采样装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于从器皿捕获材料试样的原位自动采样方法与相关采样装置。本发明专利技术的方法利用一采样装置，其中所述采样装置具有可伸展的试样捕获元件（60），该元件具有位于其远端附近的凹形试样捕获座口（65）。试样捕获座口适于在试样捕获元件伸入到所述材料中时捕获已知体积的材料。在试样捕获元件收回时，材料试样仍困于试样捕获座口中。试样捕获座口中的端口（75）可以设置成与对应的材料转移通道两桶，其中所述通道从试样捕获元件延伸，以允许材料试样的原位处理，并且随后将试样排送至分析器或其它下游部位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于获取材料试样的装置与方法。更具体地，本专利技术涉及利用具有可伸展的试样捕获元件来获取诸如反应物/反应试样的材料试样的方法。
技术介绍
正如本领域技术人员所知的，存在多种期望从容纳材料的器皿提取材料试样的场合和/或过程。这种提取大体上期望用于检查或测试的目的，但也可以出于其它的目的而实施。针对过程监测而言，这种试样提取在多种处理中是期望的，这些过程包括但不限于并行合成（组合化学）应用、有机合成、化学加工以及将实验室工艺比例扩大至工业生产。多种对试样提取感兴趣的其它这类应用对本领域技术人员而言也是已知的。现有的采样装置由手操作或者可以采用远程安装的或在包含所感兴趣的材料的器皿中安装的基于真空的装置或者可以采用所感兴趣的材料量能够通过虹吸作用方式经过的旁支端口或类似的机构。然而，在任何情况中，现有的方法大体上需要在提取后的试样能够被急速冷却（骤冻）或类似操作之前将试样从器皿取出并然后转移至另一容器。现有的手动试样捕获与分析方法通常在试样捕获时间以及随后的试样处理方面缺乏精度。此外，试样捕获方法能够仅仅用于获取处于大气压的试样。在压力作用下出现的反应物无法通过这些技术被采样。利用旁支型采样装置的试样捕获方法（其中，反应物经过回路流至其能够被采样的位置）可以被用于在压力作用下对反应物采样——然而，需要大反应空间/体积以利用这种装置。重要的是，现有的试样捕获方法还不会允许试样处理（混合、急速冷却、稀释等）与试样捕获大致同时地进行，而实际上需要试样首先被转移至另一器皿。随后，给定的试样的状态实际上能够从试样提取的时间至急速冷却的时间等发生改变。
技术实现思路
因此，基于现有采样方法的这些前述问题，应当清楚期望的是这样一种方法，其用于捕获材料试样并且用于在原位并与试样捕获大致同时地处理该材料试样。本专利技术的试样捕获装置与方法允许这样的过程。根据本专利技术可以使用的采样装置实施例可以设置为细长取样器，其具有可伸展的试样捕获元件。除此以外，本专利技术的采样装置可以用于将小反应物体积采样（例如，5至100μl），并且从反应物体积中提取试样。因为本专利技术的采样装置是密封的单元，所以该装置还可以经过端口置入到加压的或抽真空的反应室内，以将加压的反应物体积采样。本专利技术的采样装置还可以在宽温度范围内采用（例如，-40℃至150℃）。不像已知的试样捕获方法，本专利技术的方法允许大致同时试样捕获以及试样处理（例如，骤冻、稀释、混合等）。因此，将本专利技术付诸实践最小化了或消除了试样捕获时间与试样处理时间之间的任何试样状况改变。这对于专利技术人目前所知的装置或方法而言是不可能的。在一个实施例中，本专利技术的采样装置可以包括大致圆柱形中空的且具有一定长度的外管。外管的近端可以被夹持或否则被固定至取样器致动组件的本体部分。在外管内于其远端处同心地布置一包括外套筒、内套筒以及可伸展的试样捕获元件的组件。大致截头锥形适配器连接至外管的远端并缩窄至接近外套筒直径的减小的直径。外套筒与内套筒都通过适配器被保持就位，其中在二者相连时，所述适配器将内套筒颈圈的上肩部紧密地压靠着外管的远端面。因此，在适配器完全组装至外管时，内套筒和外套筒被紧密地保持在一起并且也被防止相对于外管和适配器移动。试样捕获元件在内套筒中往复地安置。试样捕获元件的外径设置成尺寸接近内套筒的内径，从而在二者之间产生紧密但可滑动的配合。在试样捕获元件处于收回（关闭）位置时，试样捕获元件的远端可以与内套筒和外套筒的远端大致平齐地定位。在试样捕获元件处于展开（采样）位置时，试样捕获元件的远端可以从外套筒的远端伸出。试样捕获元件设有凹形试样捕获座口，其中在试样捕获元件伸展的过程中，所述试样捕获座口暴露于并捕获一定量的感兴趣试样。试样捕获元件的近端部分延伸到内套筒的内径扩大的近端部分中。试样捕获元件的近端在大致中空内管的远端中接收，其中所述内管在外管中同心地布置。内管的外径近似于内端口套筒的近端部分的内径，从而在二者之间产生紧密但可滑动的配合。试样捕获元件在内管中例如通过销被保持。在本专利技术的装置的示意性自动（自动采样）实施例中，内管的近端延伸穿过外管的近端并且连接至致动器（例如，气动缸），其中所述致动器提供试样捕获元件的所期望的伸展和收回。在本专利技术的装置的示意性手致动式（手动）实施例中，内管可以类似地连接至手操作的杠杆机构或直线驱动的柱塞，其中所述手操作的杠杆机构或直线驱动的柱塞在由装置使用者手动启动时提供试样捕获元件的所期望的伸展和收回。在试样捕获元件的伸展与收回过程中，试样捕获元件通过其外部与内端口套筒的远端部分的内部之间的接触并通过内管的外部与内端口套筒的近端部分的内部之间的接触被引导。因而确保了试样捕获元件的正确的直线移动。如果期望的话可以防止往复移动过程中试样捕获元件的旋转。试样捕获元件设有端口，以允许对位于试样捕获元件的材料试样进行净化/通气并允许进行原位处理（混合、稀释、骤冻等）。具体地，试样捕获座口设有供应端口以及净化/通气端口，每个端口与经过试样捕获元件延伸并经过其近端排出的对应的通道相关。试样管线（例如管）可以连接至这些供应与净化/通气通道中的每个，以将处理材料引至试样捕获座口并且允许进行通气并允许从试样捕获座口净化材料。这种管可以穿过内管。内套筒的远端部分设有端口槽，其中所述端口槽允许试样捕获座口中的端口在处理（例如，混合、稀释、骤冻）或净化/通气循环的过程中与试样捕获元件中的对应通道连通。在另一实施例中，上述设计可以被改变成具有更少的个别部件。具体地，在该替代实施例中，前述实施例的内外套筒以及适配器结合为单个元件。该元件形成一端帽，所述端帽螺合到外管的远端中并且用作为用于试样捕获元件的往复引导与保护盖。端帽包含内部通道或凹槽，其中所述内部通道或凹槽将试样捕获元件的试样捕获座口的端口连接至试样捕获元件的通道。在这些实施例中的每个使用过程中，装置的远端大体上浸没在试样将被提取的材料表面中或其附近。在所期望的时间，试样捕获元件伸入到材料中，因而一定量的材料充满试样捕获座口，并且在试样捕获元件随后收回到关闭位置时，该量的材料仍保持在试样捕获座口中。对于困于试样捕获座口内的材料试样，所述试样可以被处理，例如在将材料试样转移至另一装置或器皿之前，将试样与骤冻或稀释物质接触以停止正在进行的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.25 US 12/823,7181.一种用于捕获感兴趣的材料试样的方法，所述方法包括：
提供采样装置，其中所述采样装置包括位于外管内并适于相对于
所述外管伸展和收回的往复式试样捕获元件、位于所述试样捕获元件
的远端附近的试样捕获座口、以及从所述试样捕获元件中的对应的通
道引出的采样管线，其中所述试样捕获座口适于捕获一体积的材料并
且在所述试样捕获座口中具有处理材料接收端口以及材料排出端口，
在所述试样捕获元件处于收回位置时，所述处理材料接收端口和所述
材料排出端口适于与所述对应的通道连通；
将所述采样装置的采样端部定位在感兴趣的材料试样中或者其附
近；
使得所述采样装置的所述试样捕获元件从所述外管伸入到所述感
兴趣的材料中，因而将所述试样捕获元件中的试样捕获座口充满一定
量的所述材料；
使得所述采样装置的所述试样捕获元件收回到所述外管中，因而
使得所述感兴趣的材料的试样困于所述试样捕获座口中；
在所述试样捕获座口内原位处理所述材料试样；以及
将所述材料试样从所述试样捕获座口排至下游部位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在
使得所述试样捕获元件伸入到感兴趣的材料中之前净化所述采样管线
以及所述试样捕获座口。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，困于所述试样
捕获座口内的所述材料试样的处理包括通过经由所述处理材料接收端
口将骤冻流体通至所述试样捕获座口而使得所述试样骤冻。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，困于所述
试样捕获座口内的所述材料试样的处理包括通过经由所述处理材料接

\t收端口将稀释流体通至所述试样捕获座口而使得所述试样稀释。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在通过稀释材料排
送所述材料试样之前，规定量的稀释材料被周期性地泵送经过所述材
料试样。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，稀释材料的连续流
被用于稀释并排送所述材料试样。
7.根据权利要求4至6任一所述的方法，其特征在于，所述稀释
材料选自气体、液体溶剂和中性液体。
8.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述方法
还包括在所述采样装置的所述试样捕获元件伸入到感兴趣的材料中时
使得骤冻流体通过所述采样装置的所述采样管线。
9.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述骤冻流体经由
所述试样捕获元件中的旁支端口被循环经过所述采样管线。
10.根据权利要求1至9任一所述的方法，其特征在于，所述方
法还包括使用真空泵排送或有助于排送所述材料试样。
11.根据权利要求1至10任一所述的方法，其特征在于，材料试
样被排送至分析器，其中所述分析器选自气体色谱仪、HPLC装置以
及二者的组合。
12.根据权利要求1至11任一所述的方法，其特征在于，所述采
样装置是自动采样装置，通过与用于控制或分析感兴趣的材料的另一
装置相关的基于微处理器的控制器，操作指令被发送至所述自动采样
装置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括
监测试样捕获操作的一个或多个步骤完成和在处理下一步骤之前等待
证实完成。
14.根据权利要求1至13任一所述的方法，其特征在于，所述试
样捕获元件通过具有动力的直线致动器被伸展和被收回。
15.根据权利要求1至13任一所述的方法，其特征在于，所述试
样捕获元件由所述装置的使用者手动地伸展和收回。
16.一种用于捕获感兴趣材料试样的方法，尤其根据权利要求1
的方法，所述方法包括：
提供采样装置，其中所述采样装置是自动采样装置，其中所述自
动采样装置包括位于外管内并适于相对于所述外管伸展和收回的往复
式试样捕获元件、位于所述试样捕获元件的远端附近的试样捕获座口、
以及从所述试样捕获元件中的对应的通道引出的采样管线，其中所述
试样捕获座口适于在伸展时捕获一体积的材料且适于在收回时困住所
述体积的材料，所述试样捕获座口具有位于其中的处理材料接收端口
以及自其的材料排出端口，在所述试样捕获元件处于收回位置时，所
述处理材料接收端口和所述材料排出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·布莱克林，小W·福勒，J·M·霍金斯，H·W·沃德二世，
申请(专利权)人：梅特勒托利多公开股份有限公司，
类型：
国别省市：