样品测量池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种样品测量池，尤其涉及一种利用光学方法对样品的物化性质进行测量的样品测量池。
【背景技术】
[0002]目前，在很多领域的应用中都需要利用吸收光谱法检测ppm和ppb浓度水平的微量样品，为了提高吸收光谱技术对低浓度样品的检测灵敏度，增加光束穿过样品的光程是一种有效的方法。显然，单纯将光源与探测器位置远离，使光束穿越一个非常直长的透射型样品测量池，会使装置笨重、准直复杂、温度稳定性和抗震性能差。通常采用“折叠”光程，即光束在反射镜间多次反射来实现在一个较小的空间区域内的有效光程延长。比如，比较常见的是White型样品测量池和Herr1tt型样品测量池，这两种样品测量池都采用凹球面反射镜在较小的空间区域内实现光路的多次反射。同样也有利用平面反射镜实现的方式，比如，在美国专利US3524066中描述了在圆柱腔体的两端安装两个平面反射镜来实现光路的多次反射。
[0003]然而，在实际使用中，当测试环境恶劣(高粉尘、腐蚀性、高水份、高温、振动等)时，基于反射镜的样品测量池，由于高反射膜层是镀在前表面的(即镜片镀外反射膜)，此时，反射镜的反射面和接触样品的接触面重合，即同为一个面。实际使用时高反射膜层与样品测量池中的样品直接接触，膜层容易被样品、样品中的杂质所破坏。
[0004]—般地，高反射膜层为金属反射膜或介质反射膜。若使用金属反射膜，由于单层的金属膜硬度较低，极易被擦伤，因此，常在金属膜上加镀保护膜，且金属反射膜本身就需经多次镀设而成，得到的金属反射膜一般包含多层膜层。类似地，当使用介质反射膜时，介质反射膜一般通过多次镀设而成，因此，得到的介质反射膜也包含多层膜层。无论是金属反射膜还是介质反射膜，由于各膜层之间的粘附性、膜层和基底材质之间的粘附性、以及膜层的致密性有限，当将高反射膜层置于高温、高湿、高粉尘、腐蚀性等恶劣环境中时，环境中的气体、水汽及杂质容易进入到高反射膜层的各个膜层之间以及高反射膜层与玻璃基底的连接处，使得高反射膜层容易被破坏；另外，在高反射膜层的制备过程中，一般会引入颗粒异物，所引入的颗粒异物会造成高反射膜层的缺陷，当有膜层缺陷的反射镜置于恶劣环境中时，会加剧破坏作用，这不仅使得高反射膜层的反射率降低，损失光能，而且破坏过程脱落的膜层还可能会阻挡光路，进一步降低光能的收集效率，甚至会使得玻璃在高反射膜层的应力的作用下变形破裂，从而导致基于镀膜技术反射镜的样品测量池的环境适应性差，无法适应不同的测量环境，在恶劣环境中无法正常使用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种样品测量池。
[0006]本发明的样品测量池所用的测量方法为光学方法，包括但不限于:吸收光谱、拉曼光谱、散射谱、荧光等分析方法。
[0007]为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种样品测量池，所述样品测量池包括反射腔及至少一个反射结构，反射腔用于容置待测样品；所述至少一个反射结构设置于所述反射腔的边界；其中，所述反射结构包括接触面和反射面，所述接触面接触所述待测样品，所述反射面远离所述待测样品；所述接触面及所述反射面的至少其中之一为非平面；入射光于所述反射腔内多次反射以形成测量光路路径，所述入射光通过入射部分进入所述反射腔，所述入射部分为所述入射光与所述测量光路路径初次接触的部分，所述入射部分与所述反射面之间为非连续设置。
[0008]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反射结构为反射镜，所述装置包含至少两个反射镜，所述至少两个反射镜分别设置于所述反射腔的两端。
[0009]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反射腔为所述测量光路路径形成的区域。
[0010]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反射面上镀有反射膜。
[0011]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反射面为全反射面。
[0012]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述入射部分为所述反射结构上的通光面、通光孔或所述反射结构的周围的入射区域。
[0013]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述非平面为球面、柱面、二次曲面、自由曲面、或非球面。
[0014]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述入射光的光斑的束腰位置位于所述反射腔的内部。
[0015]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述至少一个反射结构之间具有夹角，所述夹角取值范围为O° -360°。
[0016]作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反射面上设置有保护结构，所述保护结构用于保护所述反射面。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明将反射结构的反射面设置为远离待测样品的一面，待测量样品、样品中的杂质不会破坏起反射作用的反射面，本发明在提供长光程的同时，样品测量池的环境适应能力也得到了极大的提升，如此，本发明兼顾了长光程和强的环境适应能力。
【附图说明】
[0018]图1是本发明一实施方式的样品测量池立体图；
图2是本发明一实施方式的样品测量池主视图；
图3是本发明一实施方式的连续设置的示意图；
图4是本发明一实施方式的通光孔结构示意图；
图5是本发明一实施方式的通光孔结构示意图；
图6是本发明一实施方式的反射镜形状示意图；
图7是本发明一实施方式的探测器的结构示意图；
图8是本发明一实施方式的样品测量池的测量流程模块图；
图9-图20是本发明其他实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0020]如图1及图2所示，在本发明一实施方式中，所述样品测量池100包括反射腔101及至少一个反射结构102 ;所述反射腔101用于容置待测样品，所述至少一个反射结构102设置于所述反射腔101的边界；其中，所述反射结构102包含接触面1021及反射面1022，所述接触面1021接触所述待测样品，所述反射面1022远离所述待测样品，与待测样品不接触；所述接触面1021及所述反射面1022的至少其中之一为非平面；入射光L于所述反射腔101内多次反射以形成测量光路路径，所述入射光L通过入射部分进入所述反射腔101，所述入射部分为所述入射光L与所述测量光路路径初次接触的部分，所述入射部分与所述反射面1022之间为非连续设置。
[0021]其中，与待测样品直接接触的是接触面1021，而实现反射作用的反射面1022均远离待测样品，即会被破坏的是不起反射作用的接触面1021，而反射面1022不会受到待测样品、样品中的杂质的影响，如此，样品测量池100的环境适应性能力得到了极大的提升。反射面1022远离待测样品，相较于现有技术，其有益效果还在于:反射面1022上可以设置保护结构，例如，保护结构为机械结构，可设置机械结构以保护反射面1022免于刮伤、阻止气体及水份等杂质和反射面1022接触，也可于反射面1022附近放置干燥剂，或者反射面和机械结构间设置为高真空或充入惰性气体等，但不以此为限。
[0022]在本实施方式中，所述反射结构102为反射镜102，所述装置包含至少两个反射镜102，所述至少两个反射镜102分别设置于所述反射腔101的边界。如图1所示，所述入射光L于所述反射腔101内多次反射，反射腔101内多次反射的光线所途径的路径即为本实施方式的测量光路路径，所述测量光路路径形成所述反射腔101。所述入射部分为所述反射镜102上的通光面、通光孔1023或所述反射镜102周围的入射区域。入射光L通过通光孔1023进入反射腔101，即此时入射光L与测量光路路径初次接触的部分为通光孔1023部分，亦即此时入射部分为通光孔1023，通光孔1023与反射面1022之间为非连续设置，非连续设置是指所述通光孔1023与反射面1022表面为非连续的面，且通光孔1023的物理性质为使光线通过，反射面1022的物理性质为反射光线，通光孔1023与反射面1022的物理性质也不连续。在其他实施例中，当入射光L从反射镜102的侧面入射至所述反射腔101时，所述入射部分为所述反射镜102的周围的入射区域，所述周围的入射区域与反射面1022不接触，即此时入射部分与所述反射面1022也为非连续设置。
[0023]与非连续设置相对的是连续设置，如图3所示，入射光L直接入射至反射面1022上，入射光L与测量光路路径初次接触的部分位于反射面1022上，即入射部分在反射面1022上，入射部分与反射面1022为连续的面，且入射部分与反射面1022物理性质也连续，此时，入射部分与反射面1022为连续设置。
[0024]在本实施方式中，反射镜102的制造材料可为玻璃，目前已知适用的材料有:熔凝石英、蓝宝石、氟化钙、金刚石、钇铝石榴石(YAG)、Si3N4、ZrO2, A1203、Hf02等，以及其他在光波频率范围内为透明的介质，但不以此为限，由于该类材料具有化学惰性，该类材料制作的反射镜1