樣品測(cè)量池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樣品測(cè)量池，尤其涉及一種利用光學(xué)方法對(duì)樣品的物化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量的樣品測(cè)量池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中都需要利用吸收光譜法檢測(cè)ppm和ppb濃度水平的微量樣品，為了提高吸收光譜技術(shù)對(duì)低濃度樣品的檢測(cè)靈敏度，增加光束穿過(guò)樣品的光程是一種有效的方法。顯然，單純將光源與探測(cè)器位置遠(yuǎn)離，使光束穿越一個(gè)非常直長(zhǎng)的透射型樣品測(cè)量池，會(huì)使裝置笨重、準(zhǔn)直復(fù)雜、溫度穩(wěn)定性和抗震性能差。通常采用“折疊”光程，即使光束在反射鏡間多次反射來(lái)實(shí)現(xiàn)在一個(gè)較小的空間區(qū)域內(nèi)的有效光程延長(zhǎng)。比如，比較常見的是White型樣品測(cè)量池和Herr1tt型樣品測(cè)量池，這兩種樣品測(cè)量池都采用球面凹面反射鏡在較小的氣室體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)光路的多次反射。同樣也有利用平面反射鏡實(shí)現(xiàn)的方式，比如，在美國(guó)專利US3524066中描述了在圓柱腔體的兩端安裝兩個(gè)平面反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)光路的多次反射。
[0003]然而，在實(shí)際使用中，當(dāng)測(cè)試環(huán)境惡劣(高粉塵、腐蝕性、高水份、高溫、振動(dòng)等)時(shí)，基于反射鏡的樣品測(cè)量池，由于高反射膜層是鍍?cè)谇氨砻娴?即鏡片鍍外反射膜)，此時(shí)，反射鏡的反射面和接觸樣品的接觸面重合，即同為一個(gè)面。實(shí)際使用時(shí)該膜層和樣品測(cè)量池中的樣品直接接觸，膜層容易被樣品、樣品中的雜質(zhì)所破壞。
[0004]—般地，高反射膜層為金屬反射膜或介質(zhì)反射膜。若使用金屬反射膜，由于單層的金屬膜硬度較低，極易被擦傷，因此，常在金屬膜上加鍍保護(hù)膜，且金屬反射膜本身就需經(jīng)多次鍍?cè)O(shè)而成，得到的金屬反射膜一般包含多層膜層。類似地，當(dāng)使用介質(zhì)反射膜時(shí)，介質(zhì)反射膜一般通過(guò)多次鍍?cè)O(shè)而成，因此，得到的介質(zhì)反射膜也包含多層膜層。無(wú)論是金屬反射膜還是介質(zhì)反射膜，由于各膜層之間的粘附性、膜層和基底材質(zhì)之間的粘附性、以及膜層的致密性有限，當(dāng)將高反射膜層置于高溫、高濕、高粉塵、腐蝕性等惡劣環(huán)境中時(shí)，環(huán)境中的氣體、水汽及雜質(zhì)容易進(jìn)入到高反射膜層的各個(gè)膜層之間以及高反射膜層與玻璃基底的連接處，使得高反射膜層容易被破壞；另外，在高反射膜層的制備過(guò)程中，一般會(huì)引入顆粒異物，所引入的顆粒異物會(huì)造成高反射膜層的缺陷，當(dāng)有膜層缺陷的反射鏡置于惡劣環(huán)境中時(shí)，會(huì)加劇破壞作用，這不僅使得高反射膜層的反射率降低，損失光能，而且破壞過(guò)程脫落的膜層還可能會(huì)阻擋光路，進(jìn)一步降低光能的收集效率，甚至?xí)沟貌Ａг诟叻瓷淠拥膽?yīng)力的作用下變形破裂，從而導(dǎo)致基于鍍膜技術(shù)反射鏡的樣品測(cè)量池的環(huán)境適應(yīng)性差，無(wú)法適應(yīng)不同的測(cè)量環(huán)境，在惡劣環(huán)境中無(wú)法正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種樣品測(cè)量池。
[0006]本發(fā)明的樣品測(cè)量池所用的測(cè)量方法為光學(xué)方法，包括但不限于:吸收光譜、拉曼光譜、散射譜、熒光等分析方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供了樣品測(cè)量池，所述樣品測(cè)量池包括反射腔及至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)，反射腔用于容置待測(cè)樣品；所述至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述反射腔的邊界；其中，所述反射結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)反射面和至少一個(gè)接觸面，所述接觸面接觸所述待測(cè)樣品，所述反射面遠(yuǎn)離所述待測(cè)樣品，所述反射面為全反射面或非全反射面，當(dāng)所述反射面為全反射面時(shí)，入射光在所述反射腔內(nèi)的多次反射的傳播路徑不在一個(gè)平面內(nèi)；當(dāng)所述反射面為非全反射面時(shí)，所述非全反射面上鍍有反射膜。
[0008]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)為兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的二次反射型棱鏡。
[0009]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)為兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的二鏡反射鏡。
[0010]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述二次反射型棱鏡或所述二鏡反射鏡形成第一平面及第二平面，所述二次反射型棱鏡或所述二鏡反射鏡的所述兩個(gè)反射面交界處形成一軸線，所述第一平面垂直于所述軸線，所述第二平面垂直于所述第一平面且包括所述入射光，所述入射光與所述第一平面之間的夾角大于0°且小于90°。
[0011]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述接觸面及所述反射面的至少其中之一為非平面。
[0012]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述非平面為球面、柱面、二次曲面、自由曲面或非球面。
[0013]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述入射光的光斑的束腰位置位于所述反射腔的內(nèi)部。
[0014]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)之間具有夾角，所述夾角取值范圍為O° -360°。
[0015]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，所述反射面上設(shè)置有保護(hù)結(jié)構(gòu)，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)用于保護(hù)所述反射面。
[0016]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)步一改進(jìn)，當(dāng)所述反射面為全反射面時(shí)，所述反射面上設(shè)置有反射膜。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將反射結(jié)構(gòu)的反射面設(shè)置為遠(yuǎn)離待測(cè)樣品的一面，待測(cè)量樣品、樣品中的雜質(zhì)不會(huì)破壞起反射作用的反射面，本發(fā)明在提供長(zhǎng)光程的同時(shí)，樣品測(cè)量池的環(huán)境適應(yīng)能力也得到了極大的提升，如此，本發(fā)明兼具環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和長(zhǎng)光程的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的樣品測(cè)量池立體圖；
圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的樣品測(cè)量池主視圖；
圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的全反射示意圖；
圖4是本發(fā)明一實(shí)施方式的入射光的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式的通光孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明一實(shí)施方式的通光孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明一實(shí)施方式的探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明一實(shí)施方式的樣品測(cè)量池的測(cè)量流程模塊圖；
圖9-圖16是本發(fā)明一實(shí)施方式的其他實(shí)施例的樣品測(cè)量池結(jié)構(gòu)示意圖；
圖17是本發(fā)明另一實(shí)施方式的樣品測(cè)量池立體圖；
圖18是本發(fā)明另一實(shí)施方式的入射光的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖19-圖28是本發(fā)明另一實(shí)施方式的其他實(shí)施例的樣品測(cè)量池結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0020]如圖1及圖2所示，在本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述樣品測(cè)量池100包括反射腔101及至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)102 ;所述反射腔101用于容置待測(cè)樣品，所述至少一個(gè)反射結(jié)構(gòu)102設(shè)置于所述反射腔101的邊界；其中，所述反射結(jié)構(gòu)102包括至少一接觸面1021和兩個(gè)反射面1022，所述接觸面1021接觸所述待測(cè)樣品，所述反射面1022遠(yuǎn)離所述待測(cè)樣品，所述反射面1022為全反射面或非全反射面，當(dāng)所述反射面1022為全反射面時(shí)，入射光L在所述反射腔101內(nèi)的多次反射的傳播路徑不在一個(gè)平面內(nèi)；當(dāng)所述反射面1022為非全反射面時(shí)，所述非全反射面上鍍有反射膜。
[0021]其中，與待測(cè)樣品直接接觸的是接觸面1021，而實(shí)現(xiàn)反射作用的反射面1022均遠(yuǎn)離待測(cè)樣品，即會(huì)被破壞的是不起反射作用的接觸面1021，而反射面1022不會(huì)受到待測(cè)樣品、樣品中的雜質(zhì)的影響，如此，樣品測(cè)量池100的環(huán)境適應(yīng)性能力得到了極大的提升。反射面1022遠(yuǎn)離待測(cè)樣品，相較于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果還在于:反射面1022上可以設(shè)置保護(hù)結(jié)構(gòu)，例如，保護(hù)結(jié)構(gòu)為機(jī)械結(jié)構(gòu)，可設(shè)置機(jī)械結(jié)構(gòu)以保護(hù)反射面1022免于刮傷、阻止氣體及水份等雜質(zhì)和反射面1022接觸，也可于反射面1022附近放置干燥劑，或者反射面和機(jī)械結(jié)構(gòu)間設(shè)置為高真空或充入惰性氣體等，但不以此為限。
[0022]在本實(shí)施方式中，入射光L經(jīng)過(guò)接觸面1021再到達(dá)反射面1022進(jìn)行反射，當(dāng)入射光L滿足一定的入射條件時(shí)，光線可在反射面1022之間多次反射，相較于傳統(tǒng)技術(shù)中在接觸面1021之間反射的情況，本實(shí)施方式的光線經(jīng)過(guò)的距離較長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的光程。因此，本實(shí)施方式具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和長(zhǎng)光程的優(yōu)點(diǎn)。
[0023]在本實(shí)施方式中，當(dāng)所述反射面1022為全反射面時(shí)，所述入射光L與所述接觸面1021的法