[发明专利]模块化毛细管桥式粘度计

说明书

技术领域

在一个一般方面中，本发明涉及毛细管粘度计，包括具有模块化设计的毛细管桥式粘度计。

背景技术

参考图1，多毛细管粘度计能够引入一些类型的延迟元件，以便当测量样本时做出差分测量。示例性的现有技术是例如四毛细管粘度计10，其包括以串-并联构造连接的四个管路或者毛细管，从而形成电子学中Wheatstone-Bridge（惠斯登桥）的液力当量（液力等效，hydraulic equivalent）。在桥的臂中的这些管路或者毛细管经常称为R1、R2、R3和R4，因为其是有效的液力流阻器（hydraulic resistor）。延迟元件102与毛细管中的一个串联放置，并且通常地，延迟元件由柱状物组成，该柱状物装有或者包括当测量发生时延迟样本到达参考毛细管的材料或者溶剂。该延迟元件应该通常提供足够的时间或者体积来容纳用于分离分析的分析GPC（Gel permeation Chromatography，凝胶渗透色谱）柱的全部洗脱体积。在液相色谱中，存在巨大量的柱组构造，这些构造中的许多要求不同的延迟体积。起初，毛细管构造被布置成使得“桥”是“平衡的”，这意味着DP+和DP-读数大约是相等的。

在示例性的粘度计中，R1、R2、R3和R4是小直径的毛细管，使得这些毛细管可对溶剂流产生可测量的阻力，并且如果R1=R2=R3=R4，则差分压力（differential pressure，DP）输出在理论上应该为零。这是来自桥的输出信号，并且当溶剂流动时，其应该是在两个差分测量点IP+和IP之间测量的跨过桥的总压力的小百分比内。这称为桥平衡，并且由等式平衡=4DP/IP-2DP表示，其中DP是以帕斯卡为单位测量的来自DP+和DP读数的差分信号，并且IP是如上面提到的以帕斯卡单位测量的。毛细管2桥式粘度计在例如Haney的美国专利第4,463,598号中描述得更加详细，该美国专利通过引用结合于此。

当延迟体积与一个或更多个毛细管串联放置时，桥能够平衡或者再平衡，从而弥补由延迟体积的存在而引入的附加阻力。这可以通过调节一个或更多个毛细管延伸的长度以使桥平衡返回到制造标准平衡来实现。在安装之后或者在使用期间，就需要根据要求的分析柱组或根据分析来调节该延迟体积。因而，可能需要仪器一起附带有一个或更多个附加的不同大小的延迟体积或者可能需要购买一个或更多个附加的不同大小的延迟体积，以便满足顾客的特定需要。通过这些改变，使得组合的毛细管内的阻力和延迟柱流动路径增加或者减少，并且通过添加或者减去适当的毛细管的长度能够再平衡粘度计，以便通过返回到平衡条件而实现最有效的性能。

用于平衡粘度计桥的传统方法是改变一个或更多个毛细管流动路径的长度。其可以通过计算从一个或更多个毛细管的长度中减去（或者增加）的量而完成。然后通过本领域技术人员拆开桥从而做出改变并且重新装配。这是极其不方便的，并且还可能要求仪器返回到制造商以用于合格的维修。由于不同溶剂的引入，因此为了平衡而改变也是普遍的。因为不方便以及因为涉及的长度差异在物理上太小而不允许待精确地完成的精确调节，所以通常忽略这些改变，而结果是降低了仪器性能。

参考图2，典型的四通接头C与1/16”（1.59mm）管路104连接。在螺母106和套圈（ferrule）108滑动就位并且用扳钳牢固地使其紧固之前，该管路被完全推进标准配件（fitting）110中。由于泄露，它们可以被过于紧固，或者它们可能变为粘附在配件上，从而毁坏整个管路。不适当的安装也能够导致管的一端与配件之间的间隙，从而产生能够增加检测器的谱带增宽的死体积（dead volume）。如果长度需要变短，虽然特定工具允许移除螺母和套圈，但是这些连接认为是永久的。

发明内容

在本申请中呈现了本发明的多个方面。

根据本发明的第一个方面，我们提供了一种毛细管桥式粘度计，其包括：至少两个至少大体上平衡的桥臂导管、支撑用于桥构造中的多个臂中的每一个的可拆卸连接部分的隔板（bulkhead，隔壁）支撑结构。桥式粘度计可进一步包括桥支撑结构，桥支撑结构支撑桥臂导管并支撑用于桥臂导管中的每一个的两个其它可拆卸连接部分。所述其它可拆卸连接部分中的每一个可由桥支撑结构支撑，并且被定位成同时与由隔板支撑结构支撑的可拆卸连接部分中的相应的一个配合，以液力地连接桥构造中的桥臂导管。该装置可以包括具有液力连接的平衡检测器，以用于当桥上的可拆卸连接部分与由隔板支撑结构支撑的可拆卸部分中的相应的一个配合时桥中的第一和第二差分检测点之间的连接。