采樣裝置與方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于從器皿捕獲材料試樣的原位自動采樣方法與相關(guān)采樣裝置。本發(fā)明專利技術(shù)的方法利用一采樣裝置，其中所述采樣裝置具有可伸展的試樣捕獲元件（60），該元件具有位于其遠端附近的凹形試樣捕獲座口（65）。試樣捕獲座口適于在試樣捕獲元件伸入到所述材料中時捕獲已知體積的材料。在試樣捕獲元件收回時，材料試樣仍困于試樣捕獲座口中。試樣捕獲座口中的端口（75）可以設(shè)置成與對應(yīng)的材料轉(zhuǎn)移通道兩桶，其中所述通道從試樣捕獲元件延伸，以允許材料試樣的原位處理，并且隨后將試樣排送至分析器或其它下游部位。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于獲取材料試樣的裝置與方法。更具體地，本專利技術(shù)涉及利用具有可伸展的試樣捕獲元件來獲取諸如反應(yīng)物/反應(yīng)試樣的材料試樣的方法。
技術(shù)介紹
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，存在多種期望從容納材料的器皿提取材料試樣的場合和/或過程。這種提取大體上期望用于檢查或測試的目的，但也可以出于其它的目的而實施。針對過程監(jiān)測而言，這種試樣提取在多種處理中是期望的，這些過程包括但不限于并行合成（組合化學(xué)）應(yīng)用、有機合成、化學(xué)加工以及將實驗室工藝比例擴大至工業(yè)生產(chǎn)。多種對試樣提取感興趣的其它這類應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是已知的。現(xiàn)有的采樣裝置由手操作或者可以采用遠程安裝的或在包含所感興趣的材料的器皿中安裝的基于真空的裝置或者可以采用所感興趣的材料量能夠通過虹吸作用方式經(jīng)過的旁支端口或類似的機構(gòu)。然而，在任何情況中，現(xiàn)有的方法大體上需要在提取后的試樣能夠被急速冷卻（驟凍）或類似操作之前將試樣從器皿取出并然后轉(zhuǎn)移至另一容器。現(xiàn)有的手動試樣捕獲與分析方法通常在試樣捕獲時間以及隨后的試樣處理方面缺乏精度。此外，試樣捕獲方法能夠僅僅用于獲取處于大氣壓的試樣。在壓力作用下出現(xiàn)的反應(yīng)物無法通過這些技術(shù)被采樣。利用旁支型采樣裝置的試樣捕獲方法（其中，反應(yīng)物經(jīng)過回路流至其能夠被采樣的位置）可以被用于在壓力作用下對反應(yīng)物采樣——然而，需要大反應(yīng)空間/體積以利用這種裝置。重要的是，現(xiàn)有的試樣捕獲方法還不會允許試樣處理（混合、急速冷卻、稀釋等）與試樣捕獲大致同時地進行，而實際上需要試樣首先被轉(zhuǎn)移至另一器皿。隨后，給定的試樣的狀態(tài)實際上能夠從試樣提取的時間至急速冷卻的時間等發(fā)生改變。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，基于現(xiàn)有采樣方法的這些前述問題，應(yīng)當清楚期望的是這樣一種方法，其用于捕獲材料試樣并且用于在原位并與試樣捕獲大致同時地處理該材料試樣。本專利技術(shù)的試樣捕獲裝置與方法允許這樣的過程。根據(jù)本專利技術(shù)可以使用的采樣裝置實施例可以設(shè)置為細長取樣器，其具有可伸展的試樣捕獲元件。除此以外，本專利技術(shù)的采樣裝置可以用于將小反應(yīng)物體積采樣（例如，5至100μl），并且從反應(yīng)物體積中提取試樣。因為本專利技術(shù)的采樣裝置是密封的單元，所以該裝置還可以經(jīng)過端口置入到加壓的或抽真空的反應(yīng)室內(nèi)，以將加壓的反應(yīng)物體積采樣。本專利技術(shù)的采樣裝置還可以在寬溫度范圍內(nèi)采用（例如，-40℃至150℃）。不像已知的試樣捕獲方法，本專利技術(shù)的方法允許大致同時試樣捕獲以及試樣處理（例如，驟凍、稀釋、混合等）。因此，將本專利技術(shù)付諸實踐最小化了或消除了試樣捕獲時間與試樣處理時間之間的任何試樣狀況改變。這對于專利技術(shù)人目前所知的裝置或方法而言是不可能的。在一個實施例中，本專利技術(shù)的采樣裝置可以包括大致圓柱形中空的且具有一定長度的外管。外管的近端可以被夾持或否則被固定至取樣器致動組件的本體部分。在外管內(nèi)于其遠端處同心地布置一包括外套筒、內(nèi)套筒以及可伸展的試樣捕獲元件的組件。大致截頭錐形適配器連接至外管的遠端并縮窄至接近外套筒直徑的減小的直徑。外套筒與內(nèi)套筒都通過適配器被保持就位，其中在二者相連時，所述適配器將內(nèi)套筒頸圈的上肩部緊密地壓靠著外管的遠端面。因此，在適配器完全組裝至外管時，內(nèi)套筒和外套筒被緊密地保持在一起并且也被防止相對于外管和適配器移動。試樣捕獲元件在內(nèi)套筒中往復(fù)地安置。試樣捕獲元件的外徑設(shè)置成尺寸接近內(nèi)套筒的內(nèi)徑，從而在二者之間產(chǎn)生緊密但可滑動的配合。在試樣捕獲元件處于收回（關(guān)閉）位置時，試樣捕獲元件的遠端可以與內(nèi)套筒和外套筒的遠端大致平齊地定位。在試樣捕獲元件處于展開（采樣）位置時，試樣捕獲元件的遠端可以從外套筒的遠端伸出。試樣捕獲元件設(shè)有凹形試樣捕獲座口，其中在試樣捕獲元件伸展的過程中，所述試樣捕獲座口暴露于并捕獲一定量的感興趣試樣。試樣捕獲元件的近端部分延伸到內(nèi)套筒的內(nèi)徑擴大的近端部分中。試樣捕獲元件的近端在大致中空內(nèi)管的遠端中接收，其中所述內(nèi)管在外管中同心地布置。內(nèi)管的外徑近似于內(nèi)端口套筒的近端部分的內(nèi)徑，從而在二者之間產(chǎn)生緊密但可滑動的配合。試樣捕獲元件在內(nèi)管中例如通過銷被保持。在本專利技術(shù)的裝置的示意性自動（自動采樣）實施例中，內(nèi)管的近端延伸穿過外管的近端并且連接至致動器（例如，氣動缸），其中所述致動器提供試樣捕獲元件的所期望的伸展和收回。在本專利技術(shù)的裝置的示意性手致動式（手動）實施例中，內(nèi)管可以類似地連接至手操作的杠桿機構(gòu)或直線驅(qū)動的柱塞，其中所述手操作的杠桿機構(gòu)或直線驅(qū)動的柱塞在由裝置使用者手動啟動時提供試樣捕獲元件的所期望的伸展和收回。在試樣捕獲元件的伸展與收回過程中，試樣捕獲元件通過其外部與內(nèi)端口套筒的遠端部分的內(nèi)部之間的接觸并通過內(nèi)管的外部與內(nèi)端口套筒的近端部分的內(nèi)部之間的接觸被引導(dǎo)。因而確保了試樣捕獲元件的正確的直線移動。如果期望的話可以防止往復(fù)移動過程中試樣捕獲元件的旋轉(zhuǎn)。試樣捕獲元件設(shè)有端口，以允許對位于試樣捕獲元件的材料試樣進行凈化/通氣并允許進行原位處理（混合、稀釋、驟凍等）。具體地，試樣捕獲座口設(shè)有供應(yīng)端口以及凈化/通氣端口，每個端口與經(jīng)過試樣捕獲元件延伸并經(jīng)過其近端排出的對應(yīng)的通道相關(guān)。試樣管線（例如管）可以連接至這些供應(yīng)與凈化/通氣通道中的每個，以將處理材料引至試樣捕獲座口并且允許進行通氣并允許從試樣捕獲座口凈化材料。這種管可以穿過內(nèi)管。內(nèi)套筒的遠端部分設(shè)有端口槽，其中所述端口槽允許試樣捕獲座口中的端口在處理（例如，混合、稀釋、驟凍）或凈化/通氣循環(huán)的過程中與試樣捕獲元件中的對應(yīng)通道連通。在另一實施例中，上述設(shè)計可以被改變成具有更少的個別部件。具體地，在該替代實施例中，前述實施例的內(nèi)外套筒以及適配器結(jié)合為單個元件。該元件形成一端帽，所述端帽螺合到外管的遠端中并且用作為用于試樣捕獲元件的往復(fù)引導(dǎo)與保護蓋。端帽包含內(nèi)部通道或凹槽，其中所述內(nèi)部通道或凹槽將試樣捕獲元件的試樣捕獲座口的端口連接至試樣捕獲元件的通道。在這些實施例中的每個使用過程中，裝置的遠端大體上浸沒在試樣將被提取的材料表面中或其附近。在所期望的時間，試樣捕獲元件伸入到材料中，因而一定量的材料充滿試樣捕獲座口，并且在試樣捕獲元件隨后收回到關(guān)閉位置時，該量的材料仍保持在試樣捕獲座口中。對于困于試樣捕獲座口內(nèi)的材料試樣，所述試樣可以被處理，例如在將材料試樣轉(zhuǎn)移至另一裝置或器皿之前，將試樣與驟凍或稀釋物質(zhì)接觸以停止正在進行的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.06.25 US 12/823,7181.一種用于捕獲感興趣的材料試樣的方法，所述方法包括：
提供采樣裝置，其中所述采樣裝置包括位于外管內(nèi)并適于相對于
所述外管伸展和收回的往復(fù)式試樣捕獲元件、位于所述試樣捕獲元件
的遠端附近的試樣捕獲座口、以及從所述試樣捕獲元件中的對應(yīng)的通
道引出的采樣管線，其中所述試樣捕獲座口適于捕獲一體積的材料并
且在所述試樣捕獲座口中具有處理材料接收端口以及材料排出端口，
在所述試樣捕獲元件處于收回位置時，所述處理材料接收端口和所述
材料排出端口適于與所述對應(yīng)的通道連通；
將所述采樣裝置的采樣端部定位在感興趣的材料試樣中或者其附
近；
使得所述采樣裝置的所述試樣捕獲元件從所述外管伸入到所述感
興趣的材料中，因而將所述試樣捕獲元件中的試樣捕獲座口充滿一定
量的所述材料；
使得所述采樣裝置的所述試樣捕獲元件收回到所述外管中，因而
使得所述感興趣的材料的試樣困于所述試樣捕獲座口中；
在所述試樣捕獲座口內(nèi)原位處理所述材料試樣；以及
將所述材料試樣從所述試樣捕獲座口排至下游部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在
使得所述試樣捕獲元件伸入到感興趣的材料中之前凈化所述采樣管線
以及所述試樣捕獲座口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，困于所述試樣
捕獲座口內(nèi)的所述材料試樣的處理包括通過經(jīng)由所述處理材料接收端
口將驟凍流體通至所述試樣捕獲座口而使得所述試樣驟凍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，困于所述
試樣捕獲座口內(nèi)的所述材料試樣的處理包括通過經(jīng)由所述處理材料接

\t收端口將稀釋流體通至所述試樣捕獲座口而使得所述試樣稀釋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在通過稀釋材料排
送所述材料試樣之前，規(guī)定量的稀釋材料被周期性地泵送經(jīng)過所述材
料試樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，稀釋材料的連續(xù)流
被用于稀釋并排送所述材料試樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一所述的方法，其特征在于，所述稀釋
材料選自氣體、液體溶劑和中性液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述方法
還包括在所述采樣裝置的所述試樣捕獲元件伸入到感興趣的材料中時
使得驟凍流體通過所述采樣裝置的所述采樣管線。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述驟凍流體經(jīng)由
所述試樣捕獲元件中的旁支端口被循環(huán)經(jīng)過所述采樣管線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的方法，其特征在于，所述方
法還包括使用真空泵排送或有助于排送所述材料試樣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一所述的方法，其特征在于，材料試
樣被排送至分析器，其中所述分析器選自氣體色譜儀、HPLC裝置以
及二者的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一所述的方法，其特征在于，所述采
樣裝置是自動采樣裝置，通過與用于控制或分析感興趣的材料的另一
裝置相關(guān)的基于微處理器的控制器，操作指令被發(fā)送至所述自動采樣
裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括
監(jiān)測試樣捕獲操作的一個或多個步驟完成和在處理下一步驟之前等待
證實完成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一所述的方法，其特征在于，所述試
樣捕獲元件通過具有動力的直線致動器被伸展和被收回。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一所述的方法，其特征在于，所述試
樣捕獲元件由所述裝置的使用者手動地伸展和收回。
16.一種用于捕獲感興趣材料試樣的方法，尤其根據(jù)權(quán)利要求1
的方法，所述方法包括：
提供采樣裝置，其中所述采樣裝置是自動采樣裝置，其中所述自
動采樣裝置包括位于外管內(nèi)并適于相對于所述外管伸展和收回的往復(fù)
式試樣捕獲元件、位于所述試樣捕獲元件的遠端附近的試樣捕獲座口、
以及從所述試樣捕獲元件中的對應(yīng)的通道引出的采樣管線，其中所述
試樣捕獲座口適于在伸展時捕獲一體積的材料且適于在收回時困住所
述體積的材料，所述試樣捕獲座口具有位于其中的處理材料接收端口
以及自其的材料排出端口，在所述試樣捕獲元件處于收回位置時，所
述處理材料接收端口和所述材料排出端...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P·A·布萊克林，小W·福勒，J·M·霍金斯，H·W·沃德二世，
申請(專利權(quán))人：梅特勒托利多公開股份有限公司，
類型：
國別省市：