本發(fā)明涉及散射裝置。

此外，本發(fā)明涉及通過散射來確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息的方法。

參考us5126581、us5696580、us7999936、us7105849和de102008007743。

為了分析流體樣品，可以將流體樣品裝入樣品容器中。然后可以使電磁輻射射束與流體樣品相互作用，其中，散射的電磁輻射射束可以因此攜帶指示流體樣品的物理和/或化學(xué)性質(zhì)的信息。這樣的布置可以用于通過動態(tài)光散射(dls)來確定粒度。

通過dls，可以確定分散質(zhì)中的粒度。dls方法的優(yōu)點(diǎn)是僅具有關(guān)于樣品性質(zhì)的非常有限的知識就足夠了。然而，需要樣品(特別是其溶劑)的折射率的值及其粘度作為輸入?yún)?shù)。因此，用戶必須在dls裝置中手動地輸入使用的研究中樣品(特別是其溶劑)的折射率是多少。例如，用戶可以使用具有常用溶劑的隨測量溫度變化的折射率值的數(shù)據(jù)庫。用戶必須選擇溶劑，或者必須手動地輸入對應(yīng)的折射率數(shù)值。這同樣適用于粘度。然而，當(dāng)所有其他參數(shù)(即，還有粒度)均已知時，可以通過dls確定粘度。市售的來自malverninstrumentsltd(英國馬爾文儀器有限公司)的所謂的zetasizer(粒徑分析儀)具有用于確定粘度的綜合方法，該方法也被表示為微流變學(xué)。

鑒于上述內(nèi)容，對于dls，折射率的值或所使用溶劑必須是已知的。然而，當(dāng)溶劑不是已知的、無法從數(shù)據(jù)庫中找到或者是強(qiáng)溫度相關(guān)時，用戶需要首先用單獨(dú)的設(shè)備測量折射率，例如用來自antonpaargmbh(奧地利安東帕有限公司)的所謂refractometerabbemat(折射計(jì)折光率儀)進(jìn)行上述測量。

常規(guī)dls裝置的另一缺點(diǎn)是，例如作為dls裝置長期漂移的結(jié)果，dls裝置可能會偏離其中檢測信號的測量強(qiáng)度具有顯著值的期望運(yùn)行狀況。這可能導(dǎo)致測量準(zhǔn)確度的劣化，或者需要麻煩用戶手動地重新調(diào)節(jié)上述值。

總之，對于提高常規(guī)dls裝置的準(zhǔn)確度，仍然存在一定空間。此外，對于提高在操作dls裝置時的用戶便利性，仍然存在一定空間。

本發(fā)明的目的在于不管使用何種樣品，均能夠以用戶友好的方式和/或以高準(zhǔn)確度進(jìn)行散射實(shí)驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)以上限定的目的，提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的裝置和方法。

根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案，提供了一種散射裝置(特別是動態(tài)光散射(dls)裝置)，該裝置包括：電磁輻射源，其被配置用于用一次電磁輻射照射樣品；電磁輻射檢測器，其被配置用于檢測通過使一次電磁輻射在樣品處散射所產(chǎn)生的二次電磁輻射；折射率確定單元，其被配置用于確定指示樣品的折射率的信息；以及粒度確定單元，其被配置用于通過分析所檢測的二次電磁輻射來確定指示所述樣品中的顆粒的粒度的信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案，提供了一種通過散射(特別是動態(tài)光散射)來確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息的方法，其中，該方法包括：用一次電磁輻射照射樣品；檢測通過使一次電磁輻射在樣品處散射所產(chǎn)生的二次電磁輻射；確定指示樣品的折射率的信息(特別是使用與用于確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息相同的設(shè)備)；以及通過分析所檢測的二次電磁輻射來確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案，提供了一種散射裝置(特別是動態(tài)光散射裝置)，該裝置包括：電磁輻射源，其被配置用于用一次電磁輻射照射樣品；電磁輻射檢測器，其被配置用于檢測通過使所述一次電磁輻射在樣品處散射所產(chǎn)生的二次電磁輻射；在包括一次電磁輻射和二次電磁輻射中的至少一個的光學(xué)路徑中的可移動(特別是能夠通過散射裝置的驅(qū)動單元諸如電機(jī)或壓電元件移動)光學(xué)元件；調(diào)節(jié)單元，其被配置為移動光學(xué)元件(或控制光學(xué)元件的運(yùn)動)，以便至少部分地補(bǔ)償最大檢測強(qiáng)度(即，在散射裝置的最佳配置下可以獲得的強(qiáng)度值)與實(shí)際檢測強(qiáng)度(即，通過散射裝置的當(dāng)前配置可以獲得的強(qiáng)度值)之間的偏差；以及粒度確定單元，其被配置用于通過分析所檢測的二次電磁輻射來確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息。例如，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得作為調(diào)節(jié)的結(jié)果，實(shí)際檢測強(qiáng)度接近或甚至達(dá)到最大檢測強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案，提供了一種通過散射(特別是動態(tài)光散射)確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息的方法，其中，該方法包括：用一次電磁輻射照射樣品；檢測通過使一次電磁輻射在樣品處散射所產(chǎn)生的二次電磁輻射；移動光學(xué)元件，以便至少部分地補(bǔ)償最大檢測強(qiáng)度與實(shí)際檢測強(qiáng)度之間的偏差，其中，該光學(xué)元件能夠在包括一次電磁輻射和二次電磁輻射中的至少一個的光學(xué)路徑上移動；以及通過分析所檢測的二次電磁輻射來確定指示樣品中的顆粒的粒度的信息。

根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的一個方面，通過基于散射的粒度信息確定裝置本身，即通過將折射率測量結(jié)合到這種裝置中來實(shí)施折射率確定。因此，利用還確定粒度分布或與粒度相關(guān)的其他種類信息的同一裝置來測量樣品(更確切地說是其中分散有待分析的顆粒的溶劑)的折射率的值。因此，在粒度確定實(shí)驗(yàn)方面，使用戶查看數(shù)據(jù)庫或單獨(dú)地測量樣品的折射率的值是不必要的。這不僅簡化了用戶對裝置的使用，而且通過在與粒度分布分析所使用的完全相同的樣品上且在與粒度分布分析所使用的完全相同的條件下實(shí)際測量折射率來提高準(zhǔn)確度并降低了失敗的風(fēng)險(xiǎn)。不需要將分析中的樣品從單獨(dú)的折射率確定裝置轉(zhuǎn)移到粒度確定裝置，而且任何溫度影響(例如折射率的溫度相關(guān)性)也不會使粒度測量準(zhǔn)確度劣化。

根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的另一方面，可以通過裝置的主動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)充分地抑制粒度確定期間的測量偽影(artifact)。在例如裝置長期漂移或者折射率的突然變化(例如由溫度變化引起)驅(qū)動裝置進(jìn)入一操作模式——在該操作模式下，由于外部或內(nèi)部測量條件變化而使可測量的檢測信號強(qiáng)度與在最佳配置下相比降低——的場景下，光學(xué)元件可以通過調(diào)節(jié)朝向測量路徑內(nèi)的另一位置移動，以便至少部分地補(bǔ)償檢測強(qiáng)度的降低。換言之，可以驅(qū)動系統(tǒng)回到具有較高檢測強(qiáng)度的操作模式，甚至回到最大強(qiáng)度測量狀態(tài)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“樣品”可以特別地表示流體樣品(諸如液體樣品和/或氣體樣品)，特別是其中包含固體顆?；蛞旱蔚牧黧w樣品。因此，分析中的樣品可以是分散質(zhì)。

在本申請的上下文中，術(shù)語“折射率”可以具體表示一溫度相關(guān)參數(shù)，該參數(shù)指示電磁輻射射束在從周圍介質(zhì)(諸如空氣)傳播到包含樣品的樣品容器中時根據(jù)該參數(shù)改變電磁輻射射束的傳播方向的程度。

在本申請的上下文中，術(shù)語“電磁輻射”可以具體表示在適當(dāng)波長范圍內(nèi)的光子。一個合適的波長范圍是可見光——即波長在400nm至800nm之間的光——的范圍。然而，在其他實(shí)施方案中，也可以利用紅外輻射(即，具有與可見光范圍相比較長的波長)、在紫外線范圍(即，處于與可見光范圍相比波長較短的范圍)或在其他合適的波長范圍內(nèi)進(jìn)行測量。

以下，將說明裝置和方法的其他示例性實(shí)施方案。

在一種實(shí)施方案中，折射率確定單元被配置用于基于對所檢測的二次電磁輻射的分析來確定與折射率有關(guān)的信息。根據(jù)這樣的高度優(yōu)選的實(shí)施方案，通過具有感興趣的折射率的樣品在電磁輻射源與電磁輻射檢測器之間傳播的電磁輻射射束不僅用于確定粒度信息，而且同時用于確定樣品(更準(zhǔn)確地說是其溶劑)的折射率的值。因此，可以在基本上沒有任何額外的硬件需求的情況下獲得對折射率的測量。與此相對比，用于測量粒度分布的以任何方式使用的測量部件也可以協(xié)同地用于確定折射率。這不僅使裝置保持緊湊和輕便，而且還確保在完全相同的條件下確定粒度和確定折射率，從而還提高了準(zhǔn)確度和可靠性。

在一種實(shí)施方案中，折射率確定單元包括在包括一次電磁輻射和二次電磁輻射中的至少一個的光學(xué)路徑中(因此與電磁輻射相互作用)的可移動(特別是能夠通過驅(qū)動單元諸如步進(jìn)電機(jī)移動)光學(xué)元件，并且折射率確定單元被配置用于通過分析在可移動光學(xué)元件于光學(xué)路徑中的不同位置處所檢測的二次電磁輻射的強(qiáng)度變化來確定指示樣品的折射率的信息。根據(jù)本發(fā)明的所描述優(yōu)選實(shí)施方案，光學(xué)元件移動到關(guān)于光學(xué)路徑的不同位置，并且對該運(yùn)動對檢測強(qiáng)度的影響進(jìn)行測量。換言之，針對光學(xué)元件關(guān)于射束路徑的不同位置檢測電磁輻射檢測器的檢測信號。因此，可以測量光學(xué)元件沿著可移動元件的預(yù)定運(yùn)動軌跡運(yùn)動期間的特性強(qiáng)度曲線。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，該特性曲線的參數(shù)(諸如光學(xué)元件的在其處獲得最大強(qiáng)度的位置)準(zhǔn)確地取決于樣品的折射率的值。因此，對特性曲線的分析允許導(dǎo)出樣品的折射率的值。

在一種實(shí)施方案中，折射率確定單元被配置用于基于以下兩方面之間的比較來確定指示樣品的折射率的信息：上述兩方面中的一方面為示出了針對分析中的樣品所獲得的光學(xué)元件位置與檢測強(qiáng)度之間的相關(guān)性(參見圖8)的強(qiáng)度曲線的一個或多個特征(特別是最大強(qiáng)度值、上升沿的斜率、下降沿的斜率等)；上述兩方面中的另一方面為一個或多個參考材料的預(yù)定數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)可以包括關(guān)于相應(yīng)參考材料的參考強(qiáng)度曲線的一個或多個特征的信息，特別是示出針對取代樣品的相應(yīng)參考材料所獲得的光學(xué)元件位置與檢測強(qiáng)度之間的相關(guān)性的曲線的最大強(qiáng)度值、上升沿的斜率、下降沿的斜率等，參見圖9)。根據(jù)所描述的優(yōu)選實(shí)施方案，已經(jīng)證實(shí)，當(dāng)確定出可移動光學(xué)元件相對于射束路徑的、檢測強(qiáng)度于其處具有最大值的位置時，確定的折射率非常精確。當(dāng)用于具有預(yù)先已知的折射率值的兩個或更多個參考溶劑(作為參考材料)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可用時，并且當(dāng)針對這些參考物質(zhì)的、光學(xué)元件的對應(yīng)最大強(qiáng)度位置也已知時，對目前在分析中的樣品的最大強(qiáng)度值位置與參考物質(zhì)的最大強(qiáng)度值的比較允許精確確定分析中的樣品的折射率。有利地，該確定可以用與用于粒度分布測量的以任何方式使用的相同硬件部件進(jìn)行。而且，測量粒度信息和確定折射率值的測量條件可以是相同的，使得結(jié)果是能夠直接進(jìn)行比較，而不具有由輸入的折射率引入的附加測量不準(zhǔn)確性。

在一種實(shí)施方案中，光學(xué)元件選自由透鏡、反射鏡、板(plate)和楔形件(wedge)組成的組。優(yōu)選的是，光學(xué)元件是一雙凸透鏡，該雙凸透鏡可以被移動使得中心透鏡軸線由此相對于光學(xué)路徑移位。然而，作為這樣的光學(xué)透明透鏡的替代，可以使用另一光學(xué)透明的光學(xué)元件，諸如平凸透鏡、雙凸透鏡、消色差透鏡、凹凸透鏡、具有平行表面的板或棱鏡狀的楔形件。與電磁輻射穿過其的透射式光學(xué)元件相對比，還可以使用具有反射特性的光學(xué)元件，諸如平面鏡或曲面鏡。唯一必需的是光學(xué)元件依賴于光學(xué)元件相對于射束路徑的相對位置來操縱電磁輻射射束。因此，可以使用光學(xué)元件的運(yùn)動來掃描空間強(qiáng)度圖案，使得可以獲得當(dāng)前樣品可實(shí)現(xiàn)的最大強(qiáng)度。還可以調(diào)節(jié)裝置以獲得增加的檢測強(qiáng)度或甚至最大檢測強(qiáng)度，以補(bǔ)償漂移和/或老化效應(yīng)。

在一種實(shí)施方案中，光學(xué)元件在射束路徑中位于樣品與電磁輻射檢測器之間。因此，光學(xué)元件可以位于容納分析中的樣品的樣品容器的下游但在電磁輻射檢測器的上游。在另一實(shí)施方案中，光學(xué)元件在射束路徑中位于電磁輻射源與樣品之間。因此，可移動光學(xué)元件可以位于電磁輻射源的下游，但位于容納樣品的樣品容器的上游。

在一種實(shí)施方案中，光學(xué)元件被安裝成能夠通過由以下組成的組中的至少一種移動：使光學(xué)元件平行于光學(xué)路徑移位；使光學(xué)元件垂直于光學(xué)路徑移位；以及使光學(xué)元件相對于光學(xué)路徑傾斜。無論光學(xué)元件是縱向移位還是旋轉(zhuǎn)以用于對可實(shí)現(xiàn)的檢測準(zhǔn)確度進(jìn)行采樣(以補(bǔ)償漂移和/或用于確定折射率值)，這樣的運(yùn)動均可以在驅(qū)動單元諸如電機(jī)的控制下執(zhí)行。因此，折射率確定和漂移補(bǔ)償可以以自給自足的方式實(shí)施，而不需要用戶幫助。在該運(yùn)動期間，信號強(qiáng)度可以由還用于確定粒度分布的同一電磁輻射檢測器來測量。

在一種實(shí)施方案中，該裝置包括調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元被配置用于移動光學(xué)元件，以便至少部分地補(bǔ)償可獲得的最大檢測強(qiáng)度與實(shí)際獲得的檢測強(qiáng)度之間的偏差。因此，除了折射率確定之外，該裝置還可以用于增加可實(shí)現(xiàn)的檢測強(qiáng)度，以用于漂移補(bǔ)償、信號增強(qiáng)或其他目的。

在一種實(shí)施方案中，粒度確定單元被配置用于在考慮所確定的指示折射率的信息的情況下確定指示粒度的信息。因此，所確定的折射率值信息可以直接用于通過dls確定粒度分布的算法。因此，可以考慮折射率，而不需要用戶手動地輸入任何不準(zhǔn)確的值。此外，可以基本上實(shí)時地考慮折射率的變化(例如作為溫度變化的結(jié)果)。

在一種實(shí)施方案中，電磁輻射檢測器被定位(對于檢測二次電磁輻射以用于確定指示折射率的信息和指示粒度分布的信息)以檢測沿著二次傳播方向的二次電磁輻射，該二次傳播方向被定向用以檢測垂直于一次電磁輻射定向的射束分量。更特別地，電磁輻射檢測器可以被定位成檢測沿著垂直于一次傳播方向的二次傳播方向的二次電磁輻射，其中一次電磁輻射沿一次傳播方向直接在樣品的上游傳播。換言之，可以選擇電磁輻射檢測器的定向，使得檢測的射束垂直于入射射束。利用該幾何，(特別是通過dls)可以精確地確定折射率。

在一種實(shí)施方案中，移動光學(xué)元件使得實(shí)際檢測強(qiáng)度是最大檢測強(qiáng)度。因此，可以將裝置驅(qū)動到檢測信號具有最大可能值的狀態(tài)，從而允許使用已精確確定的折射率值來精確測量粒度分布。

本發(fā)明的以上限定的方面和其他方面從下文要描述的實(shí)施方案的實(shí)施例中是明了的，并且參考這些實(shí)施方案的實(shí)施例進(jìn)行說明。

下文將參考實(shí)施方案的實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施方案的實(shí)施例。

圖1a、圖2a和圖3a以兩個不同的側(cè)視圖和一俯視圖例示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的動態(tài)光散射裝置。

圖1b、圖2b和圖3b以兩個不同的側(cè)視圖和一俯視圖例示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案的動態(tài)光散射裝置。

圖4是當(dāng)測量激光在傳播通過會聚(collective)透鏡和測量單元(cell)時的示意圖。

圖5是測量單元的側(cè)視圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的作為光學(xué)元件的會聚透鏡的位移的示意圖。

圖7示出了具有不同折射率值的樣品的最佳測量位置。

圖8是例示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的通過會聚透鏡形式的可移動光學(xué)元件沿著激光射束路徑的位移來確定最佳測量位置的實(shí)驗(yàn)獲得曲線的圖表。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的用于所使用的不同溶劑的、指示檢測強(qiáng)度隨可移動光學(xué)元件的位置變化的不同特性曲線。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的被實(shí)施為反射鏡的可移動光學(xué)元件。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的被實(shí)施為可移位玻璃板的可移動光學(xué)元件。

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的被實(shí)施為可傾斜玻璃板的可移動光學(xué)元件。

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的被實(shí)施為可移位楔形件的可移動光學(xué)元件。

附圖中的例示是示意性的。在不同的附圖中，類似或同樣的元件具有相同的附圖標(biāo)記。

圖1a、圖2a和圖3a從三個不同的視角例示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案的動態(tài)光散射(dls)裝置10。

動態(tài)光散射裝置10包括電磁輻射源1，該電磁輻射源在此被實(shí)施為相干光源諸如激光器，并被配置用于用單色可見光射束形式的一次電磁輻射2照射樣品容器(諸如試管(cuvette))中的樣品5。樣品5被配置為其中顆粒經(jīng)受布朗運(yùn)動的液體分散質(zhì)。因此，樣品5可以是分散在液體溶液(諸如水或甲苯)中的待檢測顆粒(特別是固體顆?；蛞旱?的分散質(zhì)。在電磁輻射源1和容納樣品5的樣品容器的入口窗之間，固定的光學(xué)元件9——在此被實(shí)施為透鏡——位于射束路徑中。樣品容器由可以用于對樣品的溫度控制的支撐結(jié)構(gòu)11支撐。當(dāng)一次電磁輻射2與樣品5相互作用時，一次電磁輻射2被散射并因此被改變成二次電磁輻射6，該二次電磁輻射通過樣品容器的出口窗朝向電磁輻射檢測器7傳播。在容納樣品5的樣品容器的出口窗和電磁輻射檢測器7之間，可移動光學(xué)元件4——在此被實(shí)施為透鏡——位于射束路徑中。取決于可移動光學(xué)元件相對于射束路徑的位置，二次電磁輻射被可移動光學(xué)元件4以一定程度折射。電磁輻射檢測器7——例如被實(shí)施為光敏光電檢測器諸如光電二極管——被配置用于檢測二次電磁輻射6。

如從圖1a至圖3a可以看出，電磁輻射檢測器7被定位和定向成選擇性地在與一次電磁輻射2的入射方向垂直的方向上進(jìn)行測量。如從圖1a、圖2a和圖3a可以看出，在dls方面，一次電磁輻射2傳播所在的平面(根據(jù)圖1a的紙平面)垂直于電磁輻射檢測器7沿著其檢測二次電磁輻射6的方向。圖1a以側(cè)視圖示出了動態(tài)光散射裝置10，其中一次電磁輻射2的射束位于紙平面內(nèi)，而二次電磁輻射6的射束被定向?yàn)榇怪庇趫D1a的紙平面。根據(jù)圖3a，一次電磁輻射2以及二次電磁輻射6二者都是位于圖3a的紙平面中的射束。根據(jù)圖2a，一次電磁輻射2被定向成垂直于圖2a的紙平面，而二次電磁輻射射束6被定向在圖2a的紙平面中。

電磁輻射檢測器7是能夠測量二次電磁輻射6形式的相應(yīng)散射光的強(qiáng)度的點(diǎn)式檢測器。未散射的一次電磁輻射2的部分3朝向射束終止器(stop)8傳播。

圖2a和圖3a中例示出的粒度確定單元22可以包括例如處理器(例如，微處理器、cpu、中央處理單元、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或數(shù)字信號處理器(dsp))，所述處理器存儲有用于根據(jù)動態(tài)光散射(dls)的原理分析所檢測的二次電磁輻射6來確定指示樣品5中的顆粒的粒度的信息的可執(zhí)行軟件。粒度確定單元22被配置用于在考慮到指示樣品5的折射率的信息——如通過下面將進(jìn)一步詳細(xì)地描述的折射率確定單元20確定的——的情況下確定指示粒度的信息。因此，與常規(guī)方法相對比，用戶不需要手動地輸入樣品5的溶劑的折射率的值。與此相對比，樣品5的折射率的精確值本質(zhì)上是在裝置10內(nèi)與樣品5的粒度分布的確定一起確定的。這不僅由于樣品5的折射率的實(shí)際測量值通常比文獻(xiàn)值更精確而顯著地更準(zhǔn)確，而且還允許分析相同的探測物，即二次電磁輻射6，以用于確定粒度信息和折射率值二者。因此，可以確定兩個可直接比較的信息，而基本上無需顯著的附加硬件或軟件花費(fèi)。

折射率確定單元20可以包括例如處理器(其中，折射率確定單元20和粒度確定單元22可以被實(shí)施為共享同一處理器，或者可以具有單獨(dú)的處理器)，該處理器存儲有用于確定指示樣品5的折射率的值的信息的可執(zhí)行軟件。折射率確定單元20被配置用于基于對所檢測的二次電磁輻射6的分析來確定指示樣品5的折射率的信息。因此，電磁輻射檢測器7將檢測信號供應(yīng)至折射率確定單元20(作為用于確定樣品5的溶劑的折射率的值的基礎(chǔ))和粒度確定單元22(作為用于確定樣品5的顆粒的粒度分布的基礎(chǔ))。因此，二次電磁輻射6不僅可以用作攜帶關(guān)于粒度的信息的探測物，而且還可以協(xié)同地用于導(dǎo)出關(guān)于樣品5的折射率的信息。為此，折射率確定單元20包括可移動光學(xué)元件4，該可移動光學(xué)元件在此被實(shí)施為光學(xué)透明雙凸透鏡?？梢苿庸鈱W(xué)元件4被布置在與樣品5相互作用之后的二次電磁輻射6傳播所沿的光學(xué)路徑中。折射率確定單元20被配置用于通過針對可移動光學(xué)元件4在光學(xué)路徑中的不同位置對所檢測的二次電磁輻射6的強(qiáng)度變化的分析來確定指示樣品5的折射率的信息。換言之，當(dāng)光學(xué)元件4垂直于或平行于二次電磁輻射6的傳播方向移動時，二次電磁輻射6的強(qiáng)度發(fā)生變化。已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，相對于二次電磁輻射6的光學(xué)路徑移動光學(xué)元件4可以在折射率的值變化的情況下抵消或至少部分地補(bǔ)償射束偏移(或不匹配)。更具體地，折射率確定單元20被配置用于基于對最大強(qiáng)度(如當(dāng)光學(xué)元件4在射束路徑中位于最佳位置時由電磁輻射檢測器7檢測到的)與參考溶劑的預(yù)定數(shù)據(jù)(其中，對于多種不同的參考溶劑，預(yù)定數(shù)據(jù)可以針對具有特定折射率值的特定溶劑指示光學(xué)元件4的哪個位置使得可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的最大強(qiáng)度)的比較來確定指示樣品5的折射率的信息。最大強(qiáng)度涉及當(dāng)可移動光學(xué)元件4當(dāng)前位于相對于光學(xué)路徑的最佳位置處時可以由電磁輻射檢測器7檢測到的強(qiáng)度值的最大值。參考材料的預(yù)定數(shù)據(jù)可以指：當(dāng)樣品5的材料由相應(yīng)參考材料的材料替換時，在光學(xué)元件4相對于二次電磁輻射6的光學(xué)路徑的相應(yīng)位置與由電磁輻射檢測器7檢測的強(qiáng)度值之間的特性相關(guān)性(參見圖9)。當(dāng)相應(yīng)的參考材料的折射率的值已知時，對用樣品5(具有特定的折射率值)可實(shí)現(xiàn)的最大強(qiáng)度與參考材料(具有已知的折射率值)的最大強(qiáng)度值的比較還允許導(dǎo)出樣品5的材料的折射率值。如果期望，可以對參考材料的數(shù)據(jù)進(jìn)行外插或內(nèi)插，以便確定樣品5或者更精確地其溶劑的折射值。

雖然對參考材料的最大強(qiáng)度值與樣品5的最大強(qiáng)度值的比較允許以特別高的準(zhǔn)確度確定樣品5的折射率的值，但是也可能的是，比較分別針對樣品5和參考材料所獲得的強(qiáng)度分布的特性曲線的其他特征，以便基于作為參考數(shù)據(jù)的參考材料的已知折射率值結(jié)合已知特性曲線來確定樣品5的折射率的值。

裝置10還包括調(diào)節(jié)單元24，該調(diào)節(jié)單元被配置用于移動光學(xué)元件4以調(diào)節(jié)光學(xué)元件的位置，以便至少部分地補(bǔ)償最大檢測強(qiáng)度與實(shí)際檢測強(qiáng)度之間的偏差。調(diào)節(jié)單元24也可以被實(shí)施為處理器。一方面的調(diào)節(jié)單元24以及另一方面的折射率確定單元20和粒度確定單元22中的至少一個可以被實(shí)施為共享同一處理器，或者具有單獨(dú)的處理器。調(diào)節(jié)單元24可以控制光學(xué)元件4相對于射束路徑(由二次電磁輻射6的傳播或由一次電磁輻射2的傳播限定)的運(yùn)動，使得由電子輻射檢測器7在粒度分布測量方面測量的強(qiáng)度具有足夠大的值(例如至少為預(yù)定閾值的值或在預(yù)定閾值或甚至最大值附近的值)。例如，在動態(tài)光散射裝置10已經(jīng)偏離具有高檢測強(qiáng)度的默認(rèn)模式的場景下，調(diào)節(jié)單元24可以移動可移動元件4直到所檢測的強(qiáng)度達(dá)到或超過預(yù)定閾值。

在圖1b、圖2b和圖3b例示出的又一實(shí)施方案中，光學(xué)元件4可以位于激光路徑中，而不是位于檢測路徑中。激光射束可以不與試管或其他樣品保持器的輸入窗垂直，并且因此取決于這些激光射束的折射率。然而，檢測路徑與出口窗垂直對準(zhǔn)，并且因此與樣品的折射率無關(guān)。然而，可替代地，激光射束可以與試管或樣品保持器垂直，并且可以經(jīng)由非垂直角度執(zhí)行檢測。然而，在該替代方式中，現(xiàn)在在檢測路徑中可能要平衡射束位移。在激光路徑而不是檢測路徑中，所有上述實(shí)施方案(透鏡位移、反射鏡位移、玻璃板、楔形件等)也是可能的。換言之，當(dāng)光學(xué)元件4垂直于或平行于一次電磁輻射2的傳播方向移動時，二次電磁輻射6的強(qiáng)度發(fā)生變化。已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，相對于一次電磁輻射2的光學(xué)路徑移動光學(xué)元件4可以在折射率的值變化的情況下抵消或至少部分地補(bǔ)償射束偏移(或不匹配)。在電磁輻射源1與容納樣品5的樣品容器的入口窗之間，可移動光學(xué)元件4——在此被實(shí)施為透鏡——位于射束路徑中。取決于可移動光學(xué)元件相對于射束路徑的位置，一次電磁輻射2被可移動光學(xué)元件4以一定程度折射。在容納樣品5的樣品容器的出口窗與輻射檢測器7之間，固定的光學(xué)元件9——這里被實(shí)施為透鏡——位于射束路徑中。

圖1a至圖3a和圖1b至圖3b中所示出的動態(tài)光散射(dls)裝置10允許直接用dls裝置10來確定粒度分布的確定所需的折射率值。而且，可以用dls裝置10進(jìn)行漂移補(bǔ)償。對于折射率的確定和漂移補(bǔ)償二者，可移動光學(xué)元件4可以沿著關(guān)于一次電磁輻射2或關(guān)于二次電磁輻射6的垂直或平行方向移位。一方面，可以通過由電磁輻射檢測器7測量檢測信號的強(qiáng)度并將光學(xué)元件4定位在相對于光學(xué)射束使得實(shí)現(xiàn)最大強(qiáng)度的位置來實(shí)施漂移補(bǔ)償。因此，由于老化效應(yīng)、外部條件改變等引起的長期漂移可以被有效地進(jìn)行補(bǔ)償，而無需用戶干預(yù)。同時，當(dāng)與具有已知折射率的已知溶劑的預(yù)定校準(zhǔn)值相比較時，對強(qiáng)度隨可移動光學(xué)元件4相對于一次電磁輻射2或二次電磁輻射6的位置而變化的特性曲線的測量可以允許通過簡單地將測量的特性曲線與查找表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、將內(nèi)插值或外插值與校準(zhǔn)值進(jìn)行比較等來精確地確定當(dāng)前樣品5(特別是其溶劑)的折射率。

與替代測量技術(shù)相比，dls裝置10的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，僅具有關(guān)于樣品5的性質(zhì)的非常少量的預(yù)備知識就足夠了。常規(guī)地，用戶必須將樣品5的溶劑的折射率值和粘度輸入dls裝置中。這兩種性質(zhì)都僅與溶劑而不是分散在溶劑中的實(shí)際顆粒有關(guān)。因此，顆粒的材料不是必需已知的。已知分散介質(zhì)即溶劑的材料就足夠了。另外，所使用的電磁輻射2和6的溫度、波長以及散射角影響粒度分布的計(jì)算。然而，這些參數(shù)中的一些是設(shè)備參數(shù)，并且不需要由用戶輸入。溫度可以由用戶提供或者可以測量，并且可以由dls裝置10調(diào)節(jié)并通過溫度測量進(jìn)行控制。

由于測量激光(或其他類型的電磁輻射源1)的波長取決于分散質(zhì)的介質(zhì)，因此需要樣品5的溶劑的折射率來分析粒度信息。標(biāo)稱激光波長通常是指真空，并且因此與樣品內(nèi)的散射過程無關(guān)。在介質(zhì)中，光的速度減小并且因此波長減小(頻率保持不變)。這種減小的因素是折射率。折射率對散射矢量的計(jì)算有影響，并且因此對擴(kuò)散系數(shù)和粒度的計(jì)算有影響。

對于稀釋的樣品5，可以將樣品5的折射率設(shè)定為等于溶劑的折射率。在這些情況下，可以直接在待測量的分散質(zhì)中確定折射率，并且不需要使用附加的具有純?nèi)軇┑臉悠贰?/p>

常規(guī)的dls裝置提供了輸入樣品性質(zhì)的參數(shù)的可能性。特別地，在常規(guī)方法中，必須輸入溶劑的類型。然而，存在一些應(yīng)用，其中折射率不是預(yù)先已知的。例如當(dāng)存在不同溶劑的混合物或溶解物質(zhì)(例如鹽)的濃度未知時就是這種情況。在這些情況下，為了避免測量誤差，在常規(guī)dls裝置中必須單獨(dú)地測量精確的折射率。

根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案，折射率的測量可以用dls檢測器(即，電磁輻射檢測器7)執(zhí)行，特別是以90°的散射角執(zhí)行。在該角度，測量幾何取決于折射率。然而，也可以在側(cè)向散射方向上以其他測量角度測量折射率。表述“側(cè)向散射方向”意在包括所檢測的光射束的具有垂直于激光射束的照射方向的方向分量的散射角。

在一種實(shí)施方案中，一次電磁輻射2(也表示為入射激光射束)不會水平地射到矩形測量單元或樣品容器中，而是可以以約0.5-10°從上部區(qū)域傳播到下部區(qū)域。這可以通過將作為可移動光學(xué)元件4的會聚透鏡布置為不與聚焦的激光射束中心對準(zhǔn)但略高于該中心來實(shí)現(xiàn)。一旦進(jìn)入測量單元，激光射束就被折射。這意味著激光射束在測量單元內(nèi)向下傳播的有效角度取決于樣品5的折射率。如果折射率是1(即空氣或真空)，則激光射束將以0.5-10°向下傳播通過單元，而不被折射。折射率的值越高，射束以越平坦的方式在樣品5中傳播。電磁輻射2的優(yōu)選入射角將為約3°。單元的壁出于這種考慮而不被考慮，而是僅分別導(dǎo)致由電磁輻射2、6限定的射束的平行位移卻不會導(dǎo)致電磁輻射2、6的相應(yīng)射束的方向的改變。

圖4示出了直接在樣品5——更準(zhǔn)確地說，容納具有分析中的顆粒的溶劑的分散質(zhì)的樣品容器——的上游(一次電磁輻射2)和在該樣品內(nèi)的激光射束。一次電磁輻射射束2穿過被實(shí)施為會聚透鏡的可移動光學(xué)元件4，并且隨后穿過測量單元。會聚透鏡將激光射束聚焦在測量單元的中心，并在單元的入口窗上形成非垂直入射角。當(dāng)進(jìn)入和離開該單元時，激光射束被折射。

dls檢測器即電磁輻射檢測器7以90°的散射角布置，使得對于散射光不存在折射率相關(guān)性。在關(guān)于單元壁的垂直方向上檢測散射光。因此，在樣品5的折射率變化的情況下檢測角度不會變化，并且因此電磁輻射檢測器7始終沿著同一預(yù)定方向、與折射率值無關(guān)地進(jìn)行定向。

所描述的幾何導(dǎo)致了以下情況，即針對樣品5的特定折射率使dls裝置10對準(zhǔn)。如果使用具有另一折射率值的樣品5，則射束路徑存在一定偏差。激光射束改變其方向，而檢測射束保持不變。兩者的交點(diǎn)丟失，并且所檢測的散射強(qiáng)度降低。上述效果在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案方面是絕對期望的，并且上述效果具有如下結(jié)果：以90°的散射角僅有效地測量具有特定折射率值的樣品5。

圖5示出了容置樣品5的測量單元或樣品容器的側(cè)視圖。附圖標(biāo)記50表示作為樣品5的溶劑的水(折射率值n＝1.33)的射束路徑，附圖標(biāo)記52表示作為樣品5的溶劑的甲苯(n＝1.50)的射束路徑，以及附圖標(biāo)記54表示電磁輻射檢測器7(未示出)的觀察方向。沿著橫坐標(biāo)60繪制水平位置，而沿著縱坐標(biāo)62繪制豎直位置。觀察方向(垂直于圖5的紙平面)沿著檢測方向。圖5中不同的射束路徑50、52涉及針對不同介質(zhì)的激光射束的路徑。取決于折射率，激光以不同的量被折射。dls檢測器或電磁輻射檢測器7可以在其上游具有空間濾波器。這意味著，電磁輻射檢測器7僅接收或檢測來自特定方向的光。這可以用光纖(未示出)來實(shí)現(xiàn)。檢測路徑被定向?yàn)榕c散射束的出口窗垂直并與圖5的紙平面垂直。對于具有給定折射率值的介質(zhì)(例如水，參見附圖標(biāo)記50)，dls裝置10具有最佳的定向或?qū)?zhǔn)。這意味著激光射束和檢測器射束以最佳方式相交，并在重疊范圍內(nèi)形成所謂的散射容積。僅該容積內(nèi)的顆粒被激光射束照射，并且被電磁輻射檢測器7檢測到。當(dāng)介質(zhì)被具有另一折射率的另一介質(zhì)(例如甲苯，參見附圖標(biāo)記52)代替時，折射角改變。因此，最佳交點(diǎn)丟失，并且重疊容積減小或完全消失。這導(dǎo)致檢測到的散射強(qiáng)度降低。

根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案，可移動地安裝有可移動光學(xué)元件4(在此被實(shí)施為會聚透鏡)。通過步進(jìn)電機(jī)(未示出)，透鏡可以在激光傳播方向上或與激光傳播方向相反地移出中心位置預(yù)定幅度例如5mm。利用這種自由度，可以至少部分地補(bǔ)償上述射束偏離并且針對每個期望的折射率值以最大散射強(qiáng)度進(jìn)行測量。為此，可以在散射裝置10的軟件中集成一算法，在每次測量之前，該算法優(yōu)化可移動光學(xué)元件4的位置。該自動調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)可以是實(shí)現(xiàn)檢測強(qiáng)度的最大值或者獲得在預(yù)定閾值以上的檢測強(qiáng)度。

圖6是示出可移動光學(xué)元件4——在此被實(shí)施為會聚透鏡——的位移的示意圖。通過會聚透鏡沿著激光軸的位移，激光射束可以在樣品5內(nèi)平行移位。

圖7示出了具有不同折射率值的樣品5的最佳測量位置。為了補(bǔ)償在從水轉(zhuǎn)變?yōu)榧妆?或更一般地來從溶劑具有較低折射率值的樣品5轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂休^高折射率值的另一樣品5)時的射束位移，會聚透鏡必須關(guān)于射束方向略微移位，以便保持與檢測器射束的最佳相交。

依據(jù)本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述現(xiàn)象還有利地提供了確定樣品5的折射率的可能性。會聚透鏡的最佳位置取決于樣品5的折射率的值。當(dāng)通過對兩個具有已知折射率值的樣品5的測量來校準(zhǔn)dls裝置10并且已經(jīng)相應(yīng)地對dls裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)時，可以基于運(yùn)動期間的最佳透鏡位置來確定未知樣品5的折射率。

以下，將說明根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案，可以如何實(shí)施對dls裝置10的最佳測量位置的實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)以及自動微調(diào)或精調(diào)。如上所述，dls裝置10具有針對會聚透鏡的位移的規(guī)則，以校正折射率。可以使用步進(jìn)電機(jī)通過軟件自動地實(shí)施該調(diào)節(jié)(例如具有+/-5mm的調(diào)節(jié)范圍)。

圖8示出了其中沿著橫坐標(biāo)802以毫米繪制透鏡位置的圖表800。沿著縱坐標(biāo)804，繪制如由電磁輻射檢測器7檢測到的散射強(qiáng)度。因此，圖8示出了針對樣品5的特定溶劑的所檢測的散射強(qiáng)度隨透鏡位置而變化的相關(guān)性。

如從圖8可以看出，獲得了全寬半高(fwhm)略高于1mm的、具有強(qiáng)度值的最大值812的相對較寬的對稱特性曲線810。為了以實(shí)際上最大的散射強(qiáng)度進(jìn)行測量，如果可以以至少0.1mm的精度調(diào)節(jié)位置則是有利的。在dls裝置10的軟件中實(shí)現(xiàn)的自動搜索算法可以執(zhí)行該任務(wù)。該任務(wù)可以在每次dls測量之前執(zhí)行，并且可以允許針對每個樣品5調(diào)節(jié)最佳測量點(diǎn)。因此，dls裝置10可以在每次測量之前實(shí)施光學(xué)器件的自動微調(diào)。除了補(bǔ)償折射率差異之外，還可以獲得長期穩(wěn)定性的改進(jìn)。長期的漂移(例如由于dls裝置10的部件的位置的機(jī)械變化和/或光源的發(fā)射特性的變化)可以被抵消或補(bǔ)償，使得測量的準(zhǔn)確度可以以激光射束和檢測器射束的最佳重疊長期連續(xù)地保持較高。

因此，圖8示出了通過會聚透鏡沿著激光射束的位移對最佳測量點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)性確定。該最佳測量點(diǎn)對應(yīng)于所檢測的散射強(qiáng)度的最大值812，在所示出的實(shí)施例中為-0.32mm處。在圖8中使用了具有粒度為100nm的膠乳顆粒的水性懸浮液。實(shí)線示出了利用高斯曲線的最小二乘擬合。這種擬合允許精確地確定強(qiáng)度的最大值812的位置。

接下來，將描述針對不同溶劑確定最佳測定位置?？梢葬槍Σ煌軇┲貜?fù)地確定不同溶劑的最佳測量點(diǎn)?？梢允褂眉?nèi)軇?。這意味著不需要添加顆粒，并且所檢測的散射強(qiáng)度可能相應(yīng)地較小。使用純?nèi)軇┬枰褂脽o塵顆粒等。這樣的人造顆粒的存在可能導(dǎo)致散射信號的尖峰，并且可能導(dǎo)致確定最大值的問題。圖9示出了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

圖9再次示出了具有橫坐標(biāo)802和縱坐標(biāo)804的圖表900。針對不同的純?nèi)軇├L制了相應(yīng)檢測信號的強(qiáng)度，參見各特性曲線910。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也利用高斯函數(shù)進(jìn)行了擬合。高斯函數(shù)的寬度保持不變，并且最大值912的位置是唯一的擬合參數(shù)。

如從圖9可以看出，可以在作為可移動光學(xué)元件4的會聚透鏡的不同位置處找到各種溶劑的最佳測量點(diǎn)(即檢測強(qiáng)度的最大值912)。這是由不同的折射率值造成的。水在所示出的溶劑中具有最小的折射率，并且導(dǎo)致激光射束的最小折射。甲苯在所示出的溶劑中具有最高的折射率，并引起最大的折射。最佳位置與相應(yīng)溶劑的折射率值相稱(scale)。

以下，將描述根據(jù)強(qiáng)度最大值的位置確定折射率。

當(dāng)利用兩種具有已知折射率的溶劑(例如水和甲苯)計(jì)算和調(diào)節(jié)強(qiáng)度最大值處會聚透鏡的位置時，這允許確定未知溶劑的折射率的值。

表1示出了確定折射率的實(shí)驗(yàn)值。水和甲苯已用于調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)產(chǎn)生了其他溶劑的折射率(n)的計(jì)算值。確定的調(diào)節(jié)函數(shù)是：

ri＝0.7891-0.2775×(最大值的位置)

表1

因此，已經(jīng)可以以小于1％的相對誤差確定折射率。

以下，將分析幾何射束路徑。

可以用斯內(nèi)利厄斯(snellius)折射定律計(jì)算光束在邊界表面處的折射。對于給定的幾何和折射率，可以計(jì)算射束路徑。在圖7中示出了在dls裝置10中的水和甲苯中的射束路徑。為了補(bǔ)償折射率的差異，0.63mm的透鏡位移是合適的。

因此，實(shí)驗(yàn)上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水和甲苯之間的最大位置位移為0.60mm(參見表1)。因此，實(shí)驗(yàn)和理論具有很好的一致性。

以下，將描述折射率誤差對dls測量結(jié)果的影響。

對dls算法的各個步驟的分析允許評估折射率的直到最終結(jié)果即粒度的誤差傳播。

折射率n對散射矢量q的計(jì)算具有影響：

q＝(4πn/λ0)sin(θ/2)

在上述公式中，λ0是激光在真空中的波長，且θ是散射角。在進(jìn)一步的結(jié)果中，需要散射矢量q以便擬合實(shí)驗(yàn)相關(guān)函數(shù)g(τ)：

g(τ)＝a[1+bexp(-2γτ)]

在上述公式中，τ是相關(guān)時間，a和b是設(shè)備常數(shù)。散射矢量q對松弛常數(shù)γ具有影響，該松弛常數(shù)如下進(jìn)行定義：

γ＝dq²

根據(jù)擬合，可以確定擴(kuò)散常數(shù)d，并可以使用斯托克斯-愛因斯坦(stokes-einstein)關(guān)系計(jì)算流體動力學(xué)半徑r0：

在上述公式中，玻爾茲曼常數(shù)kb、絕對溫度t和溶劑的粘度η具有影響。

所描述的考慮事項(xiàng)可以在圖1a至圖3a和圖1b至圖3b所示出的dls裝置10中實(shí)現(xiàn)。

因此，可以通過會聚透鏡的位移來補(bǔ)償射束路徑中不同折射率的差異。一個有利的方面是與樣品5的折射率無關(guān)地以90°的散射角獲得用于dls的最佳測量幾何。為了始終以最佳強(qiáng)度實(shí)施測量，最大0.1mm的確定精度是足夠的。此外，平衡了長期漂移，并且增加了dls裝置10的長期穩(wěn)定性。dls裝置10可以在每次測量之前被微調(diào)。又一優(yōu)點(diǎn)是確定樣品5的折射率的可能性?？梢杂脙蓚€具有已知折射率值的樣品5校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)dls裝置10。在這種情況下，可以使用純?nèi)軇?可能但不必需使用分散質(zhì))。

當(dāng)折射率的確定需要例如0.01mm的甚至更高的精度時，這可以通過足夠長的積分時間、足夠小的步長和改善的最大值確定來獲得。

因此，用戶有機(jī)會直接在dls裝置10內(nèi)確定具有未知溶劑的樣品5的折射率，并將該折射率用作粒度確定的輸入?yún)?shù)。

如從圖10可以看出，可移動光學(xué)元件4還可以由反射鏡(或更一般地反射光學(xué)元件4)而不是由透鏡(或更一般地透射光學(xué)元件4)實(shí)現(xiàn)。而且，這允許入射激光射束的平行位移。線1000示出了反射鏡處于第一位置的射束路徑，線1002示出了反射鏡處于第二位置的射束路徑。

如從圖11可以看出，又一替代方式是使用平面平行玻璃板作為可移動光學(xué)元件4。更具體地，圖11示出了本發(fā)明的具有可替代的玻璃板的實(shí)施方案，其中該玻璃板被插入(例如，以偏斜或傾斜的方式)到射束路徑中。線1000示出了沒有玻璃板的射束路徑，線1002示出了在插入作為可移動光學(xué)元件4的玻璃板之后的射束位移。對于不同的折射率，可以提供不同厚度的玻璃板，并且這些玻璃板可以移入或移出射束路徑。取決于玻璃板的厚度，激光射束以一定量移位?？梢岳缤ㄟ^包括具有不同厚度的多個玻璃板的光學(xué)旋轉(zhuǎn)器(revolver)自動地執(zhí)行玻璃板的替換。轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)器將使玻璃板相對于射束路徑轉(zhuǎn)動或移動。

圖12示出了可移動光學(xué)元件的又一實(shí)施方案，其中可移動光學(xué)元件在此由可傾斜玻璃板實(shí)現(xiàn)。取決于入射射束方向和關(guān)于玻璃板的對應(yīng)角度，激光射束可以以不同的程度移位，參見線1000和1002。

圖13示出了可移動光學(xué)元件4的又一實(shí)施方案，其中可移動光學(xué)元件在此由可移位的楔形件實(shí)現(xiàn)。楔形件可以以可變的程度插入到激光射束中。取決于玻璃體的路徑長度，可以調(diào)節(jié)激光射束的位移，參見線1000和1002。另外，存在方向位移，然而該方向位移與楔形件的位置無關(guān)。

在檢測路徑中而不是在照明路徑中，所有上述實(shí)施方案(透鏡位移、反射鏡位移、玻璃板、楔形件等)也都是可能的。

又一替代方式是在樣品保持器的上游和下游的試管壁上均使用非垂直入射角。原則上，兩個光徑關(guān)于試管壁都可以是非垂直的。只要入射角度彼此不同，折射率的變化還由于未對準(zhǔn)而導(dǎo)致檢測強(qiáng)度的降低?？梢栽诩す饴窂胶?或檢測射束路徑中執(zhí)行通過上述光學(xué)元件4中之一進(jìn)行的平行對準(zhǔn)。

應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟，并且“一”或“一種”不排除多個。而且與不同實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)地描述的元件可以相組合。

還應(yīng)當(dāng)注意，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式不限于附圖中所示出和上述的優(yōu)選實(shí)施方案。替代地，使用所示出的方案和根據(jù)本發(fā)明的原理的多種變型是可能的，即使在基本上不同的實(shí)施方案的情況下依然如此。