專利名稱::測量液體顏色屬性的系統的制作方法測量液體顏色屬性的系統本申請要求在2005年12月5日提交的美國臨時申請60/742,309和60742,355的優先權益,并出于所有目的將其作為一部分引A^文。相關申請的交叉引用此處披露的主題被下列同時申請的,均轉讓給本發明授讓人的共同未決申請所披露和請求LiquidMeasurementCellHavingATransparentPartitionTherein(FA1187》以及ProbeApparatusForMeasuringAColorPropertyOfALiquid(FA1506)。發明背景發明領域。本發明涉及一種用于測量液體,如涂料的顏色屬性的流通池,具有大體上恒定表面積的液術荒動MJi。
背景技術:
:。顏料分散液和染料是i^r泛使用的構成高效液^^層的成分。這種成分應用于例如汽車禾嗩運卡車的夕卜用罩面漆。這種液體成分的干色測量被認為是成分顏色屬性的最準確的指示法。這種測翻常采用人工操作的方式提取部分制備好的成分。成分作為涂層被噴凃到一面板上,該面板被烘烤千燥。艦色度計或分光光度計對照參比測量千麟層的一個或多個顏色屬性。基于測量對該被制備的批次進行調節,以獲得與參比更加匹配的結果。人工顏色測量十分費時,主要是由于制備和千燥均需要很長時間。此外,在得到所需要的顏色屬性之前,測量禾歸不得不重復很多次。人們相信,在濕的狀態下倉,測量液體成分的顏色屬性可以提高針生產效率。但是,任何濕法顏色領糧的有效性在于,其必須如干法測量般的能準確預測成分的顏色。這個目梳正明^t以達至啲。采用反射分光光度計的儀器已經被用于實現濕分散液的自由表面反射測量。這些儀器的代表是在美國專利US6,583,878(Hustert),美國專利US6,292,264(Voye寧和德國專利DE2525701(Langer)中描述的裝置。這些儀器均^頓分光光度計鄉行濕涂層膜的自由表面反射測量。從這些儀器中獲得的測量結果可以使凃層膜顏色根據處于千燥狀態的相同的膜的測量結果進行校正,以得到涂層膜最佳的顏色表示。但是,這些濕涂層的表面非均一性,以及粘度變化、沉淀物和絮凝物更會導致驟的測量結果和不可接受的測量變化。人們相信,將這些體結合至生產過程中可以進一步提高生產效率。但是,將上述的體連接至連續的生產過程中具有其自身的困難,包括但不限于,在從樣品表面釋放的揮發性可ii^啲存在下操作和清5Lh^設備。為了將顏色測fi^連接入生產流程,且根據前述可能存在的揮發性可燃氣體,以及考慮到很多操作過程是在超環境壓力下進行的,標準做法為,將流經裝置的液術羊品保持在一封閉系統中,通過耐受戰壓力的具有足夠纟艘,并且因此厚度的窗體與照針源和光譜檢測器分離。此窗體所需的厚度T通過下式給出其中Z為窗體的形狀因子;P為保持的壓力;D'為未承載時的直徑,以及o為窗^t才料的最大設計應力(壓力)。測量保持在封閉系統中液體的吸收和域艦性質的儀器皮設置成用于標準光度測量,包括實驗或生產應用,采用鄉或反射模式。這纖器中的一部分還聲稱可采用反射模式觀懂液體顏色,通艦入工藝流的觀察玻璃,或者通過設置于樣品池上的位于樣品和檢測器之間的窗體。美國專利US4,511,251(Falcoff荀和美國專利US6,288,783(Auad等是這類儀器的代表。最后弓間的專利中描述的儀器采用了路徑長度可變的測量池來測量包括顏色在內的液體的屬性。該儀器采用一封閉的路徑來湖糧液體流,從而使得其可被置于生產工廠環境中的危險級區域。但是,這種特別的儀器具有多個作為液體路徑一部分的可移動部分,^t成清洗和維護上的困難。該儀器的另一,點是需要高體積的液鵬品以獲取適當的讀數。此外,當這徵器既可以采用反射也可以采用翻模式測量時,其分別采用0/0幾何排列。由lt腿成的結果是,在透射模式下,無法獲得來自于被分析液體的,光信息。在反射模式下,未被降低的來自光源的背景t^光會破壞顏色靈敏度。最終,與^ffi池窗體緊密,的液體顏色的測量中要克月艮的最重要的問題是,由于窗體自身存在而產生的返回檢測器的光的中斷。這種光線中斷的成因包括但不局限于,反射、折射、全內反射、以及戶;M光在窗^種表面的損失或衰減。這種光線中斷造成的結果是,無論是由于光最終沒有到達檢測器還是由于與窗體表面相互作用時被其變更,呈現在檢測器上的光譜信息都無法如實代表被測樣品。^頓剛raiai察窗體觀察與窗體緊密接觸的液體時,所呈現的顏色會與相同液體的自由表面,例如在濕液體自由表面和柳艮之間沒有任何物體時所呈現的顏色不同。附圖1是發生于液體L和窗體W間界面處的光學5嫁的示意圖。窗體W可形成、M池或探針的一部分。液體L以預先確定的流體壓力沿方向G流過窗體。液體L與窗體W接觸。可娜光的液體成分顏料通常被分散于激嘰介物中,其具有與窗##料折射率艦的折射率。為獲得對在通過窗體觀察液體時發生的光學效應的更好的理解,參考附圖l所描述的情況。光線Rfflil介質M(例如空氣)傳播,其入射到窗體W的外表面e上。窗體W的材料折射射線R。被折射的射線R'穿過窗體W向窗做液體界面傳播。如果窗體和蹄啲折射率基本上相等(即各自在約0.2個折射率單位內),則在液體和窗體間不會存在光學界面,射線會沿基本上相同的路^M續傳播。光線R'^A液體并入射至腸浮的顏料顆粒,既發生鏡面的反射也從,點x產生具有2n弧度半球的漫散射。(需注意的是,盡管翻寸發生在液體中,散射點x在附圖1中被示意于窗做液體界面處)。散射的鏡面射線,如射線s,以角度05(根據該表面法線方向測量)入射窗體表面e,該角度小于窗術介質界面的臨界角ee。這種娜的鏡面射線s離開窗體(在點q),駄檢測器的Wff。然而,一些漫翻寸射線,例如射線u,從散射點x,,以角度9u入射窗體表面e,該角度大于臨界角ec。這種漫i[M射線u在窗體內(在點v)發生全內反射。漫Mt射線u朝窗做液##面方向傳播回來,并可能在點x'發生二次翻寸作用,在該點其翻寸角可能改變方向。在點x'作用產生的二次散射自身產生鏡面和漫散射。此5嫁在窗體材料中重復數次。在每次翻寸作用中,部分光線以大于窗做空氣界面臨界角的角度向窗體表面E反射,而部分光線以小于窗做空氣界面臨界角的角度向窗體表面E反射。起始作用點X與二次作用點X'間的距離d依賴于窗體W的厚度T并根據下述關系d=2-Ttan9u,其中eu是漫翻寸射線u與表面E法線方向的夾角。由于先前討論的事實,窗體必須足夠厚以耐受樣品流的壓力,在此瞎況下,橫向上沒有足夠的距離,使得漫t^f射線u在以小于窗做空氣界面臨界角的與表面E法線間的夾角t^f之前無法發生統計學上有效次數的二次作用。在此瞎況下,射線u更可能如z點戶標的穿過窗體w的外周表面P。這種會糧在豐MF之外,無法被檢測器檢測。漫鵬射線的全內反射造成的影響;^又重的。首先,最終到達檢測器的散射光強度被減少。這使得液體的顏色顯得更暗。其次,全內反射造成窗體表現出"發光"效果。這增加了l皮測射線的背景。接收強度的減少加上背景強度的增加造成了強獻波長曲線或檢測散射光譜波形的變平。當采用標準色度計,據C正Lab76形式體系來求算L*、a、口b*,這種凈效應會產生色度的缺失(C》[a"+b,并在確定感知的顏色屬性時造成偏差。此外,由于強度在不同局部波長域內會經歷不同范圍的失真,這個問題無法通過簡單的對結果強度波形進行比例縮放來快速解決。而且,如果光在返回檢測器的過程中被中斷鵬誤的表示的樣品真實顏色的領糧結果,幾成針對i^^色的調節,例如應生產過程的要^it行的顏色調節同樣是錯誤的。因此,根據前淑見點,掛共一種儀器和方法用來在4頓反射光譜進行液體材料顏色測量中減少光的中斷,并因此M^、色度缺失,這被認為是有利的。這種液術則量結果同搟皮認為與該材料刊默態下的測量結果有好的相雜。該儀器和方法被進一iH人為具有可在加壓液倆境下操作而不改^j^測顏色的優勢。該儀器還被進一斜人為具有可弓l入加壓液體至測量區域的優勢,并且不會產生流體中斷,從而保證3I31窗體的加壓液體保持為層流。該儀器還被進一步認為具有以下優勢,可'^I清潔(例如在1至2射中內),使得測量循環時間相比于流程改變非常小;可簡單的(包括自動的)將樣品傳輸至分析池,使得顏色測量更加快捷;可被設置于如工廠地板的具有潛在危險的環境中。發明本發明的第一方面在于麟一種艦M^光中斷的方式來測量加壓的流動液體的顏色屬性的方法。被測液體與一透明隔板接觸,隔板與一透明窗體間具有預先確定的距離。隔板具有預先確定的折射率,并且其厚度尺度小于窗體的厚度尺度。一具有在預先確定的波長范圍內的波長的問詢輻射射線被導弓I穿逸透明窗體和隔板m液體。至少一部分從液體反射的輻射在隔板中發生全內反射,同時,避免了蹄的輻射的倏逝耦^aA窗^t才料。避免倏逝耦^A窗^^料3131如下方式實現i)在窗體和隔板之間體一具有折射率小于隔板折射率的介質,以及ii)保持窗體和隔板的間距不小于三(3)倍的問詢輻射的波長。由于隔板的厚度尺度,隔板應掛共足夠的橫向距離使得隔板中的輻射發生統計上有效的次數的內反射以使輻射能離開隔板。因此,更多的反射輻射可進入檢測器的,鵬并由此被收集而不是使反射輻射直接^A相對厚的窗體。因此,光中斷和伴隨的色度缺失被減小。本發明的另一方面在于樹共一種^M池形式的顏色測量儀器,以及一種一體化的系統,使用具有在預先確定的波長范圍內的波長的問詢輻射來測量流經^M池的液體的顏色屬性。該流通池包括一基底和一蓋體。該蓋體具有對問詢輻射透明的窗體。一同樣對問詢輻射透明的薄的隔板被安裝于^M池內,其與窗體和基底都具有間隔。優選的,隔板為齊性聚合物膜,并在其上具有第一表面和第1面。隔板具有預先確定的折射率,并且其厚度尺寸小于窗體的厚度尺寸。隔板的第一表面與窗體配合在其間形成一空氣室。在液體樣品室中從液體反射。隔板的第1面與基底之間構成了液體樣品室。隔板與窗體間的距離避免了從液體反射的輻射的倏逝耦^t入窗體材料。因此,至少部分從液體反射的輻射在隔板中發生全內反射。典型的,此間距不小于三倍(3)的問詢藤針波長范圍內的預先確定的最大波長值。隔板提供足夠的橫向距離使得反射的輻射在被以小于隔紛空氣室界面臨界角的角度m前發生統計上有效的次數的反射。以此方式,基本上全部從液體反射的輻射會橫穿空氣室,SA窗體,橫穿窗體并從朝向檢測器的一側離開窗體,幾乎沒有光線中斷和色度缺失。多個隔離元件被設置于空氣室內以保持隔板和窗體間的間距。根據本發明的tlil池的一個實施例,隔離物形成于窗體表面上,既可以為圓柱形的棒狀體,又可以是不規則形狀的球狀體。旨體形成一個隔離元件,從窗體向隔板延伸。^體的平均尺寸經測量大約為一(1)密爾(0.001英寸)或二十五(25)微米。每個體與相鄰體間以不小于十(10)倍平均形態尺寸的平均距離相分離。選擇性的,隔離物可以形成于隔板的第一表面(面對窗體的表面)上。如果隔板的第一表面是粗糙表面,在隔fei:的不規則粗糙體可以作為隔離元件。選擇性的,隔離物的形式還可以;^寸閉于空氣室中的膜,既不與窗體撤蟲,也不與隔板接觸。根據本發明的另一方面,流Lffl池具有液體供^lit和液糊咄M。液體供給通道、樣品室和液體排出通道配合構成穿過>池的液體流路。液體供給通道、樣品室和液體排出通道被設置成在沿液體流路的任何位置上垂直于流路的橫截面具有基本相同的橫截面積。一種^ffi本發明的tlS池的系統,包括一根據^il池定^立的反射模式分光光度計以及使樣品穿過流通池的泵。分光光度計引導問詢輻射朝向流經樣品室的液體,響應從液體反射的問詢輻射并產生一表示液體顏色屬性的電信號。根據本發明另一可選的實施例,^!池的蓋體其具有加壓流體^AMit以及加壓流體流出通道。每個流Affl道和流出通道與空氣室連通。流入和流出通道的尺寸使得加壓流體,如使用的壓縮空氣可以通過,并穿過空氣室,通過空氣室中的加壓流體保持隔板與窗體間隔離。空氣室中的壓縮流體的壓力根據流經、iM池的液體的壓力來決定。根據本發明的另一方面,以探針的形式使用具有預先確定的波長的問詢輻射來測量液體的屬性。探針包括一具有對問詢輻射透明的窗體的夕卜殼構件,窗體安裝于外殼構件的第一末端。裝配一對問詢輻射透明的隔板,其與窗體為隔離關系。隔板在其上具有第一表面和第1面,其第一表MM對窗體。隔板被設置使得其第一表面與窗體配合并在其間形成一空氣室。隔板與窗體間的距離使得從接觸隔板第1面的液體反射的輻射免于倏逝耦^SA窗體,即反射的輻射在隔板中而不是窗體中發生全內反射。附圖簡述結合下列具述和作為本申請一部分的相應的附圖,本發明可得到更全面的理解。附圖1是現有技術中,適池窗體和與、艦池窗術魏蟲的液體界面間的光學效應的示意圖;附圖2是用于測量液體顏色屬性的M池的優選實施例的側邊正視剖面圖;附圖3是附圖2中的、池的基底職3-3的俯視圖;附圖4是放大的側邊正視剖面圖,際了本發明^1池的細節,特別的,展示了在基底與^Ui池蓋體間以一定間隔裝配的隔板;附圖5是附圖2中的i^l池的組裝好的蓋體上的窗體的內表面的俯視圖,沿附圖2中的線5-5,表示了設置于窗體上的棒狀特征的陣列;附圖6是與附圖5類似的展示附圖2中的》池的蓋體上的窗體的內表面的俯視圖,并且表示了設置于窗體上的不規貝鵬征的陣列;附圖7是附圖6沿剖面線7-7的側邊正視剖面亂附圖8、9、10和11是剖面圖,沿著附圖3和4中對應數字的剖面線,表示穿過、M池的流體的,LM^各徑的結構;附圖12是結合了依照本發明的流通池的測量系統的圖示;附圖13A和13B類似于附圖1,是本發明的流通池中發生的光學相互作用的示意圖;附圖14是放大的側邊正視圖,表示了本發明的^M池的一個可選實施例,其中涼Lffl池的蓋,其上形成一加壓流術荒A31道和一加壓流術荒出ffiit;附圖15A是本發明的探針執行方式的側邊正視圖,而附圖15B是附圖15A中的探針的末端的放大視圖;以及附圖16是j頓在實施例中討論的各儀激則量的實例樣品1的誕寸率對波長的圖示。發明詳述在齡下述詳細的描述中,相似的附圖標己在所有附圖中指示相似的部件。應當理解,本發明在不同附圖中結構和操作上的不同細TO形式上是示意性的,一些部分M^文大或夸張,均是為了^上的方便和易于働軍。附圖2是箭遞池實施例的側邊正視剖面圖,^31M常用附圖f斜己io表示,用于測量在壓力下流經池體的濕液體,如涂料的顏色屬性。測量受分光光度計118(附圖12;操作,如以^f模式)的影響,其j頓在預先確定的波長范圍內的問詢輻射。適合的問詢波長范圍是四百至七百(700)納米。一參考軸10A延伸穿迚池體10。應當離,盡管此處的描述是關于液條料的一個或多個顏色的測量的,》頓池10可方便的用于測Sf封可流經池體的液體或氣態流##料的其他屬性。、^1池10包括由連接的第一和第二外殼部件14、16所形成的封閉外罩。在圖示的安置中,第一外殼部件14形成了流通池10的基底,而第二外殼部件16形成了可移動的蓋體。外殼部件之一,在tt^例中典型的為蓋體16,具有裝配于其上的窗體20。窗體20對問i鵬射光學透明。待分析液體M基底14被引入^ffl池10。但是,應當働軍,如果需要,戰部分的設置可以是相反的,在此瞎況下窗體被設置于基底,液體艦蓋體被弓l入。基底14包括主體部分14B,由不f辯岡或倒可魏的與被測液體顏色相助、調的可選的穩定材料機働卩工而成。一液體供會織道18和一液糊咄鵬19延伸穿過基底14的主體部分14B。針通道18、19其分別具有貫穿延伸的軸18A、19A。液體供^lil18和液體排出鵬19各自的軸18A、19A分別相對于參比軸10A形成各自的角18L、19L(附圖1)。角18L、19L在三十到四十五度范圍內(30°至45°)。從附圖2和3可以看出,主體14B的夕卜周韋臓刻形成了具有外螺紋14T的臺14S(附圖2)。一直立的密封唇邊14L形成于基底14的頂表面上,并且密封了通常由附圖iH己14F表示的液體流區域(附圖3)。液體流區域14F包括一液1^則量表面14M和相連的轉換表面141、14J。測量表面14M通常為垂直于軸10A取向的平面。測量表面14M占液#^荒區域14F的大部分。在雌例中,測量表面14M可Mil陶瓷插入物14C(附圖2)的暴露的上表面來限定,陶瓷插入物粘結在主體14B表面上形成的陷14R。陶瓷具有一玻璃狀的表面(皿為白色),具有大于百分之八十五(85%)的反射率。轉換表面141、14J分別朝著液體供會織道18和液湘咄通道19各自的口18M、19M從測量表面14M相反的邊傾斜。基底14被擴孔以分別接受液體供給和液糊咄配件18F、19F。配件18F、i9F各自接收供給禾娥咄管線110、112(附圖2),傲Iffi池10連接入液體流環路中。在雌的執行方式中,轉換表面141、14J、測量表面14M、液體供纟^M3t18和液體排出通道19的內表面,以及離14L均涂敷了含氟聚合物材料的薄層26(附圖4)。薄層26的具有一致的厚度,大約0.002至0.005英寸(0.0051至0.0127cm)。倒可統的含氟聚合物材料可被j頓,僅^f共至少層26上的與陶瓷插入物14C(如果^f共)表面實質重疊的部分26'是光學上清潔的。M的用于層26的含氟聚合物材料為美國杜邦公司生產的,以特富龍^銀石出售的含氟聚合tft才料。光爭凊潔的層26'(如果j柳)可以i頓由美國杜邦公司生產的,以特富龍^AF出售的含氟聚合物材料。結構上,如附圖2和4所示,蓋體16包括一外圈邊30和一環形的支撐環32。支撐環32容納通常為圓盤狀的透明窗體20。圈邊30包括一法蘭30F所依賴的環狀的圓盤部分30D。螺紋30T設置于法蘭30F的內周鄉,面。支撐環32的主體部分32B具有一在內部延伸的唇邊32L(即朝著軸10A延伸)以及一衫卜部延伸的封閉凸肩32S。主體部分32B的表面在唇邊32L之下,限定了一環形支架表面32M。窗體20包括一主體部分20B,其具有通常是分別平行的內表面和外表面20E、201。窗體20可以由石英、體石或合成材料,如熔融石英、熔融二氧化硅或硼硅離形成。這些材料具有大約為1.50的折射率。此折射率與歸啲折射率接近,該激鵬于液!総料的生產,其顏色屬性可以ffi31M池10進行測量。窗體20的外周表面20P被設置成與環32的支撐表面32M相匹配。圈邊30的螺紋30T設置的尺寸使其嚙合于裝配凸臺14M的外部外周螺紋14T,使得蓋體16可移動的連接于基底14。當蓋體16螺紋連接至基底14上時,窗體20被支撐于與液體的測量表面14M重疊的位置。如附圖4所最佳的示出,當蓋體16被組裝并連接至基底14,窗體20被支撐環32可伸縮的容納,使得窗體20的外周表面20P與環32的支撐表面32M緊密匹配。窗體20的夕卜表面20E面對環32的唇邊32L的下表面。選取窗體20的厚度與支撐表面32M的高度,使f雜窗體20的夕卜表面20E和唇邊32L的下表面間形成清潔空間40。空間40減少了g體16在i^i接至基底14上時窗體20發生碎裂的可能。設置圈邊30的圓盤狀部分30D的尺寸,使得^M體16螺紋連接至基底14上時可相對的作用和重疊于支撐環32的密封凸肩32S。主體32和圓盤狀部分30D之間的環狀間隙42促進了圈邊30螺紋連接于凸臺14S,而無需發生圈邊30和支撐環32間的結合。當基底14與蓋體16完全結合時,窗體20的內表面201和基底14的頂表鵬己合形成一封閉的內部體積48。根據本發明,一通常以附圖^i己50所標的透明隔板被裝酉dA^l池12,并與窗體20和基底14形成相隔離的關系。隔板50將內部體積48分隔為室54(附圖4)和液體樣品室58。附圖4可能最佳的示出,隔板50通體配凸肩32S相對裝配唇邊14L的夾鉗作用定位于、i)fOI池10中。如果需要,為確f郞諷形界面的密封完整性,可在隔板50與唇邊14L間提供一墊圈60。隔板50的主體部分50P可由倒可光學透過問詢輻射戶舒頁先確定的波長的材料形成,并可物理的限制在液體樣品室58中的加壓流動液體。隔板具有從(1.3)至(1.7)的折射率。實踐中,隔板由彈性聚合物材料,如含氟聚合物或聚酯形成。如果隔板由除了含氟聚合物之外的材料形成,如果需要,其可涂敷一光學清潔的含氟聚^tl材料,如在涂層26的部分26'中使用的含氟聚合ttf才料所形成的薄層50L。層50L的折射率與隔板50的主體部分50P的折射率接近。隔板50在其上設置有第一表面50A和相反的第1面50B。窗體20的內表面201與支撐環32的配合表面32M的1分共同配合于隔板50的第一表面50A,形成室54。室54形成了一臨近窗體20的內表面20I的區域,可容納具有與隔板和窗體的折射率不同的折射率(約0.2)的材料。在將要更全面的討論的情況下,此處隔板為與窗體20的厚度尺寸相比相對薄的膜。實際中,隔板具有厚度"t"(同見附圖13A、13B),范圍在0.005至0.010英寸(0.0127至0.0254cm)。在最簡單的執行方式中,室54與大氣超i,即在使用中,室中的材料為空氣。因此,如果、^1池10在敞開的大氣中操作時,空氣貝U為設置在窗體20兩側的材料,入射輻射的折射影響可被減小。但是,假設倒可折射影響可被調節,其落A^:發明的意圖,即在室54中設置一與IM池所處的氣氛不同的材料。應意識到,流通池可在除了周圍空氣的氣氛下操作。在隔板50被安全定位時,隔板50的第1面50B和內表面201間形成一間隔或間隙。隔板50的第1面50B和窗體20(以平行于軸10A的方向測量)間的間隙的尺度以附圖iH己54D表示。尺度54D的量級是重要的。原因在于,此處聯系附圖13A和13B做更全面的解釋,間隙的KJt54D(以平行于軸10A的方向測影應當最小,但不小于三(3)倍的問詢待測液勝品所^糊的輻射的最大波長。例如,如果問詢輻射的最大波長為七百(700)納米,尺度54D應在2.1至3微米范圍內。隔板50的第1面50B和面對的設置在基底14上的液^^動區域14F之間形成了液體樣品室58。唇邊14L的內表面作為樣品室58的外周邊界。液體樣品室58限制加壓液鵬品的流動,沿流動路徑62,從液體供會細道18,穿過樣品室58至液糊夂出通道19。液體樣品從供纟^I道18的口18M、itA,穿過一入口轉換區域64I(附圖14),穿過測量區域64M,并穿過一出口轉換區域64J(附圖14)至排出鵬20的口19M。轉換表面141和隔板50的表面50B之間形成了入口轉換區域641。測量表面14M和隔板50的表面50B配合形成測量區域64M。轉換表面14J和隔板50的表面50B之間形成了出口轉換區域64J。測量區域64M的尺度64D(以平行于軸10A的方向湖糧)依尺寸設置,使得液#^測量表面14M上流過時保持為層流。通常,尺度64D為0.010英寸(0-0254cm)。在的執行方式中,隔板50的第^^面50B和窗體20的內表面201間的間隙的尺度54D被保持,Mil在空氣室54中設置一個或多個通常以附圖^H己68表示的隔離元件,隔板50的彎曲和褶鈹同時得以避免。隔離部件68的整體形成于窗體20的主體部分20B的內表面上。以下也落A^發明的意圖,即隔離件可形成于隔板50的表面50B上,或在空氣室54內被物理柳蹄U,既不接觸窗體,也不接觸隔板。如附圖3、4和5中的實施例所示,隔離件68以棒狀部件68P的形式整體形成于窗體20的主體的內表面上。棒狀部件68P通常具有平的末端。部件68P從內表面201凸出駄空氣室54,并具有足夠的距離以保持空氣室54的預先確定的間隙尺度54D。因此,與間隙的最小尺度54D相一致,部件68P的尺度至少為2.1至三微米。另外,為保持空氣室54的尺度54D,棒狀部件68P的陣列避免了隔板50的褶鈹或凸起,從而保持在齡測量區域64M上,液懶品室58的光程恒定。(應注意到,僅為了清晰的表示,在附圖4中,部件68P的平整末端表現為于隔板50輕微分離。)如附圖5最佳的示出,棒狀部件68P的截面積通常為圓形,平均直徑約為一(1)密爾(0.001英寸)[二十五(25)tt^]。齡靴部件68P都以一平均距離68D與鄰近的部件相分離,該距離不小于約十(10)倍的部件的橫向尺度(例如直徑)。如附圖6和7所示,在一可選實施例中,隔離元件68通常采用圓形的,顆粒狀的球狀突起68N。W^狀突起68N通常具有粗糙的形態,平均直徑約為一(1)密爾(0.001英寸)[二十五(25)膨長],高度尺度與間隙的最小尺度54D相一致。^狀突起68N都以一平均距離與鄰近的球狀突起相分離,該距離不小于約十(10)倍的顆粒的橫向尺度(例如直徑)。無論采用微部件68P的形式,或者是球狀突起68N的形式,隔離件68都不應當覆蓋窗體20的內表面201的面積超過百分之三至百分之十(3%至10%)。的,隔離件68不應當覆蓋表面20lM約百分之五(5%)。隔離件68可形成一規貝啲排列(如^1犬部件68P盼瞎形戶際)或為隨機體的陣列(如球狀魏68N的情形所示)。棒狀部件68P或球狀魏68NiM的Mi柳照相平版印刷技術形成于窗體的主體之上。通常,照相平版印刷技術包括在窗體20的內部表面沉積一層聚合的光刻膠材料。一具有所需的規則圖案或隨機形態的光掩膜鋪設于光刻膠之上。例如,光掩膜可通過4頓噴墨打印+腿明花樣一側的球狀魏表面來制造,其可由Hewlett-PackardInc.提供,出售型號為HPC3834APremiumInkjetTransparencyFilm,用作光lll莫的模板。在掩膜適當位置,光刻膠暴露于光化學輻射,結果在聚合物層上產生了聚合的和非聚合的區域。圖案中不需要的材料MiA光聚合物層中化學溶解,留下具圖案的隔離件。在"4寺別的制造技術中,一用作窗體的熔融二氧化硅圓盤在一濕清潔站中采用{針布的"RCA類型"清潔以除去有機和金屬污,。"RCA清潔"是一禾中由RCACompany為從晶片上除去污而發展出的工業標準。二氧化硅圓盤在65。C的含NH40H:H202:H20的比例為1:1:6的溶液中浸沒十(10)併中。該圓盤用去離子7K沖洗十(10)女H中后,在85。C的含百分之九十五(95%)的H2S04溶液中浸沒十(10)併中。其用去離子水沖洗十五(15)分鐘并用氮氣吹干。隨后該圓盤在真空加熱條件下除水,在氮氣環境下^4卩,準備用于膨冗積。柱隔離件使用光刻膠和光掩模形成。適合的光刻膠可由MicrochemIncorporated,Newton,Massachusetts獲得,作為NANOSU-82000NegativeTonePhotoresist。這種環竊抗蝕劑適用于多種粘度,用于旋涂不同的厚度范圍。基本上,通過調節溶劑(環戊酮)的百分比以獲得正確的粘度。此光刻膠包含光引發劑和敏化劑,"撥入"至365nml-線紫外光。4OT如可由HeadwayResearch,Inc.,Garland,Texas提供的旋涂儀器,光刻膠被涂在圓盤的表面。旋涂^#由隔離件所需的高度決定。抗蝕劑被軟烘干,分別在65。C和95r溫芰下使用兩步熱平臺烘干。烘干時間由抗蝕劑厚度決定。)t4P的圓盤隨后在紫外曝光單元下成像,其可由OpticalAssociatesInc.,SanJose,California作為OAIHybralignSeries500MaskAlignmentandExposureSystem提供。紫外為365nml-線紫外光。功率為5mW/cm2;曝光時間由抗蝕劑厚度決定。跟著進行一曝光后烘干。這是一兩步熱平臺烘干,分別為65'C和95"C。烘干時間由抗蝕劑厚度決定。該圓盤被緩慢冷卻,并且在可由MicrochemIncorporated獲得的SU8Developer中浸沒-顯影。顯影劑為MU,PGMEA(1,2-丙二醇一甲醚乙酸酯)。經檢査后,形成圖案的圓盤在實驗OT烤爐中被熱烘烤。^^被急升至175°C,保持兩(2)小時,并急降至環:^溫度。隔離件也可M31任何其它的微加工過程形成于窗體表面上。在一可選的實施例中,隔離部件可形成于隔板的第1面上。例如,如果一噴墨打印機透明板(具有任何從前表面剝去的粘性涂層)的聚酯基片被用于實現該隔板,基片的相反的表面可表現為足夠的小球狀表面以保持隔板和窗體間的距離。噴墨打印機透明板可由Hewlett-PackardInc.提供,出售型號為HPC3834APremiumInkjetTransparencyFilm,用于此目的。在另一可選的實施例中,隔離元件可被體于室54中,既不與窗體也不與隔板連接。為保持穿過樣品室58的液體為層流,重要的是使得液條^ffl^徑62中《m時不發生中斷。為達至呲目標,液體供纟^lit18、液糊咄通道19、入口轉換區641,測量區64M以及出口轉換區64J都應設置自沿液術IfflS各徑的招可位置上,垂直液術M^各徑的橫截面積mh相同。附圖8至11示出了一系列構造的正視圖。這些不同的視圖示出了流通池的主體14B內的液體傑^M18的結構(附圖8),液體供纟^lit18的口18M的結構(附圖9),入口轉換區641的結構(附圖10),以及測量區64M的結構(附圖11)。由于M池10的結構^tf爾的,出口轉換區64J的^3K各徑62的結構,液體排出鵬19的口19M的結構,液糊咄鵬19的結構與附圖10、附圖9和附圖8所示的結構分別相同。在例中,液體f紫織道18和液糊咄鵬19各自形成為貫穿主體14B的圓孔。因ltbM的截面(如圖8)是圓形。由于i^l池10的幾何構造,鵬18、19各自的口18M、19M的橫截面的形沃,轉換區641、64J以及測量區64M的橫截面的形TO為矩形(例如附圖9至11)。池的幾何構造使得這些橫截面的面積大體上相等。從而,液^tt沿》敲各62l^it時就不會發生中斷。本發明的目的還包括,液體供纟^litl8和液糊咄通道19各自可選的設置為矩形。在這種設置中,針通道可形成于一對相對的基本上為平面的壁上。至少一對相對的平面的壁中的壁沿著通道軸會聚,跨越通道的長度,在沿通道軸上的每一點處,垂直于M軸的橫截面積都是唯一的。附圖12圖示出,根據本發明的ma池io樹頓于一分光爐計系統,通常用附圖fei己謂標,用于測量一加壓流動液體的屬性。該流體可以為任意液體或氣態流體,其屬性是需,知和監測的。在此處的討論中,假設液體顏料或fe^的顏色屬性是被探知和監觀啲。液##料的組分在容器102中被測量,并且M混合刀片104施加的混合操作而混合。液j材才料采用泵108M—由管線106形成循環^徑構成回路。代替泵,壓縮流體(例如壓縮空氣)可被4頓從一關閉的容器中沿路徑106移動液體。流Mf各徑106可具有一個或多個沿M^各徑以預先確定的位置設置的開放口108A、108B以達到將娜述的目的。在一個設置中,^ffi池10與循環管路106Mii入口連接線110和出口連接線112連接。連接線110、112各自M^1池10提供的配件18F、19F被接收(附圖l)。各自的壓力傳自114、116可被提供以監測連接線110、112中的壓力。在液#^^液體樣品室64時,^!皮分光光度計118問詢。分光光度計被操作以弓l導問詢輻射朝向流經^M池的樣品室的液體,并且應答液體反射的問詢輻射,產生表示液體屬性的電信號。如果需要,分光光度計可設置成實ia個方向的測量,如美國專利US4,479,718(Alman)所披露的,轉讓給本發明的授讓人。4頓的特別的分光光度計依賴于被測液體樣品的類型。對包含效果顏料的液體的測量,雌的分光光度計可設置成具有幾個(二或三)檢測器,根據鏡面反射射線分別以不同角度定位。針檢測器以此方式被定位1)在照娜線和鏡面礎射線形成的平面內(此后被稱為照J評面);或者2)在戶脫平面之外,以相對戶腿平面的多個各自的方位角方向,并且根據^^樣品流通室的樣品平面以多個各自預先確定的傾斜角度。在后一例中,分光光度計可以為測角分光光度計。在前一例中,在含金屬顏料的液體的測量中,分光光度計具有如上的在三個方向測量的檢測器,如美國專利US4,479,718(Alman)所J臓的,轉讓給本發明的授讓人,可被{頓。魏一步的顏色信息可通過,通池10的取向獲得,如此處描述的,測量可以進行,其中穿過>池的流動方向根據,的照射平面以任意的方位角傾斜。還假設分光光度計118通,合的離線校正過程,過問詢測量紙板(如果提供)的表面進fi^校正。附圖13A是一射線圖示,與附圖1類似,表示出本發明的箭Lffl池的光學操作。具有預定波長的問詢輻射的入射射線R朝著窗體20的夕卜表面20E傳播。窗體20的材料具有一比環繞箭適池的介質的折射率大的折射率。在撞録面20E時,由于窗體上方的介質的折射率與窗體材料的折射率間存在差異,產生了折射射線R,。折射射線R,穿過窗體傳播,直到遇到窗體的內表面201。]"線離開窗體時,由于窗體材料的折射率與室54內的材料的折射率間也存在差異,造,線將被折射。為減小折射效應,介質M與室54內的材料優選為相同(例如周圍的空氣)。作為結果的折射的射線隨后以射線R傾斜于軸10A的相同的傾斜角度朝隔板50傳播。射線R穿過室54朝隔板50的表面50A傳播。射線R被隔板50的材料折射。被折射的射線R"離開表面50B并且與樣品室58中的液^^才料相互作用。如果射線R"遇到顏料顆粒或其它液體中的t^f實體,射線R"將被鏡面反射或漫翻寸,類似于附圖l中的發生在散射點X的相互作用。鏡面反射輻射將離開隔板的上表面50A,并且穿過室54朝窗體20傳播。如果室54所取的尺寸避免了漫翻寸輻射的倏逝耦^A窗體2,漫Mt輻射將在隔板中發生全內反射。由于隔板的厚度"t"(相對于窗體的厚度),需要足夠的^隔板所在平面的橫向距離D以滿足內^t輻射發生統計上有效的次數的二次散射。射線將以小于隔板和室材料間界面的臨界角的角度被再散射的可能性被提高。因此,更大部分的全內蹄能量將離開窗體20的可能性增加。適當的選擇窗體20與隔板50間的間隙的尺度54D使隔板中的光避免于倏逝耦^SA窗體,因此,提高了可被檢測器檢領啲漫Mt的量。窗體和隔板必須以足夠的尺度54D保持分離,以避免發生在隔板內的全內戯寸的抑制。后者的效應,被稱為受抑全內反射,事實上是在隔板中全內反射的輻射的電場泄露進窗體材料,并且當兩具有接近的折射率的材料接近緊密接觸時發生,,程度為,它們各自的并置表面以小于輻射進入光疏介質的穿透深度I的小的倍數的距離(在此例中為隔板和窗體間的間隙)分離,或者該距離需要倏逝波的振幅降至皿光疏介質中的取值l/e。此穿透深度,"1",由關系式決定其中.入是光的最大波長;npartito是隔板的折射率;n^是隔板與窗體間間隙的折射率,以及0u是在隔板中的全內反射光線的入射角,根據隔板和間隙間界面的法線。一個普遍的經驗法則用于保證兩個被光疏介質分離的光密介質間傲寺足夠的距離,以避免受挫的全內礎,該規則是以不小于三(3)倍最大問辦昌針波長的尺度54D分離兩個光密介質。現考慮隔板50的厚度尺度"t",此厚度尺度適當的薄是重要的。為回答其應該多薄的問題,回顧另一問題是重要的,即為什么相對厚的具有接近被測材料折射率的折射率的玻璃會中斷光,并使檢測器錯誤表示了材料的真實顏色,而其真實顏色是不^ffl窗體以及從材料自由表面來觀察到的。如上面注釋的,并聯系附圖1的討論,原因在于1)部分光穿過窗體ii^彖離開,從而降低了檢測器所觀察的物體的光線,因為一些輻射根本沒有到達,以及2)來自窗體邊緣的雜散翻寸造成的窗體發光,從而增加了檢測的反射光i普的背景或基線。如果一隔板被插入窗體和被測材料之間,以及如果在此隔板中,光線以某種方式避免于脫離檢測器的視野F,如附圖13A,這些m^)可減輕。在隨后的討論中,假設檢測器見野F的橫向尺度小于隔板的橫向尺度Dp。為了實SUt匕目的,一徵自被測材料的漫翻寸光經歷在隔板內的全內礎,必須假設,在重新出現之前,如附圖13A所示,被倒可給出的在隔板中的皿射線貫穿的橫向距離D小于F/2。參考附圖13B,應注意,被漫反射和全內劍寸射線貫穿的總長度D由幾部分組成,山、(12等等,或者一般的為4,是由于戶鵬寸線的tm可采取不同的角度eul、e&等等,或者一般的為em,在J魏蟲被測材料不同點的表面50B上。角度e^,如上所f斜己的,為以大于臨界角9c的角度方向在表面50A上TO的射線的翻寸角,臨界角6e與隔紛空氣室界面的系統法線有關,因為所考慮的射線被假設為全內反射。現在,隔紛空氣室界面的臨界角9c,由下式定義如果射線使得m在隔板內反彈,除第nW妙卜,在每個反彈為全內反射,在此情況下,其穿過隔板50的上表面50A重新出現,沿隔板的橫向維度在橫穿方向上傳播的全部距離D由下式給出從幾何學上考慮,di—直到但不包括dm,可以通過隔板厚度尺度t和tfclf角9ui艦下式計算出《=tan《,假設,在第m次反彈之后,穿過表面50A再出現的射線,dm因此具有最小值0,和下式給出的最大值因此,隔板的厚度標準現在可以被體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>假設視野F是分光光度計制造商設置的,隔板的最大厚度t可以M如下方式找到,即減小不等式的右手側,以及增大上述表達式的分母。顯然,如果所有的6ui至n/2,以及e^9c,,趨于無窮大,因此t趨于o,就是說一自由表面可能捕锨;f有光線。但是,在特殊劍牛下,如果需要在一封閉體系中包含樣品,問風就在于需要捕獲的漫散射的百分比。假設鏡面翻寸光在第一次Mf發生后將從表面50A重新出現,由于其TO角度、,在隔板中的折射角,根據定義是小于9c的。對于漫翻寸光,因此,如果假設測量的樣品是一Lambertian娜體,貝斷有的Mt角都是同等可能的,在一接皿差的假定中,最大橫向距離di,每一在表面50B的艦出現,經歷內反射/翻寸射線,從實際的觀點看,高百分比的將eui設置皿可能的最大值n/2,于此稱為e,并且設置em=ee,為了最大化,"t"的不等式的分母,但不使其接近無窮大。"t"的,式則成為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(2(m-l)tan《max+tan《)或者,4OT臨界角的定義,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>其中p是一,90%"100%的百分比。為決定m的值,在隔板內娜的^在±^^中被{細,應考慮,射線一旦在邊界50B的翻寸中心出現,以一大于臨界角的角度發生]"的可能性相比于以一小于臨界角的角度發生Mt的可能性。再次,如果假設測量樣品為Lambertian翻寸體,漫翻寸應當為等方向的,因此所有角度有相等的可能性。因此,射線以一大于隔粉空氣室界面臨界角的角度娜的可能性,P(9u^6c)由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>對以的,射線以一小于臨界角的角度TO的可能性,P(9ui《9c)由下式給出:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>因此,光線在m次娜事件后在隔板50A中浮現的可能性,就成為以下可能性的齢累積1)射線以一大于臨界角的角度發生m-l次M事件的可能性,以及2)射線以一小于臨界角的角度發生m次翻寸事件的可能性,或者數學上的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>或者<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>執行求和,簡化為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>此^ii^:可轉化以求解m,給出所需的光的百分比,Pm(e^《0c),即在:翻寸事件后的幫孚現并且被檢測器收集,劍門獲得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>從這些^tet隔板的最大厚度"t"可以M做一^l棘估算。例如,如果首先假設間隔由空氣組成,則ng^1。此外,如果假設隔板為聚酯材料,則HpartifaH.65,并且6e為37.3。。最后,如果需要收集90%的光,則Pm^0.9,達到此目的的必需的反彈次數m成為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>可認識到,從2/n開始的因子事實上為角的比率,并且這些角已被轉換為度的單位。蹄分光光度計的普通的年鵬為F=0.5"。進一步假設,在針翻寸事件中,散射角度是橫貫齡翻寸事件最力巨離p/2的90%,可將此結果代入,t的^fet可獲得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>附圖14示出根據本發明的^ffi池的另一可選實施例。在此實施例中,蓋體16劍共了至少一個加壓流術fLAM道70以及至少一個加壓流術荒出通道72。每個流A^n流出通道與空氣室54。流入和流出通道70、72各自在流體回路中與泵80連接。泵80有泵控制器82控制。泵控制器82根據由壓力傳繊114、116監測的連接線110、112中(圖11)的壓力f,生泵控制信號。、^A和流出通道70、72各自被設置的尺寸使其可M31穿過空氣室54的加壓流體,在艦中,隔板和窗體的間隔彌尋以保持。應意識到,在本實施例的另一可選方案中,窗體可以忽略,分光光度計的透鏡可有效地作為室54的上邊界4頓。在此例中,一個誠的^t件MJIf共來將光度i棵配到^M池的主體上。本發明還可以以探針儀器150的形式執行,相比于前述的tlffi池。如附圖15A和15B所示,根據本發明的此方面,探針150包括一外殼部件154,其具有一裝配在其第一末端的對問詢輻射透明的窗體20。外殼154優選的采用的形式為一通常的拉長的管狀部件。外殼的橫截面可設想為任何方便的外形。夕卜殼的外部在其長度的一部分,如在159處形成螺紋,艦其探針150可被裝配在裝配孔108A、108B中(附圖12)。其它適合的裝配設置也可M^用。問詢輻射被朝著窗體引導,被反射的輻射通過一個或多個光纖束156A穿過156D從窗體離開。(在附圖中,光纖156D延伸穿過外罩154的中心,而穿過156C的光纖156A砂卜罩內部於方向形成陣列。也可以j頓其它魏的設置。)^光纖可M:—M的夾鉗158被穩定固定砂卜罩154內。用于將輻射引導入或引導出窗體的可選的設置,例如內鏡可被提供。對問詢輻射透明的隔板50被裝配砂卜殼154的一端,與窗體20為隔離關系。隔板50在其上具有第一表面和第1面。隔板的第一表面50A面向窗體20,并與窗體配合在其間形成室54。隔板50和窗體間的間隔使得從與隔板的第1面50B接觸的液體處反射的輻射避免于倏逝耦^A窗體。即反射的輻射在隔板50內而不是窗體內發生全內刻寸。4柳中,再次參考附圖12,探針150可以ffl^頓外螺紋159被裝配于開孔108A和/或108B(或者在涼ai^各徑上的ftf可其它方便的位置)。如同在tlffi池的例子中,來自適合的光源的問詢輻射朝著窗體被引導。入射輻射被引導至一反射模式的分光光度計。實施例M根據本發明的流通池,避免了光中斷,相應的改善了色度和顏色靈敏度,其可通過以下的實施例被理解。樣品1是一離^^,其來自美國杜邦公司,維明頓,特拉華作為Tint853J與一適合量的白色混合基混合以提供一完整的光i普信息。樣品2為同樣的m色彩,滴加了0.32%不飽和的黑色著色劑,其來自美國杜邦公司,維明頓,特拉華,作為Tint806J。樣品i和樣品2的目率xt波長的測SM:JOT三個儀器皿行,即參比儀器,現有技術中的比較儀器和本發明的儀器。參比儀器為一旋轉的圓縣統,如德國專利DE2525701中所描述的。通過在旋轉圓盤表面上的一開槽的容器,液##品1和2被分別施加,進行自由表面的反射率測量。通艦儀器的反射率測量被選擇作為反射,隹,因為其最接近于通過剛艮所觀察到樣品的顏色。濕的自由表面測量使得其結果接近于使用本申請
背景技術:
部分中描述的千燥自由表面測量技術。現有技術的比較儀器為一封閉的流通池系統,如美國專利US4,511,251(Falcoff萄所描述的。液條品1禾口2M^itM3i^l池。由于流通池的結構,針液懶品在樣品艦^M池時緊密接觸^ffi池的窗體。本發明的儀器為一根據本發明的具有一隔板的封閉^I池,如此處所描述的,并且如附圖2至7示出。每個液體樣品的每個反射率值通過X-Rite,Incorporated,Grandville,MichiganJ^f共的MA90BR型分光光度計來測量。^f頓反射光譜計算每組領糧的C正Lab76值L,a和b。M(C;)M使用C正Lab76形式體系計算得到(C》[a^V,)。4頓齡儀器測量的樣品1和樣品2的鄉率值間的變化AL、Aa和Ab同稱皮計算。所有測量和計算結果被歹依下表中。通過針儀激則量的樣品1的反射率Xt波長的曲線由附圖16示出。表<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>討論在測量的光譜的藍色區域(400-500nm),現有技術的比較儀器相比于參比儀器和本發明儀器顯示了升高的反射率值。相反的,在測量的參比儀器和本發明儀器光譜的紅色區域(600-700nm),現有技術的比較儀器產生的值比參比儀器和本發明儀器要低。在藍區升高的反射率基線和在紅區降低的反射率峰值被認為歸結于來自窗體的光倉瞳的中斷和損失,如
背景技術:
中附寸論的。對參比儀器,腿值為58.10,而對現有技術的比較儀器,色度值為46.81,而對本發明儀器,腿值為53.62。根據表格,現有技術的比較儀器和參比儀器測量的色度值的差別為11.29。本發明儀器和參比儀器測量的色度值的差別為4.48。M獲取兩個差別間的差值,即6.81,可以測量出改進。因此,相對的改進為6.81/11.29,或一0%。因此,本發明儀器較現有技術的比較儀器具有了顯著的進步。△a禾口Ab的變化的比較揭示了本發明儀器相比于現有技術的比較儀器還樹共了明顯更好的顏色靈每娘。參比儀器記錄了樣品1和樣品2間的Aa和Ab的變化分別為-1.66禾W).95。現有技術的比較儀器記錄的Aa為-1.05以及Ab為-0.62,而本發明儀器記錄的△a為-1.52以及Ab為-0.85。為決定本發明儀器和現有技術的比較儀器的靈敏度,僅需要計算由參比儀器記錄的除以艦有技術的比較儀器和本發明儀器的總變化的百分比。這可以通過形成根據參比儀器的WM義器的Aa和Ab的比例來執行。即為,△a鵬技術儀器1.05/1.66=63%本發明儀器1.52/1.66=91%△b現有技術儀器.62/.95=66%本發明儀器.85/.95=89%對于本發明記錄的△a和△b,自由表面觀糧的顏色變化均為約90%的靈敏度。耐見有技術的比較儀器分別顯示了低于63%和66%的靈鵬。根據前述內容可意識到,本發明的^ffl池相對于現有技術系統具有了顯著的進步。本發明避免了當、M池的窗體緊密接觸待測液體時出現的測量問題。通過^ffl—足夠薄的隔板來減輕光中斷以及相應的色度損失,限制加壓液體,本發明實現通過反射分光光度計進行封閉系統中的濕液體的顏色測量,產生了可接受的一致的結果并且可信的預測了濕法讀數也將可與干燥狀態下的標準相匹配。存在于隔板后的間隔部件^ra壓液^JIJ共了足夠的弓艘以避免當樣品被加壓時可能發生的彎曲。因此,本發明解決了i頓窗體系統時,遇到的S賊(厚度)與色度損失間的貌似相就蟲的問題。通過Mf共含氟聚合ti^料涂層,^S池可快速清潔(在一至二(1至2)分鐘內),從而測量的循環時間相比于處理變化是很小的。因為本發明的、tt池的實施例或探針的實施例可被插入加壓液體的、m^徑,被測液體可實現快速和容易的傳送。這可以4繊色測量f^Ii4行;此外,由于^U1池或探針可在一封閉體系中操作,^S池和探針可ltt于一可能含有易^C境的工廠地IO:。本領域技術人員,受益于前面戶腿的本發明的教導,可對它給予許多的改進,這些改進可以認為在本發明的構思以內,如^^f附的權利要求中所限定的。權利要求1、一種測量加壓流動流體的屬性的系統,使用預定波長的問詢輻射,該系統包括一流通池,其包括第一外殼構件和第二外殼構件,外殼部件之一具有一對問詢輻射透明的窗體;裝配在流通池內的對問詢輻射透明的隔板,其與具有窗體的外殼構件和其它外殼構件為隔離關系,隔板在其上具有第一表面和第二表面,隔板的第一表面面對一個外殼構件內的窗體,隔板的第二表面面對另一個外殼構件,隔板被設置成使得隔板的第一表面和窗體配合在其間形成一室,而隔板的第二表面與其它外殼構件配合在其間形成一流體樣品室,隔板與窗體間的間隔使得來自樣品室中的流體的反射輻射能在隔板中發生全內反射,無倏逝耦合進入窗體;以及用于泵抽流體穿過樣品室的泵;以及一分光光度計,通過操作可引導問詢輻射朝向流經樣品室的流體并響應來自流體的反射的問詢輻射,產生表示流體屬性的電信號。2、如權利要求l所述的系統,其中的流通tt—步包括設置于室內的多個隔離部件,其在隔板的第二表面與窗體之間延伸,隔離部件的尺寸被體以保持隔板與窗體間的間距。3、如權利要求2所述的流通池,其中的間距不小于問詢輻射預定波長的三(3)倍。4、如權利要求2所述的流通池,其中隔離部件連接于窗體。5、如權利要求2臓的M池,其中窗條其表面形成有多個棒狀體,每個棒狀體從窗體朝向隔板延伸從而形成一隔離部件,每個棒狀體具有一穿過其的軸,針棒狀體從垂直于其軸的平面觀糧,平均尺度為大約一(1)密爾(0.001英寸),每個棒狀體以不小于十(10)倍平均尺度的平均距離與臨近的棒狀體相分離。6、如權利要求5戶欣的tM池,其中棒狀條窗體表面形i^見則陣列。7、如權利要求2所述的m池,其中窗,其表面形成有多^W狀體,每狀體從窗#^月向隔板延伸從而形成一隔離元件,每個球狀體具有大約為一(1)密爾(O.謹英寸)的平均尺度,每個球狀體以不小于十(10)倍平均尺度的平均距離與臨近的球狀體相分離。8、如權利要求2戶;M的^I池,其中球狀,窗體表面形成隨機陣列。9、如權利要求2所述的流通池,其中隔板基本上為一平面部件,具有一最大厚度,最大厚度使得隔板內的全內反射的輻射傳播被最小化,通過其,基本上全部自被測流體反射輻射在一沿隔板的平面的預先確定的橫向距離內離開隔板。10、如權利要求9所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范圍內。11、如權利要求2所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范圍內。12、如權利要求9所述的流通池,其中隔板的第一表面在其上具有不規則粗禾微寺征,隔社的不規則粗f徵寺征朝窗體延伸并形成一隔離元件。13、如權禾腰求2戶誠的^M池,其中隔板是彈性聚合物膜。14、如權利要求4所述的流通池,其中窗體具有一有預先確定面積的表面,以及其中隔離元^S^不皿窗體表MM積的百分:tH至十(3至10%)。15、如權利要求14所述的流通池,其中隔離元件不超過窗體表MM積的百分五(5%)。16、如權利要求2所述的流通池,其中其它外殼構件具有在其內形成的供會織道和排出鵬,供會細道和排出鵬各自與樣品室魏,供給通道、樣品室和排出通道配合形成穿過流通池的流通路徑,供給通道、樣品室和排出通道各自的結構使得在延ma路徑招可位置上的垂直于流通路徑的倒可橫截面顯示出基本上相同的橫截面積。17、如權利要求1的系統,其中^SM—步包括形成于具有窗體的外殼構件內的流入和流出通道,流入和流出通道各自與室連通,流入和流出通道的尺寸使其可M—穿過室的加壓流體,這樣在^ffl中,M室內的加壓流體,隔板與窗體間的隔離絲得以保持。18、如權利要求170M的、tt池,其中隔板的第一表面以不小于三(3)倍的問i辧昌射預定波長的距離與窗術目隔離。19、如權利要求17戶皿的、池,其中隔板本質上為一平面部件,具有一最大厚度,最大厚度使得隔板內的全內頗的輻射傳播被最小化,通過其,全部自被測液體的反射輻射在一延隔板的平面的預先確定的橫向距離內離開隔板。20、如權利要求19所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范圍內。21、如權利要求17所述的流通池,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范圍內。22、如權利要求17戶腿的^il池,其中隔板是彈性聚合物膜。23、如權利要求17戶服的^I池,其中另一個外殼構件具有在其內形成的供^I道和排出通道,供纟^I3I和排出鵬各自與樣品室魏,供^il道、樣品室和排出通道配合形成穿過^M池的流M^各徑,供纟^1道、樣品室和排出通道各自的結構使得在沿tM路徑lii可位置上的垂直于^M徑的倒可橫截面顯示出基本上相同的橫截面積。24、如權利要求23戶皿的涼遞池,其中外殼構件具有在其內形成的供纟織道和排出通道,供纟^1道和排出M各自與樣品室連通,、腿鵬一步包括用于監測供纟^M提供的流體的壓力的壓力傳感器;以及產生泵控制信號的控制器,用于根據壓力傳繊監湖啲壓力值控帝U室內的加壓流體的壓力。25、如權利要求23所述的^1池,其中外殼構件具有在其內形成的供鄉^道和排出通道,供纟,道和排出通道各自與樣品室iSI,,腿一步包括用于監觀鵬她通道內的流體的壓力的壓力傳感器;以及產生泵控制信號的控制器,用于根據壓力傳繊監湖啲壓力值控制室內的加壓流體的壓力。26、如權利要求23所述的流通池,其中外殼構件具有在其內形成的供^!道和排出鵬,供纟^I道和排出鵬各自與樣品室魏,W腿一步包括用于監測供纟^lit掛共的流體的壓力的第一壓力傳感器;用于監測排出衝宣內的流體的壓力的第二壓力傳感器;以及產生泵控制信號的控制器,用于根據第一和第二壓力傳繊監領啲壓力值控制室內的加壓流體的壓力。27、如權利要求1戶脫的系統,其中分光光度計包括二個或多個檢測器,各自根據照射平面內的鏡面誕寸射線以預定角度定位。28、如權利要求1戶艦的系統,其中液儲品^頁定的流動平面流動穿過樣品流動室,以及其中分光光度計是測角分光光度計,包括二個或多個檢測器,各自根據照射平面內以預定的方位角,以及根據樣品流動平面以預定的偏向角定位。29、如權利要求1所述的系統,其中穿過M池的流動方向根據照射平面以任意方位角傾斜。30、一種測量加壓流動流體的屬性的系統,使用預定波長的問詢輻射,該系統包括加壓流動流體的封閉流ffi^各徑,流ffi^各徑在其內的預先確定的位置上形成有裝配孔;用于泵抽流體穿3^寸閉^1^各徑的泵;一使用在預定波長問詢輻射測量流動穿過封閉流通路徑的流體的屬性的探針,探針包括外殼構件,在其第一端設置有對問詢輻射透明的窗體,夕卜罩可插A^配孔;對問詢輻射透明的隔板,以與窗體保持隔離的關系裝配,隔板在其上具有第一表面和第1面,隔板的第1MM對窗體,隔板被設置成使得隔板的第1面和窗體配合在其間形成一室,隔板與窗體間的間隔使得來自于與隔板第二表面接觸的流體的反射輻射避免于倏逝耦^a入窗體,即反射的光線在隔板內而不是窗體內發生全內反射;以及一分光光度計,通過操作可引導問詢輻射朝向流經流路的流體,并響應流體反射的問詢輻射,產生表示流體屬性的電信號。31、如權利要求30戶腿的系統,其中探f憤一步包括設置于室內的多個隔離部件,其在隔板的第二表面與窗體之間延伸,隔離部件的尺寸被體以保持隔板與窗體間的間距。32、如權利要求30所述的系統,其中的間距不小于問詢輻射預定波長的三(3)倍。33、如權利要求31戶腿的系統,其中隔離部件連接于窗體。34、如權利要求31戶腿的系統,其中窗條其表面形成有多個棒狀體,每個棒狀體從窗體朝向隔板延伸從而形成一隔離部件,每個棒狀體具有一穿過其的軸,每個棒狀體從垂直于其軸的平面測量,平均尺度為大約一(1)密爾(0.001英寸),每個棒狀體以不小于十(10)倍平均尺度的平均距離與臨近的棒狀體相分離。35、如權利要求34所述的系統,其中棒狀體在窗體表面形成規則陣列。36、如權利要求31戶腿的系統,其中窗j枯其表面形成有多傾狀體,每狀體從窗體朝向隔板延伸從而形成一隔離部件,^W狀體具有大約為一(1)密爾(0.001英寸)的平均尺度,每個球狀體以不小于十(10)倍平均尺度的平均距離與臨近的球狀體相分離。37、如權利要求31戶服的系統,其中球狀條窗體表面形成隨機陣列。38、如權利要求31戶腿的系統,其中隔板基本上為一平面部件,具有一最大厚度,最大厚度使得隔板內的全內反射的輻射傳播被最小化,通過其,基本上全部來自被測液體的反射輻射在一沿隔板的平面的預先確定的橫向距離內離開隔板。39、如權利要求38戶皿的系統,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范圍內。40、如權利要求30所述的系統,其中隔板的最大厚度在0.005至0.010英寸范圍內。41、如權利要求40戶腿的系統,其中隔板的第一表面在其上具有不規則粗禾微寺征,隔社的不規則粗f對寺征朝窗體延伸并形成一隔離部件。42、如權利要求30F腿的系統,其中隔板是彈性聚合物膜。43、如權利要求33戶腿的系統,其中窗體具有一有預先確定面積的表面,以及隔離部件mM不超過窗體表面面積的百分^H至十(3至10%)。44、如權利要求43戶腿的系統,其中隔離元4權蓋不艦窗體表麗積的百分五(5%)。45、如權利要求30戶脫的系統,其中的間距不小于問i辦昌射預定波長的三(3)倍。46、一種測量被測液體的屬性的方法,該方法包括如下步驟a)被測液體與透明隔板接觸,隔板與透明窗體以預先確定的距離隔離,隔板具有予!5fe確定的折射率;b)弓l導一具有預定波長的問詢輻射射線穿腿明窗體和隔板,itX液體;c)使得至少部分從液體反射的輻射在隔板內發生全內反射,同時避免倏逝耦^tA窗體,避免倏逝耦^tA窗體M;以下來實現i)在窗體和隔板間設置具有折射率小于隔板折射率的介質,以及ii)保持窗體和隔板間的間距不小于問詢輻射預定波長的三倍;以及d)收,少部分穿過隔板的輻射。全文摘要一種使用本發明提供的流通池的系統,本發明還包括一根據流通池或探針來定位的反射模式分光光度計。流通池或探針均具有一與透明窗體隔離設置的薄的隔板。隔板具有預先確定的折射率以及比窗體的厚度尺度小的厚度尺寸。隔板與窗體間的距離避免了從液體中反射的輻射的倏逝耦合進入窗體材料。分光光度計引導問詢輻射指向流經樣品室的液體,并響應從液體反射的問詢輻射,產生代表顏色屬性的電信號。描述了一種采用減輕光的中斷的方式來測量加壓的流動待測液體的顏色屬性的方法和系統,將待測液體與一透明隔板接觸,透明隔板以預先確定的距離與透明窗體相隔離。隔板具有預先確定的折射率,并且其厚度尺度小于窗體的厚度尺度。至少來自液體的部分反射輻射會在隔板內發生全內反射,同時避免了從液體中反射的輻射的倏逝耦合進入窗體材料。文檔編號G01N21/05GK101405593SQ200680045641公開日2009年4月8日申請日期2006年12月5日優先權日2005年12月5日發明者A·J·馬蒂諾,J·B·阿爾斯帕奇,J·R·朱哈什,K·S·謝爾馬赫,M·P·賴因哈德特,T·W·辛普森三世申請人:納幕爾杜邦公司