用于电感耦合等离子体系统的具有视觉标记的可互换样品导入系统安装结构和部件的制作方法

用于电感耦合等离子体系统的具有视觉标记的可互换样品导入系统安装结构和部件
1.本技术是申请日为2016年7月6日、申请号为201680046059.1、发明名称为“用于电感耦合等离子体系统的具有视觉标记的可互换样品导入系统安装结构和部件”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及电感耦合等离子体系统，尤其涉及一种用于电感耦合等离子体系统的具有视觉标记的可互换样品导入系统安装结构和部件。


背景技术：

3.电感耦合等离子体(icp)光谱法是常用于确定液体样品中的微量元素浓度和同位素比值的分析技术。icp光谱法采用电磁生成的部分电离的氩等离子体，其温度达到大约7000k。在将样品导入到等离子体中时，高温导致样品原子被电离或发光。由于每种化学元素都能产生特征质谱或特征发射光谱，因此测量发射质量或光线的光谱允许确定原始样品的元素组成。
4.可以采用样品导入系统将液体样品导入到icp光谱仪器(例如，电感耦合等离子体质谱仪(icp/icp
‑
ms)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(icp
‑
aes)、等等)中来进行分析。例如，样品导入系统可以从容器中取出液体样品的等分试样，并且然后将等分试样转移到雾化器，该雾化器将等分试样转化成适合于通过icp光谱仪器在等离子体中电离的多分散气溶胶。然后，将气溶胶在喷雾室中分类以除去较大的气溶胶颗粒。在离开喷雾室时，通过icp
‑
ms或icp
‑
aes仪器的等离子体喷枪组件将气溶胶导入到等离子体中来进行分析。


技术实现要素：

5.本发明提供一种系统，该系统可以包括具有视觉标记或着色(coloring)的可更换安装结构、以及具有与该可更换安装结构的视觉标记或着色相匹配的指示标记或颜色的至少一个物理上相关联的样品导入系统部件。视觉标记或着色对应于在分析仪器处的用于分析特定样品类型的样品分析配置。
6.提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一组构思，这组构思将在以下的具体实施方式中被进一步描述。本发明内容并不是要标识所保护主题的关键特征或必要特征，也不是要用作确定所要求保护的主题的范围的辅助手段。
附图说明
7.参考附图来描述具体实施方式。
8.图1是根据本公开内容的示例性实施例的用于管理与用于icp和icpms仪器的安装结构相关的不同样品导入系统部件的系统的局部等距视图。
9.图2a是根据本公开内容的示例性实施例的用于管理与用于icp和icpms仪器的多
个安装结构相关的不同样品导入系统部件的系统的等距视图。
10.图2b是根据本公开内容的示例性实施例的用于管理与用于icp和icpms仪器的多个安装结构相关的不同样品导入系统部件的系统的等距视图。
11.图2c是根据本公开内容的示例性实施例的用于管理与用于icp和icpms仪器的多个安装结构相关的不同样品导入系统部件的系统的等距视图。
12.图3a是根据本公开内容的示例性实施例的包括视觉标记的样品导入系统部件的侧视图。
13.图3b是根据本公开内容的示例性实施例的包括从孔移出的视觉标记的样品导入系统部件的侧视图。
14.图4是根据本公开内容的示例性实施例的包括视觉标记的样品导入系统部件的侧视图。
15.图5是根据本公开内容的示例性实施例的用于管理与用于icp和icpms仪器的安装结构相关的不同样品导入系统部件的系统的示意图。
具体实施方式
16.概述
17.icp和icpms仪器可以使用具有物理上不同的部件的样品导入系统配置来优化不同类型样品的分析。例如，即便使用相同的icp光谱仪，用于分析环境水样品的样品导入系统的配置也可以不同于用于分析挥发性石化馏出物的样品导入系统的配置。样品导入系统的一些部件可以包括喷枪、喷射器、喷雾室、雾化器、气体接头和样品入口管线，并且可以包括自动取样器探针和其他部件。例如，样品导入系统的其他部件可以包括泵系统，例如样品泵、泵部件、管道和阀门。
18.将样品导入系统的至少一些部件安装到安装结构，该安装结构将样品导入系统部件相对于彼此并且共同相对于icp或icpms仪器固定。当改变样品导入系统来例如分析不同类型的样品时，icp或icpms仪器的相应操作参数，例如rf功率、喷枪位置、运载气体流量(例如氩气流量)、喷雾室温度、样品流速、光学或离子光学透镜设置等可能需要改变以优化用于新类型样品的新样品导入系统配置的性能。当样品导入系统改变时，有时仅需要改变一个或几个部件，例如仅改变喷射器尺寸或材料(包括一种或多种成分)(例如，在石英喷射器、铂喷射器、蓝宝石喷射器等之间改变)。在其他情况下，所有或几乎所有部件都将改变。因此，在各种最佳样品导入系统中存在一些共用的部件。
19.由于许多icp发射光谱仪或icp质谱仪器都可以用于分析几种不同类型的样品，所以样品导入系统可能需要经常改变。例如在清洁样品导入系统部件期间，在样品导入系统部件的储存期间，在不同分析仪器之间运送样品导入系统部件期间等，样品导入系统部件可能在各种配置之间偶然和错误地发生混淆。样品导入系统部件的各种配置之间的这种混淆可能导致对仪器操作的未知影响，这可能会将误差引入随后的样品分析，其中误差的来源可能不容易被识别。此外，对于特定类型的样品分析，期望用于分析样品的方法和设置能够在由可用各种语言沟通的分析人员操作的位于世界各地实验室的icp或icpms仪器之间传递。在一些情况下，除了由熟练的仪器操作员进行区分之外，用于icp或icpms仪器的样品导入系统的部件之间的差异不易被区分。因此，跨多种语言沟通细微差别的障碍以及实验
室工作人员之间不同水平的仪器使用经验会在确保合适的样品导入系统部件用于适当的样品分析方面带来挑战。
20.因此，描述的系统采用了用于icp或icpms仪器的具有视觉标记的可互换样品导入系统安装结构和部件。这样的系统可以结合视觉上可区分的系统来标记安装结构和与该安装结构相关联的样品导入系统部件，以使得实验室可以容易地确定正确的部件正被用于期望的应用。在实施方式中，系统包括具有视觉标记或着色的可更换安装结构以及具有与该可更换安装结构的视觉标记或着色相匹配的指示标记或颜色的至少一个物理上相关联的样品导入系统部件。
21.示例性实施方式
22.总体上参考图1至图5来描述示例性系统100，该示例性系统100被配置为匹配用于icp或icpms仪器的物理上相关联的样品导入系统安装结构和部件。一种系统包括可更换安装结构102，该可更换安装结构102被配置为与icp或icpms仪器(在图1中被总体上显示为10)耦合。如本文所使用的，术语“可更换的”可以指被配置为安装到icp或icpms仪器上的可拆卸地安装的安装结构，使得一个或多个可更换安装结构可以通过更换或移除一个可更换安装结构并安装另一个可更换安装结构而与单个icp或icpms仪器一起使用。一般来说，可更换安装结构被配置为在耦合到icp或icpms仪器10时将一个或多个样品导入系统部件相对于彼此保持在固定的位置关系。在实施方式中，样品导入系统部件可以包括喷枪(在图2a至图2c中示出了喷枪104a和104c)、喷射器(在图2a至图2c中示出了喷射器106a、106b、106c)、喷雾室(在图1中示出了喷雾室108；在图2a至图2c中示出了喷雾室108a、108b、108c)、雾化器、一个或多个气体接头、样品入口管线、一个或多个自动取样器探针、一个或多个泵系统、样品泵、一个或多个泵部件、管道以及一个或多个阀门，但不限于此。这样的样品导入系统部件可以调节液体样品，以便于导入icp或icpms仪器中并在icp或icpms仪器中分析。
23.在实施方式中，可更换安装结构102包括视觉标记或着色。例如，视觉标记可以包括但不限于条形码(例如，2维(2d)或矩阵条形码)、字母、数字、符号、字母数字字符、物理纹理图案、视觉图案(例如，颜色图案)等。视觉标记或着色可以提供可区分的机制来识别可更换安装结构102，特别是参考可以包括不同的视觉标记或着色的不同的可更换安装结构来识别可更换安装结构102。参考图2a至图2c，三个可区分的可更换安装结构被示出为102a(图2a)、102b(图2b)和102c(图2c)，其中，每个安装结构包括不同的视觉标记或着色。例如，可更换安装结构102a包括第一视觉标记或着色(例如，棕色着色方案)，可更换安装结构102b包括第二视觉标记或着色(例如，绿色着色方案)，并且可更换安装结构102c包括第三视觉标记或着色(例如，蓝色着色方案)。在实施方式中，系统100还包括具有与可更换安装结构的视觉标记或着色相匹配的指示标记或颜色的至少一个物理上相关联的样品导入系统部件110。通常，当样品导入系统部件110被配置为由可更换安装结构102(在被安装到icp或icpms仪器10时)物理支撑时，样品导入系统部件110与相应的可更换安装结构102物理上相关联。在实施方式中，当样品导入系统部件110和可更换安装结构102被设计为一起用于icp或icpms仪器10中的特定分析时，样品导入系统部件110与相应的可更换安装结构102物理上相关联。例如，在实施方式中，在用于分析环境水样品的样品分析配置中，可更换安装结构102a物理地支撑靠近可更换安装结构102a的前侧112a的喷雾室108a，并物理地支撑靠
近可更换安装结构102a的仪器侧114a的喷枪104a和喷射器106a，而挥发性石化馏出物的分析可能需要可更换安装结构102和样品导入系统部件110的不同配置，例如利用可更换安装结构102c，其物理地支撑靠近可更换安装结构102c的前侧112c的喷雾室108c，并物理地支撑靠近可更换安装结构102c的仪器侧114c的喷枪104c和喷射器106c。
24.图2a至图2c示出了根据本公开内容的示例性实施例的与相应的可更换安装结构102物理上相关联的多个样品导入系统部件110。所示可更换安装结构102中的每一个均与喷雾室(示出了喷雾室108a、108b、108c)、喷射器(示出了喷射器106a、106b、106c)以及喷枪(示出了喷枪104a、104c)耦合并物理上相关联，其中，可更换安装结构102和样品导入系统部件110具有至少一个匹配的视觉标记或着色。可更换安装结构102还可以支撑附加或替代的样品导入系统部件110，包括但不限于雾化器(在图3a和图3b中示出了雾化器300)、流体接头(例如用于耦合部件、气体管道、液体管道、多位阀门、流通阀门等的端口)和泵系统。在实施方式中，参考图2a，喷雾室108a包括围绕喷雾室108a的出口118a放置的具有第一颜色(例如，棕色)的标记带116a。标记带116a匹配可更换安装结构102a的视觉标记或着色(例如，棕色)，以将被设计为一起用于icp或icpms仪器10中的特定分析的两个部件相关联。喷雾室108a被固定到具有标记带122a的耦合器120a，所述标记带122a也匹配可更换安装结构102a的视觉标记或着色(例如，棕色)以将被设计为一起用于icp或icpms仪器10中的特定分析的部件在视觉上相关联。耦合器120a可以通过可更换安装结构102a将喷射器106a相对于喷射室108a固定，其中，标记带122a可以为喷射器106a提供视觉标记或颜色。喷枪104a也包括标记带124a，该标记带124a匹配标记带116a和122a中的每一个标记带的视觉标记或着色(例如，棕色)以及可更换安装结构102a的视觉标记或着色(例如，棕色)以将被设计为一起用于icp或icpms仪器10中的特定分析的所有相应的部件在视觉上相关联。
25.虽然示出了标记带116a、122a和124a，但是样品导入系统部件110(或可更换安装结构102)的视觉标记或着色可以不同于带。在实施方式中，样品导入系统部件110可以包括容纳在样品导入系统部件110中的孔内的标记物。例如，参考图3a和图3b，雾化器300包括具有视觉标记或着色(例如，绿色)的标记杆302，以将被设计为一起用于icp或icpms仪器10中的特定分析的雾化器与其他部件(例如，喷雾室108b、可更换安装结构102b等)在视觉上相关联。标记杆302被容纳到雾化器300中的孔304中以将标记杆302固定就位。在实施方式中，标记杆302被容纳到孔304中并通过摩擦配合固定就位，然而可以使用粘合剂或其他材料将标记杆302固定在孔304内。作为视觉标记或着色的另一示例，参考图4，喷枪组件400包括耦合到喷枪管404的喷枪主体402。喷枪主体402包括具有三个圆圈图案的视觉标记406，其中第一个圆圈408具有特定颜色(例如，蓝色)，以将被设计为一起用于icp或icpms仪器10中的特定分析的喷枪组件400与附加系统部件(例如，喷雾室108c、可更换安装结构102c等)相关联。
26.在实施方式中，当可更换安装结构102和/或样品导入系统部件110可以与用于icp或icpms仪器10中的不同分析的多个部件一起使用时，可更换安装结构102和/或样品导入系统部件110可以包括多个视觉标记或着色。例如，在喷枪可以与icp或icpms仪器一起用于进行多次分析(并因此与不同的样品导入系统部件100和/或可更换安装结构102物理上相关联)的情况下，可以为喷枪提供多个视觉标记或着色。例如，参考图2a，系统100包括具有借助标记带116a的第一(例如，棕色)着色或标记的喷雾室108a、具有借助标记带122a的第
一(例如，棕色)着色或标记的耦合器120a、具有第一(例如，棕色)着色或标记的可更换安装结构102a、以及具有借助标记带124a的第一(例如，棕色)着色或标记和借助标记带126a的第二(例如，绿色)着色或标记二者的喷枪104a。参考图2b，系统100包括具有借助标记带116b的第二(例如，绿色)着色或标记的喷雾室108b、具有借助标记带122b的第二(例如，绿色)着色或标记的耦合器120b、具有第二(例如，绿色)着色或标记的可更换安装结构102b、以及具有借助标记带124a的第一(例如，棕色)着色或标记和借助标记带126a的第二(例如，绿色)着色或标记二者的喷枪104a。因此，图2a和图2b的系统100中示出的喷枪104a可以与具有第一(例如，棕色)着色或标记的可更换安装结构102a和具有第二(例如，绿色)着色或标记的可更换安装结构102b中的每一个物理上相关联。如图2c进一步所示，系统100包括具有借助标记带116c的第三(例如，蓝色)着色或标记的喷雾室108c、具有借助标记带122c的第三(例如，蓝色)着色或标记的耦合器120c、具有第三(例如，蓝色)着色或标记的可更换安装结构102c、以及具有借助标记带124c的第三(例如，蓝色)着色或标记和借助标记带126a的第二(例如，绿色)着色或标记二者的喷枪104c。在实施方式中，相匹配的着色或标记可以便于可更换安装结构102与相应的样品导入系统部件110的组装，从而确保合适的样品导入系统部件110彼此物理上相关联以执行特定分析，其中，不匹配的样品导入系统部件110可以通过在执行分析时引入不期望有的物理特性而将误差引入分析。例如，喷雾室108c与可更换安装结构102a或102b、喷枪104a(与标记带124a和126a相关联)以及喷射器106a(与标记带122a相关联)不兼容。
27.在实施方式中，与可更换安装结构102或样品导入系统部件110相关联的标记可以包括与着色不同或除了着色之外的特征。可以使用标记的多种变型来在验证可更换安装结构102与样品导入系统部件物理上相关联方面提供冗余。例如，在实施方式中，标记包括条形码(例如，二维(2d)或矩阵条形码)、字母、数字、符号、字母数字字符、表面纹理等中的一个或多个。标记可以包括被配置为由检测器检测和辨识的识别码。例如，在实施方式中，标记可以包括rfid芯片、条形码、磁性或物理图案等中的一个或多个。参考图5，系统100可以包括检测器500，其被配置为基于标记和/或颜色关联性(例如，基于标记带、标记杆、表面着色等)识别可更换安装结构102和样品导入系统部件110。在实施方式中，检测器500包括诸如照相机、光传感器等光学传感器、接触传感器、电导率传感器等。检测器500可以并入可更换安装结构102、icp或icpms仪器10或其他位置中的一个或多个中。检测器500可以基于标记和/或颜色关联性来检测可更换安装结构102和样品导入系统部件110的存在，并比较相应的可更换安装结构102和样品导入系统部件110(例如，经由可操作地耦合到检测器500或与检测器500集成或以其他方式包括在系统100中的处理器502或控制器)，从而确定适当的可更换安装结构102和/或样品导入系统部件110是否安装到icp或icpms仪器10以用于特定样品分析。例如，在实施方式中，处理器502比较来自检测器500的与可更换安装结构102以及安装到其上的样品导入系统部件110的颜色和/或标记相关的输出，并将该输出与存储在计算机存储器设备504中的数据进行比较，以验证由检测器500测量的可更换安装结构102和安装到其上的每个样品导入系统部件110与安排的样品分析相关联。计算机存储器设备504可以存储与以下相关联的数据：样品分析、特定样品分析所需的部件、以及用于特定样品分析的认可的可更换安装结构102和认可的样品导入系统部件110的列表。当特定的样品导入系统部件110或可更换安装结构102与经认可的用于被安排在icp或icpms仪器10上运
行的给定样品分析的部件列表不匹配时，系统100可以提供警报。例如，处理器502可以通过与系统100相关联的显示设备发起警报。警报可以包括关于哪个部件要改变的建议(例如，将蓝色类型喷射器更换为绿色类型喷射器)以提供一组相关联的可更换安装结构102和安装在其上的样品导入系统部件110。给定所识别的样品导入系统部件110和可更换安装结构102，系统100还可以提供关于哪个(哪些)样品分析将是适当的指示。例如，计算机存储器设备504可以存储特定样品分析以及适用于该特定样品分析的相关联的可更换安装结构102和样品导入系统部件110的数据集(例如，一个或多个索引或表格)。处理器502可以将由检测器500识别的系统部件与在一个或多个索引或表格中提供的特定分组进行比较，并显示对应于所识别的系统部件的样品分析(如果有的话)。所显示的警报和其他信息(例如，哪些样品分析适合于当前安装的系统部件)可以向操作者提供当前安装的可更换安装结构102和样品导入系统部件110可能与期望的样品分析不兼容的指示。
28.处理器502为系统100提供处理功能，以便分析检测器500进行的操作，并且处理器502可以包括任何数量的处理器、微控制器或其他处理系统、以及用于存储由检测器500访问或生成的数据和其他信息的常驻存储器或外部存储器。处理器502可以执行实现本文描述的技术的一个或多个软件程序。处理器502不受形成其的材料或其中所使用的处理机制的限制，并且因此可以借助(一个或多个)半导体和/或晶体管(例如，使用电子集成电路(ic)部件)等来实现处理器502。计算机存储器设备504是提供储存功能以存储与系统100的操作相关联的各种数据(例如，软件程序和/或代码段)或指导处理器502以及可能指导检测器500的其他部件来执行本文描述的功能的其他数据的有形计算机可读储存介质的示例。因此，计算机存储器设备504可以存储数据，例如用于操作系统100(包括其部件)的指令程序等等。应该注意的是，尽管描述了单个存储器，但是可以采用各种各样的存储器类型和组合(例如，有形非暂时性存储器)。计算机存储器设备504可以与处理器502成一整体，计算机存储器设备504可以包括独立存储器，或者计算机存储器设备504可以是上述两者的组合。计算机存储器设备504可以包括但不一定限于：可移除和不可移除存储器部件，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存(例如，安全数字(sd)存储卡、小型sd存储卡和/或微型sd存储卡)、磁存储器、光存储器、通用串行总线(usb)存储器设备、硬盘存储器、外部存储器等等。在实施方式中，系统100和/或计算机存储器设备504可以包括可移除集成电路卡(icc)存储器，例如由订户身份模块(sim)卡、通用订户身份模块(usevi)卡、通用集成电路卡(uicc)提供的计算机存储器设备504等。
29.系统100可以包括可更换安装结构102与相应样品导入系统部件110(或多个样品导入系统部件110)之间的物理键装置(physical keying arrangement)，以提供物理屏障，其防止对与可更换安装结构102的特定物理键装置不匹配的样品导入系统部件110的安装。例如，在实施方式中，系统100包括可更换安装结构102和至少一个物理上相关联的样品导入系统部件110，该可更换安装结构102具有与其一起布置的物理键部件，并且该至少一个物理上相关联的样品导入系统部件110具有被配置为与可更换安装结构102的物理键部件配对和/或匹配的相应物理键部件。物理键部件可以包括但不限于物理突起、凹陷及其组合等。
30.虽然已经以特定于结构特征和/或过程操作的语言描述了主题，但是应当理解的是，所附权利要求中限定的主题不一定限于上述的具体特征或动作。相反，上述的具体特征
和动作为实施权利要求的示例性形式而被公开。