专利名称：对液体中的气体含量进行自动测量的原位传感器以及相关系统和方法
技术领域：
本公开一般地涉及气体传感器。更具体地,本公开涉及一种对液体中的气体含量进行自动测量的原位传感器以及相关的系统和方法。
背景技术：
常常需要或者希望确定液体中的气体含量。例如，可能希望测量水中二氧化碳或氧的含量，其中，利用这些测量结果来帮助促进植物或动物在水中的生长。作为一个具体示例，可以利用藻类来制造生物燃料，并且可以测量并控制藻类在其中生长的水的二氧化碳含量。理想地，可以利用二氧化碳测量结果来确定如何处理水，以便促进藻类生长或者使藻类生长最大化。现已开发出各种类型的气体传感器，但它们通常具有一个或多个缺陷。例如，非色散红外(NDIR)光谱传感器已用于测量空气中的气体含量。然而，利用NDIR光谱传感器对液体中的气体含量进行直接测量是困难的。这是由于一些因素所致，例如液体的高衰减。
具有传感性聚合物膜的气体传感器也已被用于测量液体中的气体含量。然而，这些传感器会具有短期和长期漂移的问题，因此可能需要频繁地校准。而且，聚合物膜会被污染物弄脏并且可能需要频繁地清洁。另外，这些类型的膜通常具有短的总体使用寿命，这意味着这些膜需要频繁地更换。
发明内容
本公开提供一种用于对液体中的气体含量进行自动测量的原位传感器以及相关的系统和方法。在第一实施例中，所述系统包括信号源，该信号源构造成提供用于测量液体样品的气体含量的第一信号。该系统还包括分析器，该分析器构造成利用对第二信号的测量来确定液体样品的气体含量，其中，第二信号基于第一信号。所述系统还包括装置，所述装置具有有壁结构和活塞，所述有壁结构具有腔体，所述活塞构造成(i )把液体样品拉入腔体并且(ii)把该液体样品推出该腔体。该装置还包括至少一个测量窗口，该至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在该腔体内。所述至少一个测量窗口构造成(i)从信号源接收第一信号并且(ii)把第二信号提供至分析器。在第二实施例中，一种装置包括有壁结构，所述有壁结构具有腔体。所述装置还包括活塞，所述活塞构造成(i)把液体样品拉入腔体并且(ii)把液体样品推出腔体。所述装置还包括至少一个测量窗口，该至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在该腔体内。至少一个测量窗口构造成(i)接收用于测量液体样品的气体含量的第一信号并且(ii)基于第一信号和液体样品的气体含量而提供第二信号。在第三实施例中，一种方法包括利用活塞把液体样品拉入传感器的腔体。所述方法还包括利用至少一个测量窗口把第一信号从信号源提供到腔体内。至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在腔体内。所述方法还包括利用至少一个测量窗口把第二信号提供至分析器，其中，第二信号基于第一信号和液体样品的气体含量。另外，所述方法包括利用活塞把液体样品推出腔体。根据下面的附图、描述和权利要求，本领域技术人员可以容易地理解其它技术特征。
为了更全面地理解本公开，现在参考下面的描述并结合附图，附图中:
图1示出了根据本公开的用于对液体中的气体含量进行自动测量的示例性原位传感
器；
图2A至图2D示出了根据本公开的图1的原位传感器的示例性使用；
图3示出了根据本公开的用于对液体中的气体含量进行自动测量的另一个示例性原位传感器；
图4和图5示出了根据本公开的利用原位传感器对液体中的气体含量进行自动测量的示例性方法。
具体实施例方式下面讨论的图1至图5以及用于描述本专利文件中的本发明原理的各种实施例仅仅为了进行说明并且不应被理解成以任何方式限制本发明的范围。本领域技术人员应理解的是，本发明的原理可在任何类型的适当布置的装置或系统中实施。
图1示出了根据本公开的对液体中的气体含量进行自动测量的示例性原位传感器100。在此示例中，传感器100部分地浸没在液体102中。传感器100通过把液体102的样品拉入传感器100而测量液体102中的气体含量。在样品上方形成顶部空间(headspace) 104，其中，顶部空间104填充有大气或其它空气。通过对顶部空间104内的空气进行测量，传感器100可以确定液体102的样品中的气体含量。然后,可以把顶部空间104内的液体102的样品和空气从传感器100中排出，并且可以获取液体102的新的样品。可以定期地(例如在每个测量循环期间)清洁和校准传感器100以有助于确保准确的测量。可以利用传感器100对任何合适液体102中的任何合适气体含量进行测量。例如，传感器100可以测量水或任何其它或另外的(一种或多种)液体中的氧气、二氧化碳或任何其它或另外的(一种或多种)气体的浓度。传感器100也可以检测工业液体中是否存在挥发性材料或者测量该挥发性材料的浓度。传感器100还可以构成较大系统的一部分，该较大系统基于来自传感器100的传感器测量结果而运行。例如，传感器100可以与藻类水池一起使用，藻类在该藻类水池中生长以用于制造生物燃料。传感器100也可以与二氧化碳螯合系统一起使用，二氧化碳在该二氧化碳螯合系统中被螯合。传感器100还可以用于工业控制和自动化系统，其中，可以测量液体中的气体含量并且将其用于调节工业过程。另夕卜，传感器100可以用于安全监测系统，其中，可以测量液体中的气体含量并且将其用于阈值监测。可以使用其中测量液体中的气体含量的任何其它或另外的系统。如图1中所示，传感器100包括外部有壁结构106，该外部有壁结构106限定通常称为导引管108的腔体。外部结构106代表一种壳体或其它结构,其可以包围或以其它方式保护传感器100的其它部件。导引管108代表任何合适的腔体，可以获得液体102的样品并将其释放到该腔体中。例如，导引管108可以是传感器100的壳体内的圆柱形腔体。活塞110在导引管108内上下运动。可以利用合适的部件(未图示)来控制活塞110的运动。在此示例中，活塞110包括活塞头112，该活塞头112通常可以降低至导引管108的底部并且升高至凸缘114。这允许活塞110把液体102的样品拉入导引管108的下部以及把液体102的样品推出导引管108。如图1中所示，活塞头112包括参考材料116、密封件118和阀120。如下所述，参考材料116允许辐射或其它信号在传感器100的校准期间通过活塞头112。参考材料116可以由任何(一种或多种)合适的材料形成，所述(一种或多种)合适的材料可以取决于传感器测量期间所使用的信号的类型。例如，当使用红外辐射(例如4.2 ym辐射)时，参考材料116可以由石英、蓝宝石、玻璃或氟化钙形成。参考材料116可以是活塞头112的永久内部部件(尽管并不一定如此)。密封件118有助于防止空气、液体或其它材料在活塞头112和导引管108的内表面之间通过。而且，如下所述，密封件118可以有助于清洁导引管108的内表面。密封件118包括用于基本防止材料在两个结构之间通过的任何合适结构。例如，密封件118可以包括一个或多个O型圈。活塞头112中的阀120和凸缘114中的阀122用于在导引管108中的液体102的样品的上方形成顶部空间104。例如，可以打开并且然后关闭阀122而把大气或其他空气俘获在活塞头112上方的空间124内。阀120可以允许被俘获的空气移动到活塞头112下方，从而形成顶部空间104。下面提供有关阀120-122的操作的其它细节。每个阀120-122包括用于控制空气流动的任何适当结构。例如，阀120可以是不受控制的单向阀，并且阀122可以是可控的双向阀。利用信号源126和接收器/分析器128来获得顶部空间104内的空气的测量结果以及参考材料116的参考测量结果。信号源126生成信号(例如红外辐射、可见辐射或声波)，该信号通过窗口 130、导引管108中的材料和窗口 132。接收器/分析器128接收并且测量已与导引管108中的材料发生相互作用的信号。接收器/分析器128可以对这些测量结果进行分析，从而校准传感器100或者确定液体102的样品中的气体含量。信号源126包括提供用于测量材料中的气体含量的信号的任何合适结构，例如提供一个或多个期望波长或波长带的辐射的辐射源。例如，信号源126可以包括石英卤钨灯、一个或多个发光二极管(LED)或者在合适的(一个或多个)波长或(一个或多个)波长带发光的一个或多个激光二极管。 接收器/分析器128包括用于接收并分析已与材料相互作用的信号以便确定液体样品中的气体含量的任何合适结构。例如，接收器/分析器128可以包括探测器134，该探测器134对经过窗口 132接收的辐射或其它信号的一个或多个特性进行测量。探测器134可以是光电探测器、光谱仪或其它探测机构。接收器/分析器128也可以包括处理单元136，该处理单元136分析由探测器134获得的测量结果以确定液体样品中的气体含量。处理单元136可以包括微处理器、微控制器、数字 信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其它处理设备。接收器/分析器128还可以包括存储单元138，该存储单元138存储由处理单元136使用的、生成的或采集的指令和数据。存储单元138可以包括任何适当的(一种或多种)易失性和/或非易失性存储和取回装置。另外，接收器/分析器128可以包括接口 140，该接口 140用于把数据(例如所确定的气体含量)传输至外部装置或系统或者用于接收数据(例如配置数据)。接口 140可以是任何合适的(一种或多种)有线或无线接口，例如有线以太网接口或者无线射频(RF)收发器。尽管未图不，但可以把信号源126和接收器/分析器128置于远离窗口 130-132的(一个或多个)位置。然后，可以利用光纤或其它结构把信号从信号源126传输至窗口 130并且把信号从窗口 132传输至接收器/分析器128。实际上，信号源126和接收器/分析器128可以位于有壁结构106的外部并且甚至可以不构成传感器结构的一部分。每个窗口 130-132代表可以传递来自信号源126的辐射或其它信号的任何合适结构。窗口 130-132对来自信号源126的信号可以是完全透明或基本透明的。例如，每个窗口 130-132可以由石英、蓝宝石、玻璃、氟化钙或其它(一种或多种)合适材料形成。任选地，可以在原位气体传感器100中使用一个或多个传感器或者可以把一个或多个传感器与原位气体传感器100 —起使用，以支持对液体样品中的气体含量的测量。例如，传感器142可以用于测量液体样品的温度。一个或多个传感器144可以用于测量顶部空间104的温度和压力。可以把测量结果从传感器142-144提供至接收器/分析器128，用以确定液体样品中的气体含量。每个传感器142-144包括用于测量液体或空气的温度、压力或(一种或多种)其它特性的任何合适结构。虽然传感器142-144被示作为嵌入有壁结构106中，但传感器142和/或144也可以位于任何其它(一个或多个)适当位置。例如，可以把压力和温度传感器嵌入活塞头112的底表面中。在其它实施例中，可以把顶部空间104内的压力控制到特定的已知值，并且可以只测量顶部空间104和液体样品的温度。
图2A至图2D示出了根据本公开的图1的原位传感器100的示例性使用。在各个附图中，可省略对于理解传感器100如何操作而言不必要的各种附图标记。在操作的一个方面，传感器100在多个测量循环期间对液体102中的气体含量进行测量。测量循环可以是连续的、近似连续的、采用规定间隔的周期性的、或者非周期性的(例如响应于外部命令)。测量循环可以开始于如图2A中所示的情形，其中，活塞110被向下推动以把以前的液体102的先前的样品从导引管108中排出。在该时间期间，可以打开阀122，这允许把新鲜空气拉入在活塞头112上方且在凸缘114下方的空间124内。当活塞头112向下运动时，密封件118沿导引管108的内表面行进。结果，密封件118可以把空气泡、材料和其它污染物推离导引管108的表面，从而有助于清洁导引管108。特别地，这还可以有助于从窗口 130-132的内表面除去污染物。在一些位置，活塞头112中的参考材料116对准窗口 130-132，并且来自信号源126的信号可以穿过参考材料116。这些信号可以被接收器/分析器128测量并被分析，以便校准传感器100。此校准可以发生在每个测量循环期间，意味着每次把液体102的新的样品拉入导引管108并且进行分析时。然而，应注意校准可以发生在其它时间，例如以更长的间隔。如图2B中所示，可以继续向下推动活塞头112直到把液体102的先前样品以及在其相关联的顶部空间104内的空气推出导引管108。应注意，虽然图示的活塞头112的底部与结构106的底部齐平，但可以并非如此。在此位置，传感器100可通过升高活塞头112而立即开始把新的液体样品吸入导引管108。替代地，可在经过一些时间之后升高活塞头112。图2C示出了活塞头112的升高，这会把液体102的新的样品吸入导引管108。在此期间，阀122可保持打开，从而允许空间124内的部分空气经过凸缘114流出。应注意，在此运动期间活塞头112的参考材料116再次对准窗口 130-132，可以任选地在此时进行校准，以作为在图2A所示对准期间所执行的校准的替代(或者额外的校准)。在活塞头112的一些规定位置，阀122关闭以把空气俘获在空间124内。这可以发生在活塞头112的向上运动期间，然而这也可以发生在其它时间。当关闭阀112时，活塞头112的向上运动迫使被俘获在空间124内的空气流动通过阀120并且形成顶部空间104，如图2D中所示。然后，可以利用信号源126和接收器/分析器128对液体样品中的气体含量进行测量，其中，来自信号源126的信号穿过顶部空间104内的空气。当该测量完成时，传感器100可以开始其它测量循环。通过使信号穿过液体样品上方的顶部空间104内的空气，传感器100可以利用任何合适技术来测量液体样品中的气体含量。例如，液体样品中的气体可以扩散到顶部空间104内(反之亦然)，直到液体样品中的气体与顶部空间104内的气体之间达到平衡。该平衡无需涉及顶部空间104与液体样品中的相等含量。相反，该平衡取决于气体的性质、顶部空间104内的空气的压力和温度以及液体样品的温度，等等。由接收器/分析器128接收的信号可以用于测量顶部空间104内的气体含量，例如通过采用非色散红外(NDIR)光谱技术。如果顶部空间104内的温度和压力以及液体样品的温度是已知的(例如利用传感器142-144获知)，那么可以利用所测量的顶部空间104内的气体含量来估计液体样品中的相同气体的含量。传感器100可以根据其实施方式而提供各种优点。例如，可以利用传感器100在原位获得测量结果，这意味着传感器100可以放置在特定位置并且在该位置生成气体含量读数。而且，可以自动地从传感器100采集并且除去液体102的样品，因而无需复杂的样品制备和传输机构。此外，可以经常自动地执行传感器校准，例如在每个测量循环期间。这可以有助于确保传感器测 量的更好的短期和长期稳定性。而且，在每个测量循环期间，传感器的进口(在导引管108的底部)和窗口 130-132可以被清洁以除去生物膜、气泡、灰尘或其它污染物。另外，可以在每个测量循环期间在受控制的环境中在全样品交换的情况下完成测量，这可以有助于确保准确的传感器测量。尽管图1示出了用于对液体中的气体含量进行自动测量的原位传感器100的一个示例并且图2A至2D示出了其使用，但可对图1和图2A至图2D做出各种变化。例如，传感器100中的部件的形状和相对大小只是以说明为目的。而且，可以根据特定需要改变各种部件在传感器100中的位置。另外，图2A至图2D中所示的测量循环可以开始于活塞头112的任何其它适当位置，例如在导引管108的底部。图3示出了根据本公开的用于对液体中的气体含量进行自动测量的另一示例性原位传感器300。传感器300的结构类似于传感器100的结构。传感器300用于获得液体302的样品并且直接测量液体302的气体含量。传感器300包括具有导引管308的外部结构306，液体302的样品被容纳在导引管308中。传感器300还包括具有活塞头312的活塞310以及凸缘314。活塞头312包括参考材料316和密封件318。在此示例中，信号源326和接收器/分析器328位于传感器300的同一侧，并且信号源326和接收器/分析器328使用单个窗口 330。在一些实施例中，窗口 330是至少部分地安装在导引管308内的衰减全反射(ATR)光谱晶体，其中，该晶体的内表面暴露于液体样品O在ATR测量期间，信号源326向ATR晶体或其它窗口 330提供辐射(例如红外光)。该福射在内部被窗口 330的内表面反射至少一次,其中，窗口 330的内表面形成与液体样品的界面。在该至少一次反射期间，辐射的一小部分以倏逝波的形式传播到液体样品中。其余的辐射离开窗口 330并且被接收器/分析器328接收。假定适当波长的辐射，传播到液体样品中的辐射量取决于样品中的特定气体的气体浓度。结果，接收器/分析器328可以测量所接收到的辐射的衰减以确定液体样品中的特定气体的含量。这里所使用的参考材料316在被活塞310移动而经过窗口 330时可具有与窗口330的良好光学接触。此良好光学接触可以有助于确保准确地校准传感器300。示例性参考材料316可以包括纯水、软聚合物或者随时间推移为稳定的其它材料。传感器300可以具有类似于上述图2A至图2D中所示的测量循环。可以降低活塞头312而把液体302的先前样品推出导引管308，并且可以升高活塞头312而把液体302的新的样品拉入导引管308。在活塞头312的降低和/或升高期间，可以利用参考材料316来校准传感器300。而且，在活塞头312的降低期间，可以利用活塞头312的密封件318把污染物推离导引管308的内表面(包括推离测量窗口 330的内表面)来进行清洁。应注意，测量循环可以在活塞头312处于任何其它适当位置的情况下开始。再次，此类型的传感器300可以基于其实施方式而提供各种优点。除上述优点之夕卜，传感器300还由于信号源326和接收器/分析器328位于同一处而可以更薄。而且，在不需要阀或者其它部件来形成顶部空间的情况下，传感器300可以在液体中直接测量气体含量。尽管图3示出了用于对液体中的气体含量进行自动测量的原位传感器300的另一示例，但可对图3做出各种变化。例如，传感器300中的部件的形状和相对大小只是以说明为目的。而且，可以根据特定需要改变各种部件在传感器中300的位置。作为一个具体示例，信号源326和接收器/分析器328可以移动到(一个或多个)其它位置，并且可以利用光纤或其它结构向窗口 330提供信号并且从窗口 330接收信号。图4和图5示出了根据本公开的利用原位传感器对液体中的气体含量进行自动测量的示例性方法400和500。方法400是关于图1的传感器100描述的，方法500是关于图
3的传感器300描述的。相同或类似的方法可以用于任何其它合适的传感器。如图4中所示，在步骤402打开第一阀，并且在步骤404向下推动活塞头。这可以包括例如打开阀122以及向下推动活塞头112。在步骤406，经过第一阀把新鲜空气拉入活塞头上方的传感器。这可以包括例如把新鲜空气拉入活塞头112上方的空间124内。在步骤408对传感器的表面进行清洁，在步骤410对传感器进行校准，并且在步骤412为传感器除去顶部空间空气和先前的液体样品。可以利用活塞头112的密封件118把污染物推离导引管108的内表面(包括推离测量窗口 130-132的内表面)而进行清洁。当活塞头112的参考材料116到达传感器100的窗口 130-132时，可以进行校准。该校准可以涉及信号源126提供穿 过参考材料116的辐射、声波或其它信号。为传感器除去顶部空间空气和先前的液体样品可以包括:活塞头112把液体102的先前样品及其相关联的顶部空间104推出导引管108。在步骤414，升高活塞头以把液体的新样品拉入传感器。这可以包括例如升高活塞头112以把液体102的新样品拉入导引管108内。在步骤416，当活塞头到达规定位置时关闭第一阀，并且在步骤418在新的液体样品和活塞头之间形成顶部空间。这可以包括例如关闭阀122而把空气俘获在活塞头112上方的空间124内。这还可以包括迫使被俘获的空气通过单向阀120或其它结构，从而在活塞头112的下方形成顶部空间104。在步骤420通过测量窗口获取顶部空间的测量结果，并且在步骤422对测量结果进行分析以确定液体样品的气体含量。这可以包括例如信号源126把信号经过窗口 130、顶部空间104中的空气和窗口 132发送至接收器/分析器128。这还可以包括接收器/分析器128利用通过窗口 132接收的信号的测量结果来执行计算以确定液体样品的气体含量。作为一个具体示例，这可以包括接收器/分析器128利用NDIR或其它技术来确定顶部空间104的气体含量并且然后利用顶部空间104内的温度和压力以及液体样品的温度来确定液体样品中的气体含量。如图5中所示，在步骤502向下推动活塞头。这可以包括例如在导引管308内向下推动活塞头312。在步骤504对传感器的表面进行清洁，在步骤506对传感器进行校准，并且在步骤508为传感器除去先前的液体样品。可以利用活塞头312的密封件318把污染物推离导引管308的内表面(包括测量窗口 330的内表面)而进行清洁。当活塞头312的参考材料316到达窗口 330时，可以进行校准。应注意可以采用任何其它校准方法，包括信号源和接收器/分析器中的内部校准或者校验机构。为传感器除去先前的液体样品可以包括活塞头312把液体302的先前样品推出导引管308。在步骤510，升高活塞头以把液体的新样品拉入传感器。这可以包括例如升高活塞头312以把液体302的新样品拉入导引管308。在步骤512利用测量窗口获取液体样品的测量结果，并且在步骤514对测量结果进行分析以确定液体样品的气体含量。这可以包括例如信号源326向窗口 330提供 信号。这还可以包括接收器/分析器328利用从窗口 330接收的信号的测量结果来执行计算以确定液体样品的气体含量。作为一个具体示例，这可以包括接收器/分析器328利用ATR或其它技术而确定液体样品的气体含量。尽管图4和图5示出了利用原位传感器对液体中的气体含量进行自动测量的示例性方法400和500,但可以对图4和图5做出各种变化。例如,虽然每幅图不出了一系列的步骤，但每幅图中的各步骤可以重叠、并行地实施、按不同顺序实施、或者多次实施。而且，可以省略或去除一些步骤。作为一个示例，可以在活塞头的升高和/或降低期间进行校准。作为另一示例，在这些图中测量循环被假设为开始于升高活塞头，然而在每种方法中测量循环可以开始于任何其它合适的点。此外，在图4中可以利用任何其它适当技术在液体样品上方形成顶部空间，例如当在不同时间打开和关闭第一阀时。另外，可以利用任何合适的技术对测量结果进行分析以确定液体样品的气体含量，例如NDIR、ATR或者本领域已知的或之后开发的其它技术。在一些实施例中，利用由计算机可读程序代码所组成并且并入计算机可读介质中的计算机程序来执行或支持上述各种功能。词组“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。词组“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，例如只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(⑶)、数字影碟(DVD)、或者任何其它类型的存储器。阐明本专利文件中所使用的某些词语和词组的定义可能是有利的。术语“应用程序”和“程序”是指适合于以合适的计算机代码(包括源代码、目标代码、或可执行代码)所执行的一个或多个计算机程序、软件构件、指令集、过程、函数、对象、类、例图、相关的数据、或者其一部分。术语“传输”和“接收”以及它们的派生词同时包括直接和间接通信。术语“包括”和“包含”以及其派生词表示非限制性的包括。术语“或者”是包括性的，表示“和/或”。短语“与……相关联”和“与其相关联”以及其派生词可表示包括、被包括在内、互相联系、包含、被包含在内、连接到或与……连接、联接到或与……联接、能够与……连通、与……配合、插入、并列、接近、受约束、具有、拥有、与……有关系等。虽然本公开已描述了某些实施例以及一般性相关联的方法，但这些实施例和方法的变更和置换对本领域技术人员而言将是明显的。因此，上面对示例性实施例的描述并非限定或限制本公开。在不背离如所附权利要求所限定的本公开精神和范围的情况下，也可以做出其它变化、替 换和变更。
权利要求
1.一种系统(100、300)，包括: 信号源(126、326)，所述信号源构造成提供用于测量液体样品的气体含量的第一信号; 分析器(128、328)，所述分析器构造成利用第二信号的测量结果来确定所述液体样品的气体含量，所述第二信号基于所述第一信号；以及 装置，所述装置包括: 有壁结构(106、306)，所述有壁结构具有腔体(108、308)； 活塞(110、310)，所述活塞构造成(i)把所述液体样品拉入所述腔体并且(ii)把所述液体样品推出所述腔体；以及 至少一个测量窗口( 130-132、330)，所述至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在所述腔体内，所述至少一个测量窗口构造成(i )从所述信号源接收所述第一信号并且(ii)向所述分析器提供所述第二信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个测量窗口包括: 第一测量窗口( 130)，所述第一测量窗口构造成使所述第一信号从所述信号源传递到所述腔体内；以及 第二测量窗口( 132)，所述第二测量窗口构造成使所述第二信号从所述腔体传递到所述分析器。
3.如权利要求2所述的系统，还包括: 第一阀(122)，所述第一阀构造成把空气俘获在所述活塞的活塞头(112)和凸缘(114)之间的空间(124)内；以及 第二阀(120)，所述第二阀构造成允许被俘获的空气移动通过所述活塞头以便在所述液体样品和所述活塞之间形成容纳空气的顶部空间(104)； 其中，所述第一测量窗口构造成使所述第一信号从所述信号源传递到所述顶部空间内；并且 其中，所述第二测量窗口构造成使所述第二信号从所述顶部空间传递到所述分析器。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个测量窗口包括: 单个测量窗口(330)，所述单个测量窗口构造成从所述信号源接收所述第一信号并且向所述分析器提供所述第二信号。
5.如权利要求4所述的系统，其中: 所述单个测量窗口包括衰减全反射(ATR)晶体；并且 所述分析器构造成确定所述第二信号相对于所述第一信号的衰减以便确定所述液体样品的气体含量。
6.一种装置，包括: 有壁结构(106、306)，所述有壁结构具有腔体(108、308)； 活塞(110、310)，所述活塞构造成(i)把液体样品拉入所述腔体并且(ii)把所述液体样品推出所述腔体；以及 至少一个测量窗口( 130-132、330)，所述至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在所述腔体内，所述至少一个测量窗口构造成(i )接收用于测量所述液体样品的气体含量的第一信号并且(ii )基于所述第一和所述液体样品的气体含量提供第二信号。
7.如权利要求6所述的装置，其中: 所述活塞包括活塞头(112、312)，所述活塞头具有密封件(118、318);并且所述装置构造成使得所述活塞头在所述腔体内的运动导致所述密封件把污染物推离所述至少一个测量窗口的所述至少一个内表面。
8.如权利要求6所述的装置，其中: 所述活塞包括活塞头(112、312)，所述活塞头具有参考材料(116、316);并且 所述至少一个测量窗口还构造成: 当所述参考材料对准所述至少一个测量窗口时接收第三信号；以及 基于所述第三信号提供第四信号。
9.一种方法，包括: 利用活塞(110、310)把液体样品拉入(414、510)传感器(100、300)的腔体(108、308)内； 利用至少一个测量窗口(130-132、330)把第一信号从信号源(126、326)提供(420、512)到所述腔体内，所述至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在所述腔体内； 利用所述至少一个测量窗口把第二信号提供(420、512)到分析器(128、328)，所述第二信号基于所述第一信号和所述液体样品的气体含量；以及 利用所述活塞把所述液体样品推出(404、412、502、508)所述腔体。
10.如权利要求9所述的方法，还包括: 利用所述活塞对所述至少一个测量窗口的至少一个内表面进行清洁(408、504);以及当所述活塞中的参考材料(116、316)对准所述至少一个测量窗口时，对所述传感器进行校准(410、506)。
全文摘要
一种系统(100、300)包括信号源(126、326)，该信号源提供用于测量液体样品的气体含量的第一信号。该系统还包括分析器(128、328)，该分析器利用第二信号的测量结果来确定液体样品的气体含量，其中，第二信号基于第一信号。该系统还包括装置，该装置具有有壁结构(106、306)，该有壁结构具有腔体(108、308)。该装置还包括活塞(110、310)，该活塞把液体样品拉入腔体并把液体样品推出该腔体。该装置还包括至少一个测量窗口(130-132、330)，该至少一个测量窗口的至少一个内表面暴露在该腔体内。所述至少一个测量窗口从信号源接收第一信号并且向分析器提供第二信号。活塞还可以清洁至少一个内表面，并且活塞可以包括用于校准分析器的参考材料(116、316)。
文档编号G01N21/43GK103229039SQ201180058803
公开日2013年7月31日 申请日期2011年10月6日 优先权日2010年10月7日
发明者A.克罗拉克, R.M.德里斯, F.M.哈兰, S.蒂克西尔 申请人:霍尼韦尔阿斯卡公司