187937. lajstromszámú szabadalom • Mérőfúvóka elektrolitban lebegő részecskék felfogására
1 187 937 2 A találmány tárgya mérőfúvóka elektrolitben szuszpendait részecskék felfogására A mérőfúvóka a részecskeszámláló vagy analizátor egy része, amely előnyösen mindenütt alkalmazható, ahol mikroszkopikus, kis részecskéket, amelyek természetes vagy mesterségesen előállított szuszpenziókban vannak jelen, meg kell számlálni és/vagy nagyságuk szerint osztályozni kell. A villamos részecske számlálás azon alapul, hogy a megszámlálandó részecskéknek és azon folyadéknak, amelyben szuszpendálva vannak, a villamos vezetőképessége különböző. A részecskéket egyenként mérőfúvókán vezetik át, amelyen áramot engedünk át. A villamos erőteret a mérőfúvóka két oldalán elhelyezett elektródák hozzák létre, amelyek egy áramforrásról vagy feszültségforrásról táplált mérőkörhöz vannak kapcsolva. A részecskék a mérőfúvókán áthaladva a mérőkörbc-n impulzusszerű elJenállásváltozásokat okoznak, amelyek áramvagy feszültségimpulzusként jelentkeznek és felerősítés után egy számlálóba és/vagy egy osztályozóba lesznek vezetve. (Lásd 2 656 508 sz. USA szabadalom.) Az impulzusok felfogásánál zavarok lépnek fel a villamos erőtér határán a folyadék turbulenciája következtében a mérőfúvókák felületén és azon belül. Rendkívüli zavaróhatást képez a mérőfúvókából kilépő szuszpenzió kilépési helyénél fellépő örvény, amely a már mért részecskéket a mérő mező tartományába kényszeríti vissza. Az ily módon recirkuláltatott részecskék a mért potenciálkülönbség további változását okozzák, ami a mérés eredményét meghamisítja. A mérési hiba különösen akkor nagy, ha a részecskék nagyságának tartománya nagy, mint pl. tromboziták és eritroziták közös számlálásakor. A kis részecskék impulzusa és a visszacirkuláció impulzusa között ebben az esetben nem lehet különbséget tenni. Ezeknek a zavaroknak a kiküszöbölésére mind mechanikai, mind villamos úton kísérleteket tettek már. Így javasolták, hogy a részecske-áramot hidrodinamikailag központosítsák, úgy hogy az a mérőfúvóka középpontján és így egy homogén villamos térerősségű tartományon haladjon át (lásd R. Thom: összehasonlító kísérletek cellák villamos te'rfogat méréséhez, Telefnnkcn különkiadás). Ennél a mérőfűvókán két szétválasztott folyadék áramlik át: egy részecskeszuszpenzió, amelyet egy központi fúvóka szív be és egy részecske mentes oldat, amely a központi fúvókáí körülvevő térből áramlik a mérőfúvókába. Ez az eljárás a szakmai körökben mint központi sugaras eljárás ismert. Sok berendezés és a fúvókagyáríás bonyolult technológiája jellemzi. A központi áramlású fúvókáva] ellátott részecskeszámláiók csak egyik áramlási irányban tudnak dolgozni. Egy másik ismert megoldásnál (lásd 2 750 447 sz. NSZK közre bocsátási irat) a recirkuláló részecskék elvezetésére kereszídramot használnak. Ehhez egy járulékos pneumatikus rendszerre van szükség, amelyet bonyolult finom műszeres technológiával kell előállítani és ezért nagyon költséges. Végül ismert egy berendezés részecskék analizálására, (lásd 2 824 831 sz. NSZK közre bocsátási irat), amely a részecskék felfogására a mérőfúvókán való áthaladásakor villamos időablakot hoz létre. Ehhez a mérőfúvókában egy gyűrű alakú segédelektróda van elhelyezve, amely villamos kapnáramkörrel van összekötve. A mérőfúvóka előállítása a benne foglalt elektródával bonyolult. A kapuáramkör további költséget jelent. Mindhárom eljárás közös hátránya, hogy meglévő mérőberendezéseket nem lehet velük utólag kiegészíteni. A találmány célkitűzése, hogy a mérő fúvó kán nem középen áthaladó részecskék hatását ne korlátozza a 5 nagyság kiértékelésére, a különböző nagyságrendű részecskék egyidejű felfogásának hibahányadát csökkentse, az ebhez szükséges berendezéseket és technológiát egy-. szerűsítse, a méröfúvóka üzemeltetését mindkét áramlás iiányban és alkalmazását a már meglévő berendezések- 10 ben lehetővé tegye. A találmány feladata olyan méröfúvóka létesítése, amelynél a részecskék kilépési tartományában a villamos erőtér homogén. Ezt a feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a mérőfúvókának legalább az 15 egyik homlokoldala, előnyösen a kilépési tartományba cső homlokoldala villamosán vezető réteggel van ellátva. Előnyös kivitelnél ez a réteg higanycseppből vagy' egy' gőzöléssel felvitt nemesfém rétegből lehet kialakítva. Célszerűen ezt a réteget a mérőelektródák között lévő 20 vonatkoztatási feszültségre lehet kapcsolni. A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti mérőfúvóka példakénti kiviteli alakját tüntetik fel. 25 Az 1. ábra a részecske-detektor elvi felépítését mutatja. A 2. ábra ismert mérőfúvóka villamos erőterét ábrázolja. A 3. ábra ismert mérőfúvóka impulzusdiagramja. 2Q A 4. ábra a találmány szerinti fúvóka villamos erőterét ábrázolja. Az 1 mérőcső, amely feneke alján egy mikrofurattal, azaz a 2 mérő fúvókával van ellátva és nem vezető anyagból készül, egy elektrolitikus 3 folyadékkal, pl. hígított 35 vérrel töltött 4 próbaedénybe torkollik. (1. ábra.) Az 1 mérőcsőben és a 4 próbaedényben egy-egy 5, ili. 6 elektróda van elhelyezve. Ezek egy áram- vagy feszültség forrásra vannak kapcsolva, úgy hogy közöttük a 2 mérőfűvókán át villamos erőtér képződik. Az Î mérőcső a raj- 40 zon nem ábrázolt szivattyúval van összekötve, amely & 3 folyadékot a 2 mérőfúvókán át az i mérőcsőbe szívja Eközben a 2'mcrőfúvókán áthaladó részecskék az 5 és 6 elektródák közötti elektrolitikus ellenállást megváltoztatják, ami viszont az 5 és 6 elektródákon feszültség- 45 változást hoz létre. A 2. ábrán a villamos erőtér látható egy ismert 2 méröfúvóka kórül és annak belsejében. Az erőteret a 7 ekvipotenciális vonalak és a 8 áramvonaiak jellemzik. A 2 mérőfúvóka középpontjában és a kétoldali meg- 50 hosszabbításában gyakorlatilag homogén erőtér van. Az 1 mérőcsőnek a 2 mérőfűvókát magábafoglaló 9 fala közelében, különösen az éleken, nagy a térerősség és az áramsűrűség. A 2 méröfúvóka középső részén áthaladó 10 részecskék útjukon az áramvonaíakat követik. Az ái- 55 taluk létrehozott impulzusokat a 3. ábrán ábrázoltuk éspedig egy 11 impulzust az eritrozitákból és egy 12 impulzust a trombozitákból. Egy, a 2 mérőfúvókán a szél közelében átáramló 13 részecske a 2 mérőfúvóka elhagyása után nem a 8 áramvonalat követi többé, hanem 60 a nagy térerősség miatt a 2 mérőfúvókához visszavezető 14 pályát követi A 33 részecske így visszajut a 2 mérőfúvóka tartományába és egy kis 15 impulzust hoz létre. Az ábrázolt példában ezt egy recirkuláló eriírozita hozza létre. A 3. ábrából látható, hegy amplitúdója körülbelül 65 2
