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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE4411661 A1
Publication typeApplication
Application numberDE19944411661
Publication date12 Oct 1995
Filing date5 Apr 1994
Priority date5 Apr 1994
Publication number19944411661, 944411661, DE 4411661 A1, DE 4411661A1, DE-A1-4411661, DE19944411661, DE4411661 A1, DE4411661A1, DE944411661
InventorsMarkus Schoettler
ApplicantSchoettler Markus Dipl Geol
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Multi-parameter video technical analysis process for fluid media
DE 4411661 A1
Abstract
Multi-parameter video technical analysis process for liq. or gaseous media where reagent combinations come into contact with an analysing medium on a carrier material. These reagent combinations change colour in the presence of a corresp. chemical component proportionally to the amt. of this chemical component in the material to be analysed. This can be given a quantitative value. These reagent combinations are deposited on a film or tape as successive reagent fields or as reagent strips running in the direction of the film. Each reagent field consists again of partial fields and one or more partial fields or reagent strips represent chemical reaction zones for one or more corresp. chemical parameters. The strip of film is led out by reagent field or continually through a reaction chamber, in which each film section comes into contact with the medium to be analysed. Each field or film section is reduced by either incident or transmitted light by one or more CCD sensor modules either before, during or after contact with the material to be analysed. The colour intensities of many partial fields are registered in a measuring process and the data are fed to a computer for further processing with a data processing package.
Claims(20)  translated from German
1. Videotechnisches Multiparameter-Analyseverfahren für flüssige oder gasförmige Medien, bei dem auf einem Trägermaterial aufgebrachte Reagentienkombinationen mit einem analysierenden Medium in Kontakt treten, wobei eine Farbänderung dieser Reagentien kombination bei Anwesenheit eines korrespondierenden chemischen Inhaltsstoffes erfolgt, wobei die Farbänderung proportional dem Gehalt dieses Inhaltstoffes in dem zu analysierenden Medium ist und einem quantitativen Wert zugeordnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß Reagentienkombinationen auf einem Band oder Filmstreifen als hintereinander folgende Reagentienfelder oder als in Transportrichtung des Films verlaufende Reagentienstreifen aufgetragen sind, wobei jedes Reagentienfeld wiederum aus einer Anzahl von Teilfeldern besteht und ein oder mehrere Teilfelder bzw. Reagentienstreifen chemische Reaktionszonen für ein oder mehrere korrespondierende chemische Parameter darstellen, und ein so präparierter Filmstreifen Reagentienfeld für -feld oder kontinuierlich aus einem geschützten Bereich heraus durch einen Reaktionsraum geführt wird, in dem der jeweilige Filmabschnitt mit dem zu analy sierenden Medium in Kontakt tritt, wobei das jeweilige Reagentienfeld bzw. der jeweilige Filmabschnitt vor, während oder nach dem Kontakt mit dem zu analysierenden Medium durch Auflicht oder Durchlicht mittels einem oder mehreren CCD-Sensor modulen erfaßt wird, wobei die Farbintensitäten einer Vielzahl von Teilfeldern in einem Meßvorgang registriert und die Daten zur Weiterverarbeitung mit einem korrespondierenden Datenverarbeitungsprogramm an einen Rechner weitergeleitet werden. 1. Video Technical multi-parameter analysis method for liquid or gaseous media, in which contact with an analyte medium in contact on a carrier material applied reagent combinations, wherein a color change of these reagents is carried out combining in the presence of a corresponding chemical ingredient, wherein the color change proportional to the content of this ingredient in the medium to be analyzed, and a quantitative value can be assigned, characterized in that reagent combinations are applied to a tape or film strip as one after the other following Reagentienfelder or as extending in the transport direction of the film reagent strips, each Reagentienfeld in turn consists of a number of subfields and a or more subfields or reagent strips chemical reaction zones represent one or more corresponding chemical parameters, and a so-prepared film strip Reagentienfeld for -field or continuously from a protected area out is passed through a reaction chamber in which the relevant section of film with which to analy-organizing medium comes into contact, wherein the respective Reagentienfeld or the respective film portion before, during, or is detected after the contact with the medium to be analyzed by means of reflected light or transmitted light by means of one or more CCD sensor modules, wherein the color intensities of a plurality of sub-fields in a measuring operation registered and the data for further processing with a corresponding data processing program to a computer to be forwarded.
2. Analysegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Reagentienfeld in nur einem Videobild oder in einer zeitlichen Videobildabfolge erfaßt wird, wobei jedes Teilfeld jeweils ein auswertbares Bildsegment darstellt und mittels einer entsprechenden Datenverarbeitung der Farbintensitätswert jedes Bildsegmentes bzw. Teilfeldes rechnerintern mit einem oder mehreren vorgegebenen oder vorher erfaßten Farbintensitätswerten verglichen wird, so daß der so ermittelten Farbänderung eines jeden Teilfeldes ein quantifizierender Wert bezüglich des korrespondierenden Stoffes in dem zu analysierenden Medium zugewiesen werden kann. 2. analyzer according to claim 1, characterized in that each Reagentienfeld is detected in only a video image or in a temporal video image sequence, with each subfield each represents a usable image segment and by means of a corresponding data processing of the color intensity value of each image segment or sub-field computer internally with one or more default or previously detected color intensity values is compared, so that the thus determined color change of each subfield a quantificational value with respect to the corresponding material in the medium to be analyzed can be assigned.
3. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Farbintensitätsdifferenz der jeweiligen Teilfelder mittels einer entsprechenden Datenverarbeitung dergestalt erfolgt, daß ein Reagentienfeld vor und nach dem Kontakt mit dem zu analysierenden Medium videotechnisch erfaßt wird, die Farbintensität jedes Teilfeldes bzw. Bildsegmentes jeweils ermittelt wird und anschließend ein rechnerinterner Vergleich der Farbintensität für jedes Teilfeld bzw. 3. Analysis method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the color intensity difference of the respective sub-fields by means of a corresponding data processing in such a way, in that a Reagentienfeld before and detected video industrially by the contact with the medium to be analyzed, the color intensity of each subfield or image segment is determined in each case and then a computer-internal comparison of the color intensity for each subfield or
4. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Abgrenzung der einzelnen Teilfelder untereinander so gewählt sind daß die videotechnische Erfassung der einzelnen Teilfelder zur Ermittlung der Farbintensitäten so exakt ist, daß ein rechnerinterner Vergleich mit vorgegebenen Farbintensitätswerten eine verläßliche und präzise Quantifizierung des jeweils korrespondierenden Stoffes bzw. Meßwertzuweisung gewährleistet. 4. Analysis method according to any of the preceding claims, characterized in that the size and definition of the individual sub-fields are mutually chosen so that the video based detection of the individual sub-fields to determine the color intensities is so precise that a computer-internal comparison with predefined color intensity values a reliable and accurate quantification of the respectively corresponding substance or Meßwertzuweisung guaranteed.
5. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dem Film nachfolgendes Reagentienfeld bezüglich der videotechnischen Bilderfassung vor, während oder nach dem Passieren des Reaktionsraumes immer an derselben Stelle wie das vorherige Reagentienfeld positioniert wird. 5. Analysis method according to one of the preceding claims, characterized in that subsequent to the film in front of the video with respect to Reagentienfeld technical image capture, during or positioned after passing through the reaction chamber always in the same place as the previous Reagentienfeld.
6. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagentienfelder auf einem transparenten Film aufgetragen sind und so Farb reaktionen der einzelnen Teilfelder auch mittels Durchlicht videotechnisch erfaßt werden können. 6. Analysis method according to one of the preceding claims, characterized in that the Reagentienfelder are plotted on a transparent film and so color reactions of the individual sub-fields can be detected also by means of video technically transmitted light.
7. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein entsprechender Reagentienfeldfilm in einer auswechselbaren Einheit wie einer Filmkassette geführt wird, welche als Magazin für den verbrauchten und unver brauchten Teil des Reagentienfilmes dient, und ein Teil so ausgeführt ist, daß der Film für den Meßvorgang in einer Führung verläuft. 7. An analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that a corresponding Reagentienfeldfilm is guided in a line replaceable unit, such as a film cassette, which serves as a magazine for the used and non-needed part of the Reagentienfilmes, and a part is carried out so that the film runs for the measuring in a guide.
8. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfelder entsprechend einem bestimmten Anwendungsbereich zusammen gestellt und gefertigt werden und so auf bestimmte Untersuchungsanforderungen abgestimmte Reagentienfeldfilme mit den korrespondierenden Datenverarbeitungs- bzw. Auswertungsprogrammen erstellt werden können. 8. analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the subfields are made and manufactured together according to a certain scope, thus tuned for specific testing requirements Reagentienfeldfilme can be created with the corresponding data processing and evaluation programs.
9. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung oder Durchleuchtung des Reagentienfilmes Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlängenbereiche verwendet werden können. 9. An analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that can be used for illumination or transillumination of Reagentienfilmes light sources of different wavelength ranges.
10. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Interferenzfilter der Videokamera vorgeschaltet werden können. 10. An analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the interference filter of the video camera can be installed.
11. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Filmkassette, in dem der Reagentienfilm in einer Führung auf der Gegenstandsbildebene verläuft, eine Öffnungen aufweist, in denen der Film mit dem zu analysierenden Medium in Kontakt treten, und gleichzeitig videotechnisch erfaßt werden kann oder auch zusätzlich Fenster vor und hinter dieser Öffnung bezogen auf den Filmverlauf aufweist, in denen das jeweilige Reagentienfeld durch eine transparente Abschirmung geschützt vor und nach dem Passieren des Reaktionsraumes zu Kalibrationszwecken videotechnischen erfaßt werden kann. 11. An analyzing method according to any one of the preceding claims, characterized in that the part of the film cassette, in which the Reagentienfilm runs in a guide on the object image plane, having a openings in which the film with the medium to be analyzed in contact, and video technically simultaneously can be detected or additionally window in front of and behind this opening in relation to the course of the film, in which the respective Reagentienfeld protected by a transparent shield can be detected before and after passing through the video-technical reaction chamber for calibration.
12. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Reagentienkombinationen der Teilfelder untereinander keine Querempfindlichkeiten aufweisen, oder Querempfindlichkeiten durch Messung der entsprechenden einfluß nehmenden Parameter eingegrenzt und als Faktor dem jeweiligen Meßwert zugeordnet werden können. 12. An analyzing method according to any one of the preceding claims, characterized in that reagent combinations of sub-fields which do not cross-sensitivities, or cross-sensitivities can be narrowed down by measuring the corresponding influencing parameters and assigned to each measured value as a factor.
13. Analyseverfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Teilfelder oder Teilstreifen zur Kalibration vorgesehen sind. 13. An analyzing method according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more sub-fields or partial strips are provided for calibration.
14. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jeder Messung nach Anspruch 1 gleichzeitig andere Parameter wie z. B. Temperatur, pH-Wert oder Trübung mit Methoden nach dem Stand der Technik in einem angrenzenden Meßraum an dem selben Medium ermittelt werden können. 14. An analyzing method according to any one of the preceding claims, characterized in that parallel to each measurement according to claim 1 are applied simultaneously, other parameters such. As temperature, pH or turbidity with methods according to the prior art in an adjacent measuring chamber on the same medium can be determined.
15. Analyseverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß meßungsbeeinflussende Unregelmäßigkeiten des Reagentienfilme jeweils als Faktor bei der rechnergestützen Auswertung berücksichtigt werden. 15. An analyzing method according to any one of the preceding claims, characterized in that irregularities of the meßungsbeeinflussende Reagentienfilme be considered as a factor in each of the computer-aided evaluation.
16. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Videobild zur weiteren Verarbeitung auf Datenträger gespeichert wird. 16. An analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the respective video image for further processing on a data carrier is stored.
17. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum kontinuierlich von dem zu analysierenden Medium durchströmt werden kann. 17. An analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber can be continuously flowed through by the medium to be analyzed.
18. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu analysierende Medium in kleinsten Mengen mit dem Reagentienfilm in Kontakt gebracht werden kann, wobei die Dosiervorrichtung des zu analysierenden Mediums stationär bezüglich des fokussierten Gegenstandsbildebenenauschnittes ist während der auf der fokussierten Bildebene geführte Reagentienfilm für weitere Messungen jeweils um ein Reagentienfeld weitergeführt wird. 18. An analyzer according to any one of the preceding claims, characterized in that the medium to be analyzed can be placed in very small amounts with the Reagentienfilm in contact, wherein the dosing of the medium to be analyzed is stationary with respect to the focused Gegenstandsbildebenenauschnittes guided during focused on the image plane Reagentienfilm will be continued for further measurements in each case by a Reagentienfeld.
19. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu analysierende Medium vor Eintritt in den Reaktionsraum einen Filter passiert. 19. An analyzer according to any one of the preceding claims, characterized in that the medium to be analyzed passes through a filter before entry into the reaction chamber.
20. Analysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu analysierende Medium als flüssige oder gasförmige, möglichst transparente Phase vorliegt. 20. An analyzer according to any one of the preceding claims, characterized in that the medium to be analyzed is present as a liquid or gaseous phase as transparent as possible.
Description  translated from German

Die Erfindung betrifft ein videotechnisches Analyseverfahren zur gleichzeitigen quantitativen Ermittlung einer Vielzahl von chemischen Parametern eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, welches einen Reaktionsraum durchströmen kann oder in kleinen Mengen dem Reaktionsraum zugeführt werden kann. The invention relates to a video technical analysis method for the simultaneous quantitative determination of a plurality of chemical parameters of a liquid or gaseous medium which can flow through a reaction chamber or may be supplied to the reaction chamber in small quantities. Durch diesen Reaktions raum ist ein Band oder Filmstreifen geführt, auf dem einzelne Reagentienfelder aufge tragen sind, welche wiederum jeweils aus einer Vielzahl von Teilfeldern zusammenge setzt sind, wobei jedes Teilfeld eine chemische Reaktionseinheit für einen korrespon dierenden chemischen Parameter darstellt, das mit einer Farbänderung bei Anwesenheit des korrespondierenden Stoffes proportional dessen Gehalt in dem zu analysierenden Medium reagiert. By this reaction space a tape or film strip out are wearing placed on the individual Reagentienfelder, which is in turn together amount each of a plurality of subfields are, each sub-field of a chemical reaction unit for a corres exploding chemical parameters, which in a color change presence of the corresponding substance proportional whose content in the medium to be analyzed responding. Die Farbintensitäten aller Teilfelder eines Reagentienfeldes werden jeweils in nur einem Videobild oder einer Videobildabfolge eines Reagentienfeldes erfaßt und den so ermittelten Farbänderungen der einzelnen Teilfelder, als Resultat eines rechnerinternen Vergleichs mit vorgegebenen Farbintensitätswerten, mittels entsprechender Datenverarbeitung quantitative Werte der korrespondierenden Stoffe zugeordnet. The color intensities of all the subfields of Reagentienfeldes respectively detected in only a video image or a video image sequence of a Reagentienfeldes and, as a result of a computer internal comparison with predefined color intensity values using appropriate data processing associated with the so-determined color changes of the individual subfields quantitative values of the corresponding materials. Die jeweiligen Reagentienfelder werden videotechnisch mittels Auflicht oder Durchlicht vor, während oder nach dem Passieren eines Reagentienfeldes durch den Reaktionsraum erfaßt. The respective video before Reagentienfelder be technically by means of incident light or transmitted light, during or after the passage of a Reagentienfeldes detected through the reaction chamber. Dabei ist eine vorherige Kalibration erforderlich, die durch Registrierung, Speicherung und Vergleich der Videobilder des jeweiligen Reagentien feldes bzw. der Farbintensitäten der Teilfelder bzw. Bildsegmente in einem Rechner vor, während und nach dem Passieren einer Reaktionszone mit dem zu analysierenden Medium erfolgen kann. Here, a prior calibration is required, the field by registering, storing and comparison of the video images of the respective reagents and the color intensities of the sub-fields or image segments in a computer before, during and after passing through a reaction zone can be effected with the medium to be analyzed. Die videotechnische Registrierung des jeweiligen Reagentien feldes kann reflektometrisch oder photometrisch erfolgen, wo bei letzterer Ausführung der Trägerfilm transparent ist. The video-based registration of the respective reagents field can be carried out by reflectometry or photometrically, where is transparent in the latter embodiment, the carrier film. Während der jeweiligen Messung dh Bildaufnahme eines Reagentienfeldes während oder nach Passieren des Reaktionsraumes, kann dieser von dem zu analysierenden Medium durchströmt werden. While the respective measurement image that is receiving a Reagentienfeldes during or after passing through the reaction space, it can be flowed through by the medium to be analyzed.

Auch können kleinere Probemengen detailliert analysiert werden, in dem eine geringe Menge des zu analysierenden Mediums mit dem jeweils im fokussierten Abschnitt der Bildgegenstandsebene befindlichen Reagentienfeldes in Kontakt gebracht wird und dieses anschließend videotechnisch erfaßt wird, wobei die Dosiervorrichtung stationär bezüglich des fokussierten Gegenstandsbildebenenauschnitts ist, während der auf der fokussierten Bildebene geführte Reagentienfilm für weitere Messungen jeweils um ein Reagentienfeld weitergeführt wird. Even smaller amounts of sample can be analyzed in detail, in which a small amount of the medium to be analyzed is brought into contact with the Reagentienfeldes respectively located in the focused portion of the image object plane, and this is subsequently detected video technology, wherein the dosing device is stationary with respect to the focused Gegenstandsbildebenenauschnitts, while the guided focused on the image plane Reagentienfilm for further measurements will each continue a Reagentienfeld.

Während der jeweiligen Messung oder einer zeitlichen Meßabfolge kann der Reaktions raum ständig von dem zu analysierenden Medium durchströmt werden. During each measurement or a time measurement sequence, the reaction space is constantly traversed by the medium to be analyzed. So ist es denkbar, den Chemismus einer flüssigen oder gasförmigen Phase ständig oder in zeitlichen Abständen detailliert zu überprüfen. Thus it is possible to check the chemical composition of a liquid or gaseous phase in detail continuously or at intervals.

Als eine mobile Ausführung kann das Verfahren beispielsweise während eines Pump versuchs bei Brunnen zur kontinuierlichen oder stichprobenartigen Überprüfung des Grundwassers im Verlauf des Abpumpens eingesetzt werden. As a mobile embodiment, the method may, for example during a pumping versuchs be used in wells for continuous or random checks of ground water during the evacuation. Denkbar ist auch eine entsprechende Ausführung des Verfahrens, die zur Absenkung in Brunnen oder Gewässern zur Erstellung eines chemischen Tiefenprofils geeignet ist. It is also conceivable a corresponding embodiment of the method, which is suitable for reduction in wells or water to create a chemical depth profile.

Auch ist der stationäre Einsatz in verfahrenstechnischen Bereichen zur kontinuierlichen oder in zeitlichen Abständen erfolgende Qualitätskontrolle eines Produktes denkbar. And the inpatient its use in industrial areas for continuous or taking place at intervals of a product quality control is possible. Ebenso ist der Einsatz in Abwasser und Emissionsanlagen möglich. Likewise, the use in wastewater and emissions systems is possible.

Durch die Möglichkeit, die Teilfelder pro Reagentienfeld entsprechend dem Anwendungs bereich zusammenzustellen und so entsprechende Reagentienfilme zu fertigen, ist das Verfahren vielseitig anwendbar. By being able to compile the subfields per Reagentienfeld according to the application area and thus to make appropriate Reagentienfilme, the method is versatile.

Zur halbquantitativen Ermittlung chemischer Parameter in wässerigen Lösungen sind Teststäbchen oder -streifen gebräuchlich, auf welche Felder mit Reagentienkombina tionen aufgetragen sind, welche sich bei Anwesenheit des korrespondierenden Inhalts stoffes in dem zu analysierenden Medium farblich verändern. For semi-quantitative determination of chemical parameters in aqueous solutions are commonly used test strip or strips are applied to the fields with Reagentienkombina tions, which are material change in color in the medium to be analyzed in the presence of the corresponding content. Die Intensität der farblichen Veränderung kann einem Meßwert zugeordnet werden. The intensity of the color change may be assigned to a measured value. Dazu erfolgt ein okularer Abgleich mit Farbvergleichsfeldern, denen bestimmte Meßwertbereiche zugewiesen sind. This involves the ocular adjustment with color comparison fields, where certain Measured value ranges are assigned. Zur besseren Farberkennung bzw. Abgleich sind die Reagentienfelder ent sprechend groß ausgeführt. For better color recognition and matching, the Reagentienfelder are executed accordingly large. Aufgrund individueller Farbempfindlichkeit und unter schiedlichen Lichtverhältnissen bei jedem Abgleich ist eine relativ grobe Farbabstufung erforderlich, so daß nur die Zuordnung zu einem Meßwert-Bereich möglich ist. Due to individual color sensitivity, and under different lighting conditions at each balance a relatively coarse gradation is required, so that only the assignment to a reading area is possible. Daher eignet sich diese Art der Messung nur zu halbquantitativen Bestimmung einzelner Parameter. Therefore, this type of measurement is only semi-quantitative determination of individual parameters.

Diese Methode ist von der Fa. Merck zu einer quantitativen Methode weiterentwickelt worden ("Merck RQflex"), wobei bis zu zwei Parameter simultan gemessen werden können. This method has been developed by the company. Merck, a quantitative method ("Merck RQflex"), with up to two parameters can be measured simultaneously. Auch hier werden Teststäbchen mit Reagentienfeldern verwendet, die mit der zu analysierenden Flüssigkeit benetzt werden und die resultierte Farbänderung anschließend in einer entsprechenden Vorrichtung reflektometrisch durch Belichtung des Reagentienfeldes mit LED′s und Erfassung der reemittierten Strahlung mittels Photodioden gemessen wird. Again, test strips are used with Reagentienfeldern which are wetted with the liquid to be analyzed and the resulting color change is then measured by reflectometry in an appropriate device by exposing the Reagentienfeldes with LEDs and detecting the radiation re-emitted by photodiodes. Aufgrund definierter Bedingungen während der Messung kann eine genaue Zuordnung der Farbänderung zu einem Meßwert erreicht werden. Due to conditions defined during the measurement an accurate classification of the color change to a measured value can be achieved. Da hier eine punktförmige Messung erfolgt, sind die Reagentienfelder entsprechend kleiner ausgeführt. Since a point-like measurement is made, the Reagentienfelder are designed correspondingly smaller.

Bezüglich einer Vorrichtung, bei der ein mit entsprechenden Reagentienkombinationen und der zu analysierenden Flüssigkeit bestücktes Transportband an eine entsprechende Meßvorrichtung geführt und analysiert wird, kann die DE 39 08 123 A1 sowie die DE 32 30 901 A1 genannt werden. With respect to an apparatus in which a mounted with corresponding reagent combinations, and the liquid to be analyzed conveyor belt to a corresponding measuring device is performed and analyzed in the DE 39 08 123 A1 and DE 32 30 901 may be called A1. Weiterhin ist ein Spektrometer aus der 04 87 143 A2 bekannt, in dem ein photometrisches Verfahren beschrieben wird, bei dem die eine Probe durchdringenden Lichtwellen mittels eines Prismas in das Wellenlängenspektrum aufgefächert werden, welches von einem CCD-Sensormodul erfaßt wird. Furthermore, a spectrometer of the 04 87 143 A2 is known in which a photometric method is described, wherein the one sample penetrating light waves are fanned by means of a prism in the wavelength spectrum, which is detected by a CCD-sensor module.

Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde: The invention is based on the following tasks:

  • 1. Es soll eine vorgegebene Anzahl chemische Parameter in einem Meßvorgang quantitativ erfaßt werden, wobei die Meßdaten unmittelbar nach der Messung zur Verfügung stehen sollen. 1. There is a predetermined number chemical parameters are quantified in a measurement process, the measurement data should be available immediately after the measurement.
  • 2. Es sollen viele Messungen innerhalb kurzer Zeitabstände erfolgen können, wobei die zur Analyse notwendige Menge an Reagentien so gering als möglich sein soll. 2. There are many measurements can be done within a short time intervals, the necessary amount of reagents for analysis should be as low as possible.
  • 3. Das Verfahren soll flexibel und mobil in unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt werden können. 3. The process should be flexible and mobile used in different application areas.

Zu 1.: Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach dem Kontakt des zu analysierenden Mediums mit einem erfindungsgemäßen Reagentienfeldfilm die farblichen Reaktionen der reaktiven Teilfelder eines Reagentienfeldes in einem Videobild erfaßt werden. 1 .: This object is achieved in that after contacting the medium to be analyzed, the color reactions of the reactive part of a Reagentienfeldes fields are detected in a video image with a Reagentienfeldfilm invention. Dieses Videobild wird mittels einer entsprechenden Datenverarbeitung in Bildsegmente entsprechend den Teilfeldern aufgelöst. This video is dissolved by a corresponding data processing in image segments corresponding to the sub-fields. Für jedes Bildsegment wird daraufhin ein Farbintensitätswert ermittelt und dieser mit jeweils vorgegebenen Werten verglichen. For each image segment, then a color intensity value is determined and this is compared with respective predetermined values. Dem so ermittelten Farbintensitätsdifferenzwerten jedes einzelnen Bildsegmentes bzw. Teilfeldes kann ein quantifizierender Wert des korrespondierenden Inhaltsstoffes zugeordnet werden. The so-determined color intensity difference values of each image segment or sub-field, a quantificational value of the corresponding ingredient are assigned. Dieser rechnerinterne Vorgang erfolgt in sehr kurzer Zeit, so daß alle Enddaten unmittelbar nach der videographischen Erfassung zur Verfügung stehen. This computer-internal process takes place in a very short time, so that all the final data are available immediately after the videographic recording.

Zu 2.: Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aufgrund der raschen, rechnergestützen Auswertung die Messungen direkt nach Vorrücken eines unverbrauchten Reagentien feldes und der Reaktion mit dem zu analysierenden Medium wiederholt werden kann. 2 .: This object is achieved by the fact that due to the rapid, computer-aided evaluation of field measurements immediately after the rise of an unused reagents and the reaction with the medium to be analyzed can be repeated. Die hohe Farbauflösung einiger heute verfügbarer CCD-Sensormodule ( z. B.: 3CCD- Module wie EVI 900 der Fa. SONY) ermöglichen sehr präzise Farbdifferenzmessungen wobei die Größe eines Reagentienfeld bzw. eines jeweiligen Teilfeldes auf das kleinste ausführbare Maß reduziert werden kann, solang die videotechnische Farberfassung der einzelnen Teilfelder so exakt ist, daß eine rechnerinterne Ermittlung der Farbintensität des jeweiligen Teilfeldes und Vergleich mit vorgegebenen Farbintensitäts werten eine verläßliche und präzise Quantifizierung des jeweils korrespondierenden Stoffes gewährleistet. The high color resolution of some currently available CCD sensor modules (eg. B .: 3CCD modules such as EVI 900 from. SONY) allow very precise color difference measurements with the size of a Reagentienfeld or of a respective subfield can be reduced to the smallest executable level, as long as the video-based color detection of individual subfields is so precise that a computer-internal determination of the color intensity of each sub-field and comparison with predefined color intensity values a reliable and precise quantification of the respective corresponding substance guaranteed. Somit kann die zur Analyse notwendige Reagentienmenge auf ein Mindestmaß reduziert werden. Thus, the time required for analysis Reagentienmenge can be reduced to a minimum.

Zu 3.: Durch die Möglichkeit, Reagentienfeldfilme mit unterschiedlicher Teilfeld kombinationen und einem korrespondierendem Auswerteprogramm zu fertigen, kann das Verfahren individuell auf bestimmte Anwendungsbereiche zugeschnitten werden. 3 .: The possibility of Reagentienfeldfilme with different subfield combinations and produce a Corresponding evaluation, the process can be tailored to specific application areas. Die Flexibilität ist dadurch gewährleistet, das bei Änderung des Anwendungsbereiches lediglich eine entsprechende Reagentienfilmkassette und das korrespondierende Auswerteprogramm eingesetzt werden muß. The flexibility is ensured by the fact that only an appropriate Reagentienfilmkassette and the corresponding evaluation program must be used when changing the scope. Das Verfahren kann bei dem heutigen Stand der Technik klein und handlich ausgeführt, und mittels einer angeschlossenen transportablen Rechnereinheit mobil eingesetzt werden. The method can be given the current state of the art made small and portable, and used as a mobile means of a connected portable computer unit.

In Abb. 1, 2, 4 und 5 sind zwei Ausführungen beschrieben. In Fig. 1, 2, 4 and 5, two embodiments are described. Einem Strömungskanal ( 1 ), der mit einer Einlaß- ( 3 ) und Auslaßöffnung ( 4 ) versehen ist und durch den das zu analysierende Medium geführt wird, ist senkrecht zur Durchströmungsrichtung ein Objektivtubus ( 2 ) eingesetzt, dessen unteres Ende mit einer transparenten Scheibe ( 9 ) zum Inneren des Strömungskanals abgedichtet ist. A flow channel (1), which is provided with an inlet (3) and outlet opening (4) and is guided through which the medium to be analyzed, a lens barrel (2) is perpendicular to the direction of flow used, the lower end with a transparent screen ( 9) is sealed towards the interior of the flow channel. Der Objektivtubus ( 1 ) nimmt Optik ( 11 ) und Blende ( 12 ), und bei reflekometrischer Anwendung auch die Lichtquelle ( 10 ) auf. The lens barrel (1) takes optics (11) and aperture (12), and wherein reflekometrischer application the light source (10). Das obere Teil des Objektivtubus endet hier mit der virtuellen Bildebene ( 13 ) bzw. einer Vorrichtung zur Aufnahme eines oder mehreren CCD-Sensormodulen. The upper part of the lens barrel ends here with the virtual image plane (13) or a device for receiving one or several CCD sensor modules. Gegenüber dem unteren Ende des Objektivtubus ( 2 ) befindet sich eine, mittels umlaufender Gummilitze ( 16 ) abdichtbare Öffnung im Strömungskanal zur Aufnahme eines Reagentienfilmkassetteausschnitts. Compared to the lower end of the lens (2) is one means of circulating Elastic (16) sealable opening in the flow channel for receiving a Reagentienfilmkassetteausschnitts. Bei eingesetzter Kassette ( 6 ) liegt eine darin eingelassene Öffnung, die zur Exposition eines Reagentienfilmabschnittes ( 7 ) zu dem im Strömungskanal befindlichen Medium gedacht ist, in dem videotechnisch erfaßbaren Bereich. When inserted cassette (6) is a recessed opening therein, which is intended for exposure of a Reagentienfilmabschnittes (7) to the medium contained in the flow channel in the video technically detectable range. Dieser Filmabschnitt ( 7 ) wird hier auf Höhe der fokussierten Gegenstandsbildebene geführt. This film section (7) is performed here at the level of focus object image plane. Zwischen dem exponierten Filmabschnitt ( 7 ) und dem unteren Ojektivtubusende verbleibt ein schmaler Spalt ( 8 ) , der von dem zu analysierenden Medium durchströmt werden kann. Between the exposed film section (7) and the lower Ojektivtubusende remains a narrow gap (8) which can be flowed through by the medium to be analyzed. Dieser Spalt sollte so klein als möglich sein, um Beeinträchtigungen der visuellen Erfassung durch Trübe o. ä. in dem zu analysierenden Medium so gering als möglich zu halten. This gap should be as small as possible in order to keep impairments of visual detection by turbidity o. Ä. As low as possible in the medium to be analyzed. Beim Vorspulen des Reagentienfeldfilmes wird ein neues Reagentienfeld aus dem geschützten Bereich herausgeführt, in der Expositionsöffnung ( 7 ) positioniert und zeitgleich videotechnisch erfaßt. When forwarding a Reagentienfeldfilmes a new Reagentienfeld is led out of the protected area, positioned in the exposure aperture (7) and simultaneously recorded video technology. Nach dieser viodeoptischen Erfassung des Reagentienfeldes wird das registrierte Videobild rechnerintern in Bildsegmente entsprechend den Teilfeldern aufgelöst und für jedes Bildsegment ein Farbintensitätswert ermittelt und zwecks Zuordnung zu einem quantifizierenden Meßwert des korrespondierenden Inhaltsstoffes mit einem vorgegebenen Farbintensitätswert verglichen. After this viodeoptischen detection of Reagentienfeldes the registered video image is computer internally stored as image segments corresponding to the sub-fields and determines a color intensity value for each image segment and compared for the purpose of assignment to a quantifiable measurement of the corresponding ingredient with a given color intensity value. Somit können viele Parameter mit einem Meßvorgang bzw. Videobild ermittelt werden. Thus, many parameters can be determined with a measuring or video.

Das Verfahren kann jedoch dergestalt geändert werden, das eine videotechnische Erfassung vor, während und nach der Exposition des Reagentienfilmabschnittes in dem zu analysierendem Medium zum Zweck einer Kalibrierung bzw. rechnerinternen Farbintensitätsvergleichs erfolgt. However, the method can be modified in such a way that a video-based detection before, during and after exposure of Reagentienfilmabschnittes occurs in the medium to be analyzed for the purpose of calibration or computer internal color intensity comparison. Die den Reagentienfeldfilm aufnehmende Kassette ( 6 ) ist, wie in Abb. 2 dargestellt, als auswechselbare Einheit ausgeführt, die abdichtend an den Strömungskanal ( 1 ) angesetzt werden kann. The Reagentienfeldfilm receiving the cassette (6), as shown in Fig. 2, designed as a replaceable unit which can be applied sealingly against the flow channel (1).

Bei einer anderen Ausführung, wie in Abb. 5 dargestellt, erfolgt die videotechnische Erfassung der Farbintensität der Teilfelder mittels Durchlicht. In another illustrated embodiment, as shown in Fig. 5, the video is performed based detection of the color intensity of the sub-fields by means of transmitted light. Hierbei ist der Film als transparenter Träger der Reagentienfelder ausgeführt, wobei ein Filmabschnitt mit einem Reagentienfeld durch ein Fenster ( 14 ) in der auswechselbaren Filmkassette ( 6 ) zum Zeitpunkt der Exposition zu dem zu analysierenden Medium auf der Gegen standesbildebene geführt wird und dabei videotechnisch dergestalt erfaßt wird, daß der Filmabschnitt mittels einer Lichtquelle ( 10 ) und zugehöriger Kollimatorlinse ( 15 ) durchleuchtet wird. Here, the film is designed as a transparent support of Reagentienfelder, wherein a film portion having a Reagentienfeld through a window (14) in the replaceable film cassette (6) at the time of exposure to the medium to be analyzed is performed on the object image plane while video technology such detected is that portion of the film is illuminated by a light source (10) and associated collimating lens (15).

Abb. 3 zeigt einen Reagentienfilmausschnitt mit einer Abfolge von drei Reagentien feldern, die jeweils aus einer Vielzahl von einzelnen Teilfeldern zusammengesetzt sind. Fig. 3 shows a Reagentienfilmausschnitt with a sequence of three fields reagents that are each composed of a plurality of individual sub-fields. Jedes Teilfeld ist eine Reaktionszone bzw. Indikator für jeweils ein oder mehrere korrespondierenden Stoffe. Each subfield is a reaction zone or indicator for one or more corresponding substances. Bei deren Anwesenheit reagieren die jeweiligen Teilfelder mit einer Farbänderung, deren Intensität proportional dem Gehalt des jeweiligen, korrespondierenden Stoffes ist. In the presence of which the respective sub-fields of reacting with a color change, the intensity of which is proportional to the content of the respective, corresponding material.

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