專利名稱:使用非陽(yáng)光uv級(jí)光纖的光子測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及光子測(cè)量?jī)x器且更特別地涉及高精度原子吸收儀器。
背景技術(shù)：
諸如分光計(jì)的原子吸收儀器是眾所周知的且被用于多種環(huán)境。使人感興趣的原子吸收儀器是包括精密對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)裝置的高精度系統(tǒng)，該精密對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)裝置將測(cè)量光、亦即用于吸收分析的適當(dāng)波長(zhǎng)的光緊密地耦合到樣本。高精度系統(tǒng)還利用附加光源和關(guān)聯(lián)光學(xué)裝置來(lái)提供基準(zhǔn)路徑以確定并補(bǔ)償光強(qiáng)度以及修正背景吸收。使人感興趣的系統(tǒng)利用同時(shí)操作的測(cè)量和基準(zhǔn)光路徑，如在美國(guó)專利6，222，626中所述，其被整體地通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
如在該專利中所述，使用反射鏡和射束分離器的精密對(duì)準(zhǔn)配置來(lái)將來(lái)自測(cè)量和背景修正光源(例如空心陰極燈“HCL”和氘(D2)燈)的光同時(shí)地導(dǎo)引到測(cè)量路徑和基準(zhǔn)路徑中的每一個(gè)的起點(diǎn)。測(cè)量路徑然后使用另外的多個(gè)精密對(duì)準(zhǔn)的反射鏡來(lái)將光耦合到原子化器(atomizer)內(nèi)的樣本并且還將光從原子化器導(dǎo)引到檢測(cè)器，同時(shí)，基準(zhǔn)路徑使用光纖來(lái)將光引導(dǎo)至該檢測(cè)器。
在原子吸收分光計(jì)中操作的原子化器一般地是火焰(霧化器)或火爐，諸如石墨管。某些原子吸收分光計(jì)能夠用不止一個(gè)類型的原子化器進(jìn)行操作，并且包括手動(dòng)或自動(dòng)操作的機(jī)械機(jī)構(gòu)，其將一個(gè)原子化器(例如火焰室)移動(dòng)到光學(xué)測(cè)量路徑之外并將另一原子化器(例如火爐)移動(dòng)到光學(xué)測(cè)量路徑中。原子化器的移動(dòng)常常迫使需要將光導(dǎo)引到測(cè)量路徑的射束分離器和反射鏡的精密對(duì)準(zhǔn)配置和/或?qū)⒐饩o密地耦合到樣本的另外的該多個(gè)反射鏡的重新對(duì)準(zhǔn)。光學(xué)裝置的重新對(duì)準(zhǔn)不但耗時(shí)而且復(fù)雜，并且導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。
其它已知系統(tǒng)操作串聯(lián)的原子化器，如果使用諸如激光器的準(zhǔn)直光源，則其很好地工作。然而，對(duì)于諸如HCL和D2燈的光源，光束在延伸的測(cè)量路徑上發(fā)散，并且串聯(lián)系統(tǒng)的光學(xué)裝置因此是相當(dāng)復(fù)雜且昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
一種光子測(cè)量?jī)x器包括將來(lái)自一個(gè)或多個(gè)光源的光直接且同時(shí)地引導(dǎo)至一對(duì)分析室中的每一個(gè)的第一組光纖線纜和將光從相應(yīng)分析室直接且同時(shí)地引導(dǎo)至檢測(cè)器的第二組光纖線纜。選擇器/映射器使直接引導(dǎo)來(lái)自光源的光的相應(yīng)光纖成束并且通過(guò)光纖的映射，進(jìn)一步將來(lái)自每個(gè)光源的光引導(dǎo)至這兩個(gè)分析室。用戶選擇哪個(gè)分析室在給定時(shí)間將被用于樣本測(cè)量，并且系統(tǒng)控制器將所選分析室作為測(cè)量路徑的組件來(lái)操作。同時(shí)，另一分析室變成基準(zhǔn)路徑的一部分，以使光在第一和第二組光纖線纜的關(guān)聯(lián)線纜之間通過(guò)。處理子系統(tǒng)然后將與所選分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理并將與未選擇的分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。因此，在不要求系統(tǒng)的重新配置和/或系統(tǒng)光學(xué)裝置的重新對(duì)準(zhǔn)的情況下，通過(guò)分析室的選擇，通過(guò)該系統(tǒng)同時(shí)地且可互換地提供了測(cè)量和基準(zhǔn)路徑。
替換地，可以由專用光纖線纜來(lái)提供基準(zhǔn)路徑，使得選擇器/映射器沿著通過(guò)系統(tǒng)的三個(gè)路徑、即專用基準(zhǔn)路徑和與相應(yīng)分析室相關(guān)聯(lián)的路徑映射光纖。處理子系統(tǒng)然后將與所選分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理并將與專用基準(zhǔn)路徑相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理，并且不處理與未選擇的分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。在此配置中，再次在不要求系統(tǒng)的重新配置和/或系統(tǒng)光學(xué)裝置的重新對(duì)準(zhǔn)的情況下，通過(guò)分析室的選擇，通過(guò)該系統(tǒng)來(lái)同時(shí)地且可互換地提供了測(cè)量路徑。


以下發(fā)明描述參考附圖，在附圖中
圖1是依照本發(fā)明構(gòu)造的原子吸收分光計(jì)的功能方框圖；
圖2A 2C是在圖1中描繪的耦合器的功能方框圖；
圖3描繪了在圖1的系統(tǒng)中描繪的原子化器的替換布置；
圖4是圖1的系統(tǒng)的操作的流程圖；
圖5是在圖1中描繪的源模塊的替換布置；
圖6是在圖1中描繪的樣本模塊的替換布置；以及
圖7是在圖1中描繪的系統(tǒng)的替換配置。
具體實(shí)施方式
附圖不按比例繪制，并且為了便于解釋，可以相對(duì)于其它組件將某些組件放大。不同圖中的相同附圖標(biāo)記指示相同的組件。以原子吸收分光計(jì)作為示例來(lái)描述光子測(cè)量?jī)x器?？梢灶愃频嘏渲闷渌庾訙y(cè)量系統(tǒng)，例如采用感應(yīng)耦合的等離子體光學(xué)發(fā)射光譜分析、液體色譜中的光學(xué)檢測(cè)、UV/可見(jiàn)光光譜分析和UV/可見(jiàn)光近紅外光譜分析的系統(tǒng)。在此類系統(tǒng)中，以與下文討論的原子化器相同的方式來(lái)利用適當(dāng)?shù)姆治鍪摇?br>參考圖1，原子吸收分光計(jì)包括源模塊102、樣本模塊104和檢測(cè)模塊106，它們由作為通過(guò)該系統(tǒng)的路徑1000和2000的片段的光纖線纜108 111互連。源模塊包括兩個(gè)類型的光源120和122，例如在用于吸收分析的期望波長(zhǎng)下操作的空心陰極燈(HCL)和提供用于背景修正的光的氘(D2)燈。由光源產(chǎn)生的光被光纖線纜128和129從光源直接引導(dǎo)，光纖線纜128和129分別地也是路徑1000和2000的片段。相應(yīng)光纖線纜128和129由多個(gè)光纖組成。
包括在源模塊102中的選擇器/映射器130使線纜128和129的光纖成束并將光纖映射到光纖線纜108和109，光纖線纜108和109是將來(lái)自兩個(gè)源的光同時(shí)地引導(dǎo)至樣本模塊104中的兩個(gè)原子化器140和150中的每一個(gè)的支路。線纜128、129、108和109形成第一組光纖線纜。光纖線纜110和111將光從樣本模塊104中的原子化器140和150引導(dǎo)至檢測(cè)模塊106中的檢測(cè)器160。形成第二組光纖線纜的線纜110和111也是相應(yīng)路徑1000和2000的片段。在該示例中，第一和第二組中的光纖線纜由非陽(yáng)光(non-solarizing)UV級(jí)光纖組成并以已知的方式操作。
接收被光纖線纜110和111引導(dǎo)到它的光的檢測(cè)器160可以是單色器，其根據(jù)需要利用縫隙或其它機(jī)構(gòu)(未示出)來(lái)將由光纖線纜提供的光導(dǎo)引到單個(gè)傳感器的不同區(qū)域。替換地，檢測(cè)器可以包括被適當(dāng)?shù)囟ㄎ灰灾苯訌膶?duì)應(yīng)線纜接收光的兩個(gè)傳感器(未示出)。檢測(cè)器160以已知的方式操作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所選波長(zhǎng)的入射光的強(qiáng)度的信號(hào)并將該信號(hào)提供給處理子系統(tǒng)194。
系統(tǒng)控制器180基于原子化器的選擇來(lái)控制相應(yīng)模塊102、104和106的組件和處理子系統(tǒng)194的操作，如下文更詳細(xì)地討論的。系統(tǒng)控制器被配置為從諸如計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)或觸摸屏的輸入設(shè)備190接收信號(hào)，用戶通過(guò)所述輸入設(shè)備190來(lái)提供原子化器選擇指令以及酌情提供其它的用于分析的指令。顯示設(shè)備192向用戶提供關(guān)于系統(tǒng)操作的信息以及由處理子系統(tǒng)194執(zhí)行的處理的結(jié)果。
原子化器140和150可以例如是火焰室或霧化器或諸如例如石墨管的火爐。用戶通過(guò)輸入設(shè)備190來(lái)輸入指令以選擇在給定時(shí)間將使用哪個(gè)原子化器進(jìn)行樣本測(cè)量。響應(yīng)于該指令，系統(tǒng)控制器180控制光源120和122及原子化器140和150的操作以向檢測(cè)器160提供光學(xué)測(cè)量、背景修正和基準(zhǔn)信息。
更具體地，系統(tǒng)控制器180以已知的方式操作所選原子化器140、150以提供從其獲得樣本測(cè)量和背景修正信息的光并在允許光簡(jiǎn)單地通過(guò)的模式下操作未選擇的原子化器以提供基準(zhǔn)信息。系統(tǒng)控制器還控制處理子系統(tǒng)194的操作，使得該子系統(tǒng)將與所選原子化器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量路徑信號(hào)來(lái)處理并將與未選擇的原子化器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)路徑信號(hào)來(lái)處理。系統(tǒng)控制器因此命令處理器子系統(tǒng)將酌情從傳感器的特定區(qū)域或特定傳感器提供的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理并將來(lái)自其它區(qū)域或傳感器的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。
該系統(tǒng)因此允許用戶在任何給定時(shí)間選擇原子化器中的任一個(gè)以進(jìn)行樣本測(cè)量，而不必重新配置系統(tǒng)。特別地，原子化器的選擇不要求一個(gè)或多個(gè)原子化器到光學(xué)測(cè)量路徑中或從光學(xué)測(cè)量路徑出來(lái)的機(jī)械移動(dòng)。因此，在系統(tǒng)100中，不必對(duì)測(cè)量路徑中的光學(xué)裝置進(jìn)行重新對(duì)準(zhǔn)以改變包括在測(cè)量路徑中的原子化器。
為了使該系統(tǒng)最優(yōu)化，可以在源模塊102內(nèi)使用光纖耦合單元124、125以將由光源120、122產(chǎn)生的光耦合到相應(yīng)光纖線纜128和129。在樣本模塊104內(nèi)，可以使用光纖耦合單元132、133來(lái)將來(lái)自線纜108和109的光耦合到相應(yīng)原子化器140、150的指定區(qū)，例如相應(yīng)原子化器140、150的中心。此外，可以使用光纖耦合單元134、136來(lái)將來(lái)自原子化器的光耦合到光纖線纜110和111，光纖線纜110和111隨后將光引導(dǎo)至檢測(cè)模塊106。下面參考圖2A C來(lái)更詳細(xì)地描述耦合單元。
現(xiàn)在參考圖2A，典型的耦合單元3000由耦合器304組成，在本示例中為離軸橢圓反射鏡，其將由位于該反射鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)中的第一焦點(diǎn)處的源300提供的光耦合到位于該反射鏡的第二焦點(diǎn)處的目的地302。在該示例中，該反射鏡將光反射為彎曲90°，不過(guò)可以根據(jù)設(shè)計(jì)利用其它度的彎曲，例如30°或60°。
耦合器304基本上由第一和第二焦距的比表征。例如，O. 5X耦合器的目的地距反射鏡的距離為源距反射鏡的距離的兩倍遠(yuǎn)。該耦合器還由通光孔徑表征，所述通光孔徑是反射鏡的指定區(qū)，入射光束從該指定區(qū)聚焦到目的地。在圖中用點(diǎn)線306表示的通光孔徑基本上確定反射鏡的尺寸。可以利用耦合器來(lái)改變光束的數(shù)值孔徑，即用于光束的減小或放大，全部是以已知的方式進(jìn)行。
耦合器304優(yōu)選地涂敷有UV增強(qiáng)涂層。在該示例中，耦合器涂敷有針對(duì)感興趣波長(zhǎng)具有大于85%的反射率的UV增強(qiáng)鋁。在系統(tǒng)100中，感興趣的波長(zhǎng)是190 nm至900 nm。酌情地，可以使用矩形反射鏡而不是橢圓反射鏡。
在圖2A中描繪的示例中，目的地302是光纖線纜350的芯354。線纜350與耦合器或反射鏡304對(duì)準(zhǔn)，使得反射鏡的第二焦點(diǎn)在該芯的入口 352內(nèi)，所述芯可以由單個(gè)或多個(gè)光纖組成。
在該系統(tǒng)中，每個(gè)耦合器耦合來(lái)自光纖線纜的光或?qū)⒐怦詈系焦饫w線纜。相應(yīng)的光纖線纜由數(shù)值孔徑表征，如光源120、122和原子化器140、150的入口和出口 141、151及143,153 (圖2C)那樣。耦合器根據(jù)期望沿著路徑1000和2000從一個(gè)組件到下一組件保持或改變光束的數(shù)值孔徑和/或光束的放大率。在該示例中，耦合單元124和125是O. 5 X耦合器，其減小光束的數(shù)值孔徑，耦合單元132和135是2X耦合器，其放大光束的數(shù)值孔徑，并且耦合單元134和136是IX耦合器，其中繼光束或保持光束的數(shù)值孔徑。
現(xiàn)在還參考圖2B，為了配置系統(tǒng)，使源模塊102上的耦合單元124、125與光源120、122和光纖線纜128、129對(duì)準(zhǔn)。耦合單元因此被定位為使得光源在對(duì)應(yīng)耦合器或反射鏡的第一焦點(diǎn)處，并且光纖線纜128、129的入口 126和127在反射鏡的第二焦點(diǎn)處。光纖129、128延伸通過(guò)選擇器/映射器130，其使相應(yīng)光纖成束并映射所述相應(yīng)光纖以將來(lái)自每個(gè)單獨(dú)源的光通過(guò)線纜段108、109引導(dǎo)至兩個(gè)原子化器140、150。
現(xiàn)在還參考圖2C，在樣本模塊104上，使線纜段108、109的末端105、107與作為源的耦合單元或耦合器132和135對(duì)準(zhǔn)，并且該耦合器將來(lái)自光纖的光通過(guò)原子化器140、150的相應(yīng)入口 141、151耦合到耦合器的第二焦點(diǎn)，其在該示例中為原子化器的中心。類似地，使耦合單元134和136與原子化器的出口 143、153對(duì)準(zhǔn)，以將來(lái)自作為源的原子化器中心的光稱合到光纖線纜110和111的入口 113、115。一旦稱合器和光纖在源和樣本模塊102、104上被適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，則可以通過(guò)線纜108、109、110、111中的任何一個(gè)或所有的彎曲使模塊102、104、106相對(duì)于彼此進(jìn)行移動(dòng)。然而，模塊的相對(duì)移動(dòng)不會(huì)負(fù)面地影響系統(tǒng)光學(xué)裝置的對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)轳詈蠁卧挥谙鄳?yīng)模塊內(nèi)。為了獲得高效的系統(tǒng)操作，模塊的移動(dòng)不應(yīng)引入小于彎曲光纖線纜的最小光纖的直徑的300倍的彎曲半徑。但是光纖可能不需要在整個(gè)系統(tǒng)上是相同的直徑。替換地，第一和第二組光纜可以利用具有不同的相應(yīng)直徑的光纖。為了便于解釋，我們未在圖中示出具有石英覆蓋的開(kāi)口以允許光通過(guò)的防護(hù)壁等，其位于原子化器與光學(xué)裝置之間并用于將光學(xué)裝置與在分析期間可能存在的腐蝕性蒸氣隔離。此類壁的使用在利用傳統(tǒng)光學(xué)裝置的原子吸收儀器中是眾所周知的且出于相同的原因在本系統(tǒng)中被采用。
用于測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)兩者的用戶可選擇和可互換路徑不僅對(duì)于系統(tǒng)的使用、而且對(duì)于系統(tǒng)的配置提供了很大靈活性。具體地，可以將源、樣本和檢測(cè)模塊102、104和106布置為使得用于相應(yīng)原子化器140、150的熱源遠(yuǎn)離熱敏系統(tǒng)組件定位。此外，在被用來(lái)分析揮發(fā)性或放射性材料的系統(tǒng)中，可以將給定原子化器或兩個(gè)原子化器與其它系統(tǒng)組件隔離。[0035]例如，如圖3所示，在示例中為火焰室150的原子化器在手套箱240中操作，光學(xué)饋通孔242和243被安裝到手套箱的壁。位于手套箱內(nèi)部的耦合單元132將通過(guò)光學(xué)饋通孔242接收到的光通過(guò)室入口 151耦合到火焰室的中心。通過(guò)原子化器出口 153接收源自于火焰室的中心的光的耦合單元134將光通過(guò)光學(xué)饋通孔243耦合到線纜110的芯中。用戶可以通過(guò)手套孔250接近原子化器，以便將樣本定位于原子化器內(nèi)。系統(tǒng)控制器如上所述地操作系統(tǒng)以執(zhí)行分析，其中酌情選擇或不選擇被隔離的原子化器150。
可以單獨(dú)地制造原子吸收分光計(jì)100的相應(yīng)模塊102、104、106。此外，可以針對(duì)特定的用途將相應(yīng)模塊最優(yōu)化，并且因此可以組裝不同的系統(tǒng)配置。例如，為給定系統(tǒng)制造的模塊可以被最優(yōu)化以與特定波長(zhǎng)的光一起使用等。并且，如所討論的，例如，樣本模塊可以被最優(yōu)化以與要求隔離原子化器中的一個(gè)或兩者的放射性或其它材料一起使用。
現(xiàn)在還參考圖4，描述了原子吸收分光計(jì)100的操作。用戶在步驟480中通過(guò)輸入設(shè)備190向系統(tǒng)中輸入他或她的將原子化器140、150中的哪個(gè)用于樣本分析的選擇。用戶還酌情提供關(guān)于要執(zhí)行的分析的信息和/或指令，諸如持續(xù)時(shí)間、溫度等。替換地，用戶可以選擇預(yù)先編程的分析例程。
在該示例中，用戶選擇火焰間140。響應(yīng)于該選擇信息，系統(tǒng)控制器180在步驟482中命令處理子系統(tǒng)194將與所選原子化器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理并將與未選擇的原子化器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。系統(tǒng)控制器因此指定由檢測(cè)器160中的給定傳感器或傳感器的給定區(qū)域提供的信號(hào)將被作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理且來(lái)自另一傳感器或區(qū)域的信號(hào)將被作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。在步驟484中，用戶將樣本布置在所選原子化器內(nèi)。
一旦樣本就位，則系統(tǒng)控制器在步驟486中以已知的方式操作所選原子化器以執(zhí)行所請(qǐng)求的分析。另外，系統(tǒng)控制器在“待機(jī)”模式下操作未選擇的原子化器，其中，由光纖線纜提供給該原子化器的光被傳遞至從該原子化器通向檢測(cè)器的光纖線纜。此外，系統(tǒng)控制器以已知的方式操作HCL和D2燈及檢測(cè)器160以進(jìn)行分析。
系統(tǒng)控制器180因此同步地操作光源120、122和檢測(cè)器160。在該示例中，系統(tǒng)控制器以例如50Hz的同步開(kāi)和關(guān)循環(huán)來(lái)操作燈和檢測(cè)器。如在被通過(guò)引用結(jié)合到本文中的美國(guó)專利6，222，626中所討論的，針對(duì)檢測(cè)循環(huán)的至少一部分單獨(dú)地操作HCL和D2燈。
在步驟488中，處理器子系統(tǒng)194依照來(lái)自系統(tǒng)控制器的關(guān)于哪些信號(hào)是測(cè)量信號(hào)和哪些信號(hào)是基準(zhǔn)信號(hào)的指令以已知的方式來(lái)處理由檢測(cè)器160提供的信號(hào)。
用戶可以在步驟490中選擇同一或另一原子化器以進(jìn)行下一個(gè)樣本的分析，并且系統(tǒng)控制器相應(yīng)地操作系統(tǒng)。
現(xiàn)在參考圖5，在源模塊102中可以包括不同波長(zhǎng)的多個(gè)HCL 120^1202...120iO替換地，某些或所有光源UOi可以是無(wú)電極放電燈(EDL)?？梢詫⒍鄠€(gè)燈定位為與耦合單元同時(shí)操作，其中在任何給定時(shí)間僅所選一個(gè)或多個(gè)燈進(jìn)行操作，或者如下文所討論的，可以相對(duì)于所選燈對(duì)耦合單元進(jìn)行重新定位。用戶或系統(tǒng)控制器選擇將使用HCL和/或EDL中的哪個(gè)進(jìn)行給定分析，并且系統(tǒng)控制器然后適當(dāng)?shù)乜刂扑x燈的操作以執(zhí)行分析。
耦合單元124可以是可通過(guò)光纖線纜128的稍微彎曲而相對(duì)于HCL和/或EDL進(jìn)行移動(dòng)。耦合單元因此移動(dòng)至接近于所選燈的指定位置(用點(diǎn)線示出),而不改變耦合器與光纖線纜128的入口 130之間的對(duì)準(zhǔn)。替換地，可以將燈布置在轉(zhuǎn)盤(pán)(未示出)上，所述轉(zhuǎn)盤(pán)在用戶的控制下或在系統(tǒng)控制下旋轉(zhuǎn)以將所選燈帶到位于固定耦合器的焦點(diǎn)處的位置，或者燈和耦合器兩者可以是可相對(duì)于彼此移動(dòng)至指定位置的。另外，可以使用多個(gè)耦合器和光纖線纜，其中該多個(gè)線纜的相應(yīng)光纖通過(guò)選擇器/映射器130被成束為光纖線纜108、109。利用此類布置，還可以將兩個(gè)或更多波長(zhǎng)的光同時(shí)地提供給原子化器。
現(xiàn)在還參考圖6，某些原子吸收操作(例如利用火爐140的某些分析)不需要采用基準(zhǔn)信號(hào)。因此，樣本模塊104可以構(gòu)造成具有兩個(gè)并排成線的火爐140和950，使得所選火爐操作，同時(shí)用戶將要分析的下一個(gè)樣本布置在未選擇的原子化器中。響應(yīng)于系統(tǒng)控制器指令，處理子系統(tǒng)194將來(lái)自所選原子化器的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理。未選擇的處理器大概不會(huì)使光學(xué)信息通過(guò)至第二組光纖線纜。因此通過(guò)這兩個(gè)火爐原子化器的可選擇的和可互換的使用能夠增加系統(tǒng)的吞吐量，而不要求系統(tǒng)組件的重新配置和/或重新對(duì)準(zhǔn)。
替換地，如在圖7中描繪的，該系統(tǒng)可以配置有單獨(dú)布線的專用基準(zhǔn)光纜960。檢測(cè)器160因此用三個(gè)感測(cè)區(qū)域或三個(gè)傳感器(未示出)進(jìn)行操作。在此配置中，系統(tǒng)控制器184控制處理器子系統(tǒng)194以保證來(lái)自所選原子化器的信號(hào)被作為測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理，來(lái)自未選擇的原子化器的信號(hào)不被處理，并且來(lái)自專用基準(zhǔn)路徑的信號(hào)被作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。此配置中的測(cè)量路徑是可選擇互換的，以提供上述系統(tǒng)靈活性。
本文所述的系統(tǒng)可以在可選擇的和可互換的測(cè)量和基準(zhǔn)路徑中配置有不止兩個(gè)原子化器，其中用戶在給定時(shí)間選擇原子化器中的一個(gè)進(jìn)行樣本測(cè)量且用戶或系統(tǒng)控制器將未選擇的原子化器中的一個(gè)分配為充當(dāng)基準(zhǔn)路徑的一部分。系統(tǒng)控制器命令處理子系統(tǒng)194將與所選處理器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理并酌情將與未選擇的分配的原子化器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。在此類系統(tǒng)中，任何或所有未選擇的原子化器可以在待機(jī)模式下操作并將信號(hào)從第一組光纖線纜傳遞至第二組光纖線纜，只有來(lái)自被分配給基準(zhǔn)路徑的未選擇的原子化器的信號(hào)被處理子系統(tǒng)處理。如所討論的，可以改為由專用光纖線纜來(lái)提供基準(zhǔn)路徑。系統(tǒng)的多原子化器配置提供上述相同的靈活性，因?yàn)闇y(cè)量路徑以及酌情地，基準(zhǔn)路徑是可通過(guò)系統(tǒng)選擇和互換的。
該系統(tǒng)可以在例如可能要求更大的光強(qiáng)度以執(zhí)行分析時(shí)向給定的原子化器提供HCL和/或DU光的不同比或強(qiáng)度。通過(guò)適當(dāng)?shù)貙?lái)自相應(yīng)源的光映射和成束到原子化器，選擇器/映射器可以提供60%/40% HCL/DU光或諸如70%/30%的其它所選比的混合。選擇器/混合器可以類似地將由兩個(gè)或更多HCL產(chǎn)生的光的不同波長(zhǎng)的各種混合同時(shí)提供給原子化器中的一個(gè)。
替換地或另外，可以采用切換機(jī)構(gòu)(未示出)來(lái)向給定原子化器提供增加的吞吐量，與來(lái)自HCL和D2燈兩者的光相反，所述給定原子化器僅利用來(lái)自單個(gè)類型的光源(諸如HCL)的光。當(dāng)選擇了僅要求HCL光的原子化器時(shí)，切換機(jī)構(gòu)機(jī)械地將單個(gè)光源連接到附加光纜(未示出)，該附加光纜繞開(kāi)選擇器/映射器并延伸至諸如火爐140的原子化器。否則，切換機(jī)構(gòu)將來(lái)自HCL和D2燈兩者的光提供給選擇器/映射器，選擇器/映射器又通過(guò)第二組光纖線纜108和109將混合的HCL和D2光提供給兩個(gè)原子化器。
前述說(shuō)明已限于本發(fā)明的特定實(shí)施例。然而，將顯而易見(jiàn)的是可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行變更和修改，諸如代替上述燈和原子化器或除上述燈和原子化器之外，使用其它光源，例如無(wú)電極放電燈、其它類型的原子化器，例如冷蒸氣單元，選擇器/映射器可以將來(lái)自特定光源的光映射到原子化器的子集，來(lái)自多個(gè)HCL和/或EDL的光可以通過(guò)關(guān)聯(lián)的光纖的成束被同時(shí)地映射到原子化器，并且可以使用多色檢測(cè)器來(lái)代替單色檢測(cè)器，來(lái)自單個(gè)光源的光可以被映射到每個(gè)原子化器等等，并獲得某些或所有其優(yōu)點(diǎn)。因此，所附權(quán)利要求
的目的是將所有此類變更和修改覆蓋在本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光子測(cè)量系統(tǒng)，包括: 一個(gè)或多個(gè)光源； 至少兩個(gè)分析室； 第一組光纖線纜，其將由該一個(gè)或多個(gè)光源產(chǎn)生的光引導(dǎo)至每個(gè)所述分析室； 第二組光纖線纜，其將來(lái)自相應(yīng)分析室的光引導(dǎo)至檢測(cè)器； 所述檢測(cè)器，其被配置為產(chǎn)生與被從所述第二組光纖線纜的相應(yīng)線纜引導(dǎo)至所述檢測(cè)器的光的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)； 處理子系統(tǒng)，其處理由所述檢測(cè)器提供的信號(hào)；以及 系統(tǒng)控制器，其控制所述一個(gè)或多個(gè)光源和分析室以操作所選分析室來(lái)執(zhí)行樣本分析并控制所述處理子系統(tǒng)將與所選分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中 所述光源是第一和第二類型的，以及 第一組光纖線纜包括選擇器/映射器，其映射光纖以將來(lái)自第一和第二類型的光源中的每一個(gè)的光引導(dǎo)至相應(yīng)分析室。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述處理子系統(tǒng)將與未選擇的分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是原子吸收分光計(jì)且所述分析室是火爐原子化器和火焰原子化器。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，還包括:用以耦合來(lái)自第一組中的光纖線纜的光以及將光耦合到第一組中的光纖線纜的第一多個(gè)耦合器，以及 用以將光耦合到第二組中的光纖線纜的第二多個(gè)耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述第一和第二耦合器是離軸橢圓反射鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，還包括: 第三光纖線纜，其將來(lái)自第一和第二類型的光源的光提供給檢測(cè)器；以及 處理子系統(tǒng)將與第三光纖線纜相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是原子吸收分光計(jì)且所有分析室是火爐。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，還包括: 第一類型的多個(gè)光源，其產(chǎn)生相應(yīng)波長(zhǎng)的光，以及 用于相對(duì)于第一類型的光源中的給定一個(gè)定位對(duì)應(yīng)耦合器以將所選波長(zhǎng)的光耦合到第一組光纖線纜的裝置。
10.根據(jù)權(quán) 利要求5所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，還包括: 第一類型的多個(gè)光源，其產(chǎn)生用于吸收的相應(yīng)波長(zhǎng)的光，以及 用于關(guān)于對(duì)應(yīng)耦合器對(duì)光源進(jìn)行定位以將來(lái)自所選的第一類型的光源的光耦合到第一組光纖線纜的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，還包括: 第一類型的多個(gè)光源，其產(chǎn)生用于吸收的相應(yīng)波長(zhǎng)的光，以及 多個(gè)耦合器，其將來(lái)自相應(yīng)多個(gè)光源的光耦合到第一組光纖線纜。
12.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述第一和第二光源是空心陰極燈和氘燈。
13.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述第一和第二光源是無(wú)電極放電燈和氘燈。
14.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，還包括將來(lái)自第一源類型的光提供給第一所選分析室并將來(lái)自第一和第二源類型二者的光提供給不同的所選分析室的切換機(jī)構(gòu)。
15.—種光子測(cè)量系統(tǒng),包括: 源模塊，其包括一個(gè)或多個(gè)光源； 樣本模塊，其包括至少兩個(gè)分析室； 檢測(cè)模塊，其包括產(chǎn)生與每個(gè)所述分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的檢測(cè)器； 第一組光纖線纜，其將來(lái)自該一個(gè)或多個(gè)光源的光引導(dǎo)至每個(gè)所述分析室； 第二組光纖線纜，其將來(lái)自每個(gè)所述分析室的光引導(dǎo)至所述檢測(cè)器； 處理子系統(tǒng)，其處理由所述檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)；以及 系統(tǒng)控制器，其控制所述一個(gè)或多個(gè)光源和分析室以操作所選分析室來(lái)執(zhí)行樣本分析并控制處理子系統(tǒng)將與所選分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述光源是不同類型的光源，以及 第一組光纖線纜包括引導(dǎo)來(lái)自不同類型的光源中的每一個(gè)的光的光纖以及對(duì)所述光纖進(jìn)行成束和映射以將來(lái)自兩個(gè)類型的光源中的每一個(gè)的光引導(dǎo)至每個(gè)分析室的映射器/選擇器。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)控制器還操作檢測(cè)模塊以將與未被選擇的給定分析 室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的光子測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是原子吸收分光計(jì)且所述分析室是火爐原子化器和火焰原子化器。
專利摘要
一種諸如原子吸收分光計(jì)的光子測(cè)量系統(tǒng)包括被光纖線纜互連的源、樣本和檢測(cè)模塊。第一組光纖線纜將來(lái)自源模塊中的一個(gè)或多個(gè)光源的光引導(dǎo)至樣本模塊中的至少兩個(gè)分析室中的每一個(gè)。第二組光纖線纜將來(lái)自分析室的光引導(dǎo)至檢測(cè)模塊中的檢測(cè)器。檢測(cè)器向處理子系統(tǒng)提供對(duì)應(yīng)于被引導(dǎo)光的強(qiáng)度的信號(hào)。一個(gè)分析室在給定時(shí)間被選擇為用以執(zhí)行樣本分析，并且處理子系統(tǒng)將與所選分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)來(lái)處理。處理子系統(tǒng)還可以將與給定的未選擇的分析室相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)處理。
文檔編號(hào)G01N21/31GKCN202916187SQ201090001311
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2010年11月19日
發(fā)明者J.C.伊瓦爾迪, P.L.圣塞爾, E.仇, M.C.維爾納 申請(qǐng)人:珀金埃爾默保健科學(xué)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan