[發明專利]用于最佳吸光度測量的光程長度傳感器和方法

有效

• 申請號: 200980139661.X
• 申請日: 2009-10-02
• 公開（公告）號: CN102232182A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 小查爾斯·W·羅伯遜;戴米安·W·阿什米德;托馬斯·A·托卡什
• 申請（專利權）人: 納諾多普科技有限責任公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

1.一種用于測量由表面張力限制的樣品的光學性質的設備，包括：

第一基座表面，其聯接至具有發送端的第一光學導管；

底座；

第二基座表面，其機械地聯接至所述底座并被配置為接收第一液體樣品，所述第二基座表面聯接至具有接收端的第二光學導管，其中所述第二基座進一步可操作以在可變距離(P)下調整所述第一基座和所述第二基座之間的間隔，以便將所述第一液體樣品拉成柱從而由表面張力限制，由此通過所述第一光學導管的所述發送端和所述第二光學導管的所述接收端為光度測定或光譜測定的測量提供光學路徑；以及

板，所述板配置有傳感器以提供反饋，以便能夠進行所述第一基座表面和所述第二基座表面之間的精確位移，從而能夠進行所述可變距離(P)，所述板還被配置為能夠將線性致動器發電機主體保持于所述設備，并因此：

c)允許所述電路板與所述第二光學導管平行于第二光學導管軸線的平移運動，以及

d)防止所述電路板和所述第二光學導管作為整體相對于所述設備的旋轉；

由此生成具有最小旋轉效果的線性行進以及第二光學導管相對于所述第一光學導管的光學對準的最小改變。

2.根據權利要求1所述的設備，其中所述板包括印刷電路板，并且配置在所述印刷電路板上的所述傳感器包括渦流傳感器，所述渦流傳感器適于使用所述線性致動器發電機主體的背板作為生成渦流的物體。

3.根據權利要求2所述的設備，其中由所述印刷電路板上的電感器相對于所述線性致動器發電機主體的所述背板的間距所產生的改變的電路阻抗改變所述印刷電路板上的電路的諧振頻率，其中聯接的數字電路對在時間間隔內所產生的脈沖進行計數以確定所述電路板相對于所述聯接的致動器發電機背板的間距，從而提供期望的所述光程長度。

4.根據權利要求3所述的設備，其中監測所述改變的電路阻抗以分辨微米大小的位移，從而能夠將光程路徑測量的精度從約1mm提高到約50微米。

5.根據權利要求1所述的設備，其中所述板配置有一個或多個槽，所述一個或多個槽騎靠在一個或多個緊固件上，從而能夠將所述線性致動器發電機主體保持于所述設備。

6.根據權利要求2所述的設備，其中對于任何給定光程長度，所述設備測量從約0.005至約2.0吸光度單位的吸光度。

7.根據權利要求1所述的設備，其中所述板包括位置傳感器，當平移控制系統經啟動或被光遮斷器裝置遮斷而初始化時，所述位置傳感器建立參照位置。

8.根據權利要求1所述的設備，其中所述第二光學導管包括光纖，所述光纖設置在具有外螺紋的保持器內，其中具有內螺紋部的螺母機械地嚙合所述保持器的所述外螺紋部；其中所述線性致動器發電機機械地聯接至所述螺母，并且可操作以旋轉所述螺母并誘導所述保持器移動從而調整所述距離P。

9.根據權利要求1所述的設備，其中所述第一光學導管和所述第二光學導管包括至少一根光纖，所述至少一根光纖選自：單模光纖、保偏光纖、以及多模光纖。

10.根據權利要求1所述的設備，其中所述設備包括照射源，所述照射源被配置為提供從約190nm至約840nm的波長。

11.一種測量由表面張力限制的材料的化學濃度的方法，包括：

確定目標吸光度值從而為吸光率測量提供最佳信噪比；

實驗地確定通過與所述目標吸光度值相應的材料的最佳光程長度，所述實驗地確定最佳光程長度的步驟還包括：提供配置有傳感器的聯接的印刷電路板以提供反饋，以便能夠進行第二基座表面相對于第一基座表面的精確位移，從而提供可變距離(P)，所述板還被配置為使得所述第二基座的線性行進能夠具有最小旋轉效果并使得所述第二基座相對于所述第一基座表面的對準能夠具有最小改變；

將通過所述材料的光程長度設定為基本等于所述實驗地確定的最佳光程長度；

測量通過所述材料的所述設定的光程長度的吸光率；以及

從所述材料的已知吸收率、設定的光程長度、和測量到的所述材料的通過所述設定的光程長度的吸光率計算所述材料的化學濃度。

12.根據權利要求11所述的方法，其中所述確定目標吸光度值從而提供最佳信噪比的步驟還包括：相對于單位信號假定固定的噪聲分量。