhanden. Bei einem Quotienten größer als 1,5 tritt ein Signal auf.

In der Vergleichsschaltung 20 wird das Signal der Leitung 26 einfach einem Abschwächer 36 zugeführt, der die Teilung vornimmt. Dazu kann ein Potentiometer verwendet werden, das das Signal um V₅ herabsetzt. Der Abschwächungsfaktor ist einstellbar. Wenn der Abschwächer 36 z. B. das Signal nicht abschwächt, ist der Faktor gleich »1«, was bedeutet, daß kein Ausgangssignal auftritt, wenn das Verhältnis von Impuls A zu Impuls B nicht größer als 1 ist. In diesem letzteren Fall erzeugen zugehörige Impulse von ungefähr gleicher Amplitude Ausgangsimpulse. Wenn die Amplitude des Impulses B unter die Amplitude des Impulses A abfällt, wird kein Ausgangssignal erzeugt

Der Abschwächer 36 reduziert die Amplitude des Signals auf der Leitung 26, und man erhält an seinem Ausgang die in F i g. 4a gestrichelt gezeigten Impulse 42 und 44. Dieses Ausgangssignal tritt in F i g. 3 auf einer Leitung 38 auf und wird einer Anordnung 40 zugeführt, die eine variable Schwelle erzeugt Wenn man annimmt, daß die Amplitude der Impulse 22 und 30 jeweils um '/3 herabgesetzt sind, erhält man die über der gleichen Grundlinie 59 (F i g. 4a) gezeigten Impulse 42 und 44, so daß ein Vergleich erfolgen kann. Die gleichen Impulse 42 und 44 sind im Diagramm nach Fig.4c gezeigt, wobei jedoch die Grundlinie dieser Impulse nicht übereinstimmt mit der Grundlinie derjenigen Impulse, mit denen der Vergleich erfolgt Dies soll kurz diskutiert werden.

In den beschriebenen Vergleichsanordnungen wird die Schwelle, die von den in einem Kanal erzeugten Impulsen überschritten werden muß, in jedem Fall durch den zugehörigen Impuls gebildet, der gleichzeitig im anderen Kanal auftritt. Gemäß Fig.3 werden die auf der Leitung 28 vorhandenen Signale über einen Begrenzer 46 zugeführt und gelangen über eine Leitung 48 zur Anordnung 40, die die auf den Impuls 24 folgende variable Schwelle bildet. Demgemäß tritt, wenn das Signal von Leitung 38 der Schwellwertschaltung 40 zugeführt wird und die variable Schwelle überschreitet, auf der Leitung 52 ein Ausgangssignal in Form eines Impulses 34 (Fig. 4d) auf. Nach diesem Punkt können die Impulse in einem geeigneten Zähler 54 gezählt wierden.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 werden fehlerhafte Signale infolge des vor der Schwcllwertanordnung 40 erzeugten Grundgeräusches durch den Begrenzer 46 vermieden, der die Grundlinie 59 der Impulse 24 und 32 urn einen geringen, bei 58 in Fig. 4c gezeigten Betrag anhohl Wf»nn Hip ImnilUp auf rjpr I piltma ASK auftrpipn, sind sie am unteren Rand beschnitten, so daß sie nicht mehr auf die gleiche Grundlinie zurückgehen. Das Diagramm nach F i g. 4c zeigt diese neue Grundlinie bei 60. wobei sich jedoch die Impulse vom Abschwächer 36 immer noch auf die Grundlinie 59 beziehen. Demgemäß muß jedes Signal des Abschwächers, um einen Ausgangsimpuls erzeugen zu können, das Spannungsniveau SO überschreiten, und zwar unabhängig vom Amplifdenverhältnis mit dem zugehörigen Impuls.
Wie das Diagramm nach Fig.4c zeigt, überschreitet der Impuls 42 die Amplitude des Impulses 24. Es besteht somit, wie das Diagramm narh Fig.4d zeigt, ein zeitabhängiges Ausgangssignal 34. Dagegen ist das Signal 44 von kleinerer Amplitude als das Signal 32, so daß hier kein Ausgangssignal auf der Leitung 52 auftritt.

Man kann die Impulse A und B entsprechend ihrer Funktion in der Vergleichsschaltung 20 so definieren, daß der Impuls A den »Meßimpuls« darstellt, der vor seiner weiteren Verwendung abgeschwächt wird, und daß der Impuls ßden »Bezugsimpuls« oder »Steuerimpuls« bildet, da er die Norm oder die Kontrolle zur Messung des Impulses A bewirkt.

Die Ausdrücke »Messing« und »Kontrolle« sind im Zusammenhang mit den zugenongen Signalen ment im Sinne einer Beschränkung zu verstehen. Anstelle der Abschwächung im Kanal mit dem »Meßsignal« könnte auch eine Abschwächung des »Kontrollsignals« oder »Bezugssignals« erfolgen. Der Ausdruck »Kontrollsignal« oder »Bezugssignal« soll lediglich das Signal bezeichnen, das von dem Signal im anderen Kanal überschritten werden muß, damit man einen Ausgangsimpuls auf der Leitung 52 in Fig. 3 erhält Das »Kontrollsignal« steuert den Schwellwert, der zur Erzeugung eines Ausgangssignals von dem anderen Signal überschritten werden muß. Der Begrenzer 46 ist immer mit dem Kanal verbunden, in dem das Kontrollsignal erzeugt wird, da er ein Signal auf der Leitung 52 infolge des Grundrauschens verhindert Es empfiehlt sich, die Signale in jedem Kanal abschwächen zu können, wobei der Begrenzer jedoch immer im Kontroll- oder Bezugskanal vorgesehen wird. Diese Unterscheidung wird deshalb getroffen, da es bei einer Differenzvergleichsschaltung als Schwellwertanordnung nicht offensichtlich ist, welches Signal das Kontroll- und welches das Meßsignal darstellt

Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß das größere Signal in jedem Kanal erzeugt werden kann und daß es sich um positive oder negative Signale handeln kann.

Ansielle einer Anordnung 40 zur Erzeugung einer variablen Sehwelle kann man auch einen einfachen Differenzverstärker einsetzen, dessen Ausgang immer dann einen Impuls liefert, wenn die Differenz zwischen den Eingangsimpulsen eine bestimmte Polarität besitzt. Bei ausreichender Verstärkung des Diffefenzvefstäfkers kann die Eingangsgröße dieser Differenz sehr klein seirii

Wenn ein Signal, bevor es den Anschluß A oder B erreicht, urrigedreht wird, können die beiden zusammengehörigen Impulse, wie F i g. 5 zeigt, in einer geeigneten Schaltung 62 summiert werden und die Differenzimpulse auf einer Leitung 64 werden einem Verstärker 66 zugeführt, der den Zähler 54 betreibt. Der Verstärker 66 wird so vorgespannt, daß er einen negativen Impuls ausscheidet, da dies bedeuten würde, daß der Impuls auf der Leitung 48 die Amplitude des zugehörigen Impulses überschreitet und daß diese ein zusammengehöriges Γ 55Γ LmuCFiuCn LjigimiC VGH CiHCrM in*.· ri,Ciii ,picCr^..!.!!*.

renden Partikel herrühren.

Eine einfache Kombination von Abschwächer und Summierschaltung ist in Fig.6 gezeigt. Es handelt sich um einen an die Leitungen 26 und 48 angeschlossenen Spannungsteiler, bestehend aus der Reihenschaltung der Widerstände R 1 und R 2, deren Verbindungspunkt 68 ein beweglicher Abgriff ist. Die Signale an A und B sind von entgegengesetzter Polarität, so daß die Spannungen wie in einer Brückenschaltung gegeneinan-_ der wirken. Die Spannung am Abgriff 68 ist el χ R2-' e2 χ RlIRl + R2. wobei el und e2 die Absolutwer.j der Spannungen auf den Leitungen 26 und 48 sind. Wenn die beiden Ausdrücke im Zähler gleich sind, tritt kein Ausgangssignal auf. Sind die beiden Ausdrücke ungleich, erhält man ein positives oder negatives Ausgangssignal, je nachdem, welche der beiden Eingangsspannungen größer ist. Da das Verhältnis der beiden Widerstände einmal konstant eingestellt wird, hängt die Polarität der Ausgangsspannung auf der Leitung 64 davon ab, welche der Spannungen c 1 und e 2 größer ist als diejenige, die ein Ausgangssignal Null ergibt. Wenn der Verstärker 66 so vorgespannt ist daß er nur Signale der gleichen Polarität verarbeitet, tritt an der Schaltung dann ein Ausgangssignal auf, wenn das Verhältnis der Eingangsspannungen das Widerstandsverhältnis überschreitet. Im umgekehrten Fall ergibt sich kein Ausgangssignal. Durch die Verwendung eines beweglichen Abgriffes 68 kann die Schaltung nach Fig.6 sowohl als Summierschaltung 62 als auch als Abschwächer 36 arbeiten. Bei einem festen Verhältnis der Widerstände R 1 und R 2 z. B. bei einem Verhältnis 1, kann der Abschwächer 36 auf die gleiche Weise wie in F i g. 3 verwendet werden und der kritische Fall tritt dann ein, wenn die Signalspannungen auf den Leitungen 38 und 48 zahlenmäßig gleich sind. In einer solchen Schaltung muß eine gemeinsame Erdung beachtet werden, was aber in der vereinfachten Schaltung nach F i g. 6 nicht geneigt ist

F i g. 7 zeigt eine Vergleichsanordnung 100 mit zwei Anordnungen zum Erzeugen einer variablen Schwelle, die ein Ausgangssignal auf eine noch im Zusammenhang mit den Diagrammen nach den Fig.8a bis 8f zu beschreibende Weise nur in dem Fall erzeugen, wenn das Amplitudenverhältnis der Eingangsimpulse auf den Leitungen 26 und 28 zwischen zwei Werten liegt Diese Werte werden durch den Steuer- oder Kontrollimpuls bestimmt der den zwei Abschwächern 36 und 136 zugeführt wird. Die Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen der Vergleichsanordnung 20 in Fig.3 mit der Ausnahme, daß zwei Abschwächer 36 und 136 und zwei Schwellwertschaltungen 40 und 140 vorgesehen sind. Zusätzlich ist eine Logikschaltung 102 Vorhanden, die entscheidet, welche Impulse gezählt werden.

Die Logikschaltung 102 ist an die Leitungen 52 und 152 der Schwellweftschältühgen 40 Und 140 angeschlossen. Diese Logikschaltüng ist ein Sperr-ZUnd-GaUef, d. h. ein Und-Gatter mit einem inversen Eingang, bei der dann ein Ausgangsimpuls auftritt, wenn nur auf der Leitung 52 ein Eingangsimpuls vorhanden ist, während der Impuls auf der Leitung i52 fehlt. Wenn auf der Leitung 152 ein Eingangsimpuls vorhanden ist, so wird kein Ausgangsimpuls abgegeben, und zwar unabhängig davon, ob auf der Leitung 52 ein Eingangsimpuls ansteht. Der Deutlichkeit halber wird der Impuls auf der Leitung 52 als Zählimpuls und der Impuls auf der Leitung 152 als Sperrimpuls bezeichnet. Das Vorhandensein eines Sperrimpulses verhindert immer einen

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des Sperrimpulses einen Ausgangsimpuls erzeugen kann.

Mit Hilfe dieses Sperr-/Und-Gatters erzeugen Impulse, die auf der mit dem Anschluß B verbundenen Leitung 28 auftreten, ein Ausgangssignal der Schwellwertschal· tuag 40, wenn sie ein vorgegebenes Größenverhältnis zweier zusammengehörender Impulse auf der Leitung 26 überschreiten, das vom Abschwächer 36 und der Schwelle 40 bestimmt wird. Der Begrenzer 46, der Abschwächer 36 und die Schwellwertschaltung 40 arbeiten hier auf die gleiche Weise, wie dies bereits im Zusammenhang mit F i g. 3 beschrieben wurde. Die Anordnungen 40 und 140 zum Erzeugen eines variablen Schwellwertes sind nicht, wie in Fig. 3, an die Leitung 28, sondern an die Leitung 26 mit dem Begrenzer 46 angeschlossen. In diesem Fall wird deshalb der Impuls A sowohl abgeschwächt als auch abgeschnitten bzw. begrenzt und dient als Bezugssignal bei der Bildung des Schwellwertes, auf dessen Basis der Meßimpuls angenommen oder ausgesondert wird. Meßsignal ist der Impuls B, obgleich er ohne Änderung verarbeitet wird.

Zu dem Sperr-ZUnd-Gatter 102 sei noch ausgeführt, daß auch dann ein Sperrausgang auf der Leitung 152 auftritt, wenn der Impuls auf der Leitung 28 ebenfalls größer ist als ein vorgegebenes Verhältnis der Impulse auf der Leitung 26, das bestimmt wird vom Abschwächer 136 und der Schwellwertschaltung 140. Somit wird von der Sperr-ZUnd-Schaltung 102 kein Ausgangssignal über die Leitung 104 zum Zähler 54 gegeben. Damit ein Ausgangssignal auftreten kann, muß das Signal auf der Leitung 28 kleiner sein als das vorgegebene Impulsverhältnis auf der Leitung 26, das von dem zweiten Abschwächer 136 und der zweiten Schwellwertschaltung 140 bestimmt wird. Dadurch wird ein oberer und ein unterer Grenzwert geschaffen, zwischen deren Amplituden ein Signal liegen muß, damit es gezählt werden kann.

In den Diagrammen nach den F i g. 8a und 8b sind drei Impulspaare 200, 202; 204,206 und 208,210 dargestellt Die Impulse 200, 204 und 208 treten am Anschluß A infolge von drei Partikeln auf, die die Meßzone passieren und hier ein großes, ein kleines und ein mittleres Signal erzeugen, die in einem der Kanäle der Erfassungsschaltung 11 erfaßt werden. Die Signale 202, 206 und 210 haben praktisch die gleiche Größe und rühren ebenfalls von den drei gleichen Partikeln her, jedoch über den anderen Kanal der Erfassungsschaitung 11 und treten am Anschluß B auf. Die Impulse am Anschluß A kann man vermutlich wieder einer

Gleichstromquelle und die Impulse am Anschluß B wieder einer Hochfrequenzquelle zuschreiben. Die Impulse der Fig.8a und 8b sind in Fig.8c zu Vergleichszwecken zusammen mit Impulsen dargestellt, die aus der Abschwächung der Impulse A abgeleitet wurden.

Im Falle des großen Impulses 200 sind die Abschwächer ,Ifi und 136 so eingestellt, daß sie diese Impulse um 50 und 40% herabsetzen, was zu den impulsen 20O'_t 200" auf den Leitungen 162 und 160 führt.

Der Impuls 204 wird auf die impulse 204' und 204" herabgesetzt, während der Impuls 208 auf die Impulse 208' und 208" reduziert wird. Man erkennt, daß infolge der Anwendung des Anlirausch-Begrenzers 46 die vom Anschluß A kommenden Signale daran gehindert werden, auf ihre normale Grundlinie 220 zurückzugehen, so daß sich eine erhöhte Grundlinie 221 bildet. Nach Abschwächung erhält man die in F i g. 8c gc/cigicM Giünuiiiucii 222 und 223. Die impulse νυΐΐι Anschluß ßbehalten die Grundlinie 220 bei.

Wenn man die drei Impulssätze im Zusammenhang mit den F i g. 7 und 8 betrachtet, erkennt man, daß der Impuls 202 weder den Impuls 200' noch den Impuls 200" überschreitet. Der Impuls 206 überschreitet beide Impulse 204' und 204", während der Impuls 210 den Impuls 208" überschreitet, aber nicht den Impuls 208'. Damit tritt auf der Sperrimpulsleitung 152 im Fülle des Impulses 202 kein Impuls auf. Beim impuls 206 tritt dagegen ein Impuls auf, während er beim Impuls 210 wieder fehlt. Die F i g. 8d zeigt deshalb nur einen Sperrimpuls 224 als Resultat des Impulses 206, der größer ist als der Impuls 204'. Die Ausgangssignale auf der Zählimpulsleitung 52 sind in F i g. 8e als Impulse 226 und 227 dargestellt. Der Grund für diese Impulse liegt darin, daß in jedem Fall der von der Schwellwertschaltung 40 gebildete Schwellwert vom Meßimpuls überschritten wurde. Dagegen überschritt der Meßim puls 202 nicht den Schwellwert 200", so daß beim Impuls 200 kein zugehöriger Zählimpuls auftritt. Der Meßimpuls 206 überschritt den Schwellwert 204", so daß sein Zählsignal 226 auf der Leitung 52 erscheint. Ebenso überschritt der Meßimm.U 210 den Srhwellwert 208" und führte zu einem Zählimpuls 227 auf der Leitung 52.

Da die beiden Impulse 208 und 210 die einzigen Impulse sind, die einen Zählimpuls erzeugen und keinen Sperrimpuls, bewirken auch lediglich sie ein Ausganessignal 228 des Sperr-/Und-Gatters (F i g. 8f). Der Zähler 54 liefert somit eine entsprechende Anzeige, die die Anzahl der Impulse auf den Eingangsleitungen 26 und 28 wiedergibt, die am Ausgang der Schaltung ein Ausgangssignal auf der Leitung 104 bewirken.

Bei den in den Fig.9 und 10 dargestellten Vergleichsanordnungen 230 und 300 kann der Begrenzer 46 bzw. eine andere Anordnung, die das Problem des Rauschens beseitigt, durch die Verwendung von Impulsformern vermieden werden. Gemäß Fig.9 werden die auf den Leitungen 26 und 28 auftretenden Impulse den Impuisformern 240 und 242 zugeführt. Das Hauptmerkmal eines Impulsformers besteht darin, daß sein Ausgangssignal dem Eingangssignal so lange entspricht, als dieses mit gleicher Polarität ansteht, daß sich aber dennoch das Ausgangssignal nicht automatisch dann ändert, wenn die Polarität des Eingangssignals wechselt. Der Impulsformer folgt somit dem Eingangsimpuls bis zu dessen Höchstwert, wobei diese Amplitude nach Erreichen des Höchstwertes beibehalten wird und erst dann wieder abfällt, wenn ein geeigneter Rückstellbefehl gegeben wird. Man kann sagen, daß die Impulsformer 240 und 242 den Höchstwert speichern, Wenn die ihren Eingängen zugeführlen elektrischen impulse schwächer werden.

Ein beliebiger Eingang A oder B wird mit einem Synchronisierimpulsgenefator 250 verbunden, der eine Triggerschaltung zur Erzeugung eines Synchronisierimpulses zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Auftretens der zusammengehörenden Impulse an den Eingängen A und B darstellt. Als Zeitpunkt kann derjenige Augenblick gewählt werden, in dem der elektrische Impuls auf der Leitung 28 seinen Höchstwert erreicht oder wenn seine Änderungsgeschwindigkeit gleich Null ist. Der Synchronisierimpuls gelangt über eine Leitung 252 zum Anzeigeimpulsgenerator 254, der einen rechtwinkligen Halteimpuls von geeigneter Größe und Dauer über eine Leitung 246 auf die beide:, impulsformer 240 und 242 gibt. Der Generator 254 kann ein gewöhnlicher monostabiler Kipper oder Univibrator SciTi, dci Ju cirigcMiiiii isi, uiiu er impulse vuii beispielsweise 5 bis 10 Mikrosekunden Dauer und ausreichender Amplitude liefert, um damit die gewünschte Reaktion der Impulsformer auszulösen. In dem Augenblick, in dem die Vorderflanke des Halteimpulses den Impulsformern 240 und 242 zugeführt wird, folgen diese nicht mehr den auf den Leitungen 26 und 28 anstehenden Eingangsspannungen, sondern halten die Größe des in diesem Augenblick vorhandenen Spannungssignals während der Dauer des Halteimpuises bei. Am Ende des Halteimpulses schaltet ein Schlußflankendetektor 256 über eine Leitung 258 einen Rückstellimpulsgenerator 260. Dieser Rückstellimpuls sollte so lang sein, daß die Speicherkondensatoren in den Impulsformern genügend entladen werden, damit das nachfolgende Impulspaar richtig verarbeitet werden kann.

Auf die beschriebene Weise werden auf den Leitungen 264 und 266 Impulse erzeugt, die im wesentlichen die gleiche Dauer wie die Anzeigeimpulse des Generators 254 aufweisen und die in ihrer Größe

*o den an den Anschlüssen A und B aus den verschiedenen Kanälen der Erfassungsanordnung 11 auftretenden Impulsen entsprechend proportional sind Dtpsp Impulse ergeben eine genauere Messung der Partikel als die zuvor beschriebenen Anordnungen, weisen außerdem

+5 gleiche Zeitdauer auf und sind frei von Grundrauschen. Da das Rauschen keine Schwierigkeiten mehr ergibt, ist der Begrenzer 36 mit seiner Veränderung der Grundlinie nicht mehr erforderlich. Im übrigen entspricht die Zuordnung von Abschwächer 36, Anordnung 40 zur Erzeugung eines variablen Schwellwertes und Zähler 54 der Vergleichsanordnung nach F i g. 3, so daß die in Fig.4 gezeigten Wellenformen auch bei der Anordnung nach F i g. 9 anwendbar sind, wenn man sich diese Wellenformen als rechteckige Ausgangssignale der Impulsformer 240 und 242 denkt.

In Fig. 10 ist eine Vergleichsanordnung 300 dargestellt, die mit einer Zwei-Schwellen-Schaltung nach dem Prinzip der kombinierten Anordnungen nach den F i g. 7 und 9 arbeitet Der Unterschied zwischen dieser Anordnung und derjenigen nach F i g. 9 besteht darin, daß anstelle eines einzigen Abschwächers und einer einzigen Schwellwertschaltung je zwei davon vorhanden sind. Die beiden Abschwächer 35 und 136 besitzen unterschiedliche Abschwächungsfaktoren, wodurch der elektrische Impuls auf Leitung 266, d. h. der Ausgangsimpuls des Impulsformers 240, so modifiziert wird, daß er mit unterschiedlicher Amplitude auf den Leitungen 265 und 267 auftritt Jedes dieser Signale führt zu einem

unterschiedlichen Schwellwert der variablen Schwellwertanordnungen 40 und 140, so daß man das bereits Jm Zusammenhang mit Fig.7 angedeutete »Fenster« erhält. Die Ausgangssignale der Schwellwertanordnungen stehen auf den Leitungen 52 und 152 an und werden einem Sperr-/Und-Gatter 102 zugeführt, das ebenso wie in Fig. 7 arbeitet. Ansonsten entspricht die Vergleichsanordnung 300 der bereits beschriebenen Anordnung, so daß ihre Wirkungsweise ebenfalls klar ist.

Die Darstellung der verschiedenen Wellenformen und Impulse, die von der Vergleichsschaltung 300 aufgenommen und abgegeben werden, Würde ein der Fig.8 ähnliches Diagramm ergeben mit den gleichen Abweichungen infolge der RechteckimpuLe und des Fehlens eines Begrenzers, wie dies bereits im Zusammenhang mit der Vergleichsschaltung 230 nach Fig.9 erwähnt wurde.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Λ Γ\ A r\ Λ Λ Patentansprüche:

1. Gerät zur Erfassung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, die sich in mindestens einer elektrischen Eigenschaft von der Flüssigkeit unterscheiden, mit einer Teilchenerfassungsvorrichtung, durch die die Suspension unter Vereinzelung der Teilchen strömt, einer Stromquelle, weiche über Elektroden einen elektrischen Strom hoher Frequenz, gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Strom anderer Frequenz, durch die Teilchenerfassungsvorrichtung fließen läßt, einer an die Teilchenerfassungsvorrichtung angeschlossenen Detektorvorrichtung, weiche zur Verarbeitung der je Teilchen erzeugten, von der Größe und der Dielektrizitäts- >⁵ konstanten der Teilchen abhängigen Teilchensignale, deren Einzelsignalamplituden einen Verhältniswert zueinander besitzen, mindestens zwei elektrische Kanäle aufweist und einer an die Detektorvorrichtung angeschlossenen Vergleichsschaltung mit Zähler, nach Patent ! & 48 880, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Ausgänge der elektrischen Kanäle (A, B) der Detektorvorrichtung

(11) angeschlossene Vergleichsschaltung (36, 40) durch die über den einen Eingang zugeführten Signalamplituden einen veränderlichen Schwellenwert für die über den anderen Eingang zugeführten Signalamplituden bildet und daß diese Vergleichsschaltung nur dann ein Ausgangssignal für den Zähler (54) liefert, wenn der Schwellenwert um einen )» einstellbarer· ^dktor überschritten wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung mindestens einen an einen elektrischen Kanal (A) der Detektorvorrichtung (11) angeschlossenen, trnstellbaren Signal- ^ amplitudenminderer (36) besitzt, dessen Ausgang (38) mit dem einen Eingang einer Schwellenwertschaltung (40) verbunden ist. deren anderer Eingang mit dem anderen elektrischen Kanal (B) verbunden ist. tu

J. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung zwe> an den einen Kanal (A)der Detektorvorrichtung (11) angeschlossene auf unterschiedliche Werte einstell bare Signalamplitudenminderer (36,136) besitzt, daß ί'> der Ausgang jedes Signalamplitudenminderers mit dem einen Eingang einer Schwellenwertschaltung (40, 140) verbunden ist, deren andere Fingänge an den anderen Kanal (B) angeschlossen sipH, und daß die Ausgänge (52, 152) mit den Eingängen einer ·" Signalschaltung (102) verbunden sind, die nur dann am Ausgang (104) ein Signal für den Zähler (54) liefert, wenn die Signalamplitude eines Teilchensignals den einen Schwellenwert überschreitet, den anderen aber unierschreitet. i'>

4 Gerät nach den Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsschaltung (Ib, 40) ein die linpiilsbasis abschneidender Impiilsbe grenze (46) zugeordnet ist. der einerseits mn dem einen Kanal (B) der Detektorvorrichiung (II) ^h" andererseits mit der Schwellenwertschaltung (40) verbunden isl.

^r). Gerät zur Erfassung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, die sich in mindestens einer elektrischen Eigenschaft von der Flüssigkeit unterscheiden, (nil einer Teilchcncrfasstingsvorrichtung, durch die die Suspension unter Vereinzelung der 'teilchen sfföint, einer Stromquelle, welche über Elektroden einen elektrischen Strom hoher Frequenz, gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Strom anderer Frequenz, durch die Teilchenerfassungsvorrichtung angeschlossenen Detektorvorrichtung, welche zur Verarbeitung der je Teilchen erzeugten, von der Größe und der Dielektrizitätskonstanten der Teilchen abhängigen Teilchensignale, deren Einzelsignalamplituden einen VerhäJtniswert zueinander besitzen, mindestens zwei elektrische Kanäle aufweist und einer an die Detektorvorrichtung angeschlossenen Vergleichsschaltung mit Zähler, nach Patent 16 48 880, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (36, 62) aus einem an beide elektrische Kanäle (A, B) angeschlossenen Spannungsteiler (R\, Ri) besteht.