CN103278451A - 一种中红外光谱分析液体样品池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中红外光谱分析液体样品池，包括上片（1）、下片（2），两者的一端连接在一起，另一端均设置有便于用手指扳开的上下错开的凸边；上片外面设置有调节旋钮（11）和能透过中红外光线的窗片（12），窗片固定在调节旋钮上；上片内面设置有环绕窗片（12）的凸沿（13），上片和下片合拢时，凸沿与下片接触，限定了上片内面和下片内面之间的距离；下片内面设置有下沉凹坑（21），下沉凹坑中设置有能透过红外光的窗片（22）和环绕在窗片周围且高于窗片平面的弹性垫圈（23）；上片的窗片的直径大于下片的窗片的直径。本发明测试样品后易于拆开清洗，从而快速开始下一样品测试，且样品池的厚度具有高精度的重复性，实用性强。

Description

一种中红外光谱分析液体样品池

技术领域

本发明属于光谱仪器领域，特别涉及一种中红外光谱分析液体样品池。

背景技术

根据红外光谱的基本理论，依据混合物红外光谱可以分析出混合物中所含物质群组的信息。但是混合物中分子官能团的振动光谱的基频信号位于中红外区域(一般波长为2.5-25um)，而近红外区域是他们的倍频和合频信号，信号的强度随倍频的次数指数下降，吸收峰也随之消失。

近红外区域光谱吸收弱的好处就是样品池易于处理，因为经过1到4厘米的光程正好有足够的吸收信号和剩余光信号强度，近红外光谱测量常用样品池为1到4厘米大小，因此一个样品测试完成后稍加清洗就可以用于下一个样品测试，因为即使在样品池壁遗留了100微米的液体样品对下一个样品测试结果的影响也是很小的。

但是近红外光谱也有他的严重不足，近红外光谱的非特异性造成了分析结果对模型的严重依赖，比如用山东的小麦建立的蛋白质分析模型就有可能不是适用于河南的小麦分析。

中红外光谱的特异性就强的多，依据特定的峰可以定性鉴定出物质的成分，采用中红外光谱建立的混合物分析模型所受干扰因素也很少，对模型的依赖性也小得多。

但是光谱在中红外区域的吸收强度是近红外区域的近千倍，因此用中红外光谱分析时，混合物样品的厚度一般只能有50-100微米厚，这给样品池的设计带来了严重困难，因为样品池厚度的微小误差以及样品在样品池壁上的些许遗留都将给分析结果带来严重的误差。

图1给出了以前常用液体样品池的正面结构图，图1给出了它的侧面结构图。这类样品池有一个进样口1和出样口2，前后都有一个能透过中红外光线的窗片3，两窗片间有一个间隔片5使两窗片间留出一个很薄的空间通过被测试的样品，窗片通过O形圈被前后片密封，并被固定螺丝4固定。样品通过进样口1被注入，通过前片上的开口注入两窗片间间隙，再通过前片上的另一开口和出样口流出样品池。

美国培安公司的汽油品质分析仪采用的就是这样的样品池，它通过注入泵抽取汽油。完成测试后需通过注入泵先抽取清洗液，反复清洗，然后再抽取下一个样品的汽油，测试前必须用让此样品汽油流动一段时间，以便驱除剩余的清洗液。这样的缺点是清洗和测试时间长，样品用量大。

也有使用者将固定螺丝拆卸清洗内部窗片，但存在的问题是重新紧固螺丝时用力大小不同，样品的厚度就不一致，测试重复性差。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提出了一种中红外光谱分析液体样品池。本发明易于拆开清洗，节省测试时间；且减少了样品用量；样品池的厚度具有高精度的重复性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种中红外光谱分析液体样品池，包括上片（1）、下片（2），两者的一端通过固定轴（3）连接在一起，另一端均设置有便于用手指扳开的上下错开的凸边，分别为上边凸边（14）和下边凸边（29），通过握住凸边将上、下片绕固定轴扳开；

上片外面设置有调节旋钮（11）和能透过中红外光线的窗片（12），窗片

固定在调节旋钮上；上片内面设置有环绕窗片（12）的凸沿（13），上片和下片合拢时，凸沿与下片接触，限定了上片内面和下片内面之间的距离；

下片内面设置有下沉凹坑（21），下沉凹坑中设置有能透过红外光的窗片（22）和环绕在窗片周围且高于窗片平面的弹性垫圈（23）；

上片的窗片（12）和下片的窗片（22）位置相对应，上片的窗片（12）的直径大于下片的窗片（22）的直径，使上片的窗片（12）可以盖住下片的下沉凹坑内的弹性垫圈（23）；上下片合拢后上片内面的凸沿（13）接触下片内面的下沉凹坑的底面（24），同时上片的窗片压紧下片的弹性垫圈，在上片和下片之间形成一个密闭装样品的薄层空间，通过旋进和旋出上片外面的调节旋钮微调薄层空间的厚度。  

所述上片的内面和下片的内面的对应位置均内嵌小磁铁（15—18，25—

28），八个小磁铁两两相对，通过小磁铁相互吸引使上片和下片紧密合拢。

所述凸沿为环形；所述弹性垫圈为O形。

与现有技术相比，本发明测试样品后易于拆开清洗，快速开始下一样品测试，节省测试时间；且测试汽油等易挥发性液体前，无须用样品流动一段时间来驱除剩余的清洗液，因此减少了样品用量；通过在上片内面设置凸沿，使其限定上片内面和下片内面之间的距离，确保样品池的厚度具有高精度的重复性。本发明适用于普通液体、更适用于易挥发性液体，如汽油等的品质测试。

附图说明

图1 为现有液体样品池的正面结构图；

图2为现有液体样品池的侧面结构图；

图3为本发明的侧面结构图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的上片剖视图；

图6为本发明的下片剖视图；

图7为本发明的上片内部视图；

图8为本发明的下片内部视图；

图9为本发明的整体示意图。

其中，1—上片，11—调节旋钮，12—窗片，13—凸沿，14—上边凸边，15~18—小磁铁，2—下片，21—下沉凹坑，22—窗片，23—弹性垫圈，24—底面，25~28—小磁铁，29—下边凸边，3—固定轴。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明包括上片（1）、下片（2），两者的一端通过固定轴（3）连接在一起，另一端均设置有便于用手指扳开的上下错开的凸边，分别为上边凸边（14）和下边凸边（29），通过握住凸边将上、下片绕固定轴扳开。

如图4、图5所示，上片外面设置有调节旋钮（11）和能透过中红外光线的窗片（12），窗片固定在调节旋钮上；上片内面设置有环绕窗片（12）的环形凸沿（13），上片和下片合拢时，凸沿与下片接触，限定了上片内面和下片内面之间的距离。

如图6所示，下片内面设置有下沉凹坑（21），下沉凹坑中设置有能透过红外光的窗片（22）和环绕在窗片周围且高于窗片平面的O形弹性垫圈（23）。

上片的窗片（12）和下片的窗片（22）位置相对应，上片的窗片（12）的直径大于下片的窗片（22）的直径，使上片的窗片（12）可以盖住下片的下沉凹坑内的弹性垫圈（23）。

如图7、图8所示，上片的内面和下片的内面的对应位置均内嵌小磁铁

（15~18，25~28），八个小磁铁两两相对，通过小磁铁相互吸引使上片和下片紧密合拢；上下片合拢后上片内面的凸沿（13）接触下片内面的下沉凹坑的底面（24），同时上片的窗片压紧下片的弹性垫圈，在上片和下片之间形成一个密闭装样品的薄层空间，通过旋进和旋出上片外面的调节旋钮微调薄层空间的厚度。

     本发明中的小磁铁可用其他具有相同功能的非螺丝结构代替，例如，用卡扣将上片和下片紧密合拢。  

使用时，用手指扳上片凸边（14）和下片凸边（29）可方便的将上、下两片分开，将待测试的样品注满下片的下沉凹坑（21），然后将上片（1）缓慢合上，上片和下片上的小磁铁将互相吸引使上片和下片紧密合拢，并开始测试。

测试完成后再分开上片（1）和下片（2），清洗或擦拭后便可重新开始下一样品测试。

用于测试易挥发性样品时，下沉凹坑必须有一定的深度，以防止样品内的成分因挥发而影响测试结果。

决定物质挥发快慢的因素有：物质的温度、物质与空气的接触面积、物质表面的空气流动速度。

由马拉克公式知道有机溶剂的蒸发量由下式表示：

G=（5.38+4.1u）*Pv*F*(M^0.5)/133.32

其中，G为蒸发速率 g/h；u为风速，m/s；Pv为室温的饱和蒸汽压Pa；F为敞露面积m2；M为分子量；

由上面公式可得测试样品的挥发主要由下沉凹坑的面积决定，因此下沉坑越深，挥发量占总测试样品的比例越低，将下沉凹坑的深度设计成2毫米深测试汽油时试验证明，汽油的挥发对测试结果影响可以忽略不计。

Claims (4)

1.一种中红外光谱分析液体样品池，其特征在于：包括上片（1）、下片（2），

两者的一端连接在一起，另一端均设置有便于用手指扳开的上下错开的凸边，分别为上边凸边（14）和下边凸边（29）；

上片外面设置有调节旋钮（11）和能透过中红外光线的窗片（12），窗片

固定在调节旋钮上；上片内面设置有环绕窗片（12）的凸沿（13），上片和下片合拢后，凸沿与下片接触，限定上片内面和下片内面之间的距离；

下片内面设置有下沉凹坑（21），下沉凹坑中设置有能透过红外光的窗片（22）和环绕在窗片周围且高于窗片平面的弹性垫圈（23）；

上片的窗片（12）和下片的窗片（22）位置相对应，上片的窗片（12）的直径大于下片的窗片（22）的直径，使上片的窗片（12）可以盖住下片的下沉凹坑内的弹性垫圈（23）；上下片合拢后上片内面的凸沿（13）接触下片内面的下沉凹坑的底面（24），同时上片的窗片压紧下片的弹性垫圈，在上片和下片之间形成一个密闭装样品的薄层空间，通过旋进和旋出上片外面的调节旋钮微调薄层空间的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种中红外光谱分析液体样品池，其特征在于：所述

上片的内面和下片的内面的对应位置均内嵌小磁铁（15—18，25—28），通过小磁铁相互吸引使上片和下片紧密合拢。

3.根据权利要求1或2所述的一种中红外光谱分析液体样品池，其特征在于：所

述上片和下片的一端通过轴（3）连接在一起。

4.根据权利要求1或2所述的一种中红外光谱分析液体样品池，其特征在于：所

述凸沿为环形；所述弹性垫圈为O形。

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