樣品測量池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樣品測量池，尤其涉及一種利用光學(xué)方法對樣品的物化性質(zhì)進(jìn)行測量的樣品測量池。
【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ppm和ppb濃度水平的微量樣品，為了提高吸收光譜技術(shù)對低濃度樣品的檢測靈敏度，增加光束穿過樣品的光程是一種有效的方法。顯然，單純將光源與探測器位置遠(yuǎn)離，使光束穿越一個非常直長的透射型樣品測量池，會使裝置笨重、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，即光束在反射鏡間多次反射來實現(xiàn)在一個較小的空間區(qū)域內(nèi)的有效光程延長。比如，比較常見的是White型樣品測量池和Herr1tt型樣品測量池，這兩種樣品測量池都采用凹球面反射鏡在較小的空間區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)光路的多次反射。同樣也有利用平面反射鏡實現(xiàn)的方式，比如，在美國專利US3524066中描述了在圓柱腔體的兩端安裝兩個平面反射鏡來實現(xiàn)光路的多次反射。
[0003]然而，在實際使用中，當(dāng)測試環(huán)境惡劣(高粉塵、腐蝕性、高水份、高溫、振動等)時，基于反射鏡的樣品測量池，由于高反射膜層是鍍在前表面的(即鏡片鍍外反射膜)，此時，反射鏡的反射面和接觸樣品的接觸面重合，即同為一個面。實際使用時高反射膜層與樣品測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)多次鍍設(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，介質(zhì)反射膜一般通過多次鍍設(shè)而成，因此，得到的介質(zhì)反射膜也包含多層膜層。無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，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程中，一般會引入顆粒異物，所引入的顆粒異物會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，會加劇破壞作用，這不僅使得高反射膜層的反射率降低，損失光能，而且破壞過程脫落的膜層還可能會阻擋光路，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)反射鏡的樣品測量池的環(huán)境適應(yīng)性差，無法適應(yīng)不同的測量環(huán)境，在惡劣環(huán)境中無法正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種樣品測量池。
[0006]本發(fā)明的樣品測量池所用的測量方法為光學(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]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供了一種樣品測量池，所述樣品測量池包括反射腔及至少一個反射結(jié)構(gòu)，反射腔用于容置待測樣品；所述至少一個反射結(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)包括接觸面和反射面，所述接觸面接觸所述待測樣品，所述反射面遠(yuǎn)離所述待測樣品；所述接觸面及所述反射面的至少其中之一為非平面；入射光于所述反射腔內(nèi)多次反射以形成測量光路路徑，所述入射光通過入射部分進(jìn)入所述反射腔，所述入射部分為所述入射光與所述測量光路路徑初次接觸的部分，所述入射部分與所述反射面之間為非連續(xù)設(shè)置。
[0008]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射結(jié)構(gòu)為反射鏡，所述裝置包含至少兩個反射鏡，所述至少兩個反射鏡分別設(shè)置于所述反射腔的兩端。
[0009]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射腔為所述測量光路路徑形成的區(qū)域。
[0010]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射面上鍍有反射膜。
[0011]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射面為全反射面。
[0012]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述入射部分為所述反射結(jié)構(gòu)上的通光面、通光孔或所述反射結(jié)構(gòu)的周圍的入射區(qū)域。
[0013]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非平面為球面、柱面、二次曲面、自由曲面、或非球面。
[0014]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(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。
[0015]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述至少一個反射結(jié)構(gòu)之間具有夾角，所述夾角取值范圍為O° -360°。
[0016]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(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。
[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)離待測樣品的一面，待測量樣品、樣品中的雜質(zhì)不會破壞起反射作用的反射面，本發(fā)明在提供長光程的同時，樣品測量池的環(huán)境適應(yīng)能力也得到了極大的提升，如此，本發(fā)明兼顧了長光程和強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一實施方式的樣品測量池立體圖；
圖2是本發(fā)明一實施方式的樣品測量池主視圖；
圖3是本發(fā)明一實施方式的連續(xù)設(shè)置的示意圖；
圖4是本發(fā)明一實施方式的通光孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明一實施方式的通光孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明一實施方式的反射鏡形狀示意圖；
圖7是本發(fā)明一實施方式的探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明一實施方式的樣品測量池的測量流程模塊圖；
圖9-圖20是本發(fā)明其他實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實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)明一實施方式中，所述樣品測量池100包括反射腔101及至少一個反射結(jié)構(gòu)102 ;所述反射腔101用于容置待測樣品，所述至少一個反射結(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包含接觸面1021及反射面1022，所述接觸面1021接觸所述待測樣品，所述反射面1022遠(yuǎn)離所述待測樣品，與待測樣品不接觸；所述接觸面1021及所述反射面1022的至少其中之一為非平面；入射光L于所述反射腔101內(nèi)多次反射以形成測量光路路徑，所述入射光L通過入射部分進(jìn)入所述反射腔101，所述入射部分為所述入射光L與所述測量光路路徑初次接觸的部分，所述入射部分與所述反射面1022之間為非連續(xù)設(shè)置。
[0021]其中，與待測樣品直接接觸的是接觸面1021，而實現(xiàn)反射作用的反射面1022均遠(yuǎn)離待測樣品，即會被破壞的是不起反射作用的接觸面1021，而反射面1022不會受到待測樣品、樣品中的雜質(zhì)的影響，如此，樣品測量池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]在本實施方式中，所述反射結(jié)構(gòu)102為反射鏡102，所述裝置包含至少兩個反射鏡102，所述至少兩個反射鏡102分別設(shè)置于所述反射腔101的邊界。如圖1所示，所述入射光L于所述反射腔101內(nèi)多次反射，反射腔101內(nèi)多次反射的光線所途徑的路徑即為本實施方式的測量光路路徑，所述測量光路路徑形成所述反射腔101。所述入射部分為所述反射鏡102上的通光面、通光孔1023或所述反射鏡102周圍的入射區(qū)域。入射光L通過通光孔1023進(jìn)入反射腔101，即此時入射光L與測量光路路徑初次接觸的部分為通光孔1023部分，亦即此時入射部分為通光孔1023，通光孔1023與反射面1022之間為非連續(xù)設(shè)置，非連續(xù)設(shè)置是指所述通光孔1023與反射面1022表面為非連續(xù)的面，且通光孔1023的物理性質(zhì)為使光線通過，反射面1022的物理性質(zhì)為反射光線，通光孔1023與反射面1022的物理性質(zhì)也不連續(xù)。在其他實施例中，當(dāng)入射光L從反射鏡102的側(cè)面入射至所述反射腔101時，所述入射部分為所述反射鏡102的周圍的入射區(qū)域，所述周圍的入射區(qū)域與反射面1022不接觸，即此時入射部分與所述反射面1022也為非連續(xù)設(shè)置。
[0023]與非連續(xù)設(shè)置相對的是連續(xù)設(shè)置，如圖3所示，入射光L直接入射至反射面1022上，入射光L與測量光路路徑初次接觸的部分位于反射面1022上，即入射部分在反射面1022上，入射部分與反射面1022為連續(xù)的面，且入射部分與反射面1022物理性質(zhì)也連續(xù)，此時，入射部分與反射面1022為連續(xù)設(shè)置。
[0024]在本實施方式中，反射鏡102的制造材料可為玻璃，目前已知適用的材料有:熔凝石英、藍(lán)寶石、氟化鈣、金剛石、釔鋁石榴石(YAG)、Si3N4、ZrO2, A1203、Hf02等，以及其他在光波頻率范圍內(nèi)為透明的介質(zhì)，但不以此為限，由于該類材料具有化學(xué)惰性，該類材料制作的反射鏡1