[发明专利]用于将力施加到样本上以使用机电构件检测的方法和设备

说明书

本发明的实施例涉及将紧密接触压力施加到样本，同时经受ATR红外线询问。作为一般操作模式，在将固体样本放置于ATR元件上之后，力致动器移动砧臂以相对于所述ATR将接触力施加到所述样本上。此后，当扫描结束时，用户可以查看所述一个或多个扫描的结果。所述力致动器可以是电动机或螺线管或其它类型的力致动器。所述所施加的接触力可以是固定力或者可以是用户可选的力或者可以基于所述样本材料的光谱特征通过来自光谱仪的反馈自动地受到控制。

本申请是国际申请日为2014年6月5日、中国国家阶段申请号为201480035093.X、题为“用于将力施加到样本上以使用机电构件检测的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光谱学，且更具体来说，本发明涉及一种还可以自动地提供不同接触压力，同时提供定时延迟能力作为有益特征的ATR/FTIR光谱系统和方法。

背景技术

衰减全反射(ATR)是通常与红外线光谱学(例如，傅里叶变换红外线(FTIR))结合使用的光学询问技术，这使待检查的样本能够直接处于固态、液态或气态。具体而言，ATR利用配置的内反射元件(IRE)和耦合的样本平面的接口处产生的总内反射光。在操作中，光束(例如，红外线)穿过IRE晶体，其方式为使得光束至少在离开与样本接触的内表面后反射。此反射形成扩展到样本中的消散波，通常达到约2微米，其中准确值由光的波长、IRE晶体的入射角和折射率以及所询问的样本媒体来确定。此后经由(例如)单像素的线性阵列或2维阵列检测器来询问承载样本的频谱信息的反射光束来进行分析。

如通常上文所提及，样本，即，主要是将使用ATR作为探查技术询问的固体样本可以呈多个不同形状和大小的形式出现。为了实现有效光学耦合，必须通过配置的分级机构将力施加到此类样本上，所述分级机构经设计以与光学组件紧密接触，例如，金刚石、硅或锗(Ge)ATR元件。常规的级包含压力机构，所述压力机构包含机械螺钉、杠杆、滑块以及经设计以将压缩力施加到给定样本上的致动器。

然而，在需要压力机构来抵靠着所需ATR元件表面紧紧压缩样本以实现紧密接触时，应注意在一些情况下，对操作仪器的人而言可能难以通过常规构件迅速地且可重复地施加此力。

因此，本发明涉及提供一种紧凑的ATR/FTIR光学仪器，所述光学仪器配置为用于将不同接触压力提供到优选的样本作为操作的一部分。具体而言，本发明包含控制施加到任何材料上的接触力且具有时间延迟(间隔)构件的额外新颖特征以允许用户在操作期间位于远程位置处。

发明内容

本申请案的一方面是提供一种手持式内反射设备，所述手持式内反射设备包含：手持式壳体；内反射元件，其安置在手持式壳体中并且还配置为用于提供在手持式壳体外部的样本接触面；光学组合件，其容纳在手持式壳体内，所述光学组合件进一步包括辐射源和辐射检测器，所述源配置为用于朝向样本接触面引导辐射并且所述检测器配置为用于检测与样本接触面光学相互作用的源辐射；样本接触臂；力致动器，其耦合到样本接触臂；以及处理器，其还配置在手持式壳体内并且电耦合到力致动器、辐射源和辐射检测器；其中所述处理器通过施加到样本上的受控接触力引导力致动器，所述样本安置在样本接触臂与样本接触面之间，其中在满足受控接触力之后，电子处理器分析通过辐射检测器接收到的样本信息。

本申请案的另一方面是提供一种手持式内反射方法，所述手持式内反射方法包含：在样本上将配置有ATR手持式仪器的样本接触臂移动到理想位置；使用受处理器控制的力致动器轴向移动样本接触臂，其中样本接触臂移动提供将施加到样本和内反射元件的测量表面上的受控接触力；以及在与样本和内反射元件的测量表面的受控接触力符合配置在ATR手持式仪器内的预定力设置或提供样本材料的合理反馈光谱信号之后，停止样本接触臂的移动。