测量液体颜色属性的系统的制作方法

文档序号:6123448阅读:323来源:国知局

专利名称::测量液体颜色属性的系统的制作方法测量液体颜色属性的系统本申请要求在2005年12月5日提交的美国临时申请60/742,309和60742,355的优先权益,并出于所有目的将其作为一部分引A^文。相关申请的交叉引用此处披露的主题被下列同时申请的,均转让给本发明授让人的共同未决申请所披露和请求LiquidMeasurementCellHavingATransparentPartitionTherein(FA1187》以及ProbeApparatusForMeasuringAColorPropertyOfALiquid(FA1506)。发明背景发明领域。本发明涉及一种用于测量液体,如涂料的颜色属性的流通池,具有大体上恒定表面积的液術荒动MJi。
背景技术
:。颜料分散液和染料是i^r泛使用的构成高效液^^层的成分。这种成分应用于例如汽车禾唢运卡车的夕卜用罩面漆。这种液体成分的干色测量被认为是成分颜色属性的最准确的指示法。这种测翻常采用人工操作的方式提取部分制备好的成分。成分作为涂层被喷凃到一面板上,该面板被烘烤千燥。舰色度计或分光光度计对照参比测量千麟层的一个或多个颜色属性。基于测量对该被制备的批次进行调节,以获得与参比更加匹配的结果。人工颜色测量十分费时,主要是由于制备和千燥均需要很长时间。此外,在得到所需要的颜色属性之前,测量禾歸不得不重复很多次。人们相信,在湿的状态下倉,测量液体成分的颜色属性可以提高針生产效率。但是,任何湿法颜色领糧的有效性在于,其必须如干法测量般的能准确预测成分的颜色。这个目梳正明^t以达至啲。采用反射分光光度计的仪器已经被用于实现湿分散液的自由表面反射测量。这些仪器的代表是在美国专利US6,583,878(Hustert),美国专利US6,292,264(Voye寧和德国专利DE2525701(Langer)中描述的装置。这些仪器均^顿分光光度计鄉行湿涂层膜的自由表面反射测量。从这些仪器中获得的测量结果可以使凃层膜颜色根据处于千燥状态的相同的膜的测量结果进行校正,以得到涂层膜最佳的颜色表示。但是,这些湿涂层的表面非均一性,以及粘度变化、沉淀物和絮凝物更会导致驟的测量结果和不可接受的测量变化。人们相信,将这些體结合至生产过程中可以进一步提高生产效率。但是,将上述的體连接至连续的生产过程中具有其自身的困难,包括但不限于,在从样品表面释放的挥发性可ii^啲存在下操作和清5Lh^设备。为了将颜色测fi^连接入生产流程,且根据前述可能存在的挥发性可燃气体,以及考虑到很多操作过程是在超环境压力下进行的,标准做法为,将流经装置的液術羊品保持在一封闭系统中,通过耐受战压力的具有足够纟艘,并且因此厚度的窗体与照針源和光谱检测器分离。此窗体所需的厚度T通过下式给出其中Z为窗体的形状因子;P为保持的压力;D'为未承载时的直径,以及o为窗^t才料的最大设计应力(压力)。测量保持在封闭系统中液体的吸收和域舰性质的仪器皮设置成用于标准光度测量,包括实验或生产应用,采用鄉或反射模式。这纖器中的一部分还声称可采用反射模式观懂液体颜色,通舰入工艺流的观察玻璃,或者通过设置于样品池上的位于样品和检测器之间的窗体。美国专利US4,511,251(Falcoff荀和美国专利US6,288,783(Auad等是这类仪器的代表。最后弓间的专利中描述的仪器采用了路径长度可变的测量池来测量包括颜色在内的液体的属性。该仪器采用一封闭的路径来湖糧液体流,从而使得其可被置于生产工厂环境中的危险级区域。但是,这种特别的仪器具有多个作为液体路径一部分的可移动部分,^t成清洗和维护上的困难。该仪器的另一,点是需要高体积的液鹏品以获取适当的读数。此外,当这徵器既可以采用反射也可以采用翻模式测量时,其分别采用0/0几何排列。由lt腿成的结果是,在透射模式下,无法获得来自于被分析液体的,光信息。在反射模式下,未被降低的来自光源的背景t^光会破坏颜色灵敏度。最终,与^ffi池窗体紧密,的液体颜色的测量中要克月艮的最重要的问题是,由于窗体自身存在而产生的返回检测器的光的中断。这种光线中断的成因包括但不局限于,反射、折射、全内反射、以及戶;M光在窗^种表面的损失或衰减。这种光线中断造成的结果是,无论是由于光最终没有到达检测器还是由于与窗体表面相互作用时被其变更,呈现在检测器上的光谱信息都无法如实代表被测样品。^顿剛raiai察窗体观察与窗体紧密接触的液体时,所呈现的颜色会与相同液体的自由表面,例如在湿液体自由表面和柳艮之间没有任何物体时所呈现的颜色不同。附图1是发生于液体L和窗体W间界面处的光学5嫁的示意图。窗体W可形成、M池或探针的一部分。液体L以预先确定的流体压力沿方向G流过窗体。液体L与窗体W接触。可娜光的液体成分颜料通常被分散于激嘰介物中,其具有与窗##料折射率舰的折射率。为获得对在通过窗体观察液体时发生的光学效应的更好的理解,参考附图l所描述的情况。光线Rfflil介质M(例如空气)传播,其入射到窗体W的外表面e上。窗体W的材料折射射线R。被折射的射线R'穿过窗体W向窗做液体界面传播。如果窗体和蹄啲折射率基本上相等(即各自在约0.2个折射率单位内),则在液体和窗体间不会存在光学界面,射线会沿基本上相同的路^M续传播。光线R'^A液体并入射至腸浮的颜料颗粒,既发生镜面的反射也从,点x产生具有2n弧度半球的漫散射。(需注意的是,尽管翻寸发生在液体中,散射点x在附图1中被示意于窗做液体界面处)。散射的镜面射线,如射线s,以角度05(根据该表面法线方向测量)入射窗体表面e,该角度小于窗術介质界面的临界角ee。这种娜的镜面射线s离开窗体(在点q),駄检测器的Wff。然而,一些漫翻寸射线,例如射线u,从散射点x,,以角度9u入射窗体表面e,该角度大于临界角ec。这种漫i[M射线u在窗体内(在点v)发生全内反射。漫Mt射线u朝窗做液##面方向传播回来,并可能在点x'发生二次翻寸作用,在该点其翻寸角可能改变方向。在点x'作用产生的二次散射自身产生镜面和漫散射。此5嫁在窗体材料中重复数次。在每次翻寸作用中,部分光线以大于窗做空气界面临界角的角度向窗体表面E反射,而部分光线以小于窗做空气界面临界角的角度向窗体表面E反射。起始作用点X与二次作用点X'间的距离d依赖于窗体W的厚度T并根据下述关系d=2-Ttan9u,其中eu是漫翻寸射线u与表面E法线方向的夹角。由于先前讨论的事实,窗体必须足够厚以耐受样品流的压力,在此瞎况下,横向上没有足够的距离,使得漫t^f射线u在以小于窗做空气界面临界角的与表面E法线间的夹角t^f之前无法发生统计学上有效次数的二次作用。在此瞎况下,射线u更可能如z点戶标的穿过窗体w的外周表面P。这种會糧在丰MF之外,无法被检测器检测。漫鹏射线的全内反射造成的影响;^又重的。首先,最终到达检测器的散射光强度被减少。这使得液体的颜色显得更暗。其次,全内反射造成窗体表现出"发光"效果。这增加了l皮测射线的背景。接收强度的减少加上背景强度的增加造成了强獻波长曲线或检测散射光谱波形的变平。当采用标准色度计,据C正Lab76形式体系来求算L*、a、口b*,这种净效应会产生色度的缺失(C》[a"+b,并在确定感知的颜色属性时造成偏差。此外,由于强度在不同局部波长域内会经历不同范围的失真,这个问题无法通过简单的对结果强度波形进行比例縮放来快速解决。而且,如果光在返回检测器的过程中被中断鹏误的表示的样品真实颜色的领糧结果,幾成针对i^^色的调节,例如应生产过程的要^it行的颜色调节同样是错误的。因此,根据前淑见点,掛共一种仪器和方法用来在4顿反射光谱进行液体材料颜色测量中减少光的中断,并因此M^、色度缺失,这被认为是有利的。这种液術则量结果同擀皮认为与该材料刊默态下的测量结果有好的相雜。该仪器和方法被进一iH人为具有可在加压液俩境下操作而不改^j^测颜色的优势。该仪器还被进一斜人为具有可弓l入加压液体至测量区域的优势,并且不会产生流体中断,从而保证3I31窗体的加压液体保持为层流。该仪器还被进一步认为具有以下优势,可'^I清洁(例如在1至2射中内),使得测量循环时间相比于流程改变非常小;可简单的(包括自动的)将样品传输至分析池,使得颜色测量更加快捷;可被设置于如工厂地板的具有潜在危险的环境中。发明本发明的第一方面在于麟一种舰M^光中断的方式来测量加压的流动液体的颜色属性的方法。被测液体与一透明隔板接触,隔板与一透明窗体间具有预先确定的距离。隔板具有预先确定的折射率,并且其厚度尺度小于窗体的厚度尺度。一具有在预先确定的波长范围内的波长的问询辐射射线被导弓I穿逸透明窗体和隔板m液体。至少一部分从液体反射的辐射在隔板中发生全内反射,同时,避免了蹄的辐射的倏逝耦^aA窗^t才料。避免倏逝耦^A窗^^料3131如下方式实现i)在窗体和隔板之间體一具有折射率小于隔板折射率的介质,以及ii)保持窗体和隔板的间距不小于三(3)倍的问询辐射的波长。由于隔板的厚度尺度,隔板应掛共足够的横向距离使得隔板中的辐射发生统计上有效的次数的内反射以使辐射能离开隔板。因此,更多的反射辐射可进入检测器的,鹏并由此被收集而不是使反射辐射直接^A相对厚的窗体。因此,光中断和伴随的色度缺失被减小。本发明的另一方面在于樹共一种^M池形式的颜色测量仪器,以及一种一体化的系统,使用具有在预先确定的波长范围内的波长的问询辐射来测量流经^M池的液体的颜色属性。该流通池包括一基底和一盖体。该盖体具有对问询辐射透明的窗体。一同样对问询辐射透明的薄的隔板被安装于^M池内,其与窗体和基底都具有间隔。优选的,隔板为齊性聚合物膜,并在其上具有第一表面和第1面。隔板具有预先确定的折射率,并且其厚度尺寸小于窗体的厚度尺寸。隔板的第一表面与窗体配合在其间形成一空气室。在液体样品室中从液体反射。隔板的第1面与基底之间构成了液体样品室。隔板与窗体间的距离避免了从液体反射的辐射的倏逝耦^t入窗体材料。因此,至少部分从液体反射的辐射在隔板中发生全内反射。典型的,此间距不小于三倍(3)的问询藤針波长范围内的预先确定的最大波长值。隔板提供足够的横向距离使得反射的辐射在被以小于隔紛空气室界面临界角的角度m前发生统计上有效的次数的反射。以此方式,基本上全部从液体反射的辐射会横穿空气室,SA窗体,横穿窗体并从朝向检测器的一侧离开窗体,几乎没有光线中断和色度缺失。多个隔离元件被设置于空气室内以保持隔板和窗体间的间距。根据本发明的tlil池的一个实施例,隔离物形成于窗体表面上,既可以为圆柱形的棒状体,又可以是不规则形状的球状体。旨体形成一个隔离元件,从窗体向隔板延伸。^体的平均尺寸经测量大约为一(1)密尔(0.001英寸)或二十五(25)微米。每个体与相邻体间以不小于十(10)倍平均形态尺寸的平均距离相分离。选择性的,隔离物可以形成于隔板的第一表面(面对窗体的表面)上。如果隔板的第一表面是粗糙表面,在隔fei:的不规则粗糙体可以作为隔离元件。选择性的,隔离物的形式还可以;^寸闭于空气室中的膜,既不与窗体撤虫,也不与隔板接触。根据本发明的另一方面,流Lffl池具有液体供^lit和液糊咄M。液体供给通道、样品室和液体排出通道配合构成穿过>池的液体流路。液体供给通道、样品室和液体排出通道被设置成在沿液体流路的任何位置上垂直于流路的横截面具有基本相同的横截面积。一种^ffi本发明的tlS池的系统,包括一根据^il池定^立的反射模式分光光度计以及使样品穿过流通池的泵。分光光度计引导问询辐射朝向流经样品室的液体,响应从液体反射的问询辐射并产生一表示液体颜色属性的电信号。根据本发明另一可选的实施例,^!池的盖体其具有加压流体^AMit以及加压流体流出通道。每个流Affl道和流出通道与空气室连通。流入和流出通道的尺寸使得加压流体,如使用的压縮空气可以通过,并穿过空气室,通过空气室中的加压流体保持隔板与窗体间隔离。空气室中的压縮流体的压力根据流经、iM池的液体的压力来决定。根据本发明的另一方面,以探针的形式使用具有预先确定的波长的问询辐射来测量液体的属性。探针包括一具有对问询辐射透明的窗体的夕卜壳构件,窗体安装于外壳构件的第一末端。装配一对问询辐射透明的隔板,其与窗体为隔离关系。隔板在其上具有第一表面和第1面,其第一表MM对窗体。隔板被设置使得其第一表面与窗体配合并在其间形成一空气室。隔板与窗体间的距离使得从接触隔板第1面的液体反射的辐射免于倏逝耦^SA窗体,即反射的辐射在隔板中而不是窗体中发生全内反射。附图简述结合下列具述和作为本申请一部分的相应的附图,本发明可得到更全面的理解。附图1是现有技术中,適池窗体和与、舰池窗術魏虫的液体界面间的光学效应的示意图;附图2是用于测量液体颜色属性的M池的优选实施例的侧边正视剖面图;附图3是附图2中的、池的基底職3-3的俯视图;附图4是放大的侧边正视剖面图,际了本发明^1池的细节,特别的,展示了在基底与^Ui池盖体间以一定间隔装配的隔板;附图5是附图2中的i^l池的组装好的盖体上的窗体的内表面的俯视图,沿附图2中的线5-5,表示了设置于窗体上的棒状特征的阵列;附图6是与附图5类似的展示附图2中的》池的盖体上的窗体的内表面的俯视图,并且表示了设置于窗体上的不规贝鹏征的阵列;附图7是附图6沿剖面线7-7的侧边正视剖面亂附图8、9、10和11是剖面图,沿着附图3和4中对应数字的剖面线,表示穿过、M池的流体的,LM^各径的结构;附图12是结合了依照本发明的流通池的测量系统的图示;附图13A和13B类似于附图1,是本发明的流通池中发生的光学相互作用的示意图;附图14是放大的侧边正视图,表示了本发明的^M池的一个可选实施例,其中涼Lffl池的盖,其上形成一加压流術荒A31道和一加压流術荒出ffiit;附图15A是本发明的探针执行方式的侧边正视图,而附图15B是附图15A中的探针的末端的放大视图;以及附图16是j顿在实施例中讨论的各仪激则量的实例样品1的诞寸率对波长的图示。发明详述在齡下述详细的描述中,相似的附图标己在所有附图中指示相似的部件。应当理解,本发明在不同附图中结构和操作上的不同细TO形式上是示意性的,一些部分M^文大或夸张,均是为了^上的方便和易于働军。附图2是箭遞池实施例的侧边正视剖面图,^31M常用附图f斜己io表示,用于测量在压力下流经池体的湿液体,如涂料的颜色属性。测量受分光光度计118(附图12;操作,如以^f模式)的影响,其j顿在预先确定的波长范围内的问询辐射。适合的问询波长范围是四百至七百(700)纳米。一参考轴10A延伸穿迚池体10。应当離,尽管此处的描述是关于液條料的一个或多个颜色的测量的,》顿池10可方便的用于测Sf封可流经池体的液体或气态流##料的其他属性。、^1池10包括由连接的第一和第二外壳部件14、16所形成的封闭外罩。在图示的安置中,第一外壳部件14形成了流通池10的基底,而第二外壳部件16形成了可移动的盖体。外壳部件之一,在tt^例中典型的为盖体16,具有装配于其上的窗体20。窗体20对问i鹏射光学透明。待分析液体M基底14被引入^ffl池10。但是,应当働军,如果需要,战部分的设置可以是相反的,在此瞎况下窗体被设置于基底,液体舰盖体被弓l入。基底14包括主体部分14B,由不f辩冈或倒可魏的与被测液体颜色相助、调的可选的稳定材料机働卩工而成。一液体供会織道18和一液糊咄鹏19延伸穿过基底14的主体部分14B。針通道18、19其分别具有贯穿延伸的轴18A、19A。液体供^lil18和液体排出鹏19各自的轴18A、19A分别相对于参比轴10A形成各自的角18L、19L(附图1)。角18L、19L在三十到四十五度范围内(30°至45°)。从附图2和3可以看出,主体14B的夕卜周韦臓刻形成了具有外螺纹14T的台14S(附图2)。一直立的密封唇边14L形成于基底14的顶表面上,并且密封了通常由附图iH己14F表示的液体流区域(附图3)。液体流区域14F包括一液1^则量表面14M和相连的转换表面141、14J。测量表面14M通常为垂直于轴10A取向的平面。测量表面14M占液#^荒区域14F的大部分。在雌例中,测量表面14M可Mil陶瓷插入物14C(附图2)的暴露的上表面来限定,陶瓷插入物粘结在主体14B表面上形成的陷14R。陶瓷具有一玻璃状的表面(皿为白色),具有大于百分之八十五(85%)的反射率。转换表面141、14J分别朝着液体供会織道18和液湘咄通道19各自的口18M、19M从测量表面14M相反的边倾斜。基底14被扩孔以分别接受液体供给和液糊咄配件18F、19F。配件18F、i9F各自接收供给禾娥咄管线110、112(附图2),傲Iffi池10连接入液体流环路中。在雌的执行方式中,转换表面141、14J、测量表面14M、液体供纟^M3t18和液体排出通道19的内表面,以及離14L均涂敷了含氟聚合物材料的薄层26(附图4)。薄层26的具有一致的厚度,大约0.002至0.005英寸(0.0051至0.0127cm)。倒可统的含氟聚合物材料可被j顿,仅^f共至少层26上的与陶瓷插入物14C(如果^f共)表面实质重叠的部分26'是光学上清洁的。M的用于层26的含氟聚合物材料为美国杜邦公司生产的,以特富龙^银石出售的含氟聚合tft才料。光争凊洁的层26'(如果j柳)可以i顿由美国杜邦公司生产的,以特富龙^AF出售的含氟聚合物材料。结构上,如附图2和4所示,盖体16包括一外圈边30和一环形的支撑环32。支撑环32容纳通常为圆盘状的透明窗体20。圈边30包括一法兰30F所依赖的环状的圆盘部分30D。螺纹30T设置于法兰30F的内周乡,面。支撑环32的主体部分32B具有一在内部延伸的唇边32L(即朝着轴10A延伸)以及一衫卜部延伸的封闭凸肩32S。主体部分32B的表面在唇边32L之下,限定了一环形支架表面32M。窗体20包括一主体部分20B,其具有通常是分别平行的内表面和外表面20E、201。窗体20可以由石英、體石或合成材料,如熔融石英、熔融二氧化硅或硼硅離形成。这些材料具有大约为1.50的折射率。此折射率与歸啲折射率接近,该激鹏于液!総料的生产,其颜色属性可以ffi31M池10进行测量。窗体20的外周表面20P被设置成与环32的支撑表面32M相匹配。圈边30的螺纹30T设置的尺寸使其啮合于装配凸台14M的外部外周螺纹14T,使得盖体16可移动的连接于基底14。当盖体16螺纹连接至基底14上时,窗体20被支撑于与液体的测量表面14M重叠的位置。如附图4所最佳的示出,当盖体16被组装并连接至基底14,窗体20被支撑环32可伸縮的容纳,使得窗体20的外周表面20P与环32的支撑表面32M紧密匹配。窗体20的夕卜表面20E面对环32的唇边32L的下表面。选取窗体20的厚度与支撑表面32M的高度,使f雜窗体20的夕卜表面20E和唇边32L的下表面间形成清洁空间40。空间40减少了g体16在i^i接至基底14上时窗体20发生碎裂的可能。设置圈边30的圆盘状部分30D的尺寸,使得^M体16螺纹连接至基底14上时可相对的作用和重叠于支撑环32的密封凸肩32S。主体32和圆盘状部分30D之间的环状间隙42促进了圈边30螺纹连接于凸台14S,而无需发生圈边30和支撑环32间的结合。当基底14与盖体16完全结合时,窗体20的内表面201和基底14的顶表鹏己合形成一封闭的内部体积48。根据本发明,一通常以附图^i己50所标的透明隔板被装酉dA^l池12,并与窗体20和基底14形成相隔离的关系。隔板50将内部体积48分隔为室54(附图4)和液体样品室58。附图4可能最佳的示出,隔板50通體配凸肩32S相对装配唇边14L的夹钳作用定位于、i)fOI池10中。如果需要,为确f郞讽形界面的密封完整性,可在隔板50与唇边14L间提供一垫圈60。隔板50的主体部分50P可由倒可光学透过问询辐射戶舒页先确定的波长的材料形成,并可物理的限制在液体样品室58中的加压流动液体。隔板具有从(1.3)至(1.7)的折射率。实践中,隔板由弹性聚合物材料,如含氟聚合物或聚酯形成。如果隔板由除了含氟聚合物之外的材料形成,如果需要,其可涂敷一光学清洁的含氟聚^tl材料,如在涂层26的部分26'中使用的含氟聚合ttf才料所形成的薄层50L。层50L的折射率与隔板50的主体部分50P的折射率接近。隔板50在其上设置有第一表面50A和相反的第1面50B。窗体20的内表面201与支撑环32的配合表面32M的1分共同配合于隔板50的第一表面50A,形成室54。室54形成了一临近窗体20的内表面20I的区域,可容纳具有与隔板和窗体的折射率不同的折射率(约0.2)的材料。在将要更全面的讨论的情况下,此处隔板为与窗体20的厚度尺寸相比相对薄的膜。实际中,隔板具有厚度"t"(同见附图13A、13B),范围在0.005至0.010英寸(0.0127至0.0254cm)。在最简单的执行方式中,室54与大气超i,即在使用中,室中的材料为空气。因此,如果、^1池10在敞开的大气中操作时,空气贝U为设置在窗体20两侧的材料,入射辐射的折射影响可被减小。但是,假设倒可折射影响可被调节,其落A^:发明的意图,即在室54中设置一与IM池所处的气氛不同的材料。应意识到,流通池可在除了周围空气的气氛下操作。在隔板50被安全定位时,隔板50的第1面50B和内表面201间形成一间隔或间隙。隔板50的第1面50B和窗体20(以平行于轴10A的方向测量)间的间隙的尺度以附图iH己54D表示。尺度54D的量级是重要的。原因在于,此处联系附图13A和13B做更全面的解释,间隙的KJt54D(以平行于轴10A的方向测影应当最小,但不小于三(3)倍的问询待测液勝品所^糊的辐射的最大波长。例如,如果问询辐射的最大波长为七百(700)纳米,尺度54D应在2.1至3微米范围内。隔板50的第1面50B和面对的设置在基底14上的液^^动区域14F之间形成了液体样品室58。唇边14L的内表面作为样品室58的外周边界。液体样品室58限制加压液鹏品的流动,沿流动路径62,从液体供会細道18,穿过样品室58至液糊夂出通道19。液体样品从供纟^I道18的口18M、itA,穿过一入口转换区域64I(附图14),穿过测量区域64M,并穿过一出口转换区域64J(附图14)至排出鹏20的口19M。转换表面141和隔板50的表面50B之间形成了入口转换区域641。测量表面14M和隔板50的表面50B配合形成测量区域64M。转换表面14J和隔板50的表面50B之间形成了出口转换区域64J。测量区域64M的尺度64D(以平行于轴10A的方向湖糧)依尺寸设置,使得液#^测量表面14M上流过时保持为层流。通常,尺度64D为0.010英寸(0-0254cm)。在的执行方式中,隔板50的第^^面50B和窗体20的内表面201间的间隙的尺度54D被保持,Mil在空气室54中设置一个或多个通常以附图^H己68表示的隔离元件,隔板50的弯曲和褶铍同时得以避免。隔离部件68的整体形成于窗体20的主体部分20B的内表面上。以下也落A^发明的意图,即隔离件可形成于隔板50的表面50B上,或在空气室54内被物理柳蹄U,既不接触窗体,也不接触隔板。如附图3、4和5中的实施例所示,隔离件68以棒状部件68P的形式整体形成于窗体20的主体的内表面上。棒状部件68P通常具有平的末端。部件68P从内表面201凸出駄空气室54,并具有足够的距离以保持空气室54的预先确定的间隙尺度54D。因此,与间隙的最小尺度54D相一致,部件68P的尺度至少为2.1至三微米。另外,为保持空气室54的尺度54D,棒状部件68P的阵列避免了隔板50的褶铍或凸起,从而保持在齡测量区域64M上,液懒品室58的光程恒定。(应注意到,仅为了清晰的表示,在附图4中,部件68P的平整末端表现为于隔板50轻微分离。)如附图5最佳的示出,棒状部件68P的截面积通常为圆形,平均直径约为一(1)密尔(0.001英寸)[二十五(25)tt^]。齡靴部件68P都以一平均距离68D与邻近的部件相分离,该距离不小于约十(10)倍的部件的横向尺度(例如直径)。如附图6和7所示,在一可选实施例中,隔离元件68通常采用圆形的,颗粒状的球状突起68N。W^状突起68N通常具有粗糙的形态,平均直径约为一(1)密尔(0.001英寸)[二十五(25)膨长],高度尺度与间隙的最小尺度54D相一致。^状突起68N都以一平均距离与邻近的球状突起相分离,该距离不小于约十(10)倍的颗粒的横向尺度(例如直径)。无论采用微部件68P的形式,或者是球状突起68N的形式,隔离件68都不应当覆盖窗体20的内表面201的面积超过百分之三至百分之十(3%至10%)。的,隔离件68不应当覆盖表面20lM约百分之五(5%)。隔离件68可形成一规贝啲排列(如^1犬部件68P盼瞎形戶际)或为随机體的阵列(如球状魏68N的情形所示)。棒状部件68P或球状魏68NiM的Mi柳照相平版印刷技术形成于窗体的主体之上。通常,照相平版印刷技术包括在窗体20的内部表面沉积一层聚合的光刻胶材料。一具有所需的规则图案或随机形态的光掩膜铺设于光刻胶之上。例如,光掩膜可通过4顿喷墨打印+腿明花样一侧的球状魏表面来制造,其可由Hewlett-PackardInc.提供,出售型号为HPC3834APremiumInkjetTransparencyFilm,用作光lll莫的模板。在掩膜适当位置,光刻胶暴露于光化学辐射,结果在聚合物层上产生了聚合的和非聚合的区域。图案中不需要的材料MiA光聚合物层中化学溶解,留下具图案的隔离件。在"4寺别的制造技术中,一用作窗体的熔融二氧化硅圆盘在一湿清洁站中采用{針布的"RCA类型"清洁以除去有机和金属污,。"RCA清洁"是一禾中由RCACompany为从晶片上除去污而发展出的工业标准。二氧化硅圆盘在65。C的含NH40H:H202:H20的比例为1:1:6的溶液中浸没十(10)併中。该圆盘用去离子7K冲洗十(10)女H中后,在85。C的含百分之九十五(95%)的H2S04溶液中浸没十(10)併中。其用去离子水冲洗十五(15)分钟并用氮气吹干。随后该圆盘在真空加热条件下除水,在氮气环境下^4卩,准备用于膨冗积。柱隔离件使用光刻胶和光掩模形成。适合的光刻胶可由MicrochemIncorporated,Newton,Massachusetts获得,作为NANOSU-82000NegativeTonePhotoresist。这种环竊抗蚀剂适用于多种粘度,用于旋涂不同的厚度范围。基本上,通过调节溶剂(环戊酮)的百分比以获得正确的粘度。此光刻胶包含光引发剂和敏化剂,"拨入"至365nml-线紫外光。4OT如可由HeadwayResearch,Inc.,Garland,Texas提供的旋涂仪器,光刻胶被涂在圆盘的表面。旋涂^#由隔离件所需的高度决定。抗蚀剂被软烘干,分别在65。C和95r溫芰下使用两步热平台烘干。烘干时间由抗蚀剂厚度决定。)t4P的圆盘随后在紫外曝光单元下成像,其可由OpticalAssociatesInc.,SanJose,California作为OAIHybralignSeries500MaskAlignmentandExposureSystem提供。紫外为365nml-线紫外光。功率为5mW/cm2;曝光时间由抗蚀剂厚度决定。跟着进行一曝光后烘干。这是一两步热平台烘干,分别为65'C和95"C。烘干时间由抗蚀剂厚度决定。该圆盘被缓慢冷却,并且在可由MicrochemIncorporated获得的SU8Developer中浸没-显影。显影剂为MU,PGMEA(1,2-丙二醇一甲醚乙酸酯)。经检査后,形成图案的圆盘在实验OT烤炉中被热烘烤。^^被急升至175°C,保持两(2)小时,并急降至环:^温度。隔离件也可M31任何其它的微加工过程形成于窗体表面上。在一可选的实施例中,隔离部件可形成于隔板的第1面上。例如,如果一喷墨打印机透明板(具有任何从前表面剥去的粘性涂层)的聚酯基片被用于实现该隔板,基片的相反的表面可表现为足够的小球状表面以保持隔板和窗体间的距离。喷墨打印机透明板可由Hewlett-PackardInc.提供,出售型号为HPC3834APremiumInkjetTransparencyFilm,用于此目的。在另一可选的实施例中,隔离元件可被體于室54中,既不与窗体也不与隔板连接。为保持穿过样品室58的液体为层流,重要的是使得液條^ffl^径62中《m时不发生中断。为达至呲目标,液体供纟^lit18、液糊咄通道19、入口转换区641,测量区64M以及出口转换区64J都应设置自沿液術IfflS各径的招可位置上,垂直液術M^各径的横截面积mh相同。附图8至11示出了一系列构造的正视图。这些不同的视图示出了流通池的主体14B内的液体傑^M18的结构(附图8),液体供纟^lit18的口18M的结构(附图9),入口转换区641的结构(附图10),以及测量区64M的结构(附图11)。由于M池10的结构^tf尔的,出口转换区64J的^3K各径62的结构,液体排出鹏19的口19M的结构,液糊咄鹏19的结构与附图10、附图9和附图8所示的结构分别相同。在例中,液体f紫織道18和液糊咄鹏19各自形成为贯穿主体14B的圆孔。因ltbM的截面(如图8)是圆形。由于i^l池10的几何构造,鹏18、19各自的口18M、19M的横截面的形沃,转换区641、64J以及测量区64M的横截面的形TO为矩形(例如附图9至11)。池的几何构造使得这些横截面的面积大体上相等。从而,液^tt沿》敲各62l^it时就不会发生中断。本发明的目的还包括,液体供纟^litl8和液糊咄通道19各自可选的设置为矩形。在这种设置中,針通道可形成于一对相对的基本上为平面的壁上。至少一对相对的平面的壁中的壁沿着通道轴会聚,跨越通道的长度,在沿通道轴上的每一点处,垂直于M轴的横截面积都是唯一的。附图12图示出,根据本发明的ma池io樹顿于一分光爐计系统,通常用附图fei己謂标,用于测量一加压流动液体的属性。该流体可以为任意液体或气态流体,其属性是需,知和监测的。在此处的讨论中,假设液体颜料或fe^的颜色属性是被探知和监观啲。液##料的组分在容器102中被测量,并且M混合刀片104施加的混合操作而混合。液j材才料采用泵108M—由管线106形成循环^径构成回路。代替泵,压縮流体(例如压縮空气)可被4顿从一关闭的容器中沿路径106移动液体。流Mf各径106可具有一个或多个沿M^各径以预先确定的位置设置的开放口108A、108B以达到将娜述的目的。在一个设置中,^ffi池10与循环管路106Mii入口连接线110和出口连接线112连接。连接线110、112各自M^1池10提供的配件18F、19F被接收(附图l)。各自的压力传自114、116可被提供以监测连接线110、112中的压力。在液#^^液体样品室64时,^!皮分光光度计118问询。分光光度计被操作以弓l导问询辐射朝向流经^M池的样品室的液体,并且应答液体反射的问询辐射,产生表示液体属性的电信号。如果需要,分光光度计可设置成实ia个方向的测量,如美国专利US4,479,718(Alman)所披露的,转让给本发明的授让人。4顿的特别的分光光度计依赖于被测液体样品的类型。对包含效果颜料的液体的测量,雌的分光光度计可设置成具有几个(二或三)检测器,根据镜面反射射线分别以不同角度定位。針检测器以此方式被定位1)在照娜线和镜面础射线形成的平面内(此后被称为照J评面);或者2)在戶脱平面之外,以相对戶腿平面的多个各自的方位角方向,并且根据^^样品流通室的样品平面以多个各自预先确定的倾斜角度。在后一例中,分光光度计可以为测角分光光度计。在前一例中,在含金属颜料的液体的测量中,分光光度计具有如上的在三个方向测量的检测器,如美国专利US4,479,718(Alman)所J臓的,转让给本发明的授让人,可被{顿。魏一步的颜色信息可通过,通池10的取向获得,如此处描述的,测量可以进行,其中穿过>池的流动方向根据,的照射平面以任意的方位角倾斜。还假设分光光度计118通,合的离线校正过程,过问询测量纸板(如果提供)的表面进fi^校正。附图13A是一射线图示,与附图1类似,表示出本发明的箭Lffl池的光学操作。具有预定波长的问询辐射的入射射线R朝着窗体20的夕卜表面20E传播。窗体20的材料具有一比环绕箭適池的介质的折射率大的折射率。在撞録面20E时,由于窗体上方的介质的折射率与窗体材料的折射率间存在差异,产生了折射射线R,。折射射线R,穿过窗体传播,直到遇到窗体的内表面201。]"线离开窗体时,由于窗体材料的折射率与室54内的材料的折射率间也存在差异,造,线将被折射。为减小折射效应,介质M与室54内的材料优选为相同(例如周围的空气)。作为结果的折射的射线随后以射线R倾斜于轴10A的相同的倾斜角度朝隔板50传播。射线R穿过室54朝隔板50的表面50A传播。射线R被隔板50的材料折射。被折射的射线R"离开表面50B并且与样品室58中的液^^才料相互作用。如果射线R"遇到颜料颗粒或其它液体中的t^f实体,射线R"将被镜面反射或漫翻寸,类似于附图l中的发生在散射点X的相互作用。镜面反射辐射将离开隔板的上表面50A,并且穿过室54朝窗体20传播。如果室54所取的尺寸避免了漫翻寸辐射的倏逝耦^A窗体2,漫Mt辐射将在隔板中发生全内反射。由于隔板的厚度"t"(相对于窗体的厚度),需要足够的^隔板所在平面的横向距离D以满足内^t辐射发生统计上有效的次数的二次散射。射线将以小于隔板和室材料间界面的临界角的角度被再散射的可能性被提高。因此,更大部分的全内蹄能量将离开窗体20的可能性增加。适当的选择窗体20与隔板50间的间隙的尺度54D使隔板中的光避免于倏逝耦^SA窗体,因此,提高了可被检测器检领啲漫Mt的量。窗体和隔板必须以足够的尺度54D保持分离,以避免发生在隔板内的全内戯寸的抑制。后者的效应,被称为受抑全内反射,事实上是在隔板中全内反射的辐射的电场泄露进窗体材料,并且当两具有接近的折射率的材料接近紧密接触时发生,,程度为,它们各自的并置表面以小于辐射进入光疏介质的穿透深度I的小的倍数的距离(在此例中为隔板和窗体间的间隙)分离,或者该距离需要倏逝波的振幅降至皿光疏介质中的取值l/e。此穿透深度,"1",由关系式决定其中.入是光的最大波长;npartito是隔板的折射率;n^是隔板与窗体间间隙的折射率,以及0u是在隔板中的全内反射光线的入射角,根据隔板和间隙间界面的法线。一个普遍的经验法则用于保证两个被光疏介质分离的光密介质间傲寺足够的距离,以避免受挫的全内础,该规则是以不小于三(3)倍最大问辦昌針波长的尺度54D分离两个光密介质。现考虑隔板50的厚度尺度"t",此厚度尺度适当的薄是重要的。为回答其应该多薄的问题,回顾另一问题是重要的,即为什么相对厚的具有接近被测材料折射率的折射率的玻璃会中断光,并使检测器错误表示了材料的真实颜色,而其真实颜色是不^ffl窗体以及从材料自由表面来观察到的。如上面注释的,并联系附图1的讨论,原因在于1)部分光穿过窗体ii^彖离开,从而降低了检测器所观察的物体的光线,因为一些辐射根本没有到达,以及2)来自窗体边缘的杂散翻寸造成的窗体发光,从而增加了检测的反射光i普的背景或基线。如果一隔板被插入窗体和被测材料之间,以及如果在此隔板中,光线以某种方式避免于脱离检测器的视野F,如附图13A,这些m^)可减轻。在随后的讨论中,假设检测器见野F的横向尺度小于隔板的横向尺度Dp。为了实SUt匕目的,一徵自被测材料的漫翻寸光经历在隔板内的全内础,必须假设,在重新出现之前,如附图13A所示,被倒可给出的在隔板中的皿射线贯穿的横向距离D小于F/2。参考附图13B,应注意,被漫反射和全内劍寸射线贯穿的总长度D由几部分组成,山、(12等等,或者一般的为4,是由于戶鹏寸线的tm可采取不同的角度eul、e&等等,或者一般的为em,在J魏虫被测材料不同点的表面50B上。角度e^,如上所f斜己的,为以大于临界角9c的角度方向在表面50A上TO的射线的翻寸角,临界角6e与隔紛空气室界面的系统法线有关,因为所考虑的射线被假设为全内反射。现在,隔紛空气室界面的临界角9c,由下式定义如果射线使得m在隔板内反弹,除第nW妙卜,在每个反弹为全内反射,在此情况下,其穿过隔板50的上表面50A重新出现,沿隔板的横向维度在横穿方向上传播的全部距离D由下式给出从几何学上考虑,di—直到但不包括dm,可以通过隔板厚度尺度t和tfclf角9ui舰下式计算出《=tan《,假设,在第m次反弹之后,穿过表面50A再出现的射线,dm因此具有最小值0,和下式给出的最大值因此,隔板的厚度标准现在可以被體为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>假设视野F是分光光度计制造商设置的,隔板的最大厚度t可以M如下方式找到,即减小不等式的右手侧,以及增大上述表达式的分母。显然,如果所有的6ui至n/2,以及e^9c,,趋于无穷大,因此t趋于o,就是说一自由表面可能捕锨;f有光线。但是,在特殊劍牛下,如果需要在一封闭体系中包含样品,问風就在于需要捕获的漫散射的百分比。假设镜面翻寸光在第一次Mf发生后将从表面50A重新出现,由于其TO角度、,在隔板中的折射角,根据定义是小于9c的。对于漫翻寸光,因此,如果假设测量的样品是一Lambertian娜体,贝断有的Mt角都是同等可能的,在一接皿差的假定中,最大横向距离di,每一在表面50B的舰出现,经历内反射/翻寸射线,从实际的观点看,高百分比的将eui设置皿可能的最大值n/2,于此称为e,并且设置em=ee,为了最大化,"t"的不等式的分母,但不使其接近无穷大。"t"的,式则成为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(2(m-l)tan《max+tan《)或者,4OT临界角的定义,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>其中p是一,90%"100%的百分比。为决定m的值,在隔板内娜的^在±^^中被{細,应考虑,射线一旦在边界50B的翻寸中心出现,以一大于临界角的角度发生]"的可能性相比于以一小于临界角的角度发生Mt的可能性。再次,如果假设测量样品为Lambertian翻寸体,漫翻寸应当为等方向的,因此所有角度有相等的可能性。因此,射线以一大于隔粉空气室界面临界角的角度娜的可能性,P(9u^6c)由下式给出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>對以的,射线以一小于临界角的角度TO的可能性,P(9ui《9c)由下式给出:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>因此,光线在m次娜事件后在隔板50A中浮现的可能性,就成为以下可能性的齢累积1)射线以一大于临界角的角度发生m-l次M事件的可能性,以及2)射线以一小于临界角的角度发生m次翻寸事件的可能性,或者数学上的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>或者<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>执行求和,简化为:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>此^ii^:可转化以求解m,给出所需的光的百分比,Pm(e^《0c),即在:翻寸事件后的帮孚现并且被检测器收集,劍门获得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>从这些^tet隔板的最大厚度"t"可以M做一^l棘估算。例如,如果首先假设间隔由空气组成,则ng^1。此外,如果假设隔板为聚酯材料,则HpartifaH.65,并且6e为37.3。。最后,如果需要收集90%的光,则Pm^0.9,达到此目的的必需的反弹次数m成为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>可认识到,从2/n开始的因子事实上为角的比率,并且这些角已被转换为度的单位。蹄分光光度计的普通的年鹏为F=0.5"。进一步假设,在針翻寸事件中,散射角度是横贯齡翻寸事件最力巨离p/2的90%,可将此结果代入,t的^fet可获得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>附图14示出根据本发明的^ffi池的另一可选实施例。在此实施例中,盖体16劍共了至少一个加压流術fLAM道70以及至少一个加压流術荒出通道72。每个流A^n流出通道与空气室54。流入和流出通道70、72各自在流体回路中与泵80连接。泵80有泵控制器82控制。泵控制器82根据由压力传繊114、116监测的连接线110、112中(图11)的压力f,生泵控制信号。、^A和流出通道70、72各自被设置的尺寸使其可M31穿过空气室54的加压流体,在舰中,隔板和窗体的间隔彌寻以保持。应意识到,在本实施例的另一可选方案中,窗体可以忽略,分光光度计的透镜可有效地作为室54的上边界4顿。在此例中,一个誠的^t件MJIf共来将光度i棵配到^M池的主体上。本发明还可以以探针仪器150的形式执行,相比于前述的tlffi池。如附图15A和15B所示,根据本发明的此方面,探针150包括一外壳部件154,其具有一装配在其第一末端的对问询辐射透明的窗体20。外壳154优选的采用的形式为一通常的拉长的管状部件。外壳的横截面可设想为任何方便的外形。夕卜壳的外部在其长度的一部分,如在159处形成螺纹,舰其探针150可被装配在装配孔108A、108B中(附图12)。其它适合的装配设置也可M^用。问询辐射被朝着窗体引导,被反射的辐射通过一个或多个光纤束156A穿过156D从窗体离开。(在附图中,光纤156D延伸穿过外罩154的中心,而穿过156C的光纤156A砂卜罩内部於方向形成阵列。也可以j顿其它魏的设置。)^光纤可M:—M的夹钳158被稳定固定砂卜罩154内。用于将辐射引导入或引导出窗体的可选的设置,例如内镜可被提供。对问询辐射透明的隔板50被装配砂卜壳154的一端,与窗体20为隔离关系。隔板50在其上具有第一表面和第1面。隔板的第一表面50A面向窗体20,并与窗体配合在其间形成室54。隔板50和窗体间的间隔使得从与隔板的第1面50B接触的液体处反射的辐射避免于倏逝耦^A窗体。即反射的辐射在隔板50内而不是窗体内发生全内刻寸。4柳中,再次参考附图12,探针150可以ffl^顿外螺纹159被装配于开孔108A和/或108B(或者在涼ai^各径上的ftf可其它方便的位置)。如同在tlffi池的例子中,来自适合的光源的问询辐射朝着窗体被引导。入射辐射被引导至一反射模式的分光光度计。实施例M根据本发明的流通池,避免了光中断,相应的改善了色度和颜色灵敏度,其可通过以下的实施例被理解。样品1是一離^^,其来自美国杜邦公司,维明顿,特拉华作为Tint853J与一适合量的白色混合基混合以提供一完整的光i普信息。样品2为同样的m色彩,滴加了0.32%不饱和的黑色着色剂,其来自美国杜邦公司,维明顿,特拉华,作为Tint806J。样品i和样品2的目率xt波长的测SM:JOT三个仪器皿行,即参比仪器,现有技术中的比较仪器和本发明的仪器。参比仪器为一旋转的圆縣统,如德国专利DE2525701中所描述的。通过在旋转圆盘表面上的一开槽的容器,液##品1和2被分别施加,进行自由表面的反射率测量。通舰仪器的反射率测量被选择作为反射,隹,因为其最接近于通过剛艮所观察到样品的颜色。湿的自由表面测量使得其结果接近于使用本申请
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部分中描述的千燥自由表面测量技术。现有技术的比较仪器为一封闭的流通池系统,如美国专利US4,511,251(Falcoff萄所描述的。液條品1禾口2M^itM3i^l池。由于流通池的结构,針液懒品在样品舰^M池时紧密接触^ffi池的窗体。本发明的仪器为一根据本发明的具有一隔板的封闭^I池,如此处所描述的,并且如附图2至7示出。每个液体样品的每个反射率值通过X-Rite,Incorporated,Grandville,MichiganJ^f共的MA90BR型分光光度计来测量。^f顿反射光谱计算每组领糧的C正Lab76值L,a和b。M(C;)M使用C正Lab76形式体系计算得到(C》[a^V,)。4顿齡仪器测量的样品1和样品2的鄉率值间的变化AL、Aa和Ab同稱皮计算。所有测量和计算结果被歹依下表中。通过針仪激则量的样品1的反射率Xt波长的曲线由附图16示出。表<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>讨论在测量的光谱的蓝色区域(400-500nm),现有技术的比较仪器相比于参比仪器和本发明仪器显示了升高的反射率值。相反的,在测量的参比仪器和本发明仪器光谱的红色区域(600-700nm),现有技术的比较仪器产生的值比参比仪器和本发明仪器要低。在蓝区升高的反射率基线和在红区降低的反射率峰值被认为归结于来自窗体的光倉瞳的中断和损失,如
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中附寸论的。对参比仪器,腿值为58.10,而对现有技术的比较仪器,色度值为46.81,而对本发明仪器,腿值为53.62。根据表格,现有技术的比较仪器和参比仪器测量的色度值的差别为11.29。本发明仪器和参比仪器测量的色度值的差别为4.48。M获取两个差别间的差值,即6.81,可以测量出改进。因此,相对的改进为6.81/11.29,或一0%。因此,本发明仪器较现有技术的比较仪器具有了显著的进步。△a禾口Ab的变化的比较揭示了本发明仪器相比于现有技术的比较仪器还樹共了明显更好的颜色灵每娘。参比仪器记录了样品1和样品2间的Aa和Ab的变化分别为-1.66禾W).95。现有技术的比较仪器记录的Aa为-1.05以及Ab为-0.62,而本发明仪器记录的△a为-1.52以及Ab为-0.85。为决定本发明仪器和现有技术的比较仪器的灵敏度,仅需要计算由参比仪器记录的除以舰有技术的比较仪器和本发明仪器的总变化的百分比。这可以通过形成根据参比仪器的WM义器的Aa和Ab的比例来执行。即为,△a鹏技术仪器1.05/1.66=63%本发明仪器1.52/1.66=91%△b现有技术仪器.62/.95=66%本发明仪器.85/.95=89%对于本发明记录的△a和△b,自由表面观糧的颜色变化均为约90%的灵敏度。耐见有技术的比较仪器分别显示了低于63%和66%的灵鹏。根据前述内容可意识到,本发明的^ffl池相对于现有技术系统具有了显著的进步。本发明避免了当、M池的窗体紧密接触待测液体时出现的测量问题。通过^ffl—足够薄的隔板来减轻光中断以及相应的色度损失,限制加压液体,本发明实现通过反射分光光度计进行封闭系统中的湿液体的颜色测量,产生了可接受的一致的结果并且可信的预测了湿法读数也将可与干燥状态下的标准相匹配。存在于隔板后的间隔部件^ra压液^JIJ共了足够的弓艘以避免当样品被加压时可能发生的弯曲。因此,本发明解决了i顿窗体系统时,遇到的S贼(厚度)与色度损失间的貌似相就虫的问题。通过Mf共含氟聚合ti^料涂层,^S池可快速清洁(在一至二(1至2)分钟内),从而测量的循环时间相比于处理变化是很小的。因为本发明的、tt池的实施例或探针的实施例可被插入加压液体的、m^径,被测液体可实现快速和容易的传送。这可以4繊色测量f^Ii4行;此外,由于^U1池或探针可在一封闭体系中操作,^S池和探针可ltt于一可能含有易^C境的工厂地IO:。本领域技术人员,受益于前面戶腿的本发明的教导,可对它给予许多的改进,这些改进可以认为在本发明的构思以内,如^^f附的权利要求中所限定的。权利要求1、一种测量加压流动流体的属性的系统,使用预定波长的问询辐射,该系统包括一流通池,其包括第一外壳构件和第二外壳构件,外壳部件之一具有一对问询辐射透明的窗体;装配在流通池内的对问询辐射透明的隔板,其与具有窗体的外壳构件和其它外壳构件为隔离关系,隔板在其上具有第一表面和第二表面,隔板的第一表面面对一个外壳构件内的窗体,隔板的第二表面面对另一个外壳构件,隔板被设置成使得隔板的第一表面和窗体配合在其间形成一室,而隔板的第二表面与其它外壳构件配合在其间形成一流体样品室,隔板与窗体间的间隔使得来自样品室中的流体的反射辐射能在隔板中发生全内反射,无倏逝耦合进入窗体;以及用于泵抽流体穿过样品室的泵;以及一分光光度计,通过操作可引导问询辐射朝向流经样品室的流体并响应来自流体的反射的问询辐射,产生表示流体属性的电信号。2、如权利要求l所述的系统,其中的流通tt—步包括设置于室内的多个隔离部件,其在隔板的第二表面与窗体之间延伸,隔离部件的尺寸被體以保持隔板与窗体间的间距。3、如权利要求2所述的流通池,其中的间距不小于问询辐射预定波长的三(3)倍。4、如权利要求2所述的流通池,其中隔离部件连接于窗体。5、如权利要求2臓的M池,其中窗條其表面形成有多个棒状体,每个棒状体从窗体朝向隔板延伸从而形成一隔离部件,每个棒状体具有一穿过其的轴,針棒状体从垂直于其轴的平面观糧,平均尺度为大约一(1)密尔(0.001英寸),每个棒状体以不小于十(10)倍平均尺度的平均距离与临近的棒状体相分离。6、如权利要求5戶欣的tM池,其中棒状條窗体表面形i^见则阵列。7、如权利要求2所述的m池,其中窗,其表面形成有多^W状体,每状体从窗#^月向隔板延伸从而形成一隔离元件,每个球状体具有大约为一(1)密尔(O.謹英寸)的平均尺度,每个球状体以不小于十(10)倍平均尺度的平均距离与临近的球状体相分离。8、如权利要求2戶;M的^I池,其中球状,窗体表面形成随机阵列。9、如权利要求2所述的流通池,其中隔板基本上为一平面部件,具有一最大厚度,最大厚度使得隔板内的全内反射的辐射传播被最小化,通过其,基本上全部自被测流体反射辐射在一沿隔板的平面的预先确定的横向距离内离开隔板。10、如权利要求9所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范围内。11、如权利要求2所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范围内。12、如权利要求9所述的流通池,其中隔板的第一表面在其上具有不规则粗禾微寺征,隔社的不规则粗f徵寺征朝窗体延伸并形成一隔离元件。13、如权禾腰求2戶诚的^M池,其中隔板是弹性聚合物膜。14、如权利要求4所述的流通池,其中窗体具有一有预先确定面积的表面,以及其中隔离元^S^不皿窗体表MM积的百分:tH至十(3至10%)。15、如权利要求14所述的流通池,其中隔离元件不超过窗体表MM积的百分五(5%)。16、如权利要求2所述的流通池,其中其它外壳构件具有在其内形成的供会織道和排出鹏,供会細道和排出鹏各自与样品室魏,供给通道、样品室和排出通道配合形成穿过流通池的流通路径,供给通道、样品室和排出通道各自的结构使得在延ma路径招可位置上的垂直于流通路径的倒可横截面显示出基本上相同的横截面积。17、如权利要求1的系统,其中^SM—步包括形成于具有窗体的外壳构件内的流入和流出通道,流入和流出通道各自与室连通,流入和流出通道的尺寸使其可M—穿过室的加压流体,这样在^ffl中,M室内的加压流体,隔板与窗体间的隔离絲得以保持。18、如权利要求170M的、tt池,其中隔板的第一表面以不小于三(3)倍的问i辧昌射预定波长的距离与窗術目隔离。19、如权利要求17戶皿的、池,其中隔板本质上为一平面部件,具有一最大厚度,最大厚度使得隔板内的全内颇的辐射传播被最小化,通过其,全部自被测液体的反射辐射在一延隔板的平面的预先确定的横向距离内离开隔板。20、如权利要求19所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范围内。21、如权利要求17所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范围内。22、如权利要求17戶腿的^il池,其中隔板是弹性聚合物膜。23、如权利要求17戶服的^I池,其中另一个外壳构件具有在其内形成的供^I道和排出通道,供纟^I3I和排出鹏各自与样品室魏,供^il道、样品室和排出通道配合形成穿过^M池的流M^各径,供纟^1道、样品室和排出通道各自的结构使得在沿tM路径lii可位置上的垂直于^M径的倒可横截面显示出基本上相同的横截面积。24、如权利要求23戶皿的涼遞池,其中外壳构件具有在其内形成的供纟織道和排出通道,供纟^1道和排出M各自与样品室连通,、腿鹏一步包括用于监测供纟^M提供的流体的压力的压力传感器;以及产生泵控制信号的控制器,用于根据压力传繊监湖啲压力值控帝U室内的加压流体的压力。25、如权利要求23所述的^1池,其中外壳构件具有在其内形成的供乡^道和排出通道,供纟,道和排出通道各自与样品室iSI,,腿一步包括用于监观鹏她通道内的流体的压力的压力传感器;以及产生泵控制信号的控制器,用于根据压力传繊监湖啲压力值控制室内的加压流体的压力。26、如权利要求23所述的流通池,其中外壳构件具有在其内形成的供^!道和排出鹏,供纟^I道和排出鹏各自与样品室魏,W腿一步包括用于监测供纟^lit掛共的流体的压力的第一压力传感器;用于监测排出衝宣内的流体的压力的第二压力传感器;以及产生泵控制信号的控制器,用于根据第一和第二压力传繊监领啲压力值控制室内的加压流体的压力。27、如权利要求1戶脱的系统,其中分光光度计包括二个或多个检测器,各自根据照射平面内的镜面诞寸射线以预定角度定位。28、如权利要求1戶舰的系统,其中液储品^页定的流动平面流动穿过样品流动室,以及其中分光光度计是测角分光光度计,包括二个或多个检测器,各自根据照射平面内以预定的方位角,以及根据样品流动平面以预定的偏向角定位。29、如权利要求1所述的系统,其中穿过M池的流动方向根据照射平面以任意方位角倾斜。30、一种测量加压流动流体的属性的系统,使用预定波长的问询辐射,该系统包括加压流动流体的封闭流ffi^各径,流ffi^各径在其内的预先确定的位置上形成有装配孔;用于泵抽流体穿3^寸闭^1^各径的泵;一使用在预定波长问询辐射测量流动穿过封闭流通路径的流体的属性的探针,探针包括外壳构件,在其第一端设置有对问询辐射透明的窗体,夕卜罩可插A^配孔;对问询辐射透明的隔板,以与窗体保持隔离的关系装配,隔板在其上具有第一表面和第1面,隔板的第1MM对窗体,隔板被设置成使得隔板的第1面和窗体配合在其间形成一室,隔板与窗体间的间隔使得来自于与隔板第二表面接触的流体的反射辐射避免于倏逝耦^a入窗体,即反射的光线在隔板内而不是窗体内发生全内反射;以及一分光光度计,通过操作可引导问询辐射朝向流经流路的流体,并响应流体反射的问询辐射,产生表示流体属性的电信号。31、如权利要求30戶腿的系统,其中探f愤一步包括设置于室内的多个隔离部件,其在隔板的第二表面与窗体之间延伸,隔离部件的尺寸被體以保持隔板与窗体间的间距。32、如权利要求30所述的系统,其中的间距不小于问询辐射预定波长的三(3)倍。33、如权利要求31戶腿的系统,其中隔离部件连接于窗体。34、如权利要求31戶腿的系统,其中窗條其表面形成有多个棒状体,每个棒状体从窗体朝向隔板延伸从而形成一隔离部件,每个棒状体具有一穿过其的轴,每个棒状体从垂直于其轴的平面测量,平均尺度为大约一(1)密尔(0.001英寸),每个棒状体以不小于十(10)倍平均尺度的平均距离与临近的棒状体相分离。35、如权利要求34所述的系统,其中棒状体在窗体表面形成规则阵列。36、如权利要求31戶腿的系统,其中窗j枯其表面形成有多傾状体,每状体从窗体朝向隔板延伸从而形成一隔离部件,^W状体具有大约为一(1)密尔(0.001英寸)的平均尺度,每个球状体以不小于十(10)倍平均尺度的平均距离与临近的球状体相分离。37、如权利要求31戶服的系统,其中球状條窗体表面形成随机阵列。38、如权利要求31戶腿的系统,其中隔板基本上为一平面部件,具有一最大厚度,最大厚度使得隔板内的全内反射的辐射传播被最小化,通过其,基本上全部来自被测液体的反射辐射在一沿隔板的平面的预先确定的横向距离内离开隔板。39、如权利要求38戶皿的系统,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范围内。40、如权利要求30所述的系统,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范围内。41、如权利要求40戶腿的系统,其中隔板的第一表面在其上具有不规则粗禾微寺征,隔社的不规则粗f對寺征朝窗体延伸并形成一隔离部件。42、如权利要求30F腿的系统,其中隔板是弹性聚合物膜。43、如权利要求33戶腿的系统,其中窗体具有一有预先确定面积的表面,以及隔离部件mM不超过窗体表面面积的百分^H至十(3至10%)。44、如权利要求43戶腿的系统,其中隔离元4權盖不舰窗体表丽积的百分五(5%)。45、如权利要求30戶脱的系统,其中的间距不小于问i辦昌射预定波长的三(3)倍。46、一种测量被测液体的属性的方法,该方法包括如下步骤a)被测液体与透明隔板接触,隔板与透明窗体以预先确定的距离隔离,隔板具有予!5fe确定的折射率;b)弓l导一具有预定波长的问询辐射射线穿腿明窗体和隔板,itX液体;c)使得至少部分从液体反射的辐射在隔板内发生全内反射,同时避免倏逝耦^tA窗体,避免倏逝耦^tA窗体M;以下来实现i)在窗体和隔板间设置具有折射率小于隔板折射率的介质,以及ii)保持窗体和隔板间的间距不小于问询辐射预定波长的三倍;以及d)收,少部分穿过隔板的辐射。全文摘要一种使用本发明提供的流通池的系统,本发明还包括一根据流通池或探针来定位的反射模式分光光度计。流通池或探针均具有一与透明窗体隔离设置的薄的隔板。隔板具有预先确定的折射率以及比窗体的厚度尺度小的厚度尺寸。隔板与窗体间的距离避免了从液体中反射的辐射的倏逝耦合进入窗体材料。分光光度计引导问询辐射指向流经样品室的液体,并响应从液体反射的问询辐射,产生代表颜色属性的电信号。描述了一种采用减轻光的中断的方式来测量加压的流动待测液体的颜色属性的方法和系统,将待测液体与一透明隔板接触,透明隔板以预先确定的距离与透明窗体相隔离。隔板具有预先确定的折射率,并且其厚度尺度小于窗体的厚度尺度。至少来自液体的部分反射辐射会在隔板内发生全内反射,同时避免了从液体中反射的辐射的倏逝耦合进入窗体材料。文档编号G01N21/05GK101405593SQ200680045641公开日2009年4月8日申请日期2006年12月5日优先权日2005年12月5日发明者A·J·马蒂诺,J·B·阿尔斯帕奇,J·R·朱哈什,K·S·谢尔马赫,M·P·赖因哈德特,T·W·辛普森三世申请人:纳幕尔杜邦公司
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