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原文传递红外光谱仪

专利名称：	红外光谱仪
摘要：	公开了用于检测样品中的一种或多种物质的方法和装置，其中，跨所述物质中的每一种的至少一个红外吸收光谱特征对激光探测光进行频率扫描。可以在至少一个样品吸收池或吸收柱与一个或多个参考池或参考柱之间切换从探测光源到单个检测器元件的路径。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	英国;GB
申请人：	英国研究与创新组织
发明人：	达米安·韦德曼
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201780067212.3
公开号：	CN109983323A
代理机构：	北京东方亿思知识产权代理有限责任公司
代理人：	宗晓斌
分类号：	G01N21/39(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	英国斯温顿
主权项：	1.一种检测样品中的一种或多种物质的方法，包括：使用一个或多个激光源来生成探测光，使得所述探测光完成跨所述一种或多种物质中的每一种物质的至少一个红外吸收光谱特征的一次或多次频率扫描；提供多个吸收柱，所述多个吸收柱包括包含所述样品的样品柱和包含已知浓度的所述一种或多种物质的一个或多个参考柱；沿着到单个检测器元件的路径引导所述探测光以从所述单个检测器元件输出检测器信号，其中，到所述单个检测器元件的完整路径在任一时刻通过所述吸收柱中的仅一个吸收柱；在每次频率扫描期间多次切换到所述单个检测器元件的路径以顺序地选择所述吸收柱中的每一个吸收柱，使得所述检测器信号在所述路径包括所述样品柱时包括样品段，在所述路径包括参考柱时包括参考段；根据所述样品段检测所述一种或多种物质，包括使用所述参考段来校准。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一种或多种物质包括所述样品中的至少第一物质和第二物质，并且检测步骤包括根据所述样品段检测至少所述第一物质的第一光谱特征和至少所述第二物质的第二光谱特征。 3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述检测步骤包括确定所述第一物质和所述第二物质两者的浓度，所述第一物质和所述第二物质两者的浓度是对照所述一个或多个参考柱中的每一个参考柱中的至少两种物质的已知浓度来校准的。 4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一物质和所述第二物质是相同分子的同位素体，并且确定所述至少两种物质的浓度的步骤包括确定这两种物质的同位素比。 5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，根据所述样品段检测所述一种或多种物质的步骤包括仅使用来自特定频率扫描的参考段来校准来自该同一频率扫描的样品段。 6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，根据所述样品段检测所述一种或多种物质的步骤包括仅使用在所述检测器信号中与待校准的所述样品段接近或相邻的那些参考段来校准样品段。 7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个参考柱包括两个或更多个参考柱，并且每个参考柱包含所述物质中的已知浓度的至少一种物质，该浓度能够是零浓度，并且与该物质在其他参考柱中的每一个参考柱中的已知浓度不同。 8.根据权利要求7所述的方法，其中，检测所述一种或多种物质的步骤包括使用来自所述参考柱中的每一个参考柱的检测器信号之间的插值和/或来自所述参考柱中的每一个参考柱的检测器信号的外推，来校准来自所述样品柱的检测器信号。 9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述路径被切换为使得所述样品柱以至少50Hz的重复速率被选择。 10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述路径被切换为以与所述样品柱相同的重复速率选择每个参考柱。 11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述路径是使用微加工机电光学开关来切换的。 12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个吸收柱包括各自包含不同样品的多个样品柱，使得所述样品段包括来自不同样品柱中的每一个样品柱的样品段，并且所述检测步骤包括根据来自所述样品柱中的每一个样品柱的样品段单独地检测所述一种或多种物质中的任一种，包括使用所述参考段来校准。 13.一种用于检测样品中的一种或多种物质的光谱仪，包括：一个或多个激光源，所述一个或多个激光源用于生成探测光，使得所述探测光完成跨所述一种或多种物质中的每一种物质的至少一个红外吸收光谱特征的一次或多次频率扫描；多个吸收柱，所述多个吸收柱包括包含所述样品的样品柱和包含已知浓度的所述一种或多种物质的一个或多个参考柱；光学检测器，所述光学检测器被布置为输出检测信号；路径光学器件，所述路径光学器件被布置为沿着到所述光学检测器的光路径引导所述探测光，并且在每次频率扫描期间多次切换所述光路径以顺序地选择所述吸收柱中的每一个吸收柱，使得所述检测器信号在所述路径包括所述样品柱时包括样品段，并且在所述路径包括每个参考柱时包括参考段，其中所述光路径在任一时刻包括所述吸收柱中的仅一个吸收柱；分析器，所述分析器被布置为使用对应的一个或多个参考段来校准多个所述样品段中的每一个样品段，并且根据经校准的样品段检测所述一种或多种物质。 14.根据权利要求13所述的光谱仪，其中，所述一种或多种物质包括所述样品中的至少第一物质和第二物质，所述样品段包括表示至少所述第一物质的第一光谱特征和至少所述第二物质的第二光谱特征的段，并且所述分析器根据表示所述第一光谱特征和所述第二光谱特征的所述样品段检测所述第一物质和所述第二物质。 15.根据权利要求14所述的光谱仪，其中，所述分析器被布置为确定所述第一物质和所述第二物质两者的浓度，所述第一物质和所述第二物质两者的浓度是对照所述一个或多个参考柱中的每一个参考柱中的至少两种物质的已知浓度来校准的。 16.根据权利要求15所述的光谱仪，其中，所述第一物质和所述第二物质是相同分子的同位素体，并且所述分析器被布置为确定所述两种物质的同位素比。 17.根据权利要求13至16中的任一项所述的光谱仪，其中，所述分析器被布置为仅使用来自特定频率扫描的参考段来校准来自该同一频率扫描的样品段。 18.根据权利要求13至17中的任一项所述的光谱仪，其中，所述分析器被布置为仅使用在所述检测器信号中与待校准的所述样品段接近或相邻的那些参考段来校准样品段。 19.根据权利要求13至18中的任一项所述的光谱仪，其中，所述至少一个参考柱包括两个或更多个参考柱，并且每个参考柱包含所述物质中的已知浓度的至少一种物质，该浓度可以是零浓度，并且与该物质在其他参考柱中的每一个参考柱中的已知浓度不同。 20.根据权利要求19所述的光谱仪，其中，所述分析器被布置为通过所述两个或更多个参考柱中的每一个参考柱的参考段之间的插值和/或所述两个或更多个参考柱中的每一个参考柱的参考段的外推来校准所述样品段。 21.根据权利要求13至20中的任一项所述的光谱仪，所述光谱仪被布置为使得所述路径被切换为以至少50Hz的重复速率选择所述样品柱。 22.根据权利要求13至21中的任一项所述的光谱仪，所述光谱仪被布置为使得所述路径被切换为以与所述样品柱相同的重复速率选择每个参考柱。 23.根据权利要求13至22中的任一项所述的光谱仪，其中，所述路径光学器件包括微加工机电光学开关，所述微加工机电光学开关被布置为在每次频率扫描期间多次切换所述路径以顺序地选择所述吸收柱中的每一个吸收柱。 24.根据权利要求13至23中的任一项所述的光谱仪，其中，所述光学检测器是单个检测器元件，所述单个检测器元件输出能够划分成一系列连续样品段和参考段的单个检测器信号。 25.根据权利要求24所述的光谱仪，其中，所述单个检测器元件包括单个半导体衬底。 26.根据权利要求13至25中的任一项所述的光谱仪，其中，所述多个吸收柱包括各自包含不同样品的多个样品柱，使得所述样品段包括来自不同样品柱中的每一个的样品段，并且所述分析器被布置为单独地校准来自所述样品柱中的每一个样品柱的样品段，并且根据经校准的样品段检测所述样品柱中的每一个样品柱中的所述一种或多种物质。
所属类别：	发明专利