技术领域本发明涉及频谱分析的领域，并且更确切地说，涉及通过将不同波长的光透射通过样本以便提供波长信息且提供所测量的由任何给定样本吸收的光的量来识别在固体(例如，软的)和液体样本中的不同化学物质的类型和量。
背景技术：
分子光谱仪是其中通常以不可见光(例如在光谱的红外区域中的光)照明固体、液体或气态样本的仪器。透射通过样本的光随后被捕获和分析以揭示关于所述样本的特性的信息。作为实例，样本可以用具有跨越一定波长范围的已知强度的红外光照明，且通过所述样本透射的光可以随后被捕获以用于与光源比较。对所捕获的光谱的检查随后可以说明被样本吸收的照明光的波长。光谱，且具体来说其中的波峰的位置和幅度，可以与先前获得的参考光谱的库相比以获得关于样本的信息，例如其组成和特性。本质上，光谱充当样本和其中的物质的“指纹”，且通过将所述指纹与一个或多个已知指纹匹配，可以确定样本的身份和量。然而，存在许多使用此类上述方法所收集的数据无用的场合，因为所发射的光基本上被太长的路径长度吸收掉，或所述光几乎完全被太短的路径长度透射。这些情况中的任一个都可能存在问题。关于较大的吸光度(例如，由于较长的路径长度)，因为由于光太弱以至于不能在较大信号内可靠地检测到而丢失样本的频谱信号，所以基于噪声的不确定性(即，信噪比)变得存在问题。然而，如果吸收信号太小(例如，由于较短的路径长度)，那么还由于即使在总光级较高的情况下也缺乏吸收信号强度，可靠的检测仍存在问题。通过改变通过样本的路径长度，可以最小化这两个问题。在两种情况下的其它不确定性还可以包含在由污垢、光束中的粉尘、温度、影响测量构件的振动变化和/或光源和检测系统的最终统计变异导致的光强度的自然变化。关于提供测量液滴的经优化吸收特性的设备和方法的背景信息可以在施莱佛(Schleifer)的2008年4月29日授权的名称为“用于在吸光度测量中选择路径长度的方法和系统(MethodsandSystemsforSelectingPathlengthinAbsorbanceMeasurements)”的美国专利第7,365,852号中找到，所述专利包含下文：“提供用于基本上优化光学仪器中的吸光度测量的方法和子系统。一种方法包括：将液体样本形成在相对表面之间延伸的小液滴；将光束传递通过所述样本；且改变两个相对表面之间的距离直到获得基本上与最优吸光度相对应的距离。”关于提供测量液体和固体的透射特性的设备和方法的背景信息可以在斯汀(Sting)等人的2009年9月1日授权的名称为“用于光学分析的系统和方法(SystemandMethodforOpticalAnalysis)”的美国专利第7,582,869号中找到，所述专利包含下文：“利用透射光谱学来分析液体和固体的光学分析系统包含：光学能量源、样本、可移动光学能量传输窗口、固定光学能量传输窗口以及检测系统。所述固定传输窗口相对于光学能量源保持固定。所述样本选择性地定位在可移动和固定光学能量传输窗口之间以用于分析样本。光学能量被传输通过窗口中的一个、样本以另一个窗口以获得经编码光学能量以作为将光学能量传输通过样本的结果。检测系统接收经编码光学能量以用于分析。可移动光学能量传输窗口可选择性地相对于固定光学能量传输窗口移动以反复地且精确地对准两个窗口和样本且使得可容易地接近两个窗口和样本。”关于提供测量经压缩样本的透射特性的设备和方法的背景信息可以在朱希(Juhl)的2006年6月6日授权的名称为“用于分光光度分析的设备和方法(Apparatusandmethodforspectrophotometricanalysis)”的EP1,792,653中找到，所述专利包含下文：“用于分光光度分析的设备包括：样本接收表面，所述表面经布置以接收待分析样本；以及样本接触表面，所述表面可相对于样本接收表面移动，使得所述样本接触表面可以被引至其中所述两个表面足够远离以允许将样本放置在样本接收表面上的第一位置，以及其中样本接触表面与样本进行接触且压缩样本的第二位置。所述设备进一步包括样本厚度控制器，所述控制器经布置以控制在样本接触表面的第二位置中样本接收表面和样本接触表面之间的距离，使得所述表面之间的样本厚度可以改变以获得在通过样本的不同光程长度处的样本的至少两个测量结果。”
技术实现要素：
本发明涉及一种改变来自分光光度计的光必须行进通过的样本中的光程长度的自动化系统和方法。具体来说，本文中所描述的当前实施例允许用户容易地在通常从约5微米直至10,000微米的较大范围上改变光程长度，同时提供给用户一种清洁和准备用于光询问(interrogation)的透射单元的容易的方式。此类经改变的路径长度可以通过可编程控制系统自动地操纵以按需要快速地收集和存储来自不同路径长度的数据以用于不同光谱分析。因此，本申请案的方面包含一种用于测量样本的光学性质的设备，所述设备包含：第一窗口和第二窗口；其中所述第一窗口经配置以经由自由空间从光学能量源接收辐射且所述第二窗口配置有并入的光检测器，所述光检测器用于以光学方式询问在所述一对窗口之间的经安置样本，并且其中第一窗口和第二窗口都可相对于光学能量源的定位移动，并且其中第一窗口的表面和第二窗口的表面进一步经配置以对应地提供第一光楔和第二光楔以便最小化通道光谱；并且其中处理器经调适以控制第一窗口和第二窗口的经配置表面之间在可变距离(P)处的分离，以便将经安置样本拉动到表面张力所包含的列中或以便在光学分析期间挤压样本，其中所述处理器另外经配置以自动地收集且存储经拉动和/或经挤压样本的不同光程长度的信息。附图说明图1示出示例性红外(IR)设备。图2示出用于提供IR透射测量的光学机械组件的分解视图。图3A示出经由利用较大窗口制造低成本偏心圆锥形“楔”的一般概念。图3B和图3C示出由单一制造件制造多个较小低成本偏心圆锥形“楔”的一般概念。具体实施方式在本文中的本发明的描述中，应理解，除非另外隐含地或明确地理解或陈述，否则以单数形式呈现的词语涵盖其复数对应物，并且以复数形式呈现的词语涵盖其单数对应物。此外，应理解，除非另外隐含地或明确地理解或陈述，否则对于本文中描述的任何给定组件或实施例，针对所述组件列出的任何可能候选或替代方案通常可以个别地使用或彼此结合使用。此外，应了解，如本文中示出的图未必按比例绘制，其中为了本发明的清楚起见可以仅绘制一些元件。并且，参考标号可在各图中重复以示出相对应的或相似的元件。另外，应理解，除非另外隐含地或明确地理解或陈述，否则此类候选或替代方案的任何列表仅是说明性的，而不是限制性的。另外，除非另外指出，否则本说明书和权利要求书中所用的表示成分的量、组分、反应条件等等的数字应理解为均由术语“约”修饰。因此，除非相反地指出，否则本说明书和随附权利要求书中所阐述的数值参数是可以取决于寻求通过本文提出的标的物获得的所希望特性而改变的近似值。最低限度地，且并不试图限制等效物原则应用于权利要求书的范围，每一数值参数都应至少根据所报告的有效数字的数目并且通过应用一般四舍五入技术来解释。尽管阐述本文中提出的标的物的广泛范围的数值范围和参数为近似值，但具体实例中所阐述的数值是尽可能精确报告的。然而，任何数值固有地含有某些由其对应的测试测量值中所发现的标准差必然造成的误差。大体描述本文中所描述的实施例预期提供样本的光询问，所述样本例如但不限于，固体、软固体，以及包含油基样本的液体。通过给定样本的光的透射路径的长度取决于给定样本和所需的测量的类型在较宽范围上变化。本文中所描述的当前实施例因此经设计以提供给用户对一个或多个路径长度实时且自动的较高程度的控制。此新颖方面的有益的结果是通过自动地收集且存储不同路径长度的许多数据集，稍后在许多不同路径长度处对所收集的经存储数据的分析是可能的。本文中所描述的实施例封入另一有益的方面是所述配置还提供一种允许用户将较小样本(通常为一滴样本)放置在光束中的采样窗口上以用于分析的容易方式，所述方式当然地允许从样本单元窗口容易地移除且清洁样本以使得能够以较短的时间量快速分析许多样本。具体描述现在转向图式，如图1中所图示且大体上由参考标号100指定的设备示出旋转臂，其经配置以在“打开”位置中，其中可以应用固体的样本(较软柔韧样本)(未图示)或参考固态样本，或可以将一滴分析物或参考样本(未图示)(例如，小于约2μl的样本、油基样本、液体样本)分配或抽吸到经配置窗口5'的下表面上。如下文较详细论述，此“打开”位置使得能够容易地接近表面的末端(例如，用于光学窗口5和5'的所希望的表面配置)，以便应用给定样本中的任一个且使得用户能够容易地清洁设置在窗口5和5'上的此类表面，且能够在需要时将新样本安装在设备内。之后，在应用样本后，如图1中所示，设备100的臂4由用户有角度地移动以处于“操作”中，即，处于闭合位置中(如通常通过位置传感器(未图示)感测到)，以便导致将窗口5的所希望的表面引至与包含在由窗口5和5'提供的表面之间的所希望的样本接触。此配置实现(例如)表面张力模式(即，将样本拉动到列中)或使得能够经由窗口5和5'的经配置表面“挤压”样本的模式。在这些实例模式中的任一个中，应了解，图1中示出的设备100可以在之后如在下文中所描述自动地收集且存储不同路径长度的许多数据集，且因此提供在许多(如果需要)不同路径长度处对经存储的数据的稍后分析。转回至图1，闭合的“操作”位置通过经配置穿过在摆臂4中和在铰链垫块6'中的孔的铰链杆6的机械耦合来辅助，其中铰链垫块6'相对于底板2刚性地固定。另外，可以包含但并不严格地限于光检测器7和窗口5的耦合到摆臂4的检测器壳体7还必须必要地关于铰链杆6旋转，以使得窗口5的表面能够与提供在窗口5'的上表面上的样本进行接触。然而，必须注意，尽管样本通常可以提供在下部窗口5的上表面上，但还应了解，在一些情况下给定样本还可以应用到上部窗口5的下表面。如果这是所希望的操作模式，那么在不脱离本文中所描述的工作实施例的情况下，样本经由臂4有角度地旋转以与下部窗口5'的所希望的表面进行接触。当前实施例因此通过具有通过较宽范围的光波长的一对可移动窗口(5和5')而允许用户容易地从一个样本更换到不同的样本。此类窗口5、5'允许将广泛范围的液体(例如，油)和一些固体放置到光束中以用于频谱分析。这些窗口5、5'以相反的方式布置。此外，下部窗口5'通常粘合到较大平坦表面(例如，样本台3)以呈现给用户可以支撑可以在大小和类型方面不同的样本的足够区域。上部窗口5可以粘合到前述可移动臂4，所述可移动臂可以升高(例如，旋转离开)以允许放置或移除样本且随后降低到样本以收集光谱数据。作为实例，样本可以是较薄柔韧固体但通常是液体由此媒体允许改变路径长度，且因此是所希望的样本类型，但图1中示出且如本文中所描述的设备当然也可以容纳非液体样本。作为仅用于说明目的的实例设计，本发明提供两个窗口，所述窗口在约5微米(0.005毫米(mm))的最小尺寸直至至多50,000微米(50mm)的最大尺寸处以给出足够的区域以在其边缘处粘合窗口，且另外具有制造起来容易且低成本的尺寸。检测器9通常未必耦合(例如，整合、并入)到上部窗口5，因为所述检测器理想地较小且轻质，从而允许容易地提升臂，使得用户可以快速清洁且检查窗口。可以在本文中实施的实例红外(IR)检测器包含但不限于，氘化三甘氨硫酸酯检测器(dTGS)、钽酸锂(LiTaO3)、硫酸三甘肽(TGS)、砷化铟镓(InGaAs)、锗(Ge)、硫化铅(PBS)、锑化铟(InSb)、碲镉汞(MCT)以及碲汞锌(MZT)检测器。如图1中所示，上臂4经设计使得其易于提升且摆动(旋转)回至其中用户可以容易地看见上部窗口5的底部表面的位置。臂4和窗口/检测器组合件具有上部位置(例如，如图1中所示的“打开”位置)，其中所述组合件通过弹性机构(未图示)(例如，弹簧)或磁性构件(例如，电磁体或永久磁体)固持在适当的位置，使得用户可以使用双手来清洁且检查上部窗口。同时，以操作方式揭开下部窗口5'，使得还可以容易地清洁和检查下部窗口5'。光源12可以从多个已知设计配置以提供所希望的电磁辐射，所述已知设计例如但不限于，白炽灯、离子化气体灯、激光器、发光二极管等。优选地，源12经配置以经由自由空间将光学能量提供到本文中所描述的所希望的光学窗口(例如，下部窗口5')。由源12提供的光带宽可以在任何所希望的较宽的波长范围上或在较窄的波长带上，但所述源通常经设计以提供从约1微米直至约25微米的红外光。如通常所希望，此类IR光可以经调制用于傅里叶变换红外光谱学(FTIR)询问。另外，此类IR源(通常较大，尤其是在耦合到所希望的光学聚焦构件(未图示)时)因此经设计以位于下部窗口5'的侧面下方或定位到所述侧面。然而，此类组件可以经设计以移动，但为方便起见通常设计成固定的。样本臂4具有(例如)呈销(未图示)或铰链11形式的可重复机械止动器，其提供在臂旋转以便提供样本的接触和测量时与臂4的下表面邻接的所需位置。此配置提供相对于光源光学器件的可重复向下(活动的)位置，所述光源光学器件朝向可重复空间位置(例如，焦点)引导朝上行进的光(见参考标号8)。这是在采样臂4在下部位置中时检测器9所具有的相同可重复位置，如图1中所示。如上文所论述，弹性机构，例如弹簧或磁性构件(例如电磁体或永久磁体)，可以用于提供额外的力以在进行数据收集时将采样臂4向下固持在可重复位置中。图2示出光学布置的透射单元段的更详细视图且现在参考其以提供在本文中的实施例的清晰性。因此，图2示出大体上由参考标号200指定的经揭示布置，其包含样本台3、对应的上部和下部窗口5和5'、检测器壳7以及检测器9。还大体上示出的是光源12，通常为IR光源，且更通常是如所属领域的技术人员已知的用于提供用于FTIR的经调制IR束的IR源，如上文简单地论述。然而，尽管FTIR是为了在近红外以及中红外区域中操作的所希望的实施例，但应了解，当前配置还可以配置有其它近红外到中红外光谱系统且不应被解释为仅限于FTIR系统。转回至图2，示出所得的透射单元，其具有：多个(通常两个)窗口5和5'，通常为薄金刚石窗口，配置有专门表面(将在下文论述)；以及耦合到样本台3的可调整机构14(例如，机动(步进电机))(如图1中所示)，其用于调整两个窗口5和5'之间的空间(还将在下文详细地论述)(即，调整光程长度)。通过此配置，通过图1中示出的系统提供在约5微米直至10,000微米范围内的可调整长度。再次参考图2，作为实例操作模式，光束通常竖直地向上行进穿过窗口5和5'且(如果需要)可以通过用户经由软件或手动控制以其它角度行进。因为光检测构件(例如，检测器9)通常小于光源构件(例如，光源12)，所以通常朝向检测构件(例如，检测器9)向上(见参考标号8且附有方向箭头指示)引导光以允许较小轻质检测器9的设计随样本臂4中的上部窗口5移动，所述样本臂向上和或远离其中光进入所包含的样本的下部窗口5'行进或摆动。然而，如果需要，所述源还可以在摆臂中配置，其中检测器定位在下方，但此布置并不是最优的。然而，经由安装臂4的优选的可移动检测器配置允许可接近上部和下部窗口5、5'以用于装载新样本和清除可能粘附到或者上部或者下部样本窗口5、5'的任何旧样本。并入的光检测器9通常被设计成基本上较小尺寸，以便不仅在样本温度处操作而且有益地将检测器9放置成非常靠近可移动臂4中的上部窗口5且将近贴聚焦用作一种模式以消除对检测器聚焦光学器件的需要。作为替代布置，如果检测器9在与经询问样本不同的温度处操作，那么本文中提供的实例实施例使得能够并入检测器传送光学器件(未图示)以允许检测器9以已知的形式远离样本。例如，可以利用简单的椭圆形镜子来使得能够将检测器9放置成远离样本以允许将样本加热或冷却到检测器9另外不能忍受的温度。通过透射采样系统的光路源自光源构件12(例如，IR光源，例如经调制IR源)，所述光源构件可以包含用于产生光源12的一个或多个光源以及固定或可变滤波构件(未图示)，所述光源产生光强度和光波长信息。来自源12的光被引导至聚焦构件，所述聚焦构件可以包含折射、反射组件的任何已知配置，所述组件可以操作方式引导光通过支撑样本的第一窗口(例如，下部窗口5')且随后通过第二窗口(例如，上部窗口5)，以便通过光检测构件收集(例如，检测器9)。应了解，在一些情况下，有可能的是，可以将波长滤波构件(未图示)的部分或全部放置在光路中在样本和窗口5、5'之后。然而，尽管上述配置是有益的，但更加希望的光学配置是具有光源12、可变滤波/干涉仪以及聚焦构件(未图示)，这些构件通常大于靠近采样窗口5放置或放置在所述窗口下的光检测构件。因此，所产生的光通过窗口5、5'和样本在朝上方向上聚焦到在相对于光源12的已知标准位置中的光检测构件9和所属领域的技术人员已知的聚焦构件(未图示)上。此外，还应了解，尽管图1示出具有在如耦合到窗口5'的平台3下的光源12和耦合到臂4的光检测构件9(例如，光度或分光光度辐射检测器)的设备，但应强调，另一实例实施例可以包含配置有光源12(例如，光度或分光光度源)的臂4和布置有光检测构件9(例如，光度或分光光度辐射检测器)的平台3。然而应了解，因为光检测器9通常以所希望的形式比光源12更小，如上文所论述，因此便于将光检测器9放置成靠近所说明的可移动臂4中的上部样本窗口5，所述可移动臂可以向上提升且远离下部样本窗口以促进用户接近样本位置。这允许用户检查两个窗口，使得用户可以知道窗口是干净的且准备好接受样本。作为此布置的益处，如果需要，用户可以将经检查的干净/经清洁上部窗口5和光检测器9降低到设备100的标准已知位置，如图1中所示，以在没有样本在适当的位置的情况下收集标准“背景”光谱以验证整个光谱仪系统且存储参考背景光谱以供稍后使用。然而应了解，还可能在许多样本的情况下消除背景数据收集步骤且仅使用比尔定律和数学模型外插在许多不同路径长度上以构建虚拟的零路径长度的背景光谱，如将在下文论述。在任何情况下，用户都可以随后升高窗口5且容易地将样本放置到下部窗口5'上。作为另一个实例的有益且新颖实施例，在上部窗口5降低到其标准采样位置之前，窗口5'可以通过计算机(处理器)控制的电机(例如，见电机的参考字符14，如图1中所示)降低近似(例如)至多1毫米以增加样本路径长度。这允许在进行数据收集时缩短(即，挤压)路径长度。“挤压样本”的此实例过程在窗口5、5'分离时允许高粘度样本流动而不必担心引入到光束中的空气。将光检测器9和窗口5维持在相对于光源12的已知位置中是重要的，使得可以在确信所获取的数据的情况下确定上部窗口5和下部窗口5'之间的给定光程长度且将其与光谱数据存储在一起。本质上，检测器9和窗口5位置放置使得能够测量样本类型和厚度中的变化而不必担心经引导的光(例如，光束的焦点)已经由于检测器9位置相对于光源光学器件(例如，聚焦构件(未图示))的变化而改变。这是非常重要的，因为光源光学器件(未图示)和实例光检测器9之间的相对运动可导致由检测器9收集的光的量的变化，且如果任其发展，当检测器位置在不同样本和背景参考数据集合扫描之间改变时，将产生样本的表观光吸收中的错误变化。因此，上部样本窗口5和检测器9通常但未必仅移动到当前实施例中的两个可重复位置。向上位置允许用户去除、清洁、检查样本且将样本放置在样本窗口上，且向下位置在背景(无样本参考)和样本的集合扫描期间提供固定焦点和已知光程长度。转回至图1，下部样本窗口5'(例如，经由粘合)耦合到平坦的采样平台3。应了解，窗口5、5'中的任一个和/或替代地样本台3可以用所属领域的技术人员已知的材料(例如，疏水涂层、亲水涂层)处理以防止所应用的液滴分析物(例如，油)或参考样本布满(例如，以阻止所应用的样本在样本台3的边界处扩散)。然而，平台3设计自身还经配置以防止任何液体样本流动远离样本窗口5、5'位置且经由采样平台3的边缘滴落到在样本窗口5、5'和平台3之下的支撑机构和光学器件中。此外，此较大平台3使得许多不同样本能够被放置在窗口5、5'之间。为了进一步防止样本(未图示)的泄漏，样本台3通常是固体构造且不具有其中所希望的样本可以向下流动或泄漏到样本台3下方的穿孔(例如，孔、狭缝等)。作为添加的布置，如果大量样本意外地放置在采样区域中，那么采样平台3表面可以但未必由唇缘或壁包围以容纳液体样本。作为另一特征，如果铰链与窗口相距较大距离(例如，至少60毫米)，那么采样平台3还可以安装在铰链上以限制窗口升高和降低时倾角的角度。此事实还允许单片不锈钢充当样本台3以固持下部窗口5'。此单一件在远离窗口超过60毫米的情况下可以固定地安装到系统的底座。另一布置包含较薄柔性表面平台3的使用。具体来说，在较薄金属片(例如但不限于不锈钢)中的自然弯曲可以用作铰链，其益处是，不存在用于液体样本泄漏的间隙，但铰链区域向下进入到光源构件和安装在相同样本台3下的其它机构中。出于改变两个样本窗口之间的样本路径长度的目的，样本台3还能够安装在(即，耦合到)可调整机构14(例如，计算机控制的电梯，例如，机动(步进电机))上。此可调整机构14(例如，电机)可以通过手动开关或通过计算机程序控制。然而，本发明的优选实施例是软件控制的电机14，所述电机可以经编程方式自动地改变样本窗口之间的距离以控制通过样本的光路长度以促进许多不同样本的吸收光谱的测量。如图1中所示，作为一个有益的配置，可调整机构14可以包含具有(例如)配置为可调整机构14的电机的线性致动器16，所述可调整机构借助于紧固件(例如，螺钉、柱子、销、铆钉等)固定到底板2。在此布置中使用电机14因此提供线性致动器16的旋转运动以导致样本台3的提升或以降低所述样本台。优选地，在设备100的操作期间监视线性致动器16或并入的任何电梯/降低构件的行进距离和/或位置，如图1中所示。作为添加的布置，电机14和/或平台3的移动可以包含参考位置传感器(未图示)，在电机控制系统在启动后初始化或由(例如)光电中断器装置(未图示)中断时，所述参考位置传感器建立“原始”或参考位置。通过此电机/软件控制的布置，整个样本台3可以在处于恰当位置时上下移动(例如)约5微米直至10,000微米以按需要改变样本路径长度。在所希望的实施例中，下部样本窗口5'经由耦合到样本台3可以经编程以保持在下部位置中，使得用户可以清洁、检查并且收集背景数据。仅在样本被装载且数据收集开始之后，程序才进行移动，例如，升高样本窗口5'/平台3以按需要减少光程长度。样本台3因此可以经编程以一直保持在下部位置中，直到样本臂4经降低以保护(例如)经配置金刚石窗口5、5'免受由无意地迫使样本臂4快速向下导致的损害。具体来说，如果不防止，那么此快速且无意的移动可能使得能够以足够使臂4和支撑系统足够地弯曲/偏转的速度和力撞击止动器，从而以足够损害实例的经配置金刚石窗口5、5'的力迫使所述窗口碰在一起。因此，本申请案的所希望的方法是设置：仅在样本臂4降入采样位置中之后，才启用电机驱动以向上引导样本台3以产生小光程长度。然而，臂4一提升，就引导电机14驱动以将样本台3降至足够低(例如，降低至多1000微米)以使得损害不太可能。应注意，在大部分样本的情况下，有可能首先升高且随后多次降低样本台3，其中窗口和表面张力仍将液体样本保持在适当的位置。仅高粘度半固体样本仅限于挤压以避免气泡。还应注意，本文中所描述的当前实施例经设计以提供将添加到样本台3的表面张力修改涂层以帮助将样本保持在窗口上而非在样本台3上扩散出。这些涂层允许相同的样本在多个重复的数据收集周期上在不同路径长度处流动且有助于低黏度样本的使用。因此不同的涂层与不同类型的样本一起使用以辅助用户快速且准确地将样本放置在下部窗口5'上。转回至图2，可以涂覆(例如，抗反射(AR)涂覆)在所希望的表面上以增加通量的窗口5和5'安装在彼此上下。光8经由在下部窗口5'之下的经配置光学器件(未图示)从光源向上行进到检测器9，所述检测器尽可能合理地靠近地安装到上部窗口5。通过将检测器放置成非常靠近上部窗口(例如，在微米内)，消除了对在检测器和上部窗口之间的任何光学器件的需要。在所希望的布置中，上部窗口5通常是在其最厚点处约200微米厚的金刚石窗口，但窗口5不限于仅此厚度。检测器9通常但未必安装在上部窗口5之上约1000微米直至超过500微米处。下部窗口5'也通常但未必是金刚石窗口，其在其最厚点处为约但未必200微米。当金刚石是材料时，较薄窗口对于以下各者是重要的：降低成本、减少金刚石声子吸收，以及减小从检测器到底部窗口的底部表面的距离，但同样地，本文中所描述的当前实施例并不仅限于较薄窗口。如本文中所揭示，优选的窗口具有用于提供楔形光学组件的经配置表面。此类组件经设计以最小化或甚至基本上消除导致在不同波长处的透射的周期性变化(即，所属领域的技术人员通常称为“通道光谱”)的光的反射。先前的申请案，即，科分(Coffin)等人的名称为“用于光谱学的机动可变路径长度单元(MOTORIZEDVARIABLEPATHLENGTHCELLFORSPECTROSCOPY)”美国申请案第13/931,348号教示处理光谱通道作用的窗口几何结构，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。然而，当前窗口几何结构在最小化或甚至消除光谱通道作用方面优于前述申请案且因此是本发明的焦点。具体来说，所述表面自身提供一对楔形光学窗口，所述光学窗口各自最佳地干扰每个光学器件固有的反射，其结果是有助于前述“通道光谱”问题的最小化。然而，应了解，光由一个窗口的表面反射且随后由第二窗口的表面中的一个反射的问题可能仍难以解决。然而，通过在如本文中所呈现的两个窗口中的每一个中使用不同的楔型(例如，对于一个窗口是在一个边缘处成角度的平坦表面，而在另一个窗口中设计为圆锥形楔)，较好地干扰每个对应的光学器件固有和对应的其它楔形光学窗口之间的反射更好地有助于干扰所述反射，以便最小化且甚至在一些情况下基本上消除全部“通道光谱”问题。因此，作为图1中示出的设备的部分，优选的是，楔形窗口中的一个配置有两个平坦的表面(例如，如通过图2中的参考标号20指示)，且另一个具有平坦表面21(如在图2中大体上示出)和作为另一个表面的偏心圆锥22(还如在图2中大体上示出)。然而，所述配置还可以设置：楔形窗口两者都配置有相对于彼此成角度的平坦表面以提供第一楔形窗口和第二楔形窗口。然而，应注意，本文中所描述的窗口并不限于仅光学楔形配置，尽管此类配置是最优的，因为在不脱离本发明的精神和范围的情况下还可以实施其它配置。然而，在典型的操作中，当窗口中的一个配置有相对于彼此成角度的一对平坦表面以提供楔形光学器件(例如，第一窗口5')时，另一个窗口(例如，第二窗口5)最通常最接近检测器9配置有平坦表面和偏心圆锥表面楔形光学器件，其中第二窗口的平坦表面指向(例如，最接近)光检测器9且偏心圆锥表面指向(例如，最接近)样本，如在图1中大体上示出且在图2中更详细地示出。然而，还可以利用其它变化，例如，具有如下楔形光学器件等：其具有指向(例如，最接近)光源12的偏心圆锥表面(例如，第一窗口5')和指向(例如，最接近)样本的平坦表面，且另一个光学楔形窗口(例如，具有两个平坦表面的第二窗口5)最接近检测器9而被利用。因此，用于特定窗口的楔可以或者配置有两个平坦且成角度(即，在一边较厚)的表面，或者具有平坦表面和偏心圆锥表面，所述表面易于制造以提供所希望的楔形，如下文所描述。为了解释，图3A、图3B和图3C示出经由利用较大窗口制造低成本偏心圆锥形“楔”的一般概念，所述较大窗口使用所属领域中已知的技术以圆锥形状抛光。例如，如图3A中示出，圆锥表面的制造的高点32可以设计在靠近较大窗口30的中心处。如图3A中示出，通过切出较小且从高点32偏心的窗口34，用于特定光学器件(例如，34)的所得高点32也是偏心的。作为实例布置，在一个窗口(例如，5或5'，如图1和图2中所示)中将高点移动至偏心的此方面提供经最佳优化以用于干扰导致“通道光谱”的反射的所得光楔。然而，此制造技术浪费大部分材料，然而所述材料产生用于提供在经安置样本(例如但不限于水)的情况下非常重要的最小路径长度的具有高点32的窗口34。关于图3B和图3C，如果需要较小窗口，那么本发明提供由单一制造件制成的2个、3个(36，如图3B中示出)以及甚至4个(38，如图3C中示出)或更多个(未图示)窗口。在此情况下，高点32作为废弃物被去除，因此所得窗口具有高侧和低侧，所述窗口具有圆锥形状但没有在中心的尖高点。这些形状不同于中心高点窗口且在干扰导致“通道光谱”的光学效应时是另外有益的理想地，3个(图3B)或4个(图3C)窗口是用于低浪费和较低制造成本的良好选择。作为优选实施例，本文中的所希望的应用是设置：仅下部窗口随数据收集而移动以改变路径长度。上部窗口、检测器以及源光学器件因此优选地但未必并不随数据收集而移动以提供在吸收测量中的最佳可能稳定性。因此，仅移动下部窗口(例如，在约5直至10,000微米之间移动)以产生光程长度变化允许机动下部窗口驱动系统的设计更小、更加坚固、更加可重复且成本更低。机动驱动系统(即，可调整机构14)需要以可重复方式以仅几微米的长期精度上下移动下部窗口5'。使用所属领域的技术人员已知的当前系统在驱动系统中获得足够的分辨率以能够每控制步骤移动小于一微米并不是那么困难。然而，尽管此类当前系统可用，但仍需要校准其中窗口接触且光程长度是范围中的最小值的零点，使得用户可以信任测量结果。此校准步骤使用户相信：窗口5和5'如通过图1中的闭合“操作”位置所示接触(最小光程长度)，以便考虑在检测器臂4的机械止动器和铰链组合件中的正常的磨损、腐蚀和温度改变。此零校准可以通过若干方式进行。一种方式是将液体(例如，水或酒精)样本放置在透射单元中且当朝向最小光程长度驱动窗口时测量光学吸收。如果在行进移动的每一步骤测量吸收，那么吸收将在每个步骤改变(减小)所述窗口接触，随后被监视的吸收变化突然大大减小。每步骤的吸光度变化的此突然改变因此指示最小路径长度出现的点。用于校准光程长度的另一方法是测量可用窗口(例如本文中所描述的窗口)检测的少量光学通道光谱，所述窗口经设计以最终去除样本的通道光谱，但不能完全去除空气的通道光谱。此光学通道信号由于设计而较弱但它是两个窗口之间的光程长度的非常准确的量度，如果信号在足够量的时间(例如，在约60秒或更长时间处)上平均的话。此方法是有益的，因为所述过程可以优良的精度测量出非零路径长度为约50或更多微米，从而允许不仅测量出零点并且测量出所有较短路径长度。作为另一有益的替代方案，设计成比前述过程更快的良好的零校准点方法是使机械止动器中的一个绝缘且用电子方式(即，当前测量系统)测量样本臂止动器接触电阻。当路径长度减小到零时，窗口接触且所述臂从止动器提升且止动器接触的电阻上跳。这可以在每一样本回合上以极少添加时间或零添加时间测量。数据控制系统应了解，操作的方法或其各选定步骤可以通过系统自动地执行，所述系统包含计算机或其它电子处理器以及有形地在计算机可读媒体上实施的计算机程序指令，所述计算机可读媒体例如磁盘驱动器、磁带、光盘驱动器、存储卡等。计算机可读媒体可以作为输入和输出装置两者执行。可选地，计算机/处理器可以进一步用电子方式耦合到一个或多个其它输出装置(例如显示屏、打印机等)和/或一个或多个其它输入装置(例如键盘、互联网连接等)。在系统100中，在实例布置中的计算机/处理器(未图示)提供指令以将窗口5、5'之间的样本的路径长度设定为某一值。例如，计算机/处理器可以自动地发送指令以设定或改变路径长度且从经操纵以提供各种路径长度的经询问样本收集光学信息。如果图1的系统还包含位置传感器，那么此类位置信息可以返回到计算机处理器以提供路径长度调整。计算机处理器(未图示)还从光检测器9接收与通过光检测器9感测的光的强度(例如，功率)有关的电子信号信息，所述光在其从图1的透射单元段的传送之后被感测，如上文所描述。计算机/处理器还可以自动地执行计算且评估由(例如)软件、图形用户输入(GUI)等提供的决定以便指导经配置以引导用户的步骤。计算机处理器(未图示)还可以设定变量的值。通过计算机/处理器执行的事件的顺序可以根据存储在计算机可读媒体上且自其传送到计算机/处理器的程序指令来控制。测量的结果还可以从计算机/处理器传送到计算机可读媒体以用于存储在其上。输出还可以经由输出装置提供给用户。用户可以经由所属领域的技术人员已知的输入装置控制程序执行。优选的数据收集控制程序方法可以经配置以如下方式操作。首先，用户可以告知程序将实施新数据收集。如果需要，程序随后提示用户检查且清洁窗口。随后用户可以将上部窗口和检测器臂降低到标准采样位置，且臂机构将发信号通知计算机程序：所述臂处于用于开始数据收集的恰当位置。所述程序随后发信号通知用户：所述程序在自动地收集背景光谱。随后可以自动地分析此光谱以查看所收集的光是否具有预期的特性，所述特性指示窗口5、5'是干净的且一切良好。随后可以提示用户升高样本窗口检测器臂4且将样本放置在下部样本窗口5'上(且可选地输入待操作的下一样本的名称)。在(例如)通过位置传感器(未图示)验证臂4已经以指示样本在适当的位置处的模式升高和降低后，控制程序随后可以自动地启动数据收集周期。首先可以样本窗口之间的较大空间(或较大光程长度)收集数据。随后引导电机(例如，经由包含来自用户的图形用户输入(GUI)的软件等)以升高下部窗口5'以减小窗口间隔和路径长度且随后收集更多数据。此过程可以经编程次数重复。当收集了每一数据集合时，可以基于数据的先前集合开始数据分析。第一分析可以是检查透射光的样本吸光度的预期减小。如果吸收并不根据比尔定律行进，那么所述程序可以向用户提供在光束中可能存在气泡的信号且检查在样本窗口5、5'之间错放的或过少的样本。当经编程数据收集进行时，所述程序随后可以将数据呈现给用户，所述用户可以任何数目的方式解释所述数据。用户随后可以手动地选取最佳路径长度，或运行自动地分析数据的程序等。如上文所陈述，还可能在许多样本的情况下消除背景数据收集且仅使用比尔定律和数学模型内插在许多不同路径长度上以构建可用于许多数据分析的虚拟的零路径长度的背景光谱。当在较短时间段中分析许多样本时，此技术可以导致时间节约。此差分路径长度测量技术类似于在美国专利第6,809,826号和第6,628,382号中描述的技术。当前实施例的快速作用接触电阻位置感测系统还允许样本粘度测量以作为添加的特征。样本窗口以恒定速度升高，使得样本厚度以恒定速度减小。在某一点处，从减小的体积扩散出的样本的粘度将导致所述臂上足够从经配置机械止动器提升所述臂的力。这可以通常通过接触电阻的增加指示。样本臂上的力是已知的，窗口移动的速度和样本厚度也是如此。知道这三项因此使得能够将粘度确定在有用的范围上。此信息可以有益地用于防止当路径长度在稍后的测量中(其中路径长度增加)以过高的速度增加时将气泡抽吸到采样光束中。控制软件策略用户按压按钮以启动数据收集周期。软件随后可以提示用户给样本命名且升高窗口并检查窗口的清洁度。在窗口被清洁和检查之后，用户随后可以将样本标记为背景且随后降低样本臂，开始背景收集。程序可以使用背景光谱来验证窗口清洁度。如果此背景回合良好，那么用户/或程序可以存储背景以供稍后使用。用户还可以标记样本且随后将样本放置到位置中。在大多数情况下，样本可以是用移液管放置在下部窗口上的液体。放置在窗口上的示例性样本由于表面张力和粘度包含至少500微米厚中的一者。因此，在大多数情况下，在用户已经将样本放置到下部窗口上且随后将臂降低到样本上之后，所述样本随后将填充上部和下部窗口之间的空间。用户可以从侧面观看且看见样本实际上已经填充窗口之间的空间，但观看在适当位置上的样本是困难的，因为臂阻挡大部分容易观看的角度。因此，程序可以经设置以在臂已经降低到标准下部采样位置之后自动地开始收集数据且从错放的样本寻找气泡。所述软件可以感测到所述臂已经降低且以如下说明性但非限制性实例步骤继续进行：步骤1)延迟经编程时间段(约2到15秒以允许检测器在光级变化之后静置)。步骤2)开始数据收集，持续约5到15秒。步骤3)将窗口之间的空间(光程长度)减小50％且收集更多数据。步骤4)分析数据以看见吸收已减小约50％的预期量。如果吸收并不如所预期，那么所述程序可以发信号通知用户：样本中似乎存在空气，或窗口位置中似乎存在过少样本。步骤5)如果吸收减小呈现为良好，那么程序可以将间隔(光程长度)减小经编程量且收集和存储第二数据集。步骤6)再次针对气泡分析数据且重复并收集如所编程一样多的不同的路径长度，以及步骤7)随后发信号通知用户数据收集完成。本申请案中所包含的论述意图充当基本描述。尽管已经根据所示出和描述的各种实施例描述本发明，但所属领域的技术人员将容易认识到，可以存在对这些实施例的改变，并且那些改变将在本发明的精神和范围内。读者应该知道，具体的讨论可以不明确地描述所有可能的实施例；很多替代方案是隐含的。此类修改及其类似者被认为是很好地处于所属领域的技术人员的能力范围内且处于本发明的范围和精神内的简单修改。因此，在不脱离本发明的精神、范围和本质的情况下，所属领域的技术人员可以作出许多此类修改。描述、图式或术语都不意图限制本发明的范围-本发明由权利要求书界定。