专利名称：用于分析装置的检测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于进行色谱分析的装置的检测设备，该装置例如液相色谱仪。
包括光学系统的检测设备通常用于象液相色谱仪这样的分析用的装置。这种检测设备适合于进行样本成分的定量分析，则通过使分散在柱体中的样本与溶剂一同经过一个小室，使一束光入射在小室中并且测量光的吸收率、折射系数或磷光。
当使用这种用于分析的装置时，操作员需要在打开该装置的电源之后或者打开光源之后等待相当长的时间，直到光学系统或光源的温度变得稳定，使得可以开始可靠的分析。通常，操作员需要在该等待时间中持续观察阴极射线管(CRT)的屏幕或者绘图仪的显示器。如果操作员分心或者忘记持续检查，则分析的开始时间可能会被无意地延迟。相同的问题也在气相色谱仪中出现。
本发明的一个目的是提供一种用于分析装置的检测设备，其能够在装置的电源开启之后自动开始用于分析的操作程序，使得可以消除为等待而浪费时间，以及可以减轻操作员的负担。
可以实现具有上述特点和其他特点的体现本发明的用于执行分析的装置的检测设备，其特征是不但包括用于输出检测信号的检测器，而且包括一个稳定判断单元，用于测量这些检测信号的漂移和噪声，并且当所测量的漂移和噪声小于它们各自的标准值时，发送一个启动信号，使得用于分析的装置开始分析操作。这种检测设备最好还可以包括一个标准噪声值设置单元，用于当标准样本被置于检测室中时接收在检测波长处的检测信号，根据该检测信号的强度计算标准噪声值，并且把计算的标准噪声值发送到该稳定判断单元。如果用于执行分析的装置是一个色谱仪，则该检测设备最好还包括一个标准漂移值设置单元，用于存储对应于色谱仪柱体的温度，当由该色谱仪进行测量时，检索对应于该柱体的所测量温度的一个所存储的标准漂移值，并且把所检索到的标准漂移值发送到稳定判断单元。
包含在本说明书中并形成其中的一部分的附图显示出本发明的实施例，并且与其描述一同用于解释本发明的原理。在附图中
图1是体现本发明的用于分析装置的检测设备的方框图；图2是体现本发明的用于分析装置的另一个检测设备的方框图；图3是体现本发明的用于分析装置的另一个检测设备的方框图；图4是用于设置一个标准噪声值的程序的实例的流程图；图5A是吸收频谱的波长的一个实例，以及图5B和5C是在不同检测波长处的噪声的曲线图，其中垂直轴表示用AU(吸收单位)所检测的吸收率；图6是用于设置一个标准漂移值的程序的实例的流程图；图7为示出在检测信号中的漂移的曲线图；图8是用于等待序列的程序的一个实例的流程图；图9A和9B分别是用于示出在光源打开之后的漂移和噪声的曲线图；以及图10是用于示出测量在给定时间间隔内的漂移的方法的示意图。
图1示出实施本发明的光学检测设备4，但是本发明不限于应用在光学型的检测设备上。来自用于分析的装置2的样本被传送到检测设备4中的样本腔6中的一个小室。检测设备10具有光源8，并且来自光源8的光线被送到光学系统10，并且被调制到所需的波长。然后调制的光束被入射到样本腔6中的小室内。检测器12被用于检测来自样本腔6中的小室的光线。检测器12连接到稳定判断单元14，其功能是测量所检测信号的漂移和噪声，判断所测量漂移和噪声是否小于预先设置的标准值，并且如果该漂移和噪声被确定为小于该设置值，则把一个启动信号传送到用于分析的装置，以启动分析。总之，该漂移和噪声被测量用于提供结束等待时间的条件。只要它们变为低于该设置值，则启动信号被传送到用于分析的装置2，并且用于分析的一系列步骤被启动。最好，这些标准值能够由用户所设置，使得检测设备可以被用于广泛的应用领域，满足各种需要和使用目的。
图2示出根据本发明另一个实施例的另一个光学检测设备4’，不同于图1中所示的检测设备4之处在于，有一个连接到检测器12的标准噪声值设置单元16，用于当标准样本被置于样本腔6中的小室内时从在检测波长处的检测信号的强度计算噪声的标准值(“标准噪声值”)。该标准噪声值设备单元16还连接到稳定判断单元14，向其发送所计算的标准噪声值。
在由检测设备所要求的噪声中的稳定度是不同的，这取决于在测量时的检测信号的最大强度。因此，如果标准噪声值被设为太小，则噪声将不容易进入可接受的范围(或者小于标准噪声值)，并且浪费在可以开始分析之前的大段时间。另一方面，如果标准噪声值被设的太大，则可以在所检测信号的强度仍然处于不稳定状态时启动分析，这对可再现性有不利的影响。换句话说，适当地选择标准噪声值是重要的，为此目的需要熟练的操作员的判断。
根据图2中所示的本发明实施例，标准噪声值设置单元16用于在标准样本被置于检测的指定位置时接收检测信号，以根据接收信号的强度计算标准噪声值，并且把所计算的标准噪声值发送到稳定判断单元14。
更加具体来说，一个标准样本被置于样本腔6的小室中，并且光学系统10发出所选检测波长的光线。入射光和标准样本之间的相互作用被检测器12所检测，并且从检测器12发送的检测信号被标准噪声值设置单元16所接收。该标准噪声值设置单元16根据这些检测信号的强度自动计算一个标准噪声值，并且把所计算的标准噪声值发送到稳定判断单元14。
通过如此构成的检测设备4’，可以不需要有经验的操作员的技术，而能够自动根据检测信号的强度设置适当的标准噪声值。本发明的这个实施例在用于检测光线与样本之间的相互作用的检测设备的情况中特别有用，例如检测光的吸收率、折射率和磷光。
图3示出根据本发明又一个实施例的又一个光学检测设备4”，不同于图2中所示的检测设备4’之处在于，它适合于连接到色谱仪20(作为图2中由标号2所表示的用于分析的装置的一个实例)，并且它具有一个连接到稳定判断单元14的标准漂移值设置单元18，用于在其中存储对应于不同柱体温度的漂移的标准值(“标准漂移值”)，并且检索对应于在色谱测量10的柱体温度的适当的一个所存储的标准漂移值。
例如，对于液相色谱仪，该漂移中所要求的稳定度根据柱体的温度和溶剂的成分而变化。因此，如果在进行测量时设置的标准漂移值太小，则将浪费在可以开始分析之前的大段时间，而如果标准漂移值太大，则可能在检测信号具有稳定强度之前启动分析，从而对可再现性有不利的影响。换句话说，正确地选择标准漂移值是重要的，并且与标准噪声值的情况一样，需要熟练的操作员的判断。
根据图3中所示的本发明实施例，关于液相色谱仪20和/或其溶剂成分的数据被输入到标准漂移值设置单元18。用于漂移的测量的时间长度被预先设置于标准漂移值设置单元18中。该标准漂移值设置单元18用于从关于该标准漂移值的预先输入数据的组中检索一个对应于柱体温度和/或溶剂成分的适当标准漂移值。所检索的标准漂移值被传送到稳定判断单元14。这一标准漂移值设置单元18还可以用于气相色谱仪的情况中，因为该漂移也取决于气相色谱仪的柱体温度。
通过如此构成的检测设备4”，可以不需要有经验的操作员的技术，而能够根据用于液相色谱仪和气相色谱仪的柱体温度及在液相色谱仪的情况下根据溶剂的成分自动地设置适当的标准漂移值。
漂移的测量的时间长度不需要被预先输入到标准漂移值设置单元18，而且可以被当做一个变量，适合于象柱体温度和/或溶剂成分一样被输入。标准漂移值和所测量的漂移值被在每单位时间中作为数值相比较。
下面通过几个可以由根据本发明的设备所执行的程序对本发明进行描述。
图4示出由图3中所示的检测设置4”所执行的用于设置标准噪声值的程序的一个实例。该程序在色谱仪20和检测设备4”的电源开启之后启动，光源8被点亮，并且一个标准样本被置于样本腔6中的小室内。标准噪声值设置单元16控制光学系统10执行波长扫描，从而获得用于标准样本的光谱，也就是说，如图5A中所示作为吸收光谱(步骤S1)。
通常，如果噪声小于来自样本测量的检测信号的最大强度的1/10，则可以用良好的再现性执行数学处理。因此，根据本实例，标准噪声值设置单元16被设置为计算标准噪声值ΔNS为在所检测波长处的吸收率1/10(步骤S2和S3)。换句话说，由标准噪声值设置单元16所获得的标准噪声值ΔNS根据吸收率的幅度(或者所检测信号的强度)而变化。如果在图5A中所检测波长是λ1，如图5B中所示标准噪声值为较大(ΔNS1)，但是如果在图5A中所检测波长是λ2，如图5C中所示标准噪声值为较小(ΔNS2)。尽管标准样本的光谱是根据本实施例获得的，但是标准噪声值ΔNS可以从样本的吸收率计算而得。如此获得的所计算标准噪声值ΔNS被发送到稳定判断单元14(步骤S4)。
图6示出由图3中所示的检测设备4”所执行的用于设置标准漂移值的程序的一个实例。色谱仪的柱体的温度和溶剂成分被首先输入到标准漂移值设置单元18(步骤S11)。由于漂移ΔTD的测量的时间长度假设要在本实例中预先输入。如图7中所示，尽管使用相同的溶剂，如果柱体温度改变，标准漂移值通常会变化。标准漂移值设置单元18根据关于标准漂移值ΔDS的预先输入数据，读出对于柱体温度的适当标准漂移值ΔDS、溶剂成分和测量的时间长度(步骤S12)。如图7中所示，尽管具有相同成分的溶剂被用于该色谱仪20，并且测量的时间长度ΔTD相同，如果柱体温度是CT1，则需要相对较大的标准漂移值ΔDS1，但是如果柱体温度是CT2，则需要相对较小的标准漂移值ΔDS2。如此根据柱体温度读出的标准漂移值ΔDS、溶剂成分和用于漂移测量的时间长度ΔTD被发送到稳定判断单元14(步骤S13)。
图8示出由分别在图1和3中示出的检测单元4和4”在等待稳定开始时所执行的程序(或者“等待程序”)的一个实例。在图1的检测设备4的情况中，用于分析的装置2和检测设备4的电源被打开，光源8被点亮，光学系统10被调节为把具有所需波长的光发送到样本腔6，并且检测器12开始在等待程序启动之前检测来自样本腔6的光线。在图3的检测设备4”的情况下，色谱仪20被激活，使得一种溶剂流过样本腔6中的小室，光学系统10被调节为把具有所需检测波长的光线发送通过样本腔6，并且检测器12开始在等待程序被启动之前检测来自样本腔6的光线。
稳定判断单元14通过测量该漂移启动程序。在光源8被点亮之后的时间T1获得的来自检测器12的检测信号D1的数值被暂时存储，并且在如图9A中所示的较后时间T2获得的另一个检测信号D2的数值也被暂时存储(步骤S21)。漂移ΔD被计算为这些信号值D1和D2之差，或者ΔD＝|D1-D2|。在图3的检测设备4”的情况中，例如60分钟的漂移测量的时间长度ΔTD＝T2-T1可以在标准漂移值设置单元18中预先设置。在检测设备4或4”的情况中，漂移测量的时间长度ΔTD可以由操作员所改变。
如此计算的漂移ΔD与已经预先由用户或标准漂移值设置单元18所设置的标准漂移值(例如，达到3×10-10AU/小时)相比较。如果漂移ΔD大于标准漂移值ΔDS(在步骤S22中为“否”)，则该漂移被重新测量。可以由用户设置一个新的标准漂移值。
当漂移的测量重复进行时，它们可以被重复使得两个相继的测量的时间段互不重叠(例如，通过一个接一个地执行两次测量，取2ΔTD的总时间段)，或者这种相继测量在时间上相重叠(例如，通过在2ΔTD的时间段上执行5次测量)，如图10中所示。通过重复在(部分和连续的)相互重叠的时间段上进行测量，可以缩短等待时间。
当漂移ΔD变得小于标准漂移值ΔDS时(在步骤S22中为“是”)，噪声的测量被启动。关于在噪声测量的时间段ΔTN(例如20秒，其可以由用户所改变)上检测的信号的数据被暂时存储，并且通过考虑到漂移的影响，从所存储数据中获得最大值N1和最小值N2，如图9B中所示(步骤S23)。
噪声ΔN被确定为最大值N1与最小值N2之间的差别，并且与由用户或标准噪声值设置单元16所预先设置的标准噪声值(例如1×10-5AU)相比较。如果噪声ΔN大于标准噪声值ΔNS(在步骤S24中为“否”)，噪声的测量被再一次重复。就象在漂移的重复测量一样，最好在测量的(部分和连续地)相互重叠的时间段ΔTN上重复测量，以减小用于稳定的总等待时间。
当噪声ΔN最后变为小于标准噪声值时(在步骤S24中为“是”)，稳定判断单元14把一个信号发送到用于分析的装置2(在图1的测量设备4的情况中)或者发送到色谱仪20(在图3的测量设备4”的情况中)，如果后者已经就绪，使其开始用于执行分析的程序。
尽管本发明已经在上文中仅仅参照有限数目的实例进行描述，但是它们不是限制本发明的范围。在本发明的范围内有许多改变和变化。例如，通过要求噪声和/或漂移不止一次地变得小于相应的标准值，使得用于确定稳定性的条件更加严格。如果在一定次数的测量之后，或者在特定的时间长度内，噪声和/或漂移不能变得小于相应的标准值，则还可以适当地输出一个警告信号。总之，本发明不必须依赖于有经验的操作员的技术来确定标准噪声和/或漂移值，从而可以消除等待时间的浪费。
权利要求
1.一种用于分析装置的检测设备，其中所述的检测设备包括一个用于输出检测信号的检测器；以及一个稳定判断单元，用于测量所述的检测信号的漂移和噪声，并且传送一个启动信号，使得当所测量的漂移变得小于标准漂移值和所测量的噪声变得小于标准噪声值时，允许所述的装置开始所述的分析。
2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于还包括检测室；以及标准噪声值设置单元，用于当一个标准样本被置于所示检测单元内部时接收在检测波长处的检测信号，根据所述的检测信号的强度计算标准噪声值，并且把所述计算的标准噪声值传送到所述稳定判断单元。
3.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述装置是一个具有柱体的色谱仪，所述检测设备还包括一个用于存储对应于所述柱体的温度标准漂移值的标准漂移值设置装置，当由所述检测设备进行测量时，检索一个对应于所述柱体的测量温度的所述存储的标准漂移值，并且把该检索到的标准漂移值发送到所述稳定判断单元。
4.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述装置是一个具有柱体的色谱仪，所述检测设备还包括一个用于存储对应于所述柱体的温度标准漂移值，当由所述检测设备进行测量时，检索一个对应于所述柱体的测量温度的所述存储的标准漂移值，并且把该检索到的标准漂移值发送到所述稳定判断单元。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量噪声的时间长度的装置。
6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量噪声的时间长度的装置。
7.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量噪声的时间长度的装置。
8.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量噪声的时间长度的装置。
9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量漂移的时间长度的装置。
10.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量漂移的时间长度的装置。
11.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量漂移的时间长度的装置。
12.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于还包括用于存储一个用于测量漂移的时间长度的装置。
全文摘要
一种用于执行分析的装置的检测设备,例如色谱仪,其中不仅包括用于输出检测信号的检测器,而且还包括一个稳定判断单元,用于测量这些检测信号的漂移和噪声,并且传送一个启动信号,使得当所测量的漂移变得小于标准漂移值和所测量噪声变得小于标准噪声值时,允许所述装置开始所述分析。还提供一个标准噪声值设置单元,用于接收在检测波长处的检测信号,计算标准噪声值,并且传送到所述稳定判断单元。还提供一个标准漂移值设置装置。
文档编号G01N30/88GK1270312SQ0010088
公开日2000年10月18日 申请日期2000年2月18日 优先权日1999年3月31日
发明者丰后一 申请人:株式会社岛津制作所