CN102162791A - 实时在线吸收检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实时在线吸收检测系统，包括仅允许从透光通路进入第一光路的光源、沿第一光路设置的滤光片、偏振器、光束变换单元、分光器、样品单元、第一探测器以及沿第二光路设置的第二探测器，第一光路和第二光路在分光器处分开，该系统还包括控制模块，其与第一探测器和第二探测器耦联并通信，用于获得样品单元中待测样品的吸收率，其中偏振器允许光源发出的光束中的最大偏振分量经过，从而增加了入射到第一探测器和第二探测器上的光强。该系统采用低成本光源与滤光片结合来选择具有特定波长的测量用光束，从而克服了现有技术的吸收检测系统的连续光源与光栅结合来选择测量用光束而导致成本高的缺点。

Description

实时在线吸收检测系统

【技术领域】

本发明涉及一种吸收检测系统。具体而言，本发明涉及一种实时在线吸收检测系统。

【背景技术】

目前液体或者固体样品的吸收测量一般在分光光度计上进行。测量波长可以根据需要选择紫外、可见或者红外波段。作为高精度的科学吸收检测系统，分光光度计在实验室中得到广泛的应用，但其价格却比较昂贵。

一般来说，分光光度计的光源采用氙灯。氙灯的光谱范围较宽，覆盖了从紫外、可见到红外波段。通过将氙灯和精确的光栅分光技术结合，分光光度计可以连续精确地提供在这些波段中的不同波长的光，但这种高性能的光源和精确的光栅分光技术增加了系统的成本。对一些特定应用而言，例如大量同类产品的吸收测量仅需要单个波长或者某几个波长。例如，许多测量紫外吸收的情形仅需要波长为254nm的紫外光。对于这些特定应用，通常不需要采用昂贵而且占据较大空间的分光光度计。

因而，对于大量同类产品的吸收检测而言，需要提供特定工作波长的实时在线吸收检测系统，以降低成本。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种低成本的实时在线吸收检测系统。本发明提供的实时在线吸收检测系统具有结构紧凑、构造简单、可靠性高、维护要求低以及增加了流动室内流动液体样品最大流速的优点。本发明的实时在线吸收检测系统通过以下技术方案得以实现：

本发明的一方面提供了一种实时在线吸收检测系统，其包括仅允许从透光通路进入第一光路的光源、沿第一光路设置的滤光片、光束变换单元、分光器、样品单元、第一探测器以及设置在第二光路上的第二探测器，第一光路和第二光路在分光器处分开，吸收检测系统还包括控制模块，控制模块与第一探测器和第二探测器耦联并通信，用于获得样品单元中待测样品的吸收率，其中光源、滤光片、光束变换单元、分光器、样品单元以及第一探测器和第二探测器放置在暗箱中，透光通路、光束变换单元的光轴以及样品单元的中心轴同轴设置，其特征在于，光源发出的光束具有稳定的偏振态，这使得分光器的分光比R稳定。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中吸收检测系统还包括设置在光束变换单元之前或之后的偏振器，偏振器使得光源发出的光束中的最大偏振分量通过，从而增加第一探测器和第二探测器上的光强。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中待测样品为固体样品、静态液体样品或者流动液体样品。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中吸收检测系统的光源选自紫外、可见或者红外光源中的至少一种。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中当光源发出的光束包括多个工作波长时，则需要与各个工作波长的光束相对应的多个滤光片，此时多个滤光片设置在转盘上，转盘通过控制模块进行转动控制或者通过手动方式进行转动控制，以便将相应的滤光片调整就为与相应的工作波长适应，从而允许相应工作波长的光束通过。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中光源设置在罩壳中，透光通路为设置在罩壳上邻近光路侧的狭缝或者孔。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中当待测样品为流动液体样品时，样品单元包括中空本体、设置在中空本体两端的入口和出口，流动液体样品从入口流入并从出口流出。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中光束变换单元为透镜或者透镜组。

根据本发明的一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中分光器的分光比R的相对标准偏差不大于大约5％。分光器的分光比R通过采用所述实时在线吸收检测系统测量标准空白样品的光强并可以由以下两种方式而获得：

第一种方式由以下公式计算而获得分光比R：

R＝I₁/I₂

其中I₁为由第一探测器记录的经过标准空白样品的样品光束的光强I₁，I₂为由第二探测器记录的标准空白样品的参考光束的光强。

第二种方式是以第一探测器在一段时间内记录的经过标准空白样品的样品光束的光强I₁为纵坐标，以第二探测器在同一段时间内相同时刻或相近时刻记录的标准空白样品的参考光束的光强I₂为横坐标，然后进行线性拟合，可得拟合直线方程：

I₁＝R×I₂+b，

拟合直线的斜率即为分光比R。

本发明的另一方面提供了一种实时在线吸收检测系统，其包括仅允许从透光通路进入光路的光源、沿光路设置的滤光片、光束变换单元、样品单元和探测器，吸收检测系统还包括控制模块，控制模块与探测器耦联并通信，用于获得样品单元中待测样品的吸收率，其中光源、滤光片、光束变换单元、样品单元以及探测器放置在暗箱中，透光通路、光束变换单元的光轴以及样品单元的中心轴同轴设置，其中，光源发出的光束具有稳定的光强，这使得在不同时刻测量的同一待测样品的吸收率稳定。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中吸收检测系统还包括设置在光束变换单元之前或之后的偏振器，偏振器使得光源发出的光束中的最大偏振分量通过，从而增加探测器上的光强。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中待测样品为固体样品、静态液体样品或者流动液体样品。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中吸收检测系统的光源选自紫外、可见或者红外光源中的至少一种。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中当光源发出的光束包括多个工作波长时，则需要与各个工作波长的光束相对应的多个滤光片，此时多个滤光片设置在转盘上，转盘通过控制模块或者通过手动方式进行转动控制，以便将相应的滤光片调整就为与相应的工作波长适应，从而允许相应工作波长的光束通过。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中光源设置在罩壳中，透光通路为设置在罩壳上邻近光路侧的狭缝或者孔。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中当待测样品为流动液体样品时，样品单元包括中空本体、设置在中空本体两端的入口和出口，流动液体样品从入口流入并从出口流出。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中光束变换单元为透镜或者透镜组。

根据本发明的另一方面提供的实时在线吸收检测系统，其中同一待测样品的吸收率通过对由所述实时在线吸收检测系统测量的待测样品的样品光束的光强I′₁和空白样品的样品光束的光强I₁的比值求对数而获得，其中同一待测样品的吸收率的相对标准偏差不大于大约5％。

根据本发明上述实施例的实时在线吸收检测系统采用低成本光源与滤光片结合来选择具有特定波长的测量用光束，从而克服了现有技术的吸收检测系统的采用高性能的光源与光栅结合来选择测量用光束而导致成本高的缺点。

【附图说明】

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统。

图2示出了如图1所示的实时在线吸收检测系统一个实例。

图3示出了用于如图1所示的实时在线吸收检测系统的转盘的一个实例。以及

图4示出了根据本发明另一个实施例的实时在线吸收检测系统。

部件及标号列表

1	光源
		2	电源
2a	遮光板
		2b	透光通路
3，3a，3b，3c，3d	滤光片
		4	偏振器
5	光束变换单元
		6	分光器
7	样品单元

7a	待测样品
		8	第一探测器
9	第二探测器
		10	控制模块
11	光源发出的光束
		11a	样品光束
11b	参考光束
		13	中空本体
13a	入口
		13b	出口
14	转盘
		15	本体
15a	安装孔
		16	转盘中心轴

【具体实施方式】

图1-4和以下说明描述了本发明的特定实施例以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明的最佳模式。为了教导发明原理，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变型将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式结合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1

图1示出了根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统。如图1所示，根据本发明的实时在线吸收检测系统为双光路吸收检测系统，其包括光源1、电源2、滤光片3、偏振器4、光束变换单元5、分光器6、样品单元7、第一探测器8、第二探测器9和控制模块10，其中电源2用于向光源1供电，其包括罩壳(未示出)，光源1安装在罩壳中，罩壳靠近光路的一侧设有遮光板2a，遮光板2a上设置有透光通路2b，遮光板2a的作用是允许光源发出的光束11仅从透光通路2b进入光路，并防止其他光泄漏到光路中。根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统安装在一个暗箱中，以保证没有外部光泄露到该吸收检测系统中。在根据本发明的一个实施例的实时在线吸收检测系统中，透光通路2b、光束变换单元5的光轴以及样品单元7的中心轴同轴设置，以确保具有线性形状的光源发出的光束11能够通过样品单元7的中心轴，从而增加入射到第一探测器8上的样品光束11a的光强。在本发明提供的实时在线吸收检测系统中，多个光学元件例如透光通路2b、滤光片3、偏振器4、光束变换单元5以及分束器6的位置可根据实际需要进行调节。例如，偏振器4可放置在滤光片3前面或者光束变换单元5后面。再例如，滤光片3可放置在光束变换单元5的后面。

光源发出的光束11依次通过透光通路2b、滤光片3和偏振器4；接着光源发出的光束11经过光束变换单元5；随后光源发出的光束11入射到分光器6上，其中分光器6被设置成与光源发出的光束11的方向成一定的倾斜角度；光源发出的光束11经过分光器6后分成样品光束11a和参考光束11b，样品光束11a通过样品单元7后入射到第一探测器8上，参考光束11b直接入射到第二探测器9上，其中样品单元7内设置有待测样品7a，样品光束11a通过待测样品7a，第一探测器8记录经过待测样品7a的样品光束11a的光强I′₁。第二探测器9记录参考光束11b的光强I′₂。分光器6的分光比R由分光器6和入射到分光器6上的光源发出的光束11的入射角决定。控制模块10接受来自第一探测器8的样品光束11a的光强I′₁和来自第二探测器9的参考光束11b的光强I′₂，并根据公式(1-1)或者(1-2)获得待测样品7a的透过率T：

T＝I′₁/(R×I′₂)    (1-1)

T＝I′₁/(R×I′₂+b)  (1-2)

其中公式(1-1)中的R由下面公式(3-1)给出，公式(1-2)中的R和b均由下面公式(3-2)给出，并且公式(1-1)中的R或者公式(1-2)中的R和b均存储在控制模块10中。控制模块具体采用公式(1-1)还是公式(1-2)来计算待测样品7a的透过率T，取决于分光比R的计算方法是采用公式(3-1)还是公式(3-2)。控制模块10根据公式(2)获得待测样品7a的吸收率A_bs：

A_bs＝-log₁₀(T)       (2)

实际使用时，公式(1-1)中的分光器6的分光比R或者公式(1-2)中的分光器6的分光比R和参数b通过应用本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统测试标准空白样品而获得。做空白样品的测试时，将标准空白样品注入到样品单元7内。空白样品的测试应当每隔一段时间进行一次或者根据实际需要进行。根据分光比R的计算方法不同，下面对空白样品的测试分别具体描述。分光比R的第一种计算方法通过第一探测器8记录经过标准空白样品的样品光束11a的光强I₁，第二探测器9记录标准空白样品的参考光束11b的光强I₂。控制模块10依据公式(3-1)获得分光器6的分光比R：

R＝I₁/I₂    (3-1)

分光比R的第二种计算方法通过第一探测器8在一段时间内记录经过标准空白样品的样品光束11a的光强I₁，第二探测器9在同一段时间内相同时刻或相近时刻记录标准空白样品的参考光束11b的光强I₂。控制模块10依据以下方式获得分光器6的分光比R：以I₁为纵坐标，以I₂为横坐标，然后进行线性拟合，可得拟合直线方程：

I₁＝R×I₂+b    (3-2)

拟合直线的斜率即为分光比R，b为拟合直线的截距。

根据本发明的一个实施例的实时在线吸收检测系统能够对固体、静态液体或者流动液体的待测样品的吸收率进行实时在线测量。该实时在线吸收检测系统的控制模块10根据公式(1)-(3)获得待测样品的吸收率A_bs。根据本发明的一个实施例的实时在线吸收检测系统的光源发出的光束具有稳定的偏振态，这使得分光器6上的分光比R稳定。在本发明中，分光比R稳定是指在本发明的有效使用期限之内，分光比的相对标准偏差通常不大于大约5％。在本发明中，相对标准偏差(RSD)是指：标准偏差与测量结果算术平均值的比值，用公式表示如下：RSD＝S/X，其中S为标准偏差，X为测量平均值。稳定的偏振态是指光源发出的光束的S偏振与P偏振的比例之变化，在本发明的实时在线吸收检测系统的有效使用期限之内通常不会引起分光器6上的分光比R的相对标准偏差大于大约5％。

如图1所示，根据本发明的一个实施例的实时在线吸收检测系统的光源1可选自紫外、可见、红外光源中的至少一种光源，光源发出的光束通常包括S偏振光(垂直偏振光)和P偏振光(水平偏振光)，光源的工作波长可以为单波长或者多波长。在本发明中，S偏振光和P偏振光分别代表垂直偏振光和水平偏振光，其中的垂直和水平是指相对样品光束11a和参考光束11b所构成的平面，光的偏振方向为垂直或者平行。

根据本发明的一个实施例的实时在线吸收检测系统，透光通路2b为狭缝或者孔。本领域技术人员容易理解的是：透光通路2b也可以采用其他的方式，而这也将落在本发明的保护范围内。

当光源1的工作波长为单波长时，滤光片3仅允许作为工作波长的该单波长及其附近的波长通过。当光源1的工作波长为多波长时，则需要与多个工作波长相对应的的多个滤波片3a、3b、3c以及3d，多个滤光片3a、3b、3c以及3d可安装在一个转盘14上。多个滤波片3a、3b、3c以及3d分别允许不同工作波长的光束通过。根据本发明的一个实施例的实时在线吸收检测系统工作时，控制模块10根据待测样品所需要的工作波长转动转盘14，以选择相应的滤波片。图4示出了上面设置有多个滤光片的转盘14的斜视图。如图4所示，转盘14包括本体15、设置在本体15中心处的转盘中心轴16以及设置在本体15周围的多个安装孔15a，安装孔15a分别用于安装滤光片3a、3b、3c以及3d，转盘14可以绕其中心轴16进行转动。实际使用时，通过控制模块10或者手动方式转动转盘14，以便将相应的滤光片调整就为与相应的工作波长适应，从而允许相应工作波长的光束通过。需要说明的是：转盘14也可以设置具有其他构造，以安装多于4个或者少于4个的滤光片，而这也将落在本发明的保护范围内。

偏振器4具有偏振面，偏振面具有透光轴，偏振器4仅允许偏振面内与透光轴方向平行的偏振光通过。因而当光源发出的光束的最大偏振分量为S偏振光时，通过适当放置偏振器4使得偏振器4仅允许S偏振光通过，如图2所示。需要说明的是：当光源发出的光束11的最大偏振分量为P偏振光时，通过适当放置偏振器4也可使得偏振器4仅允许P偏振光通过，而这也将落在本发明的保护范围内。此外，当光源发出的光束的偏振态(S偏振光和P偏振光之比)很稳定时，这使得分光器6上的分光比R也保持稳定，根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统可以不包括偏振器4。

在本发明的一个实施例中，光束变换单元5为透镜或者透镜组，用于对从光源发出的光束11进行准直和会聚。

分光器6由合适的材料制成，从而允许从光源发出的光束按照一定的分光比R进行分光。

样品单元7由合适的材料制成，从而允许从光源发出的光束最大程度地通过。在根据本发明的一个实施例中，样品单元7包括中空本体13和设置在中空本体13相对侧上的入口13a和出口13b，待测流动液体样品从样品单元7的入口13a流入并从出口13b流出(如图1所示)。根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统能够测量流动液体样品的吸收率A_bs。在本发明中，由于入口13a和出口13b设置在样品单元的两端，使得本发明的样品单元7内的流动液体样品的流速显著增加。样品单元7内的气泡容易从样品单元7溢出。本领域技术人员容易理解的是：用于流动液体样品的样品单元7也可以具有其他的构造，而这也将落在本发明的保护范围内。

第一探测器8和第二探测器9能够记录光源发出的光束11的单个或者多个工作波长的光强。控制模块10与第一探测器8和第二探测器9耦联并进行通信，接受来自第一探测器8和第二探测器9的待测样品和标准空白样品的各自样品光束的强度和参考光束的强度，并基于公式(1)-(3)获得待测样品的吸收率A_bs。

实施例2

图4示出了根据本发明另一个实施例的实时在线吸收检测系统。该吸收检测系统是单光路吸收检测系统，其包括光源1、电源2、滤光片3、偏振器4、光束变换单元5、样品单元7、第一探测器8以及控制模块10。光源1安装在罩壳中，罩壳靠近光路的一侧设有遮光板2a，遮光板2a上设置有透光通路2b，遮光板2a的作用是使得光源发出的光束11仅从透光通路2b进入光路，遮光板2a可防止其他光泄漏到光路中。根据本发明另一个实施例的实时在线吸收检测系统安装在一个暗箱中，以保证没有外部光泄露到该吸收检测系统中。在根据本发明的另一个实施例的实时在线吸收检测系统中，透光通路2b、光束变换单元5的光轴以及样品单元7的中心轴同轴设置，以确保具有线性形状的从光源发出的光束11能够通过样品单元7的中心轴，从而增加入射到第一探测器8上的样品光束11a的光强。在本发明提供的实时在线吸收检测系统中，多个光学元件例如透光通路2b、滤光片3、偏振器4以及光束变换单元5等的位置可根据实际需要进行调节。例如，偏振器4可放置在滤光片3前面或者光束变换单元5后面。再例如，滤光片3可放置在束变换单元5的后面。

光源发出的光束11依次通过透光通路2b、滤光片3和偏振器4；接着光源发出的光束11经过光束变换单元5；随后经过变换的光束11通过样品单元7后变成样品光束11a，该样品光束11a入射到第一探测器8上，其中样品单元7内容纳有待测样品7a，样品光束11a通过待测样品7a，第一探测器8记录经过待测样品7a的样品光束11a的光强I′₁。控制模块10接受来自第一探测器8的样品光束11a的光强I′₁并根据公式(4)获得待测样品7a的透过率T：

T＝I′₁/I₁    (4)

控制模块10根据公式(2)获得待测样品7a的吸收率A_bs。实际使用时，首先用该吸收测量系统对标准空白样品进行测试，然后再用该系统对待测样品进行测试，标准空白样品的测试应当每隔一段时间进行一次或者根据实际需要进行。具体而言，将标准空白样品(或者待测样品)注入到样品单元7内，并且然后通过第一探测器8记录经过标准空白样品(或者待测样品)的样品光束11a的光强I₁(I′₁)。控制模块10依据公式(4)获得待测样品7a的透过率T。

需要说明的是，根据本发明的另一个实施例的单光路实时在线吸收检测系统的光学元件例如滤光片、偏振器、光束变换单元等的选择、制造以及设置方式与根据本发明的一个实施例的双光路实时在线吸收检测系统中相应光学元件类似，这里不再累述。

根据本发明的另一个实施例的该单光路实时在线吸收检测系统能够对固体、静态液体或者流动液体的待测样品的吸收率进行实时在线测量。具体而言，第一探测器8能够记录光源发出的光束11的单个或者多个工作波长的光强。控制模块10与第一探测器8耦联并进行通信，接受来自第一探测器8的待测样品和标准空白样品的各自样品光束的强度并基于公式(2)和(4)获得待测样品的吸收率A_bs。根据本发明的另一个实施例的单光路实时在线吸收检测系统的光源发出的光束具有稳定的光强，这使得在不同时刻测量的同一待测样品的吸收率A_bs稳定。经过实验检测，同一待测样品的吸收率的相对标准偏差通常不大于大约5％，相对标准偏差的定义见上文。在本发明中，同一待测样品的吸收率A_bs稳定是指在本发明的实时在线吸收检测系统的有效使用期限之内其相对标准偏差通常不大于大约5％。

实施例3

图2示出了如图1所示的实时在线吸收检测系统一个实例。该实例采用低压汞灯作为光源1，光源1能发出波长大约为254nm的紫外光束11，光源1安装在罩壳中，罩壳的一侧设置有遮光板2a，遮光板2a上设置有透光通路2b，光源1发出的波长为254nm的紫外光束11仅从例如为狭缝或者孔的透光通路2b透过，遮光板2a防止其他光泄漏到光路中。光源1发出的波长大约为254nm的紫外光束11依次经过滤光片3、偏振器4以及光束变换单元5(例如透镜或者透镜组)，随后光束11入射到分光器6上分成两束光：样品光束11a和参考光束11b，样品光束11a经过样品单元7并经过设置在其中的待测样品(或标准空白样品)，第一探测器8和第二探测器9分别用于记录入射到其上的样品光束11a和参考光束11b的光强。控制模块10与第一探测器8和第二探测器9耦联并进行通信，接受来自第一探测器8和第二探测器9的标准空白样品和待测样品的各自样品光束的强度和参考光束的强度，并基于公式(1)-(3)获得待测样品在大约254nm波长处的吸收率A_bs。根据如图1所示的实时在线吸收检测系统一个实例的光源发出的光束具有稳定的偏振态，这使得分光器6上的分光比R稳定。

根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统可以不包括偏振器4。在该不包括偏振器4的实时在线吸收检测系统的一个实例中，滤光片3允许波长大约为254nm的紫外光束通过，采用滤光片3可以避免其他波长光的干扰。光束变换单元5(例如透镜或者透镜组)、分光器6以及样品单元7采用石英制备，并且分光器6例如可设置成与样品光束成45度。光源1发出的光束11具有稳定的偏振态，分光器6上的分光比R保持稳定。在本实例中，经实验测量，分光比大约在7～8左右，分光比的相对标准偏差小于大约4％。根据本发明一个实施例的实时在线吸收检测系统，当其包括偏振器4并且偏振器4只允许S偏振通过时，采用石英制备的分光器6上的分光比R大约为4～5左右，分光比的相对标准偏差小于大约2％。

在如图1所示的实时在线吸收检测系统一个实例中，为了保证整个实时在线吸收检测系统的测量准确性，例如为狭缝或者孔的透光通路2b、例如为透镜或者透镜组的光束变换单元5的光轴以及样品单元7的中心轴同轴设置。这确保具有线性形状的从光源发出的波长大约为254nm的紫外光束11能够通过样品单元7的中心轴，从而增加入射到第一探测器8上的样品光束11a的光强。

在根据本发明又一个实施例的实时在线吸收检测系统中，滤光片3允许波长大约为254nm的紫外光束通过，采用滤光片3可以避免其他波长光的干扰。偏振器4、光束变换单元5(例如透镜或者透镜组)、分光器6、样品单元7等适合采用允许紫外光通过的材料制备。这些材料包括但不局限于：石英玻璃、紫外透过玻璃或者聚合物、高硼玻璃、蓝宝石、氟化镁，氟化锂等，其中石英是在紫外区域应用的最广泛的材料。例如在一个实例中，波长大约为254nm的紫外灯，通过该系统测得其最大偏振分量与灯管方向平行。而偏振器4采用石英作为衬底并涂覆有薄膜，偏振器4的偏振轴允许光源1发出的波长大约为254nm的紫外光束中的偏振分量S偏振光通过。因此，为了增加第一探测器8和第二探测器9上样品光束和参考光束的强度，使得紫外灯灯管垂直放置(如图2所示)。

样品单元7采用如图2所示的结构，样品单元7采用石英制备以保证紫外光束可以通过，样品单元7具有圆形截面，包括中空本体13和设置在其两端的入口13a和出口13b，待测样品从入口13a流入并从出口13b流出。在实际应用中，对圆形截面的样品单元7，如果在紫外灯一侧的遮光板上设置的是狭缝，而不是孔，样品单元7的放置方向应与狭缝的方向平行。如果在紫外灯一侧的遮光板开的是小孔，则样品单元7的放置方向不受此限制。本领域技术人员容易理解的是：样品单元7也可以采用其他允许紫外光通过的材料制备并且可以具有其他的构造，而这也将落在本发明的保护范围内。

例如在一个实例中，第一探测器8和第二探测器9采用紫外响应型硅光电池。紫外响应型硅光电池应该在所选择的紫外工作波长有响应。紫外响应型硅光电池有效面积的大小应大于紫外光束落在紫外响应型硅光电池上的光斑大小，以确保紫外响应型硅光电池可以接收到全部光信号的能量。

需要说明的是：如果紫外灯的输出光强稳定，则如2所示的双光路系统也可以简化为单光路系统，如图4所示，即可以省略分光器6和用于参考光束的第二探测器9。

为了增加两个探测器的光强，来自紫外灯的偏振态首先能够被测量。如果来自紫外灯的光束是部分偏振光，则应当调整紫外灯管的对准方向，以确保来自紫外灯的光束的最大偏振部分与偏振器4的偏振方向平行。因此，可确保最大光束能量能够透过偏振器4。

根据本发明上述实施例的实时在线吸收检测系统采用低成本光源与滤光片结合来选择具有特定波长的测量用光束，从而克服了现有技术的吸收检测系统的采用高性能的光源与光栅结合来选择测量用光束而导致成本高的缺点。

Claims (18)

1.一种实时在线吸收检测系统，其包括仅允许从透光通路进入第一光路的光源、沿第一光路设置的滤光片、光束变换单元、分光器、样品单元、第一探测器以及设置在第二光路上的第二探测器，第一光路和第二光路在分光器处分开，所述吸收检测系统还包括控制模块，控制模块与第一探测器和第二探测器耦联并通信，用于获得样品单元中待测样品的吸收率，其中光源、滤光片、光束变换单元、分光器、样品单元以及第一探测器和第二探测器放置在暗箱中，透光通路、光束变换单元的光轴以及样品单元的中心轴同轴设置，其特征在于，光源发出的光束具有稳定的偏振态，这使得分光器的分光比R稳定。

2.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，所述吸收检测系统还包括设置在光束变换单元之前或之后的偏振器，偏振器使得光源发出的光束中的最大偏振分量通过，从而增加第一探测器和第二探测器上的光强。

3.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，待测样品为固体样品、静态液体样品或者流动液体样品。

4.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，所述吸收检测系统的光源选自紫外、可见或者红外光源中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，当光源发出的光束包括多个工作波长时，则需要与各个工作波长的光束相对应的多个滤光片，此时多个滤光片设置在转盘上，转盘通过控制模块进行转动控制或者通过手动方式进行转动控制，以便将相应的滤光片调整就为与相应的工作波长相适应，从而允许相应工作波长的光束通过。

6.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，光源设置在罩壳中，透光通路为设置在罩壳上邻近光路侧的狭缝或者孔。

7.根据权利要求3所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，当待测样品为流动液体样品时，样品单元包括中空本体、设置在中空本体两端的入口和出口，流动液体样品从入口流入并从出口流出。

8.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，光束变换单元为透镜或者透镜组。

9.根据权利要求1所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，分光器的分光比R的相对标准偏差不大于大约5％。

10.一种实时在线吸收检测系统，其包括仅允许从透光通路进入光路的光源、沿光路设置的滤光片、光束变换单元、样品单元和探测器，所述吸收检测系统还包括控制模块，控制模块与探测器耦联并通信，用于获得样品单元中待测样品的吸收率，其中光源、滤光片、光束变换单元、样品单元以及探测器放置在暗箱中，透光通路、光束变换单元的光轴以及样品单元的中心轴同轴设置，其特征在于，光源发出的光束具有稳定的光强，这使得在不同时刻测量的同一待测样品的吸收率稳定。

11.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，所述吸收检测系统还包括设置在光束变换单元之前或之后的偏振器，偏振器使得光源发出的光束中的最大偏振分量通过，从而增加探测器上的光强。

12.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，待测样品为固体样品、静态液体样品或者流动液体样品。

13.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，所述吸收检测系统的光源选自紫外、可见或者红外光源中的至少一种。

14.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，当光源发出的光束包括多个工作波长时，则需要与各个工作波长的光束相对应的多个滤光片，此时多个滤光片设置在转盘上，转盘通过控制模块或者通过手动方式进行转动控制，以便将相应的滤光片调整就为与相应的工作波长相适应，从而允许相应工作波长的光束通过。

15.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，光源设置在罩壳中，透光通路为设置在罩壳上邻近光路侧的狭缝或者孔。

16.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，当待测样品为流动液体样品时，样品单元包括中空本体、设置在中空本体两端的入口和出口，流动液体样品从入口流入并从出口流出。

17.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，光束变换单元为透镜或者透镜组。

18.根据权利要求10所述的实时在线吸收检测系统，其特征在于，同一待测样品的吸收率通过对由实时在线吸收检测系统测量的待测样品的样品光束的光强I′₁和空白样品的样品光束的光强I₁的比值求对数而获得，其中同一待测样品的吸收率的相对标准偏差不大于大约5％。

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