在积分腔内使用的样品容器和工具制造技术

本申请提供了一种在光学积分腔(110)内部使用的样品容器(112)，其包括由氟碳塑料构成的封闭部件，该封闭部件具有至少80％的漫射透射率，并且该样品容器(112)适于容纳固体或液体样品。

Sample containers and tools used in integrating chambers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在积分腔内使用的样品容器和工具
本专利技术涉及用于储存和制备用于光谱方法的样品的工具。
技术介绍
光谱测量用于确定样品的成分。化学物质具有对应于光谱中的谱线或谱带的发射和吸收特征频率。特征频率可用于确定样品中存在哪些化学物质。可以在实验室环境下对样品进行研究，然而同样的原理同样也适用于确定合成物，例如，通过确定穿过此类云的哪条星光线已经被云的分子吸收来确定星际气体的合成物。因此，测定样品的化学成分可以包括获得样品的光谱，然后测定光谱的光谱特征，例如通过将光谱中的发射线和/或吸收线与描述已知化学物质(该化学物质已经在实验室预先测量过)的光谱特性的参考文献进行比较。在该样品包含许多不同的化学成分的情况下，其中化学成分是复杂分子和/或来自于难以在实践中重复测量的目标的光谱，确定化学成分更具挑战性。例如，在分析农业样品(比如谷物)时，该分析的目的可以是确定该样品的水分和/或蛋白质含量。这些信息可用于农业决策和规划。积分球或更广泛的积分腔是包括内壁覆有扩散白色涂层的腔体的光学工具。扩散白色涂层将通过多次散射反射将进入空腔的光转化为填充空腔的均匀光子气体，原始入射光的方向性丢失。空腔中的光本质上是均匀的和各向同性的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种在光学积分腔内部使用的样品容器，包括由氟碳塑料构成的封闭构件，该封闭构件具有至少80％的漫射透射率，并且该样品容器适合容纳固体或液体样品。第一方面的各种实施例可包括以下加点符列表中的至少一个特征：·封闭构件具有能够刮去过量粉末的平坦边缘·样品容器包括盖子，其可连接至样品容器，以关闭样品容器·封闭构件定义了样品容器的内部尺寸，该内部尺寸大于3毫米·样品容器具有多个内部尺寸大于3毫米的管子·样品容器包括用于将液体吸入样品容器的泵送机械装置·封闭构件由至少占其体积98％的氟碳塑料构成·样品容器具有漫射透射率小于20％的散射构件·样品容器至少包括以下一种：管子、铲子和平盘·样品容器具有在0.5至20立方厘米的之间的内部体积·样品容器具有用于分别容纳样品的多个样品元素的凹陷或凹坑·样品容器具有被称为表面玻璃的圆形凹面形状。根据本专利技术的第二方面，提供了光谱样品制备工具，包括氟碳塑料的切削刃、氟碳塑料的夹持面和氟碳塑料的探针端中的至少一个。根据本专利技术的第三个方面，提供了方法，包括将固体或液体样品放置在样品容器中，该样品容器包括由氟碳塑料组成的封闭构件，该封闭构件具有至少80％的漫射透射率，并且使用样品执行测量，样品和样品容器整体置于光学积分腔内。第三方面的一些实施例还包括使用光谱样品制备工具修饰固体或液体样品，该光谱样品制备工具包括：氟碳塑料的切削刃、氟碳塑料的夹持面和氟碳塑料的探针端。附图说明图1说明了根据本专利技术的至少一些实施例的示例系统；图2说明了根据本专利技术的一些实施例的样品容器的示例；图3说明了根据本专利技术的至少一些实施例的样品制备工具的示例，以及图4是根据本专利技术的至少一些实施例的方法的流程图。具体实施方式本文描述了样品处理工具，例如样品容器和样品制备工具，以使这些工具由含有少量或不含氢的材料组成或涂有这种材料。如下文即将所述，这提供了与使用积分腔有关的好处，其中样品被置于腔体内以进行分析。图1说明了根据本专利技术至少一些实施例的示例系统。该系统包括积分腔110，该积分腔110可以具有球体、卵形体或另一合适形状的形状。如果腔体是球体，则可称其为Ulbricht球体。球形形状是使其中的辐射均匀化最有效的形状。腔体110的内壁涂有适当的扩散涂层，例如SpectralonTM、氧化镁、硫酸钡或另一种合适的材料，这取决于要研究的波长。例如，扩散涂层可以具有近100％的扩散反射率。可以避免使用荧光材料，因为它们发射具有比其吸收更长的波长的辐射，这将通过改变腔体110中的光谱而削弱积分腔的功能。电磁辐射通过端口122从源120引入腔中。源120可根据预期发现的待分析样品光谱特征的波长来选择。源120可以被配置为在连续频率范围内产生光。源120不需要平谱，因为可以在没有其中的样品的情况下首先测量积分腔，以使能够在分析结果时考虑积分腔的光学特性和源120的光谱特性。因此，例如，可以使用产生黑体辐射的白炽光源。挡板114(可以涂有扩散涂层)可以用于启动入射光的多重内部散射，并防止样品从输入端口122直接照明。辐射可以在光谱的可见部分中、红外线或紫外线中，这取决于要在腔体110中研究的光谱特性的波长。样品容器112设置在腔体110内。例如，在这里，它意味着腔体110内壁的漫射涂层围绕着样品容器112的所有侧面，并且样品容器112不是作为腔体110的壁的一部分而建造或安装的。样品容器112可悬浮在腔体110中，例如通过附在腔体110壁上的半透明构件111。例如，半透明构件可以是与样品容器112相同的材料。在一些实施例中，样品容器由第一氟碳材料制成，半透明构件111由第二氟碳材料制成。在一些实施例中，构件111可以是非半透明的，即，构件111的半透明不是本专利技术的强制元素。当构件111为半透明，优选为透明时，获得的益处在于除待分析的样品外，腔体110中的材料较少，修改了积分腔的漫射光的光谱特性。修改漫射光光谱特性的一个例子是吸收。一般而言，除样品本身外，腔体110中的所有材料可以具有零吸收系数。这些材料可以反射或透射，但不应吸收。当吸收样品置于积分腔110内时，腔体内的漫射光子场的功率密度降低。这种降低可以用光电探测器来测量，它可以位于腔体内部，或者，更常见的是，在腔体外，并且如图1所示在出口“看”。样品的类吸光度光谱可采用与在常规透射率色杯情况下相同的方法进行测量，即，通过将用腔内样品测量的探测器强度，Hsample(λ)，其中λ为光波长，与用腔内参考物体测量的探测器强度相除，Href(λ)，其通常是空的球体，也就是说，里面只有空气。例如，当使用十进制对数时，吸收光谱为，A(λ)＝–log10(Hsample(λ)/Href(λ))。测量积分腔内样品的方法对具有低吸收系数的样品特别有利，因为有效吸收路径长度通过腔体内漫射光的多个样品相互作用而放大，并且测量结果几乎与样品几何形状的变化、样品内部的散射和样品表面的反射无关。总而言之，将样品放在腔体内的好处可以总结为：1)由于球体乘数，样品的吸光度信号放大，2)样品显示误差减少，即，样品的准确位置和方向不重要，3)载入样品的简单性，包括颗粒和液体样品，4)探测器辐照度水平高，5)光电探测器和电子器件的动态范围小，6)易于从样品中获得线性和可靠的吸光度响应。待调查样品可置于样品容器112中，该样品容器112可以完全封闭样品或具有开放式顶部。例如，样品可以作为光学薄样品置于样品容器112中，因此意味着隐藏质量效应低于约40％。同样地，当样品是光学薄的，它的质量相当于针对积分腔内漫射光主要是半透明的样品。所谓隐藏质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种样品容器，用于使所述样品容器整体位于光学积分腔内，包括：/n-由氟碳塑料组成的封闭构件；/n-所述封闭构件具有至少80％的漫射透射率，并且/n-所述样品容器适合容纳固体或液体样品，所述样品容器不是作为所述积分腔壁的一部分而建造或安装的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180314 FI 201852431.一种样品容器，用于使所述样品容器整体位于光学积分腔内，包括：
-由氟碳塑料组成的封闭构件；
-所述封闭构件具有至少80％的漫射透射率，并且
-所述样品容器适合容纳固体或液体样品，所述样品容器不是作为所述积分腔壁的一部分而建造或安装的。


2.根据权利要求1所述的样品容器，其中，所述样品容器的形状适用于实现实现光学薄样品测量。


3.根据权利要求1或2所述的样品容器，其中，所述封闭构件具有能够刮去过量粉末的平坦边缘。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的样品容器，其中，所述样品容器包括盖子，其能够连接至所述样品容器，以关闭所述样品容器。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的样品容器，其中，所述封闭构件限定所述样品容器的内部尺寸，所述内部尺寸大于3毫米。


6.根据权利要求5所述的样品容器，包括多个内部尺寸大于3毫米的管子。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的样品容器，其中，所述样品容器包括用于将液体吸入所述样品容器的泵送机械装置。


8.根据前述权利要求中任一项所述的样品容器，其中，所述封闭构件由至少占其体积98％的氟碳塑料组成。


9.根据前述权利要求中任一项所述的样品容器，还包括漫射透射率小于20...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·马巴赫，
申请(专利权)人：格兰森斯股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI