用于测定是否存在化合物并对之进行取样的方法和系统的制作方法

专利名称：用于测定是否存在化合物并对之进行取样的方法和系统的制作方法
本申请是对1992年6月1日提出的07/890863申请和1992年6月1日提出的07/890864申请的部分连续申请，这两份申请也同样转让给了本申请的受让人。
本发明涉及一种用于确定某些特定的物质(比如在玻璃或塑料瓶之类的容器中的污染物残渣)是否存在并对之取样的检测系统。更具体地说，本发明涉及一种改进了的、用于确定某些物质(如沿着一条传送线快速移动并通过容器分类系统中的检验站的饮料瓶之类的容器中的污染物残渣)存在与否的取样和分析系统和方法。
在许多工业部门(包括饮料工业部门)中，产品被包装进容器中，这些容器在使用后被回收，并经清洗和重新灌装。通常可重灌的容器(如饮料瓶)是由玻璃制成，容易清洗。先清洗这些容器，然后检验是否存在外来异物。
玻璃容器的缺点是易脆，并且大容积玻璃容器也较重。因此，人们非常愿意使用塑料容器，因为他们不大脆，并且比同容积的玻璃容器轻。不过，塑料材料易于吸收各种有机物，这些化合物随后可能被吸收进产品，随之有可以使装在容器中的产品的质量变坏。这些有机化合物例如可以是含氮的化合物，如氨、有机氮化合物以及包括汽油和各种清洗液在内的碳氢化合物。
上面提到的07/890，863申请公开了一种用化学发光分析仪来检测这些含氮的化合物和碳氢化合物的系统和方法。采用该系统和方法可以很好地工作，但人们仍然希望能加以改进，以便克服一些干扰，这些干扰有时会造成某些困难，使得难以达到理想的灵敏度和检测精度。这样的干扰起因于背景信号，背景信号可能遮盖住低含量的特定化合物的检测信号，并且它随时间的变化还可能导致错误的阳性结果(结果会将未受污染的容器错误地易除掉)。这样，本领域需要一种精确度和灵敏度都提高了的化学发光分析仪。
于是，本发明的一个主要目的是提供一种用于检测沿一条流水线快速移动的材料中是否存在特定物质(如含氮化合物及碳氢化合物)的、使背景信号的有害效应应降低到最低的精确度得到改善的方法和系统。
本发明的一个特别的目的是使背景信号掩盖表示待测的那些物质存在的信号的效应降低到最小程度。
本发明的另一个特别的目的是在检测这些物质是否存在的同时，把由于背景信号及其变化所造成的这些物质存在的假的阳性指示的次数降低到最少。
本发明的这些目的是通过提供步骤如下的方法而实现的采集一个样品;
将该样品分为第一和第二部分;
将第一部分样品加热到第一温度;
将第二部分样品加热到第二温度;
将加热过的第一部分样品与臭氧混合，使二者发生化学反应，以产生具有与所述的第一部分样品中物质有关的特征波长的化学发光辐射;
将加热过的第二部分样品与臭氧混合，使二者发生化学反应，以产生具有与所述的第二部分样品中物质有关的特征波长的化学发光辐射;
有选择地检测第一部分样品由化学发光作用而发出的辐射;
有选择地检测第二部分样品由化学发光作用而发出的辐射;
施行所述的加热和检测步骤从某种意义上来讲是为了使由该样品的所述那两部分之一所产生的被检测到的辐射强度(对于所选定的那些化合物之中的至少某几种来说)要高于另一部分;
由该样品的第一部分选择性地检测的辐射产生第一电信号，并由该样品的第二部分选择性地检测的辐射产生第二电信号，并且比较第一电信号和第二电信号以确定样品中所选定的化合物是否存在。
基本上在对所述的第一部分施行所述的加热、混合、检测和信号生成步骤的同时对所述的第二部分施行所述的加热、混合、检测和信号生成步骤，并且施行所述的比较步骤以使能抵消所述的部分中的背景信号。
在一个优选的实施例中，对第一部分样品的加热是在一个具有一陶瓷加热腔的第一热转换器中进行的，并且对第二部分样品的加热是在一个在其加热腔中具有镍材料的第二热转换器中进行的。这样，第一和第二部分样品分别是在不同的化学环境中氧化的。在该陶瓷转换器中由样品化学发光所产生的辐射通过一个石英滤波器，并且随后接受检测。在镍转换器中由样品化学发光所产生的辐射通过一个红光(红外)滤波器，随后接受检测。用计算机把相应于穿过石英滤波器的辐射的信号从相应于穿过红光滤波器的辐射的信号中减去。将结果与某些预定的阈值标准进行比较以确定是否存在有关的特定氮化合物或碳氢化合物。相应地，也产生了瓶分类系统所需的适当的剔除信号。
参考下面给出的详细的说明书叙述部分，可以明了本发明进一步的适用范围。不过，应该认识到，给出这一详细的说明和这些具体的例子(尽管它们指出了一些优选的实施例)仅仅是为了说明的目的，因为对本领域普通技术人员来说，根据这一详细的说明，各种变化和改进是处在本发明的宗旨和范围之内将是显而易见的。
参考下面给出的详细叙述部分和附图，可以更充分地理解本发明，并且提供这些详细叙述部分和附图仅仅是为了说明，因而不限制本发明的保护范围，其中

图1是美国专利申请07/890，863中公开的一个采样和残渣分析系统的示意框图，图中示出了多个容器按顺序沿一个传送系统运动并穿过检验站、剔除机构和清洗站;
图2是美国专利申请07/890，863中公开的又一个框图，示出了处于一个检测器系统之中的、图1的系统的一种可能的实施方式，在检测器系统中的污染物可能是一种含氮的化合物;
图3是本发明的一个改进的分析仪系统的一个示意图;
图4为用一个作用于一个含有含氮化合物(如NH3)样品的、图3中的系统所检测到的并且处理的信号的示意图;
图5为用一个作用于一个含有碳氢化合物(如柴油或汽油)样品的、图3中的系统所检测到的并且处理的信号的示意图;
图6为用一个作用于一个含有一种未知污染物的、图3中的体系所检测和处理的信号的示意图，所述的污染物以类似的方式受到在二个不同的转换器中加热的作用。
图7为用一个作用于一个不含有任何用本发明可检测出的类型的污染物的、图3中的体系所检测和处理的信号的示意图。
在此引入上面提到的申请号为07/890，863和07/890，864的美国专利申请的公开内容以供参考。
参考代表申请号为07/890，863的母申请内容的图1，该图示出了一个沿箭头A方向运动的传送带10，传送带10上有多个开盖的、敞口的、相互分开的容器C(如容积约为1500毫升的塑料饮料瓶)按，使这些容器顺序穿过一个检验站12、剔除机构28和传送带32直至一个清洗系统。为提高检验效率，容器C可以相互接触而不是相互之间有间距。容器C中所带有的物质通常包括空气、污染物残渣(如果有的话)的挥发物，以及任何已在容器中的产品(如饮料)的挥发物。作为压缩空气源的空气注入器14在检验站12处带有一个与容器C分开但是相准直的喷嘴16。也就是说，喷嘴16置于容器的外部，并且与容器不相接触。喷嘴16将压缩空气吹入容器C，以便置换该容器所带有的一部分物质，结果将一股样品气雾释放到正在接受检验的容器之外的一个区域。
如果不用压缩空气，也可以用CO2气体作为注入流体。同样，可以对压缩空气或CO2气体进行加热以提高正在检验的化合物的挥发性。
通过喷嘴16注入进一个容器C的空气量对于每分钟约200-1000瓶的瓶速度而言通常在10毫升左右的量级。最好移动速度为每分钟400瓶，并且该速度与目前的饮料瓶灌装速度相当。所需的检验速度会随所检验和灌装的瓶子大小而变。当然，瓶子可以是静止的或者以低于每分钟200瓶的速度移动，此时系统仍可正常工作。能够被置换排至瓶子外部区域并构成样品雾气18的容器中的物质仅为约10毫升。
系统还带有一个抽气器采样器22，该采样器22可包括一个与一个采样管或称导管20相连的真空泵之类的部件。所述的管子装在空气注入器14的附近(最好是其下游(如其下游约1/16英寸处)以便与在容器C的顶部的开口附近的样品雾18流体相通。
不论喷嘴16还是管子20在检验站12处都不与容器C接触;相反地，它们在容器外部紧靠其开口处留有一定的间隔。这种设置方式的优点在于不需要用什么部件与容器C连接，也不需要把探头伸进容器中，而这两种情况都会使使其沿传送带10的快速运动受阻并且因此而降低采样速率。用本发明的系统和方法可能达到每分钟约200-1000瓶的高速采样速率。最好使传送带连续运动以提高瓶子的移动速率，而不要使瓶子在检验站处停顿或减速。
设置一条支路管24，使其与抽气器采样器22相连，以便可以将预先确定部分(最好约为90%)的进入管20的气雾18的样品通过支管24转移。剩下的样品部分流到一个残渣分析器26，该分析器可确定残渣中是否存在某些特定的物质，并且随后排出这些物质。使大部分样品分流的一个目的是减少从抽气器蒸发采样器22流到残渣分析器26的样品的量，以便实现高速分析。这样做的目的是使准备用残渣分析器26检验的样品的量保持在一个可控制的水平上。分流一部分样品的另一个目的是为了使抽气器22能基本上从检验站区域排除所有的样品雾气10并且将多余的雾气导向支路管24。在一个优选的实施例中，穿过支路管24的样品的多余部分返回到空气注入器14并通过喷嘴16重新注入到沿传送带10运动的后面的容器中。不过，为使结构简化，也可使排气支路管24直接通向大气。
当然，可以在原处分析样品雾气18而不需将它输送至远处的分析器(如26)。还可以用吹的方式而不用抽吸的方式把雾气送至分析器26。
用一个包括一模数转换器的微处理器控制器34来控制空气注入器14、抽气器采样器22、残渣分析器26、剔除机构28和一个可根据情况选用的风扇15的工作。在横跨传送带10的一个反射器(图中未示出)的对面设置一个包括并排设置的辐射源和光检测器在内的容器传感器17。当容器到达检验站处并且迅速将反射至光检测器的辐射光束切断时传感器17可以将信号传送给控制器34。设置一可任选的风扇15，以便形成一股吹向样品雾气18的空气流，该气流的方向最好为容器C的运动方向，以有助于在对每个容器C采样完毕后把样品雾气18从检验站12附近排走。这样就把那种空气从检验站区域排走，结果当连续不断的容器C到达试验站处进行采样时从现有的样品雾气18处就不会有现有的样品气雾18的残留的残渣污染试验站区域。于是，在容器之间就不会有样品的残留物。风扇15的工作过程是由微处理器34按照图1中所示的方式进行控制的。最好风扇在系统的其余部分正在工作的整个时间内都连续工作。
当残渣分析器26确定了某个特定的容器C被各种不希望出现类型的残渣污染时，剔除机构28从微处理控制器34处接受一剔除信号。剔除机构28将被污染的、被剔除的瓶子偏移至传送带30，并且使传送带32上的未受污染的、可接受的瓶子通过，传送至一个清洗器(图中未示出)。
一种可任选的工作方案是将瓶子检验站设置在瓶子清洗器沿传送带前进方向的下游，或者是将一个附加的检验站和样品及残渣分析系统设置在清洗器的后面。实际上，当检验瓶子中是否有某些污染物时，较好的方式是把检验站和系统设置在清洗器的后面。例如，如果污染物是一种碳氢化合物(如不溶于水的汽油)在清洗完瓶子之后再检测碳氢化合物残渣更为容易。这是因为在对这些瓶子进行加热并用水进行清洗的清洗过程中，水溶性的化学挥发物由于加热作用而从瓶子中放出，并且随后溶解在清洗水中。另一方面，随后可以用一个在清洗器下游的采样器22采集某些不溶于水的碳氢化合物，以便排除那些溶解了的，水溶性的化学物质。这样，如果瓶子在检验之前这通过清洗器，可以不受其它水溶性的化学物质的影响就检测出这些碳氢化合物。
参考图2，该图示出了与图1中的采样和分析系统一同使用的一个检测系统的一个特定的实施例，图中相同的数字代表相同的部件。图2中的检测系统在1992年6月1日提出的申请号为07/890，863号专利申请也得以充分地公开。如图中所示，系统中设置了一个喷嘴16以便把形成一股吹进正在检验中的容器(图中未示出)的空气流。流经喷嘴16的空气可经加热，也可不经加热，对某些申请而言最好是将空气加热。与喷嘴16并排设置的是一根样品进口管20，它包括在其出口处的一个用于将颗粒从样品过滤出去的过滤器40。由通过一个检测器组件27连接的泵82的抽吸侧的管20进行抽吸。
参考对图1部分的叙述，一部分样品(例如每分钟约6000毫升的整个样品流中的90-95%)由于部件的连接关系而通过一个支路管线24而被转移到泵46的抽吸侧。泵46使空气经储气筒48、正常情况下打开的鼓风控制阀50重新循环至喷气出口喷嘴16。反压调节器54有助于控制流经喷嘴16的喷气压力，并且可将多余的空气送至排气口。喷气控制阀50从微处理控制器34经传输线50A接受控制信号以便使阀维持正常开启状态，使空气流出喷嘴。
向泵46提供电能是通过连接到电路开关26(该开关又连接到交流滤波器74的输出端和交流电源PS上)上的传输线46A。
在图2所示的实施例中，检测器组件27为一个检测正通过化学发光法进行监视的容器中所选定的化合物(如含氮的化合物)残渣的分析器。这类检测器众所周知，包括一个用于将臭氧与氮的氧化物(或其它可与臭氧反应的化合物)进行混合以使它们进行反应的腔、一个可使辐射透过的元件(带有适当的滤波器)以及一个用于检测反应产物的化学发光的辐射检测器。例如，当在存在一种氧化剂(如空气中的氧)的条件下加热含氮的化合物(如氨)时，所产生的NO与臭氧发生化学反应，在预定的波长处(如约0.6-2.8微米的波长范围中的波长处)发出特征光辐射。用一个光电倍增管就可检测选定部分的发出的化学发光辐射及其强度。
在图2中所示的系统中，通过进气口60和空气过滤器62将环境空气吸进一个臭氧发生器64。臭氧在该发生器中产生(比如通过对空气进行放电的方法)，并经臭氧过滤器66和流动控制器阀68输出到检测器组件27，在该组件中，臭氧与从容器输入端经入口管20、过滤器40、流动限制器42和转换器44而来的样品进行混合。从入口管20而来的样品穿过一个转换器44(如一个电加热的镍管)，在样品输入到检测器组件27之前，该转换器内的温度可加热到约800-1000℃。温度约为900℃。分布范围为从400℃至1400℃的温度也可以接受。当用这种方式加热含氮的化合物(如氨)时会产生出NO(氧化氮)，并且氧化氮被输送到检测器组件27的腔中。在转换器44中还会产生可与臭氧反应的、NO以外的化合物以及化学发光过程，比如加热汽油、煤油或清洁剂残留物时会衍生出有机化合物。
通过一个变压器72与电源相连的温度控制器70用于控制转换器44中的温度。
检测器组件27中的样品在通过该组件的腔后经一个蓄气器85和泵82而被输出到一个臭氧洗涤器56及一个排气出口57，以便清洗净残渣检测器，以便继续检查来自沿图1中的传送带10的下一个容器的下一个样品。(如上所述，可以用图2中未示出的一个可根据情况选用的风扇来帮助清除从样品入口管20附近所遗留下来的样品雾气。)从检测器组件27的、与检验结果有关的输出信号经一个前置放大器84被输出到微处理器34，该处理器34以适当的方式将此信息送至一个记录器83。记录器83最好是一个常规的磁带记录器之类的记录器，它可以正被分析的样品信号幅度随时间的变化。
可以对微处理器34进行编程，使其在“接触”或者检测特定的残留物时，可以识别出来自检测器组件27的光检测器的信号峰，该信号峰出现在一个预定的时间间隔内(根据检验站处所指示的容器的到达情况而定)，其斜率和幅度会达到预定的幅度并且随后会在一个规定的持续时间内保持这样的水平。
微处理器控制器34还向瓶子剔除器28送出一个输出信号，以剔除受污染的瓶子并将它们人那些正通向清洗器的瓶子中分离出来。
残渣分析器27配有一个校正端86，用于调节与检测器组件相连的高压源26A。分析器还配有一个与微处理器控制器34相连的记录器衰减器输入端88，用于调节记录器的工作。检测器组件27从高压电源26A处接受电能。
此外，控制器包括操作板90，该操作板包括一个键盘垫和显示部分，它们可使操作者以适当的方式控制检测器组件27的工作。
通过与电源PC的输出端相连的直流电源78，可向所有的有关部件供应直流电。
系统内还设有一个可任选的报警指示器80A，以提示操作者有受污染的容器。报警指示器80A通过输出控制线80C连到微处理器控制器34的输出端上。微处理器控制器34上还连有一个故障报警器80B，用来接受错误或故障信号，如压力处于某些预定的限度之外时由压力开关或真空开关87发出的信号。
系统中还可配有其它安全装置，如用来保证系统正常工作的真空计89和反压控制阀54。
图2的整个系统的大部分部件最好封闭在一个防锈的不锈钢外壳92中。外壳由一个逆流热交换器91进行冷却，该热交换器91具有气密隔离开的部分91A和91B，用适当的风扇在其中形成空气逆流。
图2中所示的系统具有一个检测器组件27，用来分析抽进管子20及转换器44或者只抽进转换器44中的样品。在大多数情况下，此系统对于检测碳氢化合物或者含氮化合物而言工作得很好。不过，有时有关信号可能会被隐藏或者遮盖在NOx(NO或者NO2)背景信号中。此外，特别是在背景快速变化期间，即使有关的化合物不存在，背景信号也可能表明存在有关的化合物，也就是说，发出了“假阳性信号”。背景NOx可能因为检验装置附近有工厂的叉车通过，或者因为一些待测的瓶子所处的储存环境的大气成分不同，或者因为工厂外的交通情况，或者因为很多其它原因而变。
为避免假的正指示及保证有关的信号不被隐藏或遮盖在背景信号中，本发明的一个优选的实施例包括一个改进了的样品分析器系统，其中的各部分示于图3中。该系统在许多方面类似于图2中的系统，不过，图2中所示系统中的转换器44、检测器组件27及前置放大器84被图3中的部件替代。
仔细参考图3，从待检测容器中出来的样品(如样品雾气18)被抽进样品管20并流经过滤器40和限流器42。然后样品分成两部分，分别进入与平行的转换器P1、P2相连的两个平行的流动线路。转换器P1最好是一种陶瓷转换器，以使其中样品被加热的部分在加热时处于存在陶瓷材料的条件下。转换器P2最好是一个镍转换器(由镍构成或含有镍)，以使在存在氧化镍的条件下加热其中的那部分样品。转换器P1的输出端与化学发光检测器组件D1的输入端相连，并且镍转换器P2接到化学发光检测器组件D2的输入端上。化学发光检测器组件D1带有一个石英输出滤波器，如一个截止波长为0.19微米的滤波器，这样检测器组件D1内由于化学发光作用而发出的波长大于0.19微米的辐射可以通过石英滤波器而到达一个光电倍增管，该光电倍增管将辐射信号转变为在相应的物质的特征波长处都具有每种待测的物质的特征波形和幅度的电信号。所发出的辐射是由检测器中的样品与输送进来的臭氧气体按照本领域技术人员所共知的方式所进行的化学反应产生的。换句话说，检测器组件D1能检测出存在能发出能穿过石英滤滤器的特征波长的辐射的物质。
另一方面，检测器组件D2有一个红外输出滤波器(如一个截止频率为0.6微米的滤波器)，该滤波器可以选择性地通过相应于各种含氮化合物的红外(及更长波长)光谱区域内的辐射。
工作时，雾气18的样品被抽吸，经过样品管20、过滤器40和限流器42，然后被分成基本上相等的两部分，进入两个平行排列的转换器P1、P2。将两个转换器P1和P2都加热至约900℃。温度高定为900℃比较合适，不过，如果把转换器加热到范围在约800℃-1400℃之间的一个基本上相同的温度，系统可以取得较满意的结果。
如上所述，转换器P1是一个陶瓷转换器，其反应腔衬有一种材料(如氧化铝之类的材料)。另一个转换器P2由镍构成或含有镍，比如转换器P2是一种镍合金管或一种含有镍线圈的陶瓷管。
转换器P1和P2的典型尺寸为大约15英寸长，内径为0.03-0.2英寸，并且典型的内径为1/8英寸，外径为1/4英寸。
检测器D1和D2连到相应的转换器P1和P2的出口上，并且连到一个真空装置上，以便通过转换器和检测器抽出样品。检测器D1和D2的输出端经适用的放大器A1和A2而连到一个微处理器控制器34上，该控制器包括多个模数转换器，并且适于处理由检测器D1和D2产生的电信号S1和S2，并且产生输出信号，这些输出信号包括各个处理过的信号以及一个通过使由相应的检测器所测得信号相减而得到的净信号，比如净信号(S2-S1)。
最好将经过转换器P1和P2、检测器D1和D2以及与这些部件有关的流动管路的流动阻力设计得基本相等，以使背景随时间的变化与由检测器D1和D2所测得的值基本相等。流动阻力(以及相应于此的流率)主要由限流器42决定。
图4-6示出了由检测器D1和D2输出的各种待测的物质的信号幅度随时间变化曲线图。图4-5示出了较高的、随时间变化的背景信号。将信号相减得到结果(S2-S1)，检测含氮化合物时得到一个正信号(+)，检测碳氢化合物(柴油燃料或煤油中的烯烃)得到一个负信号(-)。当检测含氮化合物(图4)时该信号为正值，因为在所用的正常的温度和流率的条件下，陶瓷转换器P1在没有氧化镍时不能产生足够量的NO。对烯烃(图5)而言信号(S2-S1)为负值，因为至少有两个原因决定了检测器D1的信号S1大于探测器D2的信号S2。第一原因是陶瓷转换器中所产生的与烯烃化学发光有关的信号比镍转换器中所产生的信号更多，第二个原因是检测器D1中所产生的化学发光辐射中较少的部分是由检测器D1的石英滤波器滤过而不是由检测器D2的红外滤波器滤过。不论何种情况，信号相减所得的净的负信号(S2-S1)表示存在一种烯烃污染物(如柴油或煤油)。
值得注意的是，除非进行信号相减，不然图4中的信号(S2-S1)可能会检测不到，因为背景信号S2和S1的水平太高，会使氮化合物的信号淹没在其中。同样，避免在通过转换器P1、P2和检测器D1、D2的流动过程中出现时间偏移的重要性是显而易见的，特别对于在背景水平快速变化并且如果发生时间偏移时会使上述差值归于零时更是如此。
陶瓷转换器P1显然“裂解”了柴油燃料或煤油，产生了一种双键的碳氢化合物，最可能产生的是一种链烯烃(如1-丁烯或丙烯)，它可与臭氧(O3)发生化学发光反应。很明显，在含镍的转换器P2中所生成的链烯烃与陶瓷转换器P1中所生成的链烯烃同样多之前，一些裂解材料发生燃烧或反应，形成了不会发生化学发光反应的化合物。这种理论看来能够解释已经含有链烯烃的汽油显然不会在通过转换器的过程中受到影响这样的结果。实际上，对通过化学发光作用检测汽油而言，转换器通常并非必需。
对汽油污染物而言，净信号(S2-S1)通常为负值，因为D1的石英滤波器对辐射的衰减作用比D2的红外滤波器小。
为避免失去其他外来异物(如容器中香烟所含的化学物质)或待分析的样品，除净信号(S2-S1)之外，还需分析单个的信号S1和S2。例如，从图6中可见，对某些污染物而言，即使每个检测器在某一特定的时刻(在与污染物到达试验站有关的时间窗口之内)测出了多个单信号峰并且所述的单峰的形状和幅度达到了指示存在污染物的阈值，信号S2与S1相减的结果仍可能得到接近0的(S2-S1)的净值。这样，如果把各信号S1和S2的峰值与阈值水平TL进行比较，就可以较方便地检测出污染物(如香烟残渣)。图6中所示的S1和S2信号分别代表这些信号峰，因而系统会给出一个异常信号并且产生一个适当的剔除信号。图6中尖锐的分裂峰信号和图7中的那些信号(用来表示一个缺乏待检测的类型和量的污染物的样品)虽然高于阈值水平(TL)，但缺少指示存在污染物的必要的形状特征。
因此，根据为本发明的方法提供的适合的软件，微处理器控制器34不但能从信号S2中减去S1从而确定某些碳氢化合物或者含氮化合物是否存在，还可监视单个的信号S1和S2以确定单个的信号与预定的阈值判据相比较的结果。下表中给出了各检测逻辑判据的可能性。
净信号的检测S2-S1 表示所存在的杂质为 动作 附图+(高于+阈值) 氮(NH3) 剔除图6-(低于-阈值) 柴油燃料煤油 剔除 图50(但另一方面S1和S2表 香烟或其它污染物 剔除 图6现为具有特定特征的峰0(并且S1和S2(或二者) 无污染物 接受 图7缺乏峰的特定的特征上面叙述了本发明，显然本发明同样的内容可以有很多种不同的变化形式。这些变化不应被看作是背离了本发明的精神和保护范围，并且所有对本领域普通技术人员而言显而易见的这些改进都应包括在下述权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.一种利用样品与臭氧发生化学发光气相反应检测样品中所选择的包括特定的含氮化合物和/或碳氢化合物在内的化合物的方法，包括如下步骤采集所述样品；将该样品分为第一和第二部分；将第一部分样品加热到第一温度；将第二部分样品加热到第二温度；将加热过的第一部分样品与臭氧混合，使二者发生化学反应，以产生具有与所述的第一部分样品中物质有关的特征波长的化学发光辐射；将加热过的第二部分样品与臭氧混合，使二者发生化学反应，以产生具有与所述的第二部分样品中物质有关的特征波长的化学发光辐射；有选择地检测第一部分样品由化学发光作用而发出的辐射；有选择地检测第二部分样品由化学发光作用而发出的辐射；进行所述的加热和检测步骤从某种意义上讲是为了使所检测到的从该样品的那两部分之一所发出的辐射强度至少对于所选定的那些化合物的几种来说要高于该样品的另一部分；从选择性地检测第一部分样品所得到的辐射中产生第一电信号，并从选择性地检测第一部分样品所得到的辐射中产生第一电信号，并且比较第一电信号和第二电信号以确定样品中所选定的化合物是否存在。
2.一种如权利要求1所述的方法，其中所述的加热步骤包括使样品的第一部分穿过一个具有加热腔、所述的加热腔又包括陶瓷材料的转换器，使样品的第二部分穿过一个具有加热腔、所述的加热腔又包括镍材料的第二转换器。
3.一种如权利要求1所述的方法，其中对所述的第一部分施行所述的加热、混合、检测和产生步骤的时间与对所述的第二部分的时间基本相同，并且其中的比较步骤包括从第二电信号中减去第一电信号以便扣除所述的两部分中的背景信号的步骤和将此净结果与第一预定阈值判据进行比较的步骤。
4.一种如权利要求3所述的方法，还进一步包括将第一和第二电信号中的每一个分别与第二预定阈值判据进行比较的步骤。
5.一种如权利要求1所述的方法，其中施行所述的分配步骤的方式应使能得到基本上相等的两个样品部分。
6.一种如权利要求1所述的方法，其中所述加热步骤是在第一和第二转换器中完成的，每一个转换器都加热到约800-1000℃之间的一个基本上相同的温度。
7.一种利用样品与臭氧发生化学发光气相方法检测样品中所选择的包括特定的含氮化合物和/或碳氢化合物在内的化合物的系统包括用于采集所述样品的装置;用于将该样品分为第一和第二部分的装置;用于将第一部分样品加热到第一温度的第一转换器装置;用于将第二部分样品加热到第二温度的第二转换器装置;用于将加热过的第一部分样品与臭氧混合，使二者发生化学反应，以产生具有与所述的第一部分样品中物质有关的特征波长的化学发光辐射的装置;用于将加热过的第二部分样品与臭氧混合，使二者发生化学反应，以产生具有与所述的第二部分样品中物质有关的特征波长的化学发光辐射的装置;用于有选择地检测第一部分样品由化学发光作用而发出的辐射的装置;用于有选择地检测第二部分样品由化学发光作用而发出的辐射的装置;用于产生幅度和持续时间与所检测的混合后的样品的第一部分所放出的辐射的特征波长有关的第一电信号，以及幅度和持续时间与所检测的混合后的样品的第二部分所放出的辐射的特征波长有关的第二电信号的装置，以及用于比较第一电信号和第二电信号以确定样品中是否存在所选定的化合物的装置;所述加热、混合、检测以及信号产生装置适合于在基本上与所述第二部分的处理的同时处理所述第一部分，以便能利用所述比较装置从所述第一和第二电信号中扣除背景信号。
8.一种如权利要求7所述的系统，其中第一转换器装置具有一个包括陶瓷材料的加热腔，并且第二转换器装置具有一个包括镍材料的加热腔。
9.一种如权利要求7所述的系统，其中用于比较的装置可以从第二电信号中减去第一电信号，并且将净结果与预定的阈值判据进行比较。
10.一种如权利要求9所述的系统，还包括分别使第一和第二电信号中的每一个与预定的阈值判据相比较的装置。
全文摘要
取样和测定是否存在化合物的方法和系统。将样品分为两部分，对它们加热，使其分别与臭氧混合而发生化学发光反应，这些光辐射具有分别相应于两部分中物质的特征波长。选择性地分别检测第一和第二部分的辐射。产生并比较分别相应于第一和第二部分的电信号以确定样品中是否存在所选择的化合物。
文档编号G01N21/64GK1109167SQ9410327
公开日1995年9月27日 申请日期1994年2月22日 优先权日1993年2月22日
发明者戴维·R·朗贝伦, 戴维·H·法因, 斯蒂芬·J·麦多纳德, 丹尼尔·B·丹尼森, 尤金·K·阿赫特 申请人:可口可乐公司