DE60223183T2

DE60223183T2 - Analyseelement für Fluids und Gerät zur Verwendung desselben

Info

Publication number: DE60223183T2
Application number: DE60223183T
Authority: DE
Inventors: Koji Minami-ku Kyoto-shi Uchimura
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2022-01-26
Also published as: KR100597138B1; KR20020063518A; DE60223183D1; US20020102183A1; JP3762677B2; JP2002296175A; EP1229322B1; EP1229322A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zelle zum Analysieren von Fluid und eine Analysevorrichtung, die die Zelle verwendet.
In der Zelle zum Analysieren von Fluid, die auf eine Weise konfiguriert ist, dass darin eine Probe fließt, ist ein Bestrahlungsbereich zum Einstrahlen von Licht auf die Probe an einer Endseite der Zelle angeordnet, und ein Detektor zum Erfassen des Lichtes, das von Bestrahlungsbereich abgestrahlt und durch die Probe hindurchgegangen ist, ist an der anderen Endseite der Zelle angeordnet. Im Allgemeinen wird ein Lichtpfad von dem Bestrahlungsbereich so eingestellt, dass man die Absorption der Probe erhält, und die Länge der Zelle (Zellenlänge) wird auch gemäß der optischen Länge bestimmt.
Als eine Zelle, die Lichtverlust, das von dem Bestrahlungsbereich abgestrahlt wird, auf ein Minimum unterdrücken kann und mit der man eine ausreichende optische Länge erreicht, wird eine Zelle mit einer langen Zelllänge (z. B. 1 m) verwendet. Weiterhin wurde eine Zelle mit großer optischer Länge vorgeschlagen, deren Zellenlänge klein ist, die jedoch einen großen Querschnitt aufweist und mit einer komplizierten Reflektionsstruktur innerhalb der Zelle ausgestattet ist, um das Licht von dem Strahlungsbereich in verschiedenen Stufen zu reflektieren, wodurch man eine ausreichende optische Länge erhält.
Jedoch erfordert die konventionelle Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher genannten Weise konfiguriert ist, eine Lichtabschirmstruktur, um optische Verluste zu verhindern, bei denen das Licht von dem Bestrahlungsbereich, das in die Zelle eingeführt wurde, durch die Wand der Zelle nach außen dringt, und um auch um den Einfluss von Störlicht zu verhindern, das die Zellenwände durchdringt und in die Zelle eintritt. Weiterhin erfordert die konventionelle Zelle einen optischen Achseneinstellmechanismus (einen Einstellmechanismus für das optische System), der große Abmessungen aufweist, mit einer Apertur, Linsen etc., um das Licht von dem Bestrahlungsbereich innerhalb der Zelle geeignet einzuführen und weiter zu dem Detektor zu leiten.
Weiterhin weist die Zelle mit der Reflektionsstruktur darin das Problem auf, dass eine präzise und komplizierte Reflektionsstruktur erforderlich ist, und das Volumen der Zelle wird größer, um eine geeignete optische Länge auf Grund der Reflektion zu erhalten.
Weiterhin ist bei der konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, das Zellenvolumen groß, da die Zelle linearer Form konfiguriert ist oder da die Reflektionsstruktur innerhalb der Zelle bereitgestellt ist, so dass der Raum zum Anordnen der Zelle selbst groß wird und viel Probe benötigt wird. Zusätzlich entsteht ein Problem, dass der Raum zum Anordnen der Zelle noch größer wird, das erforderlich ist, dass die Zelle mit dem vorher erwähnten zusätzlichen Mechanismus bereitgestellt wird.
Weiterhin ist es bei der konventionellen Zelle, im Fall dass die Zellenlänge geändert wird, erforderlich, dass die Hardware (z. B. die Analysevorrichtung, die die Zelle verwendet) vollständig geändert werden muss, so dass die Zellenlänge nicht einfach geändert werden kann.
Weiterhin gibt es bei einer anderen konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid eine Flusszelle, die mit einem Gehäuse 19 bereitgestellt ist, die einen ersten Endbereich 17 und einen zweiten Endbereich 18 aufweist, wie in 5 gezeigt ist. Der erste Endbereich 17 ist so bereitgestellt, dass er zu einer nicht gezeigten Lichtquelle ausgerichtet ist, und einen transparenten Fensterbereich 17a aufweist (das Licht wird innerhalb eines inneren Flusspfades durch den Festerbereich von der nicht gezeigten Lichtquelle geführt). Der zweite Endbereich 18 ist so bereitgestellt, dass er zu einem nicht gezeigten Sensor zum Erfassen des Lichtes von der Lichtquelle ausgerichtet ist, und weist einen transparenten Fensterbereich 18a auf (das Licht wird zur Außenseite geleitet, d. h. zur Sensorseite von dem inneren Flusspfad durch den Fensterbereich).
Das Gehäuse 19 weist einen inneren Flusspfad 20, der linear von dem ersten Endbereich 17 zu dem zweiten Endbereich 18 gebildet wird, einen Einlass 21 zum Einführen von einer Flüssigkeitsprobe in dem ersten Endbereich 17 und einem Auslass 22 für der Ablauf der Flüssigkeitsprobe aus dem inneren Flusspfad 20 auf.
Gemäß der vorher genannten Zelle zum Analysieren von Fluid ist die innere Wand, die den inneren Flusspfad 20 bildet, mit Teflon (Trademarke) AF bedeckt, welches ein Material 23 ist mit einem Brechungsindex, der kleiner ist als der von Wasser. Auf diese Weise geht das Licht, das zu dem Sensor von der Lichtquelle durch die Flüssigkeitsprobe innerhalb des inneren Flusspfades 20 geleitet wird, entlang des inneren Flusspfades 20, während es intern beinahe vollständig durch das Material 23 reflektiert wird, so dass Lichtverluste unterdrückt werden.
Jedoch erfordert bei der Zelle zum Analysieren von Fluid, die so konfiguriert ist, indem Fall, dass die Zellenlänge entsprechend der Beschaffenheit, der Art etc. der Flüssigkeitsprobe, die als ein zu messendes Subjekt dient, die Verwendung eines anderen Gehäuses mit einem inneren Flusspfad mit anderer Länge. Mit anderen Worten ist es schwierig, die Zellenlänge zu verändern, wenn nur ein Gehäuse verwendet wird. Weiterhin ist bei der Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorhergesagten Weise konfiguriert ist, ein Gegenstand, den man messen kann, auf Flüssigkeitsproben beschränkt, die einen Brechungsindex aufweisen, der größer als der des Materials 23 ist.
Die US 5,604,587 beschreibt eine lange Kapillarwellenleiter-Roman-Zelle. Der Wellenleiter hat die Form einer Kapillare mit einer reflektiven Oberfläche, die durch ein Material mit einem Brechungsindex von weniger als 1,33 definiert wird. Anregungslicht wird axial in die Flüssigkeit an einem Ende des Wellenleiters eingestrahlt. Das Anregungslicht wird entlang der Länge des Wellenleiters durch Reflektion von der reflektiven Oberfläche übertragen, wodurch veranlasst wird, dass das Fluid, das innerhalb des Wellenleiters angeordnet ist, Roman-Spektren imitiert.
Die US 5,444,806 beschreibt mikrochemische Analyse, die Durchflussdetektoren verwendet. Darin wird beschrieben, dass die chemischen Eigenschaften eines fließenden flüssigen Analyten durch Flüssigkeitschromatographie oder Kapillarelektrophorese bestimmt werden, wobei man den Analyten durch einen optischen Wellenleiter fließen lässt. Der Wellenleiter ist eine starre Kapillare mit einem Brechungsindex von weniger als 1,33. Messlicht wird axial in den Analyten eingeleitet indem eine Glasfaser, die mit einer Lichtquelle verbunden ist, in ein Ende des Wellenleiters eingeführt wird.
Die US 6,020,207 offenbart eine optische Analysetechnik und Sensoren, die dabei verwendet werden. Dieses Dokument offenbart die Erfassung einer zu interessierenden chemischen Probe durch Immobilisierung von Fühlermolekülen auf der inneren Wand eines optischen Wellenleiters mit flüssigem Kern durchgeführt wird. Der Wellenleiter umfasst eine Kapillaröhre und die Fühlermoleküle werden so ausgewählt, dass sie mit den zu interessie renden Proben, die von der Flüssigkeit getragen werden, die den Wellenleiterkern bilden, Wechselwirken.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wurde angesichts der vorher genannten Angelegenheiten durchgeführt und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zelle zum Analysieren von Fluid und einen Analyseapparat, der die Zelle verwendet, bereitzustellen, der die Freiheitsgrade hinsichtlich der Anordnung der Zelle verbessern kann, die in einem kleinen Raum angeordnet werden kann, mit der eine ausreichende optische Länge bei einer kleinen Probenmenge erreichen kann, die keine großdimensionierten Lichtabschirmmechanismen noch zusätzlich viele Komponententeile erfordern und die leicht die optische Länge verändern können, bereitzustellen.
Um die vorher genannte Aufgabe zu erfüllen, wird eine Zelle zum Analysieren von Fluid gemäß des Anspruches 1 bereitgestellt, worin die Zelle zum Analysieren des Fluids auf eine Weise konfiguriert ist, dass eine Probe darin fließt und Bestrahlungslicht durch die Probe hindurchgeht, wobei die Zelle eine innere Röhre, in der die Probe durchgeht, eine Schutzröhre, die auf einer Außenseite der inneren Röhre ausgebildet ist, um die Form der inneren Röhre zu halten, und eine Reflektionsschicht, die zwischen der inneren Röhre und der Schutzröhre ausgebildet ist, um das Licht zu reflektieren, das innerhalb der inneren Röhre durchgeht, einschließt.
Die Schutzröhre kann eine Funktion aufweisen, bei der das Licht, das von der Außenseite einfällt, davon abgehalten wird, die innere Röhrenseite zu durchstrahlen.
Bei der Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher genannten Weise konfiguriert ist, kann die Reflektionsschicht verhindern, das Licht, das in die innere Röhre von den Bestrahlungsbereich eingeführt wurde, nach außen dringt, und die Schutzröhre kann verhindern, das Störlicht in die Zelle eindringt, so dass es nicht notwendig ist, einen eigenen Lichtabschirmmechanismus bereitzustellen, um zu verhindern, dass das Licht, das sich innerhalb der inneren Röhre ausbreitet, nach außen dringt, und um zu verhindern, dass Störlicht in die innere Röhre eindringt. Weiterhin ist es nicht notwendig, einen großen optischen Achseneinstellmechanismus, wie z. B. eine Blende, Linsen etc. zum geeigneten Einleiten des Lichtes von dem Bestrahlungsbereich zu dem Detektor bereitzustellen, da das Licht von dem Bestrahlungsbereich sich innerhalb der inneren Röhre ausbreitet, während es wiederholt durch die Reflektionsschicht reflektiert wird. D. h., das bei der Zelle zum Analysieren von Fluid der Erfindung die Konfiguration der Zelle vereinfacht werden kann und die Zelle selbst kann in einem kleineren Raum angeordnet werden, da zusätzliche Konstruktionen, wie z. B. der vorher genannte Lichtabschirmmechanismus und der optische Achseneinstellmechanismus nicht benötigt werden.
Bei der Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher genannten Weise konfiguriert ist, breitet sich das Licht von dem Bestrahlungsbereich innerhalb der inneren Röhre aus und wird auf den Detektor gelenkt, während es wiederholt durch die Reflektionsschicht reflektiert wird. In diesem Fall entstehen keine Probleme selbst wenn der innere Durchmesser der inneren Röhre klein gemacht wird, da die Reflektionsschicht entlang der Außenseite der inneren Röhre ausgebildet ist. Zusätzlich wenn der innere Durchmesser der inneren Röhre klein gemacht wird, wird es möglich, die Zeile selbst in einem kleineren Raum anzuordnen und man kann eine optische Länge mit einer ausreichenden Länge durch eine kleine Probenmenge erhalten.
Weiterhin kann die Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert wurde, gebildet werden durch freies Biegen in einem Bereich, der keine Störung bei der Lichtübertragung von dem Bestrahlungsbereich zu dem Detektor verursacht. D. h., dass die Zelle in einem kleineren Raum verglichen zur konventionellen Zelle, die einen geringen (0) Freiheitsgrad der Form der Zelle aufweist, so dass die Zelle nicht gebogen werden kann, untergebracht werden, da der Freiheitsgrad der Form der Zelle groß ist.
Da die Reflektionsschicht als Luftschicht ausgebildet ist, kann die Reflektionsschicht gebildet werden, indem einfach die innere Röhre in die Schutzröhre innerhalb z. B. der Atmosphäre eingeführt wird, so dass es möglich ist, die Zelle zum Analysieren von Fluid bei niedrigeren Kosten und einfacher herzustellen. Weiterhin kann der Unterschied des Brechungsindexes zwischen der inneren Röhre und der Reflektionsschicht ziemlich groß gemacht werden, verglichen mit der konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid, die in 5 gezeigt ist, in der z. B. Teflon (Trademark) AF als die Reflektionsschicht verwendet wird, da die Luftschicht mit einem ziemlich kleinen Brechungsindex als Reflektionsschicht verwendet wird. Auf diese Weise kann sicherer vermieden werden, dass das Licht, das von dem Bestrahlungsbereich in die innere Röhre eingeführt wurde, nach außen dringt. Weiterhin wird bei der konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid, die in 5 gezeigt ist, das Licht, das sich durch die Flüssigkeitsprobe innerhalb des inneren Flusspfades 17 ausbreitet, durch Teflon (Trademark) reflektiert, welches ein Material mit einem Brechungsindex ist, der kleiner ist als der von Wasser, so dass ein zu messender Gegenstand auf ein Material beschränkt ist mit einem Brechungsindex größer als der von Teflon (Trademark). Jedoch können, wie oben beschrieben wurde, in der Zelle zum Analysieren von Fluid der Erfindung, bei der die Luftschicht mit einem ziemlich kleinem Brechungsindex als Reflektionsschicht verwendet wird, verschiedene Arten von Proben als ein zu messender Gegenstand verwendet werden. Weiterhin ist die Zelle zum Analysieren von Fluid gemäß der vorhin genannten Konfiguration besonders geeignet, wenn sie in einem Fall verwendet wird, wo solch ein ausgezeichneter Effekt, dass der Lichtverlust von dem Bestrahlungsbereich klein ist, wichtiger ist, d. h. in einem Fall, wo es erforderlich ist, dass die Zelle z. B. zu einer U-Form gebogen wird.
Weiterhin kann sowohl die innere Röhre, die Schutzröhre als auch die Reflektionsschicht flexibel sein und kann frei gebogen werden.
Bei der Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher genannten Weise konfiguriert ist, wird der Freiheitsgrad der Form der Zelle sehr groß. Auf diese Weise ist es in einem Fall, wo die optische Länge geändert wird, nicht notwendig, die Hardwarekonfigurationselemente der Analysevorrichtung, die die Zelle verwendet, wie z. B. den Bestrahlungsbereich, den Detektor etc. zu ändern, und die optische Länge kann leicht geändert werden, indem die Form der Zelle geeignet geändert wird, oder indem ein Teil der Zelle abgeschnitten wird.
Eine Analysevorrichtung nach Anspruch 2, die die Zelle zum Analysieren von Fluid nach Anspruch 1 verwendet, kann in einer Weise angeordnet werden, dass in der Analysevorrichtung, die die Zelle zum Analysieren von Fluid, die konfiguriert ist, dass die Probe darin fließt, umfasst, ein Bestrahlungsbereich an einer Endseite der Zelle angeordnet ist, um Licht zur Innenseite der Zelle zu strahlen, und dass ein Detektor an der anderen Endseite der Zelle zum Erfassen von Licht, das durch die Innenseite der Zelle von dem Bestrahlungsbereich bewegt, angeordnet ist, wobei die Zelle eine innere Röhre, in der die Probe durchgeht, eine Schutzröhre, die auf einer Außenseite der inneren Röhre gebildet ist, um die Form der inneren Röhre zu halten, und eine Reflektionsschicht, die zwischen der inne ren Röhre und der Schutzröhre ausgebildet ist, um das Licht, das sich innerhalb der inneren Röhre ausbreitet, zu reflektieren, einschließt.
Die Analysevorrichtung, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, ist die Analysevorrichtung, die die Zelle zum Analysieren von Fluid gemäß des ersten Aspektes verwendet, und man erhält den Effekt ähnlich zu dem, den man für die Zelle zum Analysieren von Fluid gemäß des ersten Aspektes erhält. Weiterhin kann die gesamte Konfiguration der Vorrichtung kompakt gemacht werden, da die Zelle zum Analysieren von Fluid in einem kleineren Raum angeordnet werden kann.
Weiterhin kann die Schutzröhre eine Funktion aufweisen, bei der vermieden wird, das Licht, das von der Außenseite einfällt, auf die inneren Röhrenseite übertragen wird.
Da die Reflektionsschicht als Luftschicht ausgebildet ist, kann die Reflektionsschicht gebildet werden, indem einfach die innere Röhre in die Schutzröhre innerhalb z. B. der Atmosphäre eingeführt wird, so dass es möglich ist, die Zelle zum Analysieren von Fluid bei niedrigeren Kosten und einfacher herzustellen. Weiterhin kann der Unterschied des Brechungsindexes zwischen der inneren Röhre und der Reflektionsschicht ziemlich groß gemacht werden, verglichen mit der konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid, die in 5 gezeigt ist, in der z. B. Teflon (Trademark) AF als die Reflektionsschicht verwendet wird, da die Luftschicht mit einem ziemlich kleinen Brechungsindex als Reflektionsschicht verwendet wird. Auf diese Weise kann sicherer vermieden werden, dass das Licht, das von dem Bestrahlungsbereich in die innere Röhre eingeführt wurde, nach außen dringt. Weiterhin wird bei der konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid, die in 5 gezeigt ist, das Licht, das sich durch die Flüssigkeitsprobe innerhalb des inneren Flusspfades 17 ausbreitet, durch Teflon (Trademark) reflektiert, welches ein Material mit einem Brechungsindex ist, der kleiner ist als der von Wasser, so dass ein zu messender Gegenstand auf ein Material beschränkt ist mit einem Brechungsindex größer als der von Teflon (Trademark). Jedoch können, wie oben beschrieben wurde, in der Zelle zum Analysieren von Fluid der Erfindung, bei der die Luftschicht mit einem ziemlich kleinem Brechungsindex als Reflektionsschicht verwendet wird, verschiedene Arten von Proben als ein zu messender Gegenstand verwendet werden. Weiterhin ist die Zelle zum Analysieren von Fluid gemäß der vorhin genannten Konfiguration besonders geeignet, wenn sie in einem Fall verwendet wird, wo solch ein ausgezeichneter Effekt, dass der Lichtverlust von dem Bestrahlungsbereich klein ist, wichtiger ist, d. h. in einem Fall, wo es erforderlich ist, dass die Zelle z. B. zu einer U-Form gebogen wird.
Weiterhin kann sowohl die innere Röhre, die Schutzröhre als auch die Reflektionsschicht flexibel sein und kann frei gebogen werden.
Bei der Zelle zum Analysieren von Fluid, die in der vorher genannten Weise konfiguriert ist, wird der Freiheitsgrad der Form der Zelle sehr groß. Auf diese Weise ist es in einem Fall, wo die optische Länge geändert wird, nicht notwendig, die Hardwarekonfigurationselemente der Analysevorrichtung, die die Zelle verwendet, wie z. B. den Bestrahlungsbereich, den Detektor etc. zu ändern, und die optische Länge kann leicht geändert werden, indem die Form der Zelle geeignet geändert wird, oder indem ein Teil der Zelle abgeschnitten wird.
Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 ist ein erklärendes Diagramm, um schematisch die Konfiguration einer Analysevorrichtung zu zeigen, die eine Zelle zum Analysieren von Fluid gemäß der Ausführungsform der Erfindung verwendet;
2 ist ein erklärendes Diagramm, um schematisch die Konfiguration der Zelle zum Analysieren des Fluids gemäß der Ausführungsform zu zeigen;
3a ist ein erklärendes Diagramm, um schematisch die Konfiguration eines modifizierten Beispiels der Zelle zum Analysieren des Fluids zu zeigen;
3b ist ein erklärendes Diagramm, um schematisch die Konfiguration eines anderen modifizierten Beispiels der Zelle zum Analysieren des Fluids zu zeigen;
4a ist ein longitudinales Querschnittsdiagramm, um schematisch die Konfiguration der Zeile zum Analysieren des Fluids gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zu zeigen;
4b ist ein longitudinales Querschnittsdiagramm, um schematisch die Konfiguration der Zelle zum Analysieren des Fluids gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zu zeigen; und
5 ist ein erklärendes Diagramm, um schematisch die Konfiguration einer konventionellen Zelle zum Analysieren von Fluid zu zeigen.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erklärt.
1 ist ein erklärendes Diagramm, um schematisch die Konfiguration einer Analysevorrichtung D zu zeigen, die eine Zelle C zum Analysieren von Fluid (im Folgenden eine Zelle genannt) gemäß der Ausführungsform der Erfindung verwendet, und 2 ist ein erklärendes Diagramm um schematisch die Konfiguration der Zelle C zu zeigen.
Die Analysevorrichtung D schließt folgendes ein: die Zelle C, die so konfiguriert ist, dass eine Probe S darin fließt; ein Bestrahlungsbereich 1, der an einer Endseite der Zelle C angeordnet ist, und der Licht zu der Innenseite der Zelle C abstrahlt; einen Detektor 2, der an der anderen Endseite der Zelle C angeordnet ist, und der das Licht, das von dem Bestrahlungsbereich 1 abgestrahlt wird und durch den Innenraum der Zelle C hindurchgeht, erfasst; ein erstes Koppelelement 5, an das das erste Ende 3 der Zelle C und ein Übertragungsfensterelement 4, durch das das Licht von dem Bestrahlungsbereich 1 übertragen wird, in solch einem Zustand gekoppelt sind, dass das eine Ende und das Übertragungsfensterelement einander gegenüberliegen, und an dem ein Einführpfad (nicht gezeigt) zum Einführen der Probe S, Referenzwasser (nicht gezeigt etc. in die Zelle C) gekoppelt ist; und ein zweites Koppelelement 8, an das das andere Ende 6 der Zelle C und ein Übertragungsfensterelement 7, durch das das Licht innerhalb der Zelle C hindurchgeht, in solch einem Zustand gekoppelt sind, dass das andere Ende und das Übertragungsfensterelement einander gegenüberliegen, und an das ein Auslasspfad (nicht gezeigt) zum Auslassen der Probe S, Referenzwasser (nicht gezeigt) etc. das innerhalb der Zelle zugeführt wird, gekoppelt ist.
Die Zelle wird in einer beinahe U-Form ausgebildet und wird durch folgendes konfiguriert: durch eine innere Röhre 9, durch die die Probe S durchgeht; eine Schutzröhre 10, die an der Außenseite der inneren Röhre 9 ausgebildet ist, um die Form der inneren Röhre 9 zu halten, und um zu vermeiden, dass externes Licht auf die inneren Röhrenseite übertragen wird; und eine Reflektionsschicht 11, die zwischen der inneren Röhre 9 und der Schutzröhre 10 ausgebildet ist, um das Licht zu reflektieren, das sich innerhalb der inneren Röhre 9 ausbreitet.
Die innere Röhre 9 ist eine Röhre, die durch ein Material mit einer Qualität von z. B. FEP-Harz, Glas, etc. gebildet wird (das Eigenschaften wird Säurefestigkeit, Laugenfestigkeit, etc. aufweist und so chemisch nicht mit der Probe S reagiert), das das Licht von dem Bestrahlungsbereich 1 überträgt und das weder eine Änderung der Eigenschaften noch eine Deformation, wie z. B. Korrosion, Auflösung, Weichmachen etc. verursacht. Weiterhin ist diese innere Röhre so ausgebildet, dass dessen innerer Durchmesser z. B. 2 mm oder weniger ist.
Wenn die innere Röhre 9 in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, kann diese innere Röhre flexibel sein oder nicht. Weiterhin muss nicht gesagt werden, dass die Eigenschaften der inneren Röhre 9 durch die Probe S bestimmt wird und nicht notwendigerweise die vorher gesagten Eigenschaften aufweisen muss.
Die Schutzröhre 10 ist eine Röhre, die aus Metall (rostfreier Strahl etc.), Harz (Nylon etc.) gebildet wird. Die Schutzröhre 10 kann solch eine Wärmeisolationsstruktur aufweisen, wie es dem Ort, wo die Zelle C verwendet wird, entspricht, so dass die Peripherie der Schutzröhre 10 durch ein Wärmeisolationsmaterial bedeckt ist, oder die Schutzröhre 10 ist durch Wärmeisolationsmaterial gebildet.
Die Reflektionsschicht 11 ist eine Schicht, die aus einem Material gebildet wird (egal ob fest oder flüssig), mit dem man einem geeigneten Brechungsindex erhält (einen Brechungsindex, der kleiner ist als der des Materials, das die innere Röhre 9 bildet). Z. B. kann diese Reflektionsschicht eine Luftschicht sein. In diesem Fall, wenn die innere Röhre 9 in die Schutzröhre 10 in der Atmosphäre eingeschoben wird, wird notwendigerweise die Luftschicht zwischen der inneren Röhre 9 und der Schutzröhre 10 gebildet. Weiterhin, wenn die Reflektionsschicht 11 durch die Luftschicht gebildet wird, ist es möglich, die Zelle C und die Analysevorrichtung D mit niedrigeren Kosten herzustellen.
In dieser Hinsicht ist die Reflektionsschicht 11 nicht auf die Luftschicht beschränkt und kann durch ein anderes Füllgas als Luft (wie z. B. inaktives Gas) gebildet werden, die z. B. in ihrem Brechungsindex zwischen der inneren Röhre 9 und der Schutzröhre 10 beschränkt ist.
Alternativ kann eine Lichtreflektionseinrichtung, wie z. B. Al, Au etc. mit einer Lichtreflektionseigenschaft durch Beschichten, Umwickeln oder Abscheiden an der äußeren Peripherie der inneren Röhre 9 gebildet werden. In diesem Fall kann Harz, Glas, etc. als innere Röhre 9 verwendet werden. Weiterhin wird es in diesem Fall möglich, Lichtstörungen, die die Messung negativ beeinflussen, durch Verwendung des Reflektionsmaterials abzuschirmen. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, die Schutzröhre 10 bereitzustellen, wenn die innere Röhre 9 nicht flexibel ist, oder wenn die innere Röhre 9 ein solches Ausmaß an Festigkeit aufweist, dass sie nicht leicht deformiert werden kann, oder wenn die Form der inneren Röhre 9 ausreichend durch die Lichtreflektionseinheit gehalten wird, selbst wenn die innere Röhre 9 flexibel ist. Die Lichtreflektionseinrichtung kann zusammen mit der Reflektionsschicht 11 verwendet werden oder entweder die Reflektionsschicht 11 oder die Lichtreflektionseinrichtung kann bereitgestellt werden.
Der innere Durchmesser der inneren Röhre 9 und die Länge der Zelle C kann willkürlich entsprechend der Probenmenge und Absorption der Probe S eingestellt werden.
Das Licht, das von dem Abstrahlungsbereich 1 abgestrahlt wird, kann z. B. nahe Infrarotstrahlung oder sichtbares Licht sein.
Das Material des Übertragungsfensterelements 4 kann Glas, Harz, etc. sein und kann aus einem Kristall (z. B. einem Einkristall aus KBr) etc. gemäß der Wellenlänge des von dem Detektor 2 zu erfassenden Lichtes und des zu messenden Gegenstandes sein. Weiterhin kann das Übertragungsfensterelement 4 in einer Dünnfilmform oder in einer Dünnplattenform, oder einer Dickplattenform oder einer Säulenform ausgebildet sein.
Das erste Koppelelement 5 ist z. B. in einer beinahe T-Form konfiguriert, und weist folgendes auf: einen Zellenkoppelport 5a, an dem ein Ende 3 der Zeile C gekoppelt ist, einen Übertragungsfensterkoppelport 5b, der geschlossen oder blockiert ist, wenn er an dem Übertragungsfensterelement 4 angekoppelt ist, und einen Einführpfadkoppelport 5c, an dem der Einführpfad gekoppelt ist. Der Zellenkoppelport 5a, der Übertragungsfensterkoppeiport 5b und der Einführpfadkoppelport 5c stehen untereinander in Verbindung und das eine Ende 3 der Zelle C in einem Zustand, wenn sie mit dem Zellenkoppelport 5a verbunden ist, und das Übertragungsfensterelement 4 in einem Zustand, wenn es mit dem Übertragungsfensterkoppelport 5b verbunden ist, sind so angeordnet, dass sie sich gegenüberliegen.
Die entsprechenden Kopplungsports 5a, 5b und 5c des ersten Koppelelementes 5 sind mit dem einem Ende 3 der Zelle C, dem Übertragungsfensterelement 4 und dem Einführpfad durch Abdichtelemente 12, wie z. B. Ohrringe, verbunden, so dass kein Wasser aus den Kopplungsbereichen austritt.
Die Materialqualität und die Form des Übertragungsfensterelements 7 sind ähnlich zu denen des Übertragungsfensterelementes 4.
Das erste Koppelelement 8 ist z. B. in einer beinahe T-Form konfiguriert, und weist folgendes auf: einen Zellenkoppelport 8a, an dem ein Ende 6 der Zelle C gekoppelt ist, einen Übertragungsfensterkoppelport 8b, der geschlossen oder blockiert ist, wenn er an dem Übertragungsfensterelement 7 angekoppelt ist, und einen Einführpfadkoppelport 8c, an dem der Einführpfad gekoppelt ist. Der Zellenkoppelport 8a, der Übertragungsfensterkoppelport 8b und der Einführpfadkoppelport 8c stehen untereinander in Verbindung und das eine Ende 6 der Zelle C in einem Zustand, wenn sie mit dem Zellenkoppelport 5a verbunden ist, und das Übertragungsfensterelement 7 in einem Zustand, wenn es mit dem Übertragungsfensterkoppelport 8b verbunden ist, sind so angeordnet, dass sie sich gegenüberliegen.
Die entsprechenden Kopplungsports 8a, 8b und 8c des ersten Koppelelementes 5 sind mit dem einem Ende 8 der Zelle C, dem Übertragungsfensterelement 7 und dem Einführpfad durch Abdichtelemente 12, wie z. B. Ohrringe, verbunden, so dass kein Wasser aus den Kopplungsbereichen austritt.
Da sowohl das erste Koppelelement 5 als auch das zweite Koppelelement in einer beinahe T-Form konfiguriert sind, kann jedes dieser Elemente leicht neu angebracht werden nachdem die Zelle durch eine andere Zelle C mit einer unterschiedlichen Länge ersetzt wurde oder nachdem die Länge der Zelle C durch Abschneiden des eines Endes oder beiden Enden der Zelle C auf eine geeignete Länge geändert wurde.
Als nächstes wird der Betrieb der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, erklärt.
In der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, wird die Probe S, die von dem Einführpfadkoppelport 5c durch den Einführpfad innerhalb des ersten Koppelelements 5 eingeführt wurde, nicht zu der Übertragungsfensterkoppelportseite, die durch das Übertragungsfensterelement 4 blockiert ist, geleitet, sondern durch die innere Röhre 9 der Zelle C von dem einen Ende 3 der Zelle C, die mit dem Zellenkoppelport 5a verbunden ist, gedrückt. Dann wird die Probe S, die von dem Zellenkoppelport 8a in das zweite Koppelelement 8 eingeführt wurde, wobei es durch die innere Röhre 9 hindurchgeht, nicht zu der Übertragungsfensterkoppelportseite, die von dem Übertragungsfensterelement 7 blockiert wird, gerichtet, sondern wird von dem Ausstoßpfad der mit dem Ausstoßpfadkoppelport 8c verbunden ist, ausgestoßen.
Wenn das Licht von dem Abstrahlbereich 1 zur Probe S in einem Zustand abgestrahlt wird, indem es sich innerhalb der inneren Röhre 9 der Zelle C befindet, wird das Licht, das durch das Übertragungsfensterelement 4 übertragen wird, in die Zelle C von dem einen Ende 3 der Zeile eingeführt. In dieser Hinsicht, in einem Fall, wo die Probe S, z. B. Wasser ist, ist der Brechungsindex der Probe S (Wasser) kleiner als der der inneren Röhre 9, und der Brechungsindex der inneren Röhre 9 ist größer als der der Reflektionsschicht 11 (die Luftschicht). Konkreter gesagt, die Beziehung der Brechungsindezies und zwischen der Probe S, der inneren Röhre 9, der Reflektionsschicht 11 (der Luftschicht) ist mittel, groß bzw. klein. Wenn das Licht, das sich in der Probe S ausbreitet, die innere Röhre 9 durchstrahlt, wird das Licht, das so übertragen wurde, von der Reflektionsschicht 11 mit dem Brechungsindex kleiner als der der inneren Röhre 9 reflektiert und zu dem Zentrumsbereich der inneren Röhre 9 gerichtet. In diesem Fall wird beinahe das ganze Licht, das von der Reflektionsschicht 11 reflektiert wurde, durch die innere Röhre 9 übertragen und erreicht die Probenseite. Auf diese Weise läuft das Licht von dem Bestrahlungsbereich 1 innerhalb der Zel le C, tritt dann aus dem anderen Ende 6 der Zelle C aus, wird dann durch das Übertragungsfensterelement 7 übertragen und erreicht den Detektor 2.
Die Probe S wird auf die folgende Weise unter Verwendung der Analysevorrichtung D, die auf diese Weise konfiguriert wurde, analysiert. D. h., als erstes wird die Probe S in der Zelle C untergebracht. Dann wird in diesem Zustand vorbestimmtes Licht von dem Abstrahlbereich 1 zur Probe S innerhalb der Zelle C abgestrahlt, und das Licht, das die Zelle C durchstrahlt, wird durch den Detektor 2 erfasst. Die Durchlässigkeit oder der Transmissionsfaktor, Absorption etc., der Probe S kann man basierend auf der Ausgabe des Detektors 2, den man so erhält, und der Ausgabe des Detektors 2, den man durch Durchführung des Vorgangs ähnlich zu dem vorgenannten Vorgang unter Verwendung von Referenzwasser erhalt, erhalten.
Zu Zeit der Analyse der Probe S kann die Probe S in einem Fließzustand oder in einem stationären Zustand sein.
Die Zelle C, die in der vorher genannten Weise konfiguriert ist, kann gebildet werden, indem sie frei innerhalb eines Bereiches gebogen wird, indem sie die Übertragung des Lichtes von dem Bestrahlungsbereich 1 zu dem Detektor 2 nicht stört. Auf diese Weise kann, selbst wenn die Zelle eine große optische Länge aufweisen muss und so die Zelle C selbst lang gemacht werden muss, die Zelle in einem kleineren Raum als dem für eine Zelle, die nicht gebogen werden kann, untergebracht werden, durch Bilden der Zelle in eine U-Form z. B. Weiterhin kann die Analysevorrichtung D, die die Zelle C verwendet, in ihrer gesamten Konfiguration kompakter gemacht werden aus ähnlichen Gründen. Da die Zelle C und die Analysevorrichtung D die vorhergesagten Vorzüge aufweisen, können sie z. B. innerhalb kleinerer Gehäuse untergebracht werden.
Gemäß der Zelle C, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, erreicht, selbst wenn der innere Durchmesser der inneren Röhre 9 klein ist (z. B. 2 mm oder weniger) das Licht von dem Abstrahlbereich 1 den Detektor 2 ohne große Verluste, so dass der innere Durchmesser der inneren Röhre 9 klein gemacht werden kann, und das innere Volumen der inneren Röhre 9 klein zu machen, ohne Nachteile in Kauf zu nehmen. Auf diese Weise können die Durchmesser der Reflektionsschicht 11 und der Schutzröhre 10, die an der Außenseite der inneren Röhre 9 ausgebildet sind, auch klein gemacht werden, wodurch die Zelle C dünner und kleiner ausgebildet werden kann und wodurch weiterhin die erforderliche Probenmenge S auch klein gemacht werden kann. Z. B. in einem Fall, wo die optische Länge von dem Abstrahlungsbereich 1 zu dem Detektor 2 1 m ist, kann das innere Volumen der inneren Röhre 9 auf ungefähr 3 ml reduziert werden, wenn der innere Durchmesser der inneren Röhre 9 auf ein 1 nm eingestellt wird. Weiterhin kann die Analysevorrichtung D, die die Zelle C verwendet, in ihrer gesamten Konfiguration aus ähnlichen Gründen kompakt gemacht werden, und die erforderliche Probenmenge kann auch klein gemacht werden.
Gemäß der Zelle C und der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert sind, ist das Einzelelement (die Schutzröhre 10) mit einer Haltefunktion der Form der inneren Röhre 9 und einer Lichtabschirmfunktion zum Verhindern, das Licht, das von der Außenseite der Zelle C einfällt, in die innere Röhrenseite eindringt, bereitgestellt, so dass weder ein groß dimensionierter Lichtabschirmmechanismus oder zusätzliche viele Komponententeile erforderlich sind.
Weiterhin ist bei der Zelle C und der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert sind, da das Licht sich von dem Abstrahlbereich 1 innerhalb der inneren Röhre 9 ausbreitet, während es von der Reflektionsschicht 11 reflektiert wird, optische Verluste ziemlich klein und die Zelle C selbst kann weiterhin gebogen werden, während solch ein Effekt beibehalten wird. Wenn die Konfiguration der Zelle C auf diese Weise geeignet geändert wurde, ist es möglich, die Zelle C durch eine andere Zelle mit unterschiedlicher Länge frei zu ersetzen, ohne den relativen Abstand zwischen dem Abstrahlbereich 1 und dem Detektor 2 z. B. zu ändern. D. h., wenn die Zelle C durch eine andere Zelle mit einer unterschiedlichen Länge ersetzt wird, wird es möglich, die Änderung der Hardwarekonfigurationselemente zu eliminieren (z. B. Verschieben der Position des Detektors 2, Ersetzen von einer, die den Raum ändern kann, der in der Länge C kürzer gemacht wurde. Wenn die Länge der Zelle C auf diese Weise geändert wird, ist es nur erforderlich, dessen Empfindlichkeit einzustellen.
Weiterhin, da die Zelle C selbst nicht von einem festen Rahmen etc. umgeben ist, kann die Zelle C in eine Zelle C mit einer unterschiedlichen Zellenlänge geändert werden, indem bloß die andere Endseite 6 (alternativ kann es die eine Endseite 3 oder beide Endseiten 3, 6 sein), der Zelle C an einer Arbeitsseite abgeschnitten wird, wobei andere Ende 6 (alterna tiv kann es das eine Ende 3 oder beide Enden 3, 6 sein) der Zelle C, die auf diese Weise neu gebildet wurde, an das Koppelelement gekoppelt wird z. B.
Weiterhin kann bei der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, die Änderung der Länge der Zelle C (d. h. Ersetzen oder Abschneiden der Zelle C) leicht durchgeführt werden, da beide Enden der Zelle C frei an den Zellenkoppelport 5a des ersten Koppelelements 5 und den Zellenkoppelport 8a des zweiten Koppelelements 8 angebracht und entfernt werden.
Bei der Zelle C und der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert sind, sind die Zelle und die Analysevorrichtung besonders effektiv, wenn sie in Messungen wie Absorption, Durchlässigkeit, etc. zum Messen einer kleinen Menge von koexistierenden Material (einschließlich gelösten Materials) in reinem Wasser oder ultrareinem Wasser bei einer hohen Empfindlichkeit gemessen werden, da die Messung durchgeführt werden kann, selbst mit einen kleinen Probenmenge S, indem die optische Länge langer gemacht wird.
Nebenbei, die Konfiguration der Zeile C ist nicht auf die beinahe U-Form beschränkt, sondern kann verschiedene Formen aufweisen. Z. B. kann die Zelle eine beinahe lineare Form aufweisen, wie es in 3a gezeigt ist, oder eine beinahe Spiralenform, wie in 3b gezeigt ist.
Sowohl das erste Koppelelement als auch das zweite Koppelelement 8 kann als eines vorbereitet werden, das dafür gewidmet ist, kann aber z. B. unter Verwendung einer Dreiwegeverbindung aus dem allgemeinen Markt gebildet werden.
Weiterhin ist bei der Analysevorrichtung D, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, der Abstrahlbereich 1 so bereitgestellt, dass er auf das Übertragungsfensterelement 4, das an das erste Koppelelement 5 gekoppelt ist, gerichtet ist, und der Detektor 2 ist so bereitgestellt, dass auf das Übertragungsfensterelement 7, was an das zweite Koppelelement 8 angekoppelt ist, gerichtet ist. Jedoch ist diese Ausführungsform nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und der Detektor 2 kann auch so bereitgestellt werden, dass er auf das Übertragungsfensterelement 4, das an das erste Koppelelement 5 gekoppelt ist, gerichtet ist, und der Abstrahlbereich 1 kann so bereitgestellt werden, dass er auf das Übertragungsfensterelement 7, das an das zweite Koppelelement 8 gekoppelt ist, gerichtet ist, z. B.
Die Zelle C kann als einzelne Einheit verwendet werden, aber alternativ können eine Vielzahl von Zellen C, C, --- als eine einzelne Einheit in einem Zustand, bei dem sie in Reihe oder parallel geschaltet sind, verwendet werden. Selbst wenn die Zellen auf die letzte Weise konfiguriert sind, kann die Gesamtgröße der Vorrichtung kaum groß gemacht werden, da der Raum, in dem jede Zelle C angeordnet ist, klein gemacht werden kann. Wenn eine Vielzahl von Zellen C, C, --- mit entsprechend unterschiedlichen Längen (optischen Längen) in Reihe oder parallel gekoppelt sind, wird es möglich, die Probe S gleichzeitig bei unterschiedlichen optischen Längen zu analysieren. Weiterhin ist die Zelle, die so ausgebildet ist, dass sie eine kurze Länge, d. h. eine kurze optische Länge, aufweist, geeignet zum Analysieren der Probe S mit einer hohen Dichte, während die Zelle C, die so ausgebildet ist, dass sie eine lange optische Länge aufweist, zum Analysieren der Probe S mit einer geringen Dichte geeignet ist. Auf diese Weise kann die Probe S analysiert werden, indem nur eine oder eine Vielzahl von Zellen C, C, --- geeignet für die Analyse unter all den Zellen C, C, ---, die abhängig von der Dichte der Probe S gekoppelt sind.
Die Zellen können miteinander auf eine Weise gekoppelt sein, z. B., dass der Auslasspfadkoppelport 8c des zweiten Koppelelements 8 der einen Zelle C mit dem Einführpfadkoppelport 5c des ersten Koppelelements 5 der anderen Zelle C durch eine geeignete Röhre oder ein geeignetes Koppelelement verbunden ist.
Weiterhin ist es natürlich nicht notwendig in dem Fall, dass die Vielzahl von Zellen C, C, --gekoppelt werden, die Konfigurationen der entsprechenden Zellen C zu vereinheitlichen, und so können verschiedene Konfigurationen der Zellen C, C, --- gekoppelt werden.
4a ist eine longitudinale Querschnittsansicht, die schematisch die Konfiguration der Zelle C₂ zum Analysieren von Fluid (im Folgenden eine Zelle genannt) gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In dieser Figur werden die Elemente mit den selben Strukturen wie die der ersten Ausführungsform mit den selben Bezügen markiert, und die Erklärung davon wird weggelassen.
Die Zeile C₂ der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Zelle C von der ersten Ausführungsform in dem Punkt, dass eine Lichtreflektionseinrichtung 13 bereitgestellt wird anstelle der Schutzröhre 10 und der Reflektionsschicht 11. D. h., die Zelle C₂ ist auf eine Weise konfiguriert, dass die Probe S darin fließt und Bestrahlungslicht durch die Probe S hindurchgeht. Auf diese Weise schließt die Zelle eine innere Röhre 9, in der die Probe S durchgeht, und die Lichtreflektionseinrichtung 13 ein, die an der äußeren Oberfläche der inneren Röhre 9 bereitgestellt ist, um zu vermeiden, das Licht, das von der Außenseite einfällt, in die innere Röhrenseite eindringt.
Die Lichtreflektionseinrichtung 13 weist eine Eigenschaft auf, Licht zu reflektieren wie Al, Ao etc. und ist an der äußeren Oberfläche der inneren Röhre 9 durch ein Verfahren, wie z. B. Beschichten, Aufwickeln oder Abscheiden ausgebildet. Das Material der inneren Röhre 9 kann bestimmt werden in dem berücksichtigt wird, dass die Lichtreflektionseinrichtung 13 darauf ausgebildet ist, und so kann das Material ein Harz, ein Glas etc., z. B. sein.
Bei der Zelle C2, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, hat die Lichtreflektionseinrichtung 13 die Funktion der Reflektionsschicht 11 der ersten Ausführungsform und die Funktion des Abschirmens des Lichts, das von außen einfällt, wie bei der Schutzröhre 10. Den Effekt, den man von der Zelle C2 erhält, die so konfiguriert ist, ist beinahe der selbe wie der der Zelle C der ersten Ausführungsform. Jedoch ist es bei der Zelle dieser Ausführungsform möglich, deren Konfiguration noch kompakter zu machen, da es nicht notwendig ist, die Schutzröhre 10 zu verwenden.
Um die Form der Zelle C2, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, zu stabilisieren, kann z. B. die innere Röhre 9 nicht flexibel gemacht werden, oder die innere Röhre 9 kann so ausgeführt werden, dass sie an ein solches Maß von Festigkeit aufweist, das sie nicht leicht deformiert werden kann, und die Form der inneren Röhre 9 kann von der Lichtreflektionseinrichtung 13 gehalten werden, selbst wenn die innere Röhre 9 flexibel ist.
4b ist eine longitudinale Querschnittsansicht, die schematisch die Konfiguration der Zelle C₃ zum Analysieren von Fluid (im Folgenden als eine Zelle bezeichnet) gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In dieser Figur werden die Elemente, die die selben Strukturen wie die der ersten Ausführungsform aufweisen, mit den selben Bezügen markiert und deren Erklärung wird weggelassen.
Die Zelle C₃ der dritten Ausführungsform ist auf eine Weise konfiguriert, dass eine Probe S darin fließt und das Abstrahlungslicht durch die Probe S hindurchgeht. Auf diese Weise schließt die Zelle eine optische Phase 16, die durch einen hohlen Kern 14 konfiguriert ist, in der die Probe S fließt, und einen Mantel 15, der auf der Außenseite des Kerns 14 ausgebildet ist, und der Licht reflektiert, das durch den Kern 14 durchgeht, und eine Schutzröhre 10 ein, die die Form der optischen Phase 16 halt und verhindert, das Licht, das von der Außenseite einfällt, zur optischen Faserseite übertragen wird.
Der Mantel 15 weist einen Brechungsindex auf, der kleiner ist als der der Probe S und der durch ein Material gebildet wird (d. h. ein Material, das keine Änderung der Eigenschaften noch eine Deformation, wie z. B. Korrosion, Auflösung, Weichwerden etc. durch die Probe verursacht, und dass solch eine Eigenschaft, wie z. B. Säureresistenz, Alkaliresistenz, etc. aufweist), das kein Licht mit einer Wellenlänge absorbiert, die notwendig für die Messung ist, und das nicht chemisch mit der Probe reagiert.
Bei der Zelle C₃, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, breitet sich das Licht innerhalb des Kerns 14 aus, wenn Licht von der einen Endseite der Zelle C₃ zur Probe S in einem Zustand, wo sie sich in dem Kern 14 befindet, eingestrahlt wird, und erreicht die andere Endseite der Zelle C₃, während sie wiederholt durch den Mantel 15 mit dem Brechungsindex kleiner als dem der Probe S reflektiert wird.
Zelle C₃, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, kann gebildet werden, indem sie frei innerhalb eines Bereiches gebogen wird, der die Lichtübertragung nicht negativ beeinflusst.
Weiterhin kann bei der Zelle C₃, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, der innere Durchmesser des Kerns klein eingestellt sein, um dabei das innere Volumen des Kerns 14 klein zu machen, ohne Unbequemlichkeiten zu verursachen, da das Licht die andere Endseite der Zelle von dessen einen Endseite erreicht, ohne große Verluste, selbst wenn der innere Durchmesser (z. B. 2 mm oder weniger) des Kerns 14 klein eingestellt ist.
Weiterhin ist bei der Zelle C₃, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, das Einzelelement (die Schutzröhre 10) mit einer Funktion zum Halten der Form des Kerns 14 und einer Lichtabschirmfunktion bereitgestellt, um zu verhindern, das Licht, das von der Außenseite auf die Zelle C₃ einfällt, zur optischen Phase 16 Seite übertragen wird, so dass weder ein großdimensionierter Lichtabschirmmechanismus oder zusätzliche viele Bestandteile erforderlich sind.
Weiterhin sind bei der Zelle C₃, die in der vorhergesagten Weise konfiguriert ist, die Lichtverluste ziemlich klein, weil das Licht durch den Kern 14 hindurchgeht, während es von dem Mantel 15 reflektiert wird, und die Zelle C₃ selbst kann auch frei gebogen werden, während solch ein Effekt beibehalten wird.
Bei der Zelle C₃, in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, kann die Zelle C₃ in eine Zelle C₃ mit einer unterschiedlichen Zellenlänge geändert werden, indem einfach die andere Endseite der Zelle C₃ (alternativ kann es die eine Endseite oder beide Endseiten sein) auf einer Arbeitsseite abgeschnitten wird, um dabei das andere Ende (alternativ kann es das eine Ende oder beide Enden sein) der Zelle C₃, die auf diese Weise neu gebildet wurde, z. B. an das Koppelelement zu koppeln, da die Zelle C₃ selbst nicht von einem harten Rahmen etc. umgeben ist.
Bei der Zelle C₃, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, sind die Zelle und die Analysevorrichtung besonders effektiv, wenn sie zum Messen einer kleinen Menge koexistierenden Materials (einschließlich gelösten Materials) innerhalb von Reinwasser oder Ultrareinwasser bei einer hohen Empfindlichkeit in der Messung, wie z. B. Absorption, Durchlässigkeit, etc. verwendet werden, da die Messung selbst mit einer kleinen Probenmenge S durchgeführt werden kann, indem die optische Länge länger gemacht wird. Nebenbei kann die Schutzröhre 10 weggelassen werden, wenn der Mantel 15 konfiguriert ist, die Lichtabschirmfunktionen für das Licht, das von der Außenseite einfällt, und die Formhaltefunktion zu beinhalten.
Wie aus der vorigen Beschreibung klar wird, entspricht der Kern 14 der dritten Ausführungsform in einem Zustand, wo sich darin die Probe S befindet, der inneren Röhre 9 der ersten Ausführungsform in dem Zustand, wo sich die Probe S darin befindet, und der Mantel 15 der dritten Ausführungsform entspricht der Reflektionsschicht 11 der ersten Ausführungsform. Auf diese Weise ist der Effekt, den man von der Zelle C₃, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, beinah der selbe wie der Effekt, den man von der Zelle C der ersten Ausführungsform erhält, und deshalb wird eine weitere Erläuterung des Effekts der dritten Ausführungsform weggelassen.
Natürlich kann man die verschiedenen Arten von Modifikationsbeispielen etc., die man in die erste Ausführungsform implementieren kann, auch auf die Zelle C₃ der dritten Ausführungsform anwendbar.
Wie oben beschrieben wurde, ist es bei der Erfindung, die in der vorher gesagten Weise konfiguriert ist, möglich, eine Zelle zum Analysieren von Fluid und eine Analysevorrichtung, die die Zelle verwendet, bereitzustellen, die den Freiheitsgrad hinsichtlich der Anordnung der Zelle, die in einem kleinen Raum untergebracht ist, verbessern, man kann eine ausreichend optischen Länge bei einer kleinen Probenmenge erreichen, welche keinen groß dimensionierten Lichtabschirmmechanimus noch zusätzlich viele Bestandteile erfordert, und welche die optische Länge leicht ändern können.

Claims

Zelle (C) zum Analysieren eines Fluids, die in einer Weise konfiguriert ist, dass ein Probe darin fließt und Bestrahlungslicht durch die Probe (S) hindurchtritt, wobei die Zelle folgendes umfasst: eine innere Röhre (9), in der die Probe (S) durchgeht, wobei die innere Röhre lichtdurchlässig und flexibel ist; gekennzeichnet durch eine Schutzröhre (10), die außerhalb der inneren Röhre (9) angeordnet ist und die flexibel ist, wobei ein innerer Umfang der Schutzröhre (10) größer ist als der äußere Umfang der inneren Röhre (9); und eine Luftschicht (11), die als eine Reflexionsschicht wirkt, die zwischen der inneren Röhre (9) und der Schutzröhre (10) ausgebildet ist, um das Licht zu reflektieren, das innerhalb der inneren Röhre (9) durchgeht, wobei das Licht, das durch die Probe (S) hindurchgeht, die innere Röhre (9) durchstrahlt, und dann an der Luftschicht (11), die einen kleineren Brechungsindex als die innere Röhre (9) hat, reflektiert wird, und wobei das reflektierte Licht die innere Röhre (9) durchstrahlt und in die Probe eintritt, so dass sie durch die Probe (S) in der inneren Röhre (9) hindurchgeht.
Analysevorrichtung, die folgendes umfasst: eine Zelle (C) zum Analysieren eines Fluids, wie in Anspruch 1 beansprucht ist; einen Bestrahlungsabschnitt (1), der an einer Endseite der Zelle angeordnet ist, um Bestrahlungslicht in das Innere der Zelle zu leiten; und einen Detektor (2), der an der anderen Endseite der Zelle angeordnet ist, um das Licht von dem Bestrahlungsabschnitt, das durch das Innere der Zelle hindurchgegangen ist, zu erfassen.