專利名稱：用于鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀之改良樣品室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常是有關(guān)于光譜儀。本發(fā)明更特別是有關(guān)于鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀(LA ICP-MS)、鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿放射光譜儀(ICP-0ES/ICP-AES)和基質(zhì)輔助電射脫附游離飛行時間(MALD1-T0F)光譜儀。明確地說明，本發(fā)明是有關(guān)于與以上系統(tǒng)和包括若干光學(xué)光譜儀的其他鐳射輔助光譜儀(LAS)相結(jié)合的樣品室。更加明確地說明，本發(fā)明是有關(guān)針對用于鐳射輔助光譜儀的樣品室的改良。鐳射輔助光譜儀經(jīng)常具有在流體流中待檢查的樣品，以上流體通常是惰性氣體，雖然有時亦可以是水。本發(fā)明是有關(guān)一種改良裝置，用以于當(dāng)樣品室被開啟和關(guān)閉時(例如是當(dāng)全新樣品被置入至樣品室時)，自動將氣流旁通、驅(qū)氣和復(fù)原。
背景技術(shù)：
鐳射輔助光譜儀系用于將鐳射能量導(dǎo)引至物質(zhì)樣品，用以分解樣品的組成成分和致使組成成分能夠被應(yīng)用于分光計來進行處理。鐳射輔助光譜儀系統(tǒng)和其他鐳射輔助光譜儀系統(tǒng)的操作方式通常是將鐳射能量施加至樣品，同時將流體(通常是惰性氣體)流經(jīng)樣品的上方，用以取得已分解樣品和將已分解樣品承載至光譜儀來進行處理。由于例如是感應(yīng)耦合電漿儀器系依據(jù)電漿火炬來將用于后續(xù)處理的鐳射剝蝕材料加以游離化，而正常的開放大氣環(huán)境會將電漿火炬弄熄，此電漿火炬僅能夠于惰性氣體環(huán)境下操作，藉由使用惰性氣體流的質(zhì)量或光學(xué)分光計的方式于樣品組成成分的取樣和偵測系必要的。使用惰性氣體流于鐳射輔助光譜儀的另外一項優(yōu)點是一些惰性氣體對于所需鐳射波長是透明的，但是于正常室內(nèi)大氣環(huán)境下則是并非如此。另外，惰性氣體環(huán)境能夠防止已剝蝕材料產(chǎn)生化學(xué)變化，此化學(xué)變化則是發(fā)生于室內(nèi)大氣環(huán)境下。一般而言，鐳射輔助系統(tǒng)需要打開其樣品室用以移出舊的樣品和安置全新的樣品。當(dāng)以上移出和安置動作正發(fā)生時，維持流到分光計的惰性氣體流和防止空氣流到電漿火炬并將電漿火炬弄熄等理由是重要的。為了相同的理由，跟隨于樣品室開啟和關(guān)閉之后，并在與分光計相連接之前，樣品室必須被驅(qū)除空氣。一旦電漿火炬被弄熄，系統(tǒng)則必須花費時間和應(yīng)用專門技術(shù)來加以重新啟動和重新校正。當(dāng)樣品室被開啟用以安置新樣品時，必須要特別留意防止室內(nèi)大氣環(huán)境進入至儀器內(nèi)。跟隨著將新樣品安置之后，用以將樣品室室內(nèi)大氣環(huán)境加以驅(qū)氣的問題先前已被考慮是具有不同結(jié)果。在于1992年8月4日，發(fā)明者為Peter Williams與Randall W.Nelson,美國專利第5，135，870號“塊狀聚合物的鐳射剝蝕/游離和質(zhì)譜分析”中描述鐳射輔助質(zhì)譜儀。此項專利描述在真空環(huán)境下使用鐳射來將有機材料薄膜加以剝蝕，隨后，使用質(zhì)量分光計來加以分析。一較為近期的專利公告，美國專利申請案第2009/0073586A1號「用于感應(yīng)耦合電漿、感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀，以及流動余輝質(zhì)譜儀分析的固體樣品的分析鐳射剝蝕作用」，發(fā)明者為 Robert C.Fry、Steven K.Hughes、Madeline J.Arnold,以及 Michael R.Dyas,于2009年3月19日，其中詳細描述設(shè)計用于鐳射剝蝕系統(tǒng)的輻射硬化式樣品室。有關(guān)將樣品室驅(qū)氣的參考內(nèi)容是在于1987年2月3日，發(fā)明者為Norman S.Hughes和Walter M.Doyle,美國專利第4，640，617號“在樣品之裝載過程中，具有驅(qū)氣保持作用之分光計”中加以討論。此項專利揭示和主張用于在樣品的裝載過程中將導(dǎo)入至樣品室內(nèi)的空氣量減到最小的機構(gòu)，以上結(jié)果則是當(dāng)將樣品裝載時，藉由使用彈簧負載式柱塞用以將樣品室密封。在于1993 年 I 月 5 日，發(fā)明者為 Milan Milosevic 和 Nicolas J.Harrick，美國專利第 5，177,561號“光學(xué)分光計附件的驅(qū)氣作用”中揭示出藉由從分光計環(huán)境中分離出樣品室環(huán)境來將驅(qū)氣作用減到最小的機構(gòu)，于是當(dāng)樣品被更換時，將分光計驅(qū)氣的需求則將會減到最小。以上這些專利已被考慮是與將樣品室驅(qū)氣事項有關(guān)，隨著全新樣品被置入，主要是將被導(dǎo)入至樣品室內(nèi)的室內(nèi)大氣環(huán)境數(shù)量減到最小，但是并未考慮隨著樣品室被開啟和關(guān)閉，如何改變經(jīng)過系統(tǒng)流體流的解決方案。圖1a到圖1c表示出針對以上問題的現(xiàn)有技術(shù)解決方案的應(yīng)用實例，其中提供:1.當(dāng)樣品室被開啟時，氣體旁通；2.當(dāng)樣品室一開始被關(guān)閉時，氣體驅(qū)氣；3.在樣品室被驅(qū)氣之后，復(fù)原氣流。在圖1a中，流體流14 (通過標(biāo)示著“入”和“出”的箭頭來表示)是經(jīng)由流體入口 12流入至系統(tǒng)。接著，此流體流14進入至入口閥門16，入口閥門16是在“輸入旁通”位置處，流體14被輸送經(jīng)過旁通管22流到流體出口 24。出口閥門20是在“輸出旁通/驅(qū)氣”位置處，關(guān)閉介于樣品室10與流體出口 24之間的連通狀況。在此位置處，樣品室門11被開啟用以移出或安置樣品，且與流體出口 24相連接的儀器(圖形中未表示出來)將不致于發(fā)生受到污染的危險。在圖1b中，入口閥門16被設(shè)定為「驅(qū)氣/復(fù)原」位置，從流體入口 12來將流體14輸送經(jīng)過入口管18流到樣品室10，接著再流經(jīng)出口管28，到達出口閥門20。出口閥門20被設(shè)定為「旁通/驅(qū)氣」位置，從樣品室來將流體輸送至排放出口 26,從而樣品室10被驅(qū)氣。在此模式中，樣品室門11被關(guān)閉。在圖1c中，入口閥門16被設(shè)定為「驅(qū)氣/復(fù)原」位置，從流體入口 12來將流體14輸送經(jīng)過入口管18流到樣品室10。當(dāng)樣品室門11被關(guān)閉時，出口閥門20被設(shè)定為「復(fù)原」位置，從樣品室10來將流體14輸送經(jīng)過旁通管22流到流體出口 24。此項現(xiàn)有技術(shù)解決方案的應(yīng)用實例系有關(guān)于將閥門或是其他機構(gòu)增加至樣品室和輸入氣體出入口與輸出氣體出入口。在樣品室被開啟和關(guān)閉之前，以上閥門或是機構(gòu)接著是依照特定順序而以手動的方式來操作或開啟和關(guān)閉，用以產(chǎn)生旁通、驅(qū)氣和復(fù)原等功能。以手動的方式來提供以上功能是需要額外的時間用以于樣品之間將閥門開啟和關(guān)閉，從而降低系統(tǒng)的產(chǎn)量。另外，此種步驟的施行順序每一次均需要將樣品置入，造成系統(tǒng)的復(fù)雜性增加，系統(tǒng)成本與維護成本提高，以及更加有可能在操作中發(fā)生錯誤。于是，以下需求依然是持續(xù)存在，在鐳射剝蝕質(zhì)譜儀系統(tǒng)中隨著樣品室被開啟和關(guān)閉，自動將樣品置入樣品室，施行包括氣體旁通、驅(qū)氣和回復(fù)流動，用以免除對于速度較慢和容易產(chǎn)生錯誤的手動處理程序的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的觀點是對于鐳射輔助光譜儀(LAS)的樣品室設(shè)計的改良。以上觀點對于樣品室設(shè)計的改良是藉由自動將流體流重新導(dǎo)引，用以容許樣品室能夠被開啟和關(guān)閉來將全新樣品置入，防止室內(nèi)大氣環(huán)境從樣品室進入至光譜儀。除了鐳射輔助光譜儀以外，以上這些樣品室改良方式可以被有利地應(yīng)用至其他儀器或裝置，這些儀器或裝置則是需要在氣體流中處理樣品，同時亦是需要將樣品室開啟和關(guān)閉，其中包括質(zhì)量分光計和一些光學(xué)分光計或是分光亮度計。以上這些觀點包括具有氣體入口、氣體出口、排放出口和樣品抽屜的樣品室，其中樣品抽屜本身具有第一位置、第二位置和第三位置。以上這些觀點亦是包括具有被連接至氣體入口和被操作用以連接至樣品抽屜的入口閥門，使得:1.當(dāng)樣品抽屜被設(shè)定為第一位置或開啟位置時，入口閥門從氣體入口將氣體流導(dǎo)引至氣體出口，從而將樣品室旁通；2.當(dāng)樣品抽屜被設(shè)定為第二位置或部分開啟位置時，入口閥門從氣體入口將氣體流導(dǎo)引至部分開啟的抽屜，從而將樣品室驅(qū)氣；以及，3.當(dāng)樣品抽屜被設(shè)定為第三位置或關(guān)閉位置時，入口閥門從該氣體入口將氣體流導(dǎo)引至該樣品室，從而將流到樣品室的氣體流復(fù)原。以上這些觀點進一步包括具有出口閥門的樣品室，出口閥門被連接至氣體出口、樣品室和排放出口，并且被操作用以連接至樣品抽屜，使得:1.當(dāng)樣品抽屜被設(shè)定為第一位置或開啟位置時，出口閥門從氣體入口將氣體流導(dǎo)引至氣體出口，從而將樣品室旁通；
2.當(dāng)樣品抽屜被設(shè)定為第二位置或部分開啟位置時，該入口閥門將氣體出口關(guān)閉，從而將樣品室驅(qū)氣；以及3.當(dāng)樣品抽屜被設(shè)定為第三位置或關(guān)閉位置時，入口閥門從樣品室將氣體流導(dǎo)引至氣體出口，從而將流經(jīng)樣品室的氣體流復(fù)原。隨著樣品室門于旁通位置、驅(qū)氣位置與流動復(fù)原位置之間被開啟和關(guān)閉，本發(fā)明的以上觀念被結(jié)合用來自動改變在樣品室內(nèi)的惰性氣體的流動狀況，用以將惰性氣體流到質(zhì)量分光計的流動狀況維持住，以及避免外部大氣環(huán)境進入至樣品室內(nèi)。隨著樣品室被開啟和關(guān)閉，自動完成氣流旁通、驅(qū)氣和復(fù)原的本發(fā)明觀點是在圖2a到圖2c中被說明。在圖2a中，樣品室被完全開啟，導(dǎo)致樣品室將惰性氣體沿著樣品抽屜而旁通出去，同時，防止室內(nèi)大氣環(huán)境進入至樣品室。在圖2b中，樣品室是被部分開啟，容許惰性氣體從氣體入口流經(jīng)樣品抽屜而流到室內(nèi)大氣環(huán)境，同時，維持出口被關(guān)閉，從而將樣品室驅(qū)氣。在圖2c中，樣品抽屜被關(guān)閉，且入口和出口被開啟，于是流到系統(tǒng)的正常氣流復(fù)原。以此方式，現(xiàn)有的本發(fā)明觀點能夠自動將惰性氣體的旁通流量維持住，同時，樣品室被關(guān)閉，隨著樣品室被關(guān)閉將樣品室驅(qū)氣，以及隨著樣品室被開啟和關(guān)閉將流到樣品上方的惰性氣體流復(fù)原，從而容許樣品室能夠被開啟和關(guān)閉，同時將來自室內(nèi)大氣環(huán)境的污染量減到最小，以及毋須采用額外閥門或是其他設(shè)備的任何操作。于是，本發(fā)明是一種用于自動將流體流重新導(dǎo)引經(jīng)過樣品室的改良方法和裝置，使得當(dāng)樣品室被開啟時，流體流是被避免流入至樣品室，當(dāng)樣品室被部分開啟時，流體流將進入至樣品室來施行驅(qū)氣作用，以及當(dāng)樣品室被關(guān)閉時，將流到樣品上方和到達儀器上的流體流的流動狀況回復(fù)。


圖1a為在芳通|旲式的現(xiàn)有技術(shù)樣品室；圖1b為在驅(qū)氣模式的現(xiàn)有技術(shù)樣品室；圖1c為在操作中模式的現(xiàn)有技術(shù)樣品室；圖2a為在芳通申旲式的樣品室；圖2b為在驅(qū)氣模式的樣品室；圖2c為在操作中模式的樣品室；圖3為具有外部控制的樣品室；圖3a為交互作動閥門的配置方式；圖4為表示出樣品室的操作方式的流程圖5為具有全時旁通作用的樣品室；圖6為不具有旁通作用的樣品室；圖7為具有交互驅(qū)氣作用的樣品室。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。參考圖2a、圖2b和圖2c，本發(fā)明實施例是一種用于以鐳射來處理在流體流(通過標(biāo)示著“入”和“出”的箭頭來表示，流體流是由圖形中未表示出來的流體來源所提供)中的樣品(圖形中未表示出來)的改良樣品室40，改良樣品室40具有流體入口 42，流體出口 44，以及帶有第一位置(圖2a)、第二位置(圖2b)和第三位置(圖2c)的樣品抽屜46 (以右手上方對角斜線來標(biāo)示)。以上改良進一步包含與流體入口 42、流體出口 44相連通，并且被操作用以連接至樣品抽屜46的入口滑件48，使得當(dāng)該樣品抽屜46被設(shè)定為第一位置或開啟位置62時(圖2a)，入口滑件48 (以交叉對角斜線來標(biāo)示)從流體入口 42將該流體流導(dǎo)引至流體出口 44。當(dāng)樣品抽屜46被設(shè)定為第二位置或部分開啟位置時(圖2b)，入口滑件48從流體入口 42將該流體流導(dǎo)引至樣品抽屜46。當(dāng)樣品抽屜46被設(shè)定為第三位置時(圖2c)，入口滑件48從流體入口 42將該流體流導(dǎo)引至樣品抽屜46。以上改良進一步包含與流體出口 44和入口滑件48相連通，并且被操作用以連接至樣品抽屜46的出口滑件58 (以交叉對角線來標(biāo)示)，使得當(dāng)樣品抽屜46被設(shè)定為第一位置時(圖2a)，出口滑件58從旁通充氣室52將流體流導(dǎo)引至流體出口 44。當(dāng)樣品抽屜46被設(shè)定為第二位置時(圖2b)，出口滑件58將流體出口 44關(guān)閉。當(dāng)樣品抽屜46被設(shè)定為第三位置時(圖2c)，出口滑件從樣品抽屜46將流體流導(dǎo)引至流體出口 44。本發(fā)明的實施例更加特別是一種用于以鐳射來處理在流體流(藉由標(biāo)示著“入”和“出”的箭頭來表示)中的樣品(圖形中未表示出來)的改良樣品室40，改良樣品室40具有流體入口 42，流體出口 44，以及帶有第一位置(圖2a)、第二位置(圖2b)和第三位置(圖2c)的樣品抽屜46。流體流可以是惰性氣體，并且以是氦氣或氬氣的其中之一為較適宜，流體流是經(jīng)由流體入口 42流經(jīng)用于將樣品抽屜46 (以右手上方對角斜線來標(biāo)示)支撐住和包覆抽屜外殼54 (以左手上方對角斜線來標(biāo)示)而流入至樣品室40。當(dāng)樣品抽屜是在第一位置或開啟位置62時(圖2a)，在入口滑件48 (以交叉對角斜線來標(biāo)示)內(nèi)的旁通入口 50是與流體入口 42和旁通充氣室52對準(zhǔn)，用以容許流體從流體入口 42流到旁通充氣室52。虛線60代表著樣品室40的頂側(cè)拋光面或正面；于是，當(dāng)樣品抽屜46延伸超過如同在圖2a中的樣品室正面60時,樣品抽屜46的內(nèi)部將會被開啟62和被曝露至室內(nèi)大氣環(huán)境中。隨著樣品抽屜46是在第一位置或開啟位置62 (圖2a)，在出口滑件58 (以交叉對角斜線來標(biāo)示)內(nèi)的旁通出口 56是與旁通充氣室52和流體出口 44對準(zhǔn)，用以容許流體從旁通充氣室52流到流體出口 44，同時防止來自開啟62的樣品抽屜46的室內(nèi)空氣進入至流體出口 44。以此方式，樣品室能夠?qū)⒘鞯脚c流體出口 44相連接的儀器(圖形中未表示出來)的流體流維持住，同時，被開啟62至室內(nèi)大氣環(huán)境下的樣品抽屜46不致于受到流體流的污染。當(dāng)樣品抽屜46是在第二位置或部分開啟68位置時(圖2b)，在入口滑件48內(nèi)的驅(qū)氣/復(fù)原入口 64是與流體入口 42和樣品抽屜46對準(zhǔn)，用以容許流體從流體入口 42流到樣品抽屜46。當(dāng)樣品抽屜46是在部分開啟位置68時，經(jīng)由驅(qū)氣/復(fù)原入口 64而進入至樣品抽屜的流體系流經(jīng)開口 68，從樣品抽屜46流出到達室內(nèi)大氣環(huán)境中。當(dāng)樣品抽屜46是在部分開啟位置68時，在出口滑件58內(nèi)復(fù)原開口 66并未與流體出口 44對準(zhǔn)，從而防止任何的室內(nèi)大氣環(huán)境進入至流體出口和避免流到儀器(圖形中未表示出來)的流體流受到污染。值得注意的是在此位置處，樣品抽屜46是相對于樣品室正面60而僅有小部分開啟68，用以限制住流體的流動，于是流體流將無法被增加，用以成功地將來自樣品抽屜46的全部室內(nèi)大氣環(huán)境驅(qū)氣，由于流體出口 44被出口滑件58所關(guān)閉，氣流亦無法被增加用以防止室內(nèi)大氣環(huán)境進入至儀器。當(dāng)樣品抽屜46是在第三位置或關(guān)閉位置70時(圖2c)，在入口滑件48內(nèi)驅(qū)氣/復(fù)原入口 64是與流體入口 42對準(zhǔn)，用以容許流入至流體入口 42的流體流經(jīng)驅(qū)氣/復(fù)原入口64，到達樣品抽屜46。由于樣品抽屜被關(guān)閉70，流體將流經(jīng)在與流體出口 44對準(zhǔn)出口滑件58內(nèi)的復(fù)原出口 66，且容許流體流經(jīng)樣品抽屜，到達樣品(圖形中未表示出來)的上方和流至儀器(圖形中未表示出來)上。值得注意的是由于樣品抽屜46朝向室內(nèi)大氣環(huán)境系為關(guān)閉70 (樣品抽屜46的內(nèi)部是完全位于樣品室正面60之后方)，室內(nèi)大氣環(huán)境對于流體流則是無法造成污染。關(guān)于室內(nèi)大氣環(huán)境所產(chǎn)生的污染狀況，由于以上這些實施例是依賴其壓力值高于正常室內(nèi)大氣環(huán)境壓力的流體流，針對本發(fā)明的接合表面來應(yīng)用密封件則并非必要。所發(fā)生任何泄漏狀況將會導(dǎo)致高壓流體泄漏至室內(nèi)大氣環(huán)境中，于是，針對本發(fā)明的接合表面來應(yīng)用密封件將是用以防止損失具有價值的流體，而非是用以防止儀器受到污染。通過建構(gòu)和使用依照在此所揭示內(nèi)容的樣品室，隨著樣品抽屜被開啟和關(guān)閉，所生成的樣品室將會自動提供旁通、驅(qū)氣和復(fù)原流體流等作用至樣品室，且不容許其所連接的儀器受到污染或是毋須采用額外步驟來制成方便被處理的系統(tǒng)。在不偏離本發(fā)明的精神和意圖的狀況下，本發(fā)明的實施例亦可考慮是由被配置成相類似關(guān)系的更少部件或更多部件來建構(gòu)。以上實施例亦可考慮使用機械連接件或電氣傳感器和致動器(例如是馬達或電磁閥)，用以隨著樣品室門被開啟和關(guān)閉，導(dǎo)致閥門的開啟和關(guān)閉，進而產(chǎn)生旁通、驅(qū)氣和復(fù)原氣體流等作用，從而完成本發(fā)明的以上觀點。以上結(jié)果在圖3中被說明，其中帶有出入門81的樣品室80是具有流體入口 82、流體出口 100，流體流84是從流體入口 82流經(jīng)入口閥門86，經(jīng)由入口溝槽88而流入至樣品室80，接著經(jīng)由出口溝槽98、出口閥門94和旁通溝槽102而流到流體出口 100。此實施例具有被操作用以連接至入口致動器104、出口致動器106和樣品室致動器108的額外控制器110，以上入口致動器104、出口致動器106和樣品室致動器108則是分別被操作用以連接至入口閥門86、出口閥門94和樣品室80。另外，控制器可以具有被連接至樣品室80、樣品室門81、入口閥門86和出口閥門94的傳感器(圖形中未表示出來)，用以偵測出每一個組件的狀態(tài)。在此項實施例中，控制器110偵測出樣品室門81正開啟中，或是導(dǎo)引樣品室致動器108來將樣品室門81開啟，接著將入口致動器104和出口致動器106導(dǎo)引至在圖1a中所示的假設(shè)位置，從而產(chǎn)生旁通狀況，隨后控制器110偵測出樣品室門81正關(guān)閉中，或是導(dǎo)引樣品室致動器108來將樣品室門81關(guān)閉，控制器110將入口致動器104和出口致動器106導(dǎo)引用以將入口閥門86與出口閥門94設(shè)定至在圖1b中所示的驅(qū)氣位置，從而樣品室80是經(jīng)由出口溝槽98、出口閥門94和排放出口 96而被加以驅(qū)氣。當(dāng)控制器110偵測出或預(yù)測出樣品室80已被完全驅(qū)氣，控制器110則將入口致動器104和出口致動器106導(dǎo)引用以將入口閥門86與出口閥門94設(shè)定至在圖1c中所說明的復(fù)原流動位置。此項實施例亦是可以藉由感測出樣品室門81的位置，而并未采用樣品室致動器108來操作。圖3a表不出本發(fā)明的另外一項實施例,其中任何一個復(fù)雜的閥門機構(gòu)(例如是圖3中的閥門86、94)可以被簡單的開關(guān)閥112、114、116所取代，以上這些開關(guān)閥可以被T字型接頭118連接。以一個或更多個簡單閥門來取代單一復(fù)雜的閥門機構(gòu)能夠提供如同藉由本發(fā)明的其他實施例所采用的相同流體導(dǎo)引功能。在圖3a中，閥門112、114和116連同T字型接頭118將來自流體入口 82的流體導(dǎo)弓I至入口溝槽88，或?qū)б僚酝喜?02，或是流體并未被導(dǎo)引至以上二溝槽。隨著樣品室被開啟至室內(nèi)大氣環(huán)境，用以安置樣品和隨后被關(guān)閉用于后續(xù)處理，圖4為說明本發(fā)明實施例所依循的步驟的流程圖。在步驟120中，樣品室被偵測出正被開啟中或是被導(dǎo)引用以開啟。同時或是緊接著在步驟122中，氣體入口和氣體出口被設(shè)定至旁通位置(圖2a)。隨后在步驟124中，當(dāng)實施例偵測到或是導(dǎo)引樣品室門成為部分關(guān)閉或剛開始被關(guān)閉。在步驟126中的入口被設(shè)定為清除/復(fù)原，即為驅(qū)氣/復(fù)原，同時出口閥門維持于旁通位置(圖2b)。接著在步驟128中出現(xiàn)暫停動作，用以容許樣品室被完全驅(qū)氣。此項暫停動作可以藉由實施例來自動控制產(chǎn)生或是由使用者來施行。此時，在步驟132中，入口和出口被設(shè)定用以將流體重新流到樣品室(圖2c、圖3、圖5)。當(dāng)樣品室再度被開啟時，以上流程圖則是回到步驟120。在本發(fā)明的另外一項實施例中，氣體旁通作用被配置用以使得氣體能夠一直沿著樣品室的周圍來流動，以及開啟和關(guān)閉樣品抽屜，導(dǎo)致隨著樣品抽屜被開啟和部分關(guān)閉，接著被完全關(guān)閉，氣體將被驅(qū)氣和重新流動。以上結(jié)果在圖5中加以說明。圖5表示出用以提供流到流體出口的連續(xù)旁通流體的本發(fā)明實施例。以上結(jié)果的得到則是藉由不論樣品抽屜46的所在位置將入口滑件48和出口滑件58調(diào)整，用以容許流經(jīng)旁通充氣室52。此項實施例產(chǎn)生略微簡單的設(shè)計方式，但是所需流體流的成本增加。參考圖6，本發(fā)明的另外一項實施例增加額外的輸入滑件76、78用以阻擋旁通流體流，于是除了當(dāng)樣品室被關(guān)閉70以外，防止流體流經(jīng)樣品室。以上結(jié)果將可支持光譜分析儀器，使得當(dāng)樣品室被開啟時，光譜分析儀器在操作中毋須維持旁通氣流。在圖7中，本發(fā)明的實施例被建構(gòu)用以使得當(dāng)樣品抽屜46是在驅(qū)氣位置92內(nèi)時，頂側(cè)拋光面90從室內(nèi)大氣環(huán)境中將樣品抽屜46關(guān)閉。已調(diào)整出口滑件138具有額外開口、驅(qū)氣出口 134，當(dāng)樣品抽屜46是在驅(qū)氣位置92內(nèi)時，驅(qū)氣出口 134是與復(fù)原出口 66和排放出口 136對準(zhǔn)，用以在將樣品室完全關(guān)閉而流體重新流動之前，容許樣品室的室內(nèi)大氣環(huán)境被驅(qū)氣。在此已揭示出本發(fā)明的內(nèi)容，檢視以上發(fā)明內(nèi)容，顯然是可以針對本發(fā)明進行多項調(diào)整、替換和變更。于是，應(yīng)了解的是本發(fā)明的實施并不限于是以上的特定描述內(nèi)容，且必須是僅由隨附申請專利范圍來限制其技術(shù)深度和范疇。
權(quán)利要求
1.一種包括樣品室的改良樣品室系統(tǒng)，樣品室具有出入開口以適用于具有開啟位置，用以容許樣品的插入于該樣品室內(nèi)，具有關(guān)閉位置，其中該樣品室是以密封的方式關(guān)閉，以及具有中間位置，該系統(tǒng)包括第一閥門部位，該第一閥門部位具有開啟位置和關(guān)閉位置以適用于具選擇性地控制該樣品室的容積是否與流體來源以流體的方式相連通，該系統(tǒng)包括第二閥門部位，該第二閥門部位具有開啟位置和關(guān)閉位置以適用于具選擇性地控制該樣品室的容積是否與光譜分析位置以流體的方式相連通，該改良包含: 直接依據(jù)該出入口部位置的變化，該第一閥門部位和該第二閥門部位的其中至少一部位是可以被操作，用以移動于其開啟位置與其關(guān)閉位置之間。
2.申請專利范圍第I項所述的開口，其中該開口是門和相對應(yīng)門口。
3.申請專利范圍第I項所述的開口，其中該開口是抽屜表面和相對應(yīng)頂側(cè)拋光面。
4.申請專利范圍第I項所述的改良，其中該位置相關(guān)性系為介于該第一閥門部位、該第二閥門部位的該其中的至少一部位與該出入口部之間的機械關(guān)系所產(chǎn)生的結(jié)果。
5.申請專利范圍第6項的該機械關(guān)系是在介于該第一閥門部位、該第二閥門部位的該至少其中一部位與該出入口部之間的機械連通方式中的機械式致動器所產(chǎn)生的結(jié)果。
6.申請專利范圍第I項所述的改良，其中該位置相關(guān)性系為在與該第一閥門部位和該第二閥門部位的該其中至少一部位的機械連通方式中電氣致動器所產(chǎn)生的結(jié)果，該電氣致動器是依據(jù)位置輸入訊號來提供位置作用力，該訊號則是依據(jù)該出入開口位置而定。
7.一種于將在從室內(nèi)大氣環(huán)境中分離出流體流內(nèi)的樣品加以處理的改良樣品室，該樣品室具有流體入口和流體出口，該改良包含: 具有入口滑件和出口滑 件的樣品抽屜，且該樣品抽屜被操作用以連接至樣品室，使得該樣品抽屜具有與該樣品室相對應(yīng)的第一位置、第二位置和第三位置； 該入口滑件被配置成與該流體入口和該流體出口相連通，且該入口滑件被操作用以連接至該樣品抽屜，使得:1)當(dāng)該樣品抽屜被設(shè)定為該第一樣品抽屜位置時，該入口滑件從該流體入口將該流體流導(dǎo)引至該流體出口 ；2)當(dāng)該樣品抽屜被設(shè)定為該第二樣品抽屜位置時，該入口滑件從該流體入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品抽屜；3)當(dāng)該樣品抽屜被設(shè)定為該第三樣品抽屜位置時，該入口滑件從該流體入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品抽屜；以及 一出口滑件被配置成與該流體出口和該入口滑件相連通，且該出口滑件被操作用以連接至該樣品抽屜，使得:1)當(dāng)該樣品抽屜被設(shè)定為該第一樣品抽屜位置時，該出口滑件從該入口滑件將該流體流導(dǎo)引至該流體出口，2)當(dāng)該樣品抽屜被設(shè)定為該第二樣品抽屜位置時，該出口滑件將該流體出口關(guān)閉，以及將該流體流導(dǎo)引至該樣品抽屜，3)當(dāng)該樣品抽屜被設(shè)定為該第三樣品抽屜位置時，該出口滑件從該樣品室將該流體流導(dǎo)引至該流體出口。
8.申請專利范圍第I項所述的改良方式，其中該第一樣品抽屜位置大致上是開啟，該第二樣品抽屜位置是部分開啟，以及該第三樣品抽屜大致上是關(guān)閉。
9.一種自動處理在樣品室內(nèi)的流體流的改良方法，該樣品室具有流體入口、流體出口和樣品抽屜，該樣品抽屜具有輸入滑件和輸出滑件，當(dāng)將該樣品室開啟和關(guān)閉時，該樣品抽屜和該等輸入滑件與輸出滑件被操作用以連接至該等流體入口和流體出口，該改良方法包含: 提供該樣品室，使得； 當(dāng)該樣品抽屜是在開啟位置時，該樣品抽屜和入口滑件與出口滑件相配合用以從該流體入口將該流體流導(dǎo)引至該流體出口，從而將該樣品抽屜旁通； 當(dāng)該樣品抽屜是在部分開啟位置時，該樣品抽屜和入口滑件與出口滑件相配合用以從該流體入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品抽屜，同時，阻擋氣流從該樣品抽屜流入至該流體出口，從而將該樣品室驅(qū)氣；以及 當(dāng)該樣品抽屜是在關(guān)閉位置時，該樣品抽屜和入口滑件與出口滑件相配合用以從該流體入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品抽屜，以及從該樣品抽屜將該流體流導(dǎo)引至該流體出口，于是流到該樣品室的氣流重新流動； 通過以下方式來操作該樣品抽屜: 將該樣品抽屜開啟用以安置樣品，同時以該流體來將該樣品抽屜旁通，從而維持流到該流體出口的流體流； 將該樣品抽屜部分開啟，通過容許該流體流進入該部分開啟樣品抽屜和排放經(jīng)過該部分開啟樣品抽屜，將該樣品抽屜驅(qū)氣； 將該樣品抽屜關(guān)閉用以將流經(jīng)該樣品抽屜的流體流復(fù)原，從而自動處理在鐳射加工系統(tǒng)中的流體流。
10.申請專利范圍第7項所述的改良方法，其中該改良樣品室系為針對鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀、鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿放射光譜儀或是基質(zhì)輔助鐳射脫附游離飛行時間光譜儀其中一儀器的改良結(jié)果。
11.申請專利范圍第7項所述的改良方法，其中該流體流是惰性氣體。
12.申請專利范圍第9項所述的改良方法，其中該惰性氣體是氬氣或氦氣其中的一種。
13.申請專利范圍第7項所述的改良方法，其中該流體流是介于大約每分鐘0.05公升與每分鐘1.0公升之間。
14.一種具有樣品室的樣品處理系統(tǒng)，該樣品室是用于將樣品維持在從室內(nèi)大氣環(huán)境中分離出來的流體流內(nèi)，該樣品室具有流體入口和流體出口，其中包含: 被操作用以容許進入至該樣品室的出入門，且該出入門具有三個位置，使得: 當(dāng)該出入門是在該第一位置時，該出入門被操作用以從該入口將該流體流導(dǎo)引至該出口，同時防止該室內(nèi)大氣環(huán)境進入至該出口，從而提供旁通流體； 當(dāng)該出入門是在該第二位置時，該出入門被操作用以從該入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品室，同時防止該室內(nèi)大氣環(huán)境進入至該出口，從而提供驅(qū)氣流體；以及 當(dāng)該出入門是在該第三位置時，該出入門被操作用以從該入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品室，并隨后導(dǎo)引至該出口，從而提供復(fù)原流體。
15.申請專利范圍第14項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該處理系統(tǒng)是一種鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀。
16.申請專利范圍第14項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該第一樣品抽屜位置大致上是開啟，該第二樣品抽屜位置是部分開啟，以及該第三樣品抽屜大致上是關(guān)閉。
17.申請專利范圍第14項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該流體流是惰性氣體。
18.申請專利范圍第14項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該惰性氣體是氦氣或氬氣其中的一種。
19.申請專利范圍第14項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該流體流是介于大約每分鐘.0.05公升與每分鐘1.0公升之間。
20.一種用于將樣品維持在從室內(nèi)大氣環(huán)境中分離出來的流體流內(nèi)的樣品室，該樣品室具有流體入口和流體出口，其中包含: 被操作用以容許進入至該樣品室的出入門，且該出入門具有三個位置，使得: 當(dāng)該出入門是在該第一位置時，該出入門被操作用以從該入口將該流體流導(dǎo)引至該出口，同時防止該室內(nèi)大氣環(huán)境進入至該出口，從而提供旁通流體； 當(dāng)該出入門是在該第二位置時，該出入門被操作用以從該入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品室，同時防止該室內(nèi)大氣環(huán)境進入至該出口，從而提供驅(qū)氣流體；以及 當(dāng)該出入門是在該第三位置時，該出入門被操作用以從該入口將該流體流導(dǎo)引至該樣品室，并隨后導(dǎo)引至該出口，從而提供復(fù)原流體。
21.申請專利范圍第20項所述的樣品室，其中該處理系統(tǒng)系為鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀、鐳射剝蝕感應(yīng)耦合電漿放射光譜儀或是基質(zhì)輔助鐳射脫附游離飛行時間光譜儀其中的一儀器的改良結(jié)果。
22.申請專利范圍第20項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該第一樣品抽屜位置大致上是開啟，該第二樣品抽屜位置是部分開啟，以及該第三樣品抽屜大致上是關(guān)閉。
23.申請專利范圍第20項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該流體流是惰性氣體。
24.申請專利范圍第23項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該惰性氣體是氦氣或氬氣其中的一種。
25.申請專利范圍 第20項所述的樣品處理系統(tǒng)，其中該流體流是介于大約每分鐘0.05公升與每分鐘1.0 公升之間。
全文摘要
一種將閥門機構(gòu)結(jié)合至樣品抽屜內(nèi)用于電射輔助光譜儀的改良樣品室，隨著樣品抽屜的開啟和關(guān)閉用以安置加工所需的樣品，容許樣品室能夠自動將氣流旁通、驅(qū)氣和復(fù)原。以此種方式來將閥門機構(gòu)整合至樣品抽屜內(nèi)的結(jié)果，免除針對被操作用來將氣流旁通、驅(qū)氣和復(fù)原的外部閥門的需求，從而增加系統(tǒng)產(chǎn)量與降低系統(tǒng)復(fù)雜性。
文檔編號G01N27/62GK103098168SQ201180017530
公開日2013年5月8日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者羅伯特·哈金森, 蕾芙·薩墨菲爾德, 雪恩·希利雅德, 杰·威爾金斯 申請人:伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司