专利名称：用于分光光度法的吸收池的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种测试仪器的部件，特别涉及用于分光光度计(紫外、可见、红外、荧光、散射和拉曼光谱等分光光度计)的新型吸收池。
背景技术：
分光光度法，由于其仪器结构简单，价格低廉，操作简便，因而在国内外的很多领域都有较广泛的应用。目前一般的分光光度法仪器用的吸收池从形状上来看主要有上面开口的长方体形和圆筒形两种管体，管体两端面分别是光入射窗口和光出射窗口。而其吸收池部分的光路常为光锥型。
首先，由于吸收池部分的光路为光锥型，光锥只经过较小体积的样品，因而存在样品较大地浪费问题；第二，由于材料和样品用量方面的限制，目前分光光度计的吸收池的长度通常为5mm～100mm，这使得分光光度计的灵敏度不够高；第三，连续、在线监测是监测仪器发展的重要方向，而目前常使用的吸收池多为敞开体系，这很难实现连续、在线监测的需要；第四，由于常用的吸收池多为敞开体系，操作人员难免不与样品接触，从而对操作人员的身体健康潜在一定的危害。
发明内容
本实用新型要解决的问题是，用新型的吸收池来替代背景技术的吸收池，在减小样品用量的同时增大吸收池的有效光程，提高仪器的灵敏度，真正实现分光光度计的连续、在线监测，同时减少了样品与操作人员接触的可能，确保操作人员的身体健康。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的用于分光光度法的新型吸收池，是由管体，压圈，光入射窗口，出样管，管体，进样管，光出射窗口组成，压圈将光入射窗口和光出射窗口紧密压在管体的两端。除进样管和出样管开口外，光入射窗口，管体，光出射窗口组成了一个相对封闭的体系。
进样管5的进样口8在管体4内的最低端，出样管3的出样口7在管体4内的最高端。确保在进样和排样时在管体4中不存在死体积。
本实用新型的用于分光光度法的吸收池有三种形式根据吸收池管体内部几何形状分为单台锥透射型吸收池、对顶双台锥透射型吸收池、全反射型吸收池。以下分别称它们为吸收池a、吸收池b、吸收池c。
以下结合附图作进一步描述。
吸收池a和吸收池b为透射型。由于分光光度计中光束经过吸收池时常为锥形，内部结构根据经过它的光锥的几何形状设计，内部尺寸略比响应的光锥的尺寸大，确保光束不因吸收池壁反射而损失。
吸收池a的光入射窗口2的几何尺寸大于出射窗口6的几何尺寸，光束经过吸收池后成像于狭缝处，进样管5和出样管3分别位于管体4大头，即光入射头的上下端。管体4内部几何形状与光束的几何形状相似，管体4的内孔径比光束外径大0.5～2mm，长度在5～100mm。管体4内部的进样口8和出样口7与其临近的窗口存在一定的角度，使吸收池放置时进样口8在管体4内的最低端，而出样口7在管体4内的最高端，确保进样时不因出样口7与光入射窗口2之间存在死体积而样品不能充满管体4，而在排样时因进样口8与光出射窗口6之间存在死体积导致样品残留于管体4中。
吸收池b，入射窗口2与出射窗口6几何尺寸一致，光束经过入射窗口2后成像于管体4光轴的中点所在截面9处，其截面积在管体4内最小。管体4内部的对顶双台锥形与光束的几何形状相似，管体4的内孔径比光束外径大0.5～2mm，长度在10～200mm；进样管5和出样管3分别位于管体4的两端，并且进样管5在吸收池4的下端，出样管3在吸收池4的上端；管体4内部的进样口8和出样口7紧临窗口，即进样口8在管体4内的最低端，而出样口7在管体4内的最高端，确保在进样和排样时在管体4中不存在死体积。
吸收池c为全反射型。管体4的材料是低折射率的高分子聚合物，进样管5和出样管3分别位于管体4的两端，并且进样管5在下端，出样管3在上端。管体4内部的进样口8和出样口7与其临近的窗口存在一定的角度，使吸收池放置时进样口8在管体4内的最低端，而出样口7在管体4内的最高端，确保进样时不因出样口7与光入射窗口2之间存在死体积而样品不能充满管体4，而在排样时因进样口8与光出射窗口6之间存在死体积导致样品残留于管体4中。管体4的长度为5～500mm；管体4的内径为2～15mm。
本实用新型中的三种吸收池主要有如下几个优点1、本实用新型改变了传统的吸收池为长方形或圆筒形的形状，而根据实际光路的几何形状来设计吸收池的内部几何形状，这较大程度地提高了吸收池空间的利用率，减小样品的用量，较大程度地减小了有毒样品对环境的“二次污染”。
2、可在吸收池体积减小的同时增大吸收池的长度，吸收池a的长度可是现有常用吸收池长度的2～4倍，吸收池b的长度可是现有常用吸收池长度的2～8倍，而吸收池c的长度可是现有吸收池的2-15倍，所以用吸收池a、b、c做吸收池时，仪器的灵敏度可分别时现有仪器的灵敏度的2～4倍，2～8倍，2～15倍3、吸收池c在使用时可以弯曲放置，这能使仪器变得更紧凑，在一定程度上实现仪器的小型化。
4、本实用新型中的吸收池采用封闭设计，可用注射泵或注射器自动取样和排样，从而实现连续、在线监测，同时也减少样品与操作人员接触的可能，确保操作人员的身体健康。
5、本实用新型中的吸收池拆卸、安装便捷，这使得吸收池清洗方便，并且可以根据需要更换其窗口。
图1是本实用新型吸收池a的结构示意图图2是本实用新型吸收池b的结构示意图图3是本实用新型吸收池c的结构示意图图中，1为压圈，2为光入射窗口，3为出样管，4为管体，5为进样管，6为光出射窗口，7为出样口，即出样管与管体内部的连接点，8为进样口，即进样管与管体内部的连接点，9为管体轴线的中点所在截面。
具体实施方式
实施例1吸收池a——单台锥透射型吸收池的结构、尺寸及体积吸收池a管体4内部为单台锥形，光入射窗口2几何尺寸大于光出射窗口6几何尺寸，使管体4内部几何形状与光束的几何形状相似，管体4的内孔径比光束外径大0.5～2mm，长度在5～100mm；压圈1将光入射窗口2和光出射窗口6紧密压在管体的两端；进样管5和出样管3分别位于管体4的大头的上下端。在红外分光测油仪中，常用光源为卤钨灯，其发光面积为1.5mm×1mm(高×宽)，常用吸收池的几何尺寸为40mm×10mm×40mm(高×宽×长)，体积为16mL，而光入射到吸收池光斑几何尺寸为15mm×10mm(高×宽)，从吸收池出射的光斑几何尺寸为10mm×6.8mm(高×宽)，本实用新型吸收池a的尺寸及体积可按如下设计(1)当吸收池管体4长为40mm，可设计光入射窗口2几何尺寸为16mm×11mm，而光出射窗口6几何尺寸为9mm×6.3mm，则体积为5.2mL；(2)当长吸收池管体4的长度为80mm，光入射到吸收池光斑仍为15mm×10mm(高×宽)，吸收池出射的光斑几何尺寸却为5mm×3.4mm(高×宽)，此时可设计吸收池的光入射窗口2几何尺寸为16mm×11mm，而光出射窗口6的几何尺寸为6mm×4.4mm，则体积为6.8mL。
实施例2、吸收池b——双台锥透射型吸收池的结构、尺寸及体积吸收池b管体4内部为对顶双台锥形，管体4光轴的中点所在截面9截面积最小，使管体4内部几何形状与光束的几何形状相似，管体4的内孔径比光束外径大0.5～2mm，长度在10～200mm；压圈1将光入射窗口2和光出射窗口6紧密压在管体的两端；进样管5和出样管3分别位于管体4的两端，并且进样管5在吸收池的下端，出样管3在吸收池的上端；管体4内部的进样口8和出样口7紧临窗口。
本实用新型吸收池b的尺寸及体积可按如下设计在红外分光测油仪中，常用光源为卤钨灯，其发光面积为1.5mm×1mm(高×宽)，光源成像时的几何尺寸为3mm×2mm(高×宽)。
(1)当吸收池管体4长为40mm时，光束入射到光入射窗口2和光出射窗口6的几何尺寸都为5.5mm×3.7mm(高×宽)，此时可设计入射窗口2和出射窗口6的几何尺寸都为6.5mm×4.7mm(高×宽)，管体4光轴的中点所在截面9内部几何尺寸为5mm×4mm(高×宽)，此时体积为1mL；(2)当吸收池管体4长度为180mm时，光束入射到光入射窗口2和光出射窗口6的几何尺寸都为14.25mm×9.5mm(高×宽)，此时可设计入射窗口2和出射窗口6几何尺寸都为15.25mm×10.5mm(高×宽)，管体4光轴的中点所在截面9内部几何尺寸为5mm×4mm(高×宽)，此时体积为14.2mL。
实施例3、吸收池c——全反射型吸收池的结构、尺寸及体积吸收池c管体4的材料是低折射率的高分子聚合物，光源成像于光入射窗口2后在管体4内部全反射后从光出射窗口6出射；压圈1将光入射窗口2和光出射窗口6紧密压在管体的两端；进样管5和出样管3分别位于管体4的两端，并且进样管6在管体4下端，出样管3在管体4上端；管体4的长度为5～500mm，管体4的内径为2～15mm。
本实用新型吸收池c的尺寸及体积可按如下设计在红外分光测油仪中，常用光源为卤钨灯，其发光面积为1.5mm×1mm(高×宽)，由于光源成像的几何尺寸为3mm×2mm(高×宽)，可选用管体4的内径为5mm，(1)当管体4长度为40mm时，体积为0.79mL；(2)当管体4长度为400mm时，体积为7.9mL。
将实施例1、2、3所列的本实用新型设计的吸收池的尺寸及体积数据整理后列于表1。还如实施例1中介绍的，常用吸收池的几何尺寸为40mm×10mm×40mm(高×宽×长)，体积为16mL。由表1可见，当本实用新型的吸收池在与常用吸收池长度相同时，本实用新型的体积都远远小于常用吸收池的体积，另外，本实用新型三种吸收池(a，b，c)都可在缩小体积的同时在较大程度上增大吸收池的长度。
表1本实用新型三种吸收池与常用吸收池的长度和体积对照
实施例4本实用新型的吸收池用于红外分光测油仪的的检出限表2列出了红外分光测油仪用本实用新型的三种吸收池(a，b，c)与用常用的吸收池时的检出限，由表2可见，红外分光测油仪用常规吸收池时的检出限是用本实用新型吸收池a时的检出限的2.5倍，是用吸收池b时检出限的5倍，是用吸收池c时检出限的8.3倍。
表2红外分光测油仪用常规吸收池和本实用新型三种吸收池的检出限比较吸收池 长度(mm) 体积(mm) 检出限(mg/L)常用吸收池 40 16.0 0.5a80 6.8 0.2b180 14.2 0.1c400 7.9 0.0权利要求1.一种用于分光光度法的吸收池，管体(4)两端面分别是光入射窗口(2)和光出射窗口(6)，其特征在于，管体(4)上有出样管(3)和进样管(5)；压圈(1)将光入射窗口(2)和光出射窗口(6)紧密压在管体(4)的两端；除进样管(5)和出样管(3)开口外，光入射窗口(2)，管体(4)，光出射窗口(6)组成了一个封闭的体系。
2.按照权利要求1所述的用于分光光度法的吸收池，其特征在于，进样管(5)的进样口(8)在管体(4)内的最低端，出样管(3)的出样口(7)在管体(4)内的最高端。
3.按照权利要求1或2所述的用于分光光度法的吸收池，其特征在于，管体(4)内部为单台锥形，光入射窗口(2)几何尺寸大于光出射窗口(6)几何尺寸，使管体(4)内部几何形状与光束的几何形状相似，管体(4)的内孔径比光束外径大0.5～2mm，长度在5～100mm；进样管(5)和出样管(3)分别位于管体(4)的大头的上下端。
4.按照权利要求1或2所述的吸收池，其特征在于，管体(4)内部为对顶双台锥形，管体(4)光轴的中点所在截面(9)截面积最小，使管体(4)内部几何形状与光束的几何形状相似，管体(4)的内孔径比光束外径大0.5～2mm，长度在10～200mm；进样管(5)和出样管(3)分别位于管体(4)的两端，并且进样管(5)在吸收池的下端，出样管(3)在吸收池的上端；管体(4)内部的进样口(8)和出样口(7)紧临窗口。
5.按照权利要求1或2所述的吸收池，其特征在于，管体(4)的材料是低折射率的高分子聚合物，光源成像于光入射窗口(2)后在管体(4)内部全反射后从光出射窗口(6)出射；进样管(5)和出样管(3)分别位于管体(4)的两端，并且进样管(6)在管体(4)下端，出样管(3)在管体(4)上端；管体(4)的长度为5～500mm，管体(4)的内径为2～15mm。
专利摘要本实用新型的用于分光光度法的吸收池属一种测试仪器的部件。吸收池的结构包括管体4上有出样管3和进样管5；压圈1将光入射窗口2和光出射窗口6紧密压在管体4的两端；除进样管5和出样管3开口外，光入射窗口2，管体4，光出射窗口6组成一个封闭的体系；透射型吸收池管体4内部几何形状与光路的几何形状相似，全反射型吸收池管体4是低折射率材料的。本实用新型采取特殊设计，在减小吸收池体积的同时增加它们长度，减小样品用量，提高仪器的灵敏度，真正实现连续、在线监测，并且减少样品与操作人员接触，确保操作人员的身体健康。
文档编号G01J3/00GK2574025SQ0227422
公开日2003年9月17日 申请日期2002年7月16日 优先权日2002年7月16日
发明者金钦汉, 郑健, 曹彦波, 李宝华, 于爱民 申请人:吉林大学