[发明专利]用于光谱测定系统的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析光谱分析系统的性能的装置，该光谱分析系统包括与用于传播电磁辐射的探头连接的光谱仪。本发明还涉及一种用于这种分析的组件和套件以及用于实施这种分析的方法。

背景技术

光谱分析系统用于分析材料性能。例如，在制药工业中，光谱分析系统用来在制造过程的例如原材料填料、磨削、粒化、干燥、混合、压缩、涂覆以及包装的不同阶段分析材料性能。在某些过程中，被处理材料内容物可改变其性能。例如，在粒化过程中，固体材料可与液体混合，其中液体束缚状态、液体内容物、混合物的温度和密封随着过程继续而变化。在干燥过程中，液体内容物减小，并且密度和温度在处理过程中变化。涂覆过程可在其中所谓核子的颗粒被喷射特定涂覆液体的液化床内进行，或者通过将颗粒穿过所述液体的雾尘来进行，或者通过其它通常使用的涂覆技术来进行，例如熔化、聚合等，其中材料性能随着涂覆过程继续而变化。因此，具有使用光谱测量的多种应用，以便提供有关被测量材料的性能或性质的信息。光谱测量应用的某些实例例如在国际专利申请WO 02/33381和WO 02/061394中描述。

不同类型的光谱分析的实例是近红外线(NIR)、红外线、微波、紫外线(UV)、可见光和Raman光谱分析。

在使用监测或分析材料性能的光谱分析系统时，希望的是对所进行的测量以及所获得的结果具有信心。因此，在光谱分析测量指出出现某种变化时，重要的是知道这种变化是否有助于改变被监测材料的性能或者改变光谱分析系统本身。有许多光谱分析系统的供应商，提供用于测试其设备性能的装置。测试装置可包括分析通过进行光谱测量获得的光谱的软件。但是，这些测试装置具有有限的能力来提供有关光谱仪外部的光路的信息，例如提供有关探头和连接到光谱仪上的光纤系统的情况。通常，只检查样品回路中的噪音。例如，如果光谱仪内部的样品检测器具有密封失效的情况，造成凝结形成，供应商的测试装置将不能检测这种错误。希望的是改进光谱系统的性能的测试，其中测试不仅仅局限于实际光谱仪，而且还包括例如探头的外部连接部件。

发明内容

本发明的目的在于消除当前使用的用于测试光谱分析系统性能的装置的缺陷。本发明的另一目的在于使其可以测试连接到光谱分析系统的光谱仪上的外部部件的质量。在下面将变得清楚的这些和其它目的通过独立权利要求限定的装置、组件、套件和方法来实现。

本发明基于如下共识，即整个光路可通过从光谱分析系统发射的电磁辐射来监测，并使得辐射反射回到系统以便测量并与前面测量比较。因此，通过使得整个光路参与测量，可以检测沿着所述光路的失效，而不考虑是否它是电磁辐射沿其传播离开光谱仪的辐射发射单元还是反射辐射沿其传播回到光谱仪的检测单元。本发明还基于以下共识，即通过从一个测试情况到另一测试情况提供相同的条件，光谱分析系统中的任何变化可以在测试进行过程中得到检测。

为了使得辐射从一个测试情况到另一测试情况大致一致性地反射，被发射的电磁辐射可在例如反射大致公知数量的入射辐射的反射率标准件的公知参考表面或参考容积上扩散地反射。同样，辐射在反射之后在重新进入光谱分析系统之前从光谱分析系统运行的距离可以是一致的。

按照本发明的一个方面，提供一种用于分析光谱分析系统的性能的装置，光谱分析系统包括与用于传播电磁辐射的探头连接的光谱仪。该装置包括保持器，保持器设置尺寸并构造成保持具有用于接收入射电磁辐射并扩散地反射至少部分的所述辐射的的反射部分的反射率标准件以及探头，使得探头的尖端相对于反射率标准件固定，并使得从探头发射的至少部分的电磁辐射从反射率标准件扩散地反射回到探头。反射率标准件可以是光度计反射率标准件或者波长反射率标准件。

因此，在例如制药厂的工厂人员希望检查用于测量材料性能的光谱分析系统的性能时，探头可从测量位置脱离并且在离开反射率标准件的预定距离处固定在保持器内。通过具有能够保持探头和反射率标准件的保持器，对于该人员来说可以获得从一个测试情况到另一测试情况的一致性的测试设置。探头和反射率标准件之间的距离可以根据需要选择，其适当的方式是可以获得测量结果的清楚读取。应该理解到在本发明中术语“距离”不局限于探头和反射率标准件之间的隔开关系，而是应该理解成还包括零数值，即探头的尖端与反射率标准件接触。不管人员选择何种距离，可以适当进行一个或多个校准测量，以便形成随后的测试将来与其比较的基础。