樣品測量池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樣品測量池，尤其涉及一種利用光學方法對樣品的物化性質(zhì)進行測量的樣品測量池。
【背景技術】
[0002]目前，在很多領域的應用中都需要利用吸收光譜法檢測ppm和ppb濃度水平的微量樣品，為了提高吸收光譜技術對低濃度樣品的檢測靈敏度，增加光束穿過樣品的光程是一種有效的方法。顯然，單純將光源與探測器位置遠離，使光束穿越一個非常直長的透射型樣品測量池，會使裝置笨重、準直復雜、溫度穩(wěn)定性和抗震性能差。通常采用“折疊”光程，即使光束在反射鏡間多次反射來實現(xiàn)在一個較小的空間區(qū)域內(nèi)的有效光程延長。比如，比較常見的是White型樣品測量池和Herr1tt型樣品測量池，這兩種樣品測量池都采用球面凹面反射鏡在較小的氣室體積內(nèi)實現(xiàn)光路的多次反射。同樣也有利用平面反射鏡實現(xiàn)的方式，比如，在美國專利US3524066中描述了在圓柱腔體的兩端安裝兩個平面反射鏡來實現(xiàn)光路的多次反射。
[0003]然而，在實際使用中，當測試環(huán)境惡劣(高粉塵、腐蝕性、高水份、高溫、振動等)時，基于反射鏡的樣品測量池，由于高反射膜層是鍍在前表面的(即鏡片鍍外反射膜)，此時，反射鏡的反射面和接觸樣品的接觸面重合，即同為一個面。實際使用時該膜層和樣品測量池中的樣品直接接觸，膜層容易被樣品、樣品中的雜質(zhì)所破壞。
[0004]—般地，高反射膜層為金屬反射膜或介質(zhì)反射膜。若使用金屬反射膜，由于單層的金屬膜硬度較低，極易被擦傷，因此，常在金屬膜上加鍍保護膜，且金屬反射膜本身就需經(jīng)多次鍍設而成，得到的金屬反射膜一般包含多層膜層。類似地，當使用介質(zhì)反射膜時，介質(zhì)反射膜一般通過多次鍍設而成，因此，得到的介質(zhì)反射膜也包含多層膜層。無論是金屬反射膜還是介質(zhì)反射膜，由于各膜層之間的粘附性、膜層和基底材質(zhì)之間的粘附性、以及膜層的致密性有限，當將高反射膜層置于高溫、高濕、高粉塵、腐蝕性等惡劣環(huán)境中時，環(huán)境中的氣體、水汽及雜質(zhì)容易進入到高反射膜層的各個膜層之間以及高反射膜層與玻璃基底的連接處，使得高反射膜層容易被破壞；另外，在高反射膜層的制備過程中，一般會引入顆粒異物，所引入的顆粒異物會造成高反射膜層的缺陷，當有膜層缺陷的反射鏡置于惡劣環(huán)境中時，會加劇破壞作用，這不僅使得高反射膜層的反射率降低，損失光能，而且破壞過程脫落的膜層還可能會阻擋光路，進一步降低光能的收集效率，甚至會使得玻璃在高反射膜層的應力的作用下變形破裂，從而導致基于鍍膜技術反射鏡的樣品測量池的環(huán)境適應性差，無法適應不同的測量環(huán)境，在惡劣環(huán)境中無法正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種樣品測量池。
[0006]本發(fā)明的樣品測量池所用的測量方法為光學方法，包括但不限于:吸收光譜、拉曼光譜、散射譜、熒光等分析方法。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供了樣品測量池，所述樣品測量池包括反射腔及至少一個反射結構，反射腔用于容置待測樣品；所述至少一個反射結構設置于所述反射腔的邊界；其中，所述反射結構包括兩個反射面和至少一個接觸面，所述接觸面接觸所述待測樣品，所述反射面遠離所述待測樣品，所述反射面為全反射面或非全反射面，當所述反射面為全反射面時，入射光在所述反射腔內(nèi)的多次反射的傳播路徑不在一個平面內(nèi)；當所述反射面為非全反射面時，所述非全反射面上鍍有反射膜。
[0008]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述至少一個反射結構為兩個相對設置的二次反射型棱鏡。
[0009]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述至少一個反射結構為兩個相對設置的二鏡反射鏡。
[0010]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述二次反射型棱鏡或所述二鏡反射鏡形成第一平面及第二平面，所述二次反射型棱鏡或所述二鏡反射鏡的所述兩個反射面交界處形成一軸線，所述第一平面垂直于所述軸線，所述第二平面垂直于所述第一平面且包括所述入射光，所述入射光與所述第一平面之間的夾角大于0°且小于90°。
[0011]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述接觸面及所述反射面的至少其中之一為非平面。
[0012]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述非平面為球面、柱面、二次曲面、自由曲面或非球面。
[0013]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述入射光的光斑的束腰位置位于所述反射腔的內(nèi)部。
[0014]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述至少一個反射結構之間具有夾角，所述夾角取值范圍為O° -360°。
[0015]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，所述反射面上設置有保護結構，所述保護結構用于保護所述反射面。
[0016]作為本發(fā)明一實施方式的進步一改進，當所述反射面為全反射面時，所述反射面上設置有反射膜。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將反射結構的反射面設置為遠離待測樣品的一面，待測量樣品、樣品中的雜質(zhì)不會破壞起反射作用的反射面，本發(fā)明在提供長光程的同時，樣品測量池的環(huán)境適應能力也得到了極大的提升，如此，本發(fā)明兼具環(huán)境適應能力強和長光程的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一實施方式的樣品測量池立體圖；
圖2是本發(fā)明一實施方式的樣品測量池主視圖；
圖3是本發(fā)明一實施方式的全反射示意圖；
圖4是本發(fā)明一實施方式的入射光的結構示意圖；
圖5是本發(fā)明一實施方式的通光孔結構示意圖；
圖6是本發(fā)明一實施方式的通光孔結構示意圖；
圖7是本發(fā)明一實施方式的探測器的結構示意圖； 圖8是本發(fā)明一實施方式的樣品測量池的測量流程模塊圖；
圖9-圖16是本發(fā)明一實施方式的其他實施例的樣品測量池結構示意圖；
圖17是本發(fā)明另一實施方式的樣品測量池立體圖；
圖18是本發(fā)明另一實施方式的入射光的結構示意圖；
圖19-圖28是本發(fā)明另一實施方式的其他實施例的樣品測量池結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領域的普通技術人員根據(jù)這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0020]如圖1及圖2所示，在本發(fā)明一實施方式中，所述樣品測量池100包括反射腔101及至少一個反射結構102 ;所述反射腔101用于容置待測樣品，所述至少一個反射結構102設置于所述反射腔101的邊界；其中，所述反射結構102包括至少一接觸面1021和兩個反射面1022，所述接觸面1021接觸所述待測樣品，所述反射面1022遠離所述待測樣品，所述反射面1022為全反射面或非全反射面，當所述反射面1022為全反射面時，入射光L在所述反射腔101內(nèi)的多次反射的傳播路徑不在一個平面內(nèi)；當所述反射面1022為非全反射面時，所述非全反射面上鍍有反射膜。
[0021]其中，與待測樣品直接接觸的是接觸面1021，而實現(xiàn)反射作用的反射面1022均遠離待測樣品，即會被破壞的是不起反射作用的接觸面1021，而反射面1022不會受到待測樣品、樣品中的雜質(zhì)的影響，如此，樣品測量池100的環(huán)境適應性能力得到了極大的提升。反射面1022遠離待測樣品，相較于現(xiàn)有技術，其有益效果還在于:反射面1022上可以設置保護結構，例如，保護結構為機械結構，可設置機械結構以保護反射面1022免于刮傷、阻止氣體及水份等雜質(zhì)和反射面1022接觸，也可于反射面1022附近放置干燥劑，或者反射面和機械結構間設置為高真空或充入惰性氣體等，但不以此為限。
[0022]在本實施方式中，入射光L經(jīng)過接觸面1021再到達反射面1022進行反射，當入射光L滿足一定的入射條件時，光線可在反射面1022之間多次反射，相較于傳統(tǒng)技術中在接觸面1021之間反射的情況，本實施方式的光線經(jīng)過的距離較長，從而實現(xiàn)更長的光程。因此，本實施方式具有環(huán)境適應能力強和長光程的優(yōu)點。
[0023]在本實施方式中，當所述反射面1022為全反射面時，所述入射光L與所述接觸面1021的法