CN203177966U - 具有一体的孔洞的可调节孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及具有一体的孔洞的可调节孔装置。电磁辐射检测装置(50)的可调节孔装置(300)包括：构造成调节多个可选择孔(304)中的选择的孔(304)的位置的位置调节体(302)，电磁辐射穿过选择的孔(304)；构造成沿预定引导方向引导位置调节体(302)的引导单元(306)；具有作为整体部分的多个孔(304)并包括多个接合部分(314)的孔主体(308)，位置调节体(302)能接合在多个接合部分(314)中可选择的一者中，以从多个可选择的孔(304)中选出选择的孔(304)；构造成朝向孔主体(308)对位置调节体(302)预加载的预加载元件(310)；和驱动单元(312)，其构造成驱动孔主体(308)移动，以使位置调节体(302)接合在多个接合部分(314)的相应一者中。

Description

具有一体的孔洞的可调节孔装置

技术领域

本实用新型涉及用于电磁辐射检测装置的可调节孔装置。

背景技术

通常，光学元件的调节是本领域中众所周知的。

US 2006/0103920公开了用于保持光学组件的装置(例如旋转盘或侧向滑动器)，该装置包括布置成一个挨一个的孔和具有止动装置(detent)的滚道，止动装置沿着布置的孔的方向设置，这些止动装置实施为将与沿着滚道行进的球体实现棘爪停止(click-stop)接合，以将该装置保持在选择的位置上。为了实现球体与宽捕捉区域的和缓的棘爪止动，提出使止动装置沿着运行方向具有包括两个弧形轮廓组合的轮廓，以使得更小曲率的外轮廓围绕更大曲率的内轮廓。

DE 29604667公开了一种用于光学组件的变换装置。

在液相色谱法中，流体分析物可以被抽送穿过导管和包括能够分离流体分析物的不同成分的材料的柱。这种材料(可以包括硅胶的所谓的球珠)可以被填充在柱形管中，该柱形管可以经由导管连接到其他元件(例如控制单元、包括样品和/或缓冲剂的容器)。当流体样品被抽送经过柱形管时，该流体样品被分成不同的部分。经分离的流体可以被抽送到流动单元中，在该流动单元中根据光学检测机构来识别不同的成分。

在这种光学检测机构中，紫外辐射被沿着流动单元引导。在这种光学系统中，尤其孔装置需要具有孔，孔需要相对于光路精确地定位并且需要针对孔尺寸可调节。在这种类型的光学测量装置(例如产品名称为Starlight或ORCA的分光计)中，需要以可再现的方式切换狭缝孔径。

通常，这通过微机械构件完成，该微机械构件包括硅结构，其中以集成在硅衬底中的固态铰链的形式预见到所需的孔狭缝以及对单独孔狭缝的精确调节。尽管这种构件适宜运行，但是其制造昂贵。用于检测单元的常规孔装置因此将忍受高复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供可以做出合理的努力制造的可调节孔装置。通过独立权利要求实现这个目的。通过从属权利要求示出其他实施例。

根据本发明的示例性实施例，提供用于电磁辐射检测装置的可调节孔装置，其中，孔装置包括：位置调节体，其构造成用于调节多个可选择的孔中的选择的孔的位置，其中，电磁辐射将传播穿过选择的孔；引导单元，其构造成用于沿着预定的引导方向引导位置调节体；孔主体，其具有作为其整体部分或一体地形成于其中的多个孔，并且孔主体包括多个接合部分，其中，位置调节体能够接合在多个接合部分中可选择的一者中，从而从多个可选择的孔中选出选择的孔；预加载元件，其构造成用于朝向孔主体对位置调节体进行预加载(或预加压力或偏置)；和驱动单元，其构造成用于驱动孔主体移动，以使得位置调节体接合在多个接合部分中的相应一者中。

根据另一示例性实施例，提供用于检测电磁辐射的电磁辐射检测装置，电磁辐射携带表示由样品分离系统分离的流体样品的成分的信息，电磁辐射检测装置包括：电磁辐射源，其构造成用于产生初级电磁辐射并将初级电磁辐射引导至经分离的流体样品上；电磁辐射检测器，其构造成用于检测由于流体样品的成分与初级电磁辐射相互作用而产生的次级电磁辐射；具有上述特征的可调节孔装置，其布置在电磁辐射元件和电磁辐射检测器之间的电磁辐射路径中。

根据另一示例性实施例，提供用于分离流体样品的成分的样品分离系统，样品分离系统包括：流动相驱动器，其构造成驱动流动相经过样品分离系统；分离元件，其构造成对流动相中的流体样品的成分进行分离；具有上述特征的电磁辐射检测装置，其用于检测电磁辐射，电磁辐射携带表示流体样品的成分的信息。

根据另一示例性实施例，提供用于调节具有上述特征的可调节孔装置的多个可选择的孔中的选择的孔的位置的方向的方法，其中，该方法包括由驱动单元驱动孔主体移动，以使得位置调节体接合在多个接合部分中的相应一者中。

术语“孔主体，其具有作为其整体部分的多个孔”可以具体表示孔直接形成为孔主体中的通孔，即，不是可替换地安装到孔主体或可从孔主体分离。与此相反，孔形成孔主体的一部分。

术语“电磁辐射”可以具体表示光子的系综。例如，电磁辐射可以处于可见光、紫外线辐射或红外线辐射范围内。照射在流体样品上的初级电磁辐射和响应于初级电磁辐射而从流体样品接收的次级电磁辐射可以在波长方面相同或不同。这种初级电磁辐射和次级电磁辐射可以是单色或多色的。

根据本发明的示例性实施例，提供用于使多个可获得的孔中的一者进入光路的高精度定位布置。在此背景下，通过机械偏置的位置调节体来执行定位调节，位置调节体被推动抵靠孔主体的边缘，孔主体具有一体形成在其自身中的单独的孔。位置调节体可以临时被锁定在沿着该边缘定位的多个接合部分中的一者中，其中每个接合部分对应于多个孔中被分配为将与光束路径对准的一者。也就是说，当位置调节体被锁定在一个接合部分中时，这对应于选择当前将启用的一个孔。一方面通过位置调节体和接合部分的配合形状，另一方面通过可预测可再现的明确定义的引导性能，来获得高精度位置调节，该位置调节引导位置调节体，以使得位置调节体仅可沿着精确限定的方向移动。因为位置调节体的方向总是明确限定的，并且因为接合部分的布置严格地与孔的布置相关联，所以对位置调节体精确控制转变成对选择的孔的精确定位。具体地，通过使由驱动单元(例如步进电机)驱动孔主体与由精确引导的位置调节体所执行的定位在功能上分离，而获得本发明的实施例的精度。此外，通过一体地形成作为孔主体的一部分的孔，可消除孔和孔主体之间的任意错位。与此相反，当分开提供孔构件和孔主体时，会产生诸如这种可替换孔构件的间隙等效果，这会使定位精度下降。

在下文中，将说明可调节孔装置的其他示例性实施例。但是，这些实施例也可应用于电磁辐射检测装置、样品分离系统和方法。

在实施例中，位置调节体是球体或球状物。由于球体的旋转对称性，由球体进行位置调节总是实现与球体的定向相独立。

在另一实施例中，位置调节体包括具有圆锥或球尖的圆柱体或任意常宽曲线体(orbiform)。例如，圆柱体可以经偏置和引导，以仅沿着圆柱对称轴线移动。

在实施例中，引导单元构造成精确地通过两个接触点来引导位置调节体。通过引导单元在精确地两个接触点处与位置调节体接触能够精确地限定位置调节体能够移动的自由度。另一方面，当通过两个接触点引导位置调节体时，系统不会被过度限定。

在实施例中，引导单元构造成棱柱结构、一对平行的引导销、或与引导板组合的引导销。当通过使用一个给定的引导结构来对可动性加以明确限制地安装位置调节体时，可以实现高空间精度。具体地，具有弯曲表面的两个平行排列的引导销产生特别简单可靠的引导系统，球体(作为位置调节体的示例)在该弯曲表面上与引导销接触。

在实施例中，预加载元件构造成弹簧，特别是螺旋弹簧。但是，可以是其他类型的弹簧，例如板簧、片簧等。弹簧可以构造成使推力施加到位置调节体，这利用预定预加载力推动位置调节体抵靠孔主体的边缘，该边缘具有接合部分。

在另一实施例中，预加载元件构造成磁力产生系统、静电力产生系统、或弹性杆。例如，磁力可以由一个或多个磁性元件(例如，一个或多个永磁体和/或一个或多个电磁体(例如载流线圈))产生。在这种实施例中，有利的是位置调节体也由磁性材料(例如铁磁材料(例如铁、镍或钴))制成。弹性杆例如可以是橡胶杆，橡胶杆具有弹性，例如可以被压缩成默认状态，以朝向孔主体的接合部分在弹性后驱动力以内压缩位置调节体。在另一示例性实施例中，还可以使用其他类型的力来设计预加载元件，例如静电力。

在实施例中，孔主体中的多个孔具有不同的尺寸。例如，需要使当前使用或启用的孔的面积适应于当前可获得的电磁辐射的强度。更大的孔产生高强度，并因此产生适当的信噪比。另一方面，光学映射的焦深对更小的孔来说更好。因此，可以在孔主体的多个可获得的孔之间进行选择。附加地或可替换地，孔主体中的多个孔可以具有不同尺寸。这也能够适应光学映射特性。

在实施例中，孔主体构造成可由驱动单元旋转，从而在作为多个接合部分的沿着孔主体的圆周分布的相邻的齿之间接合位置调节体。在这个实施例中，孔主体可以是构造成围绕其旋转轴线旋转的平圆柱体或盘。沿着孔主体的边缘的一部分，接合部分形成为凹口，例如相邻的齿之间的弯曲区域。位置调节体然后可以被锁定在相邻的齿之间以处于机械稳定构造。

在实施例中，孔主体构造成可由驱动单元线性平移，从而在作为多个接合部分的沿着孔主体的圆周分布的相邻的齿之间接合位置调节体。在这种可替换的实施例中，孔主体的边缘(例如板形)可以具有一系列齿和凹口。位置调节体然后可以再次被锁定在两个相邻的齿之间。这种孔主体可以被步进电机等以往复运动的方式移动。

在实施例中，孔装置包括齿轮机构，齿轮机构构造成将驱动能从驱动单元传递到孔主体。这种齿轮机构可以包括链轮驱动装置、带驱动装置或任意其他机械机构，以用于传递由驱动单元提供的机械能以使孔主体移动，从而选择位置调节体锁定的接合部分，从而也选择除期望的孔。

在实施例中，齿轮机构包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮安装在驱动单元上，第二齿轮与第一齿轮啮合，其中，第二齿轮具有凸轮轴，凸轮轴构造成与沿着孔主体的圆周布置的能量转移接合部分接合。因此，齿轮机构可以包括带齿的齿轮构造，即配合盘状构件，每个配合盘状构件具有一系列沿圆周分布的齿，这些配合盘状构件彼此啮合以使配合带齿齿轮一起旋转。凸轮轴可以认为是轴，将凸轮固定到该轴。凸轮轴可以用于通过由驱动单元提供的功率来操作孔主体。例如，凸轮轴可以构造成具有两个相对的突起，突起可以与沿着孔主体的圆周的一部分排列的能量传递接合部分接合。

在实施例中，凸轮轴构造成在完成对孔装置的调节过程之后与孔主体分开。在凸轮轴旋转时，凸轮轴自由转动略小于180°，直到产生与能量传递接合部分的新接合。每次接合事件与从一个选择的孔切换到另一孔有关，同时能够在自由旋转间隔中暂时使凸轮轴和孔主体分开。因此，凸轮轴不会在系统的两个位置调节切换之间妨碍空间定位。

在实施例中，由位置调节体、引导单元和预加载元件执行的位置调节在功能上与由驱动单元执行的对孔主体的驱动分开，特别是相独立。因此，定位的精度与驱动单元的性能无关。例如，作用与驱动单元并产生改变的驱动行为的温度影响或老化影响不会不利地影响位置精度，因为位置精度由位置调节体、引导单元和预加载元件的配合来限定。位置调节体、引导单元和预加载元件在空间上、结构上和功能上与驱动单元的操作相独立。也就是说，驱动单元只作为能量提供单元，其中位置调节不受驱动单元影响。

在实施例中，孔装置的所有(或部分的)组件由热膨胀系数差小于10％的材料制成。例如，孔装置的支承件可以由铝制成，而孔主体可以由塑料材料制成。例如具有40％碳的聚酰胺。在调节孔主体的塑料材料的碳成分时，孔主体和支承件的热膨胀系数可以彼此调节，以使得定位精度不会不利地受到温度变化影响。

在实施例中，多个接合部分构造成沿着孔主体的边缘在对应形状的突起之间形成的棱柱槽。也就是说，沟槽可以具有棱柱形状。这种形状确保沿着两个接触点进行接触，因此防止对引导性能的过度限定并保证精确地定位。

在实施例中，预加载元件构造成用于将预加载力沿着预加载力方向(例如弹簧轴线)施加到位置调节体，预加载力方向相对于引导方向倾斜，(由平行引导销限定的)引导单元使得位置调节体能够仅仅沿着引导方向运动。例如，该倾斜角可以在30°至60°的范围内。这简化了预加载元件、空位置主体和引导单元彼此的空间布置。这些组件需要布置成处于紧密关系但是没有不期望的相互作用。上述角布置同时满足两个条件。

在实施例中，预加载元件和引导单元构造成将引导的预加载力施加到位置调节体，以使得位置调节体施加定向为朝向孔主体的旋转轴线的邻接力。具体地，经由球状物向轮施加的力可以实现为使得球状物沿着轮的旋转轴线的方向以限定的方式被按压抵靠轮。因此，球状物总是定向在特定位置或特定点，这产生精确的位置可再现性。

在下文中，将说明电磁辐射检测装置的其他示例性实施例。但是，这些实施例也可应用于可调节孔装置、样品分离系统和方法。

在实施例中，电磁辐射源构造成由氘灯、氙灯和钨灯组成的群组中的一者。在实施例中，电磁辐射检测器包括可见光检测器和紫外线辐射检测器中的一者。在实施例中，电磁辐射检测器包括单一检测元件、检测元件线性阵列、和检测元件二维阵列中的一者。在实施例中，电磁辐射检测装置包括位于可调节孔装置和电磁辐射检测器之间的光栅。在实施例中，电磁辐射检测装置包括位于电磁辐射源和可调节孔装置之间的偏转反射镜。

在实施例中，电磁辐射检测装置包括流动单元，流体样品流过该流动单元，并且流动单元布置在电磁部分源和可调节孔装置之间。在本申请的背景下，术语“流动单元”可以具体表示流体构件，该流体构件具有由管限定的流体通道，已经被分离的流体样品被传送经过该流体通道。电磁辐射可以被发射到流动单元中，随后流体样品的特征可以在于检测由流体样品吸收的电磁辐射，或者检测由流体样品在被初级电磁辐射激发后发出的荧光辐射。

在下文中，将说明样品分离系统的其他示例性实施例。但是，这些实施例也可应用于可调节孔装置、电磁辐射检测装置和方法。

样品分离系统可以包括分离单元，分离单元填充有分离材料。这种分离材料也可以表示为固定相，这种分离材料可以是允许具有与流体样品相互作用的可调节度以能够分离这种流体样品的不同成分的任意材料。分离单元可以布置在检测器上游的流体路径中，以使得由分离单元所分离的样品的分部随后可由检测装置检测。

分离材料可以是液相色谱柱填充材料或填充料，其包括由聚苯乙烯、沸石、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、玻璃、聚合物粉末、二氧化硅、和硅胶、以及具有化学改性(涂覆、覆盖等)表面的任意上述材料组成的群组中的至少一者。但是，例如由于填充材料和分析物的分部之间的不同类型的相互作用或亲和性，可以使用具有使得分析物经过该材料而被分离成不同成分的材料特性的任意填充材料。

分离单元的至少一部分可以填充有流体分离材料，其中，流体分离材料可以包括具有在约1μm至约50μm范围内的尺寸的球珠。因此，这些球珠可以是可填充在微样品分离系统的分离部分内部的小颗粒。球珠可以具有孔，孔具有在约0.01μm至约0.2μm范围内的尺寸。流体样品可以经过孔，其中，在流体样品和孔的表面之间产生相互作用。

样品分离系统可以构造成用于分离样品的成分的流体分离系统。当例如通过施加高压使包括流体样品的流动相经过流体系统时，柱的填充物和流体样品之间的相互作用可以实现分离样品的不同成分，如在液相色谱法装置中所执行的。

但是，样品分离系统还可以构造成用于净化流体样品的流体净化系统。通过在空间中分离流体样品的不同分部，可以对多成分样品(例如蛋白质溶液)进行净化。当在生化实验室中已经制备蛋白质溶液时，蛋白质溶液仍然可以包括多个成分。例如，如果只对该多成分液体中的单一蛋白质感兴趣，可以使得样品经过柱。由于不同蛋白质分部与(例如，使用液相色谱法装置的)柱的填充物的不同相互作用，不同的样品可以被区分开，一个样品或一组材料可以被选择性地隔离，作为经净化样品。然后检测器可以用于控制成功净化。

样品分离系统可以构造成利用高压(例如50bar至100bar，特别是至少600bar，更具体地是至少150bar)传送流动相穿过系统。

样品分离系统可以构造成微量样品分离系统。术语“微量样品分离系统”可以具体表示这里描述的样品分离系统，该样品分离系统能够将流体传送通过微通道，微通道的尺寸在小于500μm数量级，特别是小于50μm，更具体地是小于100μm或小于50μm或更小。

本发明的实施例可以根据大多数通常可获得的HPLC系统来实现，例如Agilent 150Series Rapid Resolution LC系统或Agilent 1100HPLC系列(这些都有申请人Agilent Technologies提供并将通过引用结合于本说明书中，参见www.agilent.com)。

分离设备优选包括提供固定相的色谱柱(例如参见http://en.wikipedia.org/wiki/Column chromatography)。柱可以是玻璃或钢管(例如具有从50μm到5mm的直径和1cm到1m的长度)或微流体柱(如在EP 1577012或由申请人Agilent Technologies提供的Agilent 150Series HPLC-Chip/MS System，例如参见http://www.chem.agilent.com/ Scripts/PDS.asp？lPage＝38308)。例如，可以用固定相的粉末来制备浆液，然后将该浆液倒入并压入柱中。单独的成分在以不同的速度传播通过具有洗脱液的柱的同时，不同地被固定相保留并彼此分开。在柱的端部，单独的成分一次一个进行洗脱。在整个色谱处理过程中，洗脱液还可以收集在一系列馏分中。在柱色谱法中固定相或吸附剂通常是固体材料。用于柱色谱法的大部分通常的固定相是硅胶，之后是氧化铝。过去经常使用纤维素粉末。还可能是离子交换色谱法、反相色谱法(RP)、亲和色谱法、或扩张床吸附(EBA)。固定相通常是细小研磨粉末或凝胶、和/或是多微孔的以增加表面积，虽然在EBA中使用流化床。

流动相(或洗脱液)可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物。可以选择，以例如使对感兴趣的化合物的保留和/或流动相的量最小化，以运行色谱法。还可以选择流动相，以使得不同化合物可以有效地分离。流动相可以包括通常用水稀释的有机溶剂(例如，甲醇或乙腈)。对于梯度操作，水和有机物被传送到分开的瓶中，梯度泵从所述分开的瓶将预定的混合物传送到系统。其他通常使用的溶剂可以是异丙醇、THF、己烷、乙醇、和/或这些溶剂的任意组合、或这些溶剂与上述溶剂的任意组合。

流体样品可以包括任意类型的处理液体、自然样品，例如，果汁、体液(例如血浆)等，或者流体样品可以是例如从发酵液反应的结果。

HPLC系统可以包括用于将流体样品引入到流动相流中的进样单元、用于对流体样品的经分离的化合物进行检测的检测器、和用于输出流体样品的经分离的化合物的分馏单元、或上述各项的任意组合。

附图说明

通过结合附图参照对实施例的下列更详细描述，本发明的实施例的其他目的和很多伴随的优点将易于理解。在基本或功能上相同或类似的特征将由相同的附图标记表示。

图1示出例如用于高效液相色谱法(HPLC)中的根据本发明的实施例的样品分离系统。

图2示出根据本发明的示例性实施例的与样品检测装置一起使用的具有流动单元的光学系统。

图3是根据本发明的示例性实施例的可调节孔装置的单独部件的分解示图。

图4是根据本发明的示例性实施例的由可调节孔装置的图3的单独部件组装的组装件的部分分解示图。

图5示出处于组装状态的图3的可调节孔装置的三维俯视图。

图6示出处于组装状态的图3的可调节孔装置的三维仰视图。

图7示出图3的可调节孔装置的有助于孔调节的组件的第一三维俯视图。

图8示出图3的可调节孔装置的有助于孔调节的组件的第二三维俯视图。

图9示出图7和图8的细节。

图10示出由位置调节球向孔体施加的邻接力的方向与孔体的旋转轴线的位置之间的关系。

附图中的图示是示意性的。

具体实施方式

现在更详细地参照附图，图1示出作为根据本发明的实施例的样品分离系统的液相分离系统10的总体示意图。泵20通常经由脱气装置从溶剂供应器接收流动相，脱气装置进行脱气并因此减少流动相中溶解的气体的量。泵20(作为流动相驱动器)驱动流动相经过包括固定相的分离装置30(例如色谱柱)。采样单元40可以设置在泵20和分离装置30之间，以使流体样品进入流动相中或将流体样品增加到流动相中(通常称作样品引入)。分离装置30的固定相构造成分离样品液体的化合物。检测器50被设置为用于检测样品流体的经分离的化合物。分馏单元60可以设置为用于输出样品流体的经分离的化合物。

图1仅以示意性方式示出检测器50。但是，下面描述的附图将根据示例性实施例提供有关如何构造这种检测器(特别是该检测器的可调节孔)的细节。

尽管流动相可以仅由一种溶剂组成，但是该流动相也可以由多种溶剂混合而成。这种混合可以是低压混合并设置在泵20的上游，以使得泵20已经接收并抽送作为流动相的混合的溶剂。可替换地，泵20可以由多个单独的抽送单元组成，多个抽送单元中的每一者接收并抽送不同的溶剂或混合物，以使得(由分离装置30接收的)流动相的混合产生于高压下以及泵20的下游(或作为泵20的一部分)。流动相的组成(混合物)可以随时间保持不变(所谓的等度模式)或随时间改变(所谓的梯度模式)。

数据处理单元70可以是通常的PC或者工作站，如箭头和虚线所示，数据处理单元70可以被连接到液体分离系统10的一个或多个组件，以接收信息和/或控制操作。例如，数据处理单元70可以控制泵20的操作(例如设置控制参数)和从泵20接收有关实际工作条件(例如在泵的出口处的输出压力、流率等)的信息。数据处理单元70还可以控制采样单元40的操作(例如，控制样品注射、或与泵20的操作条件同步的样品注射)。分离设备30还可以受到数据处理单元70的控制(例如，选择特定流动路径或柱、设置操作温度等)，并反过来将信息(例如，操作条件)发送到数据处理单元70。相应的，检测器50可以受到数据处理单元70的控制(例如，关于光谱或波长设置、设置时间常数、开始/停止数据获取)，并将信息(例如，关于检测的试样化合物)发送至数据处理单元70。数据处理单元70还可以控制分馏单元60的操作(例如，关于从检测器50接收的数据)，并提供回数据。

图2示出根据本发明的示例性实施例的图1的检测器50的详细示图，检测器50也可以被表示为紫外线辐射检测装置。图2示出流动单元210，流动单元210包括毛细管212，毛细管212传送经分离的流体样品穿过流动单元210。流动单元210定位在色谱分离柱30的下游，以使得在流动单元210的位置处流体样品的单独分部已经被分离。流动单元210还布置在分馏单元60的上游。

UV光源202(例如氙灯)构造成用于产生初级紫外线辐射，在流体样品流过流动单元210的导管212的同时该初级紫外线辐射被引导至流体样品上。根据流体样品的分部的物理特性，被朝向偏转反射镜引导的次级UV光是流体样品的指纹。根据本发明的示例性实施例，偏转反射镜208使UV光偏转并引导经偏转的UV光穿过孔装置230的第一孔222(或可替换地穿过第二孔224)。

在穿过孔222之后，UV光照射在光栅206上。在光栅206处，次级UV光分成多种光谱分量，即被分离成不同的波长部分。然后经波长分离的次级UV光被朝着线性光电池阵列204的光电池226的线性阵列引导。

根据本发明的示例性实施例的可调节孔装置230包括球232，作为位置调整体。可选择的孔222、224中的任一者可以经选择，并因此通过线性驱动单元236线性地移动孔主体234(在孔主体234中整体地形成孔222、224)而被驱动到UV光束路径中。因此，根据驱动单元236的运动，孔主体234将如图2中的双箭头所示向上或向下移动。因此，球232将被锁定在沿着孔主体234的边缘形成的两个接合凹口238、240中的一者中。在所示的实施例中，球232被锁定在接合凹口238内。通过安装在支撑壁242和球232之间的弹簧241，球232抵靠孔主体234的边缘。球232的横向运动受到第一引导板244和相对的第二引导板246限制。因此，球232的运动方向限制为水平线性方向。

因此，通过由驱动单元236移动孔主体234，孔222、224中的一者可以对准在有源光路中。这在本实施例中是孔222，UV光束穿过孔222。当驱动单元236提供用于驱动孔主体234的机械能时，通过组件232、238、240、241、242、244、246的组合来执行位置调整。

尽管图2的实施例依赖于板形孔主体234的线性运动，但是将在下文中描述用于UV检测装置50的可调节孔装置300的另一示例性实施例，其中根据旋转切换来执行对选择的孔的调节。

图3以分解示图示出可调节孔装置300。图4以部分组装状态示出图3的一部分组件。

图5以俯视图示出处于完全组装状态的可调节孔装置300，而图6以仰视图示出同样的组装的装置300。从图7和图8的详细示图将具体获得位置调整机构。

可调节孔装置300具有位置调节球302，位置调节球302构造成用于调节各自选择的孔304的位置，该孔可以从不同尺寸的数个可选择的孔304中选出并起作用。各种孔304实现为穿过孔轮308形成的通孔。当选择一个孔304时，经选择的孔304被调整为可使得UV光束穿过该孔，如图2中所示的孔222。

在图7中可最佳地看出，两个圆柱引导销306彼此平行地安装在支撑体350上。位置调节球302安装在引导销306之间，以使得位置调节球302仅可沿着一个线性方向移动，即，沿着引导销306的圆柱轴线。在沿着启用的运动轨迹的每个位置上，位置调节球302精确地接触引导销306的两个点。

预加载弹簧310和引导销306构造成将引导预加载力施加到位置调节球302，以使得位置调节球302将邻接力施加到孔轮308，该邻接力被定向成朝向孔轮308的旋转轴线。预加载弹簧310设置成对位置调节球302朝向孔轮308的边缘进行预加载。可以通过相应地设计螺旋弹簧310的特性来调节预加载力的方向和幅度。

孔轮308具有孔304，孔304形成为孔轮308中的通孔。此外，带齿的孔轮306的周缘的一部分具有多个接合部分314，接合部分314形成为相邻的齿之间的凹口。接合部分314和位置调节球302匹配，以使得位置调节球302可以机械稳定的方式接合在每个接合部分314中。

图7示出位置调节球302接合在一个接合部分314中的情况。本领域技术人员可理解，对当前与位置调节球302接合的特定接合部分314的选择明确地对应于经选择或启用的一个孔304。

步进电机312设置成经由下文将详细描述的齿轮机构来驱动孔轮308。也就是说，步进电机312提供使孔轮308旋转的机械能。因此，通过步进电机312提供旋转能。

如在图3和图4中最佳地示出，上述齿轮机构包括第一齿轮316和第二齿轮318，第一齿轮316安装在步进电机312上并由步进电机312驱动，第二齿轮318与第一齿轮316啮合。此外，如在图7和图8中最佳地示出(其中为便于说明省略了第二齿轮318)，第二齿轮318的底表面具有凸轮轴320(该凸轮轴还可以表示为切换凸轮)，该凸轮轴320构造成与沿着孔轮308的圆周部分布置的能量转移接合部分322进行接合。也就是说，孔轮308具有第一圆周部分，接合部分304沿着第一圆周部分形成。孔轮308具有第二圆周部分，能量转移接合部分322沿着第二圆周部分形成。通过使凸轮轴320仅具有通过与相应的能量转移接合部分322进行接合来操作孔轮308的两个突起356、358或者凸轮，可以确保在完成对孔装置300的调节过程之后凸轮轴320与孔轮308分开。但是，在其他实施例中，突起356、358或凸轮的数量还可以不是两个(例如可以是一个、三个、四个或多于四个)。图7和图8示出凸轮轴320形式的转换轮和孔轮308形式的切换轮。在两个平行的引导销306之间，形成用于引导位置调节球302的棱柱槽。

如从图7可最佳地得知，预加载弹簧310沿着预加载力方向702将预加载力施加到位置调节球302，预加载力方向702相对于引导方向704以倾斜角α倾斜，引导销306使得位置调节球302能够沿着引导方向704运动。例如，倾斜角α可以是45°。通常，倾斜角°例如在20°至70°的范围内。

图3至图6示出可调节孔装置的其他组件。具体地，可以由铝材料制成的盖370可以出于保护目的被安装在组装的可移动组件上。各种组件可以安装在可由铝材料制成的支撑体372上。还可以预见到环376、378(这些环可以是硅橡胶密封环，未显示为通常的“O形环”而是出于非常规的组装形状)。阻光锥体380也可以安装在可调节孔装置300上，以避免不期望的光反射，从而进一步提高检测精度。采用可调节孔装置300，可以获得比1μm更好的位置精度。原型装置在一百万次切换之后仍然满足所有需求。

因此，图3至图8所示的可调节孔装置300是定位系统，该定位系统借助于位置调节球302对准处于接合部分314形式的两个成角度布置的棱柱引导件，位置调节球302由螺旋弹簧310的弹簧力偏置并且由引导销306横向引导。通过对准放射状位于盘(参见孔轮308)上的多个棱柱结构，可以可再现地调节不同位置(切换轮概念)。预加载力的效果为考虑到机械组件的对称布置而一方面使切换轮的间隙总是沿着相同方向相平衡，另一方面使外界影响(例如热膨胀、球体公差或磨损)不影响定位精度。为了防止定位恶化，切换驱动器(切换轮)(参见齿轮316、318)在其定位时刻脱离接合。因此，齿轮318的底侧包括上述相对的凸轮(参见凸轮轴320)，这能实现位置调节球302的自由锁定。

从图9可以得出，接合部分314可以构造成棱柱槽904、906。位置调节球302因此仅在相应限定的点处与接合部分314接触。

图10示出的情况中预加载弹簧310和两个平行排列的引导销306彼此相对地布置并且相对于球302和孔主体308布置，以将定向明确的预加载力F施加到球302，从而使得球302将邻接力F施加到孔主体308，该邻接力F定向成朝向孔主体308的旋转轴线1000。具体地，预加载力F或产生的邻接力F在孔主体308的主平面(即，图10的纸面)上的投影指向旋转轴线1000穿过主平面的穿透点。在这种情况下，能够实现特别精确的定位。

应当理解，术语“包括”不排除其他元件或特征，词语“一个”、“所述”和“该”不排除多个。此外，结合不同实施例描述的元件可以组合。还应当注意，权利要求书中的附图标记不应认为限制权利要求的范围。

Claims (29)

1.一种用于电磁辐射检测装置（50）的可调节孔装置（300），所述孔装置（300）包括： 

位置调节体（302），其构造成用于调节多个可选择的孔（304）中的选择的孔（304）的位置，其中，电磁辐射将传播穿过所述选择的孔（304）； 

引导单元（306），其构造成用于沿着预定的引导方向引导所述位置调节体（302）； 

孔主体（308），其具有作为所述孔主体（308）的整体部分的多个孔（304），并且所述孔主体（308）包括多个接合部分（314），其中，所述位置调节体（302）能够接合在所述多个接合部分（314）中可选择的一者中，从而从所述多个可选择的孔（304）中选出所述选择的孔（304）； 

预加载元件（310），其构造成用于朝向所述孔主体（308）对所述位置调节体（302）进行预加载；和 

驱动单元（312），其构造成用于驱动所述孔主体（308）移动，以使得所述位置调节体（302）接合在所述多个接合部分（314）中的相应一者中。 

2.根据权利要求1所述的孔装置（300），其中，所述位置调节体（302）是球。 

3.根据权利要求1所述的孔装置（300），其中，所述位置调节体（302）包括具有圆锥或球尖的圆柱体或任意常宽曲线体（orbiform）。 

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述引导单元（306）构造成精确地通过所述引导单元（306）和所述位置调节体（302）之间的两个接触点来引导所述位置调节体（302）。 

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述引导单元（306）构造成由棱柱结构、一对平行的引导销、和与引导板组合的引导销组成的群组中的一者。 

6.根据权利要求5所述的孔装置（300），其中，所述棱柱结构具有 平面或凹形或凸形壁。 

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，其中，所述预加载元件（310）构造成弹簧。 

8.根据权利要求7所述的孔装置（300），其中，所述弹簧是螺旋弹簧。 

9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述预加载元件（310）构造成由磁力产生系统、静电力产生系统、弹性杆和安装成使用重力进行预加载的预加载元件组成的群组中的一者。 

10.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述孔主体（308）中的所述多个孔（304）具有不同的尺寸和/或不同的形状。 

11.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述孔主体（308）构造成可由所述驱动单元（312）旋转，从而在多个凹口中的一者中接合所述位置调节体（302），所述多个凹口形成于沿着所述孔主体（308）的圆周的至少一部分分布的相邻的齿之间作为所述多个接合部分（314）。 

12.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述孔主体（234）构造成可由所述驱动单元（236）线性平移，从而在多个凹口中的一者中接合所述位置调节体（234），所述多个凹口形成于沿着所述孔主体（234）的边缘的至少一部分排列的相邻的齿之间作为所述多个接合部分（238，240）。 

13.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），包括齿轮机构（316，318，320，322），所述齿轮机构构造成将所述驱动能从所述驱动单元（312）传递到所述孔主体（308）。 

14.根据权利要求13所述的孔装置（300），其中，所述齿轮机构是带齿的齿轮机构（316，318，320，322）。 

15.根据权利要求13所述的孔装置（300），其中，所述齿轮机构包括第一齿轮（316）和第二齿轮（318），所述第一齿轮（316）安装在所述驱动单元（312）上，所述第二齿轮（318）与所述第一齿轮（316）啮 合，其中，所述第二齿轮（318）具有凸轮轴（320），所述凸轮轴（320）构造成与沿着所述孔主体（308）的圆周的至少一部分布置的一个或多个能量转移接合部分（322）接合。 

16.根据权利要求15所述的孔装置（300），其中，所述凸轮轴（320）构造成在完成对所述孔装置（300）的调节过程之后与所述孔主体（308）分开。 

17.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，由所述位置调节体（302）、所述引导单元（306）和所述预加载元件（310）执行的位置调节在功能上与由所述驱动单元（312）执行的对所述孔主体（308）的驱动分开。 

18.根据权利要求17所述的孔装置（300），其中，由所述位置调节体（302）、所述引导单元（306）和所述预加载元件（310）执行的位置调节在功能上与由所述驱动单元（312）执行的对所述孔主体（308）的驱动相独立。 

19.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述孔装置（300）的组件（302，304，306，308，310，312）由热膨胀系数差小于10%的材料制成。 

20.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述多个接合部分（314）构造成沿着所述孔主体（308）的边缘在对应形状的突起（900，902）之间形成的棱柱槽（904，906）。 

21.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述预加载元件（310）构造成用于将预加载力沿着预加载力方向（702）施加到所述位置调节体（302），所述预加载力方向（702）相对于引导方向（704）倾斜，所述引导单元（306）使得所述位置调节体（302）能够沿着所述引导方向（704）运动。 

22.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的孔装置（300），其中，所述预加载元件（300）和所述引导单元（306）构造成将引导的预加载力（F）施加到所述位置调节体（302），以使得所述位置调节体（302）施加定向为朝向所述孔主体（308）的旋转轴线（1000）的邻接力 （F）。 

23.一种用于检测电磁辐射的电磁辐射检测装置（50），所述电磁辐射携带表示由样品分离系统（10）分离的流体样品的成分的信息，所述电磁辐射检测装置（50）包括： 

电磁辐射源（202），其构造成用于产生初级电磁辐射并将所述初级电磁辐射引导至经分离的流体样品上； 

电磁辐射检测器（204），其构造成用于检测由于所述流体样品的成分与所述初级电磁辐射相互作用而产生的次级电磁辐射； 

根据权利要求1至18中任一权利要求所述的可调节孔装置（300），其布置在所述电磁辐射元件（202）和所述电磁辐射检测器（204）之间的电磁辐射路径中。 

24.根据权利要求23所述的电磁辐射检测装置（50），其包括下列特征中的至少一者： 

所述可调节孔装置（300）布置在所述电磁辐射路径中，以使得电磁辐射经由所述多个接合部分（314）中的选择的一者在所述电磁辐射源（202）和所述电磁辐射检测器（204）之间传输； 

所述电磁辐射源（202）构造成由氘灯、氙灯和钨灯组成的群组中的一者； 

所述电磁辐射检测器（204）包括可见光检测器和紫外线辐射检测器中的一者； 

所述电磁辐射检测器（204）包括单一检测元件、检测元件线性阵列、和检测元件二维阵列中的一者； 

所述电磁辐射检测装置（50）包括位于所述可调节孔装置（300）和所述电磁辐射检测器（204）之间的光栅（206）； 

所述电磁辐射检测装置（50）包括位于所述电磁辐射源（202）和所述可调节孔装置（300）之间的偏转反射镜（208）； 

所述电磁辐射检测装置（50）包括流动单元（210），所述流体样品可传导通过所述流动单元，所述流动单元布置在所述电磁辐射源（202）和所述可调节孔装置（300）之间； 

所述电磁辐射检测装置（50）包括流动单元（210）。 

25.根据权利要求20所述的电磁辐射检测装置（50），其中，所述偏转反射镜是偏轴反射镜。 

26.根据权利要求20所述的电磁辐射检测装置（50），其中，所述流动单元是微流体流动单元或纳米流体流动单元。 

27.一种用于分离流体样品的成分的样品分离系统（10），所述样品分离系统（10）包括： 

流动相驱动器（20），其构造成驱动流动相经过所述样品分离系统（10）； 

分离元件（30），其构造成对所述流动相中的流体样品的成分进行分离； 

根据权利要求19或20所述的电磁辐射检测装置（50），其用于检测电磁辐射，所述电磁辐射携带表示所述流体样品的成分的信息。 

28.根据权利要求27所述的样品分离系统（10），包括下列特征中的至少一者： 

所述分离元件（30）包括色谱柱； 

所述样品分离系统（10）包括构造鞥将所述流体样品引入所述流动相中的样品注射器（40）； 

所述样品分离系统（10）包括构造成收集所述流体样品的经分离的成分的收集单元（60）； 

所述分离元件（30）构造成用于保留作为所述流动相的一部分的流体样品并且使得所述流动相的其他组分经过所述分离元件（30）； 

所述分离元件（30）的至少一部分填充有分离材料； 

所述分离元件（30）的至少一部分填充有分离材料，其中，所述分离材料包括具有在1μm至50μm范围内的尺寸的球珠； 

所述分离元件（30）的至少一部分填充有分离材料，其中，所述分离材料包括球珠，所述球珠具有在0.02μm至0.03μm范围内的尺寸的孔； 

所述样品分离系统（10）构造成对所述流体样品的至少一种化合物的至少一项物理、化学和/或生物参数进行分析； 

所述样品分离系统（10）包括由用于化学、生物和/或药物分析的装置，毛细管电泳装置，液相色谱装置和HPLC装置组成的群组中的至少一者。 

29.一种用于调节根据权利要求1至3中任一权利要求所述的可调节孔装置（300）的多个可选择的孔（304）中的选择的孔（304）的位置的方向的方法，其中，所述方法包括由所述驱动单元（312）驱动所述孔主体（308）移动，以使得所述位置调节体（302）接合在所述多个接合部分中的相应一者中。 

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