MXPA97009071A - Sonda optica espectroscopica, robusta - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una sondaóptica espectroscópica y hermética a fluidos, la cual comprende:un alojamiento hermético a fluidos;un canal de excitación de fibraóptica que se extiende dentro de la longitud de dicho alojamiento, el canal de excitación transmitiendo radiación desde una fuente de radiación hasta una composición química a ser irradiada para análisis espectroscópico;y un canal de acopio de fibraóptica que se extiende dentro de la longitud de dicho alojamiento, el canal de acopio transmitiendo radiación desde una composición química irradiada hasta medios de detección situados remotamente de dicha composición química;caracterizada por una punta que tiene una superficie terminal, dicha punta cerrando con sello un extremo de dicho alojamiento;dicho canal de excitación de fibraóptico y dicho canal de acopio de fibraóptica terminando cada uno en dicha superficie terminal de dicha punta, y cada uno estando sostenido firmemente y sellado dentro de dicha punta por medios dee soldaduras que abarcan cada uno de dichos canales.

Description

SONDA ÓPTICA ESPECTROSCÓPICA ROBUSTA Campo de la invención Esta invención se relaciona con sondas ópticas espectroscópicas y, más particularmente, a una sonda óptica de construcción robusta y especialmente apropiada para mediciones espectroscópicas in situ.

Antecedentes de la Invención Diversas técnicas espectroscópicas son rutinariamente utilizadas para determinar la constitución de composiciones químicas y para monitorear el desarrollo de procesos y reacciones químicas. La elección de una técnica, incluyendo la longitud de onda de la radiación empleada, depende de la información deseada. La espectroscopias infrarroja (IR) está basada en la interacción con substancias químicas de irradiación infrarroja que tienen una longitud de onda entre 0.77 µm y 1000 µm. Un segmento de espectroscopia IR, referidas como espectroscopias cercanas al infrarrojo (NIR), utiliza longitudes de onda de radiación de entre 0.77 µm y 2.5 µm. Las espectroscopias IR y NIR generalmente involucran la absorción de radiación a medida que ésta pasa a través de una muestra. Las frecuencias de absorción proveen información relacionada con las características químicas y físicas o la estructura molecular de la substancia irradiada. Los métodos espectroscópicos de ultravioleta (UV) y visible (VIS) emplean radiación UV que tiene longitudes de onda de entre 10 nm y 350 nm y radiación visible con longitudes de onda de entre 350 nm y 770 nm. Las técnicas UV/VIS miden la absorción de la radiación de exposición mediante transiciones electrónicas moleculares; las longitudes de onda particulares, absorbidas, son características de la estructura molecular de la substancia bajo investigación. La espectroscopia de Ramán es otro medio por el cual puede obtenerse información química, física y molecular de materiales. La radiación incidente que interactúa con un material que experimenta dispersión, la cual ocurre en todas direcciones; la radiación puede ser dispersada elástica o inelásticamente. La radiación dispersada inelásticamente es referida como dispersión de Ramán. Las longitudes de onda y las intensidades de esta radiación comprenden un espectro de Ramán que provee información química y estructural con relación al material irradiado. La espectroscopia luminiscente involucra la medición de emisiones fotónicas procedentes de moléculas. Ésta incluye la fotoluminiscencia tal como la fluorescencia y la fosforescencia, las cuales son emisiones procedentes de una substancia y que resultan de su excitación por la absorción de radiación, y la quimioluminiscencia, en donde la emisión es inducida por una reacción química. La radiación emitida es característica de la estructura molecular. La totalidad de estas técnicas espectroscópicas son útiles para obtener información cualitativa y cuantitativa acerca de un material químico. Los espectros de IR, NRI y Ramán, sin embargo, proveen la mayor cantidad de información estructural molecular. La determinación de la constitución de una composición química o el monitoreo del progreso de una reacción química es frecuentemente llevado a cabo con materiales situados en ambientes inhóspitos. Por ejemplo, puede requerirse el análisis de una corriente de proceso bajo condiciones de elevada temperatura y/o presión o en la presencia de substancias corrosivas o solventes poderosos. Se conoce bien el colocar aparatos espectrofotométricos tales como un espectrógrafo y una fuente de radiación en una ubicación remota de una substancia que va a ser analizada in situ y conectar el aparato al sitio de muestreo mediante conductos de radiación que comprenden fibras ópticas. La zona interfacial entre estas fibras ópticas y el ambiente del proceso es comúnmente proveída por una sonda, frecuentemente referida como una sonda óptica espectroscópica o una sonda de fibra óptica. Se conocen en la técnica una variedad de sondas espectroscópicas, la Patente de los E.U.A. No. 3,906,241 , por ejemplo, describe una sonda para utilizarse en análisis de fluidos que incorpora tres canales de fibras ópticas, uno para llevar radiación desde una fuente hacia la cabeza de detección de la sonda, un segundo canal para regresar radiación procedente de la cabeza, y el tercero para transportar la radiación de Ramán dispersa hacia los medios detectores. En la Patente de los Estados Unidos de América número 4,573,761 se describe una sonda que comprende cuando menos una fibra óptica para transmitir luz dentro de una muestra y cuando menos dos fibras ópticas para recolectar radiación procedente de la muestra, las fibras recolectoras convergiendo con el eje de la fibra de transmisión a un ángulo menor de 45 grados. La Patente de los Estados Unidos de América, número 4,707,134 describe una sonda que comprende una pluralidad de fibras ópticas convergentes, contenidas en un compartimiento que está cerrado en un extremo por una ventana transparente. Un método para la detección in situ de un compuesto por espectroscopia de Ramán se describe en la Patente de los Estados Unidos de América número 4,802,761 , en donde una célula de acopio está conectada mediante un manojo de fibras ópticas a un dispositivo sensor remoto.

Problemas a Resolver Mediante la Invención Como se acaba de señalar, las sondas espectroscópicas han sido descritas en la técnica previa y varios de tales aparatos están disponibles con diversos vendedores. Estas sondas conocidas son frecuentemente de un diseño complejo y, por lo tanto, costosas de fabricar; éstas pueden incluir, por ejemplo, arreglos alineados con precisión, de múltiples fibras ópticas, lentes y ventanas, así como materiales de empaque y adhesivos para ensamblar y sellar las partes componentes de la sonda. En ambientes severos de proceso, tales sondas son susceptibles de dañarse por elevadas temperaturas y presiones y por solventes químicos poderosos, traduciéndose en fugas, desalineación y otras formas de deterioro que afectan adversamente el desempeño de la sonda. Por lo tanto, existe la necesidad de sondas espectroscópicas de fácil manufactura, cuyo diseño y construcción robusta les permita su uso en ambientes severos sin daño o degradación a su desempeño. Esta necesidad es apropiadamente satisfecha en la sonda óptica espectroscópica de la presente invención.

Objetivos de la Invención De conformidad con la presente invención, una fibra óptica espectroscópica y hermética a fluidos, comprende un alojamiento hermético a fluidos, con una punta que posee una superficie terminal que cierra con sello un extremo del alojamiento; un canal de excitación de fibra óptica que finaliza en la superficie terminal de la punta y que se extiende dentro de la longitud del alojamiento y que transmite radiación desde una fuente de radiación a una composición química que va a ser irradiada para análisis espectroscópico; y un canal de acopio de fibra óptica que finaliza en la superficie terminal de la punta y que se extiende dentro de la longitud del alojamiento y que transmite radiación desde la composición irradiada a los medios detectores que están situados en una posición remota de la composición; en donde los canales de excitación y acopio de fibra óptica están firmemente sostenidos y sellados dentro de la punta por medios de soldadura que abarcan cada uno de los canales. Un método para formar la sonda óptica espectroscópica de la invención comprende la formación de una cavidad en la superficie terminal de la punta y rellenando la cavidad con soldadura metálica fundida, la cual se deja enfriar y solidificar en un tapón; formación de orificios estrechamente espaciados de sección transversal circular que penetran a través de la punta y el tapón, la sección transversal de los orificios siendo muy ligeramente mayor que la sección transversal de las fibras ópticas que comprenden los canales de excitación y acopio; inserción de un extremo de cada una de las fibras ópticas dentro de los orificios a través de la punta y dentro del tapón, los extremos de las fibras ópticas formando una superficie substancialmente continua con la superficie terminal de la punta; calentar el tapón de soldadura hasta una temperatura suficiente para hacer que la soldadura fluya alrededor de las fibras ópticas; enfriar el tapón a temperatura ambiente, mediante lo cual se aseguran y sellan los extremos de la fibra óptica en el tapón en la superficie terminal de la punta; y desbastar y pulir la superficie terminal substancialmente continua de la punta para formar una superficie terminal ópticamente lisa.

Efecto Ventajoso de la Invención La presente invención provee una sonda óptica que es fácil de fabricar pero capaz de soportar condiciones ambientales drásticas sin daño y producir resultados espectroscópicos útiles bajo tales condiciones.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista isométrica segmentada, parcialmente seccionada, de una modalidad preferida, ilustrando con detalle los extremos de fibra óptica en la punta de la sonda. La Figura 2 es una sección transversal fragmentaria de la modalidad de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en elevación del final de la modalidad de la Figura 1.

La Figura 4 es una sección transversal fragmentaria de una modalidad que incluye un tapa reflectora con un espejo cóncavo.

Descripción Detallada de la Invención En las Figuras 1, 2 y 3 se muestra una modalidad preferida de la presente invención. La sonda óptica 100 comprende un alojamiento 101 , cerrado en un extremo por la punta 102. Dos fibras ópticas 103 y 104, una que funciona como un canal de excitación para radiación procedente de una fuente hacia una composición a ser analizada, la otra comprendiendo un canal de acopio para radiación de transmisión procedente de la composición irradiada hacia medios de detección remotamente ubicados, se extienden desde la superficie terminal 105 de la punta a lo largo de la longitud del alojamiento. La modalidad descrita incluye un solo canal de excitación y un solo canal de acopio, lo cual simplifica su construcción. Como se describe en la Patente de los E.U.A. No. 4,707,134, la descripción de la cual se incorpora a la presente como referencia, un sola fibra es suficiente para transmitir luz procedente de un diodo emisor de luz, un láser, o un láser diodo. Sin embargo, una sonda de la invención puede contener de dos a seis canales de acopio y/o excitación de fibras ópticas. En una configuración útil de las fibras , un solo canal de excitación dentro de un manojo está rodeado por seis canales de acopio, como se muestra en la Patente de los E.U.A. No. 4,573,761 , la descripción de la cual se incorpora a la presente como referencia. Sobre la superficie terminal 105 de la punta 102 está formada una cavidad 106, la cual está rellena con una soldadura de metal fundido que solidifica al enfriarse para formar un tapón de soldadura 107. Este tapón comprende medios para asegurar y sellar los extremos de las fibras ópticas en la superficie terminal de la punta de la sonda. En la construcción de la sonda de la invención, orificios cercanamente espaciados, de una sección transversal circular muy ligeramente mayores que la sección transversal de la fibra, son perforados a través de la punta y el tapón de soldadura. Una fibra óptica es insertada en cada orificio para rellenarlo, el extremo de cada fibra formando una superficie substancialmente continua con la superficie terminal de la punta. Una cavidad 108 puede estar formada en la parte posterior de la punta para facilitar la inserción de fibras dentro de los orificios. El tapón de soldadura es calentado a una temperatura suficiente para hacer que la soldadura fluya alrededor de los extremos de la fibra óptica. Durante el calentamiento; una pequeña cantidad adicional de soldadura puede ser aplicada al tapón para compensar la solidificación. Al enfriarse el tapón hasta la temperatura ambiente, las fibras son selladas y aseguradas a la superficie terminal de la punta. El triturado y pulido subsecuente de la superficie terminal de la punta provee una superficie óptica lisa. Al sellar y asegurar los extremos ópticos en la superficie terminal de la punta, el calentamiento del tapón de soldadura debe ser cuidadosamente controlado para evitar el reblandecimiento del cristal de cuarzo de la fibra. El daño a las fibras sería elevado probablemente si uno intentara asegurarlas mediante la perforación de orificios suficientemente grandes para acomodarlos a través de la punta (la cual está hecha preferiblemente de acero inoxidable), insertando los extremos de la fibra en los orificios, y posteriormente aplicando soldadura para realizar un sello. De acuerdo con el método de la invención, la probabilidad de daño a las fibras es minimizado mediante la formación de un tapón de soldadura en la superficie terminal de la punta antes de la perforación de los orificios para recibir las fibras. Los orificios deben ser de un diámetro precisamente tan amplio como para permitir que las fibras sean insertadas dentro de ellos; el tapón de soldadura es entonces calentado a un punto precisamente suficiente para hacer que la soldadura fluya alrededor de los extremos de la fibra, para que al enfriarse los extremos estén asegurados y sellados en la punta. Para reducir adicionalmente la cantidad de calor requerido para sellar y también evitar la expansión dispareja dentro de la punta de la sonda durante su uso, es deseable que el tamaño del tapón de soldadura sea del tamaño mínimo necesario para garantizar un sello seguro de las fibras. Las fibras ópticas utilizadas en la sonda de la invención son preferentemente fibras multimodales de paso indexado, las cuales están disponibles en diversas fuentes comerciales, por ejemplo, Fiberguide, Stirling, NJ. Sus diámetros pueden variar desde 1 µm hasta 1000 µm, preferiblemente 200 µm a 400 µm. Para espectroscopia luminiscente y de Ramán fibras con un diámetro de aproximadamente 200 µm son las preferidas; para mediciones de UV? IS y NIR, se prefieren fibras con diámetros de aproximadamente 400 µm. Las fibras ópticas preferidas para la presente invención comprenden un núcleo de cristal de cuarzo 109 rodeado por una delgada película interior 110 de cuarzo con impurezas, y posteriormente por una delgada película exterior metálica 111 adherible al de soldadura, preferentemente de oro. La película metálica 111 facilita la adhesión de la fibra al tapón de soldadura, como se describe en la Patente de los E.U.A. No. 4,033,668, la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia.

El alojamiento y la punta de la sonda pueden ser construidas a partir de diversos materiales metálicos, por ejemplo, cobre o titanio. Los metales preferidos para este propósito incluyen Hastalloy y acero inoxidable. La soldadura empleada para sellar y asegurar los extremos de la fibra óptica en la punta debe ser resistente al daño químico y debe tener una temperatura de fusión suficientemente elevada para soportar las condiciones drásticas a las cuales la sonda puede ser sometida durante su uso. Una modalidad actualmente preferida puede ser empleada sin daño a temperaturas de aproximadamente 500 °C y presiones que van hasta las 30,000 psi. Por supuesto, la temperatura de fusión de la soldadura debe ser suficientemente baja para lograr el sello de las fibras ópticas sin el reblandecimiento del cristal. Los materiales soldantes preferidos para asegurar los extremos de la fibra óptica, con temperaturas de fusión en el intervalo de aproximadamente 600 °C a 1,100 °C, son las soldaduras de plata y de oro; otros tipos de soldaduras pueden ser empleadas para unir la punta de la sonda al alojamiento. En la construcción de la sonda, una pequeña longitud adicional, de hasta 0.5 por ciento del total, se provee en las fibras ópticas que se extienden a través del alojamiento lejos de la punta. Este margen es deseable para prevenir la tensión y rompimiento de las fibras a medida que los componentes metálicos de la sonda se expanden a velocidades diferentes respecto al cristal óptico a altas temperaturas. Los extremos de las fibras lejanos de la punta están unidos con la fuente de radiación y el espectrógrafo mediante medios de conexión bastante conocidos en la técnica, por ejemplo, conectores SMA. Los medios de detección, los cuales pueden ser un espectrómetro ultravioleta visible (UV/VIS), cercano al infrarrojo (NIR), de luminiscencia o de Ramán, y la fuente de radiación puede estar situada a una distancia de y conectado a la sonda mediante fibras ópticas, como se describe en la Patente de los E.U.A. No. 4,802,761, la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia. El tipo de fuente de radiación depende de la espectroscopia particular; las fuentes útiles incluyen, por ejemplo, lámparas para UV? IS de argón, hidrógeno, deuterio, xenón y tungsteno; lámparas para NIR/IR de alambres de nicromo, luminiscente de Nerst, y de tungsteno con alógeno modificado; y láseres, especialmente láseres diódicos, para espectroscopia de Ramán y luminiscente. En seguida de la construcción, la sonda puede ser insertada dentro de una línea o un reactor dentro de un proceso y asegurada allí en una forma hermética a fluidos por medios tales como, por ejemplo, enroscada, soldada, o alguna otra unión sellada. Si bien la construcción robusta de la sonda de la invención la hace especialmente útil para monitorear composiciones químicas en condiciones adversas caracterizadas por altas temperaturas y presiones, no está restringida a tales aplicaciones. Una sonda puede estar construida, de acuerdo con el método de la invención, con una configuración y dimensiones apropiadas para análisis in situ. Mediciones espectroscópicas de Ramán, por ejemplo, en organismos vivos, como se describe en la Patente de los E.U.A.no.3, 906,241 , la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia. Las sondas de fibra óptica tales como aquellas de la presente invención son particularmente útiles para mediciones con espectroscopia de Ramán, como se describe en Schwab et al., Anal. Chem.. 1984, vol. 56, páginas 2199-2204, la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia. Una sonda de la invención puede también ser utilizada para espectroscopia transmisiva/reflectiva tal como para las mediciones UV/VIS y NIR. La Figura 4 describe la modalidad de la Figura 1 comprendiendo además un capuchón reflector 201 que incluye un espejo cóncavo 202 y está provisto con aberturas de paso 203. Las aberturas facilitan el que la composición química fluya sobre la punta de la sonda, y el espejo está construido con una curvatura apropiada y está colocado a la distancia adecuada en la punta para maximizar la cantidad de radiación procedente de la composición irradiada que está siendo recolectada por el canal de acopio. La presente invención provee una sonda óptica de diseño sencillo y de fácil fabricación, cuya construcción robusta hace posible su uso prolongado para obtener mediciones espectrométricas confiables, aún en ambientes severos de temperatura y presión elevadas. El desempeño excelente de la sonda de esta invención bajo tales condiciones contrasta con aquél de varias sondas que están comercialmente disponibles con diversos vendedores y que se anuncian como capaces de soportar presiones elevadas así como temperaturas tan altas como los 300 °C. En un proceso de producción de polímeros a temperaturas de 200-300 °C, condiciones bajo las cuales una sonda de la invención arrojó mediciones confiables sobre un período prolongado, una sonda comercialmente disponible y que incluía varillas ópticas, lentes y ventanas encementadas dentro de un alojamiento, rápidamente falló y como resultado de esto las varillas se aflojaron y se desalinearon. En otra sonda comercial, con un diseño diferente, la resina epoxi empleada para mantener en su posición a las fibras de un manojo se carbonizó y se descompuso durante una breve prueba bajo las condiciones del proceso. En todavía otra situación, el sello de una ventana de protección de la sonda falló, resultando en la fuga del polímero dentro de la cámara que contenía las fibras ópticas. Finalmente, durante la prueba de otra sonda comercial recomendada como capaz de soportar los 300 °C y presión elevada, su ventana protectora de zafiro se perdió dentro de la corriente de producción y nunca se recuperó. Estas fallas repetitivas de una variedad de sondas ópticas comercialmente disponibles, después de la exposición limitada a ambientes de proceso severas prueban las ventajas inesperadas y sobresalientes proveídas por la sonda robusta de la presente invención.

Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente la invención.

Ejemplo 1 Sonda de Ramán para monitoreo de una reacción química por lotes Una fibra óptica fue construida como se ilustra en las Figuras 1-3. Dos fibras ópticas con revestimiento de oro y con un diámetro interior de 400 µm, que fue adquirida en Fiberguide, Stirling, NJ, se soldaron con soldadura de plata utilizando soldadura Safety Silv® 45, la cual fue adquirida en J. W. Harris Co., Cincinnati, Ohio, dentro de un cuerpo tubular hecho de acero inoxidable 316 con un diámetro de 0.25 pulgadas. Al enfriarse, la punta de la sonda fue pulida hasta obtener un acabado de espejo. Una prueba de la sonda para determinar la capacidad de producción de señal confirmó su eficiencia. La sonda fue utilizada para monitorear una reacción química mediante espectroscopia de Ramán durante un período de tres horas, durante la cual la temperatura alcanzó los 220 grados centígrados. Se obtuvieron excelentes datos espectrales y la sonda no mostró signos de degradación.

Ejemplo 2 Sonda de Ramán para el monitoreo de un proceso de manufactura. Una sonda de fibra óptica fue construida de forma similar a la mostrada en las Figuras 1-3. Dos fibras ópticas con revestimiento de oro y con un diámetro interior de 200 µm, adquirida en Fiberguide, Stirling, NJ, se soldaron con soldadura de plata dentro de un cuerpo tubular de acero inoxidable 316 con un diámetro de 0.25 pulgadas. Al enfriarse, la punta de la sonda fue pulida hasta un acabado de espejo y posteriormente se probó para determinar la capacidad de producción de señal. La sonda fue colocada en una corriente de proceso de una instalación de manufactura y se conectó a un instrumento analítico de Ramán. El proceso fue operado a presiones de entre 15 a 30 psi y temperaturas de entre 200 °C y 230 °C. Después de varios meses de obtener espectros útiles, la sonda fue retirada del proceso. La inspección de la sonda después de su remoción mostró que sobrevivió con fuerza a la larga exposición al ambiente del proceso.

Ejemplo 3 Sonda NIR para monitorear un proceso de manufactura Se diseño una sonda de fibra óptica para espectroscopia NIR y se construyó con un capuchón reflector conteniendo un espejo cóncavo, como se muestra en la Figura 4. Dos fibras ópticas con revestimiento de oro y con un diámetro interior de 400 µm se soldaron con soldadura de plata dentro de un tubo de acero inoxidable 316 con un diámetro de 0.25 pulgadas. Al enfriarse, la punta de la sonda fue pulida hasta un acabado liso, tipo espejo. Un reflector comprendiendo un espejo cóncavo fue sujetado por encima de la punta de la sonda para completar el ensamble de la sonda. Esta sonda fue colocada en una corriente de un proceso de manufactura trabajando a temperaturas de hasta 300 °C y presiones de hasta 1 ,000 psi. Después de dos meses de mediciones espectroscópicas, la sonda fue retirada del proceso. La inspección de la sonda después de su remoción confirmó que ésta había soportado la exposición prolongada a las condiciones severas del proceso.

Ejemplo 4 Sonda para monitoreo UV/VIS de color en un extrusor La sonda de fibra óptica del Ejemplo 3 fue insertada dentro de un extrusor y se utilizó para monitorear el espectro UV/VIS de un polímero fundido. Las condiciones de operación de la corriente fueron temperaturas de hasta 315 °C y presiones de hasta 250 psi. La sonda se comportó bien durante los siete días que duró la prueba.

La invención ha sido descrita en detalle y con particular referencia a modalidades preferidas de ella, pero se comprenderá que pueden realizarse modificaciones y variantes dentro del espíritu y alcance de la invención.

Claims (10)

1. Novedad de la Invención 1. Una sonda óptica espectroscópica y hermética a fluidos, la cual comprende: (a) un alojamiento hermético a fluidos; (b) una punta que tiene una superficie terminal, dicha punta cerrando con sello un extremo de dicho alojamiento: (c) un canal de excitación de fibra óptica que termina en dicha superficie terminal de dicha punta y que se extiende dentro de la longitud de dicho alojamiento, el canal de excitación transmite radiación desde una fuente de radiación hasta una composición química a ser irradiada para análisis espectroscópico; y (d) un canal de acopio de fibra óptica que termina en dicha superficie terminal de dicha punta y que se extiende dentro de la longitud de dicho alojamiento, el canal de acopio transmite radiación desde una composición química irradiada hasta medios de detección situados remotamente de dicha composición química; en donde dicho canal de excitación de fibra óptica y dicho canal de acopio de fibra óptica están cada uno sostenidos firmemente y sellados dentro de dicha punta por medios de soldadura que abarcan cada uno de dichos canales.
2. 2. La sonda de la reivindicación 1 , en donde dicho canal de excitación y dicho canal de acopio comprenden, cada uno, una fibra óptica que tiene una sección transversal circular, dichas fibras teniendo un diámetro de 1 µm a 1 ,000 µm.
3. 3. La «sonda de la reivindicación 1 , comprendiendo además un capuchón reflector que incluye un espejo cóncavo, dicho capuchón estando situado en cercana proximidad a dicha punta y capaz de reflejar radiación desde dicho canal de excitación hacia dicho canal de acopio.
4. 4. La sonda de la reivindicación 1 , en donde dichos medios de detección comprenden un espectrómetro.
5. 5. La sonda de la reivindicación 4, en donde dicho espectrómetro es un espectrómetro ultravioleta visible (UV/VIS), un espectrómetro cercano al infrarrojo (NIR), un espectrómetro de Ramán, o un espectrómetro de luminiscencia.
6. 6. La sonda de la reivindicación 5, en donde dicho espectrómetro es un espectrómetro de Ramán y dicha fuente de radiación es un láser.
7. 7. La sonda de la reivindicación 6, en donde dicho láser es un láser diódico.
8. 8. Un método para formar una sonda óptica espectroscópica y hermética a fluidos que comprende un alojamiento hermético a fluidos y una punta que tiene una superficie terminal que cierra con sello un extremo de dicho alojamiento, dicho alojamiento y punta estando formados de metal; un canal de excitación que transmite radiación desde una fuente de radiación hasta una composición química a ser irradiada y un canal de acopio que transmite radiación desde una composición química irradiada hasta medios de detección, cada uno de dichos canales comprendiendo una fibra óptica que tiene una sección transversal circular, un extremo de cada una de dichas fibras terminando en dicha superficie terminal de la punta y extendiéndose dentro de la longitud de dicho alojamiento; dicho método comprendiendo: (a) formar una cavidad en dicha superficie terminal de dicha punta; (b) rellenar dicha cavidad con soldadura de metal fundido, permitiendo posteriormente que dicha soldadura se enfríe y solidifique formando un tapón; (c) formar orificios cercanamente espaciados, de sección transversal circular y penetrando dicha punta y dicho tapón, la sección transversal de dichos orificios siendo muy ligeramente más grande que la sección transversal de dichas fibras ópticas; (d) insertar un extremo de cada una de dichas fibras ópticas dentro de uno de dichos orificios a través de dicha punta y dentro de dicho tapón, rellenando de esta forma dichos orificios en dicha punta y tapón, los extremos formando una superficie substancialmente continua con dicha superficie terminal de dicha punta; (e) calentar dicho tapón de soldadura a una temperatura suficiente para hacer que la soldadura fluya alrededor de dichos extremos de las fibra óptica; (f) enfriar dicho tapón a temperatura ambiente, de esta manera asegurando y sellando dichos extremos de fibra óptica a dicha superficie terminal de dicha punta; y (g) desbastar y pulir dicha superficie substancialmente continua de la punta, formando de esta manera una superficie terminal ópticamente lisa.
9. 9. El método de la reivindicación 8, en donde cada una de dichas fibras ópticas tiene un diámetro de 200 µm a 400 µm.
10. 10. El método de la reivindicación 8, en donde cada una de dichas fibras ópticas comprende una fibra óptica multimodal de paso indexado.