DE19536103A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Analysieren einer Spezies in einem Fluid - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierli­ chen Analysieren einer Spezies in einem Fluid, bei dem dem Fluid ein Reagenz zugegeben wird, das mit der Spe­ zies reagiert. Ferner betrifft die Erfindung eine Vor­ richtung zum kontinuierlichen Analysieren einer Spezies in einem Fluid mit einem Detektor, der über einem Reak­ tionskanal mit einem Mischpunkt verbunden ist, der min­ destens zwei Zuführkanäle aufweist.

Bei der Überwachung von kontinuierlich oder quasi-kon­ tinuierlich ablaufenden Prozessen wird vielfach ein Fluid permanent daraufhin analysiert, ob eine Spezies darin enthalten ist bzw. in welcher Konzentration oder Menge die Spezies in dem Fluid enthalten ist. Bei­ spielsweise ist die Steuerung der Sauerstoff zufuhr im Wasser einer Kläranlage von der Konzentration von Ammo­ nium und organischen Kohlenstoffverbindungen in dem Wasser abhängig. Da die Sauerstoffzufuhr, die in der Regel über eine Belüftung dieses Wassers erfolgt, einen großen Anteil der für den Betrieb einer Kläranlage not­ wendigen Energie verbraucht, möchte man naturgemäß nicht mehr Luft einblasen, als unbedingt notwendig ist. Zu diesem Zweck ist es aber erforderlich, daß der Ge­ halt an Phosphaten oder Nitraten laufend überwacht wird. Hierzu wird entweder Wasser unmittelbar aus der Kläranlage entnommen oder eine Trägerflüssigkeit, bei­ spielsweise destilliertes Wasser, an der Innenseite einer Membran vorbeigeleitet, deren Außenseite dem Was­ ser in der Kläranlage ausgesetzt ist. Die Phosphate oder Nitrate oder auch andere Stoffe, im folgenden kurz "Spezies" genannt, können dann durch die Membran in die Trägerflüssigkeit diffundieren, so daß der Gehalt der Spezies in der Trägerflüssigkeit eine Aussage über den Gehalt der Spezies im Wasser der Kläranlage erlaubt. Unabhängig von der Gewinnung des zu überwachenden Fluids wird dann in einem Mischpunkt ein Reagenz zuge­ führt, das mit dem Fluid gemischt werden soll. Dieses Reagenz reagiert mit der Spezies und erzeugt ein Reak­ tionsprodukt. In manchen Fällen ist die Zugabe eines zweiten Reagenz notwendig, das mit dem Reaktionsprodukt der ersten Reaktion ein zweites Reaktionsprodukt er­ zeugt, das in einem Detektor ausgewertet werden kann. Die zweite Reaktion kann beispielsweise eine Färbereaktion oder ein Farbumschlag sein.

Bei einer derartigen Analyse möchte man das Ergebnis möglichst schnell erhalten, um die Totzeiten bei der Prozeßsteuerung so klein wie möglich zu halten und eine entsprechend rasche Regelung zu ermöglichen.

Ein großer Teil der für die Analyse benötigten Zeit wird für das Mischen von Reagenz und Fluid verbraucht. Nur dann, wenn dieses Mischen im gewünschten Ausmaß erfolgt, kann man einigermaßen sicher sein, daß das Reaktionsprodukt tatsächlich eine Aussage über die Kon­ zentration der Spezies in dem Fluid erlaubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Analyse zur permanenten Überwachung eines Fluids mög­ lichst schnell ein Ergebnis zu erhalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß unter Beibehaltung eines laminaren Strömungsverhaltens in einem Reaktions­ kanal das Fluid und das Reagenz abwechselnd in den Re­ aktionskanal gefördert werden.

Diese Lösung scheint auf den ersten Blick den Anforde­ rungen nicht entsprechen zu können. Wenn nämlich das Fluid und das Reagenz blockweise hintereinander in den Reaktionskanal eingespeist werden, steht für die Mi­ schung im Prinzip nur die Querschnittsfläche des Reak­ tionskanals zur Verfügung. Da man aber normalerweise nur möglichst wenig Reagenz verbrauchen möchte, hält man diese Querschnittsfläche möglichst klein, so daß auch das Volumen des Reaktionskanals klein bleiben kann. Es hat sich nun aber herausgestellt, daß bei ent­ sprechender Abstimmung der Dimensionen der Länge der einzelnen Blöcke und des Querschnitts des Reaktionska­ nals bei dem abwechselnden Einspeisen von Fluid und Reagenz in den Reaktionskanal eine mindestens genauso schnelle Durchmischung von Fluid und Reagenz erzielt werden kann, wie dies beispielsweise von einem paralle­ len Einspeisen von Fluid und Reagenz in den Reaktions­ kanal bekannt ist. Diese Erkenntnis ist insofern über­ raschend, als man bei einem parallelen Einspeisen von Fluid und Reagenz in den Reaktionskanal aufgrund der relativ großen Berührungsfläche von Fluid und Reagenz eigentlich von einem schnellen Durchmischen ausgehen wird. Das abwechselnde Einspeisen läßt sich allerdings sehr viel einfacher kontrollieren. Die erfindungsgemäße Lösung beschränkt sich allerdings nicht auf das reine "Stapeln" der Proben- und Reagenz-Blöcke im Reaktions­ kanal, also das Hintereinanderanordnen von Fluid und Reagenz. Vielmehr wird eine laminare Strömung im Reak­ tionskanal erzeugt. Diese laminare Strömung muß nicht permanent aufrechterhalten werden. Die Fluid-Reagenz- Kombination im Reaktionskanal kann vielmehr auch in gewissen kurzen Zeitabschnitten stillgesetzt werden. Durch die laminare Strömung ergibt sich aber im Reak­ tionskanal das bekannte Strömungsprofil, bei dem in der Mitte eine größere Strömungsgeschwindigkeit als an den Rändern erreicht wird. In der Mitte "beult" sich also der jeweilige Block von Fluid oder Reagenz aus und stößt in den in Strömungsrichtung gelegenen nächsten Block vor, so daß sich eine Vergrößerung der Berüh­ rungsfläche zwischen Fluid und Reagenz ganz automatisch ergibt. Man nimmt nun an, daß die am besten kontrol­ lierbare Mischung durch Diffusion zwischen Fluid und Reagenz erfolgt. Diese Diffusion kann aber umso besser ablaufen, je größer die "Berührungsfläche" zwischen Fluid und Reagenz ist, also mit anderen Worten die Dif­ fusionsfläche. Durch das erzeugen einer laminaren Strö­ mung ergibt sich zwar einerseits eine relativ große Diffusionsfläche, andererseits aber fehlen Verwirbelun­ gen, die die Diffusion stören könnten. Man erreicht daher bei diesem Verfahren eine erstaunlich schnelle Durchmischung von Fluid und Reagenz.

Bevorzugterweise wird die Förderung des Fluids während der Förderung des Reagenz unterbrochen und umgekehrt. Es kann hierbei zwar zu kurzzeitigen Stillständen des "Stapels" von Fluid und Reagenz im Reaktionskanal kom­ men. Dies muß aber nicht sein, wenn die Zufuhr von Fluid und Reagenz gesteuert aufeinander abgestimmt wird. Es wird dann nämlich immer entweder Fluid oder Reagenz gefördert. Bei dieser Ausgestaltung läßt sich eine für den praktischen Gebrauch ausreichend kontinu­ ierliche Strömung im Reaktionskanal mit dem gewünschten laminaren Strömungsprofil und der entsprechenden Durch­ mischung von Fluid und Reagenz erreichen.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß sowohl das Fluid als auch das Reagenz mit einem Volumen in den Reaktionskanal gefördert werden, das groß genug ist, um den Querschnitt des Reaktions­ kanal vollständig auszufüllen. Das "vollständige" Aus­ füllen ist hierbei mit der Maßgabe zu sehen, daß in der Praxis die Wände des Reaktionskanals immer bereits mit Fluid bedeckt sind, so daß der auszufüllende Quer­ schnitt kleiner wird. Je kleiner der Kanal, desto grö­ ßer ist der Einfluß dieser Fluidreste. Mit dem voll­ ständigen Ausfüllen dessen, was ausfüllbar ist, läßt sich die gewünschte große Berührungsfläche zwischen Fluid und Reagenz realisieren. Wenn nämlich Fluid und Reagenz den Reaktionskanal über den gesamten Quer­ schnitt ausfüllen, führt dies automatisch dazu, daß eine klar definierte Berührungsfläche zwischen Fluid und Reagenz vorliegt. Bei einer laminaren Strömung wird dann diese Fläche in Strömungsrichtung entsprechend ausgedehnt, so daß die gewünschte große Diffusionsflä­ che erzeugt wird.

Mit Vorteil ist die Länge der in den Reaktionskanal hinein geförderten Volumina von Fluid und Reagenz grö­ ßer als die kleinste Querschnittserstreckung des Reak­ tionskanals. Dies hat zwei Vorteile. Zum einen wird auf diese Weise mit relativ einfachen Mitteln sicherge­ stellt, das tatsächlich der gesamte Querschnitt des Reaktionskanals mit Fluid bzw. Reagenz ausgefüllt wird. Zum anderen erleichtert diese Ausgestaltung den "gesta­ pelten" Aufbau der Säule aus Fluid und Reagenz im Reak­ tionskanal. Die Mischung läuft unter diesen Umständen unter relativ gut kontrollierbaren Umständen ab.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Länge etwa 2,5 bis 5 mal zu groß ist wie die kleinste Querschnittser­ streckung. Bei dieser Dimensionierung haben sich rela­ tiv gute Mischungsergebnisse herausgestellt. Dies liegt möglicherweise daran, daß man bei der Untergrenze die­ ses Bereichs eine vollständige Spülung des Reaktionska­ nals vom vorherigen "Block" erreichen kann, so daß hier bei Beginn der Mischung tatsächlich geordnete Verhält­ nisse vorliegen. Die Obergrenze dieses Bereichs wird so gewählt, daß die Längen der einzelnen Blöcke nicht zu groß ist, so daß für das gegenseitige Durchdringen der hintereinander angeordneten Blöcke von Fluid und Rea­ genz nicht zu viel Zeit benötigt wird.

Vorzugsweise wird der Gegendruck an dem Ende des Reak­ tionskanals, das der Einspeisung entgegengesetzt ist, klein gehalten. Der Gegendruck muß nur so groß sein, um ein freies Abfließen von Fluid und Reagenz aus dem Re­ aktionskanal zu verhindern. Bei dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, daß mit dem Einspeisen von Fluid und Reagenz in den Reaktionskanal die dort befindliche Säule durch den Reaktionskanal geschoben wird. Ein Ver­ drängen der Fluid-Reagenz-Kombination aus dem Reak­ tionskanal in eine andere Richtung ist nicht möglich. Aus diesem Grunde wird der gewünschte Aufbau der Fluid- Reagenz-Kombination sehr zuverlässig erhalten.

Auch ist bevorzugt, daß die Strömungsgeschwindigkeit so auf die Viskosität von Fluid und Reagenz, den Quer­ schnitt des Reaktionskanals und die Länge einzelner Blöcke abgestimmt wird, daß eine Spitze eines Blocks mindestens in den in Strömungsrichtung gesehen über­ nächsten Block vorsteht. Wenn man nun ein Querschnitts­ profil im Strömungskanal betrachtet, stellt man fest, daß bei dieser Ausgestaltung die Spitze des Blocks von mindestens zwei weiteren Blöcken umgeben ist. Es ergibt sich also von der Mitte zum Rand des Reaktionskanals ein Aufbau Fluid-Reagenz-Fluid oder Reagenz-Fluid-Rea­ genz mit einer entsprechen großen Diffusionsfläche zwi­ schen Fluid und Reagenz. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich damit ein sehr schnelles Durchmischen von Fluid und Reagenz erzielen.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in jedem Zuführkanal je eine Strömungssteuereinrichtung angeordnet ist, die mit einer gemeinsamen Auswahleinrichtung verbunden sind, wobei die Auswahleinrichtung zeitgleich nur eine Strömungsteuereinrichtung in Funktion setzt.

Wenn die Auswahleinrichtung eine Strömungssteuerein­ richtung in Funktion setzt, bedeutet dies, daß durch diese Strömungssteuereinrichtung ein Fluid bzw. ein Reagenz aus dem Zuführkanal in den Reaktionskanal ein­ gespeist wird. Die Auswahleinrichtung stellt also si­ cher, daß immer entweder nur Fluid oder nur Reagenz in den Reaktionskanal eingespeist wird, so daß sich der gewünschte geschichtete oder gestapelte Aufbau der Fluid-Reagenz-Kombination im Reaktionskanal ergibt. Hierbei müssen die Strömungssteuereinrichtungen dem Mischpunkt nicht unmittelbar benachbart sein, sie kön­ nen auch eine gewisse Entfernung vom Mischpunkt aufwei­ sen. Es kommt lediglich darauf an, daß die Zufuhr in den Reaktionskanal abwechselnd erfolgt. Auch ist es nicht notwendig, daß der Aufbau der Vorrichtung symme­ trisch ist. Der Mischpunkt muß also nicht von genau gegenüberliegenden Seiten beschickt werden. Es kann durchaus sein, daß der eine der beiden Zuführkanäle mit einer geraden Linie in den Reaktionskanal übergeht, während der andere Zuführkanal unter einem Winkel hier­ zu verläuft.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Strömungssteu­ ereinrichtung als Pumpe ausgebildet ist, die von einem Motor angetrieben ist. Es werden also abwechselnd die Pumpen in den einzelnen Zuführkanälen in Betrieb genom­ men. Von Vorteil ist hierbei, daß der Motor als Schrittmotor ausgebildet ist. Die Schrittmotoren der einzelnen Strömungssteuereinrichtungen können durch die Auswahleinrichtung relativ einfach getrennt angesteuert werden. Die Verwendung von Schrittmotoren erlaubt es, relativ kleine Volumina zu fördern, so daß der Reagenz- Verbrauch entsprechend klein gehalten werden kann. Es ist nicht notwendig, daß zur Förderung von Fluid und Reagenz immer ein kompletter Kolbenhub ausgeführt wird, wenngleich dies natürlich möglich ist.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Strömungssteuereinrichtung als Ventil ausgebildet, das einen Strömungspfad unterbricht. In diesem Fall steht sowohl das Fluid als auch das Reagenz unter einem ge­ wissen Druck am Eingang des Ventils an. Wenn das Ventil nun den Strömungspfad freigibt, kann Fluid bzw. Reagenz einströmen. Sobald das Ventil schließt, wird die Zufuhr wieder unterbrochen. Auch mit einer derartigen Ausge­ staltung läßt sich der gewünschte Aufbau im Reaktions­ kanal erreichen. Der Druck, unter dem Fluid bzw. Rea­ genz an dem jeweils zugeordneten Ventil anstehen, kann beispielsweise durch Schwerkraft erzeugt werden, wenn ein Fluid- bzw. Reagenzbehälter in Schwerkraftrichtung oberhalb des Ventils und oberhalb des Reaktionskanals angeordnet ist.

Vorzugsweise sind hierbei die Ventile aller Zuführkanä­ le in einem Umschaltventil zusammengefaßt. Das Um­ schaltventil hat hierbei den Vorteil, daß mit relativ einfachen mechanischen Mitteln gewährleistet wird, daß immer entweder nur Fluid oder nur Reagenz in den Reak­ tionskanal eingespeist wird. Sobald das Ventil den ei­ nen Zuführkanal freigibt, wird der andere automatisch gesperrt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Analysevorrich­ tung,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Analysevor­ richtung,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer Analysevor­ richtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Strömungs­ verlaufs in einem Reaktionskanal und

Fig. 5 einen Schnitt V-V nach Fig. 4.

Eine Analysevorrichtung 1 weist einen Detektor 2 auf, der über einen Reaktionskanal 3 mit einem Mischpunkt 4 verbunden ist. Der Mischpunkt 4 seinerseits ist wieder­ um mit zwei Zuführleitungen 5, 6 verbunden. Über die Leitung 5 wird ein zu analysierendes Fluid, das im fol­ genden kurz Probe P genannt wird, zugeführt. Über die Zuführleitung 6 wird ein Reagenz R zugeführt. Die Ge­ winnung der Probe P spielt für den vorliegenden Fall keine größere Rolle. Das zu untersuchende Fluid kann beispielsweise direkt aus einem Vorrat des Fluids ent­ nommen werden. Es kann aber auch durch eine Art Dialyse gewonnen werden, wenn nämlich eine Trägerflüssigkeit, beispielsweise destilliertes Wasser, an der Innenseite einer Membran vorbeigeführt wird, die für die zu unter­ suchende Spezies durchlässig ist und mit ihrer äußeren Seite in dem Fluid eingetaucht ist, das an und für sich untersucht werden soll.

In der Zuführleitung 5 ist eine Pumpe 7 angeordnet, und in der Zuführleitung 6 ist eine Pumpe 8 angeordnet. Beide Pumpen 7, 8 werden jeweils durch einen Motor 9, 10 betätigt. Die Ansteuerung eines jeden Motors 9, 10 erfolgt über eine Auswahleinrichtung 11. Die Auswahl­ einrichtung 11 sorgt dafür, daß entweder nur der Motor 9 Betrieb gesetzt wird, um die Pumpe 7 anzutreiben, oder nur der Motor 10, um die Pumpe 8 anzutreiben. Ein gleichzeitiger Betrieb beider Pumpen 9, 10 wird ausge­ schlossen. Die beiden Motoren 9, 10 sind als Schritt­ motoren ausgebildet. Die Pumpen 7, 8 können beispiels­ weise als Kolbenpumpen ausgebildet sein. Die Verwendung von Schrittmotoren hat den Vorteil, daß eine relativ genaue Dosierung möglich ist, ohne daß die Pumpen 7, 8 jeweils einen vollständigen Kolbenhub-Zyklus durchlau­ fen müssen. Die Motoren 9, 10 treiben die Pumpen 7, 8 so an, daß im Reaktionskanal eine laminare Strömung entsteht. Dies soll anhand von Fig. 4 näher erläutert werden, die einen schematischen Querschnitt durch den Reaktionskanal 3 zeigt. Hierbei ist der Reaktionskanal 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit mit einem stark vergrößerten Durchmesser dargestellt. Verglichen mit der Darstellung in Richtung der Längserstreckung des Reaktionskanals 3 beträgt der Vergrößerungsfaktor etwa 5 bis 10.

In der linken Hälfte der Fig. 4 ist die Situation dar­ gestellt, die sich ergibt, wenn man im statischen Zu­ stand die Pumpen 7, 8 abwechselnd betätigt. Es ergibt sich hierbei eine blockweise Anordnung von Probe, Rea­ genz, Probe . . . , bei der die Berührungsfläche zwischen den einzelnen Blöcken der Querschnittsfläche des Reak­ tionskanals 3 entspricht. An dieser Stelle wird be­ merkt, daß natürlich auch mehr als zwei Blockarten P, R verwendet werden können, beispielsweise Probe P, Rea­ genz 1 R₁ und Reagenz 2 R₂.

In Wirklichkeit wird aber der Reaktionskanal 3 so be­ trieben, daß dort eine laminare Strömung herrscht. In der rechten Hälfte der Fig. 4 sind die sich dadurch ergebenden Verhältnisse dargestellt. Bei Vorliegen ei­ ner laminaren Strömung ergibt sich nämlich ein charak­ teristisches Strömungsprofil. Das Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit, das im Reaktionskanal 3 strömt, strömt in der Mitte schneller als am Rand. Die Berüh­ rungsfläche 12 zwischen Probe und Reagenz beult sich dabei in Strömungsrichtung stark aus und vergrößert sich dabei entsprechend. Da der Mischvorgang unter an­ derem davon abhängig ist, welche Fläche für den Aus­ tausch zwischen Probe und Reagenz zur Verfügung steht, ergibt sich mit dieser Ausgestaltung eine relativ große Fläche und damit eine relativ schnelle Durchmischung von Probe und Reagenz. Weiterhin kommt als vorteilhafte Wirkung hinzu, daß die Schichtdicken von Probe und Rea­ genz, also die Abstände zwischen benachbarten Berüh­ rungsflächen 12, gemessen senkrecht zu den Berührungs­ flächen, entsprechend abnehmen, so daß auch die Zeit zum Durchdringen der einzelnen Schichten verringert wird. Fig. 5 stellt dies schematisch dar. Beim Schnitt V-V durch den Reaktionskanal 3 ergeben sich eine Reihe von konzentrischen Kreisen, bei denen sich Probe P und Reagenz R abwechseln. Auch wenn der Querschnitt des Reaktionskanals 3 nicht kreisförmig ist, ergeben sich ähnliche Ausgestaltungen.

Die Pumpen 7, 8 werden jeweils so betrieben, daß das in den Reaktionskanal 3 hinein geförderte Volumen so groß ist, daß es den Querschnitt des Reaktionskanals voll­ ständig ausfüllt. Hierbei sind die einzelnen Blöcke (Fig. 4 links) etwa 2,5 bis 5 mal so lang, wie die größte Querschnittserstreckung des Reaktionskanals 3 ist. Dies ist im Fall eines kreisförmigen Reaktionska­ nals der Durchmesser. Entsprechendes gilt für rechteck­ förmige Kanäle. Hier wäre die größte Erstreckung die Diagonale. Im Hinblick auf Fig. 4 sollte dabei beachtet werden, daß der Durchmesser stark vergrößert darge­ stellt ist.

Wie ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Strö­ mungsgeschwindigkeit im Reaktionskanal 3 so einge­ stellt, daß eine Spitze eines Blocks mindestens in den in Strömungsrichtung gesehen übernächsten Block vor­ steht. Hierdurch ergeben sich bei einer Ansicht ent­ sprechend Fig. 5 mindestens drei konzentrische Kreise mit entsprechend geringer Stärke des Kreisringes, was auf eine entsprechend dünne Schichtdicke hinweist. Die Durchmischung erfolgt dadurch sehr schnell. Die Strö­ mungsgeschwindigkeit im Reaktionskanal 3 wird durch die Pumpe 7, 8 bzw. ihre Antriebsmotoren 9, 10 eingestellt. Auch dann, wenn diese nur abwechselnd arbeiten, läßt sich eine entsprechend ausreichende Strömungsgeschwin­ digkeit einstellen.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Ana­ lysevorrichtung 21, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind.

Geändert hat sich gegenüber der Ausgestaltung nach Fig. 1, daß die Strömung in den Zuführkanälen 5, 6 nicht mehr durch Pumpen 7, 8 gesteuert wird, sondern durch Ventile 27, 28. Beide Ventile werden wiederum durch die Auswahleinrichtung 11 angesteuert. Sie sind hierzu jeweils mit Elektromagneten 25, 30 und Rück­ stellfedern 31, 32 versehen. Die Auswahlvorrichtung 11 schaltet jeweils immer nur eines der beiden Ventile 27, 28 in einen Durchgangszustand, was durch die gestri­ chelte Linie zwischen den beiden Ventilen 27, 28 darge­ stellt ist. In Wirklichkeit muß natürlich keine mecha­ nische Verbindung zwischen den beiden Ventilen 27, 28 vorhanden sein.

Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß sowohl die Probe P als auch das Reagenz R mit einem gewissen Druck am Eingang des jeweiligen Ventils 27, 28 ansteht.

Ferner hat sich geändert, daß die beiden Zuführleitun­ gen 5, 6 nicht mehr symmetrisch in den Mischpunkt 4 geführt sind. Die Zuführleitung 6 für das Reagenz R erstreckt sich vielmehr so, daß sie mit dem Reaktions­ kanal 3 im wesentlichen eine gerade Linie bildet. Die Zuführleitung 5 für die Probe P mündet unter einem spitzen Winkel.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausgestaltung, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die in Fig. 3 dargestellte Analysevorrichtung 41 weist anstelle des Mischpunktes 4 ein Umschaltventil 42 auf, das von einem Motor 43 angetrieben wird. Der Motor 43 ist wiederum mit der Auswahleinrichtung 11 verbunden.

Das Umschaltventil 42 stellt entweder einen Strömungs­ pfad von der Zuführleitung 6 in den Reaktionskanal 3 sicher, wie dies mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, oder es verbindet den Zuführkanal 5 mit dem Reak­ tionskanal 3, wie dies mit gestrichelten Linien darge­ stellt ist. Zum Umschalten muß das Umschaltventil 42 lediglich um 90° verdreht werden.

Das Umschaltventil 42 faßt demnach nicht nur die Funk­ tionen des Mischpunkts 4, sondern auch die Funktionen der beiden Ventile 27, 28 aus Fig. 2 zusammen.

Hervorzuheben ist noch, daß durch den Reaktionskanal 3 möglichst keine nennenswerten Strömungswiderstände auf­ gebaut werden sollten. Die Strömungswiderstände müssen auf jeden Fall wesentlich kleiner sein als die Rück­ flußwiderstände durch die Pumpen 7, 8, die Ventile 27, 28 oder das Umschaltventil 42. Dann läßt sich nämlich gewährleisten, daß beim Einspeisen von Probe P und Rea­ genz R in den Reaktionskanal der bereits im Reaktions­ kanal 3 befindliche Fluidstrang durch den Detektor ge­ schoben wird und sich kein Ausweichen der eingespeisten Flüssigkeiten in eine andere Richtung ergibt. Damit wird der gewünschte laminare Strömungsaufbau im Reak­ tionskanal 3 sichergestellt. Diese Strömung wird auch dann nicht gestört, wenn sich beim Umschalten kurzzei­ tige Pausen beim Vorschub der einzelnen Fluide ergeben, vorausgesetzt, daß diese Pausen nicht zu lang sind.

Claims (12)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Analysieren einer Spezies in einem Fluid, bei dem dem Fluid ein Rea­ genz zugegeben wird, das mit der Spezies reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß unter Beibehaltung ei­ nes laminaren Strömungsverhaltens in einem Reak­ tionskanal das Fluid und das Reagenz abwechselnd in den Reaktionskanal gefördert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Fluids während der Förderung des Reagenz unterbrochen wird und umgekehrt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl das Fluid als auch das Reagenz mit einem Volumen in den Reaktionskanal gefördert werden, das groß genug ist, um den Querschnitt des Reaktionskanal vollständig auszufüllen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der in den Reaktions­ kanal hinein geförderten Volumina von Fluid und Reagenz größer als die kleinste Querschnittser­ streckung des Reaktionskanals ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge etwa 2,5 bis 5 mal zu groß ist wie die kleinste Querschnittserstreckung.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck an dem Ende des Reaktionskanals, das der Einspeisung entgegenge­ setzt ist, klein gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit so auf die Viskosität von Fluid und Reagenz, den Quer­ schnitt des Reaktionskanals und die Länge einzelner Blöcke abgestimmt wird, daß eine Spitze eines Blocks mindestens in den in Strömungsrichtung gese­ hen übernächsten Block vorsteht.

8. Vorrichtung zum kontinuierlichen Analysieren einer Spezies in einem Fluid mit einem Detektor, der über einem Reaktionskanal mit einem Mischpunkt verbunden ist, der mindestens zwei Zuführkanäle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zuführkanal (5, 6) je eine Strömungssteuereinrichtung (7, 8; 27, 28; 42) angeordnet ist, die mit einer gemein­ samen Auswahleinrichtung (11) verbunden sind, wobei die Auswahleinrichtung (11) zeitgleich nur eine Strömungsteuereinrichtung (7, 8; 27, 28; 42) in Funktion setzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strömungssteuereinrichtung als Pumpe (7, 8) ausgebildet ist, die von einem Motor (9, 10) angetrieben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Motor (9, 10) als Schrittmotor ausge­ bildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strömungssteuereinrichtung als Ventil (27, 28; 42) ausgebildet, das einen Strömungspfad unterbricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventile aller Zuführkanäle (5, 6) in einem Umschaltventil zusammengefaßt sind.