一种光程可调的液体池的制作方法

本发明涉及光学分析领域，具体地涉及一种光程可调的液体池。

背景技术：

随着红外吸收技术的快速发展，基于红外吸收的谱检测技术已经成为工业生产和实验室测试液体样品信息的有效检测手段。根据比尔－朗伯公式，吸收光程和测量液体的吸收系数对测量的灵敏度具有同样的效果，随着光程的改变，灵敏度也随之变化，由此可见液体池的光程对数据的采集及后续的计算有重要的影响。

目前实验室和工业上采用的液体池的光程大都为固定光程，选择不同光程时需要采用不同的液体池，或者在液体池内增减垫片来改变窗片间距从而改变光程。然而，通过在液体池内增减垫片的方式容易在操作过程中引入杂质，影响测试数据的可靠性。另外，不论是更换液体池或者在液体池内部增减垫片都无法精准地改变液体池的光程。现有技术中存在可调节光程的液体样品池，如一种基于折叠伸缩结构的光程可调液体样品池，虽然其解决了液体池可伸缩的问题，但是需要考虑的是液体样品池一般应用于精密的红外光学仪器中，特别是在对比测试中，液体池的光程需要精准的控制，而这是此类液体样品池无法有效实现的。由此可见，在红外测试工作中，解决上述问题具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光程可精准调控的液体池。

本发明的第一方面，提供了一种光程可调的液体池，所述液体池包括第一组件，所述第一组件包括：液体池座、液体池附件和光程调节装置，其中，所述液体池座包括由柔性材料制成的可伸缩结构，且所述光程调节装置为螺旋测微装置。

在另一优选例中，所述光程调节装置安装于所述液体池座内侧。

在另一优选例中，所述柔性材料为pu高分子材料。

在另一优选例中，所述液体池座包括位于右侧的液体池盖、位于中间的液体池座壁和位于左侧的液体池座底，其中，

所述液体池座底包括作为所述可伸缩结构的可伸缩段；和/或

所述液体池座壁包括作为所述可伸缩结构的可伸缩座壁。

在另一优选例中，所述液体池座底还包括不可伸缩段；和/或

所述液体池座壁还包括不可伸缩段。

在另一优选例中，所述液体池座底的所述不可伸缩段与所述液体池座壁的所述不可伸缩段连接或一体成型。

在另一优选例中，所述可伸缩座壁的长度为所述液体池座壁长度的20-80％，较佳地30-70％。

在另一优选例中，所述可伸缩座壁的长度为5-15cm，较佳地8-12cm。

在另一优选例中，所述可伸缩座壁内侧与待测液体接触。

在另一优选例中，所述可伸缩段内侧与待测液体接触。

在另一优选例中，所述液体池座底的非伸缩结构的中间设有圆形孔洞，所述圆形孔洞的直径为r1。

在另一优选例中，所述可伸缩座壁的伸缩量范围为0-1000mm，较佳地0-500mm；和/或

所述可伸缩段的伸缩量范围为0-500mm，较佳地0-300mm。

在另一优选例中，所述液体池座底的不可伸缩结构由硬质材料制成。

在另一优选例中，所述硬质材料选自下组：铁质金属、硬质工程塑料、含钛金属。

在另一优选例中，所述光程调节装置包括位移驱动部件和位移计数部件。

在另一优选例中，所述位移计数部件位于所述液体池腔外。

在另一优选例中，通过调节所述位移计数部件来驱动所述位移驱动部件发生位移，以调节检测过程的光程。

在另一优选例中，所述位移驱动部件的位移变化范围为0-10mm，变化精度为1um。

在另一优选例中，所述位移驱动部件胶黏结合于所述液体池座的不可伸缩结构上。

在另一优选例中，所述位移驱动部件与所述驱动配件连接，所述位移驱动部件的移动带动所述驱动配件的移动，进而实现对检测过程中光程的调节。

在另一优选例中，所述液体池还包括第二组件，所述第二组件为液体池座架，所述液体池座架设置于所述第一组件的正下方，用于支撑所述第一组件和调节所述第一组件的水平程度。

在另一优选例中，所述液体池座架包括：液体池座架下底面、液体池座架上底面和安装于所述液体池座架下底面和所述液体池座架上底面之间的上底面位置调节部件。

在另一优选例中，所述上底面位置调节部件通过调整所述液体池座架上底面的高度和倾斜角度来调整所述第一组件的位置。

在另一优选例中，所述上底面位置调节部件包括四个螺纹升降组，所述螺纹升降组包括螺杆和与螺杆尺寸匹配的螺帽，通过分别旋转所述螺帽来调整所述液体池座架上底面的高度和倾斜角度。

在另一优选例中，所述液体池座架上底面包含第一组件座位和倾斜角测试部件。

在另一优选例中，所述第一组件座位可固定安装所述第一组件。

在另一优选例中，所述倾斜角测试部件固定安装于所述液体池座架上底面，用于观察所述第一组件座位的水平程度。

在另一优选例中，所述液体池还包括：压力感应装置，所述压力感应装置通过螺纹连接的方式固定连接于所述液体池座底内部。

在另一优选例中，所述压力感应装置相对于所述液体池座内的待测液体是密封的。

在另一优选例中，所述压力感应装置的量程为0-5kpa，测量精度为1％fs。

在另一优选例中，所述液体池附件包括选自下组的部件：窗片、密封圈、垫片、驱动配件，其中，所述驱动配件包括窗片夹和固定座，且所述驱动配件位于所述位移驱动部件和所述液体池盖之间，所述密封圈用以将待测液体密封于所述液体池的腔体内。

在另一优选例中，所述垫片用以固定安装于液体池座底上的窗片。

在另一优选例中，所述液体池盖上设有两个通孔，以供用于进样和出样的圆形细管插入，优选地，所述通孔的孔径与所述用于进样和出样的圆形细管的尺寸配合。

在另一优选例中，所述窗片的个数为2个。

在另一优选例中，一个窗片安装于所述窗片夹内，另一个窗片安装于液体池座底上。

在另一优选例中，所述液体池盖固定安装于所述窗片夹上。

在另一优选例中，所述窗片的圆形状，直径为r2。

在另一优选例中，r2≥r1，优选地，r1/r2＝0.5-0.95，较佳地0.6-0.9。

在另一优选例中，所述窗片夹的连接对象为所述窗片，所述固定座的连接对象为所述的位移驱动部件。

在另一优选例中，所述的驱动配件与所述窗片固定连接。

在另一优选例中，所述的驱动配件与所述的位移驱动部件固定连接，所述驱动配件连接的所述窗片数量至少为1个。

在另一优选例中，所述光程调节装置通过所述驱动配件调节窗片位移变化。

在另一优选例中，使用所述液体池进行红外检测的灵敏度高达10um，较佳地高达5um，更佳地高达1um。

本发明的第二方面，提供了一种光学测试装置，所述光学测试装置包括本发明第一方面所述的液体池。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为实施例1所述液体池1的纵截面图。

图2为实施例1所述液体池1的右视图。

图3为实施例1所述液体池1中所述第一组件的纵截面图。

图4为实施例1所述液体池1所述第二组件的上底面的俯视图。

图5为实施例1所述液体池1的光程调节装置的仰视图。

图6为实施例2所述液体池2的纵截面图。

图7为实施例2所述液体池2的右视图。

图8为实施例2所述液体池2中所述第一组件的纵截面图。

图9为实施例2所述液体池2的光程调节装置的仰视图。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究，意外地制备得到一种可精准调控检测光程且操作简单的具有特定结构的液体池，使用所述液体池可高精准、高灵敏地检测待测样品。在此基础上，发明人完成了本发明。

液体池

具体地，本发明提供了一种可调光程的液体池，具体包括液体池座、液体池附件、光程调节装置、任选的压力感应装置和任选的液体池座架，所述的光程调节装置包括：位移驱动部件和位移计数部件。

在另一优选例中，所述的光程调节装置为螺旋测微装置。

所述的液体池座包括液体池座壁、液体池座底、液体池座盖；

所述的液体池附件安装于所述液体池座腔内，所述的液体池座盖与所述的液体池座腔连接，所述的光程调节装置通过所述的光程调节装置固定安装于所述液体池座。

所述的液体池附件包含窗片、密封圈、垫片、驱动配件、软质细塞；

所述的窗片数量为2个；

所述的驱动配件包括固定座和窗片夹。

所述的窗片夹的连接对象为所述的窗片，所述的固定座的连接对象为所述的位移驱动部件；

所述的驱动配件与所述的窗片固定连接；

所述的驱动配件与所述的位移驱动部件固定连接，驱动配件连接的窗片数量至少为1个。

所述的光程调节装置通过所述的驱动配件调节窗片位移变化。

所述的位移驱动部件的位移驱动范围为0-10mm，位移驱动精度为1um。

所述的位移计数部件的计数范围为0-10mm，位移计数精度为1um。

所述的液体池座壁和液体池底座包含可伸缩段，所述的可伸缩段由柔性材料制成；

在另一优选例中，所述液体池座壁的可伸缩段伸缩量范围为0-1000mm；所述可伸缩底座的可伸缩段伸缩量范围为0-500mm。

在另一优选例中，所述柔性材料为pu高分子材料。

所述液体池内的液体压力通过所述的压力感应装置监测获得，所述的压力感应装置设置于由所述的液体池座壁、液体池座底和液体池座盖构成的封闭空间内。

在另一优选例中，所述的压力感应装置设置于液体池底座上。

在本领域，红外类液体池通常按两个窗片之间安装的窗片垫来调节样品光程，其灵敏度至少为一个单位的窗片垫厚度，一般大于100微米。与之相比，本发明所述液体池的检测灵敏度最优可高达1微米。这表明：采用本发明所述特定结构的液体池进行检测可获得具有更高灵敏度的检测结果。

与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：

(1)所述液体池的光程可精确调控，因此以所述液体池进行测量的灵敏度和准确度非常高；

(2)所述液体池可在一次实验中不断变化光程，以获得不同光程的样品数据；

(3)所述液体池所包含的第二组件可有效调节所述第一组件的高度和水平程度，从而提高所述液体池与红外光的匹配程度并提高检测的准确度(或降低检测的误差)；

(4)使用所述液体池的检测方法具有操作简单、灵敏度高的特点。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例1液体池1

图1为实施例1所述液体池1的纵截面图。

图2为实施例1所述液体池1的右视图。

图3为实施例1所述液体池1中所述第一组件的纵截面图。

图4为实施例1所述液体池1所述第二组件的上底面的俯视图。

图5为实施例1所述液体池1的光程调节装置的仰视图。

结合图1、图2、图3、图4和图5可知：液体池1包括液体池座，液体池附件，光程调节装置，压力感应装置18(前述组件一起构成第一组件)和液体池座架(即第二组件)；液体池座包括液体池座壁3，可伸缩座壁12和设置在液体池座壁3底部的液体池座底，以及匹配液体池座壁尺寸的液体池盖8；液体池座底包括不可伸缩段11和柔性材料制成的可伸缩段13；压力感应装置18设置于液体池座不可伸缩段11上；该光程调节装置包括位移驱动部件2和位移计数部件1；液体池附件包括窗片9，密封圈5和6，垫片10，驱动配件4。液体池座架包括：液体池座架下底面20-1，液体池座架上底面20-4和安装于所述液体池座架下底面和所述液体池座架上底面之间的上底面位置调节部件，即螺杆20-2和螺帽20-3；液体池座架上底面20-4包括第一组件座位20-41和倾斜角测试部件20-42，第一组件座位20-41可固定安装所述第一组件；倾斜角测试部件20-42可固定安装于所述液体池座架上底面。

光程调节装置的位移驱动部件2和位移计数部件1组合安装于液体池座，在本实施例中，光程调节装置为螺旋测微装置，该螺旋测微装置主体部分为位移计数部件1和位移驱动部件2，通过设置于位移计数部件1上的旋钮使位移驱动部件2发生位移变化，其位移变化范围为0-10mm,变化精度为1um，位移变化数值可在位移计数部件1上读取；该位移驱动部件2安装于液体池座腔内，该位移计数部件1暴露于腔外，便于操控与读数。该位移驱动配件2底部通过胶黏的方式密封固定于液体池座底。压力感应装置18通过螺纹旋转的方式密封固定于液体池座底不可伸缩段11。压力感应装置18的量程为0-5kpa，测量精度为1％fs。

液体池座壁3为圆桶形，形成一个圆柱形腔体，腔体内部尺寸匹配驱动配件4的尺寸；液体池座底设置于液体池底部，中间设有圆形孔洞，该孔洞尺寸小于窗片尺寸。

螺旋测微装置的位移驱动部件2安装于液体池腔体内，驱动配件4的窗片夹4-1和固定座4-2固定安装于螺旋测微装置的位移驱动部件2靠近液体池腔体一侧的侧面上，在驱动配件4与位移驱动部件2之间安装有o型密封圈5；窗片夹4-1为圆形圈状，垂直于圆形平面方向上设置有两个圆形细管7，为进样通道和出气通道；窗片9数量为两个，一个安装于窗片夹4-1上，窗片夹4-1上部固定安装液体池盖8，该液体池盖8形状为圆环形，中间设有通过光路的圆形缺口，垂直于圆环形方向设置有两个通孔，通孔的位置与孔径匹配圆形细管7，圆形细管7通过细管塞21实现打开与闭合，打开与闭合方式为插拔式；一个窗片9安装于液体池座底上，通过垫片10固定；在两个窗片下部分别安装有o型密封圈6。液体池座架包括：液体池座架下底面20-1，液体池座架上底面20-4和安装于所述液体池座架下底面和所述液体池座架上底面之间的上底面位置调节部件，即螺杆20-2和螺帽20-3。

该液体池1的腔体为可伸缩腔体，其中可伸缩座壁12和可伸缩段13由柔性材料制成；可伸缩座壁12的伸缩量范围为0-1000mm；可伸缩段13的伸缩量范围为0-500mm。

液体池座壁3由硬质材料制成，液体池座的可伸缩座壁12和液体池座底的可伸缩段13通过胶黏方式分别固定安装于液体池座壁3和液体池座底的固定部件(即不可伸缩段11)上。

实施例2液体池2

图6为实施例2所述液体池2的纵截面图。

图7为实施例2所述液体池2的右视图。

图8为实施例2所述液体池2中所述第一组件的纵截面图。

图9为实施例2所述液体池2的光程调节装置的仰视图。

结合图6、图7、图8和图9可知：该液体池2包括液体池座，液体池附件，光程调节装置、任选的压力感应装置(前述组件一起构成第一组件)和液体池座架(即第二组件)；液体池座包括液体池座壁3和设置于液体池座壁3底部的液体池座底，以及匹配液体池座壁尺寸的液体池盖8；液体池座底包括不可伸缩段11和柔性材料制成的可伸缩段13；压力感应装置18设置于液体池座不可伸缩段11上；该光程调节装置包括位移驱动部件2和位移计数部件1；液体池附件包括窗片9，密封圈5和6，垫片10，驱动配件4。液体池座架包括：液体池座架下底面20-1，液体池座架上底面20-4和安装于所述液体池座架下底面和所述液体池座架上底面之间的上底面位置调节部件，即螺杆20-2和螺帽20-3；液体池座架上底面20-4包括第一组件座位20-41和倾斜角测试部件20-42，第一组件座位20-41可固定安装所述第一组件；倾斜角测试部件20-42可固定安装于所述液体池座架上底面。

光程调节装置的位移驱动部件2和位移计数部件1组合安装于液体池座，在本实施例中，光程调节装置为螺旋测微装置，该螺旋测微装置主体部分为位移计数部件1和位移驱动部件2，通过设置于位移计数部件1上的旋钮使位移驱动部件2的位移发生变化，其位移变化范围为0-10mm,变化精度为1um，位移变化数值可在位移计数部件1上读取；该位移驱动部件2安装于液体池座腔内侧，该位移计数部件1暴露于腔外，便于操控与读数。

压力感应装置18通过螺纹旋转和密封胶密封的方式密封固定于液体池座底不可伸缩段11。压力感应装置18的量程为0-5kpa，测量精度为1％fs。

液体池座壁3为圆桶形，形成一个圆柱形腔体，腔体内部尺寸匹配驱动配件4的尺寸；液体池座底设置于液体池底部，中间设有圆形孔洞，该孔洞尺寸略小于窗片尺寸。

螺旋测微装置的位移驱动部件2安装于液体池腔体内侧，驱动配件4的窗片夹4-1和固定座4-2固定安装于螺旋测微装置的位移驱动部件2远离光程计数部件1一端的底部；窗片夹4-1为圆形圈状，垂直于圆形平面方向上设置有两个圆形细管7，为进样通道和出气通道。窗片9数量为两个，一个安装于窗片夹4-1上，窗片夹4-1上部固定安装液体池盖8，该液体池盖8形状为圆形，垂直于圆形方向设置有两个通孔，通孔的位置与孔径匹配圆形细管7，该窗片下方安装有垫片16，垫片16内部设有适于光路通过的通孔，垫片16的厚度与窗片夹下底面至固定座4-2下底面所在平面的垂直距离相同，在垫片16与固定座4-2下方安装有o型密封圈；一个窗片9安装于液体池座底上，通过垫片10固定，下方安装有o型密封圈20。

实施例3液体池1的使用方法

所述方法包括制样方法和卸样方法，其中，制样方法包括以下步骤：

1、两个窗片的安装。在液体池座底上依次安装o型密封圈6，垫片10，窗片9；在窗片夹4-1底部安装o型密封圈6；在窗片夹4-1内安装窗片9，在窗片夹4-1上部安装液体池盖8，将两个圆形细管7安装于窗片夹上，完成安装工作。

2、样品的制备。旋转光程计数部件1，将液体池的光程调节至预设位置；通过两个圆形细管7中的其中一个向液体池内注入液体样品至另一个圆形细管7上口有液体样品均匀冒出，使用软质细塞21塞住两个细管上口，除去液体池盖8上部多余液体样品，即完成样品制备工作。

卸样方法包括以下步骤：

1、打开软质细塞21，向减小光程方向旋转光程计数部件1使液体样品慢慢溢出，用吸管吸取溢出的样品；待液体样品溢出完全，旋转光程计数部件1至初始位置。

2、依次取下液体池盖8，安装于窗片夹4-1的窗片9，使用有机溶剂或去离子水清洗腔体，完成卸样工作。

实施例4液体池2的使用方法

所述方法包括制样方法和卸样方法，其中，制样方法包括以下步骤：

1、两个窗片的安装。在液体池座底上依次安装o型密封圈6，垫片10，窗片9；在窗片夹4-1底部安装垫片16和o型密封圈20；在窗片夹4-1内安装窗片9，在窗片夹4-1上部安装液体池盖8，将两个圆形细管7安装于窗片夹上，完成安装工作。

2、样品的制备。旋转光程计数部件1，将液体池的光程调节至预设位置；通过两个圆形细管7中的其中一个向液体池内注入液体样品至另一个圆形细管7上口有液体样品均匀冒出，使用软质细塞21塞住两个细管上口，除去液体池盖8上部多余液体样品，即完成样品制备工作。

卸样方法包括以下步骤：

1、打开软质细塞21，向减小光程方向旋转光程计数部件1使液体样品慢慢溢出，用吸管吸取溢出的样品；待液体样品溢出完全，旋转光程计数部件1至初始位置。

2、依次取下液体池盖8，安装于窗片夹4-1的窗片9，使用有机溶剂或去离子水清洗腔体，完成卸样工作。

实施例5液体池可伸缩段松弛或老化的检测方法

实施例1所述液体池1或实施例2所述液体池2的液体压力监测方法：使用去离子水常测液体样品为待测液体，完成制样过程，调节位移驱动部件2至最小值记为“0”，缓慢调大窗片间距，位移计数部件1显示的位移值每改变10um，记录一个压力值，共计10个数为一组测试值；间隔一定时间或一定测试次数，使用去离子水常测液体样品为待测液体，完成制样过程，调节位移驱动部件2至最小值记为“0”，缓慢调大窗片间距，位移计数部件1显示的位移值每改变10um，记录一个压力值，共计10个数为一组测试值；将上述两组测试值前后相减获得差距值，若差距值绝对值与计数值比值在5％以上，即认为可伸缩座壁或液体池底的可伸缩段存在松弛或老化。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。