DE2217635A1

DE2217635A1 - Verfahren und vorrichtung fuer chemische analysen

Info

Publication number: DE2217635A1
Application number: DE2217635A
Authority: DE
Inventors: Max Davis Liston
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1971-04-12
Filing date: 1972-04-12
Publication date: 1973-10-25
Also published as: FR2170358A5; SE7906310A0; SE7511699L; SE7511701L; JPS55156842A; SE388279B; CA962085A; SE418330B; BR7202156D0; JPS5922169B2; JPS5719375B2; DE2217635C3; SE7511700L; DE2265697C2; SE7511702L; JPS55156836A; PH11087A; AR210974A1; DE2217635B2; GB1385541A

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes System zum Erkennen von Reaktionsgeschwindigkeiten und für Endpunktbestimmungen, die in einer Vielzahl von Einzelproben vorkommen. In dem System eingeschlossen ist eine Küvette, welche die einzelnen Proben in einzelnen Behältern enthält. Eine Analysenvorrichtung wird'zur Erzeugung und aufeinanderfolgenden Übermittlung eines Energiestrahles durch jede der Proben verwendet. Die Analysenvorrichtung erzeugt auch immer dann, wenn der Strahl durch eine Probe geht, ein Analysensignal, welches einen Viert bedeutet, der proportional zu einer Eigenschaft der jeweiligen Probe ist. Durch eine zyklisch arbeitende Apparatur wird der Strahl folgerichtig und separat während der vielfachen Operationszyklen durch jede der Proben hin-

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durchgeht. Während des ersten Operationszyklus wird eine erste Reihe von Analysensignalen, die eine erste Reihe von Vierten, entsprechend den Proben, angeben, erzeugt. In gleicher Weise wird während eines zweiten Operationszyklus eine zweite Reihe von Analysensignalen mit einer zweiten Reihe von Werten, entsprechend den Proben, erzeugt.

Zur Bestimmung der Geschwindigkeit, mit welcher die Reaktion innerhalb der einzelnen Proben stattfindet, wird ein Speicher verwendet, welcher zumindest die erste Reihe der Werte aufbewahrt. Während des zweiten Operationszyklus vergleicht dann eine Verarbeitungsschaltung die Werte der ersten und der zweiten Reihe, welche der jeweils gleichen Probe entsprechen. Auf diese Weise wird die Reaktionsgeschwindigkeit jeder Probe automatisch bestimmt. Nach einer ähnlichen V/eise können Werte gegeben und in Sekunden miteinander verglichen werden zur Bestimmung von schnellverlaufenden Reaktionen.

Für die Analyse von Endpunktbestimmungen enthält eine der Proben eine Substanz mit einer bekannten Konzentration und eine andere Probe enthält die Substanz in einer unbekannten Konzentration. Der der bekannten Konzentration entsprechende Wert wird in dem Speicher aufbewahrt und andere V/erte, die den unbekannten Konzentrationen entsprechen, werden mit dem im Speicher aufbewahrten Vier ten verglichen.

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Offenbart werden auch verbesserte Teile des Systems, wie eine Küvette₃ eire Probenausgabe- und eine Analysenvorrichtung.

Die Analysenvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Apparatur für die unmittelbare Bestimmung der Konzentration einer vorbestimmten Substanz, welche Strahlungsenergie innerhalb einer bestimmten Bande von Wellenlängen absorbiert in Gegenwart von anderen, störenden Substanzen, die gleichfalls Strahlungsenergie in der Region der vorbestimmten Bande absorbieren. Die Bestimmung wird durch die Erzeugung von Strahlungsenergie mit einer Vielzahl von Wellenlängen vorgenommen. Die Strahlungsenergie wird dann aufeinanderfolgend in einer einzelnen Bahn durch die Substanz geschickt und die Transmission wird periodisch durch Mittel, welche die Transmission von allen Strahlungen verhindern, unterbrochen.

Die Intensitäten der Strahlungsenergien, die durch die Substanzen bei verschiedenen Wellenlängen durchgelassen werden, werden dann mittels einer elektronischen Vorrichtung verglichen.

Die Erfindung betrifft eine chemische Analysenmethode und insbesondere eine Methode und eine Vorrichtung für die Analyse von Substanzen mittels Strahlungsenergie.

Für die schnelle Bestimmung der Konzentration einer bestimmten Substanz, die in einer chemischen Probe enthalten ist, wie Blut, verlassen sich die Chemiker in zunehmendem Masse auf die verschiedenartigsten Vorrichtungen.

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Solche Vorrichtungen, wie sie in der Vergangenheit entworfen wurden, lassen sich untergliedern in die folgenden Arten:

(1) Blut-Gasanalysegeräte,

(2) Prothrombin-Zeitbestimmungssysteme,

(3) Fliessysteme,

(¹O elektromechanische Methoden, die nicht auf

Colorimetrie beruhen und (5) monochromatische Servomechanismus-Systeme.

Obwohl solche Vorrichtungen die Arbeit, wie sie für chemische Analysen erforderlich ist, etwas vermindert haben, weisen sie doch zahlreiche Schwächen auf, welche ihre allgemeine Anwendbarkeit in Grenzen hält. Beispielsweise beruhen einige der Vorrichtungen auf Servomechanismen, welche viele mechanische Teile enthalten. Solche Systeme sind bekanntlich schwierig einzustellen und zu kompensieren, was auf die Variationen in den Teiltoleranzen und auf den mechanischen Verschleiss der Teile zurückzuführen ist. Darüberhinaus messen solche Systeme zu einem Zeitpunkt immer nur die Reaktionsgeschwindigkeit in einer einzigen Probe. Dies stellt eine wesentliche Einschränkung dar, weil viele chemische Reaktionen langsam verlaufen und über einen Zeitraum von 5 Minuten oder mehr analysiert werden müssen. Darüberhinaus muss man bei colorimetrischen Bestimmungen im allgemeinen auf den Endpunkt der Reaktion warten, bevor die Analyse akkurat durchgeführt werden kann.

Den Technikern ist auch die Schwierigkeit, wie sie beim Beladen und beim Reinigen von Probeausgabevorrichtungen und Küvetten des Standes der Technik auftreten, bekannt.

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Solche Schwierigkeiten treten insbesondere auf bei der Verwendung von Durchflusskuvetten, Diese Küvetten haben nur eine einzige Kammer für die Analyse von vielen Proben und diese einzige Kammer muss jedesmal, wenn eine neue Probe in die Kammer eingeführt wird, mit einer verhältnismässig grossen Volumenmenge der Probeflüssigkeit gereinigt werden. Ein Nachteil der bekannten Systeme ist auch darin zu sehen, dass sie die Probe und die Reagenzien nicht mit dem Grad der Genauigkeit mischen, wie ihn die meisten Chemiker wünschen. Abgesehen von diesen Nachteilen können die Systeme des Standes der Technik mit ihren Strahlungsenergieübermittlungssystemen im allgemeinen nicht arbeiten, renn sie Tageslicht ausgesetzt werden.

Ein weiterer Nachteil der Systeme des Standes der Technik ist deren Unfähigkeit bei solchen Substanzen in einer Probe, welche dazu neigen, die Strahlungsenergie in gleichen Wellenlängenband, wie die zu analysierende

zu
Substanz\absorbieren, eine Kompensation vorzunehmen.

Dies ist ein ganz erheblicher Nachteil, Weil sich dadurch signifikante Ungenauigkeiten in den Ergebnissen ergeben. Zwei der bekanntesten Methoden für die Vermeidung dieser Ungenauigkeiten beruhen darauf, dass sie physikalisch die gewünschten Substanzen von den störenden Substanzen trennen oder dass sie eine sogenannte "Allen"-Korrektur vornehmen. In vielen Fällen ist es nahezu unmöglich>eine physikalische Trennung der Substanzen zu erzielen und im besten Fall handelt es sich um einen zeitraubenden und kostspieligen Prozess. Die "Allen"-Korrekturmethode erfordert den Aufbau einer

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unhandlichen Laboratoriumsapparatur und eine mühsame Handkalkulation der Werte, wie sie bei der Verwendung der Vorrichtung anfallen. Da diese Methode zeitraubend ist, kann sie nicht angewendet werden, um akkurate Korrekturen vorzunehmen, während die störende und die gewünschte Substanz miteinander reagieren.

In der Vergangenheit wurden auch gewisse bichromatische Systeme verwendet, welche die Differenz der Lichtabsorption, wie sie durch eine Probe bei verschiedenen Wellenlängen stattfindet, messen. Ein solches System wird in der US-PS 2 640 389 beschrieben. Ein anderes System ist das Bilirubinometer, wie es von der American Optical Company, Keene, New Hampshire, V.St.A., hergestellt wird. Obwohl diese Systeme viele nützliche Punktionen verrichten, ist ihre allgemeine Nützlichkeit dadurch beeinträchtigt, dass sie keinen Bezugspegel, gegenüber welchen der Pegel des bichromatischen Signals gemessen werden kann, haben.

Die Erfindung betrifft ein einzigartiges System für die Analyse von Reaktionen, die in einer Vielzahl von einzelnen Proben stattfinden. Ein wesentliches Merkmal dieses Systems ist eine einzigartige Ausgabevorrichtung, durch welche Proben einer Küvette zugeführt werden, welche jede der Proben in einer einzelnen Abteilung enthält. Analysenvorrichtungen werden auch verwendet zur Erzeugung und zum Durchleiten eines Energiestrahles tiurch die Probe. Durch diese Handhabung wird ein Analysensignal erzeugt, das einen Wert proportional zu einer Eigenschaft einer vorbestimmten Probe jedes Mal anzeigt.

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wenn der Strahl durch die Probe geht. Jedesmal beim Passieren des Strahles durch eine Probe erzeugen Adressenorgane eine Identitätskode, welche eindeutig die Probe identifiziert. Eine zyklisch arbeitende Vorrichtung sorgt dafür, dass der Strahl separat durch jede der Proben während der mehrfachen Operationszyklen hindurchgeht. Beispielsweise wird im ersten Operationszyklus ein erster Satz von Analysensignalen mit einem ersten Satz von Werten, welcher den Proben entspricht, erzeugt. In gleicher Weise wird in einem zweiten Operationszyklus ein zweiter Satz von Analysensignalen mit einem zweiten Satz von Werten erzeugt. Ein Speicher wird verwendet für die sofortige Speicherung der Werte der Analysensignale an Adressenstellen, welche der vorbestimmten Probe entsprechen. Für die Zyklen und den Speicher werden elektronische Verarbeitungsmittel verwendet und ebenso fü,r einen Vergleich der in dem Speicher gespeicherten Werte mit zusätzlichen Werten, wie sie durch die Analysenvorrichtung erzeugt werden, um den Reaktionsverlauf in der Probe zu bestimmen. Die Anwendung der vorgenannten Kombination von Arbeitsmitteln ergibt ein flexibles System, welches schnell eine Vielzahl von Analysenaufgaben übernehmen kann.

Beispielsweise kann man für die Bestimmung der Geschwindigkeit von Reaktionen, die in den Proben verhältnisjnässig langsam verlaufen, den Speicher verwenden, um einen ersten Satz von Werten, welcher während des ersten Operationszyklus erzeugt wurde, zu speichern. Dann, während beim zweiten Operationszyklus der zweite Satz von Werten erzeugt wird, werden durch Verarbeitungsmittel

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Werte des ersten und des zweiten Satzes, welche der gleichen Probe entsprechen, verglichen. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der Reaktion in allen untersuchten Proben zur gleichen Zeit bestimmt.

Für die Bestimmung der Geschwindigkeit, mit welcher schnellverlaufende Reaktionen in einer vorbestimmten Probe ablaufen, werden energiereiche Strahlen in bestimmten kurzen Intervallen, beispielsweise alle 15 Sekunden, durch die vorbestimmte Probe geschickt. Durch diese Verfahrensweise erhält man einen Satz von Analysensignalen, die aufeinanderfolgend in dem Speicher gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Reaktionsgeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeitintervalle genau bestimmt werden.

Für die Analyse von Endpunktbestimmungen enthält eine der Proben eine bekannte Konzentration einer Substanz und eine andere Probe eine unbekannte Konzentration der Substanz. Der der bekannten Konzentration entsprechende Wert wird in dem Speicher gespeichert und andere Werte, die den unbekannten Konzentrationen entsprechen, werden mit dem im Speicher mittels geeigneter Verfahrensvorrichtungen gespeicherten Werten verglichen.

Eingeschlossen in die Erfindung ist auch eine Küvettenvorrichtung, die vorzugsweise einstückige Begrenzungswände aufweist und Abstandsstücke für die Unterteilung .,der Behältnisse hat, in welche die Proben eingeführt werden. Es können auch planare Fenster, welche die Strahlungsenergie hindurchlassen, in den Abteilungen vorgesehen werden, sodass die Proben mit einem Genauigkeitsgrad analysiert werden können, wie er bisher nicht möglich war bei der Verwendung von Systemen, welche

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gekrümmte Fenster, beispielsweise Reagenzgläser aufwiesen.

Dadurch, dass man die Wände einstückig herstellt und die Abstandsstücke aus einem plastischen Material, wie es noch beschrieben wird, sind die Küvetten nur für einen einmaligen Gebrauch bestimmt, so dass man damit die häufigste Ursache für eine Verunreinigung der Proben verhindert.

Ein weiteres Merkmal des Systems ist darin zu sehen,. dass der Ausgeber zwei Aushöhlungen aufweist, wie Spritzenzylinder, welche mit einer Vorrichtung, wie einem Kolben ,so ausgerüstet sind, dass man das Volumen der Aushöhlungen verändern kann. Indem man die Kolben und die Zylinder miteinander verbindet in der nachfolgend beschriebenen Weise wird, wie gefunden wurde, in dem -Ausgeber die Probe und das flüssige Reagenz miteinander vermischt mit einer bisher nicht erreichbaren Genauigkeit. Darüberhinaus weist der Ausgeber eine Selbstreinigungsvorrichtung auf, welche ganz erheblich die Verunreinigung reduziert und auch das Volumen der Probe und des flüssigen Reagenz, wie es für jede Analyse benötigt wird.

Ein weiteres Merkmal des Systems ist eine Analysenvorrichtung aus einem Apparat für die sofortige Bestimmung der Konzentration einer vorbestimmten Substanz, welche Strahlungsenergie innerhalb eines vorbestimmten Wellenlängenbandes absorbiert, und zwar auch dann, wenn die vorbestimmte Substanz in Gegenwart einer anderen, störenden Substanz vorliegt, welche Strahlungsenergie in der

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gleichen Gegend der vorbestimmten Bande absorbiert. Ein Hauptmerkmal der Apparatur ist darin zu sehen, dass wenigstens zwei verschiedene Wellenlängen der Strahlungsenergie erzeugt werden.

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Beispielsweise kann die erste Wellenlänge im wesentlichen im Zentrum der vorbestimmten Bande liegen und die zweite Wellenlänge im wesentlichen ausserhalb der vorbestimmten Bande. Ebenso kann die Strahlungsenergie bei einer ersten Wellenlänge erzeugt werden, bei welcher die Absorptionskoeffizienten der vorbestimmten Substanz und einer Störsubstanz die gleichen sind, und bei einer anderen Wellenlänge, bei welcher der Absorptionskoeffizient der Substanzen im wesentlichen der gleiche ist. Die Wellenlängen der Strahlungsenergie werden dann durch die Substanzen geleitet, vorzugsweise aufeinanderfolgend und entlang einer einzelnen Bahn. Darüberhinaus ist die Portpflanzung von Strahlungsenergie periodisch durch Mittel unterbrochen, welche die Portpflanzung jeglicher Strahlung verhindern. Dieses besondere Merkmal ergibt ein Bezugsniveau, gegen welches man die hindurchgelassene Strahlung · messen kann. Die Intensitäten der Strahlungsenergie, welche bei der ersten und bei der zweiten Wellenlänge durch die Substanzen durchgelassen worden ist, werden augenblicklich durch elektronische Vorrichtungen verglichen. Durch exakten Vergleich der Intensitäten wird die Absorption der Strahlungsenergie durch die anderen störenden Substanzen augenblicklich kompensiert, ohne dass man diese Substanzen von der vorherbestimmten Substanz physisch trennt. So kann die Konzentration der vorbestimmten Substanz bestimmt werden mit einem Grad an Schnelligkeit und Genauigkeit, der vorher unerreichbar war₅ und kann sogar genau ermittelt v/erden, während die vorltstiinmte Substanz an einer chemischen Reaktion teilnimmt. Ausserdem korrigiert dieses besondere System automatisch den Einfluss von Streumedien in den Substanzen, weil die Strahlung durch derartige Medien für alle Wellenlängen gleichinässig gestreut wird.

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Gemäss einem anderen bevorzugten Merkmal der Vorrichtung werden drei Wellenlängen von Strahlungsenergie erzeugt. Die erste Wellenlänge liegt im wesentlichen im Zentrum der vorbestimmten Bande; die zweite Wellenlänge ist grosser als die erste Wellenlänge und liegt im wesentlichen ausserhalb der vorbestimmten Bande und die dritte Wellenlänge ist geringer als die erste Wellenlänge und liegt im wesentlichen ausserhalb der vorbestimmten Bande. Die Strahlungsenergie wird dann bei diesen drei Wellenlängen aufeinanderfolgend durch die Substanzen auf einer einzigen Bahn geleitet und wie oben beschrieben verglichen. Nach diesem Merkmal wird die Fortpflanzung der Strahlungsenergie ebenfalls periodisch unterbrochen, um ein Bezugsniveau zu schaffen. Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die Konzentration der vorbstimmten Substanz momentan mit ein Grad an Genauigkeit bestimmt, welcher vorher unerreichbar war.

Durch Verwendung des oben beschriebenen Systems ist es möglich, viele mechanische Teile vollständig zu eliminieren, welche in bekannten Systemen erforderlich sind, wodurch man die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Analysenergebnisse erhöht. Darüberhinaus kann der Reaktionsgrad verschiedener Proben während des gleichen Zeitabschnittes bestimmt werden. Dieses Merkmal bietet wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Systemen, bei welchen die Reaktion jeder Probe analysiert werden muss, bevor die nächste darauffolgende Probe untersucht werden kann. Ausserdem ermöglicht dieses besondere System Bestimmungen des Endpunktes, bevor der Endpunkt der Reaktion erreicht worden ist. Viele Merkmale des Systems vermindern ausser-

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dem drastisch das Volumen der Proben, welches für eine genaue Analyse erforderlich ist₉ und gewährleisten die Reinheit der Proben. Ausserdera ermöglicht die erfindungs=- gemässe Analyse-Vorrichtung eine sofortige Korrektur für störende Substanzen, welche sich in jeder Probe befinden, wodurch es möglich ist, Proben mit einem Grad an Genauigkeit zu analysieren, welcher bislang unerreichbar war.

Diese und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend erläutert anhand der Zeichnungen_sohne dass die Erfindung auf die Ausführungsform der Zeichnungen beschränkt ist. In den Zeichnungen beziehen sich die gleichen Ziffern auf gleiche Teile.

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Figur 2 ist eine Draufsicht einer bevorzugten Form der Küvettenvorrichtung gemäss der Erfindung;

Figur 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3 3 von

Figur 2;

Figur h ist ein Aufriss von der Seite der Küvettenvorrichtung der Figur 2;

Figur 5- ist eine fragmentarische, teilweise schematische ■Ansicht im Querschnitt und zeigt die Küvettenvorrichtung, den Karussell-Aufbau, die zyklische Transportvorrichtung, die Einstellvorrichtung und einen Teil der Analysiervorrichtung der bevorzugten Ausführungsform;

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Figur 6 ist ein Aufriss von vorn einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Lage-Codier-Vorrichtung gemäss der Erfindung;

Figur 7 ist ein fragmentarischer Aufriss von der Seite, teilweise im Querschnitt,, einer bevorzugten Ausführungsform der Karussellantrieb-Vorrichtung gemäss der Erfindung;

Figur 8 ist ein Aufriss von vorn einer bevorzugten Ausführungsform der Abgabevorrichtung gemäss der Erfindung, von welcher die Haube und die Kammer entfernt sind, wobei die Haltevorrichtung der Sonde der Abgabevorrichtung angeordnet ist über einem Testrohr des Karussell-Aufbaus;

Figur 9 ist eine Draufsicht der in Figur 8 gezeigten Vorrichtung, in welcher die Haltevorrichtung der Sonde über der Küvetten-Vorrichtung angeordnet ist;

Figur 10 ist ein Aufriss von der Seite einer bevorzugten Ausführungsform der Sondenvorrichtung, verwendet in Verbindung mit der Abgabevorrichtung;

Figur 11 ist ein vergrösserter Aufriss von der Seite einer bevorzugten Form einer Sondendüse, welche in Verbindung mit der Sondenvorrichtung verwendet wird;

Figur 12 ist eine vergrösserte Draufsicht eines Ventils und der Mikrospritze, die in Figur 8 gezeigt ist;

Figur 13 ist ein vergrösserter, fragmentarischer Querschnitt des gleichbezifferten, eingekreisten Teiles von Figur 12;

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Figur l4 ist ein vergrössertes, schematisches Diagramm der Spritzen und des Ventils, die in Figur 8 gezeigt sind, während des Austragevorganges;

Figur 15 ist ein vergrössertes, fragmentarisches, schematisches Diagramm des in Figur lH gezeigten Ventils, während eines Beladungsvorganges;

Figur 16 ist ein fragmentarischer Aufriss von der Seite eines Teils der Abgabevorrichtung gemäss Figur 8;

Figur l6a ist ein Aufriss von vorn der abnehmbaren Platte der Abgabevorrichtung zusammen mit der hiermit verbundenen Vorrichtung;

Figur l6b ist ein fragmentarischer Aufriss von der Seite, ähnlich Figur 16 und zeigt eine zusätzliche Vorrichtung, die zur Betätigung der Abgabevorrichtung verwendet wird;

Figur 17 ist eine vergrösserte auseinandergezogene Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäss Figur l6;

Figur 18 ist ein schematisches Diagramm eines bevorzugten Kreises, der zur Regelung der Abgabevorrichtung verwendet wird;

Figur 19 erläutert bestimmte Signalwellenformen,welche durch den in Figur l8 gezeigten Kreis erzeugt werden;

Figur 20 ist eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Lichtfilters und eines Kommutatorrades, verwendet in Verbindung mmit der Analysiervorrichtung;

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Figur 21 ist eine Darstellung, welche die Absorption der Strahlungsenergie von verschiedenen Substanzen zeigt;

Figur 22 erläutert die Intensität des Lichtes, welches durch verschiedene Sektionen des in Figur 20 gezeigten Filtershindurchgelassen wird;

Figur 23 ist ein schematisches Blockdiagramm eines bevorzugten Systems gemäss der Erfindung;

Figur 2k ist eine schematische Zeichnung einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Verstärkers, der in Verbindung mit der Analysiervorrichtung verwendet wird;

Figur 25 ist ein schematisches Diagramm, welches eine bevrozugte Ausführungsform eines Detektorkreises, eines Filters und eines Summierkreises erläutert, welche in Verbindung mit der Analysiervorrichtung verwendet werden;

Figur 26 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine bevorzugte Form eines !Comparators und der Torvorrichtung, welche in Verbindung mit der Analysiervoi-richtung benutzt werden;

Figur 27 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine bevorzugte Form des Wandlerkreises und einen Teil einer bevorzugten Form eines Zähler- und Speicherkreises, welche . in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden;

Figur 28 ist ein schematisches Diagramm und erläutert einenanderen Teil einer bevorzugten Form eines Speicher- und Zählerkreises, welcher in Verbindung mit der Erfindung verwendet wird;

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Figur 29 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine bevorzugte Form eines Decodierkreises;

Figuren 30 bis 35 sind sehematische Diagramme und erläutern eine bevorzugte Form eines Teils eines Verarbeitungskreises, wie er in Verbindung mit der Erfindnng verwendet wird;

Figuren 35a und 35b erläutern die Art und Weise, in welcher Figuren 25 bis 35 angeordnet sein können für ein besseres Verständnis der Verbindungen zwischen den Schaltkreisen;

Figuren 36 bis 38 sind schematische Diagramme und erläutern die Steuersignale, welche von bestimmten Teilen des Verarbeitungskreises während der verschiedenen Verfahrensabschnitte erzeugt werden.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen enthält ein bevorzugtes System zum Analysieren von chemischen Proben grundsätzlich eine Küvettenvorrichtung 30, einen Karussell-Aufbau 110, einschliesslich einer Drehvorrichtung 168, einen Abgabeteil 200, eine Analysiervorrichtung ^00, ein Kontrollpult 506, einen Verarbeitunskreis 5^0 und einen Speicherkreis 562.

Küvettenvorrichtung

Unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis ^ umfasst die Küvettenvorrichtung 30 32 Abteilungen, in welchen 32 voneinander getrennte chemische Proben gemischt und für die Analyse gehalten werden können. Die Vorrichtung ist einstückig

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gebildet aus einem Acrylharz-Material, welches für UV-Licht durchlässig ist, beispielsweise aus Plexiglas V(81I)-IOOUVT von Rohm and Haas. Dieses Material bietet eine Anzahl von Vorteilen. Es ist relativ preiswert und, ermöglicht es deshalb, die Küvette nach. Gebrauch fortzuwerfen. Ausserdem besitzt das erwähnte Acrylharz ausgezeichnete optische Eigenschaften für den Durchlass von UV-Licht, welche von vielen anderen Acrylharzen nicht erreicht v/erden.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 4 enthält die -Küvettenvorrichtung 30 eine schräge, innere Seitenwand mit einer inneren Oberfläche 3¹J und einer äusseren Oberfläche 36· Die Küvettenvorrichtung 30 umfasst auch eine schräge, äussere Seitenwand HO mit einer inneren Oberfläche M2 und einer äusseren Oberfläche ¹J^. Die Seitenwände 32 und kO sind jede um einen Winkel von 15° gegenüber einer vertikalen Fläche geneigt. Es wurde gefunden, dass dies der notwendige Mindestwinkel ist, um zu verhindern, dass Flüssigkeit der Proben aus der Küvette herausspritzt, wenn diese darin hineingegeben wird.

Ein anderer Teil der Küvettenvorrichtung 30 enthält einen zylindrischenStellring 50 mit einer oberen Kante 52, einer unteren Kante 5^ und einer zentralen Achse 56. Der Stellring 50 bezeichnet eine Ventilationsöffnung 55> welche den Durchgang von Luft ermöglicht.

Die Vorrichtung 30 enthält weiter eine Lagerlippe 92, welche in der gezeigten Weise mit der äusseren Seitenwand ^O verbunden ist. Die Lippe 92 hat Einkerbungen, wie die Einkerbungen 9^ und 96, welche untereinander gleiche

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Abstände aufweisen und entlang eines Mittellinienradius einer Abteilung angeordnet sind.

Die Abstandsstücke 58 sind mit den Seitenwänden einstückig in einer fluidfesten Weise gebildet und ergeben so 32 voneinander getrennte Abteilungen 60 bis 91. Die Abteilungen liegen entlang einer Linie, die einen Kreis beschreibt. Der untere Teil eines jeden Abstandstückes ist in zwei Sektionen 57, 59 aufgeteilt, was jede der Abteilungen durch einen Luftraum 53 trennt. Dieses Merkmal ermöglicht es, mehrere Küvetten übereinander unterzubringen, wodurch der für die Lagerung notwendige Raum vermindert wird. Auseerdem ermöglicht es dieser Luftraum, dass das Fluid einer Inkubationsvorrichtung getrennt um jede Abteilung herumfliesst, wodurch die Zeit verlängert wird, welche man benötigt, um die Proben auf die richtige Temperatur zu bringen. Dieses Merkmal wird weiter unten genauer beschrieben. Jede der Abteilungen ist zur Aufnahme einer Analysenprobe ausgebildet. Der untere Teil jeder Abteilung ist mit einer Bodenwand versehen, welche einstückig mit den benachbarten Abstandsstücken und den Seitenwänden in einer fluiddichten Weise gebildet ist. Die als Beispiel dienenden Bodenwände ^8 haben gekrümmte obere Oberflächen welche bewirken, dass Fluid, welches in die Abteilungen ausgeschleudert wird, in eine wirbelnde Bewegung gerät, welche beim Mischen hilft.

Jede der Abteilungen 60 bis 91 ist gleich. Ihre Ausführung kann aus den beispielsweise gezeigten Abteilungen 67 und 83, wie in Figur 3 gezeigt, entnommen werden. Die Abtei-

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lung 67 enthält die Seitenwände und die Bodenwände, welche oben beschrieben wurden. Ausserdem enhält die Abteilung 67 flache, planare Teile 98 und 100, welche einen Fensterabschnitt 38 bilden. Ebenso enthält die Abteilung 83 die oben beschriebene Seitenwand und Bodenwand. Ausserdem enthält sie flache, planare Teile Io2 und 104, welche einen Fensterabschnitt 46 bilden. Es sei darauf hingewiesen, dass Teile 98, 100 entgegengesetzte planare Teile sind, die parallel zueinander angeordnet sind. Ebenso sind die Teile 102, 104 einander entgegengesetzte planare Teile, welche parallel zueinander sind und zu den Teilen 98 und 100. Wie man aus den Figuren 2 bis 4 ersieht, liegen die flachen, planaren Teile, welche die Fensterabschnitte bilden, in einer gemeinsamen Ebene und sind einstückig mit der Bodenwand und den Seitenwänden gebildet. Die Seitenwände 32 und 40 sind jeweils 1,016 mm dick, der Abstand zwischen den planaren Teilen 98 und 100 und der Abstand zwischen den planaren Teilen 102 und 104 beträgt in jedem Falle genau 1 cm.

Wie später genauer beschrieben wird, ergibt diese Anordnung der Fensterteile eine genaue Weglänge für den Analysierstrahl der Strahlungsenergie, wie man sie in den in manchen Systemen verwendeten Testrohrküvetten nicht findet. Ausserdem kann der Küvettenaufbau nach einer einzigen Verwendung weggeworfen werden, da der gesamte Küvettenaufbau aus einem verhältnismässig preiswerten Kunststoff hergestellt worden ist. Hierdurch wird eine Verunreinigung von einem vorhergehenden Gebrauch oder durch nicht ausreichende Reinigung verhindert. Der einmalige Gebrauch der Küvette ist von grosser Bedeutung, da dadurch die

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Notwendigkeit entfällt, grosse Mengen von Reagenz zu verwenden, um die vorherige Probe aus einer Durchflussküvette auszuwaschen. Durch den oben beschriebenen Küvettenaufbau wird die gleiche Abteilung einmal als Reaktionskammer und zum anderen als Analysierkammer für Strahlungsenergie verwendet. Hierdurch erreicht man eine wirtschaftliche Verfahrensweise und ein kompakteres System, als es sonst möglich wäre.

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Karusselaufbau

Wie in Pig. 1 und 5 bis 7 gezeigt, weist der Karusselaufbau ein zylindrisches Grundteil 112 auf, das Bühnen 114, 115 trägt. Die Bühne 114 trägt eine zylinderförmige Stützsäule 116, durch die durch ein Gebläse 118 zu Kühlzwecken Luft zirkuliert wird. Der Kopf der Säule 116 trägteine zylindrische Aussensäule 120.

Ein Inkubatoraufbau 122 weist eine im allgemeinen ringförmige Bad-Kammer 12¹J auf, die von einem Hohlbehälter 125 gebildet wird, der eine zylindrische Innenwand 126 und eine zylindrische Aussenwand 128 aufweist, deren erstere an die Säule 120 angeformt ist und die beide von einem gut wärmeleitenden Material, wie Aluminium oder Kupfer, gebildet werden. In den Wänden 126 und 128 sind Fenster vorgesehen, die einen leichten Hindurchtritt von Strahlungsenergie gestatten entsprechend dem Zusammenwirken mit einer später beschriebenen Analyse-Vorrichtung. Die Bad-Kammer 12¹I ist, wie in Fig. 5 gezeigt, bis zur Höhe A mit Wasser gefüllt. Das V/asser wird von einem Heizelement 129 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, und das Heizelement wird von einem Thermistor IJl und einem manuell einstellbaren (nicht eingezeichneten) Kontrollschalter geregelt. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der Inkubator dazu eingesetzt, die in den Küvetten-Abteilen gehaltenen Proben auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten. Die Küvetten-Abteile sind, wie oben beschrieben, getrennt, so dass Wasser des Inkubator-Aufbaus 122 an jede Probe angrenzend frei strömt. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Anordnung die Proben schneller auf Temperatur gebracht und die Proben auf einer gleichmässigeren Temperatur gehalten werden, als es bisher möglich gewesen ist.

Wie -weiter in Fig. 1 und 5 gezeigt, ist der Aufbau 110 mit einer bewegbaren Positionierbühne 130 versehen, die ein zylindrisches Randteil 132 und einen ringförmigen Proberohr-Halter 13^ aufweist. Der Halter weist ein horizontales Ringteil 136 auf, das mit Löchern zur Aufnahme von 32 Proberohren (allgemein mit 138 bezeichnet) versehen und zur beispielsweisen Erläuterung hier als die Proberohre I¹IO, I¹Il aufweisend dargestellt ist. Jedes

-Cl-

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der Proberohre liegt auf einem mit einem entsprechenden Küvetten-Abteil gemeinsamen Radius. Der Halter weist ferner ein vertikales, ringförmiges Halteteil 142 auf. Gemäss der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden die Proberohre dazu eingesetzt, Chemikalienproben zu halten, bevor diese mit einem zweckentsprechenden Reagens zur Bildung einer Probe für die Analyse vermischt werden. Die Rohre werden von elastischen Federklemmen, wie z. B. l43j 14*1, gegen den Halter angedrückt bzw. elastisch gehalten. Die Klemmen sind am Randteil 132 befestigt.

Die Positionier- oder Einstellbühne 130 weist ferner einen erhabenen, ringförmigen Teil 1M6 auf, das auf seiner Unterseite ein Anschläge aufweisendes, kreisförmiges Einstellteil 148 trägt. Das Teil 145 ist mit einem Anschlag gegenüber jedem Proberohr und entsprechenden Küvetten-Abteil versehen, so dass jede Probe während des AnalyseVorgangs genau in eine vorbestimmte Analyselage gebracht werden kann. Die gesamte Einstellbüline ist mittels nicht gezeigter Einrichtungen drehbar auf der Bühne 115 vorgesehen. Die Innenränder der Bühne 130 sind mit Führungen, wie I¹JS), 150, ausgestattet, die mit den entsprechend geformten Nuten der Lippe 92 des Küvettenaufbaus 30 zusammenwirken. Durch die Führungen erhält der Küvettenaufbau eine genaue Lage auf der Bühne und Drehbarkeit mit dieser.

Der zylindrische Randteil 132 weist 32 Gruppen von 5 codierten Löchern auf, die an eine von jedem Küvetten-Abteil ausgehende Radiallinie angrenzend gebohlt sind. Als Beispiel ist eine Gruppe 152 solcher codierter Löcher in Fig. 6 dargestellt. Wie in Fig. 5 zu ersehen, wird durch die codierten Löcher von einer Lichtleitung 156 Licht zu einer Anzahl ortsfester Phototransistoren 15¹I hindurchtreten gelassen. Die codierten Löcher dienen dazu, wie später näher erläutert, einen binären Identitätscode zu erzeugen, der jedes Proberohr und entsprechende Küvettenabteil, das in die Analysierposition bewegt wird, eindeutig identifiziert, d. h. jedes der Proberohre und entsprechenden Küvettenabteile wird durch eine andere Anordnung codierter Löcher identifiziert, die erkannt bzw. gelesen und zur Auslösung bestimmter Maschinen-

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funktionen herangezogen werden kann. Die Art und Weise der Anordnung von Zellen 15²J derart, dass der binäre Lochcode erkannt wird, ist dem Fachmann vertraut.

Wie in Fig. 5 gezeigt, befindet sich in einer Kammer 160, die 1 Position vor der Analysier-Position liegt, ein Proberohr-Detektoraufbau 158, der mit einem um einen Stab 16¹I drehbaren Pendel versehen ist, das normalerweise in den Weg der Proberohre I38 ei nschwingt und in dieser Lage das Schliessen eines Quecksilberschalters 166 bewirkt. Wenn ein Proberohr in eine Position gegenüber Aufbau 158 gelangt, wird das Pendel 162 in die in Fig. 5 gezeigte Lage bewegt, wodurch Schalter 166 sich öffnet. Der Aufbau 158 arbeitet in einer nachfolgend noch beschriebenen Weise so, dass die Normalarbeit des Systems unterbrochen wird, wenn sich in einer speziellen Position im Ringteil I36 kein Proberohr befindet.

Der Karusselaufbau 200 weist ferner einen zyklischen Mechanismus 168 auf, der in Fig. 7 gezeigt ist und eine Spule 17O aufweist, die einen um ein Lager 17^ drehbaren Betätigungsarm 172 mit oberem Arm 171 und unterem Arm 173 betätigt, sowie einen Metallbalg 176, der normalerweise ölgefüllt ist und über dem sich und mit ihm durch ein Klappenventil 178, das die ölbewegung steuert, verbunden ein flexibler Kappenabschnitt 177 befindet. Eine auf dem Betätigungsarm 172 befestigte Feder I80 drückt einen Rollenarm 182 in Richtung nach oben (wie in Fig. 7 gezeigt), an dessen äusserem Ende drehbar eine Rolle 18¹I vorgesehen ist, die in Kontakt mit den Anschlägen des Einstellteils 1^8, wie z. B. Rasten 185, 186, gedrückt wird. Das Einstellteil I'l8 ist, wie oben beschrieben, fest mit der Einstellbühne 130 verbunden, die auf sich die Küvette 30 trägt. Die Andruckwirkung der Feder I80 stellt zu allen Zeiten die präzise Positionierung der Einstellbühne sicher.

Der zyklische Mechanismus arbeitet folgendermassen: Wenn die Spule 170 betätigt wird, drückt sie den oberen Arm 171 nach rechts (wie in Fig. ¹J gezeigt) und unteren Arm I73 nach oben, wodurch der Balg I76 in Richtung nach oben zusammengedrückt wird. Der mit öl gefüllte Balg wirkt dieser Druckkraft entgegen, und zur Entlastung des Öldrucks öffnet sich das Klappenventil 178, wodurch öl aus dem Balg frei in den flexiblen Kappen-Abschnitt 177 strömen

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kann. Bei der Bewegung des oberen Arms 171 nach rechts tritt die Rolle 184 aus der Raste 185 aus, um in eine neue Position in Raste 186 zu gelangen. Die vorstehende Bewegung des Betätigungsarms erfolgt ausserordentlich rasch, so dass die Karussel-Einstellbühne 130 vorübergehend in einer stationären Lage bleibt. Am Ende des Spulenarbeitstaktes erreicht der Betätigungsarm die in Fig. 7 strichpunktiert eingezeich nete Lage. Die Spule wird zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet, worauf der Metallbalg auf Grund seiner Elastizität den Betätigungsarm in Richtung zu seiner ursprünglichen Lage hin beaufschlagt. Die Rückführung des Betätigungsarms in seine ursprüngliche Lage wird durch das Sichschliessen von Klappenventil I78 gedämpft. Das Klappenventil ist in sich mit einer öffnung versehen, so dass ein Leckeintritt des Öls in den Metallbalg mit .vorbestimmter Geschwindigkeit möglich ist und hierdurch dem Betätigungsarm eine glatte, stetige Rückführbewegung erteilt wird. Im Ergebnis wird, wenn der Betätigungsarm in seine anfängliche Lage zurückgeführt wird, die Raste 186 in die zuvor von Raste I85 eingenommene Position bewegt, so dass die Einstellbühne I30 um eine Position vorwärtsgeführt wird. Während der Vorwärtsführung der Einstellbühne werden auch die Küvetten-Abteile um eine Position weitergeführt.

Die Normallage des Betätigungsarms wird mittels eines Anschlaghebels 188 mit Einstellschraube I89 eingestellt, so dass die Einstellbühne den Küvetten-Aufbau nach jedem Spulenarbeitstakt in einer exakten, vorbestimmten Position hält. Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben, ergibt der zyklische Mechanismus eine schrittweise Vorwärtsbewegung der Küvetten-Abteile in den Weg eines Analysierstrahls.

Ausgabe-Aufbau

Wie'in Fig. 8 und 9 gezeigt, weist der.Ausgabe-Aufbau 200 einen Rahmen 202 mit Fussteil 203 und Montageplatten 206 bis 208 auf.

Der Ausgabe-Aufbau ist ferner mit einem Sonde-Halteaufbau 212 mit Vertikalträgern 21*i und 216 versehen, die ihre Lagehalterung einerseits durch einen oberen, mit Stiften 22O₃ 221 angelenkten

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Arm 2l8 und andererseits einen unteren, mit Stiften 224, 225 angelenkten Arm 222 erfahren. Mit einem Schlauch 226 wird das Fluid einem Sondenaufbau 260 zugeführt, der auf dem Träger 216 angeordnet ist.

Der Ausgabe-Aufbau 220 weist ferner einen Vertikaleinstellmechanismus 230 auf, der mit einer auf- bzw. abwärts wirkenden Spule 232 versehen ist, die eine Stösselstange 233 mit oberem Ende 234 in ihrer Längsrichtung betätigt. Die Stange 233 ist starr mit einem Kolben 235 im Zylinder 236 verbunden, wobei der Kolben normalerweise unter der Wirkung einer Spiraldruckfeder 237, die sich in dem Zylinder unter dem Kolben befindet, unter Andruck in Richtung nach oben steht. Im Ergebnis befindet sich der Sondenhalteaufbau normalerweise in der in Fig. 8 voll ausgezogen eingezeichneten Lage (d. h. in der Obenlage). Der Zylinder 236 ist drehbar über ein unteres Lager 238 an der Platte 206 und drehbar über ein oberes Lager 239 an der Platte 207 befestigt. Einstellbare Anschläge 240 und 241 wirken mit einer auf dem Sondenhalteaufbau vorgesehenen Stange 242 zusammen und bestimmen die unterste Lage des Sondenaufbaus, wenn sich dieser in seiner Lage über den Proberohren bzw. der Küvette befindet.

Der Ausgabeaufbau 200 ist ferner mit einem horizontalen Positioniermechanismus 244 versehen, dessen Spiralfeder 246 mit einem Ende mit der Platte 207 und anderem Ende mit dem Zylinder 236 verbunden ist und normalerweise den Sondenhalteaufbau in die in Fig. 9 voll ausgezogen eingezeichnete Lage drückt (d. h. in die "Proberohr"-Position).

Mittels einstellbarer Anschläge 248 und 249 wird die Lage des Sondenhalteaufbaus in seiner Position über den Proberohren bzw. dem-Küvettenaufbau gelenkt. Der Mechanismus 244 weist ferner eine Drehspule 250 auf, die eine Stösselstange 252 in Richtung ihrer Längsachse betätigt, welche über Stifte 255 und 256 und einen Arm 257 mit einer Halterung 254 verbunden ist, die ihrerseits starr mit einer Seite des Zylinders 236 verbunden ist.

Wie in Fig. 10 und 11 gezeigt, weist der Ausgabe-Aufbau ferner

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eine Sondenanordnung 26θ auf, die mit einer Düse 262 aus rostfreiem Stahl mit Vorderlauf 263» Hinterlauf 261\ und Endpunkt 261 versehen ist. Der Vorderlauf hat einen Innendurchmesser von O,38l mm und Aussendurchmesser von 0,508 mm (0,015 bzw. 0,020 Zoll) und der Hinterlauf einen Innendurchmesser von 0,381 mm und Aussendurchmesser von 0,813 mm (0,015 bzw. 0,032 Zoll) bei einer Düsengesamtlänge von 9»9 mm (0,39 Zoll). Wie die Fig. 10 zeigt, ist die Düse so in ein Rohr 266 eingesetzt, dass ihr Hinterlauf vollständig" von dem Rohr umschlossen wird, über dem Rohr 266 ist in der eingezeichneten Lage eine Lotstange 267 vorgesehen, um das Rohr 266 in eine präzise Lage in der entsprechenden Einkerbung im Haltearm 216 bringen zu können. Das Rohr 266 endet in einem konischen Teil 268, der mit dem entsprechend geformten Rohr 226 wie in Pig. 8 gezeigt zusammenwirkt.

Es wurde gefunden, dass die Abmessungen der Düse für die wirksame und genaue Abgabe organischer Flüssigkeiten, wie Blutserum, kritisch sind. Speziell hat sich gezeigt, dass der Innendurchmesser der Düse zwischen 0,25 und 0,5 mm (0,010 bzw. 0,020 Zoll) liegen soll. Eei einem wesentlich unter 0,25 mm liegenden Düsendurchmesser neigt die Düse zur Vollsetzurig durch jeglichen in dem System befindlichen Fremdstoff. Bei einem wesentlich über 0,5 mm liegenden Innendurchmesser der Düse treten zwei Probleme auf:

1. Die Geschwindigkeit der Austragung reicht nicht aus, um eine adäquate Verrührung oder Mischung des Reagensfluides und des Blutserums zu ergeben.

2. Die Lenkung des Meniskus des Fluides am Endpunkt der Düse wird schwierig. Z. B. könnte der untere Teil des Meniskus abbrechen, wodurch die Genauigkeit der überführten Fluidmenge herabgesetzt würde.

Der Aussendurchmesser der Düse soll so klein gehalten werden, wie es sich mit einem angemessenen Grade an Werkstoff- bzw. konstruktiver Festigkeit in Einklang bringen lässt; hierdurch wird die Fläche der Düse, die durch das Blutserum benetzt wird, verkleinert und eine Gutmitnahme minimal gehalten.

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Der Ausgabe-Aufbau ist ferner mit einem Mischmechanismus 270 versehen, der - wie in Fig. 8 und 12 bis 15 gezeigt - mit einem Reagens-Vorratsbehälter 272 versehen ist, in dem sich ein Reagensfluid befi ndet, das mit in Proberohren 138 gehaltenen Proben zur Herstellung von Proben für die verschiedenen Küvetten-Abteile vermischt wird. Das Reagens-Reservoir weist ein Tauchrohr 273» einen Deckel 27*1 und ein mit dem Tauchrohr verbundenes Übertragungsschlauchteil 275 auf.

Wie in Fig. 12 bis lH gezeigt, ist der Mischmechanismus ferner mit einer Kleinspritze (Microsyringe) 280 mit einem Fassungsvermögen von 50 Mikroliter versehen, die einen Glaszylinder 281 und eine Spitze 282 aus rostfreiem Stahl aufweist, die einen Aussenzylinder 283 bilden. In dem Aussenzylinder 283 gleitbar ist ein einen Innenzylinder 285 bildender Hohlstempel 28'J angeordnet. Die Zylinder 283 und 285 bilden miteinander einen Hohlraum 286 mit Einlassöffnung 287 am Ende der Spitze 282 und einer Auslassöffnung 288 am Ende des Stempels 284. Die Spitze 282 ist mit einem Rohr bzw. Schlauch 226 verbunden, das, zusammen mit dem Sondenaufbau 260, einen Durchlass zu der Sondendüsespitze 26l bildet.

Wie in Fig. 14 gezeigt, weist der Mischmechanismus ferner eine Grossspritze (Macrosyringe) mit einem Fassungsvermögen von 2500 Mikroliter auf, die mit 290 bezeichnet ist und eine Spitze

292 aus rostfreiem Stahl aufweist, die in einen Glaszylinder 291 eingesetzt ist, der einen Zylinder 293 bildet. In dem Zylinder

293 vermag ein voller Glasstempel 29¹I zu gleiten. Der Zylinder bildet einen Hohlraum 295 mit einer Eintrittsöffnung 296 am Ende der Spitze 292, die mit einem Rohr bzw. Schlauch 298 verbunden ist.

Wie in Fig. 1*1 und 15 gezeigt, sind die Klein- und die Grossspritze mit einem Dreiwegventil 300 verbunden, das ein Gehäuse und ein Ventilelement 302 aufweist, welch letztgenanntes Kanäle 303, 304 ausbildet, die in Verbindung mit verschiedenen Einlassen

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305 bis 307 gebracht werden können. Die Austrittsöffnung 288 von Stempel 28¹J ist starr mit dem Einlass 3O6 von Ventil 3OO verbunden. Das Ventil bildet, wie in Fig. Ik gezeigt, in seiner Austrage-Stellung zusammen mit Schlauch 298 einen Durchlass, der von Austrittsöffnung 288 der Kleinspritze 280 zur Eintrittsöffnung 296 der Grossspritze 290 reicht. Wie in Fig. 15 gezeigt, bildet Schlauch 275, wenn sich das Ventil in seiner Einträge-Stellung befindet, zusammen mit diesem und dem. Schlauch 298 einen Durchlass, der von dem Reagens-Reservoir 272 zur Eintrittsöffnung 296 reicht.

Wie in Fig. 8, l6, l6a, l6b, und 17 gezeigt, ist die Ausgabeeinheit ferner mic einem Betriebsmechanismus 3IO versehen, der einen Horizontalträger 31¹J aufweist, der die Zylinder. 28l und der Spritzen 280 und 290 mit dem Rahmen starr verbindet, sowie einen weiteren Horizontalträger 315 j der das Reservoir 272 mit dem Rahmen verbindet. Der Mechanismus 310 weist ferner eine abnehmbare Platte 311 auf, die über eine' Halterung 326 mit Ventil und mit Stempel 29*J der Grossspritze 290 verbunden und ferner über eine (nicht eingezeichnete) Schraubenverbindung mit einem Schlitten 312 verbunden ist. Durch einfaches Entfernen dieser Schrauben kann der gesamte in Fig. l6a gezeigte Plattenaufbau abgenommen werden. Dies stellt ein wichtiges Merkmal dar, da es die Auswechslung der Klein- und der Grossspritze und des Vorratsbehälters zwecks Durchführung verschiedener Bestimmungen erleichtert. Durch Abnehmen des einen Plattenaufbaus und Anbringung eines anderen kann die Vorrichtung innerhalb von Sekunden auf eine andere Bestimmung umgestellt werden. Die Platte 311 ist mit einem Anschlagteil 313 versehen, das durch Befestigung gegenüber mehreren verschiedenen Löchern 313a in der Platte verstellbar ist und durch Angreifen an einem Mikroschalter 363a, der über einen-Bügel 319 an dem Rahmen befestigt ist, die untere Lage der Platte 3II bestimmt. Die Platte 311 trägt noch ein weiteres Anschlagteil 321, das mit einem weiteren Mikroschalter 363b zusammenwirkt, um die obere Lage der Platte zu bestimmen. Der Schlitten 312 vermag sich längs einer Vertikalwelle 316 zu bewegen, die zwischen Grundplatte 203 und Horizontalplatte 317

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sitzt, und ist mit der Stange J>l6 durch Linearlager 318, 320 verbunden, die in vertikaler Richtung längs der Stange gleitbar sind. Der Schlittenantrieb erfolgt durch eine Zahnstange 322, die mit einem später beschriebenen Ritzelantrieb zusammenwirkt .

Wie in Fig. 16 und 17 gezeigt, weist der Betriebsmechanismus weiter einen Kupplungsaufbau 327 auf, dessen Elektromotor mit seinem Rotor über eine (nicht eingezeichnete) Welle mit einer Kupplungsplatte 330 verbunden ist, welch letztgenannte eine Ventilantriebsplatte 332 mit Anschlägen 333, 33^ über einen Kupplungsbelag 336 von geringem Koeffizienten antreibt. Die Antriebsplatte 332 ist über ein Loch 3*12 mit einer Welle 338 mit Schlitz 339 verstiftet. Die Anschläge 333, 33¹J wirken mit Anschlagteilen am Rahmen zusammen, die eine Umdrehung der Welle 338 um mehr als 90 verhindern. Schlitz 339 wirkt mit einem Steg 3*10 des Ventilelements 302 zusammen im Sinne der Bewegung des Ventilelements zwischen den Austrage- und Einträge-Stellungen (Fig. 14 und 15). Die Kupplungsplatte treibt ferner eine Ritzelantriebsplatte 3Hh mit Schlitz 3^5 über einen Kupplungsbelag 3^6 von hohem Koeffizienten an, und mit der Antriebsplatte ist über einen nicht gezeigten Stift, der durch ein Loch 35O in den Schlitz 3^5 ragt mit einem Ritzel 3^8 verbunden. Diese Anordnung erlaubt eine Bewegung der Kupplungsplatte um 90 , bevor ein Antrieb des Ritzels erfolgt. Der gesamte Kupplungsaufbau wird von einer Halteplatte 352, Schrauben 353, Federn 35*t und Muttern 355 zusammengehalten.

Wie in Fig. 18 gezeigt, weist der Betriebsmechanismus ferner einen Ausgabe-Steuerkreis 36O auf, der grundlegend mit einem Motorschaltkreis 362 mit Mikroschaltern 363a und 363b, die am Rahmen benachbart dem Schlitten angebracht sind, versehen ist. Mit den Mikroschaltern treten während des Betriebes des Ausgabeaufbaus die Anschlagteile 313 und 312 am Schlitten in Wirkverbindung. Der Motorschaltkreis beeinflusst die einen Teil des Motors 328 bildenden Wicklungen J>6h und 36£\über Leitungen 367,

■*ca j TCn durch Signale

368 und 369.

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Der Ausgabe-Steuerkreis weist ferner einen Steuerkreis 370 für die Aufwärts-Abwärts-Magnetanordnung bzw. -spule auf, der eine Wicklung 372 der Aufwärts-Abwärts-Magnetanordnung 232 über Leitungen 373, 374 beeinflusst, sowie weiter einen Drehmagnet anordnungs-Kreis 376, mit dem eine Wicklung 378 der Drehmagnet anordnung 250 über Leitungen 379, 380 beeinflusst wird.

Arbeitsweise des Ausgabe-Aufbaus

Nachfolgend sei die Arbeitsweise des Ausgabe-Aufbaus unter der Annahme beschrieben, dass ein Proberohr l*!0 und sein entsprechendes Küvetten-Abteil 83 in die in Fig. 8 und 9 gezeigte Position gebracht werden, wobei weiter unterstellt sei, dass das Proberohr I¹IO eine wässrige Lösung, wie Blut oder dergleichen, enthält und dass aus dem Mischaufbau Luft entfernt worden ist.

Wie oben erwähnt, drücken die Federn 237 und 2^6 normalerweise den Probehalteaufbau in seine Obenstellung über den Proberohren (d. h. in die in Fig. 8 voll ausgezogen und in Fig. 9 strichpunktiert eingezeichnete Stellung). Das Arbeiten des Ausgabe-Aufbaus beginnt (vergl. Fig. 18 und 19) durch Zuleitung eines negativen Impulses über die Austrageleitung 713 zum Motorsteuerkreis 362, wodurch der Motorsteuerkreis in der in Fig. 19 gezeigten Weise über die Wicklung J>6H des Motors 328 ein Signal, Dl erzeugt, auf Grund dessen wiederum der Motor 328 die Kupplung 330, die Ventilantriebsplatte 332, die Welle 338 und den Steg 3¹JO des Ventilelements 302 um 90° dreht, so dass das Ventilelement in die in Fig. 15 gezeigte Lage gelangt. Wie in Fig. 19 gezeigt, erfordert die Umdrehung des Ventilelements 302 ungefähr 1,16 Sek.

Während sich Ventilelement 302 in der Drehung befindet_s gibt der"Aufwärts-Abwärts-Magnet-Kreis 37Ο ein Signal D3 (Fig. 19) an die Wicklung 372 der Aufwärts-Abwärts-Magnetanordnung 232 ab, wodurch, wie in Fig. 8 gezeigt, die Spule 232 die Stösselstange 235 rasch nach unten bewegt und hierdurch den Endpunkt 261 des Sondenaufbaus 260 unter den Spiegel der im Proberohr I¹IO

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gehaltenen Flüssigkeit auf die Höhe F senkt. Mit anderen Worten, der Probehalteaufbau 212 wird in die in Fig. 8 strichpunktiert eingezeichnete Lage (d. h. die Einträge-Position) gesenkt. Durch richtige Einstellung von Anschlagteil 2¹JO wird der Endpunkt 261 um nicht mehr als 2 mm unter die Flüssigkeitsoberfläche gebracht. Es hat sich gezeigt, dass dies ein wichtiges Merkmal darstellt, da der Betrag an Oberfläche der Sondendüse, die mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, herabgesetzt wird.

Nachdem sich der Sondenaufbau in seiner Einträge-Position befindet und nachdem sich Ventilelement 302 in die in Fig. 15 gezeigte Lage gedreht hat, greift der in die öffnung 350 im Ritzel 348 (Fig. 17) gisetzte Stift am Ende des Schlitzes 345 an, was zur Drehung des Ritzels führt. Das sich drehende Ritzel treibt Zahnstange 322 und Schlitten 312 in Richtung nach unten (Fig. 16). Da der Schlitten 312 an Stempel 294 und Ventil 300 befestigt ist, werden die Kolben der Spritzen von den Spritzenzylindern weggezogen, wodurch die von den Spritzen gebildeten Räume sich erweitern. Bei dieser Arbeitsweise wird eine kleine Menge Fluid aus den Proberohr l40 durch den Endpunkt 261 des Sondenaufbaus in die Düse 262 gezogen. Normalerweise beträgt die Fluidmenge ungefähr 10 Mikroliter. Gleichzeitig wird Reagens fluid aus dem Reservoir 272 durch den Schlauch 275» das Ventilelement 302 und den Schlauch 298 in den Zylinder der Spritze 290 gezogen. Zur Erreichung der vorstehenden Ergebnisse wird der Schlitten 312 in ungefähr 1,46 Sek. ungefähr 1/2 Zoll (1,3 cm) nach unten bewegt. Wenn sich Schlitten 312 genügend nach unten bewegt hat, um am Mikroschalter 362a (Fig. 18) anzugreifen, wird das Signal Dl beendet, und der Schlitten bleibt stehen. Wenn grössere Fluidmengen in den Probeaufbau zu ziehen sind, kann der Schlitten 312 um einen zusätzlichen Betrag nach unten geführt werden, indem nian das Anschlagteil 313 in die entsprechende Lage bringt. Nachdem der Schlitten 312 in seiner Untenlage angehalten hat, so dass die Bewegung der Stempel 284, 294 aufgehört hat, bewirkt der Betriebsmechanismus, dass Düse 262 mindestens 0,1 Sek. in dem, Fluid gehalten wird. Nach Verstreichen des Ojl-Sek.-Intervalls wird Wicklung 372 des Aufwärts-Abwärts-Magneten 232 von D3 ent-

- CIl -

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lastet (Pig. 19). Zu diesem Zeitpunkt bewirkt Feder 237 eine rasche Beschleunigung der Sondendüse von der Flüssigkeit im Proberohr 1*10 weg in Aufwärtsrichtung. Dies ist ein wichtiges Merkmal, da sich durch die rasche Aufwärts-Beschleunigung die Sondendüse von der Flüssigkeit im Proberohr 140 trennt bzw. losreisst, ohne dass auch nur ein Tropfen Flüssigkeit auf der Düse selbst festgehalten würde. Der Sondenaufbau setzt seine Beschleunigung bzw. Bewegung nach oben fort,' bis er die in Fig. voll ausgezogen eingezeichnete Lage erreicht.

Nachdem sich der mit der Charge versehene Sondenaufbau in seiner Obenstellung befindet, führt der Drehmagnet-Kreis 376 ein Signal D4 (Fig. 19) an der Wicklung 378 der Drehmagnetanordnung 250 herbei (Fig. 18), wodurch die Magnetanordnung 250 die Stösselstange 252 in Richtung auf sich selbst antreibt (Fig. 9) und wodurch wiederum eine Bewegung des Sondenhalteaufbaus aus der in Fig. 9 strichpunktiert eingezeichneten Lage in die voll ausgezogen eingezeichnete Lage herbeigeführt wird.

Zu der gleichen Zeit, zu der der Sondenhalteaufbau zur Küvette gedreht wird, bewirkt der Motorsteuerkreis 362 die Zuleitung eines Signals D2 (Fig. 19) zur Wicklung 366 des Motors 328 (Fig. 18), wodurch die Richtung der Kupplungsplatte 330 umgekehrt wird, so dass das Ventilelement 302 in seine ursprüngliche, in Fig. 14 gezeigte Lage zurückkehrt. Dieser Vorgang erfordert .ungefähr 1,16 Sek.

Während sich das Ventilelement- 302 in die in Fig. 14 gezeigte Lage dreht, beaufschlagt der Aufwärts-Abwärts-Magnet-Steuerkreis 37Ο erneut die Wicklung 372 der Aufwärts-Abwärts-MagnetanOrdnung 232 (Fig. 18) mit einem Signal D3, wodurch der Endpunkt 261 des Sondenaufbaus in das Abteil 83 der Küvette auf die Höhe G (Fig. 5) gesenkt wird, die so berechnet ist, dass sie nicht mehr als 2 mm unter dem Endniveau des Flüssigkeitsstandes liegt, der sich im Abteil 83 ergibt, nachdem der Sondenaufbau ausgetragen wurde. Dieses Endniveau ist in Fig. 5 als Höhe H gezeigt. Wie oben erwähnt,

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ist eine Senkung des Düsenendpunktes 261 auf exakt cHe Höhe G durch Einstellen von Anschlagteil 2¹Il möglich. Dies ist ein wichtiges Merkmal, da die Erfahrung gezeigt hat, dass auf der Sondendüse eine Flüssigkeitsblase verbleibt, wenn der Düsenendpunkt 26l nicht leicht unter das Flüssigkeits-Endniveau reicht. Wenn der Düsenendpunkt über diesem Niveau bleibt, wird auf der Düse eine Fluidblase festgehalten, wodurch sich eine Tendenz zur Verunreinigung der als nächstes hergestellten Probe ergibt. In gleicher Weise wird, wenn der Düsenendpunkt zu weit unter das Endniveau reicht, ein übergrosser Bereich der Düse benetzt, so dass eine überhöhte Menge an Probefluid in das nächste Abteil mitgeschleppt wird.

Nachdem sich Ventilelement 302 in die in Fig. 14 gezeigte Lage gedreht hat, greift der Stift im Loch 350 des Ritzels 348 am entgegengesetzten Ende von Schlitz 345 an, wodurch die Zahnstange 322 und der Schlitten 312 in Richtung nach oben (wie in Fig. 16 gezeigt) angetrieben werden. Im Ergebnis werden die Stempel 284 und 294 in die Zylinder 28l und 291 der Spritzen 280 bzw. bewegt, und diese Bewegung verkleinert die Grosse der von den Spritzen 280 und 290 gebildeten Räume, so dass das sich in dem Sondenaufbau 260 befindende Probefluid in das Küvetten-Abteil und das im Zylinder 295 gehaltene Reagensfluid durch Schlauch 298, Ventil 3OO, Stempel 284, Zylinder 283 der Kleinspritze 280, Schlauch 226 u»d Sondenaufbau 260 in das Küvetten-Abteil 83 ausgetrieben wird. Der Schlitten setzt seine Bewegung nach oben fort, bis das Anschlag-Teil 321 den Mikroschalter 363b betätigt und hierdurch Signal D2 beendet und der Schlitten stillgesetzt wird. Die obige Austragemethode stellt ein wichtiges Merkmal dar, da das Reagensfluid durch die Kleinspritze 280, den Schlauch 226 und den Sondenaufbau geleitet wird, nachdem die Fluidprobe aus. dem Proberohr in das Küvettenabteil ausgetrieben worden ist. Dieser Vorgang ergibt eine Reinigung dieser Teile von dem Probefluid, wodurch das System für die Mischung einer weiteren Probe mit einem weiteren Anteil an Reagensfluid vorbereitet wird. Zur Erzielung einer adäquaten Spülung soll die Menge an durch den Sondenaufbau ausgetragenem Reagensfluid mindestens das 1Ofache

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der Menge an ausgetragenem Probefluid betragen. Das richtige Verhältnis von Reagens zu Probefluid wird erhalten, indem man die relativen Grossen der Klein- und Grossspritze entsprechend einstellt.

Wie oben erwähnt, führen der gewölbte Boden und die winkelig angestellten Seitenwände der Küvette dazu, dass das von dem Sondenaufbau ausgetragene Fluid in jedem Küvetten-Abteil' schwenk- bzw. wirbelartig gemischt wird. Nachdem die Probe- und Reagensfluide vollständig ausgetragen sind, ist das Niveau der sich ergebenden Probe im Abteil 83 auf die Höhe H (Fig. 5) gestiegen, die 1 bis 2 mm über der Höhe liegt, auf der sich der Endpunkt 261 der Sondendüse befindet. Nachdem Schlitten 312 in seiner Obenlage angehalten hat, bewirkt der Betriebsmechanismus ein Verbleiben des Düsenendpunktes 261 unterhalb Höhe H von mindestens 0,1 Sek. Dauer. Nach Verstreichen dieses Zeitintervalls schaltet der Aufwärts-Abwärts-Magnet-Steuerkreis 37O das Signal D3 von der Wicklung 372 der Aufwärts-Abwärts-Magnetanordnung 232 ab, wodurch wiederum die Feder 237 den Sondenaufbau rasch in Richtung nach oben und von dem Probefluid im Abteil 83 weg beschleunigt. Hierauf wird Signal D4 von der Wicklung 378 der Drehmagnetanordnung 250 abgeschaltet,wodurch die Feder 246 den Sondenhalteaufbau von der Küvette weg in die in Fig. 9 strichpunktiert eingezeichnete Lage über den Proberohren bewegt. An diesem Punkt steht der Ausgäbe-Aufbau für einen weiteren Arbeitstakt bereit, sobald ein weiteres Proberohr und Küvetten-Abteil durch die zyklische Transporteinrich tung in die Ausgabe-Position bewegt werden.

Analysiervorrichtung

Wie in Fig. 5 und 20 bis 22 gezeigt, weist die Analysiervorrichtung· 400 eine Erzeugungsapparatur mit einer Lichtquelle 402 mit Faden 404 auf, der Licht im gesamten sichtbaren und UV-Spektrum erzeugt. Die Lichtquelle wird von einer Feder 403 und einer Schaltplatte 405 in einem Sockel 401 gehalten. Die Lichtquelle führt Licht dem rohrförmigen Lichtleiter 156, den Linsen 406, 407,

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welche das Licht durch einen Spiegel auf ein ringförmiges, auf einer Scheibe 410 befindliches Filter 412 fokussieren, und einem Kommutatorring der Scheibe 410 zu, welch letztgenannte um eine in ihrer Mitte liegende Achse /ill umläuft.

Wie am besten in Fig. 20 zu sehen, weist das Filter 412 ein Paar Filtersegmente 4l4, 4l6 auf, die um l80 gegeneinander versetzt sind, die identisch sind und die Strahlungsenergie nur im Bereich einer speziellen Wellenlänge Ll hindurchtreten lassen. Das Filter 412 weist auch ein Paar Filtersegmente 4l8, 420 auf, die gegeneinander um l80° versetzt und ebenfalls identisch sind und Strahlungsenergie nur im Bereich einer anderen Wellenlänge L2 hindurchtreten lassen. Das Filter 412 weist weiter ein Paar Filtersegmente 422, 424 auf, die gegeneinander um l80° versetzt und identisch sind und Strahlungsenergie nur im Bereich einer dritten Wellenlänge L3 hindurchtreten lassen. Während, wie für den Fachmann verständlich, für die vorstehend beschriebenen Filtersegmente normalerweise zu erwarten sein würde, dass sie Strahlungsenergie in einem engen Frequenzband im Bereich der Wellenlängen Ll bis L3 hindurchtreten lassen, sind sie im Interesse einer klareren Beschreibung hier so betrachtet und erörtert, als ob sie Strahlungsenergie nur bei den exakten Wellenlängen Ll bis L3 hindurchtreten lassen. Das Filter 412 ist so ausgelegt, dass Strahlungsenergie derjenigen Wellenlängen, bei denen ein Hindurchtritt durch ein Filtersegment-Paar erfolgt, von den anderen Filtersegment-Paaren nicht hindurchgelassen wird. Das Filter 4l2 weist auch opake Segmente 426 bis 429 auf, die einen Licht-Hindurchtritt verhindern und einen Nullstrahlungs-Bezugswert ergeben.

Zum richtigen Einsatz des Filters 412 müssen die Wellenlängen Ll bis- L3 entsprechend den Strahlungsenergie-Absorptionseigenschaften der jeweils der Analyse unterworfenen Substanz gewählt werden. Die Art und Weise der Wahl dieser Wellenlängen für das Filter ist schematisch in Fig. 21 erläutert, worin Kurve A die Absorptionseigenschaften einer der Analyse unterworfenen Substanz wiedergibt und die Kurven B und C die Absorptionseigenschaften

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von anderen, im allgemeinen in einer Probe zusammen mit Substanz A vorliegenden Substanzen wiedergeben.

Es wurde gefunden, dass sich die normalerweise bei der Analyse einer Substanz A auf Grund der Absorption von Substanzen B und C ergebenden Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigen lassen, indem man Wellenlänge Ll so wählt, dass sie im wesentlichen in der Mitte der Absorptionsbande von Substanz A liegt. -Wellenlänge L2 wird so gewählt, dass sie kleiner als Ll ist und im wesentlichen ausserhalb der Absorptionsbande von Substanz A liegt. Wellenlänge L3 wird so gewählt, dass sie grosser als Ll ist und im wesentlichen ebenfalls ausserhalb der Absorptionsbande von Substanz A liegt. Die Absorptionsbande von Substanz A liegt im wesentlichen im Bereich D von Fig. 21.

Absorptionskurven für die meisten üblicherweise analysierten Substanzen sind allgemein bekannt und der chemischen Literatur entnehmbar. Der Fachmann wird normalerweise die Absorptionskurve für die der Analyse unterworfene Substanz auffinden und dadurch die richtigen Wellenlängen Ll bis L3 unschwer festlegen. Wenn z. B. eine Gesamtprotein-Bestimmung von Blutproben gewünscht wird, wird Ll gewöhnlich im Bereich von 5^5 nm, L2 ungefähr im Bereich von 500 nm und L3 ungefähr im Bereich von 600 nm liegen.

Es hat sich auch gezeigt, dass ein Arbeiten mit multiplen Strahlungsenergie -Wellenlängen die Auswirkungen von Trübung der Probe, von in der Probe eingeschlossenen Luftbläschen und von optischen Mängeln der Küvette herabsetzt.

In einem bichromatischen System ist es verschiedentlich von Wert, Ll so zu wählen, dass es bei einer Wellenlänge liegt, bei der die Absorptionskoeffizienten der Substanzen A und B v,^Te.sentlich-Verschieden sind, und L2 so zu wählen, dass es bei einer Wellenlänge liegt, bei der die Absorptionskoeffizienten der Substanzen A und B im wesentlichen gleich sind.

Wie in Fig. 20 gezeigt, weist die Scheibe ^10 ferner einen Kommutatorring 43O auf, der auf der Scheibe ausserhalb des Bereichs

- CI6 -

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des Filters 412 liegt und der ein Paar Schlitze 432, 434, die sich gegenüber den Filtersegraenten 4l4 bzw. 4l6 befinden und beide auf einem gemeinsamen, zur Achse 411 konzentrischen Kreis liegen, ferner ein Paar Schlitze 436, 438, die sich gegenüber den Filtersegmenten 4l8 bzw. 420 befinden und auf einem gemeinsamen, zur Achse 411 konzentrischen Kreis liegen, und weiter ein Paar Schlitze 440, 442 aufweist, die sich gegenüber den Filtersegmenten 422 bzw. 424 befinden und auf einem gemeinsamen, zur Achse 411 konzentrischen Kreis liegen. Wie in Fig. 20 gezeigt, hat jeder der Kreise, auf denen die Schlitz-Paare liegen, einen anderen Radius, so dass die Schlitz-Paare radial gegeneinander versetzt sind.

Licht von der Lichtquelle 402 strahlt nach oben durch die Schlitz-Paare zu drei photoelektrischen Transistoren, die mit den Kreisen, auf denen die verschiedenen Schlitzpaare liegen, fluchten, d. h. jeder der Transistoren empfängt Licht durch die Schlitze jedes Paars, nicht jedoch von einem benachbarten Schlitz. Speziell ist, wie in Fig. 25 gezeigt, ein photoelektrischer Transistor 443a so angeordnet, dass er eine Lichtaufnahme durch die Schlitze 432, 434 erhält, ein Transistor 443b entsprechend der Lichtaufnahme durch die Schlitze 436, 438 und ein Transistor 443c entsprechend der Lichtaufnahme durch die Schlitze 440, 442.

Die Scheibe 410 wird in Richtung von Pfeil E (Fig. 20) von einer Motor-Getriebe-Einheit 444 (Fig. 5) in Umlauf versetzt, die eine Welle 446 über eine Magnetkupplung 448 und Lager ^50, 452 antreibt. Die Einheit 444 treibt die Scheibe 410 mit etwa 1800 U/Min, an.

Bei-m Umlauf von Filter 412 tritt Licht von der Lichtquelle durch es hindurch, wodurch Lichtstrahlen bzw. Lichtstrahlenbündel, die von zyklischen Impulsen monochromatischen Lichtes gebildet werden, längs eines Einweges 454 erzeugt werden. Ein vollständiger Zyklus von Lichtimpulsen ist in Fig. 22 in Form

- C17 -

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von Impulsen Pl, P2 und P3 gezeigt. Hierbei ist zu bemerken, dass Impuls Pl vom Impuls P2 durch ein Intervall 11 getrennt ist, das durch Segment 426 oder 428 des Filters gebildet wird. In entsprechender Weise ist Impuls P3 von Impuls Pl in jedem Zyklus durch ein Intervall 12 getrennt, das durch Segment 427 und 429 des Filters ausgebildet wird.

Die durch das Filter und die Lichtquelle 402 in einem Einweg erzeugten Impulse monochromatischen Lichtes durchlaufen jede zu analysierende Probe. Wenn sich z. B. Abteil 83 von Küvette in der in Fig. 5 gezeigten Analysierposition befindet, gehen die Impulse durch eine Linse 456 hindurch, um am Spiegel 457 reflektiert zu werden und durch die Inkubatorbadkammer 124 hindurchzutreten. Als weiterer Impuls-Weg ergibt sich der planare Teil 98 von Küvette 30, die Probe im Abteil 83_} der planare Teil 100, die Badkammer 124, ein Spiegel 458 und eine weitere Linse 460, welche die sich ergebenden, übertragenen Impulse auf einen Teil von Filter 412 fokussiert, der um I80 in Bezug auf den Filterteil versetzt ist, der die Impulse erzeugte. Da korrespondierende, identische Segmente des Filters um I80 versetzt sind, unterliegt jeder Impuls der Filterung durch identische Filter, bevor er in die Probe eintritt und nachdem er die Probe verlässt. Diese Anordnung ergibt ein Mittel zur Korrektur der durch die Probe hindurchgetretenen Strahlung. Z. B. passiert jedes durch ein Segment 4l4 hindurchgehendes Licht-Photon auch das entsprechende Segment 4l6. Im Ergebnis werden abirrende Lichtwellenlängen, die auf dem Weg der Impulse durch die Probe aufgenommen worden sein könnten, entfernt, wodurch eine mögliche Fehlerquelle bei der Analyse der Probe vermieden wird. Wie in USA-Patentschrift 3 512 889 ausgeführt, ermöglicht ein Filtern eines Lichtstrahls sowohl vor als auch nach dem Hindurchtritt durch die Probe einen Einsatz des Systems bei Umgebungs-Ii chtbedingungen.

Nachdem die aus der Probe ausgetretenen Impulse das Filter 412

- C18 -

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passieren, werden sie einer Photovervielfacher-Wandlerröhre 462 zugeführt, die schrittweise bzw. aufeinanderfolgend elektrische Impulssignale erzeugt, deren Werte der Intensität des durch die Probe hindurchgetretenen Lichtes bei jeder der Wellenlängen Ll bis L3 proportional sind.

C19 -

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Das heisst, die Photovervielfältigerröhre 462 erzeugt an ihrer Ausgangsleitung 470 elektrische lapulssignale mit einer Spannungswellenform, welche in jedem Zyklus den Impulsen P1-P3 entspricht.

Eine elektronische Vorrichtung zur Analyse der von der Photovervielfältigerröhre 462 erzeugten elektrischen Impulssignale ist zusammen mit weiteren Verarbei'tskreisen zur Betriebssteuerung des ganzen Systems schematisch in Fig. dargestellt. Insbesondere werden die auf der Leitung 470 erzeugten Impulssignale von einem Signalverstärker 480 verstärkt, welcher durch einen Vorspannungsverstärker 482 gesteuert wird. Der Ausgang des SignalVerstärkers 480 ist ferner mit einem Eingang eines S ervov erstärk er s 484 verbunden. Ein anderer Eingang zum Servoverstärker wird durch eine Bezugsspannungsquelle 486 gebildet. Der Servoverstärker 484 vergleicht die vom Verstärker 480 kommenden Signale und die Bezugsspannungsquelle,um. den Ausgang-einer Servo-Hochspannungsquelle 488 zu steuern, welche an die Photovervielfacherröhre 462 angeschlossen ist. Falls die am Ausgang des Verstärkers 480 erzeugten Signale ausreichend schwach werden, so wird die Hochspannungsquelle 488 derart beeinflusst, dass die Photovervielfacterröhre 462 die Grosse der auf der Leitung 470 erscheinenden Signale erhöht.

Der Ausgang des Verstärkers 480 ist ferner an einen Vergleichskreis 489 geführt, welcher die Tiefpassfilter 490-492 aufweist. Die Eingänge dieser Filter sind über einen Detektorkreis 493 mit den Phototransistoren 443a-443c "verbunden. Der Detektorkreis empfängt Signale von den Transistoren 443a-443c, so dass die Filter 490-492 freigegeben werden, um elektrische Impulssignale, welche nur einem der Lichtimpulse PI-P3 entsprechen, durchzulassen. Insbesondere ergibt.der Detektorkreis 493 das Filter 490 frei, um ein Imp uls signal der Leitung 494 während der Dauer

- C 20 -

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Hl 221763b

eines Lichtinipulses P1 zuzuführen. In ähnlicher Weise werden die Filter 491 und 492 freigegeben, um den Leitern 495 und 496 Impulssignale nur jeweils während der Dauer der lichtiapulse P2 und P3 zuzuführen. Infolgedessen haben die auf den Leitungen 494-496 erzeugten Gleichstromsignale Grössenwerte, die jeweils der Intensität der Lichtimpulse P1-P3 proportional sind. Die Gleichstromsignale auf den Leitungen 495 ¹¹^d 496 werden einem Summierkreis 498 zugeführt, welcher ein Einstellpotentiometer 499 aufweist, das durch einen am Schaltschrank 502 (Fig. 1) angeordneten Drehknopf 500 betätigt wird. Der Schaltkreis 498 enthält ferner einen Vorspannungswiderstand 5O3»durch v/elchen ein vorgegebener Teil der summierten Werte der auf den Leitungen 495₅ 496 vorhandenen Signale der Leitung 504 zugeführt wird. Die Leitungen 494 und 504 sind über einen Einstellkreis 506 jeweils mit den Leitungen 508, 509 verbunden.

f _

Die auf den Leitungen 508 und 509 vorhandenen Gleichspannungen werden einem Messgerät für das logarithmische Verhältnis zugeführt, welcher in der vorausgenannten schwebenden Patentanmeldung ausführlich beschrieben ist. Das Messgerät für das logarithmische Verhältnis umfasst Komparatoren 510 und 512. Die Spannung von einem R-C-Zeitschaltkreis 514 wird ferner den Komparatoren zugeführt. Der Zeitschaltkreis 514 enthält Festwiderstände 516, 518 und eine feste Kapazität 520. Der Schaltkreis enthält ferner ein Einstellpotentiometer 521, welches durch einen Drehknopf 522 im Schaltschrank 502 (Figur 1) betätigt wird. Eine anschliessend beschriebene Vorrichtung 523 "ist vorgesehen, um längs der Leitung 524 und über eine Diode 525 einen Kondensator 520 Ladeimpulse zuzuführen, um den Kondensator auf eine vorgegebene negative Spannung aufzuladen. Die negative Spannung ist ausreichend gross bemessen, so dass die Leitungen 5O8 und 509 während der Dauer des Ladeimpulses unterhalb Erdpotential vorgespannt werden.

-C 21-

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Wenn der Ladeiinpuls "beendet ist, so ändert sich, die Spannung in den Leitungen monoton. Insbesondere beginnt die Spannung exponentiell gegen Erdpotential abzufallen. Im allgemeinen erreicht die Leitung 509 vor der Leitung 508 das Erdpotential. Sobald die Leitung 509 das Erdpotential erreicht, erzeugt der Komparator 512 einen Impuls, welcher einen Flip-Flop-Kreis 527 in seinen "1"-Zustand schaltet, wordurch die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 528 veranlasst wird, ein Analysesignal einzuleiten. Das Analysesignal wird durch einen Wandlerkreis 529 selbsttätig in digitale Form umgewandelt, wobei der Wandlerkreis eine Flip-Flop-Schaltung 530, einen kristallgesteuerten Impulsgenerator 532 zur Erzeugung von Impulsen von 200 kHz aufweist, sowie ein Aufwärts-Abwärts-Tor 534-- Die Einleitung des Analyse.signals schaltet ferner das Flip-Flop 53O in seinen 1-Zustand, so dass die Impulse vom Generator 532 durch das Aufwärts-Abwärts-Tor 534- geleitet und von einem Zähler 536 gezählt werden. Wenn die Leitung 508 Erdpotential annimmt, so liefert der Komparator 510 einen Impuls, welcher eine Flip-Flop-Schaltung 526 in ihren 1-Zustand nmschaltet, so dass die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 528 in ihren Ausgangszustand zurückkehrt, wodurch das Analysesignal beendet wird. Dadurch werden weitere Impulse von einem Eintritt in den Zähler 536 gehindert.

Es ist offensichtlich, dass die Dauer des Analysesignales der Konzentration der Substanz A in der analysierten Probe proportional ist.

Larüberhinaus entspricht durch die Verwendung der vorausgehend beschriebenen Schaltungsanordnung die vom Zähler

TP? ~K~

gezählte Impulszahl dem log ^p; ^ , wobei P1, P2 und

"PJ jeweils die Grosse der Impulse P1, P2 und P3 darstellen. Bei richtiger Auswahl der Konstanten J, K und L kann der Ausgang unmittelbar in den gewünschten Einheiten abgelesen werden, beispielsweise in mg pro Liter von internationalen Aktivitäts-Einheiten- Durch die Verwendung des Schaltkrei-

- C 22 ~

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ses werden die·beeinflussenden Substanzen B und C automatisch kompensiert, ohne dass sie von der Substanz A physikalisch getrennt werden. Da drüberhinaus die Proben augenblicklich analysiert werden, kann die Kompensation erfolgen, während die Probe A in Reaktion tritt.

Verarbeitungskreis

Es wird auf Fig. 23 und den Verarbeitungskreis 540 Bezug genommen, welcher die Logik des Gesamtsystems steuert und welcher entweder in einem Ergähzungs-Modus, der für eine Einstellung verwendet wird, oder in einem Betriebs-Modus arbeitet. Diese Moden werden durch einen Ergänzungs-Moduswählerkreis 54-4 gesteuert, welcher über einen kurzzeitig wirkenden Ergänz ungs s ehalt er 546 und einen Betriebs-Wählerkreis 548 betätigt wird, v/elcher über einen kurzzeitigen Startschalter 550 und einen kurzzeitigen Stoppschalter 552 betätigt wird. Diese Schaltkreise sind elektronisch verriegelt, so dass sie nicht beide gleichzeitig verwendet werden können. Im Ergänzungsmodus führt die Analysevorrichtung . eine Ablesung durch und zeigt sie an einer handelsüblichen Mxie-Anz ei ge vorrichtung 5^3 jede Sekunde an. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Anzeigevorrichtung einen Abschnitt 581 auf, welcher den Identitätscode des Kuvettenteils in Analysestellung angibt, einenAbschnitt 582, welcher einen Wert der Probe angibt, wie beispielsweise die Konzentration in mg pro Liter oder internationalen Aktivitätseinheiten, und einen Abschnitt 582a, welcher die Anzahl der Umdrehungen angibt, durch welche das Karrusel läuft. Der Identitätscode wird über eine Decodiereinrichtung 574- angezeigt, welche Signale von fünf Photo-

.transistoren 154- empfängt, die hinter den codierten Lochreihen im zylindrischen Mantel 132 der Karrusell-Vorrichtung vorhanden sind.

Beim normalen Betriebsmodus sendet ein Taktgeber 54-2 in regelmässigen Abständen Startimpulse, beispielsweise alle

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9,375 Sekunden,' 15 Sekunden, 18,75 Sekunden, 30 Sekunden oder 37,5 Sekunden. Mittels eines Zeitwählers 556 wird der gewünschte Startimpuls ausgewählt, um eine Umdrehung des. Karrusels alle 5? 10 oder 20 Minuten zu erzielen. Diese Auswahl kann mittels eines Drehknopf 558 am Schaltschrank 502 erfolgen, welcher einen Mnf-Stellungsschalter 557 steuert. ₍ ■

Der ausgewählte Startimpuls wird über einen Zeitwähler auf eine Anzahl von Torgliedern 560 eingegeben. Die Torglieder steuern den Betrieb eines Speichers 562, einer Anzeigevorrichtung 563? eines Druckers 564- und eines Impulszählers 536, um dabei die folgenden Betriebsweisen zu ermöglichen:

(1) Bestimmungen langsamer Eeaktionsgeschwindigkeit^

(2) Bestimmungen schneller !Reaktionsgeschwindigkeit und

(3) Endpunkt-Bestimmungen. . .

Der Betrieb der Torschaltungen 560 wird durch einen Aufwärts-Abwärts-Schalter 568 gesteuert, welcher mit einem Drehknopf 569 des Schaltschranks gekoppelt ist, sowie durch einen Geschwindigkeits-Endpunktschalter 57O₅ welcher mit einem Drehknopf 571 des Schaltschranks gekoppelt ist« Der Drucker 564- ist handelsüblicher Bauart und druckt die Daten auf einer Papierrolle 585«

Ein Umdrehungszähler 566 wird einmal während eines jeden Zykluses des Karrusels durch einen vorgegebenen Identic tätscode erregt, welcher über eine geweilige codierte Loch-.reihe im zylindrischen Mantel 132 erhalten wird» Diese 'Information wird durch eine NAND-Schaltung 65&5b7 decodiert. Der Umdrehungszähler betätigt einen Umdrehungswählkreis 572, welcher durch einen Drehknopf 573 ³^ Schaltschrank gesteuert wird. Der Drehknopf 573 kann derart eingestellt werden, dass die Vorrichtung selbsttätig nach

- C 24 -

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vorgegebenen 2-4-Umdrehungen des Karrusels abschaltet.

Der Drucker und die Anzeigevorrichtung werden durch die Binär-BDC-Decodiereinrichtung 574- gemäss Fig. 29 betätigt.

Durch Verwendung des Taktgebers, der Torglieder und des Umdrehungszählers der angegebenen Bauart wird:, ein Verarbeitungskreis zur Verfugung gestellt, welcher ein Maximum an Flexibilität des Betriebes mit einem Minimum an Schaltkreiskomponenten verbindet. Durch die Verwendung dieses Entwurfmerkmales ist es möglich geworden, im wesentlichen die gleiche Schaltkreisanordnung zur Erzielung verschiedener Analysemoden zu verwenden.

Eine nähere Beschreibung eines bevorzugten Abgabesteuerkreises 260 ist in Fig. 18 dargestellt. Ferner ist eine nähere Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Analysevorrichtung 400, eines Verarbeitungskreises 540 und eines Speichers 562 in den Fig. 24 bis 35 gegeben. In jeder der Fig. 18 und 24 bis 35 werden Bezugsζeichen verwendet, um die in der folgenden Tabelle A aufgeführten Komponenten zu kennzeichnen:

- C 25 -

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Tabelle-Α

Bez ugz ei eh.en

604" 606 608 609 610 611 612 616 624 626 Bauteil

Wi der st and-Kondensator Diode

Magnetwindung' !Flächentransistor Thyristor 3TeId-Ef fekttransistor Triac

Schalt erkontakt Schalterarm

In den Fig. 18 und 24 bis 35 werden weitere Bezugsziffern verwendet, um die anschliessend in Tabelle B beschriebenen Bauteile zu kennzeichnen:

Tabelle B

Bezugs zeichen	Bauteil
610	Vorspannungs verstärker
602	PiIter
61$	Hex-Inverter
636	Zähler-Modul
B636	Zähler-Modul
C636	Zähler-Modul
.637	MD-Schaltung
'644	Speichermodul
656	NAND-Schaltung
670	NOR-Schaltung
677	NAND-Schaltung
680	NOE-Schaltung

Hersteller	Teil oder Modell-Nr.
national Semi- konductor Corp»	LM-301
national Semi conductor Corp. Texas, Instru ments, Inc.	LM-302 7404
National Semi conductor Corp.	8560
Signetics Corp.	8292
Signetics Corp.	8293
Signetics Corp.	537
Intel Corp.	3103
Signetics Corp.	356
Signetics Corp.	370
Signetics Corp.	377
Signetics Corp.	380

- C 26 -

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Bez ugs- z eichen	Bauteil
684	ODER-Schaltung
686	Verstärker mit Gewinn eins
687	NAND-Schaltung

Tabelle B (Fortsetzung)

Hersteller Teil oder

Modell-Nr.

Signetics Corp. 384

National Semi- 310 conductor Corp.

Signetics Corp. 387

Darüberhinaus sind in den Fig. 18 und 24 bis 35 alle Leitungen durch Zahlen zwischen 700 bis 799 bezeichnet. Gleichbezeichnete Leitungen sind miteinander verbunden.

Die in den Zeichnungen dargestellten NAND-, NOR- und ODER-Schaltungen sind Logikschaltungen üblicher Bauweise, welche einen oder zwei Spannungspegel an ihren Ausgangsklemmen abhängig von den ihren Eingangskiemmen zugeführten Spannungen liefern. Die Torschaltungen liefern in ihrem 1-Zustand eine verhältnismässig hohe Spannungn an ihren Ausgangsklemmen und in ihrem C-Zustand eine verhältnismässig niedrige Ausgangsspannung.

Betriebsweise des Systems

A. Betrieb im Ergänzung- und Einstellmodus

Zum Betrieb des Systems im Ergänzungsmcdus drückt die Bedienungsperson einen Schalter 577 am Schaltschrank 502, welcher eine nicht dargestellte Leistungsquelle einschaltet. Die Leistungsquelle ist mit allen elektrischen Einrichtungen verbunden und liefert die verschiedenen, auf den Zeichnungen angegebenen Gleich- oder Wechselspannungen. .Insbesondere schaltet die Leistungsquelle den Motor 444 ^:ein, welcher eine Umdrehung der Filterscheibe 410 in der vorausgehend beschriebenen Weise veranlasst. Darüberhinaus veranlasst die Leistungsquelle die Quelle 402,einen Strahl ultravioletten und sichtbaren Lichts zu erzeugen. Daher werden Lichtimpulse kontinuierlich in einer einzigen opti-

- C 27 -

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sehen Bahn 4-54- durch die Probe geleitet, welcher im Cuvettenteil gehalten wird, die sich in Analysierstellung befindet. Wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, gelangen die. Lichtimpulse durch den Abschnitt 8j>, welcher in der Analysestellung dargestellt ist. Wie vorausgehend erklärt wurde₉ werden die durch die Probe in der Analysestellung hindurchgeschickten Impulse durch die Photovervielfacherröhre 462 (Fig. 23) in entsprechende elektrische' Signale umgewandelt. Die elektrischen Signale werden dann durch die Bauelemente des Vergleichskreises 489 ermittelt, gefiltert und summiert. Infolgedessen werden Gleichstroinsignale, welche zum Vergleich durch die Vergleichseinrichtungen 510 und 512 geeignet sind, kontinuierlich auf den Leitungen 5O8 und 509 erzeugt» Jedoch werden die Signale nicht tatsächlich zur Erzeugung eines Analysesignals auf der Leitung 702 verglichen, bevor nicht die Ladeimpulsquelle 523 durch die Torglieder 560 eingeschaltet wirdo

Zum Betrieb des Systems im Ergänzungsmodus wird der Ergänzungsschalter 546 (Fig. 30) kurzzeitig geschlossen, wodurch der Ergänzungswähler 544 aktiviert wird«. Im Prinzip ermöglicht der Ergänzungswähler, dass die Daten einer einzigen, in der Analysestellung gehaltenen Probe erzeugt und näherungsweise Jeweils 1 Sekunde angezeigt werden» Der Ergänzungswähler verhindert, dass der Taktgeber 542 genügend weit zur Abgabe eines Startimpulses zählt, so dass die normale Betriebsweise verhindert wird. Gemäss der Fig. 30 besteht der Ergänzungswähler 3^ÜA aus zwei EQiR-Schaltungen 6?0a8 und 670b8. Wird der Ergänzungsschalter 546 kurzzeitig geschlossen und dann geöffnet, so gelangt .die Schaltung 670b8 in ihren O-Zustand und die Schaltung ^;670a8 gelangt in ihren 1-Zustanä. Dieser Vorgang bewirkt wiederum, dass die Schaltung 617a8 in ihren O-Zustand und die Schaltung 680-a8 in ihren 1-Zustand geschaltet wird. Infolge des 1-Zustands der NOE-Schaltung 670a8 ist der Transistor 610a8 leitend, wodurch die Ergänzungs-Lampe

- C 28 -

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so

aufleuchtet. Sobald das System arbeitet, wird dem aus einer entsprechenden Signalquelle 576 ein 24,VoIt Wechselstromsignal von 60 Hz zugeführt. Der Taktgeber ist ein- 12stufiger binärer Zähler oder Frequenzteiler, in welchem jede Stufe an ihrem Q-Ausgang Impulse mit der halben Frequenz der Eingangsimpulse an ihrem C-Eingang liefert. Wird der Taktgeber zurückgestellt, so liefert der Q-Ausgang einer jeden Stufe eine verhältnismässig niedrige Spannung, so dass sich jede Stufe in ihrem O-Zustand befindet. Wenn irgendeine Stufe an ihrem C-Eingang einen ersten positiven Impuls erhält, so wird ihr Q-Ausgang auf eine verhältnismässig hohe Spannung umgeschaltet, so dass sich die Stufe in ihren 1-Zustand befindet. Empfängt die Stufe an ihrem C-Eingang einen zweiten positiven Impuls, so kehrt sie in den O-Zustand zurück. Sobald der Zeitgeber durch fünf Stufen gezählt hat, wird die NAND-Schaltung 637a9 (Fig. 31) in ihren O-Zustand geschaltet, wodurch die NAND-Schaltungen 677a.11 und 656a11 veranlasst werden, in ihren 1-Zustand (Fig. 33) zu schalten. Daher werden Signale S1 und S2 (Fig. 36) jeweils auf den Ausgangsleitungen 706 und 7O8 erzeugt (Fig. 33)· Abhängig vom Signal S1 wird jedes Zählermodul des Zählers 536 auf Null zurückgestellt, und abhängig vom Signal S2 verursacht die Quelle 523 eine Aufladung des Taktgebers-Kondensators 520 auf eine negative Spannung (Fig. 23)· Infolgedessen vergleichen die Vergleichseinrichtungen 510 und 512 die Grosse der von der Generatoranordnung erzeugten elektrischen Signale, um auf der Leitung 702 ein Analysesignal zu liefern. Wie vorausgehend beschrieben wurde, wird das Analysesignal mittels eines Impulsgenerators und eines Ergänzungs-Torglieds 534 in eine Eeihe von digitalen Impulsen umgewandelt. Die Im- ;pulse werden anschliessend durch einen Zähler 536 gezählt und die Ergebnisse werden auf einer Anzeigevorrichtung 563 angezeigt. Der Taktgeber 542 wird anschliessend durch die ODEE-Schaltung 384a9 (Fig. 31) zurückgestellt, welche in ihrem 1-Zustand durch die NOR-Schaltung 680a8 verriegelt

- C 29 -

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ORIGINAL INSPECTED

wird, worauf der Betriebszyklus neu beginnt. Daher zeigt die Anzeigevorrichtung 563 näherungsweise einmal in jeder Sekunde einen Wert an, welcher proportional der Konzentration der Probe ist, die in der Analyseposition gehalten wird.

Um das System während des Ergänzungs-Modus es einzustellen, drückt die Bedienungsperson den Eichknopf. .584 (Fig. 1)₅ welcher den Schalter 583 betätigt (Mg. 25)« Durch das Drücken des Eichknopfs wird der Schalter 583 von der in Fig. ■ 25 gezeigten Lage in eine Lage bewegt, in welcher die Kontaktarme 626a3 und 626b3 in Berührung mit jeweils den Kontakten 624a3 und 624bJ gelangen. Die ¥erte der Widerstände 604ff3-604ii3 sind derart geeicht, dass die resultierende Spannung zwischen den Schalterkontakten das Verhältnis 0*7943:1 aufweist, welches einem Absorptionsvermögen von einer Einheit entspricht. Hachaem. der Eichknopf gedruckt wurde, wird der Regelwiderstand 521 (Fig, 26) eingestellt, bis der Zählerausgang den Wert 100 anzeigt. Als Alternative kann eine Standaräprobe mit einer bekannten Konzentration in der Analysesteilung angeordnet werden. In diesem Falle wird der Eichkncpf nicht "betätigt, aber der Widerstand 521 wird eingestellt, bis die Anzeige des Zählers der bekannten Konzentration der Standardprobe entspricht.

Zusätzlich zu den vorausgehend genannten Einstellungen wird das Potentiometer 4-99 (Fig. 25) eingestellte mn. die richtige Abgleichung der von den Lichtiiapiilseji P2, P3_S die mit verschiedenen Wellenlängen übertragen werden, ausgehenden elektrischen Signale zu erzielen. Der Abgleich kann durch _:empirische Verfahren in der folgenden Weise erfolgen. Eine Probe, die im wesentlichen frei von einer besonderen Absorption ist, wird In die Analysestellung gebracht und die Anzeige des Zählers wird abgelesen. Anschliessend wird eine Probe mit einem merklichen Anteil der betrachteten

- C30 -

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sorption in die Analyselage gebracht und das Potentiometer 499 wird verstellt, bis die Anzeige des Zählers identisch mit der Anzeige ist, die mit der interferenzfreien Probe erhalten wurde. Dem Fachmann sind ferner weitere analytische Verfahren bekannt, gemäss welchen die Einstellung des Potentiometers 499 durch Betrachtung der Absorptionskurven der verschiedenen Substanzen in einer Probe erhalten werden kann.

Zusätzlich zu den vorausgenannten Einstellungen wird das System mittels Verwendung eines Regelwiderstands 604113 (Fig. 25) auf Null abgeglichen. Um die Null-Einstellung vorzunehmen, wird eine Blindprobe, wie beispielsweise Wasser, in die Analysestellung gebracht und der Ausgang des Zählers wird abgelesen. Anschliessend wird der Widerstand 604113 so eingestellt, dass der Ausgang des. Zählers Null wird. Durch diese Einstellung werden die Spannungspegel auf den Leitungen 5O8 und 509 gleich gross, so dass die Vergleichseinrichtungen 510 und 512 gleichzeitig Ausgangsimpulse erzeugen. Daher können keine Impulse in den Zähler 536 eintreten und das System ist richtig auf Null abgeglichen.

B. Betriebsweise für Bestimmungen niedriger Geschwindigkeitswerte

Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung ist, dass die Reaktionsgeschwindigkeiten, welche in Dutzenden von Proben auftreten, gleichzeitig bestimmt und aufgezeichnet werden können, wodurch die Gesamtzeit für den Abschluss der Ana-"ly.se verringert wird. Um diese Betriebsweise zu ermöglichen, bringt die Bedienungsperson Proberöhren, welche 32 getrennte Proben enthalten^ in die zu diesem Zweck im Karrusel gemäss Fig. 9 vorhandenen öffnungen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist,muss die Bedienungsperson die Prüfröhre derart anordnen, dass der Flüssigkeitsstand in jeder Iiöhre

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- c 31 -

mit der oberen Fläche des horizontalen Ringelements 136 übereinstimmt. Die Prüfröhren können dann durch Federklammern, beispielsweise die Klammern 143, 144, in dieser Stellung gehalten werden. Selbstverständlich muss auch ein geeignetes Reaktionsfluid im Reaktionsbehälter 272 vorhanden sein.

Nachdem die Prüfröhren im Karrusel angeordnet sind, wird unter Bezugnahme auf Fig. 30 der Startschalter 550 kurz-

ι-

zeitig geschlossen und dann geöffnet, wodurch die NOR-Schaltung 680a8 in ihren O-Zustand und die NOR-Schaltung 617&8 in ihren 1-Zustand geschaltet wird. Daher \tfird der Transistor 610c8 leitend, und gestattet einen Stromfluss durch die Lampe 578 für "Betrieb".

Die Bedienungsperson bewegt ferner den Geschwind!gkeits-Endpunktschalter 570 auf die Geschwindigkeitsstellung und bewegt den Aufwärts-Abwärts-Schalter 568 in die Aufwärts-Stellung.

Unter Bezugnahme auf Flg. 23 werden die Reaktionsgeschwindigkeiten der 32 Proben im wesentlichen in der folgenden Weise ermittelt. Der Taktgeber 542 sendet seine Startimpulse in Abständen von 9*375 Sekunden, -18,75 Sekunden und 37j5 Sekunden aus, wodurch jeweils eine Umdrehung des Karrusels alle 5» 10 oder 20 Minuten erfolgt. Damit kann durch die Abgabe der richtigen Startimpulses über den Zeitwählerschalter 557 die Bedienungsperson die Geschwindigkeit überwachen, mit welcher das Karrusel umläuft. Bei Empfang eines Startimpulses werden die Torglieder 560 freigegeben, •um die in Fig. 36 dargestellten Ausgangsimpulse zu erzeugen. 'Jedoch werden während bestimmter Umdrehungen des Karrusels einige der Ausgangsimpulse blockiert.

Bei der ersten Umdrehung des Karrusels werden die Anzeigevorrichtung 563 und der Drucker 564 blockiert, soweit dies

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die Bedienungsperson wahrnehmen kann, und nur die Abgabevorrichtung ist in Betrieb. Wenn jede Prüfröhre in eine Stellung unterhalb der Sondenanordnung 260 (d. h. in die Analysestellung) vorrückt, so wird der Abgabevorrichtung ein Abgabeinipuls S7 zugeführt, wodurch veranlasst wird, dass sich das Probefluid in der Prüfröhre mit dem Reagenzfluid vermischt und in den entsprechenden Cuvetten-Abschnitt in der vorausgehend beschriebenen Weise abgegeben wird. Am Ende der ersten Umdrehung des Karrusels ist jeder Cuvetten-Abschnitt in der vorausgehend beschriebenen Weise mit einer zu analysierenden Probe gefüllt.

Während der zweiten Umdrehung wird die Abgabevorrichtung blockiert und gleichfalls der Drucker. Der Wert des erhaltenen Analysesignals wird beim Eintritt einer jeden Probe in die Analysestellung in den Speicher 562 an der der Probe zugeordneten Adresse durch ihre entsprechende, codierte Lochreihe eingeschrieben. Dieser Wert und die entsprechende Adresse wird ferner in der Anzeigevorrichtung 563 angezeigt. Insbesondere wird der Erkennungscode jeder analysierten Probe zu jeder Zeit in der Proben-Anzeigevorrichtung 581 angegeben und die Konzentration der gewünschten Substanz in der Probe wird in der Einheiten-Anzeigevorrichtung 582 angezeigt, die beide im Schaltschrank 502 untergebracht sind. Als Folge dieser Betriebsweise kann die Bedienungsperson die in den Speicher 562 eingegebenen Werte verfolgen mit Ausnahme jener Stellungen, bei welchen keine Prüfröhre oder Probe vorhanden ist. In Karrusel-Stellungen, in Vielehen keine Prüfröhre vorhanden ist, sind die Anzeigevorrichtung und der Drucker immer blockiert.

"Bei der dritten Umdrehung des Karrusels ist die Abgabevorrichtung blockiert, aber alle anderen in Fig. 36 dargestellten Funktionen sind im Betrieb. Während der dritten Umdrehung verursachen die Torglieder 560 nacheinander die Durchführung folgender Schritte:

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(Ό Der Zaähler 536 wird auf Null zurückgestellt.

(2) Der im Speicher 562 während der vorausgehenden Umdrehung gespeicherte Wert, welcher der in der Analysestellung "befindlichen Probe entspricht, wird aus den Speicher ausgelesen und in einem Aufwärts-Zählbetrieb im Zähler 536 eingegeben. ^:

(3) Der Schaltkreis 523 wird eingeschaltet, so dass die Analysevorrichtung ein erstes Analysesignal erzeugt, welches dem gegenwärtigen Wert der Probe in der Analysestellung entspricht.

(4-) Der Wert des ersten Analysesignales wird in digitale Form umgewandelt und dem Zähler 536 in einem Abwärts-Zählbetrieb zugeführt, so dass er von dem vom Speicher 562 gelieferten Wert zur Ermittlung eines Restwertes subtrahiert wird.

(5) Der Restwert wird in der Anzeigevorrichtung 563 angezeigt und durch den Drucker 564 gedruckt.

(6) Der Zähler 536 wird wiederum auf Null gestellt.

(7) Der Schaltkreis 523 wird erneut eingeschaltet, um ein zweites Analysesignal zu erzeugen, welches der gleichen, in der Analysestellung befindlichen'Probe entspricht.

(8) Der Wert des zweiten Analysesignales wird in digitale Form umgewandelt und im Zähler 536 in einer Aufwärts-.Zählbetriebsweise zugeführt.

(9) Der Wert im Zähler 536 wird in den Speicher 562 an der für die Probe in der Analysestellung gegebenen Adresse eingespeist.

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(10) Die Taktgebereinrichtung ::l68 wird eingeschaltet, so dass die nächstfolgende Probe in die Analysestellung bewegt wird.

Der vorausgehende Betriebszyklus wird fortgesetzt, bis Jede Probe während der dritten Umdrehung des Karrusels analysiert wurde.d Die vorausgehend beschriebene Betriebsweise kann über vier oder mehr Umdrehungen des Karrusels fortgesetzt werden, abhängig von der Stellung des Umdrehungswählerkreises 572, wodurch eine Überprüfung der Ergebnisse möglich ist und eine linearität der Reaktionsgeschwindigkeiten erhalten wird. Falls der Schaltkreis derart eingestellt ist, dass die Analyse am Ende von drei Karrusel-Umdrehungen beendet ist, so wird am Ende der dritten Umdrehung der Betriebswähler 54-8 abgeschaltet und eine Klingel wird eingeschaltet, um der Bedienungsperson mitzuteilen, dass die Analyse beendet ist.

In Verbindung mit den Fig. 30 bis 38 wird die Betriebsweise der Vorrichtung zur Bestimmung niedriger Reaktionsgeschwindigkeiten näher beschrieben. Wie vorausgehend beschrieben wurde, wird der Startschalter 550 (Fig. 30) kurzzeitig geschlossen und der Schalter 570 wird in seine Geschwindigkeitssteilung bewegt. Durch die Bewegung des Schalters 570 in seine Geschwindigkeitsstellung wird der Kontaktarm 626b11 in Berührung mit dem Kontakt 624c11 (Fig. 33) gebracht und die Kontaktarme 626a5 und 626b5 werden in Berührung mit jeweils den Kontakten 624c5 und 624b5 gebracht (Fig. 27).

•Bei Reaktionen, bei denen die interessierende Probe zuneh-'inend dichter wird, wird der Schalter 568 in seine obere Stellung gebracht (d. h. die in Fig. 33 angegebene Stellung), so dass die Werte vom Speicher in den Zähler in einer Aufwärts-ZähJung eingegeben werden. Für eine umgekehrte Art von Reaktionen sollte der Schalter 568 in die untere

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Stellung "bewegt werden.

Darüberhinaus stellt die Bedienungsperson den Schalter (Fig. 35) derart ein, dass das Karrusel entweder 5» 10 oder 20 Minuten für die Beendigung einer Umdrehung braucht. Die folgende Beschreibung erfolgt unter der Annahme, dass der Schalter 557 in die Stellung für 5 Minuten'bewegt wurde, wobei die Kontaktarme 626ai3-626d13 in Berührung mit jeweils den Kontakten 557a-557d gebracht werden (Fig. 35)·

Die Bedienungsperson stellt ferner den Umdrehungszählerkreis 572 ein, um die Anzahl der Umdrehungen festzulegen, welche das Karrusel ausführt. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt unter der Annahme, dass dieser Schaltkreis derart eingestellt ist, um die Analyse nach drei Umdrehungen zu beenden. Um dieses Ergebnis zu erhalten, werden die Kontaktarme 626a10-626c10 in Berührung mit jeweils den Kontakten 572d-572f gebracht (Fig. 32).

Befinden sich die vorausgehend genannten Schalter in den angegebenen Stellungen, so empfängt der Taktgeber 54-2 (Fig. 31) 60 Hz-Signale von der Quelle 576 (Fig. 30) und fährt forty in der vorausgehend beschriebenen Weise zu zählen. Der Taktgeber setzt die Zählung fort, bis die NAND-Schaltung 637b9 (Fig. 31) in den O-Zustand geschaltet wird. Dies erfolgt 9»375 Sekunden,nachdem der Taktgeber seinen Zählzyklus begonnen hat. Zu diesem Zeitpunkt wird über den Schalter 557 (Fig. 35) ein negativer Impuls der NOR-Schaltung 680ai3 zugeführt, die in ihren O-Zustand geschaltet wird. Abhängig von diesem Signal wird die NOR- *Schaltung 680c13 in ihren O-Zuiand geschaltet, wodurch ein negativer Startimpuls über die Leitung 762 an die- Torglieder 560 gelangt . Würde sich der Schalter 557 in der Stellung für 10 Minuten oder 20 Minuten befinden, so wäre die Betriebsweise ähnlich, da die NOR-Schaltung 680b13 verriegelt ist, wenn sich der Schalter 557 in seinen Stel-

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lungen für 5> -10 oder 20 Minuten befindet. Der über die Leitung 762 übermittelte Startimpuls wird ferner über die Leitung 740 gesandt, um den Taktgeber durch die ODER-Schaltung 684a8 (Fig. 30) und die NAND-Schaltung 656a8 zurückzustellen. Insbesondere wird die ODER-Schaltung 684a-8 an'hinteren Ende des Startimpulses in ihren 1-Zustand geschaltet, wodurch die NAND-Schaltung 656a8 in ihren O-Zustand geschaltet wird. Infolgedessen wird" der Taktgeber auf Null zurückgestellt und beginnt unmittelbar durch einen weiteren Zyklus zu zählen

Abhängig von dem über die Leitung 762 übermittelten negativen Startimpuls würden gemäss Fig. 33 die Torglieder 560 jedes der in Fig. 36 dargestellten Signale erzeugen, wenn bestimmte Torglieder nicht während verschiedener Umdrehungen des Karrusels blockiert wären. Falls keine dieser Torglieder blockiert wären, würden folgende Impulse erzeugt: .

Bei Erhalt eines negativen Startimpulses in dei Leitung 762 werden unmittelbar die Signale S1 und S2 durch jeweils die NAND-Schaltungen 677a11 und 656a11 erzeugt. Abhängig vom Empfang des Startimpulses gelangt die NAND-Schaltung 687a11 in ihren 1-Zustand und die NAND-Schaltung 687b11 in ihren O-Zustand. Infolgedessen wird ein negatives Aufwärts-Abwärtssignal S 5 über die Leitung B1 und durch den Aufwärts-Abwärts-Schalter 568 übermittelt. Sobald die fünfte Stufe des Taktgebers 542 (d. h. die Flip-Flop-Schaltung 622a9) in ihren 1-Zustand geschaltet wird (Fig. 31), so v/erden die Betriebszustände der NAND-Schaltungen 687a11 und 687b11 (Fig. 33) umgekehrt, so dass die Polarität des Signals 55 .gemäss Fig. 36 geändert wird. Diese Umschaltung veranlasst 'ferner, dass ein Drucksignal S4 durch die ODER-Schaltung 384b"H und die NAND-Schaltung 677b11 erzeugt wird. Darüberhinausrerursacht die Umschaltung der NAND-Schaltungen 687a11 und 687b11 eine Umschaltung der NAND-Schaltung 687c11 in ihren 1-Zustand und eine Umschaltung der NAND-Schaltung

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687d11 in ihren O-Zu'stand. Anschliessend, wenn die iünfte und sechste Stufe des Taktgebers 542 (d. h. die Flip-Flop-Kreise 622e9 und 622f9) in ihre 1-Zustände geschaltet werden (Pig. 31), so wird die HOR-Schaltung 680ai1 (Fig. 33) in ihren 1-Zustand geschaltet, wodurch die HAHD-Schaltung 637a11 in ihren 0- ustand gelangt. Der Ausgang der HAHD-Schaltung 637S-H liefert dann einen negativen Impuls zur HAHD-Schaltung 677a11, wodurch die Erzeugung'.eines weiteren Zähler-Rückstellsignales S1 gemäss Fig. 36 verursacht wird. In ähnlicher Weise schaltet ein negativer Impuls von der HAHD-Schaltung 637a11 die KiHD-Schaltung 656aii in ihren 1-Zustand, wodurch ein v/eiterer Zeitgeber-Lad-eimpuls S2 gemäss Fig. 36 erzeugt wird. Wird anschliessend die siebte Stufe des Zeitgebers 542 (d. h. die Flip-Flop-Schaltung 622g9) gemäss Fig. 31 in ihren 1-Zustand gebracht, so wird die HAHD-Schaltung 687c11 in ihren O-Zustand geschaltet und die HAHD-Schaltung 687d^/l1 wird in ihren 1-Zustand geschaltet. Infolgedessen wird ein negativer Schreiben-Freigabeimpuls S6 auf der Leitung 711 gemäss Fig. 36 erzeugt. Der Schreibimpuls triggert die Torglieder 670a11, 687e11₅ 680b11 und 680c11, um auf der Leitung 713 einen Abgabeimpuls S7 und auf der Leitung 714 einen Hilfsabgabeimpuls S8 zu erzeugen. Gemäss Fig. 3^ wird der negative Schreibimpuls über die Leitung L1 der NOK-Schaltung 6T7a12zugeführt, welche geaäss Fig. 36 über den Transistor 610"b12 und !Triac 6i6a12 einen Yorschumbimpuls S9 erzeugt.

Hachdem jedes der Signale SI-S9 gemäss Fig. 36 erzeugt wurde, bleiben die Torglieder 560 inaktiv, bis die HAHD-Schaltung 637b9 (Fig. 31) erneut in ih ren O-Zustand geschaltet wird,_ wodurch ein Startimpuls geliefert wird, welcher einen weiteren Zyklus von Signalen S1-S9 ergibt.

Sobald der Startschalter 55° (Fig. 34) geschlossen wird, so wird ein positives Signal über die Leitung C1 gesandt, durch welches alle Flip-Flop-Schaltungen des Umdrehungszähler

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zurückgestellt werden. Der Umdrehungszähler 566 ist ein Ringzähler, in welchem die Stufe 0 (d. h. das Flip-Flop 622a12) in ihren O-Zustand geschaltet wird (d. h. der Q-Ausgang liefert eine verhältnismässig geringe Spannung), wenn der Zähler zurückgestellt wird. Alle anderen Stufen 1-5 werden auf ihren 1-Zustand zurückgestellt. Sooft ein negativer Impuls über die Leitung 764-" empfangen wird, gelangt die im O-Zustand befindliche Stufe in ihren 1-Zustand und die nächstfolgende Stufe gelangt in ihren 0-Zustand. Da jede Umdrehung des Karrusels in einer Stellung beendet wird, die der codierten Lochreihe gegenüberliegt, welche die NAND-Schaltung 656b7 (Fig. 29) in ihren O-Zustand schaltete, gelangt der Zähler sofort auf die Stufe 1, nachdem ein Rückstellimpuls empfangen wurde, so dass das Flip-Flop 622bi2 in seinen O-Zustand geschaltet wird. Am Ende einer vollständigen Umdrehung des Karrusels wird die NAND-Schaltung 656b7 erneut in ihren O-Zustand geschaltet, so dass das Flip-Flop 622c12 in seinen O-Zustand geschaltet wird.

Die durch die Torglieder 560 tatsächlich während der drei Umdrehungen des Karrusels für eine Bestimmung geringer Reaktionsgeschwindigkeit gelieferten Impulse sind in den Fig. 37a-37c dargestellt. Während der ersten Umdrehung befindet sich die Stufe 1 des Umdrehungszählers in ihrem 0-Zustand. Daher wird gemäss Fig. 37a jedes der vorausgehend beschriebenen Signale erzeugt mit Ausnahme des Drucksignals S4. Unter Bezugnahme auf Fig. 30 werden das Drucksignal und die Anzeigevorrichtung durch den Umdrehungszähler über .die NAND-Schaltung 687a8 und die NOR-Schaltung 680d8 blok-"kiert. Da sowohl der Drucker wie auch die Anzeigevorrichtung während der ersten Umdrehung blockiert sind, bemerkt die Bedienungsperson lediglich den Betrieb de/ Abgabevorrichtung.

Gemäss Fig. 30 wird das Abgabesignal S7 durch den Umdrehungs-

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zähler über die NOR-Schaltung 670ai1 freigegeben. Wie vorausgehend erwähnt wurde, mischt die Abgabevorrichtung Probefluid von jeder Prüfriihre mit dem Reagenzfluid im Behälter 272 nach dem Empfang eines jedes Abgabesignals und gibt einen Yjrgegebenen Betrag eines jedes Fluids in einen entsprechenden Cuvetten-Abschnitt ab. Nachdem ein Cuvetten-Abschnitt mit einer Probe gefüllt ist, werden gleichzeitig Abgabe- und Vorschubimpulse erzeugt, so dass der nächste Abschnitt in die Analysestellung gedreht und gefüllt wird. Daher ist am Ende einer Umdrehung des Karrusels jeder Cuvetten-Abschnitt mit einer zu analysierenden Probe ■ gefüllt.

Falls in irgendeiner Lage des Karrusels eine Prüfröhre fehlt, so wird das Abgabesignal S7 durch, den Quecksilber-Schalter 166 und die NAND-Schaltung 687b8 (Fig. 39) blockiert, so dass sich das Karrusell selbstätig zur nächsten Prüfröhrenlage bewegt.Wie vorausgehend erläutert wurde, befindet sich ,der Quecksilber-Schalter 166 in einer vor der Analysestellung angeordneten Lage, mehr Zeit für den Betrieb der Abgabevorrichtung zur Verfugung zu stellen. Daher muss die Vorrichtung, um die Anzeigevorrichtung 563 und. den Drucker 564- bei Abwesenheit einer Prüfröhre zu blockieren, die fehlende Prüfröhre in Erinnerung behalten, wenn sich das Karrusel in die Analysestellung bewegt. Diese Betriebsweise wird durch die Flip-Flop-Schaltungen 622a10 und 622biO (Fig. 32) ermöglicht. Diese Flip-Flop-Schaltungen werden über die ITAND-Schaltung 687a9 (Fig. 30) betrieben, um die Blockierung durchzuführen.

Während der zweiten Umdrehung des Karrusels wird das Druck-■signal S4- durch den Schalterkontakt 624c11 (Fig. 33) blockiert. Jedoch wird die Anzeigevorrichtung 563 freigegeben, da der O-Eingang von der NAND-Schaltung 687a8 (Fig. 30) durch das Umschalten des Umdrehungszahl er s 566 in Stufe 2 entfernt'wird. Das Abgabesignal wird ferner

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durch die Entfernung des O-Signals von der Eingangsleitung IRCO der NOR-Sehaltung 670a11 (Fig. 33) blockiert.

Während der zweiten Umdrehung des Karrusels wird jede Probe analysiert und der Wert der Probe wird in den Speicher 562 eingeschrieben. Dieser Vorgang wird durch eine Anzahl von Impulsen SI-S9 vorgenommen, die in Fig. 37b dargestellt sind, und welche in der vorausgehend beschriebenen Weise durch die Torglieder 560 erzeugt werden.

Sobald eine Probe die Analysestellung erreicht, so wird ihr Kenncode durch die Fhototransistoren 154· erfasst und über die Leitungen 716-720 (Fig. 27) übertragen. Der Code wird dann über die ODER-Schaltungen 684a5-684e5 an jedes der Speichermodule 644- übermittelt, so dass der Wert der Probe in den Speicher ±n Verbindung mit ihrem besonderen Kenncode eingeschrieben werden kann.

Eine getrennte Reihe von Signalen S1-S9 wird fü.: jede Probe, welche in die Analysestellung eintritt, während der zweiten Umdrehung des Karrusels erzeugt. Wird das Signal S1 zum zweiten Mal gemäss Fig. 37b erzeugt, so wird jedes der Zählermodule 636 durch das über die Leitung 706 (Fig. 27 und 28) übertragene positive Signal gelöscht. Wird das Signal S2 zum zweiten Mal erzeugt, so wird der Schaltkreis 523 eingeschaltet (Fig. 26), wodurch auf der Leitung 702 ein Analysesignal erzeugt wird. Da das Signal S5 sich während dieser Zeit in seinem 1-Zustand befindet, wird die NAND-Schaitung 677t>5 (Fig. 27) freigegeben, so dass Impulse vom Impulsgenerator 532 über die Leitung 770 zu den Zählermodulen 636 übertragen werden. Infolgedessen zählen die Zählermodule 636 die Impulse in einer Aufwärts-Zählung und der resultierende Wert wird in der Anzeigevorrichtung 563 angezeigt. Wird das Signal S6 über die Leitung 711 übertragen, so werden die Werte in den Zählermodulen in Verbindung mit dem Kenncode der Probe an die Speichermodule 644 über-

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tragen. Gleichzeitig gelangt ein Vorschubimpuls S9 zur Magnetanordnung 170, so dass die nächste Probe in der vorausgehend beschriebenen Weise in die Analysestellung gelangt. Infolgedessen wird nach dem Ende der zweiten Umdrehung ein Wert für jede der Proben in den Speichermodulen gespeichert. Am Ende der zweiten Umdrehung wird der Umdrehungszähler in seine dritte Stufe geschaltet, wobei das O-Zustandssignale vom Schalterkontakt 624-c.11 (I¹Ig- 33) entfernt wird und die HAND-Schaltung 677b11 freigegeben wird, um einen Druckimpuls S4 zu liefern.

Während der dritten Umdrehung erzeugen die Torglieder 560 die in Fig. 37c für jede, der anally si ert en Proben dargestellte Irnpulsreihe S1-S9. Sobald eine Probe in der Analysestellung angelangt ist, v/erden die codierten Löcher, die • der Probe entsprechen, von den Phototransistoren 154 (Fig. 23) abgelesen. Der durch diese Phototransistoren gelieferte Kenncode wird über die Leitungen 716-720 übertragen und über die hex-Inverter 614a5 und die ODER-Schaltungen 684a5-684e5 (Fig. 27) soa jedes der Speichermodule 644 geleitet. Sobald ein Startimpuls von den Torgliedern empfangen wird, wird ein Zählerruckstellimpuls S1 über die Leitung 706 Übermittel, um jedes der Zählermodule 636 auf Null zurückzustellen. Gleichzeitig wird ein Leseimpuls S3, welcher eine längere Zeitdauer als der Impuls S1 aufweist, über die Leitung 707 übertragen, so dass der im Speichermodul für den entsprechenden Eenncode gespeicherte \7ert nach Beendigung des Impulses S1 in die Zählermodule 636 eingespeist wird. . Gleichzeitig werden die Signale S1 und S3 übertragen, ein Zeitgeber-Ladeimpuls S2 wird ^dem Schaltkreis 523 (Fig. 26) zugeführt, wodurch die Ana-• lesevorrichtung freigegeben wird, um auf der Leitung 702 ein Analysesignal zu erzeugen. Da sich das Aufwärts-Abwärts-Signal S5 zu diesem Zeitpunkt in seinem O-Zustand. befindet, wird "die NAND-Schaltung 677a5 (Fig. 27) frei-

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gegeben, so dass Impulse vom Impulsgenerator 532 über die Leitung 769 übertragen werden, um Jedes der Zählermodule 636 zur Zählung in Abwärtsrichtung zu veranlassen. Infolgedessen wird der Wert der durch die Aufwärts-Abwärts-Schaltung 534- übermittelten Impulse von dem über die Speichenaodule in die Zählermodule eingegebenen Wert subtrahiert, um einen Restwert zu erzeugen. Dieser Restwert wird in der Anzeigevorrichtung 563 angezeigt. Darüberhinaus wird,sobald ein Druckimpuls S4 erzeugt wird, der Wert und der zugehörige Kenncode vom Drucker 564 auf der Papierrolle 585 gedruckt. Gleichzeitig wird das Aufwärts-Abwärts-Signal S5 in den 1-Zustand geschaltet, wodurch die HAND-Schaltung 677b5 (Fig. 27) freigegeben wird. Zusätzliche Impulse S1 und B2 werden anschliessend erzeugt, um ein Analysesignal zu liefern, welches dem vorliegenden Wert der Probe in der Analysestellung entspricht. Infolgedessen gelangen Impulse vom Impulsgenerator über die Leitung 770, so dass die Zählermodule 636 in Aufwärtsrichtung zählen. Anschliessend wird ein Schreibsignal S6 über die Leitung 711 (Fig. 27) übertragen, so dass derWert in den Zählerinodulen in den Speichermodulen 644- in Verbindung mit dem über die Leitungen 716-720 übermittelten Kenncode gespeichert wird. Gleichzeitig wird ein Vorschübsignal S9 der Magnetanordnung 170 zugeführt, so dass das Karrusel den nächsten Cuvetten-Abschnitt in der vorausgehend beschriebener! Weise in die Analyestellung bringt. Anschliessend wird, sobald ein weiterer Startimpuls von den Torgliedern 560 empfangen wird, die nächste Probe in gleicher Weise analysiert.

Es wird auf die Fig. 32 Bezug genommen. Sobald die dritte Umdrehung des Karrusels "beendet ist, gelangt der Umdrehungszähler in seine vierte Stufe, wodurch die Torschaltungen 677aiO and S80ai0 geschaltet werden, so dass ein Impuls über die Leitung 11 der NGR-Schaltung 6i7a8 (Pig. JO) zugeführt wird. Infolgedessen wird die Torschaltung 6i7a8 in ihren

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O-Zustand geschaltet und die Torschaltung 680a8 in ihren 1-Zustand, wodurch der Betrieb des Verarbeitungskreises beendet wird und eine Klingel 586 ertönt, um anzuzeigen, dass.die Analyse beendet ist.

Ein weiteres Merkmal, welches es ermöglicht, dass das Karrusel den letzten Umdrehungszyklus unabhängig wiederholt, wird durch den untersten Kontaktarm des Umdrehüngs-Wählerkreises 572 verwirklicht. Indem der Kontaktarm 626ciO in Berührung mit dem Kontakt 572c (Fig. 32) gebracht wird, wird die KAND-Schaltung 656b7 (Fig. 29) verriegelt, wenn der Umdrehungszähler die Stufe 4- erreicht. Infolgedessen setzt das Karrusel seinen Umlauf fort, bis der Stoppschalter ^2 betätigt wird.

C. Betrieb zur Bestimmung grosser Reaktionsgeschwindigkeiten

Durch die Bewegung des Schalter 557 (Fig. 35) in die Stellung für 15 oder 30 Sekunden analysiert das System Reaktionen, welche mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Bei der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass der Schalter 557 derart bewegt wird, dass die Kontaktarme 626a13-626d13 in Berührung mit jeweils den Kontakten 557m-'557p gelangen. Befindet sich der Schalter in dieser Lage,, so wird die erste Umdrehung der Karrusels in genau der gleichen, vorausgehend beschriebenen Weise vorgenommen, wie wenn der Schalter 557 in der Stellung für 5 Minuten wäre. Infolgedessen gibt die Abgabevorrichtung währendder ersten Umdrehung Flüssigkeit aus jeder Prüfröhre in der vorausgehend beschriebenen Weise in einen entsprechenden jSuvette-Abschnitt.

Es wird auf die Fig. 35 Bezug genommen. Am Ende der ersten Umdrehung,, wenn der Umdrehungszähler die Stufe 2 erreicht, so wird die Torschaltung 680a13 blockiert, die Torschaltung 680b13 freigegeben und desgleichen die Flip-Flop-.Schaltungen 622a13 und 622b13· Die Flip-Flop-Schaltungen v/eisen einen

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handelsüblichen binären Zähler auf, welcher über die NOR-Schaltung 680d13 und den Transistor 6i0ai5 die Vorschubeinrichtung blockiert, bis die Schaltkreise vier Impulse empfangen.haben.

Alle 15 Sekunden währendder zweiten Umdrehung liefert die NAND-Schaltung 637a13 einen Impuls, welcher durch die !Torschaltungen 68ObIJ und 680c13 tritt, um einen Startimpuls zu liefern. Der Startimpuls führt zur Erzeugung der gleichen Signale, die in Fig. 37c beschrieben sind, mit der Ausnahme, dass der Vorschubimpuls S9 blockiert und der Hilfsabgabeimpuls S8 freigegeben wird. Infolgedessen gelangt nach der Erzeugung des ersten Startimpulses eine weitere Probe in die Analysestellung und eine Trigger-Substanz wird der Probe zugegeben, um eine schnelle Reaktion einzuleiten. Die Abgabe der Triggersubstanz wird mittels einer nicht dargestellten Hilfsabgabevorrichtung durchgeführt, welche wie die Abgabevorrichtung 200 ausgebildet sein kann. Die Hilfsabgabevorrichtung wird durch ein Hilfsabgabesignal S8 in der gleichen Weise betätigt, wie die Abgabevorrichtung 200 durch das Abgabesignal S7 betätigt wird. Sobald die Trigger-Substanz abgegeben wird, wird die Probe in der Analysestellung analysiert und der Wert derselben wird in die Speichermodule mittels Signale S1-S6 in der vorausgehend beschriebenen Weise eingelesen. 15 Sekunden später verursacht ein weiterer Startimpuls, dass die in die Speicheraodule eingeschriebenen Werte in die Zählermodule überführt werden. Anschliessend wird die Probe erneut analysiert und ein neuer Wert der Probe wird von dem vorausgehenden Wert in der oben beschriebenen Weise ■abgezogen. Der im Zähler vorhandene Restwert wird anschliessend gedruckt und ein anderer neuer Wert wird in die Speichermodule in der vorausgehend beschriebenen Weise eingeschrieben. Alle 15 Sekunden wird ein weiterer Startimpuls erzeugt, wodurch das Verfahren wiederholt wird. Um eine Linearität zu erhalten, wird das Verfahren während vier

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Startimpulsen oder 1 Minute lang fortgesetzt. An Ende der 1 Minute lässt die NOR-Schaltung 680d13 die Erzeugung eines Vorschubimpulses S9 zu, wodurch die nächste Probe in die Analysestellung bewegt wird. Anschliessend wird der Zyklus für die nächste Probe erneut wiederholt.

D. Betriebsweise während Endpunkts-Bestimmungen

Zur Analyse einer Endpunkts-Bestimmung bringt die Bedienungsperson eine Blindprobe, welche eine bekannte Konzentration einer gewünschten Substanz enthält in die Nummer 1-ßtellung des Earrusels (Fig. 1)· Die der Stellung Hr. 1 zugeordnete codierte Lochreihe ist zur Decodierung durch die NAND-Schaltung 637b5 (Fig. 25) angeordnet. Die Bedienungsperson bewegt den Reaktions-Endpurikt-Schalter in die Endpunktstellung. D. h. die Eontaktarme 626a5 und 626b5 werden in Berührung mit Jeweils den Eontakten 624-a5 und 624b5 (Fig. 27) gebracht. Zusätzlich xvird der Eontaktarm 626b11 vom Kontakt 624-e11 (Fig, 33) wegbewegt und der Schalter 557 wird entweder in die Stellung für 5 Minuten, 10 Minuten oder 20 Minuten bewegt« Sobald der Startschalter 550 gedruckt wird, beginnen die Torglieder 560 die in Fig. 38a dargestellten Impulse zu erzeugen. Diese Impulse sind die gleichen, wie si© während der ersten Umdrehung bei einer Bestimmung einer niedrigen Reaktionsgeschwindigkeit erzeugt wurden, mit der Ausnahme, dass der Leseimpuis S3 und der Aufwärts-Abwärts-Impuls S5 blockiert aind» In anderen Worten, soweit dies die Bedienungsperson feststellen kann, ist nur die Abgabevorrichtung in Betrieb. Während der ersten Umdrehung überträgt die Abgabevorrichtung .Fluid aus jeder der Prüfröhren in einen entsprechenden 'Cuvetteri-Abschnitt in der vorausgehend beschriebenen Weise.

Sobald die zweite Umdrehung beginnt, befindet sich die Position Nr. 1 in der Analysestellung, so dass die Phototransistoren 154- cien Keimcode ablesen, welcher die NAHD-

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Schaltung 637b5 (Fig. 27) in den O-Zustand schaltet. Dadurch wird die ODER-Schaltung 684f5 freigegeben, welche ihrerseits veranlasst, dass der Vert der Blindprobe in die Speichermodule eingelesen wird. In der Position 1 blockiert die NAHB-Schaltung 637a5 die ODER-Schaltung 684a11 (Fig. 33)» so dass kein Leseimpuls S3 erzeugt wird. Infolgedessen werden in Position 1 die in Fig. 38b dargestellten Impulse erzeugt, um den laufenden Wert der Blindprobe in den Speichermodul einzuschreiben.

In jeder Position mit Ausnahme von Position 1 erzeugen die Torglieder 560 während der zweiten Umdrehung die in Fig. 38c dargestellten Signale S1-S9. Sobald jede Probe in die Analysestellung bewegt wird, werden die Zählermodule durch das Signal S1 auf Null gelöscht und der Wert der in jedem Speichermodul 644 gespeicherten Blindprobe wird durch das Signal S3 in die Speichermodule 636 eingegeben. Das Zeitgeber-Eadesignal S2 ergibt anschliessend die Analysevorrichtung zur Erzeugung eines Analysesignals frei· Da die Aufwärts-Abwärts-Torschaltung 53^- iⁿ der Aufwärts-Zählweise während der Bestimmung des Endpunktes blockiert ist, wird der Wert der Probe in der Analysestellung von dem Wert der Blindprobe subtrahiert, um in den Zählermoduleii einen Restwert zu ergeben. Der Restwert wird in der Anzeigevorrichtung 563 angezeigt und vom Drucker 564 abhängig von einem Drucksignal S4 gedruckt. Anschliessend veranlasst der Vorschubimpuls S9, dass die nächste Probe in die Analysestellung gebracht wird, wo ihr Wert erneut mit dem Wert der Blindprobe verglichen wird.

.Bei Beginn der dritten Umdrehung wird erneut der Wert der ^!Blindprobe in Position 1 analysiert und über die Torschaltungen 637b5 und 624b5 (Fig. 27) in das Speichermodul geschrieben. Anschliessend werden, falls eine dritte Umdrehung stattfindet, öle Werte einer jeden der anderen Proben mit dem revidierten Wert der Blindprobe in der gleichen

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Weise verglichen wie .während der zweiten Umdrehung.

Selbstverständlich können Endpunkt-Bestimmungen unter Verwendung von destilliertem Wasser als Blindprobe durchgeführt werden, indem lediglich die Vorrichtung so eingestellt wird, dass der Wert einer jeden Probe während der Analyse gedruckt wird. In dieser Beziehung ist das System besonders wertvoll, da die Bestimmungen gemacht werden können, während die Reaktion xveiterläuft. Dies beruht darauf, dass jede Probe in Zeitbereichen abgegeben wird, die durch ein bestimmtes Zeitintervall getrennt sind und dass die Proben in den Zeitbereichen analysiert werden, die durch das gleiche Zeitintervall getrennt sind.

Wie im Falle von Reaktionsgeschwindigkeits-Bestimmungen so wird, sobald das Karrusel die im Umdrehungswählerkreis registrierte Anzahl von Umdrehungen erreicht hat, der Betriebswähler 5^8 geschaltet, um das System abzuschalten und die Klingel 586 zu betätigen, sobald das Karrusel in eine Stellung gelangt, in welcher keine Präfröiire vorhanden ist. Ist andererseits in jeder Karrusel-Position eine Prüfröhre vorhanden, so wird der Betriebewähler 54-8 am Ende der Umdrehung geschaltet.

Es ist für den Fachmann Offensicht, dass die vorausgehend beschriebenen Ausf uhrungsformen abgeändert werden können und der Rahmen der Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt.

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Claims

12. April 1972

Patentansprüche

1. Analysiervorrichtung zum Analysieren von Reaktionen, die im Inneren einer Vielzahl von Einzelproben stattfinden, enthaltend :

eine Cuvettenanordnung, um jede der Proben in einer einzelnen Kammer zu halten, ejLne Analysatoreinrichtung, um ein Strahlenbündel von Strahlungsenergie zu erzeugen und durch die Proben hindurchzuschicken und um jedesmal, wenn das Strahlenbündel durch eine vorher bestimmte Probe hindurchtritt, ein Analysensignal hervorzurufen, dessen Wert einer Eigenschaft dor vorher bestimmten Probe proportional ist, eine cyclische Transportvorrichtung, um das Strahlenbündel aufeinanderfolgend durch vorher bestimmte Proben während vorher bestimmter Arbeitszyklen hindurchtreten zu lassen und eine Menge von Analysensignalen hervorzurufen, von denen jedes einen Wert aufweist, der einer der vorher bestimmten Proben entspricht, eine Adressiereinrichtung, um einen Kennungscode aufzustellen, der jede der vorher bestimmten Proben eindeutig identifiziert, eine Speichereinrichtung, um mindestens einen der Werte bei einer Adresse zu speichern, die einer speziellen vorher bestimm. ·_η Probe entspricht, und eine Vorrichtung, um die cyclische Transportvorrichtung freizugeben und um die in der Speichereinrichtung gespeicherten Werte mit zusätzlichen Werten, die von der Analysatoreinrichtung und cyclischen Transportvorrichtung hervorgebracht wurden, zu vergleichen und so die Reaktion der vorher bestimmten Proben zu analysieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Cuvettenanordnung enthält:

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eine aus einem Stück aufgebaute Einrichtung zur Begrenzung von einzelnen Kammern, die zur Aufnahme von Proben geeignet sind, wobei die genannten Kammern so angeordnet sind, dass sie eine Linie durchlaufen, welche eine geschlossene Kurve mit einer Zentralachse definiert_s und Penstereinrichtungen, um Strahlungsenergie: durch mindestens einige Bezirke der Kammern hindurchzusenden, wodurch die Proben analysiert werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält:

eine Einrichtung, um die Cuvettenanordnung drehbar auf einer Zentralachse zu montieren, und eine Einrichtung, um die Analysatoreinrichtung starr derart einzustellen, dass das Strahlenbündel in einer Ebene liegt, die den Kammern gemeinsam ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlenbündel durch die Cuvettenanordnung in einer von der Zentralachse fort, laufenden Richtung hindurchgeschickt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält:

eine Abgabevorrichtung, um eine abgemessene Probenmenge in die Kammern abzugeben, eine Einrichtung zum Nachweis der Abwesenheit einer Probe, und eine Einrichtung zum Abstellen der Abgabevorrichtung in Antwort auf die Abwesenheit einer Probe.

6. Vorriphtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysatoreinrichtung umfasst: eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Lichtimpulsen, die durch jede Probe hindurchge- ·

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schickt werden, wobei jeder Lichtimpuls eine unterschiedliche Wellenlänge von praktisch monochromatischem Licht auf v/eist, eine Korrektureinrichtung, um die durch jede Probe hindurchgeschickten Lichtimpulse zu empfangen und aus jedem der genannten Lichtimpulse ausser dem monochromatischen Licht, das in dem Impuls, wenn er die Generatoranordnung verlässt, vorhanden ist, praktisch das gesamte andere Licht zu entfernen, eine Wandlereinrichtung, um eine Vielzahl von elektrischen Impulssignalen hervorzubringen, von denen jedes einem vorher bestimmten Lichtimpuls der von der Korrektureinrichtung hindurchgeschickten Lichtimpulse entspricht, und eine Vorrichtung, um die elektrischen Impulse zu vergleichen, welche durch irgendeine einzelne Probe zum Hervorrufen eines der genannten Analysensignale hindurchgeschickt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung eine Halbleitereinrichtung zum Speichern einer Vielzahl von Datenbits in Antwort auf elektrische Kontrollsignale umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält:

einen Wandler, um jedes Analysensignal in eine digitale Form umzuwandeln, wobei der genannte Wandler eine Impulsgeneratoranordnung zum Erzeugen von Impulsen mit vorher bestimmter Geschwindigkeit, eine Zählvorrichtung zum Zählen der genannten erzeugten Impulse und eine Torschaltung, um die erzeugten Impulse in einer Anzahl, die dem Wert eines Analysensignals proportional ist, nach der Zählvorrichtung zu leiten, enthält.

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9. Vorrichtung nach Anspruch B₁ dadurch .gekennzeichnet ₃ dass sie weiterhin enthält;

eine Vorri-chtung zuxa selektiven Freisetzen der Zählvorrichtung zum Zählen in jeder der beiden Richtungen, wodurch Reaktionen, die zu entweder grosserer oder geringerer Strahlungsenergieabsorption durch-dia Probe führen, analysiert werden können« · — ' ·

10. Vorrichtung nach Anspruch i_s dadurch gekennzeichnet₅ dass die Betriebsvorrichtung umfasst:

eine "taktvorrichtung, um eine Yielsahl von Startimpulsen in vorher, bestiniiiiter: Zeitinter-'/allen herzurufen, eine Torschaltung_s um Ecntrollimpiilse in Antviort auf einen St art impuls hervoraur-uf en _s eine Vorrichtung, um die Betriehssyklen der cyclischen Transportvorrichtung £".i ziliLn': ~:.-::z- ""i "^stimmte Teile der Torschaltung ws.hreivZ ""Οΐ'-Ι^Γ oestiamter Betriebszyklen der cyclischen Transportvorriehtung abzustellen, und eine Vorrichtung, im "*„r^:liS-^ Vt^tI-"-.": '::■'■ ~"";s.r-timpulse nach der Torschaltung hin su Isitc'";-. ?;oaureh die cyclische Transportvorrichtung π it. vorher- bestimmter Ge schwin digkeit betrieben wird,

11. Vorrichtung zum Analysieren einer erstsn Probe und einer zweiten Probe, enthaltend:

eine Cuvettenanordnung, um die erste und die zweite Probe einzeln aufzunehmen, eine Analysatoreinrichtung, um ein Analysatorstrahlenbünöel _s das geeignet ist, um durch die erste \id.& dia 2i?eit-~ ITpoas hin-äurchsutr-eten, zu erzeugen und so ein hiridui^hgiEaiiifiss Strahler.bündel hervorzurufen und un> jeäss derartige hindurchgesandte Strahlenbündel in ein elektrisches Analyserisignal umzuvrandeln, dessen Wert einer Eigenschaft der entsprechenden ersten und zweiten Probe proportional

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BAD ORiSJNAL

22V/635

ist, "ine cyclische Transportvorrichtung, um die Cuvetienanordnung und die Analysatoreinrichtung vrährend jedes Betriebszyklus in eine erste Stellung, in der das Anaiysatorstrahlenbündel durch die erste Probe gerichtet wire, und um die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung in eine zweite Stellung fortzurücken, in der das Anaiysatorstrahlenbündel durch die zweite Probe gerichtet wird, eine erste Betriebsvorrichtunc? um die cyclische Transportvorrichtung mindestens einen ersten Arbeitszyklus beenden zu lassen, wodurch ein erstes Analysensignal mit einem ersten

:-'c in der ersten Stellung und ein zvreites Analysensignal mit einer: zweiten Wert in der zweiten Stellung hervorgebrach*· werden, eine Speichereinrichtung zum

ν·-:-!;.· ..,;·--.-■■ '"Ir.':.-'..":."':-. :i:--s ersten '-.'ertep, und eine zwei-■: : ?:v I¹^e:: rv-:»- L;,;- ;υ.Γι;", uv- r:.ivAoDte:~:o aen ersten und Uc.-. .;vri';c:. "^r: :::■ vernltiichen; wodurch' mindestens die erste und die zweite Probe verglichen werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Probe einen Reaktanten enthält und eine bekannte Konzentration eines Stoffes, -J.er analysiert wird j aufweist und die zweite Prcbi? e:.nen He&ktanten enthält und eine unbekannte K .err^acion des Stoffes, der analysiert wird, aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält:

eine Abgabevorrichtung, un zu einem ersten Zeitpunkt den Reaktanten und den Stoff unter Bildung der ersten Probe, die von der Cuvettenanordnung aufgenommen wird, zu vermischen und um zu einem zweiten Zeitpunkt den Reaktanten und den Stoff unter Bildung der zweiten Probe, die von der Cuvettenanordnung aufgenommen wird, zu vermischen, wodurch der erste und der zweite Zeit-, punkt eine vorher bestimmte Zeitspanne begrenzen.

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„ CC —

BAD Ch.w

11}. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betriebsvorrichtung eine Vorrichtung umfasst, um die erste Probe zu einem dritten Zeitpunkt in die erste Stellung fortzubewegen und um die zweite Probe in die zweite Stellung zu einem vierten Zeitpunkt fortzubewegen, welcher um die genannte vorher bestimmte Zeitspanne auf den dritten Zeitpunkt, folgt, wodurch Konzentrationen der Stoffe in der ersten und der zweiten Probe analysiert werden können, bevor die Reaktionen in der ersten und der zweiten Probe beendet sind.

15· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält:

einen Wandler, um jedes Analysensignal in eine digitale Form umzuwandeln, wobei der genannte Wandler eine Impulsgeneratoranordnung, um Impulse mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit zu erzeugen, eine Zählvorrichtung, um die genannten erzeugten Impulse zu zählen, und eine Torschaltung, um die erzeugten Impulse nach der Zählvorrichtung hin in einer Anzahl zu leiten, welche dem Wert eines Analysensignals proportional ist, enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Betriebsvorrichtung enthalten:

eine erste Vorrichtung zum Betätigen der cyclischen Transportvorrichtung, wodurch die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung derart mit Bezug zueinander bewegt werden, dass das Analysatorstrahlenbündel durch die erste Probe geleitet wird, eine zweite Vorrichtung, um die Analysatoreinrichtung derart zu betätigen, dass ein erstes Analysensignal hervorgerufen wird, das der ersten Probe entspricht, und um den Wert des ersten Analysensignals in die Zählvorrichtung einzuspeisen, eine dritte Vorrichtung,

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um den in die Zählvorrichtung eingespeisten Wert nach der Speichereinrichtung zu leiten, eine vierte Vorrichtung, um den der ersten Probe entsprechenden Wert in der Speichereinrichtung zu sperren, eine fünfte Vorrichtung, um die cyclische Transportvorrichtung zu betätigen, wodurch die Cuvettenanordnung und die

Analysatoreinrichtung mit Bezug zueinander derart bewegt werden, dass das Analysatorstrahlenbündel durch die zweite Probe geleitet wird, eine sechste Vorrichtung, um den in der Speichereinrichtung gespeicherten Wert, welcher der ersten Probe entspricht, in die Zählvorrichtung einzuspeisen, und eine siebente Vorrichtung, um die Analysatoreinrichtung so zu betätigen, dass ein zweites Analysensignal hervorgerufen wird, welches der zweiten Probe entspricht, und um den Viert des zweiten Analysensignals von dem in die Zählvorrichtung eingespeisten Wert abzuziehen, so dass sich ein Restwert ergibt.

17· Vorrichtung zum Analysieren einer ersten Probe und einer zweiten Probe, enthaltend:

eine Cuvettenanordnung, um die erste und die zweite Probe einzeln aufzunehmen, eine Analysatoreinrichtung, um ein Analysatorstrahlenbündel zu erzeugen, das geeignet ist, um durch die erste und die zweite Probe hindurchzutreten, so dass sich ein durchgesandtes Strahlenbündel ergibt, und um ein jedes derartiges durchgesandten Strahlenbündel in ein elektrisches Analysensignal umzuwandeln, dessen Wert einer Eigenschaft der entsprechenden ersten oder zweiten Probe proportional ist, eine cyclische Transportvorrichtung, um die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung während jedes Arbeitszyklus in eine erste Stellung, in der das Analysatorstrahlenbündel durch

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die erste Probe gerichtet wird, und die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung in eine zweite Stellung fortzubewegen, in der das Analysatorstrahlenbündel durch die zweite Probe gerichtet wird, eine erste Betriebsvorrichtung, um die cyclische Transportvorrichtung einen ersten Arbeitszyklus ,vollenden zu lassen, wodurch ein erstes Analyserisignäl mit einem ersten Wert in der ersten Stellung und ein zweites Analysensignal mit einem zweiten Wert in der zweiten Stellung hervorgerufen werden, und um die cyclische Transportvorrichtung einen zweiten Arbeitszyklus voll-' enden zu lassen, wodurch ein drittes Analysensignal mit einem dritten Wert in der ersten Stellung in einer vorher bestimmten Zeitdauer nach dem ersten Analysensignal und ein vierter Wert in der zweiten Stellung in der genannten vorher bestimmten Zeitdauer nach dem zweiten Analysensiprnal hervorgebracht

um werden, eine Speichereinrichtung,!den ersten und den zweiten Wert während des ersten Arbeitszyklus zu speichern, und eine zweite Betriebsvorrichtung, die während des zweiten Arbeitszyklus wirksam ist, um den ersten und den dritten Wert zu vergleichen und um den zweiten und den vierten Wert zu vergleichen, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeiten der ersten und der zweiten Probe bestimmt werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin, enthält:

einen Wandler, um jedes Analysensignal in eine digitale Form umzuwandeln, wobei der genannte Wandler einen Impulsgenerator zur Erzeugung von Impulsen mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit, eine Zählvorrichtung zum Zählen der genannten erzeugten Impulse und eine Torsohaltung enthält, um die erzeugten Impulse

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nach der Zählvorrichtung hin in einer Anzahl zu leiten, die dem Wert eines Analysensignals proportional ist.

19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste und zweite Betriebsvorrichtung enthalten: .' ;

eine erste Vorrichtung, um die cyclische Transportvorrichtung zu betätigen, wodurch die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung mit Bezug zueinander derart bewegt werden, dass das Strahlenbündel durch eine vorher bestimmte Probe geleitet wird, eine zweite

ι Vorrichtung, um den in der Speichereinrichtung gespeicherten Wert, welcher der vorher bestimmten Probe entspricht, in die Zählvorrichtung einzuspeisen, eine dritte Vorrichtung, um die Analysatoreinrichtung derart zu betätigen, dass ein erstes Analysensignal hervorgerufen wird, das der vorher bestimmten Probe entppricht, und um den Wert des ersten Analysensignals von dem in die Zählvorrichtung eingespeisten Wert abzuziehen, so dass sich ein Restwert ergibt, eine vierte Vorrichtung, um die Anzeigeeinrichtung zu betätigen, wodurch der Restwert angezeigt wird, eine fünfte Vorrichtung, um die Analysatoreinrichtung derart zu betätigen, dass ein zitfeites Analysensignal, das der vorher bestimmten Probe entspricht, hervorgerufen wird, und um den Wert des zweiten Analysensignals in die Zählvorrichtung einzuspeisen, eine sechste Vorrichtung, um den in die Zählvorrichtung eingespeisten Wert nach der vorher bestimmten Speichereinrichtung weiterzuleiten, und eine siebente Vorrichtung, um die cyclische Transportvorrichtung zu betätigen, wodurch die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung mit Bezug zueinander derart bewegt werden, dass das Strahlenbündel durch eine andere Probe geleitet wird.

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20. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Vorrichtung eine Vorrichtung enthält, um die genannte Zählvorrichtung in einer ersten Richtung zählen zu lassen, und die genannte dritte Vorrichtung eine Vorrichtung enthält, um die genannte Zählvorrichtung in einer der genannten ersten Richtung entgegengesetzten Richtung zählen zu lassen.

21. Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, enthaltend: eine Cuvettenanordnung zur Aufnahme der Probe, eine Analysatoreinrichtung, um ein Analysatorstrahlenbündel zu erzeugen, das geeignet ist, um durch die Probe hindurchzutreten, so dass sich ein durchgesandtes Strahlenbündel ergibt, und um das durchgesandte Strahlenbündel in ein elektrisches Analysensignal umzuwandeln, dessen Wert sich proportional zu einer Eigenschaft der Probe ändert, eine Einstellvorrichtung, um die Cuvettenanordnung und die Analysatoreinrichtung in einer Stellung zu halten, in der das Analysatorstrahlenbündel durch die Probe gerichtet wird, eine Speichereinrichtung, um den Wert- des Analysensignals zu speichern, eine erste Betriebsvorrichtung, um in der Speichereinrichtung die Werte des Analysensignals zu Zeitpunkten, die um - eine vorher bestimmte Zeitspanne versetzt sind, cyclisch zu speichern, und eine zweite Betriebsvorrichtung, um die in der Speichereinrichtung cyclisch gespeicherten Werte zu vergleichen, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit der Probe bestimmt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält:

einen Wandler, um jedes Analysensignal in eine digitale Form umzuwandeln, wobei der genannte Wandler eine

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Impulsgeneratoranordnung zur Erzeugung von Impulsen mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit, eine Zählvorrichtung zum Zählen der genannten erzeugten Impulse und eine Torschaltung, um die erzeugten Impulse nach der Zählvorrichtung in einer Anzahl zu leiten, die dem Wert eines Analysensignals proportional ist, enthält. -.;.... ·'.. '

23· Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Betriebsvorrichtung enthalten:

eine erste Vorrichtung, um einen in der Speichereinrichtung gespeicherten Wert, welcher der Probe entspricht, in die Zählvorrichtung einzuspeichern, eine zweite Vorrichtung, um die Analysatoreinrichtung so zu betätigen, dass ein erstes Analysensignal, welches der Probe entspricht, hervorgerufen wird, und um d'en V/ert des ersten Analysensignals von dem in die Zählvorrichtung eingespeisten Wert abzuziehen, so dass sich ein Restwert ergibt, eine dritte Vorrichtung, um die Analyseneinrichtung so zu betätigen, dass ein zweites Analysensignal, welches der Probe entspricht, hervorgerufen wird, und um den Wert des zweiten Analysensignals in die Zählvorrichtung einzuspeisen, und eine vierte Vorrichtung, um den in die Zählvorrichtung eingespeisten Wert nach der Speichereinrichtung weiterzuleiten, so dass der Wert nachfolgend mit dem Wert eines anderes AnalysensignäB verglichen werden kann, wodurch die Geschwindigkeit der innerhalb der Probe stattfindenden Reaktion bestimmt wird.

2¹J. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betriebsvorrichtung eine Taktvorrich- tung zum Hervorrufen von Taktimpulsen enthält, die

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um eine vorher bestimmte Zeitspanne zeitlich verschoben sind, so dass die Werte, welche in der Speichereinrichtung cyclisch gespeichert sind, zu Zeitpunkten, die um · die vorher bestimmte Zeitspanne verschoben sind, verglichen werden.

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Cn einem chemischen Analysenapparat- -eine verbessert e, enthaltend:

eineNaus einem Stück aufgebaute Einrichtung zur/Begrenz erkeinz einer Kammern, die zur Aufnahme v/ön Proben geeignet sind, wobei die genannten Kammörn derart angeordnet sind, dass sie durch eine Linie/laufen, welche eine geschlossene Kurve mit einer/Zentralachse definiert}«, und eine Fenstereinri^htung, um StrahlungsenergieNäurch mindestens einige Bezirke der Kammern zu sendet}, wodurch die proben analysiert werden können.

26. Cuvette nach Anspruch 25»^dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine BelüftunWvorrichtung enthält, welche eine öffnung innerhalbyOeW genannten Cuvette für den Durchtritt von Luft definiert.

27. Cuvette nach Anspruch/^5» dadurch g^kennseichnet, dass eine gemeinsame Ebene jede der Pensuervorrichtungen schneidet, /.

28. Cuvette nach Anspruch 25 ₃ dadurch gekennzeichnet, dass die mit jeder Kammer verbundene Penstervor^ichtung gegenüberstehende, planare Elemente umfasst, \lie parallel zueinander angeordnet sind.

29. Cuvette/nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern Seitenwandvorrichtungen enthalten und, die Fens^ervorrichtiungen aus einem Stück mit den Seitenwandvorrichtungen aufgebaut sind.

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