CN114441395A - 流动室、包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备和测量方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了流动室、包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备和测量方法。所述流动室包括：主流动部，所述主流动部被配置成在一个方向上从一端延伸并通向另一端，脉冲激光束辐照到所述主流动部，所述主流动部包括液态样本在其中流动的流动空间；入口引导部，所述入口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本进入所述主流动部中；以及出口引导部，所述出口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本从所述主流动部排出。

Description

流动室、包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备和测量方法
本申请要求2020年10月20日递交的韩国专利申请No.10-2020-0136219的优先权权益，该韩国专利申请出于所有目的通过引用并入本文，就像在本文中完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及流动室和包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备。更具体地，本发明涉及用于测量流动样本中存在的微量纳米颗粒的测量设备。
本发明涉及高灵敏度检测方法，该方法能够在分析处于具有流速的状态下的高纯度化学品(诸如液态化学品，即溶剂)时检测小于或等于100nm的具有ppt水平的低浓度的样本。本发明涉及测量设备，该测量设备收集和分析通过由具有特定能量的光源从纳米级颗粒生成诱导等离子体而生成的信号。
背景技术
在需要高精度的产品(诸如显示器和半导体)的制造工艺中使用的各种有机和无机化学品需要比当前更高纯度的化学品，以防止产量降低，并且已经开发并新应用了高水平分析技术，以检查高纯度化学品的质量。其中，颗粒分析的重要性逐渐增大。由于甚至10纳米水平的小颗粒都可能影响产量降低以及半导体制造工艺的高集成度，因此需要开发用于质量控制的稳定分析方法，并且还必须确保技术的可扩展性，使得甚至可以分析可能发生在制造工艺中的瑕疵的原因。
一般来讲，以分子或离子状态均匀地分散在液体中的物质称为溶液。大于正常的分子或离子且具有大约1nm至1000nm的直径的微小颗粒分散在这种溶液中而没有聚合或沉淀的状态称为胶态，而处于胶态的颗粒称为胶体。
对存在于溶液中的微胶体的研究集中在获得待分析的物质的物理和化学性质的信息或者改善分离分析器的检测能力。直到最近对胶体颗粒的分析仍具有100nm尺寸的限制，因此需要开发这样的技术：对于小于或等于100nm的胶体颗粒的精确分析，需要高浓度样本。
测量胶体纳米颗粒的方法通常使用光散射分析方法来使用光散射强度检查颗粒的尺寸。然而，当测量尺寸小于100nm的微小纳米颗粒时，即使产生了散射光，在低浓度下的检测概率也快速减小，因此难以获得可靠的结果。此外，颗粒的浓度必须限制在ppm(partsper million)或更大。光散射强度随着颗粒尺寸增大而增大，而光散射面积随着颗粒尺寸减小而减小。因此，难以测量由于光散射强度降低的颗粒尺寸。由于相对大数量的颗粒必定能够有助于散射，因此在浓度小于ppm时灵敏度通常降低。
发明内容
本发明的一个方面提供一种流动室和包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备，其能够检测小于或等于100nm的具有万亿分之一(ppt)浓度的颗粒。
本发明的另一方面提供一种流动室和包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备，用于提高测量纳米颗粒的测量可靠性。
本发明的另一方面提供一种流动室和包括该流动室的流动纳米颗粒测量设备，该流动室和该设备使用了形状被设计成使得可以在流动样本中检测到纳米颗粒的室，并且该流动室和该设备包括由活塞泵和磁阀组成的流动控制器，使得能够控制流动而没有涡流，而不像通常的纳米颗粒分析方法那样会产生涡流。
为了实现本发明的上述和其他目的，在本发明的一个方面中，提供了一种流动室，包括：主流动部，所述主流动部形成为在一个方向上从一端延伸并通向另一端，脉冲激光束辐照到所述主流动部，所述主流动部包括液态样本在其中流动的流动空间；入口引导部，所述入口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本进入所述主流动部中；以及出口引导部，所述出口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本从所述主流动部排出。
在本发明的另一方面中，提供了一种流动纳米颗粒测量设备，包括：激光发生器，所述激光发生器被配置成生成脉冲激光束；以及流动室，所述脉冲激光束入射在所述流动室上，其中，所述流动室包括：主流动部，所述主流动部形成为在一个方向上从一端延伸并通向另一端，所述脉冲激光束辐照到所述主流动部，所述主流动部包括液态样本在其中流动的流动空间；入口引导部，所述入口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本进入所述主流动部中；以及出口引导部，所述出口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本从所述主流动部排出。
在本发明的另一方面中，提供了一种使用流动室的流动纳米颗粒测量方法，所述流动室包括在一个方向上延伸的主流动部、以及入口引导部和出口引导部，所述入口引导部和所述出口引导部分别在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部，所述流动纳米颗粒测量方法包括：使包含纳米颗粒的液态样本通过所述入口引导部在所述主流动部中流动；将脉冲激光束辐照到所述主流动部；以及检测所述主流动部中生成的等离子体，其中所述等离子体由所述脉冲激光束诱导而成。
根据本发明的一个方面，本发明能够测量其流动受控制的液态样本的纳米颗粒。
根据本发明的一个方面，本发明能够通过在液态样本流动的状态下测量纳米颗粒而减小测量误差，并因此能够提高纳米颗粒测量的可靠性，所述测量误差可能发生在使用静止室中非常小区域的测量值来计算纳米颗粒的数量时。
根据本发明的一个方面，本发明能够提高纳米颗粒的检测概率并因此提高纳米颗粒检测的可靠性。
本发明的目的是能够通过使用流动控制设备控制流速以检测在等离子体检测中瞬时生成的信号来提高检测小于或等于100nm且低浓度的样本的微量颗粒的检测能力。
根据本发明的一个方面，本发明可以通过改进液态样本在其中流动的流动部的结构，最小化液态样本流动时涡流的生成和气泡的生成。
根据本发明的一个方面，本发明可以通过改进液态样本在其中流动的流动部的结构，在主流动部中生成等离子体并防止连接到主流动部的入口引导部和出口引导部引起的干扰。
附图说明
被包括以提供本发明的进一步理解以及被并入并构成本发明的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备。
图2示出了与根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备的流动设备有关的配置。
图3A和图3B示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备的流动室。
图4示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备的流动控制器的示例。
图5是示出根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量方法S100的流程图。
图6示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备中依赖于时间的操作。
图7示出了根据本发明的另一个实施方式的流动纳米颗粒测量设备中依赖于时间的操作。
图8是根据本发明的实施方式的流动室的透视图。
图9是沿图8的A-A’截取的截面图。
图10是沿图8的B-B’截取的截面图。
图11是沿图8的C-C’截取的截面图。
图12示出了从侧面观看时图8的流动室。
具体实施方式
详细的描述和具体的示例(诸如本发明的实施方式)仅以示例的方式给出，因为根据详细的描述，在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对本领域技术人员来说将变得显而易见。
只要有可能，相同的附图标记将在整个附图中用于指代相同或相似的部件或组件。
本发明中所使用的术语用于解释实施方式，而不意图限制和/或约束本发明。只要在上下文中没有明确不同的含义，单数的表述就可以包括复数的表述。在本发明中，术语“包括”和“具有”应被理解成意图表明存在所示出的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合，而不排除存在一个或多个不同的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合，或者其附加物的可能性。
包括诸如“第一”、“第二”等序号的术语可用于描述各种组件，但这些组件不受这种术语的限制。这些术语仅用于区分一个组件与其他组件的目的。例如，第一组件可被称为第二组件，而不脱离本发明的精神和范围，同样地，第二组件可被称为第一组件。术语“和/或”包括与多个有关的项目中的多个或一些有关的项目的组合。
此外，诸如“部件”、“设备”、“块”、“构件”、和“模块”的术语可以指代处理至少一个功能或操作的单元。例如，这些术语可以意味着诸如现场可编程门阵列(FPGA)/专用集成电路(ASIC)的至少一个硬件、存储在存储器中的至少一个软件、或由处理器处理的至少一个进程。
现在将详细参考本发明的实施方式，其示例在附图中示出。附图示出了本发明的实施方式并且用于帮助容易理解各种技术特征，应理解，本文中呈现的实施方式不受附图的限制。
尽管本发明可以检测通过使用激光从微颗粒生成诱导等离子体而发射的光，但是本发明的描述集中于分析冲击波和等离子体的尺寸的方法。这被称为激光诱导击穿检测(LIBD)技术并且是一种颗粒分析方法，该颗粒分析方法可以通过使用各种检测方法来检测诱导等离子体的强度和分布而获得诸如纳米颗粒的尺寸、浓度、分布、和组分的信息，其中诱导等离子体通过将高能脉冲激光聚焦于水溶液中存在的颗粒而生成。因此，与现有的光散射方法、透射电子显微镜、原子力显微镜等相比，该方法随着颗粒尺寸减小而具有较低的检测限制。据报道，该方法理论上可以测量达1纳米级的颗粒，并且该方法是低浓度的纳米颗粒分析方法，其中浓度范围为ppt浓度范围。
现有的激光诱导击穿检测方法测量在生成诱导等离子体时生成的冲击波和等离子体闪烁。冲击波利用声学进行测量，而等离子体闪烁通过在室附近附接相机来测量。然而，即使在测量冲击波和等离子体闪烁期间由待测量的目标的纳米颗粒以外的杂质生成了等离子体，该等离子体也可能被检测并被识别为冲击波或闪烁。替选地，通过从生成的等离子体连续接收能量可以再次生成等离子体，并且该等离子体可以被检测为噪声。
本发明提出了一种方法，该方法用于使用流速控制设备检测在流动的液体样本中生成的诱导冲击波，并且将其量化以对尺寸进行分类。当使用所述控制设备确定了流动样本的纳米颗粒的尺寸时，本发明通过测量特定区域范围而能够实现比现有检测更高的检测限制和非接触实时测量，并且通过实时改变测量路径而能够获得可靠结果。此外，本发明能够测量所有样本的纳米颗粒，而不像现有测量方法那样只能测量一些样本，由此提高了结果的可靠性。
测量利用实际的激光光源辐照的区域，同时维持细小的流动路径中非常高的线速度，以测量在非常小的区域中流动的样本。在这种情况下，由于高的速度而引起等离子体的图像的极大失真。在一些情况下，由于因对比率的改变而难以检测，因此再现性或检测灵敏度降低。为了改善这种情况，本发明尝试使用诸如脉冲激光的流动脉冲在瞬时静态下检测图像。为此，需要一种流动室，该流动室能够流动而没有涡流，并且被制造使得激光束入射并产生最大信号值。此外，能够控制暂时静态下的速度的流动控制器通过暂时操作具有脉冲宽度的内部活塞泵来控制线性速度。更具体地，流动控制器可以被配置成控制液态样本的流速对应于脉冲宽度。本发明通过检测在由流动控制器产生的液态样本的瞬时静态下由脉冲激光束生成的等离子体信号值，而可以增大等离子体的检测概率和灵敏度，并且可以改善诸如失真或对比率和冲击波灵敏度的伴随问题，由此有效地提高结果的可靠性。
流动纳米颗粒测量设备可以使用LIBD方法。LIBD方法允许具有几纳秒的时间宽度的脉冲激光束通过透镜入射，并且使用在激光束入射时在透镜的聚焦区域中生成的激光束诱导等离子体的原理。更具体地，当脉冲激光束辐照到纳米颗粒时，纳米颗粒的能级变成激发态，然后能量被释放以处于稳态，即基态(或激发态)。由于在该过程中释放的能量，而在纳米颗粒中生成等离子体或冲击波。
在这种情况下，生成等离子体或冲击波的现象被称为击穿现象，该现象需要颗粒生成等离子体所需的最小能量，该最小能量被称为低限能。低限能取决于材料的相，因为每种材料所需的电离能是不同的。低限能在气态下需要最高的能量，而按照液态和固态的次序减小。
激光束用以生成激光诱导等离子体所需的能量按照固体、液体、和气体的次序增大。因此，当使用适当的激光束能量时，通过仅击穿水溶液中的固态颗粒而可以生成激光诱导等离子体状态。
可以通过利用以下特性来分析纳米颗粒的浓度和尺寸：在固定激光束能量的条件下击穿概率根据颗粒浓度变化；以及击穿所需的激光束的低限能根据颗粒尺寸变化。
流动纳米颗粒测量设备能够补偿可能在根据以上理论检测颗粒时发生的问题和可靠性。在大多数颗粒分析设备中，污染可能在收集和分析样本的过程中发生，并且有可能该值被误认为是因污染而产生的值。由于高纯度材料容易被污染，因此所开发的设备通过使用特别设计的流动室最小化污染来允许样本注射和直接分析。
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备。
流动纳米颗粒测量设备1可以包括激光发生器10和流动设备20。流动设备20可以包括流动室30、入口部41、和出口部42。液态样本可以通过入口部41进入流动设备20。进入流动设备20的液态样本可以穿过流动室30。穿过流动室30的液态样本可以通过出口部42被排出到外部。
激光发生器10可以包括激光生成设备12、光阑13、反射镜14、分束器16、能量检测器17、透镜18、和光束阻止件19。
激光生成设备12可以生成脉冲激光束B。脉冲激光束B的波长不做限制。可以使用Q开关辐照脉冲激光束B。可以利用预定周期T1(参见图6)的脉冲重复辐照脉冲激光束B。也就是说，激光生成设备12可以辐照脉冲激光束B，使得开/关以第一周期T1重复。由激光生成设备12生成的脉冲激光束B可以包括具有532nm的波长的Nd:YAG脉冲激光束。然而，本发明不限于此，由激光生成设备12辐照的激光束的类型和能量大小可以不同地应用。
光阑13可以设置在激光生成设备12的一侧，并且可以调节由激光生成设备12发射然后入射的脉冲激光束的直径。光阑13可以不同地调节由激光生成设备12发射的激光束的直径。
反射镜14设置在脉冲激光束B的路径上并且可以转变脉冲激光束B的路径。此外，在脉冲激光束B的路径上布置至少一个反射镜，并因此可以仅允许具有期望波长的脉冲激光束B到达流动室30。
分束器16可以调节脉冲激光束B的路径。分束器16可以按预定比例将脉冲激光束B分成几个路径。分束器16可以调节从脉冲激光束B分出的激光束的强度。
分束器16可以调节入射脉冲激光束B的至少部分光束B1的路径以指向到流动室30。例如，分束器16可以将脉冲激光束B分成第一激光束B1和第二激光束B2。也就是说，入射在分束器16上的脉冲激光束B可以被分成第一激光束B1和第二激光束B2。第一激光束B1的光学特性可以对应于脉冲激光束B的光学特性。例如，第一激光束B1可以是具有预定周期的脉冲激光。例如，第一激光束B1的脉冲周期可以是第一周期T1(参见图6和图7)。因此，第一激光束B1可以被称为“脉冲激光束”。换句话说，“入射在流动室上的脉冲激光束”可以指示“入射在流动室上的第一激光束”。
例如，第一激光束B1的行进方向可以不同于入射在分束器16上的脉冲激光束B的行进方向。例如，第一激光束B1的行进方向可以垂直于入射在分束器16上的脉冲激光束B的行进方向。例如，第二激光束B2的行进方向可以与入射在分束器16上的脉冲激光束B的行进方向相同或平行。
例如，由分束器16生成的第一激光束B1的功率可以小于入射在分束器16上的脉冲激光束B的功率。例如，由分束器16生成的第一激光束B1的功率可以与由分束器16生成的第二激光束B2的功率相同。
能量检测器17可以测量第二激光束B2的功率(或能量)。能量检测器17可以面向分束器16。由分束器16生成的第二激光束B2可以入射在能量检测器17上。第二激光束B2的行进方向可以与第一激光束B1的行进方向形成角度。
第一激光束B1的功率(或能量)可以对应于第二激光束B2的功率(或能量)。因此，由能量检测器17测量的功率(或能量)测量值可以用于计算第一激光束B1的功率(或能量)。例如，如果第一激光束B1的功率与第二激光束B2的功率相同，则由能量检测器17测量的功率可以是第一激光束B1的功率。
透镜18可以布置在分束器16与流动室30之间。例如，由分束器16生成的第一激光束B1可以入射在透镜18上。在穿过透镜18时第一激光束B1的光学特性可以改变。例如，穿过透镜18的第一激光束B1的焦点可以是流动室30的一个点。
换句话说，透镜18可以调节入射在流动室30上的第一激光束B1的辐照面积和焦距。第一激光束B1的焦距可以是指穿过透镜18的第一激光束B1的焦点与透镜18之间的距离。透镜18通过调节入射在流动室30上的第一激光束B1的辐照面积来提高纳米颗粒的检测能力。透镜18的焦距可以基于关于由第一激光束B1生成纳米颗粒的诱导等离子体的高斯分布来调节。第一激光束B1的焦距可以设置为10mm至40mm，但不限于此。
诱导等离子体在流动室30中生成的位置可以对应于第一激光束B1撞击纳米颗粒的位置。在流动室30中流动的液态样本可以具有唯一的折射率。因此，第一激光束B1的焦距可以根据在流动室30中流动的液态样本的类型而变化。为了测量各种液态样本，可能需要适当地调节焦距。为此，通过根据液态样本的类型调节透镜18与流动室30之间的距离可以控制诱导等离子体在流动室30中生成的位置。可以通过控制器70来调节透镜18与流动室30之间的距离。例如，控制器70可以通过移动透镜18来控制透镜18的位置。
光束阻止件19可以面向流动室30。流动室30可以位于透镜18与光束阻止件19之间。例如，第一激光束B1可以在穿过流动室30之后入射在光束阻止件19上。光束阻止件19可以抑制入射的第一激光束B1的行进。例如，光束阻止件19可以阻止(或屏蔽)入射的第一激光束B1。
流动室30可以形成流动路径F。在图1中，流动路径F可以由虚线指示。流动路径F可以形成在流动室30的外部和内部。流动路径F可以指示液态样本流过的路径。流动路径F可以指示液态样本流动的方向。在该上下文中，流动路径F可以称为“流动方向”。
在狭义上，流动路径F可以是指液态样本在流动室30中流过的路径。流动室30可以包括室入口32和室出口34。
在流动室30内部形成的流动路径F可以从室入口32延伸并通向室出口34。例如，液态样本可以通过室入口32进入流动室30的内部并可以通过室出口34排出到流动室30的外部。
在广义上，流动路径F可以是指液态样本在流动设备20内流过的路径。在流动设备20内部形成的流动路径F可以从入口部41延伸并通向出口部42。
流动纳米颗粒测量设备1可以包括检测器60、流动控制器50、和控制器70。对检测器60、流动控制器50、和控制器70的描述可以包括在对图2的描述中。
图2示出了与根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备的流动设备有关的配置。图3A和图3B示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备的流动室。
流动设备20可以被配置成使液态样本流动。
流动室30可以被配置成使液态样本在流动室30中流动。流动室30可以包括室入口32和室出口34，液态样本被引入到室入口32中，并且液态样本从室出口34中流出。流动室30可以由包含石英的材料形成，但不限于此。例如，流动室30可以由包括聚合物材料(诸如丙烯酸)的材料形成。
描述并示出了流动室30的形状具有矩形外形，但该形状不限于此。当流动室30由矩形室组成时，之后描述的检测器60可以位于垂直于矩形室的外表面的方向上，或者位于从矩形室的外表面倾斜预定角度的方向上。然而，不限制流动室30的形状以及根据流动室30的形状的检测器60的布置。
流动室30可以被配置成使得液态样本在流动室30内部流动。流动室30的至少一部分可以由透光材料制成，使得第一激光束B1辐照到位于流动室30中的液态样本。
流动室30可以包括液态样本在其中流动的流动部36。流动部36可以是形成在流动室30中的空间。狭义上的流动路径F可以由流动部36形成。流动部36可以从室入口32延伸并通向室出口34。例如，流动部36可以连接到形成在室入口32中的开口。例如，流动部36可以连接到形成在室出口34中的开口。室出口34可以与室入口32间隔开。
流动部36可以被形成为从室入口32延伸，弯曲并再次延伸，以及通向室出口34。例如，流动部36可以形成弯曲形状。流动部36的一端可以连接到室入口32，而流动部36的另一端可以通向室出口34。
流动部36的内径可以形成在10mm之内，但不限于此。可以不同地应用流动部36的内径的尺寸和形状。例如，如图3A所示，流动部36的截面可以具有矩形形状。替选地，如图3B所示，流动部36的截面可以具有圆形形状。
当如图3B所示将流动部36形成为具有圆形截面时，即使检测器60相对于流动部36布置的方向改变，流动部36与检测器60之间的距离也可以配置成相同。因此，对检测器60的布置的限制能够减小，并因此能够改善检测结果的可靠性。
此外，当如图3A所示将流动部36形成为具有矩形截面时，第一激光束B1可以在垂直于流动部36的方向上辐照或者可以接收等离子体信号。因此，诸如信号的折射的失真能够降低。通过该配置，可以获得更精确的检测结果。
此外，当如图3A所示将流动部36形成为矩形截面时，可以相对于相同的宽度形成更大的流动路径，并因此可以得到液态样本的平滑流动。然而，不限制流动部36的形状。例如，流动部36的至少一部分可以形成为弯曲表面，而流动部36的剩余部分可以形成为平坦表面。也就是说，流动部36的截面可以形成为弯曲表面与多边形组合的形状。当流动部36的一部分形成为弯曲表面时，检测强度可以最大化，此外，根据流速在液态样本中生成气泡可以最小化。
流动部36的内径的尺寸可以在整个流动路径F上一致地形成，也可以沿着流动路径F变化。更具体地，流动部36被划分成多个区段，并且每个区段可以具有不同的内径，或者待之后描述的流动部36的主流动部38可以具有与流动部36的其他区段不同的内径和不同的形状。不限制流动部36的内径的尺寸和形状。
流动部36可以包括透射第一激光束B1的主流动部38。主流动部38可以形成液态样本在其中流动的流动空间37的至少一部分。第一激光束B1可以辐照到主流动部38。流动空间37可以形成液态样本在一个方向上流过的流动路径。主流动部38可以形成流动空间37的一部分。透射第一激光束B1的主流动部38可以是流动部36的一部分或者可以是全部流动部36。如图3A和图3B所示，流动部36弯曲之前的部分可以是主流动部38。然而，本发明不限于此。例如，流动部36弯曲之后的部分可以是主流动部38，并且整个流动部36可以被定义为主流动部38。不限制主流动部38在流动部36上的位置。
例如，如图2所示，主流动部38可以形成为从室入口32沿一个方向延伸。在另一个示例中，主流动部38可以形成为从室出口34沿一个方向延伸。
第一激光束B1可以辐照到经过主流动部38的液态样本的流动路径。更具体地，第一激光束B1可以辐照到经过主流动部38的液态样本的流动路径的中心。然而，脉冲激光束B1相对于主流动部38的辐照位置不限于此。
第一激光束B1可以穿过主流动部38。换句话说，主流动部38可以形成为在一个方向上延伸并且可以经过第一激光束B1的路径。例如，在主流动部38中，液态样本的流动方向F与第一激光束B1的辐照方向可以彼此垂直。也就是说，主流动部38的延伸方向与第一激光束B1的入射方向可以彼此垂直。主流动部38可以形成为从室入口32沿一个方向延伸。
为了第一激光束B1的辐照，流动室30的包括主流动部38的至少一部分可以包括透光材料。因此，第一激光束B1可以穿过流动室30并且可以辐照到经过主流动部38的液态样本。
然而，本发明不限于此，液态样本的流动方向F与脉冲激光束B1的辐照方向可以被调节成预定角度。可以根据检测器60的类型不同地应用由流动方向F与脉冲激光束B1的辐照方向形成的角度。
流动设备20可以包括入口部41和出口部42。
液态样本可以穿过入口部41并且可以被引入到流动室30中。在液态样本从流动室30排出之后，可以通过出口部42将液态样本排出到流动设备20外部。
流动设备20可以连接到其中存储液态样本的容器。例如，入口部41和出口部42可以连接到该容器。液态样本可以从该容器通过入口部41被引入到流动设备20中。液态样本可以通过出口部42从流动设备20被引入到该容器中。然而，本发明不限于此，入口部41和出口部42可以分别连接到单独的容器。
流动设备20可以包括流动控制器50。
流动控制器50可以布置在液态样本的路径上。流动控制器50可以控制经过流动室30的液态样本的流速和流量。控制器70可以通过控制流动控制器50来控制经过流动室30的液态样本的流速或流量。
如图1所示，流动控制器50可以位于流动室30与出口部42之间的路径上。也就是说，由于流动控制器50布置在液态样本的流动路径中的下游，待测量的液态样本的污染可以最小化。然而，不限制流动控制器50的布置。
例如，流动控制器50可以位于流动室30与入口部41之间的路径上。流动控制器50被配置成控制在流动室30中流动的液态样本的流速，并且如果流动控制器50布置在液态样本没有被污染的位置处，则流动控制器50可以满足这一点。
流动控制器50可以控制流速，使得在静止状态下预定流量的液态样本位于主流动部38中。也就是说，流动控制器50可以控制流速，使得液态样本以预定周期T2(参见图6)的脉冲重复流动。换句话说，流动控制器50可以控制液态样本的流速，使得液态样本以第二周期T2(参见图6和图7)的脉冲波的形式流动。
流动控制器50可以被配置成使得液态样本的流动状态和流动停止状态以第二周期T2(参见图6和图7)交替重复。流动状态是液态样本流过流动部36的状态，而流动停止状态可以指示液态样本处于流动在流动部36中停止的状态。
如图6所示，流动控制器50可以被配置成使得液态样本以脉冲的形式在流动状态和流动停止状态之间交替流动。当流动控制器50控制液态样本处于流动状态时，液态样本可以以第一流速V1流过流动部36。为了便于描述，图6示出了第一流速V1具有恒定速度，但第一流速V1的幅度和变化不限于此。当流动控制器50控制液态样本处于流动停止状态时，液态样本在流动部36中的流动可以停止。
流动控制器50可以基于从控制器70接收的信号重复操作在流动状态和流动停止状态下，并且可以机械地重复操作在流动状态和流动停止状态下。不限制实现流动控制器50的操作的方法。如果由流动控制器50控制液态样本的流动，就可以满足这一点。
经由流动控制器50的液态样本的流动操作可以对应于经由激光生成设备12的第一激光束B1的辐照。例如，第一激光束B1的第一周期T1可以与流动控制器50的第二周期T2相同。例如，流动控制器50可以控制经过流动室30的液态样本的流速，使得流动控制器50的第二周期T2与第一激光束B1的第一周期T1相同。
参考图6，液态样本的流动停止状态开始的时间可以与第一激光束B1的输出变成第二输出P2的时间同步。参考图7，第一激光束B1的输出变成第二输出P2的时间可以比液态样本的流动停止状态开始的时间晚第一延迟时间d1。
当流动控制器50停止液态样本经过主流动部38的流动时，激光发生器10可以通过将第一激光束B1辐照到流动室30的主流动部38来在液态样本中的纳米颗粒中生成诱导等离子体。
之后，当流动控制器50控制液态样本处于流动状态时，流动控制器50可以使其中通过使液态样本流动而生成诱导等离子体的液态样本流动到下游，并且可以将其中未生成诱导等离子体的液态样本引入到主流动部38中。当液态样本流动时，激光发生器10可以控制第一激光束B1的输出使得不在液态样本中生成诱导等离子体。
当流动控制器50停止液态样本经过主流动部38的流动时，作为第二输出P2的脉冲激光束B1通过激光发生器10辐照到流动室30的主流动部38，并因此可以在液态样本的纳米颗粒中生成诱导等离子体。
本发明可以测量流动的液态样本的纳米颗粒并可以通过重复上述过程来提高纳米颗粒测量的可靠性。
流动设备20可以被配置成使得在流动状态下经过主流动部38的液态样本的流量等于或大于在流动停止状态下位于主流动部38中的液态样本的量。通过该配置，暴露于第二输出P2的第一激光束B1的液态样本再次暴露于第二输出P2的第一激光束B1，由此防止纳米颗粒测量中的误差。
流动设备20可以包括分离单元(未示出)，用于在包含纳米颗粒的液态样本被引入到流动室30中之前分离液态样本中的纳米颗粒。分离单元可以布置在流动室30与入口部41之间，以从被引入到流动室30中的液态样本中分离纳米颗粒。可以基于纳米颗粒的类型或纳米颗粒的尺寸来执行纳米颗粒的分离。
图4示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备的流动控制器的示例。
流动控制器50可以被配置成控制液态样本的流动。流动控制器50可以响应于从控制器70接收的控制信号来操作。
流动控制器50可以包括单个活塞泵。然而，本发明不限于此。如果流动控制器50被配置成从控制器70接收信号并且控制液态样本的流速使得该信号对应于脉冲激光束B的脉冲，就可以满足这一点。作为示例，流动控制器50可以包括用于控制液态样本的流量和流速的磁阀。
流动控制器50可以包括：根据第一激光束B1(参见图1)的第一周期T1(参见图6和图7)旋转的凸轮51，汽缸54，位于汽缸54内部并移动的活塞52，以及连杆53，连杆53的一端可旋转地连接到凸轮51且另一端可旋转地连接到活塞52，并且将凸轮51的旋转力转移到活塞52。内部空间55可以指示在汽缸51中形成的空间。内部空间55的边界可以由活塞52确定。活塞52可以布置在内部空间55中。活塞52可以联接到汽缸54以在一个方向上往复运动。
凸轮51可以绕旋转轴51a旋转。连杆53的一端可以在与旋转轴51a间隔开的位置处可旋转地连接到凸轮51。当凸轮51旋转时，活塞52可以通过连杆53在汽缸54内部往复运动。
流动控制器50可以通过控制凸轮51的旋转速度来调节液态样本的流动周期。也就是说，流动控制器50可以通过控制凸轮51的旋转速度来调节液态样本的流动状态和流动停止状态的周期。液态样本的流量可以通过凸轮51的旋转速度、凸轮51的旋转轴51a与连杆53之间的布置关系、汽缸54的内部容积等来控制。例如，可以通过调节液态样本的流量来控制液态样本的流量。
流动控制器50可以包括阀56a和56b。在该实施方式中，阀56a和56b可以包括一对阀56a和56b。该对阀56a和56b中的一个阀56a可以布置在汽缸54的液态样本入口处。该对阀56a和56b中的另一个阀56b可以布置在汽缸54的液态样本出口处。
布置在汽缸54的液态样本入口处的阀56a可以称为入口阀56a。布置在汽缸54的液态样本出口处的阀56b可以称为出口阀56b。入口阀56a可以连接到流动室30(参见图1)。出口阀56b可以连接到出口部42(参见图1)。
阀56a和56b可以包括防回流阀。例如，防回流阀可以是止回阀。入口阀56a允许液态样本被引入到内部空间55中，但可以抑制液态样本排出到内部空间55外部。出口阀56b允许液态样本排出到内部空间55外部，但可以抑制液态样本被引入到内部空间55中。
活塞52、入口阀56a、和出口阀56b可以连接到内部空间55。换句话说，活塞52、入口阀56a、和出口阀56b可以形成内部空间55的边界的一部分。
当由活塞52向汽缸54的内部空间55加压时，入口阀56a可以关闭，出口阀56b可以打开。在该过程中，内部空间55中的液态样本可以通过出口阀56b排出到流动控制器50外部。当入口阀56a关闭时，位于比流动控制器50更上游的液态样本的流动可以停止。也就是说，当由活塞52向汽缸54的内部空间55加压时，流动室30中的液态样本的流动可以停止。当由活塞52向汽缸54的内部空间55加压时，可以意味着汽缸54的内部空间由活塞52减小。
反之，当活塞52在与加压方向相反的方向上操作时，出口阀56b可以关闭，入口阀56a可以打开。当活塞52在与加压方向相反的方向上操作时，可以意味着汽缸54的内部空间55由活塞52增大。在该过程中，汽缸54外部的液态样本可以通过打开的入口阀56a被引入到汽缸54的内部空间55中。
当汽缸54的内部空间55由活塞52增大时，入口阀56a打开，液态样本可以通过入口阀56a被引入到汽缸54的内部空间55中。当液态样本通过入口阀56a被引入到汽缸54的内部空间55中时，位于流动室30中的液态样本可以流动。也就是说，当汽缸54的内部空间55由活塞52增大时，位于流动室30中的液态样本可以流动。
以示例的方式示出和描述了流动室30布置在比流动控制器50更上游的位置，但本发明不限于此。当流动室30布置在比流动控制器50更下游的位置时，上述操作可以反向执行。
也就是说，活塞52在加压方向上的移动可以允许流动室30中的液态样本处于流动状态，而活塞52在与加压方向相反的方向上的移动可以允许流动室30中的液态样本停止流动。换句话说，例如，入口阀56a可以连接到入口部41(参见图1)，且出口阀56b可以连接到流动室30(参见图1)。例如，当由活塞52对汽缸54的内部空间55加压时，流动室30(参见图1)中的液态样本可以流动。例如，如果活塞52在与汽缸54被加压的方向相反的方向上移动，则流动室30(参见图1)中的液态样本可以不流动。
通过该过程，流动控制器50可以以预定周期控制液态样本的流动。
参考图1至图4，流动纳米颗粒测量设备1可以包括检测器60。
可以由第一激光束B1使包括在液态样本中的纳米颗粒处于等离子体状态。检测器60可以检测在该过程中生成的冲击波或闪烁。检测器60可以检测等离子体中生成的各种信号。检测器60可以检测元素的光谱、冲击波、等离子体的图像、热量、和声音中的至少一者。
检测器60可以包括冲击波检测器，其测量在生成激光诱导等离子体时伴随的激光诱导冲击波。检测器60可以包括闪烁检测器60，其检测在生成激光诱导等离子体时伴随的闪烁。当由第一激光束B1在纳米颗粒中生成诱导等离子体时，激光诱导等离子体的特性可以根据纳米颗粒的尺寸而变化。
冲击波检测器可以包括压电元件和麦克风中的至少一者。由冲击波检测器测量的信号可以由锁定放大器进行放大。
闪烁检测器可以包括CCD相机。闪烁检测器60还可以包括布置在朝向CCD相机的光学路径上的陷波滤波器，以控制由散射光导致的测量误差。如图1所示，冲击波检测器和闪烁检测器可以分别布置成与流动室30相邻。冲击波检测器和闪烁检测器中的至少一者可以布置成与流动室30相邻。
检测器60通过检测冲击波或闪烁可以获取关于纳米颗粒的信息。关于纳米颗粒的信息可以包括纳米颗粒的数量和/或尺寸。
检测器60可以布置在流动室30内部，或者可以如图1所示布置在流动室30外部。此外，可以在流动室30周围布置多个检测器60。控制器70可以基于在流动室30内部生成诱导等离子体的位置距检测器60的距离来校正检测值。控制器70可以基于在流动室30内部生成诱导等离子体的位置处朝向检测器60的方向与第一激光束B1的辐照方向之间的角度来校正检测值。不限制检测器60的类型，并且检测器60可以包括各种检测器，诸如热传感器。
流动纳米颗粒测量设备1可以包括控制器70。
控制器70可以控制流动纳米颗粒测量设备1的整体操作。例如，控制器70可以控制激光生成设备12和流动控制器50。控制器70可以控制激光生成设备12以控制第一周期T1(参见图6和图7)和/或第一激光束B1的输出。此外，控制器70可以控制流动控制器50以控制第二周期T2(参见图6和图7)或液态样本的流动时间。
由控制器70对激光生成设备12和流动控制器50的控制可以彼此独立地执行。也就是说，控制器70可以分别控制激光生成设备12和流动控制器50。
控制器70可以相对于流动室30移动透镜18以调节第一激光束B1的焦距。
控制器70可以从检测器60获得关于纳米颗粒的信息。
控制器70可以预处理从检测器60传输的信号。控制器70使用锁定放大器放大由检测器60检测的信号并且可以使用带通滤波器移除小于或等于100Hz的低频带的噪声。可以通过转换器将滤波信号转换成数字信号。经转换的信号可以通过根据条件提取一些区段的信号值而经受实时快速傅里叶变换(FFT)。通过该过程，控制器70可以将信号从时间的函数转换成频率的函数，并且分析由等离子体生成的冲击波的频率分量。控制器70可以基于频率分量和从所检测的冲击波转换的振幅大小来确定纳米颗粒的类型、尺寸或数量。
在相同输出的条件下，诱导等离子体的大小随着颗粒尺寸增大而增大，并且因此冲击波的尺寸也可以增大。基于频率分量和冲击波的振幅大小，控制器70可以确定纳米颗粒的类型、尺寸或数量。
控制器70可以基于由闪烁检测器检测的闪烁的数量和尺寸来确定纳米颗粒的尺寸或数量。
控制器70可以基于由流动控制器50流动的液态样本的流量以及由检测器60检测的关于纳米颗粒的信息来测量液态样本中纳米颗粒的浓度。
下面描述根据本发明的流动纳米颗粒测量设备的操作。
图5是示出根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量方法(S100)的流程图。图6示出了根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量设备中依赖于时间的操作。
在图5所示的流程图中，通过将该方法划分成多个步骤来描述该方法，但是至少一些步骤可以以不同的顺序执行、结合其他步骤一起执行、被省略、再分成子步骤、或者通过添加未示出的一个或多个步骤来执行。
在图6中，第一激光束B1的第二输出P2可以大于第一输出P1。例如，第一输出P1可以是零。控制器70可以随时间控制第一激光束B1的输出。
参考图1至图5，流动纳米颗粒测量设备1可以被配置成测量包含在流动液态样本中的纳米颗粒。控制器70可以控制激光生成设备12和流动控制器50。
流动设备20可以使包含纳米颗粒的液态样本流到流动室30的主流动部38。更具体地，流动设备20可以通过室入口32将液态样本引入到流动室30中，以及通过室出口34将液态样本排出到流动室30外部。可以通过流动控制器50控制流过流动设备20的液态样本的流速。
参考图1至图6，流动控制器50可以控制液态样本的流速，使得在静止状态下预定流量的液态样本位于主流动部38中。也就是说，流动控制器50可以被配置成以第二周期T2使液态样本重复流动。
由激光生成设备12生成的脉冲激光束B可以被分束器16分成第一激光束B1和第二激光束B2。第一激光束B1可以穿过透镜18并且可以辐照到流动室30的主流动部38。第一激光束B1可以以第一周期T1的脉冲重复辐照。
根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量方法S100可以包括步骤S110：将脉冲激光束辐照到在流动室30中流动的液态样本。在步骤S110中，辐照到液态样本的脉冲激光束可以是第一激光束B1。在步骤S110中，控制器70可以控制第一激光束B1的输出以及将脉冲激光束辐照到液态样本。
第一激光束B1的第一周期T1可以与脉冲激光束B的周期相同。第一激光束B1的第一周期T1可以与流动控制器50的第二周期T2相同。流动控制器50可以控制经过流动室30的液态样本的流速以对应于脉冲激光束的周期。例如，液态样本的流动停止状态开始的时间可以与第一激光束B1的输出变成第二输出P2的时间同步。例如，液态样本的流动状态开始的时间可以与第一激光束B1的输出变成第一输出P1的时间同步。
由此，当由流动控制器50停止液态样本经过主流动部38的流动时，第一激光束B1可以辐照到流动室30的主流动部38，以在液态样本中的纳米颗粒中生成等离子体。
根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量方法S100可以包括步骤S120：使用检测器获得检测信号。第一激光束B1可以在由流动控制器50停止的液态样本的纳米颗粒中生成等离子体或冲击波。检测器60可以检测所生成的等离子体或冲击波以生成检测信号。检测信号可以包括关于冲击波的信息。在步骤S120中，控制器70可以使用检测器60获得检测信号。
根据本发明的实施方式的流动纳米颗粒测量方法S100可以包括步骤S130：计算液态样本的浓度信息。在步骤S130中，控制器70可以基于由流动控制器50控制的液态样本的流速以及从检测器60获得的检测信号来计算包含在液态样本中的纳米颗粒的浓度信息。
控制器70可以被配置成控制流动控制器50使得液态样本以预定周期重复流动状态和流动停止状态，并且控制激光发生器10使得以预定周期辐照第一激光束B1。因此，该方法通过测量流动的液态样本的纳米颗粒可以提高纳米颗粒测量的可靠性。
图7示出了根据本发明的另一个实施方式的流动纳米颗粒测量设备中依赖于时间的操作。
参考图1至图7，流动纳米颗粒测量设备1可以被配置成测量包含在流动的液态样本中的纳米颗粒。
第一激光束B1的第一周期T1可以与流动控制器50的第二周期T2相同。
此外，第一激光束B1的第一周期T1的开始时间可以比流动控制器50的第二周期T2的开始时间延迟第一延迟时间d1。换句话说，第一激光束B1作为第二输出P2运行的开始时间可以比液态样本的流速变成零的开始时间延迟第一延迟时间d1。由此，在由流动控制器50停止液态样本的流动之后并且在第一延迟时间d1过去之后，第一激光束B1可以辐照到流动室30。
液态样本的流速变成第一流速V1的开始时间可以比第一激光束B1变成第一输出P1的开始时间延迟第二延迟时间d2。由此，在第一激光束B1辐照到流动室30之后并且在第二延迟时间d2过去之后，液态样本可以以第一流速V1流动并且可以从流动室30排出。
在第二周期T2期间液态样本的流速维持在零的时间可以大于在第一周期T1期间第一激光束B1作为第二输出P2运行的时间。因此，第一激光束B1辐照到其中没有形成诱导等离子体的纳米颗粒，并且诱导等离子体可以稳定地生成。
图8是根据本发明的实施方式的流动室的透视图。图9是沿图8的A-A’截取的截面图。图10是沿图8的B-B’截取的截面图。图11是沿图8的C-C’截取的截面图。图12示出了从侧面观察时图8的流动室。
参考图1至图12，流动设备20可以包括流动室130。图10中示出的附图标记“d1”表示入口引导部136的直径或内径并且不同于图7中示出的附图标记“d1”。此外，图9中示出的附图标记“d2”表示出口引导部137的直径或内径并且不同于图7中示出的附图标记“d2”。
流动室130可以被配置成使液态样本在流动室130中流动。流动室130可以包括室入口131和室出口132，液态样本被引入到室入口131中，并且从室出口132排出。流动室130可以由包含石英的材料形成。例如，流动室130可以由包括聚合物材料(诸如丙烯酸)的材料形成。
管131a和管132a可以分别连接到室入口131和室出口132，并且室入口131和室出口132可以通过管131a和管132a连接到流动室130的外部。管131a和管132a可以是流动室130的一种配置。例如，第一管131a可以连接到室入口131。例如，第二管132a可以连接到室出口132。第一管131a可以称为“入口管”，且第二管132a可以称为“出口管”。
流动室130可以整体上具有六面体形状。尽管流动室130的形状已经被示出并描述为具有矩形外部形状(前表面或侧表面)，但是其形状不限于此。也就是说，不限制流动室130的形状以及检测器60根据流动室130的形状的布置。如果液态样本被配置成在流动室130内部流动，并且流动室130的至少一部分由透光材料形成使得第一激光束B1辐照到位于流动室130内部的液态样本，就可以满足这一点。
流动室130可以包括液态样本在其中流动的流动部134。上述图2和图3中的流动部134已经被示出并描述为具有
Figure BDA0003311094120000221
的形状。在本实施方式中，流动部134可以形成为大致
Figure BDA0003311094120000222
的形状。流动部134可以连接到入口部41(参见图1)和出口部42。然而，不限制流动部134的形状。例如，如果液态样本流动，使得液态样本从流动室130的外部被引入，经过流动室130的内部，并排出到流动室130的外部，就可以满足这一点。
流动部134可以包括主流动部135、入口引导部136和出口引导部137。液态样本可以按顺序流过入口引导部136、主流动部135和出口引导部137。例如，主流动部135可以形成从其一端延伸到另一端的形状。入口引导部136可以形成为从主流动部135的一端延伸。入口引导部136可以与室入口131连通。例如，出口引导部137可以形成为从主流动部135的另一端延伸。出口引导部137可以与室出口132连通。
主流动部135可以形成包含纳米颗粒的液态样本在其中流动的流动空间135a。主流动部135可以被配置成使得第一激光束B1辐照到流动空间135a。主流动部135的流动空间135a可以形成流动路径，液态样本通过该流动路径沿一个方向流动。例如，流动空间135a可以具有从主流动部135的一端延伸到另一端的形状。
入口引导部136可以将液态样本从室入口131引导至主流动部135。出口引导部137可以将液态样本从主流动部135引导至流动室130外部。
入口引导部136和出口引导部137可以分别从室入口131和室出口132延伸。例如，入口引导部136可以从室入口131延伸并且可以连接到主流动部135的一端。例如，出口引导部137可以从室出口132延伸并且可以连接到主流动部135的另一端。
入口引导部136可以将通过室入口131被引入到流动室130中的液态样本引导至主流动部135。出口引导部137可以将主流动部135中的液态样本引导至室出口132。
主流动部135可以被定位在距流动室130的外表面预定深度内。以示例的方式，图8示出了入口引导部136和出口引导部137在距流动室130的外表面预定深度内分别连接到管131a和管132a，但本发明不限于此。入口引导部136和出口引导部137可以分别延伸到流动室130的室入口131和室出口132，并且还可以延伸到流动室130的外部。
主流动部135可以连接到入口引导部136和出口引导部137。入口引导部136和出口引导部137可以在与液态样本在主流动部135中流动的方向不同的方向上连接到主流动部135。
也就是说，主流动部135可以从入口引导部136和出口引导部137以预定角度弯曲。换句话说，主流动部135可以布置在与入口引导部136和出口引导部137的布置方向不同的方向上。例如，液态样本在主流动部135中流动的流动方向F可以不同于液态样本在入口引导部136中流动的方向。例如，液态样本在主流动部135中流动的流动方向F可以不同于液态样本在出口引导部137中流动的方向。例如，液态样本在入口引导部136中流动的方向可以不同于液态样本在出口引导部137中流动的方向。例如，液态样本在入口引导部136中流动的方向可以与液态样本在出口引导部137中流动的方向形成角度。
液态样本在主流动部135中的流动方向F可以平行于主流动部135的纵向方向。液态样本在入口引导部136中流动的方向可以平行于入口引导部136的纵向方向。液态样本在出口引导部137中流动的方向可以平行于出口引导部137的纵向方向。
主流动部135的纵向方向与入口引导部136的纵向方向可以形成角度。例如，主流动部135的纵向方向与入口引导部136的纵向方向可以形成直角。
主流动部135的纵向方向与出口引导部137的纵向方向可以形成角度。例如，主流动部135的纵向方向与出口引导部137的纵向方向可以形成直角。
入口引导部136的纵向方向可以不平行于出口引导部137的纵向方向。
通过这种配置，当第一激光束B1辐照到流过主流动部135的液态样本时，流过入口引导部136和出口引导部137的液态样本可以不响应于第一激光束B1。因此，本发明可以提高测量液态样本中的纳米颗粒的精度。
流动室130可以包括透射第一激光束B1的透射部138。透射部138可以被配置成透射第一激光束B1。
透射部138的至少一部分可以包括透光材料，使得入射的第一激光束B1到达主流动部135。例如，透射部138可以包括石英材料。
流动室130可以包括其中布置有透射部138的布置凹槽138b。布置凹槽138b可以凹陷地形成在流动室130的一个侧面。透射部138可以被安置并固定到布置凹槽138b。不限制透射部138的厚度，如果主流动部135的流动空间135a的一个侧面被密封并且可以透光，就可以满足这一点。
透射部138可以布置在主流动部135的上游端。例如，透射部138可以面向主流动部135的一端。例如，透射部138可以位于主流动部135与入口引导部136交汇的位置处。在另一示例中，透射部138可以位于主流动部135与出口引导部137交汇的位置处。
透射部138和主流动部135可以定位成彼此平行。例如，透射部138和主流动部135可以布置在主流动部135的纵向方向上。例如，从透射部138朝向主流动部135的方向可以平行于主流动部135的纵向方向。
透射部138可以包括面向主流动部135的透射面138a。透射面138a可以暴露于流动空间135a。透射面138a可以形成主流动部135的流动路径的一部分。也就是说，透射面138a可以形成液态样本流过的流动路径的上游端面。换句话说，透射面138a可以形成主流动部135的一端。例如，透射面138a可以位于主流动部135的一端处。在另一示例中，透射面138a可以位于主流动部135的另一端。参考图10和图12，透射面138a可以位于窗口139后面。例如，透射面138a可以位于观察面139a后面。
第一激光束B1可以在与液态样本的流动方向F相同的方向上行进，穿过透射面138a，并辐照到主流动部135。尽管本实施方式已经被示出并描述为第一激光束B1布置在主流动部135的上游侧的一端处，但是不限于此。例如，主流动部135的流动方向与第一激光束B1的辐照方向可以布置成垂直。透射部138可以布置在主流动部135的侧面上，以对应于脉冲激光束的辐照方向。在另一示例中，透射部138可以布置在主流动部135的下游侧的另一端处，并且第一激光束B1可以在与液态样本的流动方向F相反的方向上进行辐照。
作为另一示例，可以调节第一激光束B1的辐照方向以相对于液态样本的流动方向F形成预定角度(0°至90°)。可以根据检测器的类型不同地调节流动方向F与第一激光束B1的辐照方向形成的角度。
主流动部135可以包括流动路径形成面135b，流动路径形成面135b连接到透射面138a并且在作为纵向方向的液态样本的流动方向F上形成以形成液态样本的流动路径。
入口引导部136可以包括位于主流动部135的一端的入口孔136a。主流动部135可以通过入口孔136a连接到入口引导部136。出口引导部137可以包括位于主流动部135的另一端的出口孔137a。主流动部135可以通过出口孔137a连接到出口引导部137。
入口引导部136和出口引导部137可以连接到流动路径形成面135b，以不妨碍在液态样本的流动方向F上辐照的第一激光束B1。例如，入口孔136a和出口孔137a可以布置在流动路径形成面135b中。例如，入口引导部136和出口引导部137可以位于第一激光束B1的路径之外。
入口引导部136和出口引导部137可以被配置成不彼此平行。也就是说，入口引导部136和出口引导部137可以在考虑液态样本在主流动部135中的流动的情况下以不同方向连接到流动路径形成面135b。
入口引导部136和出口引导部137分别连接到流动路径形成面135b的上游侧的一端和下游侧的另一端，并且可以连接到流动路径形成面135b，同时彼此在周向方向上间隔开，如图8和图12所示。例如，出口引导部137可以从主流动部135向上延伸，并且入口引导部136可以从主流动部135水平延伸。
通过这种配置，本发明可以通过最小化按顺序流过入口引导部136、主流动部135和出口引导部137的液态样本中的涡流而最小化气泡的产生。
流动室130可以包括窗口139。窗口139可以沿流动路径形成面135b布置。窗口139可以形成流动路径形成面135b的一部分。窗口139可以面向主流动部135。窗口139与主流动部135可以彼此平行地布置。
窗口139可以位于流动室130的正面。例如，窗口139可以形成流动室130的正面的至少一部分。入口引导部136和出口引导部137可以位于流动室130的正面的后面。
窗口139可以位于检测器60后面。换句话说，检测器60可以位于窗口139前面。当通过第一激光束B1在主流动部135中生成等离子体时，检测器60可以检测等离子体。例如，当通过第一激光束B1在主流动部135中生成等离子体时，来自等离子体的闪烁或冲击波可以穿过窗口139并朝向检测器60行进，检测器60可以检测闪烁或冲击波。例如，入射在窗口139上的光的至少一部分可以穿过窗口139。
窗口139和主流动部135所布置的方向不同于主流动部135和透射部138所布置的方向。例如，窗口139和主流动部135所布置的方向可以与主流动部135和透射部138所布置的方向形成角度。例如，窗口139和主流动部135所布置的方向可以垂直于主流动部135和透射部138所布置的方向。例如，从窗口139朝向主流动部135的方向可以与第一激光束B1行进的方向形成角度。例如，从窗口139朝向主流动部135的方向可以垂直于第一激光束B1行进的方向。
检测器60可以被配置成通过窗口139检测冲击波或闪烁灯。窗口139的至少一部分可以由透光材料形成。例如，窗口139可以包括石英材料。
流动室130可以包括其中布置有窗口139的窗口布置凹槽139b。窗口布置凹槽139b可以凹陷地形成在流动室130的侧面中。窗口139可以被安置并固定到窗口布置凹槽139b。不限制窗口139的厚度，如果主流动部135的流动空间135a的侧面通过之后描述的观察面139a密封并且可以透光，就可以满足这一点。
窗口139和透射部138可以布置成基于主流动部135彼此间隔开预定角度。例如，主流动部135和窗口139所布置的方向可以垂直于透射部138和主流动部135所布置的方向。
由此，本发明可以最小化由于第一激光束B1施加于通过窗口139暴露的等离子体光或冲击波造成的干扰，并且可以提高检测效率。
由主流动部135和窗口139的布置方向与主流动部135和透射部138的布置方向形成的角度不限于直角。如果该角度被设置成使得第一激光束B1入射的方向与等离子体光或冲击波通过窗口139暴露的方向不一致，就可以满足这一点。
窗口139可以包括观察面139a。观察面139a可以形成流动路径形成面135b的至少一部分。例如，观察面139a可以形成主流动部135与窗口139之间的界线。
观察面139a可以通过形成流动路径形成面135b的至少一部分来暴露于主流动部135的流动空间135a。此外，观察面139a可以通过形成流动路径形成面135b的至少一部分来密封流动空间135a的侧面。窗口139可以形成为在纵向方向上沿流动路径形成面135b延长液态样本的流动方向F。例如，窗口139可以形成为在液态样本的流动方向F上延伸。
窗口139可以位于主流动部135前面。入口引导部136和出口引导部137可以位于窗口139后面。出口引导部137可以形成为从主流动部135向上延伸。例如，出口引导部137可以形成为从流动路径形成面135b向上延伸。入口引导部136可以形成为从主流动部135向后延伸。例如，入口引导部136可以形成为从流动路径形成面135b向后延伸。
流动路径形成面135b可以包括观察面139a和内表面135c(参见图10和图11)。内表面135c可以是面向观察面139a的表面。内表面135c可以形成为在液态样本的流动方向F上延伸。内表面135c可以形成为在纵向方向上延伸液态样本的流动方向F的弯曲表面。内表面135c可以位于观察面139a后面。内表面135c可以具有弯曲表面。例如，内表面135c可以从主流动部135向后凹进而形成。例如，当从观察面139a观看时内表面135c可以具有凹面形状。
流动路径形成面135b的基于主流动部135的纵向方向的截面可以形成为圆形或多边形中的至少一种。例如，观察面139a的截面可以为直线。例如，观察面139a可以为平坦表面。内表面135c的截面可以为曲线。例如，内表面135c可以为弯曲表面。
当主流动部135延伸的方向被称为轴向方向时，内表面135c相对于主流动部135的轴向方向的截面可以是曲线。例如，内表面135c相对于主流动部135的轴向方向的截面可以具有抛物面形状。因此，主流动部135内部生成的闪烁或冲击波可以易于朝向窗口139行进。
然而，流动路径形成面135b的截面形状不限于此。如果流动路径形成面135b的截面形状被配置成使得流过主流动部135的液态样本中气泡的生成被最小化，并且由检测器收集的等离子体信息不失真，就可以满足这一点。
主流动部135的内径的尺寸可以在整个主流动部135上一致地形成，且主流动部135可以被配置成内径的尺寸在液态样本的流动方向F上变化。更具体地，主流动部135可以被分成多个区段并且被配置成每个区段具有不同的内径。不限制主流动部135的内径的尺寸和形状。
入口引导部136的内径的尺寸可以大于出口引导部137的内径的尺寸。因此，出口引导部137中的排出压力可以大于入口引导部136中的引入压力。
因此，由在流动空间135a中流动的液态样本占用的体积可以最大化，并且液态样本的涡流生成和气泡生成可以最小化。
入口引导部136的内径的尺寸d1与出口引导部137的内径的尺寸d2的比率可以为1:1至2:1。例如，入口引导部136的内径的尺寸d1可以是出口引导部137的内径的尺寸d2的约1.5倍大。例如，入口引导部136的内径的尺寸d1与出口引导部137的内径的尺寸d2的比率可以为3:2。
例如，入口管131a的内径的尺寸可以大于出口管132a的内径的尺寸。可以对以上配置进行各种改变，如果主流动部135的入口侧的引入压力大于主流动部135的出口侧的排出压力，就可以满足这一点。
在流动设备20中，入口部41和出口部42可以连接到其中存储液态样本的贮液器，从贮液器排出到入口部41的液态样本可以通过出口部42引入到贮液器中。
然而，本发明不限于此，入口部41和出口部42可以分别连接到单独的贮液器。至此，已经示出并描述了特定实施方式。
参考图5至图12，将脉冲激光束辐照的步骤S110可以包括如下步骤：通过入口引导部136使液态样本流入主流动部135中。在步骤S110中，在液态样本在主流动部135中流动之后，第一激光束B1可以辐照到主流动部135。使液态样本流动的步骤可以是如下步骤：操作流动控制器50使得液态样本的流动状态和流动停止状态交替重复。
获得检测信号的步骤S120可以在窗口139前面执行。例如，在步骤S120中，位于窗口139前面的检测器60可以检测等离子体。
尽管已经参考本发明的数个说明性实施方式描述了实施方式，但是本领域技术人员还可以设计出很多其他变型和其他实施方式，这些变型和实施方式将落入本发明的原理的范围。特别地，在本说明书、附图和所附权利要求书范围内的组件部分和/或主题组合排列的布置的各种变化和更改是可能的。除了组件部分和/或布置的变化和更改，替选的用途对本领域技术人员来讲也将是显而易见的。本发明的范围应由所附权利要求书的合理解释确定，并且在本发明的等效范围内的所有更改都包括在本发明的范围内。

Claims (31)

1.一种流动室，包括：
主流动部，所述主流动部形成为在一个方向上从一端延伸并通向另一端，脉冲激光束辐照到所述主流动部，所述主流动部包括液态样本在其中流动的流动空间；
入口引导部，所述入口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本进入所述主流动部中；以及
出口引导部，所述出口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本从所述主流动部排出。
2.如权利要求1所述的流动室，还包括：
透射部，所述透射部具有暴露于所述流动空间的透射面，
其中，所述脉冲激光束穿过所述透射面并朝向所述流动空间行进。
3.如权利要求2所述的流动室，其中，所述透射部位于所述主流动部的所述一端或所述另一端，以及
其中，所述脉冲激光束在所述一个方向上行进，穿过所述透射面，并辐照到所述主流动部。
4.如权利要求2所述的流动室，其中，所述主流动部包括流动路径形成面，所述流动路径形成面连接到所述透射面，在所述一个方向上延伸，并形成所述液态样本的流动路径，以及
其中，所述入口引导部和所述出口引导部连接到所述流动路径形成面并且位于所述脉冲激光束的路径之外。
5.如权利要求4所述的流动室，其中，所述入口引导部和所述出口引导部在不同的方向上连接到所述流动路径形成面。
6.如权利要求4所述的流动室，其中，所述流动路径形成面的一端位于所述主流动部的所述一端，
其中，所述流动路径形成面的另一端位于所述主流动部的所述另一端，以及
其中，所述入口引导部和所述出口引导部分别连接到所述流动路径形成面的所述一端和所述另一端并且使用所述主流动部作为轴在周向方向上彼此间隔开。
7.如权利要求4所述的流动室，其中，所述流动路径形成面的一端位于所述主流动部的所述一端，
其中，所述流动路径形成面的另一端位于所述主流动部的所述另一端，
其中，所述入口引导部从所述流动路径形成面的所述一端延伸并位于所述流动室的正面的后面，以及
其中，所述出口引导部从所述流动路径形成面的所述另一端延伸并位于所述流动室的所述正面的后面。
8.如权利要求4所述的流动室，其中，所述流动路径形成面包括在所述一个方向上延伸的弯曲表面。
9.如权利要求4所述的流动室，还包括：
位于所述主流动部的前面的窗口，
其中，所述窗口包括观察面，所述观察面形成所述流动路径形成面的至少一部分并暴露于所述流动空间。
10.如权利要求9所述的流动室，其中，所述流动路径形成面还包括内表面，所述内表面面向所述观察面并形成从所述主流动部向后凹进的弯曲形状。
11.如权利要求9所述的流动室，其中，所述透射面位于所述窗口后面。
12.如权利要求1所述的流动室，其中，所述入口引导部的内径大于或等于所述出口引导部的内径。
13.如权利要求12所述的流动室，其中，所述入口引导部的内径与所述出口引导部的内径的比率为1:1至2:1。
14.如权利要求2所述的流动室，其中，所述透射部包括石英材料。
15.一种流动纳米颗粒测量设备，包括：
激光发生器，所述激光发生器被配置成生成脉冲激光束；以及
流动室，所述脉冲激光束入射在所述流动室上，
其中，所述流动室包括：
主流动部，所述主流动部形成为在一个方向上从一端延伸并通向另一端，所述脉冲激光束辐照到所述主流动部，所述主流动部包括液态样本在其中流动的流动空间；
入口引导部，所述入口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本进入所述主流动部中；以及
出口引导部，所述出口引导部在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部并且被配置成引导所述液态样本从所述主流动部排出。
16.如权利要求15所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，所述流动室还包括透射部，所述透射部具有暴露于所述流动空间的透射面，
其中，所述透射部位于所述主流动部的所述一端或所述另一端，以及
其中，所述脉冲激光束在所述一个方向上行进，穿过所述透射面，并辐照到所述主流动部。
17.如权利要求16所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，所述主流动部包括流动路径形成面，所述流动路径形成面连接到所述透射面，在所述一个方向上延伸，并形成所述液态样本的流动路径，以及
其中，所述入口引导部和所述出口引导部连接到所述流动路径形成面并且位于所述脉冲激光束的路径之外。
18.如权利要求17所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，所述流动路径形成面的一端位于所述主流动部的所述一端，
其中，所述流动路径形成面的另一端位于所述主流动部的所述另一端，以及
其中，所述入口引导部和所述出口引导部分别连接到所述流动路径形成面的所述一端和所述另一端并且使用所述主流动部作为轴在周向方向上彼此间隔开。
19.如权利要求15所述的流动纳米颗粒测量设备，还包括：
流动控制器，所述流动控制器被配置成控制位于所述流动室中的所述液态样本的流动。
20.如权利要求19所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，所述流动控制器被配置成交替重复所述液态样本的流动状态和流动停止状态，
其中，所述流动状态是所述液态样本流过所述主流动部的状态，以及
其中，所述流动停止状态是所述液态样本在所述主流动部中的流动停止的状态。
21.如权利要求20所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，当所述液态样本处于所述流动停止状态时，所述激光发生器将所述脉冲激光束辐照到所述主流动部。
22.如权利要求20所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，所述流动控制器被配置成以第一周期交替重复所述流动状态和所述流动停止状态，以及
其中，所述激光发生器以对应于所述第一周期的第二周期重复将所述脉冲激光束辐照到所述主流动部。
23.如权利要求20所述的流动纳米颗粒测量设备，还包括：
检测器，
其中，所述主流动部包括形成所述液态样本的流动路径的流动路径形成面，
其中，所述流动室还包括窗口，所述窗口位于所述主流动部的前面，并且所述窗口具有观察面，所述观察面形成所述流动路径形成面的至少一部分并暴露于所述流动空间，
其中，所述检测器位于所述窗口的前面，以及
其中，当由所述脉冲激光束在所述主流动部中生成等离子体时，所述检测器检测所述等离子体。
24.如权利要求23所述的流动纳米颗粒测量设备，其中，所述流动室还包括透射部，所述透射部具有暴露于所述流动空间的透射面并且位于所述主流动部的所述一端或所述另一端，以及
其中，所述透射面位于所述窗口后面。
25.如权利要求23所述的流动纳米颗粒测量设备，还包括：
控制器，所述控制器被配置成基于由所述流动控制器控制的所述液态样本的流量以及从所述检测器获得的信息来测量包含在所述液态样本中的纳米颗粒的浓度。
26.一种使用流动室的流动纳米颗粒测量方法，所述流动室包括在一个方向上延伸的主流动部、以及入口引导部和出口引导部，所述入口引导部和所述出口引导部分别在与所述一个方向不同的方向上连接到所述主流动部，所述流动纳米颗粒测量方法包括：
使包含纳米颗粒的液态样本通过所述入口引导部在所述主流动部中流动；
将脉冲激光束辐照到所述主流动部；以及
检测所述主流动部中生成的等离子体，其中所述等离子体由所述脉冲激光束诱导而成。
27.如权利要求26所述的流动纳米颗粒测量方法，其中，所述脉冲激光束在所述一个方向上行进并辐照到所述主流动部。
28.如权利要求26所述的流动纳米颗粒测量方法，其中，所述流动室还包括窗口，所述窗口位于所述主流动部的前面并且透射入射在所述窗口上的光的至少一部分，以及
其中，检测所述等离子体包括：通过位于所述窗口的前面的检测器来检测所述等离子体。
29.如权利要求26所述的流动纳米颗粒测量方法，其中，使所述液态样本流动包括：操作连接到所述流动室的流动控制器，使得所述液态样本的流动状态和流动停止状态交替重复，
其中，所述流动状态是所述液态样本流过所述主流动部的状态，以及
其中，所述流动停止状态是所述液态样本在所述主流动部中的流动停止的状态。
30.如权利要求29所述的流动纳米颗粒测量方法，其中，使所述液态样本流动包括：以第一周期交替重复所述液态样本的所述流动状态和所述流动停止状态，以及
其中，将所述脉冲激光束辐照包括：以对应于所述第一周期的第二周期将所述脉冲激光束辐照到所述主流动部。
31.如权利要求29所述的流动纳米颗粒测量方法，还包括：
基于由所述流动控制器控制的所述液态样本的流量以及从检测所述等离子体的检测器获得的信息测量所述纳米颗粒的浓度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1697926S (zh) * 2020-10-20 2021-10-25
KR102357757B1 (ko) * 2020-10-20 2022-02-08 동우 화인켐 주식회사 유동 나노입자 측정장치 및 측정방법
KR102482974B1 (ko) * 2022-07-18 2022-12-29 동우 화인켐 주식회사 입자 측정 디바이스

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03239950A (ja) * 1990-02-19 1991-10-25 Hitachi Ltd レーザブレイクダウン分析装置
CN108603825A (zh) * 2016-01-25 2018-09-28 普莱尔股份公司 用于对单独流体承载颗粒进行检测和/或形态分析的方法和设备
KR102142248B1 (ko) * 2019-04-12 2020-08-07 (주)에이치앤지텍 압축 공기의 입자 측정 장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2704651B2 (ja) * 1989-01-11 1998-01-26 株式会社日立製作所 粒子状物質の分析方法およびその装置
JPH0810188B2 (ja) * 1990-08-03 1996-01-31 株式会社日立製作所 粒子状物質分析装置及び分析方法並びに超純水製造装置、半導体製造装置、高純度気体製造装置
JPH04110638A (ja) * 1990-08-31 1992-04-13 Hitachi Ltd 粒子計測装置
JPH0510868A (ja) * 1991-07-04 1993-01-19 Hitachi Ltd 粒子濃度測定装置
JP3231134B2 (ja) * 1993-05-11 2001-11-19 住友化学工業株式会社 微粒子計測方法およびそのための装置
JP2000002648A (ja) 1998-06-15 2000-01-07 Toray Eng Co Ltd 微粒子のブレイクダウン閾値測定方法とその測定装置、およびこれを用いた液中微粒子測定装置
TW586005B (en) * 2003-01-23 2004-05-01 Univ Nat Central Highly sensitive surface plasma resonance sensor
KR100820776B1 (ko) * 2007-03-15 2008-04-11 한국원자력연구원 레이저 유도 충격파의 탐침 빔 검지를 이용한 수용액 내나노입자 측정장치 및 그에 따른 측정방법
JP2013238420A (ja) 2012-05-11 2013-11-28 Hitachi High-Technologies Corp 試料分析装置及び試料分析方法
US20180128733A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-10 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for detection and analysis of nanoparticles from semiconductor chamber parts

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03239950A (ja) * 1990-02-19 1991-10-25 Hitachi Ltd レーザブレイクダウン分析装置
CN108603825A (zh) * 2016-01-25 2018-09-28 普莱尔股份公司 用于对单独流体承载颗粒进行检测和/或形态分析的方法和设备
KR102142248B1 (ko) * 2019-04-12 2020-08-07 (주)에이치앤지텍 압축 공기의 입자 측정 장치

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