專利名稱：用于光譜測定系統(tǒng)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的裝置，該光i普分 析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀。本發(fā)明還涉及 一種用于這種分析的組件和套件以及用于實施這種分析的方法。
背景技術(shù)：
光譜分析系統(tǒng)用于分析材料性能。例如，在制藥工業(yè)中，光譜分 析系統(tǒng)用來在制造過程的例如原材料填料、磨削、?；⒏稍?、混合、 壓縮、涂覆以及包裝的不同階段分析材料性能。在某些過程中，被處 理材料內(nèi)容物可改變其性能。例如，在?；^程中，固體材料可與液
體混合，其中液體束縛狀態(tài)、液體內(nèi)容物、混合物的溫度和密封隨著 過程繼續(xù)而變化。在干燥過程中，液體內(nèi)容物減小，并且密度和溫度 在處理過程中變化。涂覆過程可在其中所謂核子的顆粒被噴射特定涂 覆液體的液化床內(nèi)進行，或者通過將顆粒穿過所述液體的霧塵來進4亍， 或者通過其它通常使用的涂覆技術(shù)來進行，例如熔化、聚合等，其中 材料性能隨著涂覆過程繼續(xù)而變化。因此，具有使用光譜測量的多種 應(yīng)用，以便提供有關(guān)被測量材料的性能或性質(zhì)的信息。光譜測量應(yīng)用的
某些實例例如在國際專利申請WO 02/33381和W0 02/061394中描述。
不同類型的光譜分析的實例是近紅外線(NIR)、紅外線、微波、紫 外線(UV )、可見光和Raman光譜分析。
在使用監(jiān)測或分析材料性能的光譜分析系統(tǒng)時，希望的是對所進行 的測量以及所獲得的結(jié)果具有信心。因此，在光譜分析測量指出出現(xiàn)某 種變化時，重要的是知道這種變化是否有助于改變被監(jiān)測材料的性能或 者改變光譜分析系統(tǒng)本身。有許多光譜分析系統(tǒng)的供應(yīng)商，提供用于測 試其設(shè)備性能的裝置。測試裝置可包括分析通過進行光譜測量獲得的光 譜的軟件。但是，這些測試裝置具有有限的能力來提供有關(guān)光譜^C外部 的光路的信息，例如提供有關(guān)探頭和連接到光譜儀上的光纖系統(tǒng)的情況。 通常，只檢查樣品回路中的噪音。例如，如果光譜儀內(nèi)部的樣品檢測器 具有密封失效的情況，造成凝結(jié)形成，供應(yīng)商的測試裝置將不能檢測這 種錯誤。希望的是改進光譜系統(tǒng)的性能的測試，其中測試不僅僅局限于
實際光譜儀，而且還包括例如探頭的外部連接部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于消除當前使用的用于測試光譜分析系統(tǒng)性能的裝 置的缺陷。本發(fā)明的另一目的在于使其可以測試連接到光語分析系統(tǒng)的 光譜儀上的外部部件的質(zhì)量。在下面將變得清楚的這些和其它目的通過 獨立權(quán)利要求限定的裝置、組件、套件和方法來實現(xiàn)。
本發(fā)明基于如下共識，即整個光路可通過從光譜分析系統(tǒng)發(fā)射的電 磁輻射來監(jiān)測，并使得輻射反射回到系統(tǒng)以便測量并與前面測量比較。 因此，通過使得整個光路參與測量，可以檢測沿著所述光路的失效，而 不考慮是否它是電磁輻射沿其傳播離開光譜儀的輻射發(fā)射單元還是反射 輻射沿其傳播回到光語儀的檢測單元。本發(fā)明還基于以下共識，即通過 從一個測試情況到另 一測試情況提供相同的條件，光譜分析系統(tǒng)中的任 何變化可以在測試進行過程中得到檢測。
為了使得輻射從一個測試情況到另一測試情況大致一致性地反射， 被發(fā)射的電磁輻射可在例如反射大致公知數(shù)量的入射輻射的反射率標準 件的公知參考表面或參考容積上擴散地反射。同樣，輻射在反射之后在 重新進入光譜分析系統(tǒng)之前從光譜分析系統(tǒng)運行的距離可以是一致的。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的 裝置，光譜分析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀。該 裝置包括保持器，保持器設(shè)置尺寸并構(gòu)造成保持具有用于接收入射電磁
:探頭，使得探頭的尖^相對于反:率標準件固I，并使得從探頭發(fā)射 的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭。反射率標 準件可以是光度計反射率標準件或者波長反射率標準件。
因此，在例如制藥廠的工廠人員希望檢查用于測量材料性能的光i普 分析系統(tǒng)的性能時，探頭可從測量位置脫離并且在離開反射率標準件的 預(yù)定距離處固定在保持器內(nèi)。通過具有能夠保持探頭和反射率標準件的 保持器，對于該人員來說可以獲得從一個測試情況到另一測試情況的一 致性的測試設(shè)置。探頭和反射率標準件之間的距離可以根據(jù)需要選擇， 其適當?shù)姆绞绞强梢垣@得測量結(jié)果的清楚讀取。應(yīng)該理解到在本發(fā)明中 術(shù)語"距離"不局限于探頭和反射率標準件之間的隔開關(guān)系，而是應(yīng)該 理解成還包括零數(shù)值，即探頭的尖端與反射率標準件接觸。不管人員選
擇何種距離，可以適當進行一個或多個校準測量，以便形成隨后的測試 將來與其比較的基礎(chǔ)。
保持器可適當?shù)匕ǖ谝槐３制鞑糠趾偷诙３制鞑糠?。第一保?器部分可具有近端和遠端，并且適用于保持反射率標準件。第二保持器 部分適用于保持探頭，使得探頭的尖端相對于反射率標準件固定在所述 預(yù)定位置處，其中第 一保持器部分的所述近端面向所述第二保持器部分。 在本發(fā)明的說明中，在保持器保持探頭和反射率標準件時，探頭靠近反 射率標準件定位，并且相反地反射率標準件遠離探頭定位。
第一和第二保持器部分制成單個部件。作為選擇它們可經(jīng)由樞轉(zhuǎn)鉸
接部分連接，例如在第二保持器部分的配合表面樞轉(zhuǎn)離開第一保持器部 分的配合表面時，使得探頭通過第二保持器部分接收。隨后，第二保持 器部分可樞轉(zhuǎn)返回，以便面向第一保持器部分，由此對準探頭，以<更在 后者通過第一保持器部分保持時朝著反射率標準件傳遞輻射。
即使可以設(shè)想到所述的選擇例，有時它可有利于能夠分開地處理第 一和第二保持器部分。因此，按照本發(fā)明的至少一個實施例，第一保持 器部分和第二保持器部分可松開地相互連接。此實施例提供設(shè)置性能測 試的多種可選擇方式。例如，兩個保持器部分可在探頭和反射率標準件 接收在保持器部分之前相互連接。作為選擇，在保持器部分相互連接之 前，探頭和反射率標準件可各自接收在其各自保持器部分內(nèi)。另一選擇 例是提供位于其保持器部分內(nèi)的部件之一，例如提供第二保持器部分內(nèi) 的探頭，并且接著在反射率標準件通過第一保持器部分接收之前，將第 二保持器部分連接到第一保持器部分上，或者相反提供位于第一保持器 部分內(nèi)的反射率標準件，并且接著在探頭通過笫二保持器部分接收之前， 將第一保持器部分連接到第二保持器部分上。此實施例還提供相對于反 射率標準件將探頭的尖端固定在固定位置上的多種可選擇方式。例如，
探頭和/或反射率標準件在其各自保持器部分內(nèi)具有單個預(yù)定位置，其中 保持器部分之間的連接可以調(diào)節(jié)，使得探頭尖端和反射率標準件之間的 距離得到控制。相反一個選擇是在兩個保持器部分之間具有固定的預(yù)定 位置關(guān)系，其中探頭和/或反射率標準件可相對于其各自保持器部分配置 在多個位置上。另一選擇是保持器部分之間的連接可被調(diào)節(jié)，使其可相 對運動，并且探頭和/或反射率標準件可運動到其各自保持器部分內(nèi)的所 選位置，以便獲得探頭的尖端相對于反射率標準件的所述預(yù)定位置。又
一選擇是保持器部分可相互之間只配置在固定位置關(guān)系上，并且探頭和/ 或反射率標準件可只相對于其各自保持器部分配置在固定位置上。因此， 使得兩個保持器部分可松開地相互連接以及使得探頭和反射率標準件通 過各自部分接收的共識在按照此實施例使用本發(fā)明的過程中提供靈活性 和多種選擇。
為了連接第一保持器部分和第二保持器部分，可以設(shè)置協(xié)作的接合 裝置。例如，第一保持器部分可包括第一接合裝置，并且第二保持器部 分可包括第二接合裝置，接合裝置可相互接合，以便在至少一個方向上 防止第一和第二保持器部分之間的相對運動。所述至少一個方向可通常 是近端-遠端方向，但是，也可適當?shù)胤乐罐D(zhuǎn)動運動。第一和第二接合裝 置或協(xié)作固定裝置可包括例如銷狀構(gòu)件的可插入部分以及例如凹口的協(xié)
作接收部分；具有一個錐形角度的錐形凸形部分，與具有另一錐形角度 的配合錐形凹形部分協(xié)作，以便實現(xiàn)摩擦鎖定；螺釘和螺紋孔；卡扣結(jié) 合部；與內(nèi)部螺紋(例如第二保持器部分上)協(xié)作的外部螺紋(例如第 一保持器部分上)；或者任何其它適當?shù)慕雍涎b置。
第一保持器部分可適當?shù)叵薅ń丝涨徊糠?，該空腔部分設(shè)置尺寸 以便接收第二保持器部分的配合突出部分。第二保持器部分的配合突出 部分可適當?shù)匕ㄓ糜诮邮仗筋^的中空部，其中探頭的一部分將通過第 二保持器部分的突出部分圍繞，繼而通過第一保持器部分的空腔部分的 壁圍繞。如果需要，突出部分的遠端可以是開放的，或者設(shè)置至少局部 開口，使得探頭的尖端穿過突出部分并且穿過開口進入第一保持器部分 的空間。這種情況的優(yōu)點在于探頭可配置成接觸反射率標準件或者接觸 保護反射率標準件的窗口 。這將再次隨后在說明書中更加詳細地描述。
如上所述，可以提供例如與接收凹口協(xié)作的銷狀構(gòu)件的接合裝置。 在接收在第一保持器部分的近端空腔部分內(nèi)的所述第二保持器部分的突 出部分的情況下，所述突出部分可設(shè)置位于其包圍表面內(nèi)的凹口，其中 銷狀構(gòu)件可從限定空腔部分的壁伸出或者穿過所述壁，以《更接合凹口， 由此鎖定第一和第二保持器部分，并限制兩個保持器部分之間的相對運 動。
作為選擇，接合裝置可以是協(xié)作螺紋的形式。例如，第一保持器部 分的包圍表面具有適用于與具有內(nèi)部螺紋的螺母協(xié)作的外部螺紋，其中 在螺母緊固時，保持器部分之間的相對運動得到防止。
按照本發(fā)明的至少一個實施例，保持器包括用于在保持器內(nèi)的固定 位置處配置第一部件的固定裝置以及適用于朝著所述第一部件移動第二 部件的致動器。第一部件可以是反射率標準件或探頭中的任何一個，并 且第二部件可以反射率標準件或探頭中的另一個。因此，雖然部件之一
位于固定位置上，進行測試的人員可調(diào)節(jié)另一部件相對于第一部件的位 置。致動器可包括被偏壓以便使得一個部件朝著另一部件移動的彈簧裝 置。這種彈簧裝置可例如包括螺旋、橡膠襯墊、液壓容積或者在臨時變 形之后回彈的其它適當?shù)呐渲?。作為選擇，致動器可以設(shè)置成沒有彈簧 裝置，例如是具有線性非轉(zhuǎn)動運動的推桿形式或者是沿著螺旋路徑螺旋 運動以便推動部件的螺桿形式，或者可以手動或電驅(qū)動的任何其它的適 當致動器。可以采用當前實施例而不考慮保持器是否包括第一和第二保 持器部分，也不考慮這種保持器部分是否可松開地相互連接還是設(shè)置成 單個部件。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)適當?shù)氖窃O(shè)置包括用于朝著探頭移動反射率標準件的彈簧 裝置的致動器。按照本發(fā)明的至少一個實施例，該裝置包括用于接收反 射率標準件的空間，其中具有彈簧裝置的致動器適用于在接收在所述空 間內(nèi)時作用在反射率標準件上。探頭的尖端通過所述固定裝置在保持件 內(nèi)可松開地固定在固定位置上。即使該空間相對于反射率標準件制成很 大，以有助于反射率標準件在該空間內(nèi)定位，反射率標準件可通過致動 器在所述空間內(nèi)移動到所需位置。在反射率標準件被放入該空間之前，
彈簧裝置可通過使其臨時變形而加載。作為選擇，在插入該空間時，反 射率標準件可造成在彈簧回彈以便移動反射率標準件之前使得彈簧裝置
臨時變形。
適當?shù)?，彈簧裝置包括具有面向反射率標準件的近端部分、遠端部 分以及可以移動穿過保持器遠端處的孔的中間桿部分的桿組件。彈簧作 用在桿組件上，使得桿組件在所述空間內(nèi)移動的近端部分能夠朝著探頭 移動反射率標準件。桿組件可以是簡單桿的形式，或者具有端板的桿， 端板具有增加的直徑以便接觸地推動反射率標準件。通過使得桿組件的 一部分移動穿過保持器遠端處的孔，并且使得桿組件的遠端部分位于保 持器遠端外部，操作者可抓握桿組件的遠端，以便在遠端方向上拉動， 并且提供用于反射率標準件插入空間的地方。
在此申請中，反射率標準件不應(yīng)該局限于可以商業(yè)上得到的這些反
射率標準件，而還可以是調(diào)整的反射率標準件，例如封裝在外殼內(nèi)的那 些。因此，在討論反射率標準件的推動、接觸或其它操作時，應(yīng)該理解 到還可以包括反射率標準件的間接操作，例如推動或接觸其中封裝反射 率標準件的外殼。
按照本發(fā)明的至少一個實施例，該裝置包括用于引導(dǎo)探頭的引導(dǎo)件。 即使引導(dǎo)件可以多種方式設(shè)計，例如作為一系列的環(huán)或橫向止擋，在以 下實例中，該裝置將作為引導(dǎo)探頭的通道來提供。通道具有可引入探頭 的近端以及探頭尖端從中伸出以便接觸反射率標準件或接觸覆蓋反射率 標準件表面的保護層的遠端。通道的形狀和截面最好設(shè)置尺寸以便大致 與探頭的外部尺寸相對應(yīng)。通道有助于探頭固定，同時使得探頭尖端接 近反射率標準件或反射率標準件前面的保護層。通過將探頭配置成接觸 反射率標準件，在每次測試光譜分析系統(tǒng)時獲得預(yù)定的零距離。如果反 射率標準件通過例如藍寶石玻璃窗口的保護層保護，探頭可配置成在每 次測試時接觸該層，或者離開公知固定的非零距離，探頭尖端和反射率 標準件之間的預(yù)定距離可以在從一個測試情況到另一測試情況保持不 變?？梢圆捎卯斍暗膶嵤├?，而不考慮保持器是否包括第一和第二保持 器部分，并不考慮這種保持器部分是否可松開地相互連接還是設(shè)置成單 個部件。
適當?shù)?，通道通過適用于圍繞探頭緊固以便將探頭尖端保持在固定 位置上的可調(diào)節(jié)套環(huán)或夾頭限定。套環(huán)可以通過夾子、螺釘或任何其它 適當?shù)呐渲镁o固以便將探頭夾緊在套環(huán)上。
適當?shù)兀篆h(huán)或夾頭通過螺母緊固，螺母適用于接觸套環(huán)或夾頭的 近端。螺母包括內(nèi)部螺紋以便與第一保持器部分的包圍表面上的外部螺 紋協(xié)作。
提供覆蓋反射率標準件表面的保護層的優(yōu)點不局限于具有用于引導(dǎo) 探頭的通道的實施例。相反它還可用于許多不同的結(jié)構(gòu)中。因此，以更 加通用的術(shù)語，按照本發(fā)明的至少一個實施例，通過相對于反射率標準 件以固定關(guān)系提供這種保護層，例如與反射率標準件接觸，或者通過使 得反射率標準件接觸所述保護層，探頭尖端相對于反射率標準件固定在 預(yù)定位置。保護層將不僅保護反射率標準件的表面，而且還有助于限定 所述預(yù)定距離。
如上所述，通過將反射率標準件包圍在外殼內(nèi)，反射率標準件可被
間接作用。在這種情況下，保持器適用于通過保持外殼而間接保持反射 率標準件。適當?shù)?，外殼可設(shè)置孔口，使得入射電磁輻射達到反射率標 準件，并且保護窗口覆蓋反射率標準件。保護窗口可與所述的保護層相 對應(yīng)。保護窗口或保護層可由例如藍寶石玻璃的至少部分透明材料制成， 并且在多次測試時與探頭尖端重復(fù)接觸情況下是耐用的。
適當?shù)兀鈿?nèi)的光孔口具有足夠大的直徑，使得探頭尖端引入其 中。在進入孔口時，探頭可接觸保護窗口。適當?shù)兀谘b置使用時，探 頭的中心軸線對準反射率標準件的中心軸線以及孔口的中心，以有助于
探頭尖端平穩(wěn)引入孔口。同樣，為了在每次測試情況下具有這種對準一 致性，反射率標準件或其包圍外殼相對于中心軸線具有橫向尺寸，該橫 向尺寸大致與其定位的空間的內(nèi)部橫向尺寸相對應(yīng)。換言之，適當?shù)兀?反射率標準件在定位在保持器內(nèi)時在橫向上大致不動。
應(yīng)該理解到即使方便的是使用與探頭尖端接觸的保護窗口來在探頭 尖端和反射率標準件之間獲得公知距離，還具有其它的選擇來獲得從一 個測量情況到另一測量情況保持一致的距離。例如，按照本發(fā)明的至少 一個實施例，裝置或保持器包括限制反射率朝著探頭移動的鄰靠件。適 當?shù)兀诒３制靼ㄋ龅牡谝缓偷诙３制鞑糠值那闆r下，第一保持 器部分可設(shè)置鄰靠件以便限制反射率標準件在第一保持器部分內(nèi)朝著第 一保持器部分的近端移動的鄰靠件。有利的是，反射率標準件通過例如 具有所述的彈簧裝置的致動器朝著所述鄰靠件移動，彈簧裝置可用來壓 迫致動器朝著所述鄰靠件推動反射率標準件，或者在鄰靠件防止反射率 標準件進一步運動時將其保持就位。在具有這種彈簧裝置的情況下，在 抵抗彈簧裝置的例縮回致動器之后，反射率標準件可從殼體上拆卸。雖 然鄰靠件限定反射率標準件的位置，固定裝置可用來限定探頭尖端的位 置，例如在錐形通道處，使得探頭只插入某個點。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 將理解到可以具有其它選擇而在探頭尖端和反射率標準件之間獲得預(yù)定 距離。
該裝置的保持器可以多種方式設(shè)計，以便保持反射率標準件。例如 它可以是僅僅保持反射率標準件后部的開放結(jié)構(gòu)的形式。適當?shù)?，這種 開放結(jié)構(gòu)隨后以適當方式覆蓋，以便減小來自于環(huán)境光的背景噪音。作 為選擇，相對閉合的結(jié)構(gòu)設(shè)置用來容納反射率標準件。這種結(jié)構(gòu)按照至 少一個實施例來設(shè)置，其中該裝置包括設(shè)置開口以便接收和拆卸反射率
標準件的殼體。按照此實施例，該裝置還包括用于減小經(jīng)由所述開口進 入殼體的光量的光防護件，其中光防護件可在覆蓋位置和暴露位置之間 運動，在覆蓋位置上，光防護件至少部分覆蓋所述開口，在暴露位置上， 所述開口暴露以便接收或拆卸反射率標準件。光防護件可以是圍繞殼體 的圓筒形式，其中圓筒具有在光防護件轉(zhuǎn)動到暴露位置時與殼體的開口 對準的開口。除了圃筒之外，彎曲片材可設(shè)置成光防護件，其中片材可 跟隨殼體的輪廓，并且可以在殼體的周向上移動。作為選擇，光防護件 可以是經(jīng)由鉸鏈連接到殼體上艙門的形式，鉸鏈在閉合覆蓋位置和開啟 暴露位置之間樞轉(zhuǎn)。另一選擇的光防護件是可在直線上沿著殼體運動以 便覆蓋或暴露殼體的開口的滑動搶門或圓筒。作為選擇，可以設(shè)置任何 其它的光防護件，例如插入開口以便使其覆蓋或去除以便使其暴露的分 開插塞。
使用殼體的思想可以與所述的使用鄰靠件的思想相結(jié)合。按照本發(fā) 明的至少一個實施例，該裝置包括鄰靠件在其中限制反射標準朝著探頭 在近端方向上移動的殼體。適當?shù)?，殼體設(shè)置開口以便接收和拆卸反射 率標準件，其中所述開口通過殼體的壁部分在遠端方向上與鄰靠件隔開。 有利的是，殼體包括設(shè)置尺寸以便接收反射率標準件并遠離所述鄰靠件 延伸的第一空腔部分以及設(shè)置尺寸以便接收第二保持器部分(在具有第 一和第二保持器部分的情況下)的例如突出部形式的配合部分并靠近所 述鄰靠件延伸的第二空腔部分。適當?shù)?，按照容納在各自空腔部分內(nèi)的 部件尺寸，第二空腔部分具有小于所述第一空腔部分的直徑。
按照本發(fā)明第一方面的所述的裝置以及任何其它當前實施例可形成 用于分析光譜分析系統(tǒng)性能的組件的部分。因此，按照本發(fā)明第二方面， 設(shè)置 一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的組件，該光譜分析系統(tǒng)包括與 用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀。除了所述的裝置之外，該組件 還包括適用于通過裝置保持的反射率標準件，反射率標準件具有從探頭分。
適當?shù)兀摻M件的反射率標準件設(shè)置成被包圍在適用于從裝置接收 和拆卸的外殼內(nèi)。這有助于反射率標準件的處理，并減小反射率標準件 手動的意外損壞的危險。
類似于外殼的早先描述，同樣在本發(fā)明的第二方面中，按照至少一
個實施例，外殼可設(shè)置使得入射電磁輻射到達反射率標準件的孔口以及 覆蓋反射率標準件的保護窗口 ，保護窗口對于入射電磁輻射是透明的。 適當?shù)?，孔口具有足夠大的直徑，使得探頭的尖端進入穿過，從而接觸 保持窗口。
應(yīng)該理解到結(jié)合本發(fā)明的第一方面的概述描述的任何其它細節(jié)同樣 適用于按照本發(fā)明的第二方面的組件。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能套 件，該光譜分析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，探 頭具有多個可能直徑之一。套件包括保持具有接收入射電磁輻射并將至 少部分的所述輻射擴散地反射的反射部分的反射率標準件的第一保持器 部分。該套件還包括多個第二保持器部分，所述第二保持器部分的各自 一個可松開地連接到第一保持器部分上，并且適用于保持探頭，使得探 頭的尖端相對于反射率標準件固定在預(yù)定位置上，并使得從探頭發(fā)射的 至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭，其中至少一 個所述第二保持器部分適用于保持一個探頭，該探頭具有不同于第二保 持器部分適于保持的其它探頭的直徑。
本發(fā)明的第三方面允許不同探頭尺寸的方便處理和測試。某些光譜 分析系統(tǒng)會具有一種類型的具有第一直徑的探頭，而其它系統(tǒng)會具有另 一類型的具有另一直徑的探頭。某些光譜分析系統(tǒng)甚至具有互換的探頭， 其中操作者可選擇他或她希望使用的探頭類型來進行測量。該套件可以 分析這些光鐠分析系統(tǒng)中的任何一個。在此申請中，術(shù)語"多個"應(yīng)該 理解為兩個或多個。
適當?shù)兀煌牡诙３制鞑糠謽?gòu)造成配合各自的探頭尺寸。按照 本發(fā)明的至少一個實施例，每一個所述第二保持器部分包括用于引導(dǎo)探 頭的通道，其中至少一個所述第二保持器部分的通道具有不同于其它所 述第二保持器部分的各自通道的截面尺寸。通道可具有開放或閉合的周
邊。對于閉合周邊來說，通道的截面可以是圓形的，其中通道的內(nèi)直徑 將對于不同的第二保持器部分來說是不同的。但是作為選擇，截面可以 是或包括圓形的一部分，例如半圓，其中通道的內(nèi)半徑將對于不同的第 二保持器部分來說是不同的。還可考慮其它的截面形狀，例如多邊形。
按照本發(fā)明第三方面的套件按照其至少一個實施例還可包括多個反 射率標準件，其中至少一個所述多個反射率標準件具有不同于其它的所
述多個反射率標準件的反射率。因此，根據(jù)情況，例如從探頭傳遞的電 磁輻射的波長或強度，可從套件選擇適當?shù)姆瓷渎蕵藴始?。具有不同?射率的不同反射率標準件可用來測試儀器在儀器的所需操作范圍上的一 致性性能。適當?shù)?，第二保持器部分不局限于用于特定反射率標準件?而是可以形成套件部件的任何組合。
按照套件的至少一個實施例，在笫一保持器部分和任何一個所述第 二保持器部分連接時，它們是相對于本發(fā)明第一方面描述的裝置的形式。 因此，按照本發(fā)明第一方面的裝置的結(jié)構(gòu)和/或功能特征的任何組合(如 果相容的話)可結(jié)合到按照本發(fā)明第三方面的套件內(nèi)。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的 方法，該系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀。該方法包
括
提供具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分所述輻射的反射 部分的反射率標準件；
相對于反射率標準件將探頭尖端固定在預(yù)定位置，使得從探頭發(fā)射 的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭；
經(jīng)由探頭從光譜儀發(fā)射電磁輻射到反射率標準件；以及
分析經(jīng)由探頭擴散地反射回到光譜儀的電磁輻射。
適當?shù)兀治鰯U散地反射的電磁輻射的動作包括將其數(shù)值與一個或 多個參考數(shù)值比較。這種參考數(shù)值可在光譜分析系統(tǒng)的較早測試過程中 或者在最初校準過程中得到。如果擴散反射的電磁輻射的數(shù)值的差別大 于參考數(shù)值附近的設(shè)置范圍，可以指出系統(tǒng)失效，例如探頭故障。
按照該方法的至少一個實施例，探頭穿過通道，使得探頭尖端從通 道伸出并接觸反射率標準件或覆蓋反射率標準件的保護窗口 。
按照該方法的至少一個實施例，反射率標準件首先插入殼體并接著 在殼體內(nèi)朝著探頭尖端移動。這可以多種方式實現(xiàn)。例如，反射率標準 件在殼體的徑向插入，接著在殼體的縱向或軸向上移動。適當?shù)?，反?率標準件的移動通過彈簧力進行。另一選擇可以是軸向插入并且接著反 射率標準件轉(zhuǎn)動以便通過螺紋或卡扣結(jié)合鎖定?？梢钥紤]到將反射率標
準件引入殼體并減小其從殼體意外脫離的危險的任何其它方式，其中這 些方式包括在一個方向上插入并隨后在另一方向上移動(包括角度方 向)。
按照至少一個實施例，該方法包括通過相對于本發(fā)明第一方面描述 的裝置保持探頭和反射率標準件。因此，按照本發(fā)明第一方面的結(jié)構(gòu)和/ 或功能特征的任何組合(如果相容的話)可用于按照本發(fā)明第四方面的 方法。
按照本發(fā)明的第五方面，提供一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的 裝置，該光譜分析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀。 該裝置包括保持探頭的探頭保持器。該裝置還包括用于支承反射率標準 件單元的可動支承件。反射率標準件單元包括具有從探頭接收入射電磁
;件。'支承件可朝著探i運動，以:使;反射;標準件i元接觸探頭尖 端。
通過每次進行光譜分析系統(tǒng)的性能分析時使得反射率標準件單元接 觸探頭尖端，探頭尖端和反射率標準件之間的距離在每次是相同的。反 射率標準件單元沿著探頭尖端指向的相同軸線適當運動。
如同結(jié)合本發(fā)明第一方面描述那樣，支承件是例如通過彈簧裝置適 當彈簧懸掛的。同樣，支承件可以是例如所述桿組件的例如板的端部形 式，或者是部分包圍支座的形式，或者用于可動地支承反射率標準件單 元的任何其它適當?shù)难b置。
有利的是，反射率標準件單元包括例如藍寶石玻璃窗口的覆蓋反射 率標準件的保護層，其中支承件可朝著探頭運動，使得保護層接觸探頭 尖端。反射率標準件單元可包括包圍反射率標準件的外殼，類似于本發(fā) 明第一方面描述那樣。
另外，按照本發(fā)明的第五方面的裝置可包括與按照本發(fā)明第一方面 的裝置相容的任何結(jié)構(gòu)和/或功能特征。
按照本發(fā)明第六方面，提供一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的方 法，該光譜分析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀。該
方法包括
保持探頭，探頭尖端沿著幾何軸線指向；
提供具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分所述輻射的反射 部分的反射率標準件；
將反射率標準件在探頭尖端前方配置在所述幾何軸線上； 沿著所述幾何軸線移動反射率標準件，使其接觸探頭，或使得覆蓋
并跟隨反射率標準件的任何運動的例如藍寶石玻璃窗口的保護層接觸探
頭；
經(jīng)由探頭從光譜儀發(fā)射電磁輻射到反射率標準件；以及
分析經(jīng)由探頭擴散地反射回到光譜儀的電磁輻射。
用于本發(fā)明任何一個其它方面的結(jié)構(gòu)和/或功能特征的任何組合(如 何相容的話)可用于按照本發(fā)明的第六方面的方法。
按照本發(fā)明的笫七方面，提供一種用于相對于探頭尖端定位探頭纖 維束的方法，所述探頭連接到光譜儀，并且適用于經(jīng)由纖維傳播電磁輻 射，該方法包括
提供具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分所述輻射的反射 部分的反射率標準件；
相對于反射率標準件將探頭尖端定位在預(yù)定位置上，使得從探頭發(fā) 射的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭；
經(jīng)由探頭從光譜儀發(fā)射電磁輻射到反射率標準件；
相對于探頭尖端將纖維束運動到不同位置；以及
確定哪一個位置上纖維束將最高數(shù)量的擴散反射電磁輻射傳播回到 光譜儀。
用于本發(fā)明任何一個其它方面的結(jié)構(gòu)和/或功能特征的任何組合(如 何相容的話)可用于按照本發(fā)明的笫七方面的方法。
即使它可適用于使得反射率標準件可拆卸地適用于保持器，應(yīng)該理 解到作為選擇本發(fā)明的任何方面還可包括設(shè)置不可拆卸的反射率標準 件。在這種情況下，反射率標準件固定地配置在保持器內(nèi)，并且不適用 于拆卸或用另一個更換。
還應(yīng)該理解到即使本發(fā)明適當?shù)厣婕巴ǔＩ虡I(yè)上得到并具有確定反 射率的反射率標準件的使用，本發(fā)明不局限于這種使用。本發(fā)明還包括 使用任何其它的參考材料，這些參考材料具有公知反射率，并類似于反 射率標準件具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分的所述輻射的
反射部分。


圖1示意表示光譜分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接有探頭以便在處理容 器內(nèi)進行測量的光譜儀；
圖2示意表示從處理容器拆卸并插入用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能
的裝置的探頭；
圖3是按照本發(fā)明的性能分析組件和裝置的實施例的分解透視圖； 圖4是圖3所示的實施例的分解截面圖5是表示探頭和反射率標準件安裝在按照本發(fā)明一個實施例的裝 置上的局部截面圖6a-6b是表示在探頭尖端和反射率標準件(如果它們按照圖5所 示安裝)之間獲得預(yù)定距離的可能方式的截面?zhèn)纫晥D7a-7d是逐步表示將探頭和反射率標準件安裝在按照本發(fā)明的一 個實施例的裝置上的略微不同的過程的局部截面圖，通過此過程，可以 獲得圖6a-6b所示的相同預(yù)定距離；
圖8示意表示按照本發(fā)明一個實施例的套件的部件；
圖9表示按照本發(fā)明的性能分析組件和裝置的另一實施例，圖9的 左側(cè)是正常側(cè)視圖，而圖9的右側(cè)是截面?zhèn)纫晥D10是圖9所示的實施例的分解透視圖lla-llb示意表示相對于探頭尖端定位探頭纖維束的方法。
具體實施例方式
圖1示意表示包括連接有光學(xué)探頭6以便在處理容器1中進行在線 測量的光譜儀4的光譜分析系統(tǒng)2。光譜儀4可以是任何標準形式。光譜 儀4可適當具有NIR光譜內(nèi)的操作范圍。在制藥工業(yè)中，NIR光語儀的使 用隨著時間而增長。但是，還可以設(shè)想采用本發(fā)明來分析具有其它操作 波長的光譜儀的性能。
探頭6在其端部之一處連接到光譜儀4上。在其另一端部處，包括 穿過處理容器10的壁12的探頭頭部8。作為選擇，探頭頭部8可位于壁 12內(nèi)的窗口之外。探頭6包括一個或多個光學(xué)纖維，以便經(jīng)由探頭6從 光譜儀4引導(dǎo)電磁輻射并進入處理容器10。探頭6還包括一個或多個光 學(xué)纖維以便在與處理容器10內(nèi)的材料相互作用之后將反射或散射回到探 頭6的電磁輻射引導(dǎo)回到光譜儀4。
處理容器IO可以是干燥容器。但是通過接著被分析其性能的光譜分 析系統(tǒng)，還可以監(jiān)測?；萜?、涂覆容器或其它類型的處理容器。
在分析光譜分析系統(tǒng)2時，探頭頭部8從處理容器10的壁12上脫 離，并運動到本發(fā)明裝置20,以便用于離線分析光譜分析系統(tǒng)2的性能。 這示意表示在圖2中。在裝置20的幫助下進行測量與已經(jīng)進行的校準測
量比較。
圖3和4表示包括反射率標準件80和按照本發(fā)明一個實施例的裝置 20的組件。裝置20包括用于保持反射率標準件80的第一保持器部分30 以及保持探頭6 (特別是相對于圖1和2描述的探頭頭部8 )的第二保持 器部分60。
第一保持器部分30是金屬圓筒或滾筒的形式。圓筒30限定三個空 腔部分。近端空腔部分32、中央空腔部分34以及遠端空腔部分36。圖4 的分解視圖出于清楚起見，空腔部分32、 34、 36表示成相互隔開。但是， 實際上，它們直接相互鄰近，并且限定這些空腔部分32、 34、 36的橫向 限定圓筒30的壁38是單個部件，通過圖4箭頭所示，并且從圖5-7清 楚可見。
遠端空腔部分36可容納彈簧加栽桿組件形式的致動器。桿組件包括 移動穿過設(shè)置在圓筒30的遠端處的孔42的圓柱形桿40。桿40的遠端設(shè) 置位于圓筒30外部并具有大于孔42的直徑的手柄或抓握裝置44。操作 者可抓握抓握裝置44以便在遠端方向上拉動桿組件。桿40的近端設(shè)置 圓形支承板46，以便支承反射率標準件。在變得壓縮并接著松開之后， 彈簧48壓迫支承板46，以便在近端方向上運動。支承板46的直徑略微 小于遠端空腔部分36的直徑，在操作者拉動桿組件的抓握裝置44時， 使得支承板46縮回到遠端空腔部分36內(nèi)。
第一保持器部分30的中央空腔部分34設(shè)置尺寸以便接收并容納反 射率標準件80。在操作者將支承板46縮回到遠端空腔部分36內(nèi)時，中 央空腔部分34變得容易接近，以便插入反射率標準件80。反射率標準件 80可穿過圓筒30的周壁上的開口 50插入(見圖5)，開口 50與中央空 腔部分34直接連通。因此，在插入穿過開口 50并進入中央空腔部分34 之后，圓筒30用作反射率標準件80的殼體。開口50不暴露整個中央空 腔部分34，而是限定中央空腔部分34的近端壁部分52 —直在中央空腔 部分34的周向延伸。開口 50朝著遠端延伸到近端壁部分52。在反射率 標準件80引入中央空腔部分34時，操作者可松開抓握裝置使得彈 簧48壓迫支承板46和支承在支承板46上的反射率標準件80，從而朝著 近端移動。反射率標準件80將因此朝著近端略微移動離開開口 50,其反 射率標準件80的周向近端壁部分52將通過中央空腔部分34的周向近端 壁部分52包圍。此周向近端壁部分52將限制任何橫向運動，并且和支
承板46—起將反射率標準件80保持在圓筒30的中央空腔部分34內(nèi)。
反射率標準件80設(shè)置底部端蓋82和圓柱形杯部分84的保護外殼。 在連接到底部端蓋82上時，圓柱形杯部分84包圍反射率標準件80 (同 樣見圖5)。杯部分84內(nèi)的中央孔口 86設(shè)置用來使得電磁輻射引入并從 反射率標準件80擴散地反射。在外殼內(nèi)，藍寶石玻璃88的圓形片材設(shè) 置在反射率標準件80的頂部上以便進一步保護反射率標準件80，藍寶石 玻璃88對于電磁輻射來說至少部分是透明的。在藍寶石玻璃88之上， 橡膠O形圈90設(shè)置在杯部分84的圓形凹槽內(nèi)。O形圏90保持并保護藍 寶石玻璃88。適當?shù)?，為了光鐠分析系統(tǒng)的性能監(jiān)測，探頭6的尖端可 配置成接觸藍寶石玻璃88，即孔口 86的尺寸可大于探頭6的尖端的寬度。 但是，外殼的孔口 86可制成為使得探頭6的尖端不一直延伸到藍寶石玻 璃88，例如在探頭6和玻璃88之間留出幾個微米的間隙。這種限定的間 隙可以其它方式實現(xiàn)，例如通過將圓形橡膠緩沖物設(shè)置在藍寶石玻璃上， 使得探頭鄰靠橡膠緩沖物，而不是鄰靠藍寶石玻璃。
近端空腔部分32具有小于中央空腔部分34的直徑，由此防止反射 率標準件80進入近端空腔部分32。近端空腔部分32形成接合裝置的一 部分以便將第一保持器部分30連接到第二保持器部分60上。近端空腔 部分32構(gòu)造并設(shè)置尺寸以便接收第二保持器部分60的配合的圓柱形突 出部分62。螺釘64 ^皮驅(qū)動穿過限定第一保持器部分30的近端空腔部分 32的壁部分56的螺紋通孔54。在第二保持器部分60的圓柱形突出部分 62位于第一保持器部分30的近端空腔部分32內(nèi)時，螺釘64將接合形成 在圓柱形突出部分62的外表面上的周向凹槽66，由此將保持器部分30、 60相互固定。保持器部分30、 60可在將螺釘64從凹口 66拆卸之后脫離。 除了圓柱形突出部分62之外，第二保持器部分60還包括靠近突出 部分62定位并具有大于突出部分62的截面尺寸的可調(diào)節(jié)部分68。中央 通道70從第二保持器部分60的近端延伸到遠端，即穿過可調(diào)節(jié)部分68 和突出部分62。通道70具有將探頭6引導(dǎo)到所需位置的功能。通道70 還具有將探頭6固定在第二保持器部分60內(nèi)的功能。固定功能可在探頭 6引入穿過其中并到達所需位置之后，通過減小通道70的例如其直徑的 截面尺寸來實現(xiàn)。在所示實例中，第二保持器部分60是可調(diào)節(jié)套環(huán)或夾 子的形式。如圖4所示，狹縫72設(shè)置在可調(diào)節(jié)部分68內(nèi)。狹縫72從可 調(diào)節(jié)部分68的近端朝著突出部分62延伸。在可調(diào)節(jié)部分68和突出部分62之間的過渡部處，狹縫72的延伸部分叉并在周向繼續(xù)，狹縫72的寬 度以及通道70的截面尺寸可通過設(shè)置在可調(diào)節(jié)部分68處并橋接狹縫72 的緊固螺釘74來調(diào)節(jié)。在探頭6插入第二保持器部分60之后，可調(diào)節(jié) 部分68可通過緊固螺釘74緊固，將造成狹縫72的寬度變小，并由此還 減小通道70的尺寸。由此，通道壁可接合探頭6，使得探頭6或至少其 尖端部分保持在固定位置上。
雖然希望的是在探頭6和反射率標準件80之間具有足夠的電磁輻射
的傳播路徑，希望的是減小會造成測量中的噪音的其它電磁輻射。因此， 光防護件IOO設(shè)置成在圓筒30保持反射率標準件80以用于分析光i普分 析系統(tǒng)的性能時減小穿過圓筒30的開口 50進入的光的數(shù)量。光防護件 IOO可以是任何適當?shù)念愋?，只要它可覆蓋圓筒30的開口 50即可。在圖 5所示的實例中，光防護件IOO具有開口 102，即使可以考慮較小的尺寸， 開口 102的尺寸適當?shù)嘏c圓筒30的開口 50相對應(yīng)或超過開口 50。在光 防護件100內(nèi)的開口 102位于圓筒20內(nèi)的開口 50之前時，反射率標準 件80可插入圓筒30。隨后，在反射率標準件80插入圓筒30時，光防護 件100轉(zhuǎn)動，使得圓筒30的開口 50通過光防護件100的圓柱形壁部分 覆蓋，以便減小光進入圓筒30。
在圖5中，探頭6表示成在兩個保持器部分30、 60連接在一起之后 插入裝置20。但是，它還可以在第二保持器部分60連接到第一保持器部 分30之前首先插入第二保持器部分60。這可以在圖7a-7d中看到。
如果探頭6在兩個保持器部分30、 60連接之后插入裝置20插入裝 置20，如圖5所示，探頭6的尖端和反射率標準件80之間的預(yù)定距離可 如圖6a和6b所示來獲得。在兩個保持器部分30、 60連接時，反射率標 準件80插入第一保持器部分30 (圓筒)，如上所述。接著，探頭6插入 穿過第二保持器部分60的通道70，并且前進，使得探頭6的尖端接觸反 射率標準件80或者保護藍寶石玻璃88 (如果設(shè)置的話)。為了確保探頭 6的尖端確實達到保護藍寶石玻璃88，操作者可繼續(xù)前進探頭6,直到由 于在反射率標準件80通過探頭6推動時變得壓縮的彈簧48的力而檢測 到阻力為止。此運動通過圖6a表示，指出反射率標準件80近端處的空 間110。隨后，操作者使得反射率標準件80和探頭6略微回彈到平衡位 置，隨后緊固螺釘74用來將探頭6固定就位，保持探頭6的尖端接觸保 護藍寶石玻璃88。這在圖6b中表示，其中靠近反射率標準件的空間110
變小。
圖7a-7d是逐步表示將探頭6和反射率標準件80安裝在按照本發(fā)明 一個實施例的裝置上的略微不同過程的局部截面圖。通過此過程，可以 獲得與圖6所示相同的預(yù)定距離。如圖7a所示，在連接第一保持器部分 30和第二保持器部分60之前，第二保持器部分60設(shè)置探頭6,并且緊 固螺釘74被調(diào)節(jié)，使得探頭6被牢固保持。接著，如圖7b所示，第二 保持器部分60連接到第一保持器部分30上，其方式是將第二保持器部 分60的突出部分62插入第一保持器部分30的螺紋通孔，并將螺釘64 驅(qū)動穿過穿透限定第一保持器部分30的近端空腔部分32的壁的螺紋通 孔，使得螺釘64接合形成在突出部分62的外表面上的周向凹槽。隨后， 如圖7c所示，桿組件及其支承板46縮回，以便形成在第一保持器部分 30的中央空腔部分34內(nèi)接收反射率標準件80的空間。在反射率標準件 80插入穿過開口 50進入第一保持器部分30時，桿組件松開并且支承板 46將在近端方向上推動反射率標準件80,使其接觸探頭6的尖端。最后， 如圖7d所示，光防護件100轉(zhuǎn)動，使得第一保持器部分30內(nèi)的插入反 射率標準件80的開口 50通過光防護件100閉合?，F(xiàn)在可以分析包括其 探頭6的光譜分析系統(tǒng)的性能。
圖8a、 8b和8c示意表示按照本發(fā)明一個實施例的套件的部件。套 件包括三個不同構(gòu)造的第二保持器部分60a、 60b、 60c，每個保持器部分 60a、 60b、 60c的通道70a、 70b、 70c各自具有不同于其它兩個保持器 部分的通道的截面尺寸。因此，每一個所述第二保持器部分60a、 60b、 60c設(shè)置尺寸以便與各自探頭尺寸相符。雖然通道尺寸在第二保持器部分 之間是不同的，每一個所述第二保持器部分60a、 60b、 60c的突出部分 62a、 62b、 62c的外直徑是相同的。這意味著每個可配合到相同的第一保 持器部分內(nèi)。因此，雖然第一保持器部分保持一個相同的反射率標準件， 不同尺寸的探頭(例如15mm、 22mm、 30,直徑)可連接到各自第二保持 器部分60a、 60b、 60c上以便來往于反射率標準件傳遞電磁輻射。自然 地，可以改變通過第一保持器部分保持的反射率標準件，這些反射率標 準件在圖8a-8c中通過三個反射率標準件80a、 80b、 80c表示，每一個 具有不同于其它兩個的反射率(例如在1%和99%之間的反射率，類似 于灰色標度的不同部分)。應(yīng)該理解到套件內(nèi)的任何一個所述的三個第二 保持器部分60a、 60b、 60c可用于承載套件內(nèi)的任何一個所述三個反射
率標準件80a、 80b、 80c的第一保持器部分。還應(yīng)該注意到該務(wù)fr可包 括圖8a-8c所示之外的另一數(shù)量的第二保持器部分和反射率標準件。
圖9和10表示包括反射率標準件80和按照本發(fā)明另一實施例的裝 置140的組件。該裝置包括用于保持反射率標準件80的第一保持器部分 150和用于保持探頭6的第二保持器部分160。
此實施例的第一保持器部分150具有與圖3和4所示的實施例的第 一保持器部分30相對應(yīng)的特征。但是，在包圍表面的近端部分處，第一 保持器部分150設(shè)置外部螺紋152。同樣，第一保持器部分150的近端空 腔部分154的內(nèi)直徑設(shè)計成與第二保持器部分160的可調(diào)節(jié)夾頭162的 外部形狀相符，并因此不具有略微不同于圖3和4所示實施例的近端空 腔部分32的形狀。
第二保持器部分160包括可調(diào)節(jié)夾頭162和適用于在夾頭162之上 穿過以便圍繞探頭6緊固夾頭162的夾頭螺母170。夾頭162由例如塑料 材料的柔性材料適當制成。在所示實施例中，夾頭162具有大致圓形的 截面，在夾162的不同區(qū)段處的直徑不同(在遠端最小并在近端最大)。 夾頭162沿著夾頭162的周向以大約90°相互隔開地設(shè)置四個細長近端 狹縫164。這些近端狹縫164從夾頭162的近端延伸夾頭長度的大約四分 之三，在夾頭162的遠端之前終止。還設(shè)置四個細長遠端狹縫l66，遠端 狹縫166沿著夾頭162的周向與近端狹縫164隔開大約45° ，并且相互 之間隔開90。。這些遠端狹縫166從夾頭162的遠端延伸大約夾頭長度 的大約四分之三，在夾頭162的近端之前終止。近端狹縫164和遠端狹 縫166使得夾頭162在壓力施加在夾頭162上時變形，從而固定保持其 中的夾頭162。壓力通過夾頭螺母170施加。夾頭螺母170設(shè)置具有與第 一保持器部分150上的外部螺紋152相對應(yīng)的直徑和節(jié)距的內(nèi)部螺紋 172。夾頭螺母170的近端具有環(huán)形截面，使得探頭6移動穿過環(huán)172。 環(huán)具有在夾頭螺母170旋在第一保持器部分150上時接觸夾頭162的部 分174。夾頭螺母170將逐漸在夾頭162上施加壓力，使得夾頭162變形， 從而夾緊探頭6。夾頭螺母170和第一保持器部分150設(shè)置各自的桿狀抓 握裝置180，其使用有助于使用者緊固夾頭螺母170。
裝置140通過如下方式適當組裝，即開始將夾頭162插入第一保持 器部分150的近端空腔部分154,夾頭162的近端部分保持在第一保持器 部分150的外部。接著夾頭螺母170分別沿著配合的螺紋"2和172被
安裝并旋到第一保持器部分150上。在夾頭螺母162完全緊固之前，探 頭6插入穿過夾頭螺母170并進入夾頭162，使得探頭6的尖端遠離夾頭 162伸出。在探頭6插入時，夾頭螺母170被緊固到其端部位置，由jt匕在 夾頭162上施加力，繼而夾緊探頭6，并防止其縮回。適當?shù)?，反射率?準件80在裝置140組裝之后插入裝置140。
應(yīng)該理解到即使此實施例描述了特定的夾頭162和夾頭螺母170，本 發(fā)明不排除用于固定探頭的其它類型的夾頭和夾頭螺母的應(yīng)用。還應(yīng)該 注意到，類似于圖8所示的套件，按照此實施例的夾頭還具有不同的形 狀以及不同的通道尺寸來安裝不同尺寸的探頭。
圖lla-llb示意表示相對于探頭尖端定位探頭纖維束的方法。所示 探頭200具有纖維束202，其中外部纖維從探頭傳遞輸出輻射，并且中央 纖維將反射的輸入輻射傳遞回到光譜儀。但是，應(yīng)該理解到這只是實例， 并且該方法的原理還可適用于其它的纖維構(gòu)造。
探頭200的示意圖表示探頭200包括包圍纖維束202的套筒204，適 當?shù)氖撬{寶石玻璃的尖端206設(shè)置在套筒204的遠端處。探頭尖端206 定位成接觸反射率標準件220，但是作為選擇，如上所述接觸例如藍寶石 窗口的保護層，或者作為另一選擇離開反射率標準件220在非零多巨離處。 反射率標準件220和探頭200可適當?shù)赝ㄟ^前面附圖描述和說明的裝置 來保持，但是還可考慮到用于固定該部件的其它可選擇裝置。因此應(yīng)該 理解到該方法的原理可適用于多種配置，并且圖lla-llb只表示示例性實例。
在圖lla中，纖維束202和尖端206之間的距離使得輸出輻射的焦 點F位于離開尖端206的輻射之前，以便與反射率標準件220相互作用。 沿著纖維束202的芯體返回的擴散反射的輻射Rl相對弱。
在圖llb中，纖維束202更靠近尖端206運動，使得輸出輻射的焦 點F2大致位于尖端206和反射率標準件220之間的界面處。在此位置上， 沿著纖維束202的芯體返回到光譜儀的輻射R2較強，并且將作為獲得的 光譜內(nèi)的較強信號(峰值)來觀察。因此，在使用這種方法時，操作者 可針對纖維束202選擇獲得較強信號的位置。
權(quán)利要求
1. 一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的裝置，光譜分析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，該裝置包括:保持器，保持器設(shè)置尺寸并構(gòu)造成保持:反射率標準件，具有用于接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分的所述輻射的反射部分；以及探頭，使得探頭的尖端相對于反射率標準件固定，并使得從探頭發(fā)射的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，保持器包括 用于保持反射率標準件的第一保持器部分，第一保持器部分具有近端和遠端，用于保持探頭的第二保持器部分，使得探頭的尖端相對于反射率標 準件固定在所述預(yù)定位置處；其中第一保持器部分的所述近端面向所述第二保持器部分。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一保持器部分和 所述第二保持器部分可松開地相互連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一保持器部分包括第一接合裝置，并且所述第二保持器部分包括第二接合裝置，其中所 述第一和第二結(jié)合裝置相互接合，以便防止在所述第一和第二保持器部分之間至少在一個方向上相對運動。
5. 如權(quán)利要求2-4任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一保持 器限定近端空腔部分，近端空腔部分設(shè)置尺寸以便接收第二保持器部分 的配合的突出部分。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二接合裝置是第 二保持器部分的突出部分的包圍表面內(nèi)的凹口的形式，所述第一接合裝置是從第一保持器部分的壁伸出或穿過該壁的銷狀構(gòu)件。
7. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一接合裝置是第 一保持器部分的包圍表面上的外部螺紋的形式，并且所述第二接合裝置 是具有與所述外部螺紋協(xié)作的內(nèi)部螺紋的螺母的形式，其中螺母適用于 防止第二保持器部分的所述配合的突出部分從第一保持器部分的所述近端空腔部分縮回。
8. 如權(quán)利要求1-7任一項所述的裝置，其特征在于，保持器包括 固定裝置，用于將第一部件在保持器內(nèi)配置在固定位置上；以及 致動器，適用于朝著所述第一部件移動第二部件，其中第一部件是反射率標準件或探頭中的任何一個，并且第二部件是反射率標準件或探頭中的另一個。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述固定裝置適用于在 保持器內(nèi)將探頭尖端可松開地固定在固定位置上，該裝置包括用于接收 反射率標準件的空腔，其中所述致動器包括適用于在接收在所述空間內(nèi) 時作用在反射率標準件上的彈簧裝置，以便朝著探頭移動反射率標準件。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，彈簧裝置包括桿裝置， 桿裝置包括面向反射率標準件的近端部分；可移動穿過保持器的遠端部分處的孔的中間桿部分；其中彈簧作用在桿組件上，使得桿組件的在該空間內(nèi)移動的近端部分能夠朝著探頭移動反射率標準件。
11. 如權(quán)利要求1-10任一項所述的裝置，其特征在于，包括用于引 導(dǎo)探頭的通道，通道具有引導(dǎo)探頭穿過其中的近端，以及引導(dǎo)探頭尖端 穿過其中的遠端，以便接觸反射率標準件或覆蓋反射率標準件表面的保 護層。
12. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述通道通過適用于 圍繞探頭緊固以便將探頭尖端保持在固定位置上的可調(diào)節(jié)套環(huán)或夾頭限 定。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，包括適用于接觸套環(huán) 或夾頭的近端的螺母，以便圍繞探頭使其緊固，其中螺母包括與第一保 持器部分的包圍表面上的外部螺紋協(xié)作的內(nèi)部螺紋。
14. 如權(quán)利要求1-13所述的裝置，其特征在于，包括用于包圍反射 率標準件的外殼，其中保持器適用于通過保持外殼來間接地保持反射率 標準件。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，外殼設(shè)置 孔口，使得入射電磁輻射達到反射率標準件；以及保護窗口，覆蓋反射率標準件，保護窗口對于入射電磁輻射來說是 透明的。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，孔口具有足夠大的直徑，使得探頭尖端引入穿過其中，以便接觸保持窗口。
17. 如權(quán)利要求1-16任一項所述的裝置，其特征在于，包括 殼體，設(shè)置用于接收和拆卸反射率標準件的開口；以及 光防護件，用于減小經(jīng)由所述開口進入殼體的光的數(shù)量，其中光防護件可在覆蓋位置和暴露位置之間運動，在覆蓋位置上，光防護件至少 部分覆蓋所述開口，在暴露位置上，所述開口暴露以便接收或拆卸反射 率標準件。
18. 如權(quán)利要求1-17任一項所述的裝置，其特征在于，反射率標準 件通過任何參考材料更換，該參考材料具有用于接收入射電磁輻射并擴 散地反射至少部分的所述輻射的反射部分。
19. 一種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的組件，該光譜分析系統(tǒng)包 括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，該組件包括如權(quán)利要求l-16任一項所述的裝置；以及適用于通過該裝置保持的反射率標準件，反射率標準件具有從探頭分。
20. 如權(quán)利要求19所述的組件，其特征在于，反射率標準件被包圍在外殼內(nèi)，外殼適用于接收在該裝置內(nèi)并從裝置拆卸。
21. 如權(quán)利要求20所述的組件，其特征在于，外殼設(shè)置 孔口，使得入射電磁輻射到達反射率標準件；以及保護窗口，覆蓋反射率標準件，保護窗口對于入射電磁輻射來說是 透明的。
22. 如權(quán)利要求21所述的組件，其特征在于，孔口具有足夠大的直 徑，使得探頭尖端引入穿過其中，以便接觸保持窗口。
23. —種用于分析光谞分析系統(tǒng)的性能的套件，該光譜分析系統(tǒng)包 括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，探頭具有多個可能直徑之 一，該套件包括第一保持器部分，保持具有接收入射電磁輻射并將至少部分的所述 輻射擴散地反射的反射部分的反射率標準件；多個第二保持器部分，所述第二保持器部分的各自一個可松開地連 接到第一保持器部分上，并且適用于保持探頭，使得探頭的尖端相對于 反射率標準件固定在預(yù)定位置上，并使得從探頭發(fā)射的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭，其中至少一個所述第二保持器部分適用于保持一個探頭，該探頭具 有不同于第二保持器部分適于保持的其它探頭的直徑。
24. 如權(quán)利要求23所述的套件，其特征在于，每一個所述第二保持 器部分包括用于引導(dǎo)探頭的通道，其中至少一個所述第二保持器部分的 通道具有不同于其它所迷第二保持器部分的各自通道的截面尺寸。
25. 如權(quán)利要求23或24所述的套件，其特征在于，包括多個反射 率標準件，其中至少一個所述多個反射率標準件具有不同于其它的所述 多個反射率標準件的反射率。
26. 如權(quán)利要求23 - 25任一項所述的套件，其特征在于，所述第一 保持器部分和任何一個所述第二保持器部分相互連接，它們是如權(quán)利要 求1-15任一項所述的裝置的形式。
27. —種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的方法，該光譜分析系統(tǒng)包 括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，該方法包括提供具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分所述輻射的反射 部分的反射率標準件；相對于反射率標準件將探頭尖端固定在預(yù)定位置，使得從探頭發(fā)射 的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭；經(jīng)由探頭從光譜儀發(fā)射電磁輻射到反射率標準件；以及分析經(jīng)由探頭擴散地反射回到光譜儀的電磁輻射。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，固定探頭尖端的動作 包括將探頭穿過通道，使得探頭尖端從通道伸出并接觸反射率標準件或 覆蓋反射率標準件的保護窗口。
29. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其特征在于，提供反射率標準件的動作包括將其插入殼體并接著使其在殼體內(nèi)朝著探頭尖端移動。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，反射率標準件的移動通過彈簧力實現(xiàn)。
31. —種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的裝置，該光譜分析系統(tǒng)包 括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，該裝置包括保持探頭的探頭保持器；用于支承反射率標準件單元的可動支承件，反射率標準件單元包括 具有從探頭接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分的所述輻射回到探頭的反射部分的反射率標準件，其中支承件可朝著探頭運動，以便使得 反射率標準件單元接觸探頭尖端。
32. 如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，支承件是彈簧懸掛的。
33. 如權(quán)利要求31或32所述的裝置，其特征在于，反射率單元包 括覆蓋反射率標準件的例如藍寶石玻璃窗口的保護層，其中支承件可朝 著探頭運動，以便使得保護層接觸探頭尖端。
34. 如權(quán)利要求31-33所述的裝置，其特征在于，還包括如權(quán)利要 求1-18任一項所述的裝置的特征。
35. —種用于分析光譜分析系統(tǒng)的性能的方法，該分析光譜系統(tǒng)包 括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光語儀，該方法包括保持探頭，探頭尖端沿著幾何軸線指向；提供具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分所述輻射的反射部分的反射率標準件；將反射率標準件在探頭尖端前方配置在所述幾何軸線上； 沿著所述幾何軸線移動反射率標準件，使其接觸探頭，或使得覆蓋并跟隨反射率標準件的任何運動的例如藍寶石玻璃窗口的保護層接觸探頭；經(jīng)由探頭從光譜儀發(fā)射電磁輻射到反射率標準件；以及 分析經(jīng)由探頭擴散地反射回到光譜儀的電磁輻射。
36. —種用于相對于探頭尖端定位探頭纖維束的方法，所述探頭連 接到光譜儀，并且適用于經(jīng)由纖維傳播電磁輻射，該方法包括提供具有接收入射電磁輻射并擴散地反射至少部分所述輻射的反射 部分的反射率標準件；相對于反射率標準件將探頭尖端定位在預(yù)定位置上，使得從探頭發(fā) 射的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭；經(jīng)由探頭從光譜儀發(fā)射電磁輻射到反射率標準件；相對于探頭尖端將纖維束運動到不同位置；以及 確定哪一個位置上纖維束將最高數(shù)量的擴散反射電磁輻射傳播回到 光譜儀。
37. 如權(quán)利要求27-30或權(quán)利要求35-36任一項所述的方法，其特 征在于，包括探頭和反射率標準件以及如權(quán)利要求1-18任一項所述的 裝置。
38.如權(quán)利要求27-30或權(quán)利要求35-37任一項所述的方法，其特 征在于，代替使用反射率標準件，該方法包括使用任何的材料，該材料
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分析光譜分析系統(tǒng)的性能的裝置，光譜分析系統(tǒng)包括與用于傳播電磁輻射的探頭連接的光譜儀，該裝置包括保持反射率標準件和探頭的保持器，使得探頭尖端相對于反射率標準件固定在預(yù)定位置上，并使得從探頭發(fā)射的至少部分的電磁輻射從反射率標準件擴散地反射回到探頭。本發(fā)明還涉及一種方法、套件和組件。
文檔編號G01J3/02GK101379376SQ200780004596
公開日2009年3月4日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日
發(fā)明者K·弗里德曼, S·福斯特 申請人:阿斯利康(瑞典)有限公司