[实用新型]用于分析设备的辐射腔

说明书

技术领域

本发明涉及用于分析设备的辐射腔。

背景技术

许多化学分离分析(例如，气相和液相色谱分析)要求在整个分析过程中对化学试样进行温度控制。色谱仪包括从其导入试样的入口、包含在其中发生分离的分析柱的腔、试样的组份在其中被检测出并被记录的探测器。仪器的这些部分中的每一个都受温控，以确保分析的完整性和可重复性。以恒定受控温度执行的分析被称作等温分析。为了执行等温分析，分析柱一般被放置在温控室内，该温控室常常称作腔，该腔被预加热到期望温度。其中柱温随时间逐渐上升的非等温分析也很常见，尤其是对于要另外花费长时间来从柱洗出的具有相对重成份的试样。

传统的色谱腔一般使用对流技术来对室的内部(从而柱)进行加热并维持在期望温度。但是，与它们要加热的分析柱相比，传统的腔相对较大，因此功效非常低。除了成本，功效低的副作用在于腔加热和冷却都较慢，这导致试样通吐和产率降低。

降低加热分析柱时的功耗的一种现有技术方案是使用电阻加热的分析柱。遗憾地是，这种技术要求专门制作的柱，该柱可能与现有色谱系统不相容。另外，通常由于构建试样时间而导致在分析柱输入处易受污染。分析柱的受污染部分一般被移除，所以分析柱可以被重用。但是，在使用电阻加热的柱时这难以或不可能实现，这是由于该柱和加热元件捆绑在一起。此外，难以精确地确定电阻加热的分析柱的温度，这是由于难以将温度探针放置得使该探针的温度精确地跟随电阻加热的柱的温度。

降低加热分析柱时的功耗的另一种现有技术方案是使用电磁辐射源，例如微波或红外源。遗憾地是，代表在现今气相色谱分析中使用的占绝对优势的分析柱的毛细柱一般是用熔融的硅玻璃制作的，其对辐射能量是透明的。为了利用辐射能加热，必须用这样的材料或物质涂覆或另行处理分析柱，该材料或物质可以吸收从辐射源发射的辐射，并且将辐射能量转换为热量。另外，与利用电阻加热的分析柱一样，难以确定由辐射源加热的分析柱的精确温度，这是由于难以确保温度探针以与柱相同的方式吸收并转换辐射能来加热以提供对柱温的精确测量。最后，EM辐射源的直接或“视线”性质带来了在传统的对流腔中不会出现的沿柱分布的温度梯度的可能的源。

因此希望能够有效地加热传统的分析柱并精确地确定其温度。

发明内容

根据一个实施例，辐射腔包括配置为提供辐射电磁能的辐射能量源，配置为接收辐射电磁能并且将该辐射电磁能转换为热量的插入部件、以及配置为接收热量的附加元件。

下面将参考附图和优选实施例的详细描述讨论本发明的其他实施例和方法。

附图说明

在示例性实施例的描述中将具体参考附图通过示例描述本发明。

图1是示出了简化的色谱仪的示意图，在该简化的色谱仪中存在根据本发明实施例构造的辐射腔。

图2是示出了图1的辐射腔的实施例的立体图的示意图。

图3是示出了图2的辐射腔的截面图的示意图。

图4A和图4B是总地示出了图2和图3的插入部件的实施例的平面图和侧视图的示意图。

图5是示出了图3的插入部件的替换实施例的示意图。

图6是示出了用于高效加热分析柱的方法的操作的流程图。

具体实施方式

尽管下面对在气相色谱仪中的应用进行了描述，但是下面描述的辐射腔也可以用于其中希望对分析柱或其他设备进行快速高效加热和冷却的任何分析应用中。

图1是图示了简化的气相色谱仪100的框图，该气相色谱仪是可以在其中实现本发明的辐射腔的一种可能设备。本发明的辐射腔也可以用于任何气相采样设备或任何分析设备中，并且也可以用于液相色谱应用中。另外，该辐射腔也可以用于单独的应用中。该辐射腔可以用来对毛细柱、填充柱或其他分析装置进行快速高效加热。

气相色谱仪100包括入口112，该入口112经由连接102接收待分析材料试样，然后经由连接114将试样提供给例如色谱柱116，该色谱柱116也被称作毛细柱、分析柱、或者就称作柱。为了在色谱分析期间有效分离感兴趣的混合物，可以将分析柱116加热到刚好比环境温度高的温度。色谱分析柱116被加热到的温度取决于正被分析的试样类型，并且在分析来自单个试样的多种混合物或成份时可以不同。因此，分析柱116被放置在也被称作腔的温控室内。在本示例中，该腔是根据本发明的实施例构造的辐射腔200。

柱116的输出经由连接118连接到气相色谱仪100中的探测器126。探测器126的输出是经由连接128的信号，该信号表示分析的结果132。