[发明专利]用于测量在连续的流动不混溶液体或具有夹带气相的液体中电磁辐射吸收光谱的流动池

说明书

技术领域

本发明涉及在线测量设备的领域并且可以用于通过吸收光谱分析直接分析工业过程流。

背景技术

用包含光学传感器的流通池（flow-through cell）在线过程分析（on-line process analysis）工业流（industrial stream）是已知的。通常，为了工业过程测量，在包含光学传感器的流动池中测量之后将样品流返回过程管线（process line）以避免产品浪费。在测量之前往往需要预先处理过程样品。

通常，流动池设置两个光学窗口以允许电磁辐射穿过第一窗口、穿过工业过程流并且穿过第二窗口出来。一般使用光纤线缆来将输入源辐射引导至流动池并且也引导产生的部分“被吸收”的光返回至用于测量的位于远程的光谱仪。

由两个平行的光学板构造的简单流动池是已知的。光学板之间的距离被定义为光路长度。过程液体流在通过光学窗口之间的间距时被分析。这种流动池已经用于在线分析生物液体、胶状分散系统以及碳氢化合物。这些流动池的特征为构造简单并且可以仅仅用于样品分析而不需要样品制备或预处理。一些分析要求仔细的温度控制，在这些情况下，可将流动池放置在恒温控制浴中。这可能对其中在流动池里放热需要仔细的温度控制的反应特别有用。这些测量池受限于它们的结构强度并且不适合于在高压或高机械应力下测量。

流动测量池通常用在高效液相色谱法（HPLC）分析和毛细管电泳中。这类型的流动池通常由坚固的/耐久的物质构造、具有小的体积、并且通常具有短的样品“路径长度”。由于由高压和高过程流动速率所引起的升高的机械应力，向工业过程应用提出另外的要求。还必须将这些池设计为抵抗过程介质的潜在破坏作用，例如，可以将入口和出口通道布置为与光路方向成一定角度以减小光学窗口上的机械应力。在与腐蚀性过程流一起使用时，可以由惰性塑料制成池支撑体以延长池的使用期限。

一些流动池被用于高过程压力下的光学测量。其他流动池被设计用于小液体体积的光吸收测量。已将具有抛光内表面的镍毛细管用于使用多重辐射反射的光学测量。

已经将具有多个毛细管分析器的流动池设计为用于生物学毛细管分析。使用这类流动池允许样品体积的最小化。短路径长度流动池可用于在电磁辐射光谱的紫外区、可见区或中红外区中获得测量结果。然而，在电磁辐射光谱的近红外区中观察的相对吸光度值显著减少，因而需要较长的路径长度以最小化样品分析误差。

液体还可以包含可以干扰光谱测量的高压下的溶解的气体。用于分析控制冶金生产的布置可以包括安装在测量池前面的空气分离容器。

如上所述，已经对于各种不同的过程条件进行了光学测量。然而，现有技术尚未描述用于测量包含一个或多个不混溶液体相的过程流、或用于包含溶解的或大量（bulk）气体的过程流的合适的池设计。前述的池可用于分析均匀样品但是不适合测量具有不混溶相的过程样品。包含一个或多个不混溶相的过程样品引起在各相界面处的明显的光散射（light dispersion）并且导致无法接受的测量误差。

在本领域中需要的是能够测量不混溶液体相的流动池。

发明内容

本申请提供用于在线吸收测量不混溶过程相的流动池和使用其的方法。

在一个实施方式中，用于在线吸收测量包含液相和/或气相的不混溶过程相的流动池，可以包括：包含与测量仪器可操作通讯的入口窗口和出口窗口的主体；和将流动池的内部划分为三个（3）或更多具有入口和出口的容器的一系列隔板，其中容器彼此串联连接。可选地，第一容器配备有多孔膜以促进不混溶过程相的分离。

在一个实施方式中，进行包含液相和/或气相的不混溶相的在线吸收测量的方法包括：使流动池与包含不混溶相的过程流相关联；以及进行不混溶相的测量。流动池可以包括包含与测量仪器可操作通讯的入口窗口和出口窗口的主体；和将流动池的内部划分为三个或更多具有入口和出口的容器的一系列隔板，其中容器彼此串联连接，并且其中第一容器配备有多孔膜。

在另一个实施方式中，进行不混溶流体相的在线吸收测量的方法包括：将不混溶流体引入流动池；在流动池内部使用多孔膜和隔板分离不混溶流体相；以及测量上述分离的不混溶流体相。

以下更具体地描述这些和其他非限制性特征。

附图说明

参照示例性的、非限制性的附图，且其中相同要素被相同编号。

图1示出根据本发明的一个实施方式的流动池的示意图。