CH458790A

CH458790A - Durchflussküvette mit einer Anordnung zum Mischen des Inhaltes ihres Funktionsraumes

Info

Publication number: CH458790A
Application number: CH792366A
Authority: CH
Inventors: Jiri Dr Hrdina
Original assignee: Ceskoslovenska Akademie Ved
Priority date: 1965-06-03
Filing date: 1966-06-01
Publication date: 1968-06-30
Also published as: GB1124517A; BE682077A; DE1547214A1; US3506366A; AT276801B; SE309505B

Description

Durchflussküvette mit einer Anordnung zum Mischen des Inhaltes ihres Funktionsraumes
Die Erfindung betrifft eine Durchflussküvette mit einer Anordnung zum Mischen des Inhaltes ihres Funktionsraumes bestehend aus einem frei in diesem Funktionsraum gelagerten Mischkörper und aus wenig- stens einem Magnet zum Betätigen dieses Mischkörpers.

Aufgrund der hydromechanischen Gesetzmässigkeiten entsteht, insbesondere beim laminaren Strömen in Durchflussküvetten eine für die Genauigkeit der photometrischen Auswertung des Küvetteninhaltes sehr unerwünschte Erscheinung, die darin besteht, dass die Konzentration des Stoffes bei steilen Konzentrationsgefällen im ganzen Durchflussquerschnitt der Küvette nicht homogen ist. Dies hängt damit zusammen, dass die ursprünglichen geraden zum Durchflussquerschnitt senkrechten Flächen, die zwei verschiedene Konzentrationen voneinander trennen, sich in paraboloide Flä- chen umformen, deren Scheitel sich mit doppelter Geschwindigkeit als die mittlere Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit bewegen, während die Flüssigkeit an der Innenwand der Küvette gebremst wird.

Der Küvetteninhalt muss darum homogenisiert werden. Dies kann entweder durch Wirbeln der Flüssigkeit erreicht werden. Bei Querküvetten ist ein Verfahren der Homogenisierung einer künstlichen Durch- mischung mit Hilfe eines Kolbens bekannt, der von aussen in die Küvette reicht.

Bei Längsküvetten, bei denen die Strömungsrichtung wenigstens ungefähr mit der optischen Achse des Lichtbündels übereinstimmt, sind die erwähnten Verfahren nicht benützbar. Denn der in der Achse der rohrförmigen Küvette sich bewegende Kolben würde ein Hindernis für den Durchgang des Strahlenbündels bilden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussküvette an gegenüberliegenden Seiten mit Polschuhen eines Magnetsystems versehen ist und in der Innenwand der Durchflussküvette eine Vertiefung zum Aufnehmen des Mischkörpers während des Photometrierens vorgesehen ist.

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 eine Durchflussküvette mit einem beweglichen Magnetsystem,
Fig. 3, 4 und 5 eine Durchflussküvette mit einem feststehenden Magnetsystem,
Fig. 6 und 7 weitere Ausführungen mit besonders angeordnetem Magnetsystem.

Die Fig. 1 zeigt den Funktionsraum 1 der Küvette 2, der an den Stirnseiten durch die Fenster 3, 3' abgeschlossen ist. Die Dichtungsringe 4, 4' gewährleisten eine Abdichtung der Fenster. Nahe dem einen Ende der Küvette mündet der Eintrittskanal 5 in den Funktionsraum 1. Mit Hilfe der Hohlnadel 5' kann von aussen ein kapillarer Zuführungsschlauch angeschlossen werden. An dem anderen Ende ermöglicht der Austrittskanal 6 über die Hohlnadel 6' das Anschliessen des Austrittsschlauches, der nicht kapillar sein muss.

Er ist jedoch kapillar, wenn eine weitere photometrische Küvette angeschlossen ist. Der Inhalt des Funktionsraumes 1 der Küvette wird durch die Längsbewegung der Kugel 8 homogenisiert. Die Kugel liegt am linken Ende des Funktionsraumes 1 in der Vertiefung 9, so dass sie dem freien Durchgang des Strahlenbündes im Funktionsraum 1 nicht hinderlich ist. An der tiefsten Stelle der Vertiefung 9 mündet die Hohlnadel 10, die normal blind endet. Nach Entfernen des Verschlusses kann die Hohlnadel 10 an eine Injektionsspritze oder an eine ähnliche Einrichtung angeschlossen werden. Es können auch hierdurch Verunreinigungen aus dem Funktionsraum abgesaugt werden. Ferner ist dadurch das Durchspülen des Funktionsraumes oder das Zuleiten einer geeigneten Lösung in den Funktionsraum 1 möglich. Die Kugel 8 wird von dem permanenten Magneten 11, an welchem die Polschuhe 12, 13 angebracht sind, bewegt.

Die Polschuhe haben die in der Fig. 2 gezeigte Form. Hierdurch ist der Magnetfluss an der Stelle, an der die Kugel 8 liegt, besonders gross. Der permanente Magnet 11 kann auch durch einen Elektromagneten ersetzt werden.

Magnet 11 und Polschuhe 12, 13 sind durch die Verbindungsglieder 15, 16 an der Welle 14 befestigt.

Die Schrauben 17, 18 sorgen für eine gute Verbindung mit der Welle 14. Beim Drehen der Welle 14 wird das gesamte Magnetsystem gegenüber der Küvette 2 verschwenkt. Infolge der magnetischen Kopplung bewegt sich die Kugel 8 im Funktionsraum 1. Vor Durchführang der photometrischen Messung wird die Kugel 8 wieder in die Vertiefung 9 gebracht. Die schräge Anordnung der Küvette gemäss Fig. 1 ist im Hinblick auf die homogenisierenden Bewegungen der Kugel 8 nicht notwendig. Jedoch ist die Schräglage für eine leichtere Entfernung von Luftblasen aus dem Funktionsraum über den an der höchsten Stelle des Funktionsraumes angebrachten Ableitungskanal 6 von Vorteil.

Die Schräglage der Küvette 2 ist für die in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungen allerdings notwendig. Der Funktionsraum 1 ist in diesem Fall im Körper 2 ähnlich wie in der Fig. 1 ausgeführt. In den Fig. 3 bis 5 ist das Magnetsystem unbeweglich. Die Polschuhe 19 sind gemäss der Draufsicht der Fig. 5 abgeschrägt, so dass ein Luftspalt verschiedener Dicke in Längsrichtung der Küvette 2 entsteht. Beim Erregen der Magnetwicklung 21, welche auf den Kern 20 aufgebracht ist, ergibt sich ein Magnetfluss, der die Kugel 8 zu der Stelle des Funktionsraumes 1 bewegt, an welcher der Luftspalt am kleinsten ist. Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Schräglage der Küvette 2 ergibt sich eine Bewegung der Kugel 8 aus der Vertiefung 9 entgegen der Gravitationskraft nach oben rechts.

Eine ähnliche Wirkung kann auch durch andere Ausführungen des elektromagnetischen Systems erreicht werden. Zum Beispiel kann das elektromagnetische System gegenüber dem Funktionsraum 1 gezeigt sein. Hierbei bilden die Polschuhe mit der Küvette 2 einen Luftspalt gleichmässiger Dicke. Die Fig. 6 zeigt eine solche relative Neigung zwischen Küvette und elektromagnetischem System. Bei Erregung der Magnetwicklung 21, welche auf dem Kern 20 angebracht ist, wird die Kugel 8 aus der Vertiefung 9 durch den Funktionsraum 1 nach rechts oben bewegt und zwar entgegen der Wirkung der Gravitationskraft. Bevor die photometrische Messung durchgeführt wird, wird das Magnetfeld abgeschaltet, so dass die Kugel 8 wieder unter Einwirkung der Gravitationskraft in die Vertiefung 9 zurückgleitet.

Die Fig. 7 zeigt zwei elektromagnetische Systeme 20, 21; 20', 21'. Durch wechselweises Ein- und Ausschalten der Magnetwicklungen 20, 20' wird die Kugel 8 in dem Funktionsraum 1 eine und herbewegt. In diesem Falle ist man auf die Wirkung der Gravitationskraft für den Rücklauf der Kugel 8 in die Vertiefung 9 nicht mehr angewiesen.

Abschliessend wird noch darauf hingewiesen, dass bei der Bewegung der Kugel durch ein Magnetsystem es sehr zweckmässig ist, wenn der Küvettenkörper an den Stellen, wo die Polschuhe in unmittelbarer Nähe vorhanden sind, eine geringere Wandstärke als normal aufweist.

Claims

PATENTANSPRUCH Durchflussküvette mit einer Anordnung zum Mischen des Inhaltes ihres Funktionsraumes, bestehend aus einem frei in diesem Funktionsraum gelagerten Mischkörper und aus wenigstens einem Magnet zum Betätigen dieses Mischkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussküvette (2) an gegenüberliegenden Seiten mit Polschuhen (12, 13) eines Magnetsystems versehen ist und in der Innenwand der Durch flussküvette (2) eine Vertiefung (9) zum Aufnehmen des Mischkörpers (8) während des Photometrierens vorgesehen ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Durchflussküvette nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe (12, 13) des Magnetsystems ausschwenkbar entlang den Seitenwänden der Durchflusslcüvette gelagert sind.

2. Durchflussküvette nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des magnetischen Feldes innerhalb des Funktionsraumes in Richtung von der Vertiefung (9) weg für den Mischkörper (8) wächst.

3. Durchflussküvette nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Magnetsystem (20', 21') vorgesehen ist, derart, dass die Intensität des Magnetfeldes dieses weiteren Magnetsystems innerhalb des Funktionsraumes (1) der Küvette (2) in Richtung gegen die Vertiefung (9) für den Mischkörper (8) anwächst.