DE2904909C3

DE2904909C3 - Küvette für optische Messungen

Info

Publication number: DE2904909C3
Application number: DE2904909A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Chem. Dr. 7080 Aalen Geis
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1981-11-12
Also published as: US4330206A; DE2904909A1; DE2904909B2

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrfach verwendbare Küvette für optische Messungen an flüssigen Proben zur Verwendung als Durchfluß- oder Absaugküvette.

Solche Küvetten werden beispielsweise in Analysenautomaten dazu verwandt um nacheinander durch gesteuertes Ansaugen verschiedenartige Lösungen aufzunehmen und damit in den Strahlengang eines Fotometers zu bringen.

Um die Analyse möglichst kleiner Substanzmengen sicherzustellen ist meist nur der mit dem Strahlengang zusammenfallende Teil der Küvette (Meßkanal) zur Aufnahme der Proben ausgebildet. Wegen der Forderung, ein Paar ebene Begrenzungsflächen für den Strahlungsdurchtritt des Meßkanals vorzusehen, erhält dieser dann meist eine zylindrische Form, die eine blasenfreie Füllung unter Vermeidung von Kontamination der verschiedenen nacheinander zu messenden Lösungen nicht gewährleistet.

Die DE-PS 21 58 220 beschreibt Ausführungsformen des eingangs genannten Küvettentyps, die jeweils einen waagrechten Meßkanal enthalten, der im wesentlichen parallel zur Strömung der Proben verläuft. In einer der Ausführungsformen besitzt die obere Wand des Meßkanals einen ansteigenden Verlauf in Richtung des Auslaßkanals, um das Entweichen von Gasblasen durch den einzigen, obenliegenden Ablauf zu erleichtern.

Diese Küvette ist zwar einfach aufgebaut, weist jedoch insbesondere im Absaugbetrieb hohe Kontaminationswerte auf, da Flüssigkeitsraste am Roden des Meßkanals keine Abflußmöglichkeit besitzen. Es sind weiterhin Küvetten bekannt, bei denen durch den Meßkanal vor-, nach- oder parallel geschaltete Zusatzkammern eine blasenfreie Füllung sichergestellt werden soll. Diese oberflächenvergrößernden Maßnahmen begünstigen jedoch wiederum die Kontamination ίο und setzen die Mindestsubstanzmengen für die Messung herauf, da diese zumindest teilgefüllten Zusatzkammern nicht durchstrahlt werden. Zudem verteuert die Vielzahl der benötigten Hohlräume die Herstellung solcher Küvetten.

In der DE-OS 16 48 908 ist eine derartige Küvette beschrieben, die einen waagerechten, zylindrischen Meßkanal besitzt, der auslaßseitig in eine Kammer mit im Vergleich zum Meßkanal vergrößertem Querschnitt mündet Die Kammer besitzt am oberen Ende eine und am unteren Ende zwei öffnungen, die sie mit einem ringförmigen Ablaufkanal verbinden.

Trotz des komplizierten, vielteiligen Aufbaus kann diese bekannte Küvette gesteigerten Anforderungen an die Kontaminationsfreiheit nicht standhalten, und muß 2^r> zum Säubern in gewissen Abständen zerlegt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Küvette der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach herzustellen ist und ein blasenfreies und kontaiT.inationsarmes Füllen des Meßkanals unter Verwendung möglichst geringer Mengen der zu messenden Substanzen erlaubt.

Ausgehend von einer Küvette nach dem Oberbegriff wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein zweiter Auslaßkanal nahe dem anderen Fenster in den Meßkanal mündet und daß die untere Wand einen zum zweiten Auslaßkanal abschüssigen bis waagerechten Verlauf besitzt.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß sich Gasblasen in der zu messenden Flüssigkeit entlang der ansteigenden, oberen Wand des Meßkanals in Richtung auf das auslaßseitige Strahlungsfenster bewegen und dort mittels der ersten Absaugleitung sofort abgesaugt werden, während die so von Gasblasen befreite Flüssigkeit durch den zweiten Auslaßkanal rückstandsfrei ablaufen kann. Somit wird auf einfache Weise erreicht, daß die zu messende Flüssigkeit blasenfrei ist und der Meßkanal, insbesondere der Bereich des auslaßseitigen Strahlungsfensters frei von Kontamination gehalten wird.

Um auch das Fenster der Einlaßseite frei von Kontamination zu halten, ist es vorteilhaft, wenn das in den Meßkanal einströmende Medium schräg auf dieses Fenster auftrifft. Im Hinblick auf die Minimierung seiner Oberfläche besitzt der Meßkanal die Form eines Hohlzylinders oder Konus, an dem die Ein- und Auslaßöffnungen an den Enden seines Mantels vorzugsweise in der gleichen Ebene liegend angeordnet sind.

Die Zeichnungen erläutern den Erfindungsgedanken an einem Ausführungsbeispiel:

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Küvette gemäß der vorliegenden Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht der gleichen Küvette.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Küvette 1 besteht aus einem Mittelteil 3, der den Meßkanal 4 sowie den Zulaufkanal 5 und die beiden Ablaufkanäle 6, 7 enthält, sowie aus zwei Planplatten 2, die den Meßkanal

stirnseitig abschließen und dort die Funktion von Strahlungsfenstern besitzen. An das im Betriebszustand untere Ende der Küvette ist ein Anschlußstück 8 angebracht, über das der Einlaufkanal 5 mit verschiedenen Zulaufschläuchen gekoppelt werden kann.

Am oberen Ende der Küvette ist ein ähnliches Anschlußstück 9 angebracht, in dessen Bohrung 10 beide Auslaufkanäle 6 und 7 einmünden.

Die Küvette wird vorzugsweise so betrieben, daß beispielsweise eine Pumpe über die Bohrung 10 einen Unterdruck im Meßkanal 4 erzeugt, wodurch die zu untersuchenden Flüssigkeiten über in sie hineintauchende Zuführungsschläuche und den Einlaßkanal 5 in den Meßkanal 4 gesaugt werden. Sobald dieser gefüllt ist und eventuell vorhandene Gasblasen entlang der ausgangseitig ansteigenden oberen Wand des Meßkanals 4 entwichen sind, wird sein Inhalt durchstrahlt

Sind ausreichende Mengen der zu untersuchenden Flüssigkeiten vorhanden, so können nach Beendigung der ersten Messung durch Spulen mit der neuen Probe die bei der zweiten Messung störenden Reste der ersten entfernt werden. Der Strömangsverlauf ist durch das Vorhandensein in der beiden in die Auslaßkanäle 6 und 7 mündenden Auslaßöffnungen so günstig, daß schnell Kontaminationsfreiheit des Meßkanals erreicht wird.

Günstig in diesem Sinne wirki sich auch dtr schräge auf das Strahlungsfenster gerichtete Verlauf des Einlaßkanals 5 aus.

Bei der Messung von kleinen Probenmengen werden diese jeweils nach einer Messung so abgesaugt, daß nach,"olgend nicht eine neue Probe sondern Luft durch die Kanäle der Küvette gesaugt wird. Durch beide Absaugkanäle und die spezielle Form ihrer Anordnung wird für die schnelle und vollständige Entleerung des Meßkanals gesorgt So wird auch ein kontaminationsfreies Arbeiten mit geringen Probenmengen ermöglicht

Mit einer Küvette gemäß der vorliegenden Erfindung werden in beiden Betriebsarten (Durchfluß und Absaugen) günstigere Kontaminationswerte erreicht als mit den zur Zeit bekannten. Dabei kann, wie das Ausführungsbeispiel in den F i g. 1 und 2 zeigt ihr Aufbau höchst einfach gehalten werden. Es wird nur die Erstellung von wenigen geradlinigen Kanälen verlangt

Selbstverständlich ist eine solche Küvette nicht nur für Messungen unter Verwendung von Strahlung im sichtbaren Bereich geeignet, sondern es kann beispielsweise auch bei Verwendung geeigneten Materials für die Strahlungsfenster 2 Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Küvette für optische Messungen an flüssigen, Gasblasen enthaltenden Proben zur Verwendung als Durchfluß- oder Absaugküvette mit einem waagrechten, mit Fenstern verschlossenen Meßkanal für den optischen Meßstrahlengang, der im wesentlichen parallel zur Strömung der Proben verläuft, mit einem Einlaßkanal, der nahe dem einen Fenster in den Meßkanal mündet, mit einem Auslaßkanal, der nahe dem anderen Fenster mündet, wobei die obere Wand des Meßkanals einen ansteigenden Verlauf in Richtung Auslaßkanal hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Auslaßkanal (7) nahe dem anderen Fenster in den Meßkanal (4) mündet und daß die untere Wand einen zum iweiten Auslaßkanal (7) abschüssigen bis waagrechten Verlauf aufweist

2. Küvette nach Anspnch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal (4) annähernd die Form eines Hohlzylinders besitzt, der durch die ebenen Flächen der Strahlungsfenster (2) abgeschlossen ist, und die Ein- und Auslaßöffnungen an den Enden der Zylinderwand in einer Ebene angeordnet sind, die durch die Zylinderachse und die Vertikale aufgespannt wird.

3. Küvette nach Anspruch J — 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal (4) sich in die Auslaßrichtung konisch erweitert.

4. Küvette nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Auslaßkanäle (6, 7) des Meßkanals (4) innerhalb der Küvette (1) in einen gemeinsamen Ablauf (10) münden.

5. Küvette nach Anspruch 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (5) so gestaltet ist, daß die einströmende Flüssigkeit schräg auf das der öffnung benachbarte Strahlungsfenster (2) auftrifft.