200840. lajstromszámú szabadalom • Mintavevő rendszer folyadékminták méréséhez
1 HU 200840B 2 A találmány tárgya mintavevő rendszer folyadék minták méréséhez, főleg laboratóriumi és folyamatirányító műszerekhez. Ismeretes, hogy számos szakterületen alkalmaznak olyan laboratóriumi méréseket, amelyeknél a feladat valamilyen folyadék összetételének és/vagy fizikái vagy kémiai tulajdonságainak vizsgálata. Ilyen méréseket használnak pl. orvosi laboratóriumokban vér, vizelet vagy egyéb testnedvek vizsgálatához, a környezetvédelmi és vízminőségi vizsgálatoknál, mezőgazdasági célú talaj, ill. növényvédelmi vizsgálatoknál, a vegyiparban a hagyományos és biotechnológiai eljárások során és számos egyéb területen is. Az ilyen vizsgálatoknál kis mennyiségű (többnyire cm3 nagyságrendű) folyadékmintát megfelelő mérőtartályba (pl. küvettába) töltik és a vizsgálatot ezen végzik el. Maga a vizsgálati mérés történhet pl. fotometriás módszerrel, amikor is az átlátszó mérőtartályt átvilágítják és egy vagy több hullámhosszon mérik a minta fényelnyelósét. Alkalmaznak azonban számos nem optikai mérési elvet is, amelyeknél pl. ellenállásos vagy kapacitív mérőszonda segítségével a folyadék fajlagos vezetőképességét, dielektromos állandóját, vagy más egyéb paraméterét határozzák meg. Nagyszámú folyadék féleség sorozatos mérésénél olyan mintavótelező módszereket és eszközöket szükséges alkalmazni, amelyek biztosítják a minták egymás utáni, gyors, keveredésmentes cserélgetését. Folyadékok mérési célú mintavételezésére több ismert megoldás is van. A legegyszerűbb ismert megoldás a kézi pipettával való manuális mintavétel, melynél a mérőműszerben cserélhető mérőtartályokat, pl. küvettákat, stb. alkalmaznak, s az előzetesen manuálisan megtöltött mórőtartályokat cserélgetik a mérőműszerben. Ez a módszer azonban nagy számú minta sorozatos mérésénél már nem eléggé hatékony és ilyenkor a szubjektív tévedés kockázata is megnő. A mintavételezés automatizálására és gépesítésére több megoldás ismeretes. A leggyakoribb megoldás az, hogy egyesítik a mintavevő rendszert és a mérőrendszert úgy, hogy a mérés lebonyolítására szolgáló átfolyó rendszerű mérőtartályt ill. mórőedényt alkalmaznak és ezen áramoltatják keresztül az egymást követő folyadékmintákat. A minták továbbítását általában a szívócső és a mérőtartály közé iktatott szivattyú biztosítja. Ez utóbbi lehet pl. perisztatikus szivattyú, membrán szivattyú, vagy átfolyó rendszerű dugattyús szivattyú. Az ilyen megoldásnál az egymást követő minták keveredésének megakadályozása érdekében a mindenkori megelőző folyadékminta maradványainak eltávolításához külön öblítőfolyadékot és/vagy a soronkövetkező mintából az átöblítéshez elegendő folyadék többletet szükséges alkalmazni. Főleg ezen hátrány kiküszöbölése célozza, a HU 186826 lajstromszámú, 1986/82 alapszámú magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldás, amely a megelőző minta kiöblítésére levegőt használ, úgy hogy az egymást követő mintákat egymástól levegő választja el. E megoldás egyik változata szerint a minta egy szivattyún keresztül egy legalább két kifolyónyílással ellátott mérő vagy előkészítő edénybe kerül, majd a szívócső átállítása mellett a folyamatosan működő szivattyú levegőt pumpál az edénybe, ahonnan a többlet levegő az edény második kifolyónyílásánál, az ott elhelyezett vezérelhető szelepen keresztül eltávozik. A mérési vagy előkészítési művelet végén a vezérelhető szelepet lezárják, de mivel a szivattyú tovább működik, így az edényben levegő-túlnyomás alakul ki, s a többlet levegő a mintát az edényből annak első kifolyó nyílásán keresztül kinyomja a további mérőedények vagy a csatorna felé. E megoldásnál a tökéletesebb átöblítés érdekében lehetőség van külön öblítőgáz bevezetésére is. A HU 186826 sz. szabadalmi leírás szerinti másik megoldási változatnál vezérelhető szelepet nem alkalmaznak. Ehelyett úgy öblítenek, hogy a mérőedény mindkét kifolyónyílásán egy-egy külön szivattyúval egyszerre szívják ki a folyadékot, majd az ezt követő levegőt. A fentebbi ismert átfolyó rendszerű megoldások hátránya, hogy a mérendő folyadék min ták áthaladnak a szivattyún (vagy szivattyúkon) is és szennyeződést, korróziót, valamint a mozgó és/vagy deformálódó gumi és műanyag alkatrészek károsodását okozhatják. Emiatt az ilyen megoldásoknál eléggé gyakori az üzemzavar és a kritikus alkatrészek rendszeres cseréjével is számolni kell, vagyis az ilyen készülék fokozottan szerviz igényes. Ismeretesek olyan automatizált megoldások is, amelyeknél az átfolyó rendszerű kombinált mintavételező-mérő rendszer helyett alternáló folyadékáramlással működő, s a mérőrendszertől elkülönített önálló mintavételező rendszert alkalmaznak. Ilyen megoldást ismertet a 4577514 lajstromszámú, G01N1/18 NSZO-jelzetű US szabadalmi leírás. Ezen megoldásnál a minták gumidugóval lezárt kémcsövekben érkeznek a mintavételező készülékhez. Ez utóbbi három db szervómotort és a mintavételezés vezérlésére szolgáló villamos működésű vezérlőegységet tartalmaz. A mintavétel során az első szervómotor egy injekciós-tűhöz hasonló üreges tűt ereszt le, s ezzel átszúrja a gumidugót, majd a dugó felületét helyzetérzékelővel érzékelve, a vezérlőegység az első szervómotort megállítja. Ezután indul meg a második szervómotor, amely az üreges tű belsejében mozgó szívócsövet ereszt le a kémcsőbe. A szívócső végén olyan érzékelő van, amely a folyadékba való bemerülés során érzékeli, hogy a szívócső vége mikor éri el a folyadék alján összegyűlt üledék ill. alvadék felszínét, s ekkor a vezérlőegység megállítja a második 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
