用于科里奥利流量计的测量传感器制造技术

本发明专利技术涉及用于科里奥利流量计的测量传感器。本发明专利技术涉及一种组件，其包括电磁辐射源、包括用于电磁辐射的检测器的检测器组件、包括管的一部分的管组件、以及源光学元件，所述源光学元件被配置成将在接收端处接收的电磁辐射传输至源光学元件的发射端。检测器组件包括检测器组件接收端，其被定位以接收来自源的电磁辐射的至少一部分，其中在检测器组件接收端处接收的电磁辐射的至少一部分被检测器接收。第一方向(x)由在源光学元件的发射端与检测器组件接收端之间的光路限定，其中管组件沿第一方向(x)被定位在发射端与检测器组件接收端之间。本发明专利技术还涉及一种科里奥利流量计系统、对应的方法和溶剂输送系统。应的方法和溶剂输送系统。应的方法和溶剂输送系统。

【技术实现步骤摘要】
用于科里奥利流量计的测量传感器


[0001]本专利技术总体上涉及包括电磁辐射源和相应检测器的组件。这种组件可以用在科里奥利流量计中，并且更具体地，可以用在科里奥利流量计的改进的运动检测中。科里奥利流量计也可以称为科里奥利质量流量计。

技术介绍

[0002]描述本专利技术时特别关注液相色谱(LC)以及更具体地高效液相色谱(HPLC)中质量流率的测量。然而，应理解，本技术也可以用于质量流率的精确测量具有优势的其他应用的背景下，例如在μl/min至ml/min范围内的高压和体积流率。
[0003]色谱法的原理是基于将利用采样单元的样品注射到流体路径中，其中由泵提供的流动相(例如，包括液体溶剂)将样品输送至包括固定相(例如，固体多孔材料)的色谱柱并通过该色谱柱。样品中各个组分的分离取决于组分、固定相和流动相之间的相互作用。组分与固定相的相互作用越强，流动相将其从色谱柱中洗脱出来可能花费的时间就越长。这些相互作用是组分的特征，并且因此导致组分的相应特征保留时间，这取决于特定条件(例如，流动相和固定相的组成)。通常，流动相的组成可能会随着时间而改变。溶剂混合可以在泵送之前进行，或者可以通过合并两个高压泵的流量来进行。通过分离柱后，可以检测和/或分离所述组分以供后续使用。
[0004]目前，分析型HPLC系统的流率以及还有流动相的组成可能仅通过泵的操作来控制，如通过活塞移动来控制。也就是说，可以在每个泵冲程期间测量活塞移动，并且可以考虑到基于活塞移动的泵室中的置换体积来推断出产生的流率。然而，这通常会导致对所有相关部件的密封性提出非常高的要求。否则，活塞移动可能无法提供良好的测量，因为流体可能会泄漏出来，并且因此不会有助于流率。然而，这可能导致泵的设计更加复杂和精细，以及对所涉及的材料的更高要求。
[0005]此外，流体的可压缩性和热膨胀需要补偿，因为它们会影响从置换体积推断出的流率。热膨胀不仅可能由于环境温度的变化而发生，还可能由于泵送过程期间的绝热加热而发生。因此，从活塞位移推断流率可能需要对所述流体特性进行仔细校准，并且因此可能需要对所述流体特性有很好的了解，例如，当使用溶剂梯度时，即当流动相的组成随时间变化时，这会尤其困难。
[0006]反过来，如果可以测量流率，则可以校正泵的缺陷，并且因此可以放宽对泵的准确度要求。
[0007]主要有可以用于HPLC应用中的流量测量的三种不同类型的传感器：热式质量流量计、超声波流量计和科里奥利质量流量计。目前，低流量HPLC主要使用热式质量流量计。不同的传感器类型中的每一种都具有一定的优点和缺点。例如，热式质量流量计和超声波流量计可能取决于流体的特性，并且因此也需要仔细校准。使用科里奥利质量流量计的一个特别的优点是它对通过传感器的质量流量提供线性响应，并且它与流体特性无关。此外，它还可以方便地测量流体的密度，不依赖于质量流量测量。换言之，科里奥利质量流量计是线
性的且与溶剂无关，并且还可以测量密度，这反过来也允许确定体积流率。与目前控制体积流量的分析型HPLC泵不同，如果质量流率保持恒定，则保留时间可以保持稳定，不受环境温度的影响。换言之，测量质量流率而不是体积流量可能是有利的，因为这可以使保留时间稳定不受环境温度影响，即无需进一步考虑和/或控制系统的环境温度。因此，可能期望具有由科里奥利质量流量计固有提供的对质量流率的测量。
[0008]在科里奥利质量流量计中，通常可以迫使流体流以非直线方式移动通过至少一个管，至少一个管可以包括弯曲或直管几何形状。所述至少一个管被迫振荡，并且由于其旋转流动，液体通过科里奥利力对该至少一个管产生扭转。可以通过在至少两个位置测量管的位移来测量扭转，其中一个位置可以在上游，而另一个位置可以沿流动方向在该管的中心的下游。优选地，所述两个位置沿流动方向围绕所述管的中心对称设置。因此，扭转可能导致在两个位置测量到的整体振荡之间的相移。基于测量得到的扭转，例如测量得到的相移，可以确定质量流率。此外，振荡频率的变化可以允许测量流体的密度，因为管的固有频率取决于管和所包含流体的质量。因此，其允许测量流体质量，并基于已知的管体积测量流体密度。
[0009]也就是说，在科里奥利质量流量计中，测量管的移动。这可以例如通过加速度传感器、力传感器、电磁地、电容地、干涉地或通过常规光学器件来实现。对于这些测量方法中的一些，附加部件也可以附接至管。这对于低流率所需的细管可能特别不利，因为振动质量可能显著增加。例如，这可能会降低质量流量计的准确度。
[0010]然而，光学测量可以允许对测量管的移动的测量，而不需要将附加部件附接至其。特别地，从EP 1 719 982 B1和EP 1 719 983 B1中可知，可以通过叉形光障进行对管的测量。
[0011]叉形光障可以实现以非常高的空间和时间分辨率测量管的位置。此外，可以使用直接附接至管以遮蔽光障的非常小的挡光件来进行这种光学测量。或者，根据管，甚至可以放弃使用挡光件，而是改为使用管本身进行遮蔽，这可能是有利的。
[0012]然而，一个缺点是光电屏障会局部加热管。通常，发光二极管(LED)可以用作叉形光障中的光源，对于该光源，仅有约10％的电能可以被转换成可用的光，而其余的电能可以作为热直接排放到环境中。虽然这种效应可能与用于高流率的粗管无关，但这种效应可能相当于在细管中几摄氏度的变化，正因为如此，可以用于测量HPLC应用中使用的低流率。然而，温度的变化可能导致大多数管材的杨氏模量降低，并且因此导致共振频率降低。此外，通过管的液体流动可能导致其冷却。因此，用于密度测量的共振频率取决于流率。此外，如果流率非常低，也会对流率测量产生不利的影响，因为通过流体的热传输可能会导致不对称的温度分布。因此，所得的不均匀杨氏模量可以模拟科里奥利力。
[0013]由于所讨论的问题，目前可能没有能够以足够的准确度在所需流率和压力范围内(例如适用于HPLC)测量流体流量的商用传感器。

技术实现思路

[0014]鉴于以上所述，目的是克服或至少减轻现有技术的缺点和不足。更具体地，本专利技术的目的是提供一种改进的位置测量，例如用于科里奥利流量传感器的振荡管的改进的位置测量。
[0015]本专利技术实现了这些目的。
[0016]在第一实施方式中，本专利技术涉及一种组件，包括：电磁辐射源；检测器组件，其包括用于电磁辐射的检测器，其中该检测器组件包括被定位以接收来自源的电磁辐射的至少一部分的检测器组件接收端，其中在检测器组件接收端处接收的电磁辐射的至少一部分被检测器接收；以及源光学元件，其被配置成将在源光学元件的接收端处接收的电磁辐射传输至源光学元件的发射端，其中接收端被配置成接收源的电磁辐射，并且发射端被配置成发射所传输的电磁辐射。发射端与检测器组件接收端之间的光路限定第一方向，并且组件还包括管组件，管组件包括管的一部分，其中管组件沿第一方向被定位在发射端与检测器组件接收端之间，其中管组件能够移动以改变其位置，并且其中检测器接收的电磁辐射的量取决于管组件的位置。
[0017]换言之，根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组件，包括：电磁辐射源(1)；检测器组件(2)，所述检测器组件包括用于电磁辐射的检测器(21)，其中，所述检测器组件(2)包括检测器组件接收端(22)，所述检测器组件接收端被定位以接收来自所述源(1)的电磁辐射的至少一部分，其中，在所述检测器组件接收端(22)处接收的电磁辐射的至少一部分被所述检测器(21)接收；源光学元件(5)，所述源光学元件被配置成将在所述源光学元件(5)的接收端(51)处接收的电磁辐射传输至所述源光学元件(5)的发射端(52)，其中，所述接收端(51)被配置成接收所述源(1)的电磁辐射，其中，所述发射端(52)被配置成发射所传输的电磁辐射，并且其中，第一方向(x)由所述发射端(52)与所述检测器组件接收端(22)之间的光路限定；管组件(4)，所述管组件(4)包括管的一部分，其中，所述管组件(4)沿所述第一方向(x)被定位在所述发射端(52)与所述检测器组件接收端(22)之间，其中，所述管组件(4)能够移动以改变其位置，并且其中，所述检测器(2)接收的电磁辐射的量取决于所述管组件(4)的位置。2.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述检测器组件还包括检测器光学元件(23)，所述检测器光学元件被配置成将在检测器光学元件接收端(231)处接收的电磁辐射传输至检测器光学元件发射端(232)，其中，所述检测器光学元件接收端(231)构成所述检测器组件接收端(22)，并且被配置成接收由所述源光学元件(5)的所述发射端(52)发射的电磁辐射，其中，所述检测器光学元件发射端(232)被配置成发射所传输的电磁辐射，并且其中，所述检测器(21)被配置成接收由所述检测器光学元件发射端(232)发射的电磁辐射的至少一部分。3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述源光学元件(5)和/或所述检测器光学元件(23)是波导管、优选为光导管或光纤或者透镜、优选为凸透镜中的至少一者。4.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述源(1)与所述管组件(4)之间的最小距离至少为10mm，优选地至少为20mm，更优选地至少为30mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述管的所述部分被配置成承受被引导通过所述管的所述部分的流体的流体压力，所述流体压力至少为50巴，优选地至少为500巴，更优选地至少为1000巴，诸如至少1500巴。6.一种科里奥利流量计系统，其中，所述科里奥利流量计系统包...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：道尼克斯索芙特隆公司，
类型：发明
国别省市：