测量液体的浊度、荧光度、磷光度和／或吸收系数的光度方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种由测量当用探测光束对样品液体进行照射时从所述样品液体中发出的发射光来获得所述样品液体的诸如浊度或荧光度之类的至少一种性质，所述设备包括：容器，用于容纳所述样品液体，所述样品液体形成样品表面。所述设备还包括：光源，用于产生所述探测光束，所述探测光束相对于所述样品表面的表面法线以角度β１≠０°被引导在所述样品表面上；检测器，适于大致沿着第一检测轴检测通过所述样品表面从所述样品液体中发出的所述发射光的强度，所述第一检测轴相对于样品表面法线形成角度γ１≠０°。所述设备还包括光障，该光障布置在所述探测光束和所述第一检测轴之间，适于阻挡源自于所述探测光束在所述样品表面处的反射或散射的光大致沿着所述第一检测轴的传播。所述设备可以包括：出口部分，用于从所述容器中除去样品液体，具有位于所述样品表面之下的通向所述主要部分的至少一个开口；以及第一分离构件，用于将属于所述出口部分的所述样品表面的一部分与属于所述主要部分的所述样品表面的一部分基本上分离，其中，所述光进入所述样品液体并从所述样品液体中出去。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过测量由探测光束激发而从液体发出的光来测量所 述液体的性质的领域。具体地讲，本专利技术涉及浊度测量法的领域和浊 度的测量，以及涉及测量荧光度和测量磷光度和/或吸收。它涉及一 种相应的测量设备、用于这种设备的流动池、以及相应的测量方法。 例如，这些装置和方法应用于化工业、制药业、半导体制造、冷却水 监测、以及饮用水和地下水分析及监测。
技术介绍
在本领域中已知的许多浊度计和比浊计中，通过窗口照射样品。 由此产生的问题是该窗口可能会被污染并从而在一定程度上丧失其透 明度。难以从样品的不同的浊度效果中区分相应的光强损失。自由落体布置也是本领域中公知的用光照射形成自由形成射流 的样品液体，并且对散射光进行检测。在这种布置中，尽管不再需要 窗口，但是通常需要大量的样品液体进行测量。从US 5,400,137中已知一种光度装置，该光度装置允许确定样品 液体的荧光度和散射。将两种不同波长的光束引导在所述样品液体的 表面上，并且检测器对从所述样品液体的该表面上发出的光进行检 测。该样品表面形成于容器内，并且将过多的样品液体从其上溢出的 边缘形成该样品表面的边界。在RU 2,235,310中提出了一种浊度计，其中，用与样品表面的 表面法线平行地引导的光穿过容纳在器皿中的样品液体的表面对该样 品液体进行照射，也就是说，通过垂直引导的光进行照射。另外，沿 着与样品表面的表面法线平行的轴检测被样品液体散射的光。两个发光器通过垂直排列的不透明分隔板与两个检测器分隔开，其中，该不 透明分隔板具有水平槽，所述水平槽紧靠样品表面布置在样品液体 中。所述分隔板起到防止从器亚的底部和壁部的任何重复反射的作 用。过多的样品液体紧靠光被引导在其上的位置从器皿的边缘溢出。这种设备的一个问题在于检测到的光的强度十分低，这是因为光入 射方向和检测方向彼此反平行。另一个问题在于由于溢出边缘和光 被引导在其上的位置非常靠近，所以样品表面非常不稳定。但是，根 据所述的RU 2,235,310,任何一种不稳定性都绝不会影响测量，这是 因为以特殊方式评估测量的强度(当用每一个光源进行照射时，两个 检测器的强度)的缘故。在JP 03-54436中公开了一种浊度计，其中，将偏振光倾斜地引 导在容纳在容器中的样品液体的表面上。然后，从样品液体的该表面上发出的散射光由位于该样品液体之外的检测器进行偏振灵敏性检 测，该检测器包括偏振器。在该样品液体与所述偏振器之间布置圆柱 体，用于截获外部光。该容器具有过多的样品液体从其上溢出的边 缘。
技术实现思路
本专利技术的目的在于产生 一种由测量当用探测光束对样品液体进行 照射时从所述样品液体中发出的发射光来获得所述样品液体的至少一 种性质的设备，所述设备的准确性增加。本专利技术的一个目的在于提供这样一种设备，所述设备的测量稳定 性增加。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种设备，所述设备的尺寸小。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种设备，所述设备仅仅需要 相对少量的样品液体用于测量。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种设备，所述设备具有短的 响应时间。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种设备，所迷设备允许快速 的且/或时间分辨的测量。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种设备，可以通过所述设备 获得吸收系数以及浊度、荧光度或磷光度。本专利技术的另一个目的在于提供一种流动池，所述流动池与这样的 设备一起使用。本专利技术的另一个目的在于提供用于获得样品液体的至少一种性质 的对应方法，所述方法的准确性增加。本专利技术的一个目的在于提供这样一种方法，所述方法的测量稳定 性增加。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种方法，所述方法仅仅需要 相对少量的样品液体用于测量。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种方法，所述方法具有短的 响应时间。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种方法，所述方法允许快速 的且/或时间分辨的测量。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种方法，可以通过所述方法 获得吸收系数以及浊度、荧光度或磷光度。这些目的分别根据本专利权利要求的设备、流动池和方法来实现。根据本专利技术，所述设备测量当用探测光束对样品液体进行照射时 从所述样品液体中发出的发射光来获得所述样品液体的至少 一种性质的设备，所述设备包括容器，用于容纳所述样品液体，所述样品液体形成样品表面； 光源，用于产生所述探测光束，其中，所迷探测光束相对于所述样品表面的表面法线以角度pi邦。被引导在所述容器的主要部分中的所述样品表面上；第一检测器，适于大致沿着第 一检测轴检测通过所述主要部分中的所述样品表面从所述样品液体中发出的所述发射光的强度，所述第一检测轴与所述样品表面的表面法线形成角度yl邦。；以及光障，布置在所述探测光束和所述第一检测轴之间，适于阻挡源自于所述探测光束在所述样品表面处的反射或散射的光大致沿着所述第一检测轴的传播。所述设备可以被认为是光度装置或光度设备或测量或监视或分析设备或装置。当测量所述样品液体的浊度时，所述设备可以称作浊度计或比浊计。诸如光源、检测器、相应的透镜、以及分束器等等的光学元件可 以布置在样品液体之外。它们没有被暴露到样品液体，从而(实际 上)没有受到污染。另外，所述探测光束和要被检测的所述发射光都 不必一定经过要与样品液体接触的窗口。当探测光束(以不会发生全反射的角度)入射在样品表面上时， 该探测光束不仅作为折射光束在样品液体内继续传播，而且还在样品 表面上进行反射和散射。这种反射光和这种散射光的强度的幅度经常 高于所述检测器的两倍或三倍或更多倍量级。所述光障避免所述反射 光或散射光到达所述检测器，从而它不会被检测到并且因此不会影响 测量。必须注意到当样品表面例如由于一些微小波的震动而轻微改 变时，不仅仅信噪比会另外激烈地减小，而且强度特别是所述反射光 的强度也会激烈地改变。采用(51邦°以及"邦°，可以使得探测光束与要被检测的发射光 的光束局部地分离，并且还可以测量没有经历散射或仅仅经历一次散 射的发射光。可以使用偏振探测光束或使用非偏振探测光束。还可以使用偏振 敏感检测(例如，通过在光敏元件之前布置偏振器)或使用偏振不敏 感检测器。在一个实施例中，所述容器包括出口部分，用于从所述容器中除去样品液体，具有位于所述样品 表面之下的通向所述主要部分的至少一个开口；以及第一分离构件，用于将属于所述出口部分的所述样品表面的一部分与属于所述主要部分的所述样品表面的一部分基本上分离。尽管根据本专利技术的设备可以用于离线分析，其中， 一定体积的样 品液体填入到所述容器内，然后对该样品液体进行分析(测量过程中 不流动)，但是通常根据本专利技术的设备将被在线使用，即样品液体稳 定地流过所述容器并且被连续地(或者以一定间隔)分析。具体地 讲，当被在线使用时，所述第一分离构件是有帮助的，这是因为在所 述出口部分中样品液体从所述容器中连续地除去。样品液体的除去通 常会在所述样品表面中产生湍流、波动或其它扰动，因此产生不期望 的不均匀和不稳定的样品表面，由于通过该样品表面的所述探测光束 的折射改变，所以改变了测量条件。所述第一分离构件至少在^f艮大程 度上避免了这种扰动传播到所述容器的所述主要部分。因此，在其中 所述探测光束和所述发射光(要被检测的)穿透所述样品表面的这些 区域中实现了稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由测量当用探测光束对样品液体进行照射时从所述样品液体中发出的发射光来获得所述样品液体的至少一种性质的设备，所述设备包括：容器，用于容纳所述样品液体，所述样品液体形成样品表面；光源，用于产生所述探测光束，所述探测光束相对于所述样品表面的表面法线以角度β１≠０°被引导在所述容器的主要部分中的所述样品表面上；第一检测器，适于大致沿着第一检测轴检测通过所述主要部分中的所述样品表面从所述样品液体中发出的所述发射光的强度，所述第一检测轴与所述样品表面的表面法线形成角度γ１≠０°；以及光障，布置在所述探测光束和所述第一检测轴之间，适于阻挡源自于所述探测光束在所述样品表面处的反射或散射的光大致沿着所述第一检测轴的传播。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H瓦格纳，
申请(专利权)人：SWAN水质分析仪表公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]