用于镭射剥蚀感应耦合电浆质谱仪之改良样品室制造技术

一种将阀门机构结合至样品抽屉内用于电射辅助光谱仪的改良样品室，随着样品抽屉的开启和关闭用以安置加工所需的样品，容许样品室能够自动将气流旁通、驱气和复原。以此种方式来将阀门机构整合至样品抽屉内的结果，免除针对被操作用来将气流旁通、驱气和复原的外部阀门的需求，从而增加系统产量与降低系统复杂性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常是有关于光谱仪。本专利技术更特别是有关于镭射剥蚀感应耦合电浆质谱仪(LA ICP-MS)、镭射剥蚀感应耦合电浆放射光谱仪(ICP-0ES/ICP-AES)和基质辅助电射脱附游离飞行时间(MALD1-T0F)光谱仪。明确地说明，本专利技术是有关于与以上系统和包括若干光学光谱仪的其他镭射辅助光谱仪(LAS)相结合的样品室。更加明确地说明，本专利技术是有关针对用于镭射辅助光谱仪的样品室的改良。镭射辅助光谱仪经常具有在流体流中待检查的样品，以上流体通常是惰性气体，虽然有时亦可以是水。本专利技术是有关一种改良装置，用以于当样品室被开启和关闭时(例如是当全新样品被置入至样品室时)，自动将气流旁通、驱气和复原。
技术介绍
镭射辅助光谱仪系用于将镭射能量导引至物质样品，用以分解样品的组成成分和致使组成成分能够被应用于分光计来进行处理。镭射辅助光谱仪系统和其他镭射辅助光谱仪系统的操作方式通常是将镭射能量施加至样品，同时将流体(通常是惰性气体)流经样品的上方，用以取得已分解样品和将已分解样品承载至光谱仪来进行处理。由于例如是感应耦合电浆仪器系依据电浆火炬来将用于后续处理的镭射剥蚀材料加以游离化，而正常的开放大气环境会将电浆火炬弄熄，此电浆火炬仅能够于惰性气体环境下操作，藉由使用惰性气体流的质量或光学分光计的方式于样品组成成分的取样和侦测系必要的。使用惰性气体流于镭射辅助光谱仪的另外一项优点是一些惰性气体对于所需镭射波长是透明的，但是于正常室内大气环境下则是并非如此。另外，惰性气体环境能够防止已剥蚀材料产生化学变化，此化学变化则是发生于室内大气环境下。一般而言，镭射辅助系统需要打开其样品室用以移出旧的样品和安置全新的样品。当以上移出和安置动作正发生时，维持流到分光计的惰性气体流和防止空气流到电浆火炬并将电浆火炬弄熄等理由是重要的。为了相同的理由，跟随于样品室开启和关闭之后，并在与分光计相连接之前，样品室必须被驱除空气。一旦电浆火炬被弄熄，系统则必须花费时间和应用专门技术来加以重新启动和重新校正。当样品室被开启用以安置新样品时，必须要特别留意防止室内大气环境进入至仪器内。跟随着将新样品安置之后，用以将样品室室内大气环境加以驱气的问题先前已被考虑是具有不同结果。在于1992年8月4日，专利技术者为Peter Williams与Randall W.Nelson,美国专利第5，135，870号“块状聚合物的镭射剥蚀/游离和质谱分析”中描述镭射辅助质谱仪。此项专利描述在真空环境下使用镭射来将有机材料薄膜加以剥蚀，随后，使用质量分光计来加以分析。一较为近期的专利公告，美国专利申请案第2009/0073586A1号「用于感应耦合电浆、感应耦合电浆质谱仪，以及流动余辉质谱仪分析的固体样品的分析镭射剥蚀作用」，专利技术者为 Robert C.Fry、Steven K.Hughes、Madeline J.Arnold,以及 Michael R.Dyas,于2009年3月19日，其中详细描述设计用于镭射剥蚀系统的辐射硬化式样品室。有关将样品室驱气的参考内容是在于1987年2月3日，专利技术者为Norman S.Hughes和Walter M.Doyle,美国专利第4，640，617号“在样品之装载过程中，具有驱气保持作用之分光计”中加以讨论。此项专利揭示和主张用于在样品的装载过程中将导入至样品室内的空气量减到最小的机构，以上结果则是当将样品装载时，藉由使用弹簧负载式柱塞用以将样品室密封。在于1993 年 I 月 5 日，专利技术者为 Milan Milosevic 和 Nicolas J.Harrick，美国专利第 5，177,561号“光学分光计附件的驱气作用”中揭示出藉由从分光计环境中分离出样品室环境来将驱气作用减到最小的机构，于是当样品被更换时，将分光计驱气的需求则将会减到最小。以上这些专利已被考虑是与将样品室驱气事项有关，随着全新样品被置入，主要是将被导入至样品室内的室内大气环境数量减到最小，但是并未考虑随着样品室被开启和关闭，如何改变经过系统流体流的解决方案。图1a到图1c表示出针对以上问题的现有技术解决方案的应用实例，其中提供:1.当样品室被开启时，气体旁通；2.当样品室一开始被关闭时，气体驱气；3.在样品室被驱气之后，复原气流。在图1a中，流体流14 (通过标示着“入”和“出”的箭头来表示)是经由流体入口 12流入至系统。接着，此流体流14进入至入口阀门16，入口阀门16是在“输入旁通”位置处，流体14被输送经过旁通管22流到流体出口 24。出口阀门20是在“输出旁通/驱气”位置处，关闭介于样品室10与流体出口 24之间的连通状况。在此位置处，样品室门11被开启用以移出或安置样品，且与流体出口 24相连接的仪器(图形中未表示出来)将不致于发生受到污染的危险。在图1b中，入口阀门16被设定为「驱气/复原」位置，从流体入口 12来将流体14输送经过入口管18流到样品室10，接着再流经出口管28，到达出口阀门20。出口阀门20被设定为「旁通/驱气」位置，从样品室来将流体输送至排放出口 26,从而样品室10被驱气。在此模式中，样品室门11被关闭。在图1c中，入口阀门16被设定为「驱气/复原」位置，从流体入口 12来将流体14输送经过入口管18流到样品室10。当样品室门11被关闭时，出口阀门20被设定为「复原」位置，从样品室10来将流体14输送经过旁通管22流到流体出口 24。此项现有技术解决方案的应用实例系有关于将阀门或是其他机构增加至样品室和输入气体出入口与输出气体出入口。在样品室被开启和关闭之前，以上阀门或是机构接着是依照特定顺序而以手动的方式来操作或开启和关闭，用以产生旁通、驱气和复原等功能。以手动的方式来提供以上功能是需要额外的时间用以于样品之间将阀门开启和关闭，从而降低系统的产量。另外，此种步骤的施行顺序每一次均需要将样品置入，造成系统的复杂性增加，系统成本与维护成本提高，以及更加有可能在操作中发生错误。于是，以下需求依然是持续存在，在镭射剥蚀质谱仪系统中随着样品室被开启和关闭，自动将样品置入样品室，施行包括气体旁通、驱气和回复流动，用以免除对于速度较慢和容易产生错误的手动处理程序的需求。
技术实现思路
本专利技术的观点是对于镭射辅助光谱仪(LAS)的样品室设计的改良。以上观点对于样品室设计的改良是藉由自动将流体流重新导引，用以容许样品室能够被开启和关闭来将全新样品置入，防止室内大气环境从样品室进入至光谱仪。除了镭射辅助光谱仪以外，以上这些样品室改良方式可以被有利地应用至其他仪器或装置，这些仪器或装置则是需要在气体流中处理样品，同时亦是需要将样品室开启和关闭，其中包括质量分光计和一些光学分光计或是分光亮度计。以上这些观点包括具有气体入口、气体出口、排放出口和样品抽屉的样品室，其中样品抽屉本身具有第一位置、第二位置和第三位置。以上这些观点亦是包括具有被连接至气体入口和被操作用以连接至样品抽屉的入口阀门，使得:1.当样品抽屉被设定为第一位置或开启位置时，入口阀门从气体入口将气体流导引至气体出口，从而将样品室旁通；2.当样品抽屉被设定为第二位置或部分开启位置时，入口阀门从气体入口将气体流导引至部分开启的抽屉，从而将样品室驱气；以及，3.当样品抽屉被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.01 US 12/752,7881.一种包括样品室的改良样品室系统，样品室具有出入开口以适用于具有开启位置，用以容许样品的插入于该样品室内，具有关闭位置，其中该样品室是以密封的方式关闭，以及具有中间位置，该系统包括第一阀门部位，该第一阀门部位具有开启位置和关闭位置以适用于具选择性地控制该样品室的容积是否与流体来源以流体的方式相连通，该系统包括第二阀门部位，该第二阀门部位具有开启位置和关闭位置以适用于具选择性地控制该样品室的容积是否与光谱分析位置以流体的方式相连通，该改良包含: 直接依据该出入口部位置的变化，该第一阀门部位和该第二阀门部位的其中至少一部位是可以被操作，用以移动于其开启位置与其关闭位置之间。2.申请专利范围第I项所述的开口，其中该开口是门和相对应门口。3.申请专利范围第I项所述的开口，其中该开口是抽屉表面和相对应顶侧抛光面。4.申请专利范围第I项所述的改良，其中该位置相关性系为介于该第一阀门部位、该第二阀门部位的该其中的至少一部位与该出入口部之间的机械关系所产生的结果。5.申请专利范围第6项的该机械关系是在介于该第一阀门部位、该第二阀门部位的该至少其中一部位与该出入口部之间的机械连通方式中的机械式致动器所产生的结果。6.申请专利范围第I项所述的改良，其中该位置相关性系为在与该第一阀门部位和该第二阀门部位的该其中至少一部位的机械连通方式中电气致动器所产生的结果，该电气致动器是依据位置输入讯号来提供位置作用力，该讯号则是依据该出入开口位置而定。7.一种于将在从室内大气环境中分离出流体流内的样品加以处理的改良样品室，该样品室具有流体入口和流体出口，该改良包含: 具有入口滑件和出口滑 件的样品抽屉，且该样品抽屉被操作用以连接至样品室，使得该样品抽屉具有与该样品室相对应的第一位置、第二位置和第三位置； 该入口滑件被配置成与该流体入口和该流体出口相连通，且该入口滑件被操作用以连接至该样品抽屉，使得:1)当该样品抽屉被设定为该第一样品抽屉位置时，该入口滑件从该流体入口将该流体流导引至该流体出口 ；2)当该样品抽屉被设定为该第二样品抽屉位置时，该入口滑件从该流体入口将该流体流导引至该样品抽屉；3)当该样品抽屉被设定为该第三样品抽屉位置时，该入口滑件从该流体入口将该流体流导引至该样品抽屉；以及 一出口滑件被配置成与该流体出口和该入口滑件相连通，且该出口滑件被操作用以连接至该样品抽屉，使得:1)当该样品抽屉被设定为该第一样品抽屉位置时，该出口滑件从该入口滑件将该流体流导引至该流体出口，2)当该样品抽屉被设定为该第二样品抽屉位置时，该出口滑件将该流体出口关闭，以及将该流体流导引至该样品抽屉，3)当该样品抽屉被设定为该第三样品抽屉位置时，该出口滑件从该样品室将该流体流导引至该流体出口。8.申请专利范围第I项所述的改良方式，其中该第一样品抽屉位置大致上是开启，该第二样品抽屉位置是部分开启，以及该第三样品抽屉大致上是关闭。9.一种自动处理在样品室内的流体流的改良方法，该样品室具有流体入口、流体出口和样品抽屉，该样品抽屉具有输入滑件和输出滑件，当将该样品室开启和关闭时，该样品抽屉和该等输入滑件与输出滑件被操作用以连接至该等流体入口和流体出口，该改良方法包含: 提供该样品室，使得； 当该样品抽屉是在开启位置时，该样品抽屉和入口滑件与出口滑件相配合用以从该流体入口将该流体流导引至该流体出口，从而将该样品抽屉旁通； 当该样品抽屉是在部分开启位置时，该样品抽屉和入口滑件与出口滑件相配合用以从该流体入口将该流体流导引至该样品抽屉，同时，阻挡气流从该样品抽屉流入至该流体出口，从而将该样品室驱气；以及 当该样品抽屉是在关闭位置时，该样品抽屉和入口滑件与出口滑件相配合用...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·哈金森，蕾芙·萨墨菲尔德，雪恩·希利雅德，杰·威尔金斯，
申请(专利权)人：伊雷克托科学工业股份有限公司，
类型：
国别省市：