用于识别液体成分的比率的设备和方法技术

本发明专利技术揭示一种通过使用过程中荧光受监视程序来确定和复制例如烃类燃料掺合物或污染物的未知比率的原始目标液体掺合物的方法和设备。所述方法依赖于液体成分到单个容器中的试错混合。在试错程序结束时，所形成掺合物变成目标掺合物的确切复制。所述方法还可用以在不采用多组先前制备的标准溶液的情况下生成校准曲线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过采用激光诱导荧光光谱学来识别和复制未知比率的原始目标液体掺合物的小体积设备和试错法。
技术介绍
激光诱导荧光(LIF)光谱学是用于气体、液体和固体的灵敏研究工具。然而，如同许多其它分析技术一样，荧光法通常需要可与目标样本进行比较的某类参考样本。所述比较通常不是在特定线或带的强度(在特定线或带出现时)方面做出就是在特定吸收或发射光谱的形状方面做出。此些比较荧光法一般用在材料检查领域中数不尽的应用中。液体，例如未受污染或未经掺合的烃类燃料(例如，喷气燃料、汽油和柴油燃料)，的特征在于在用紫外光激发时不同形状的荧光发射光谱。然而，当此些燃料受到污染或与另一类型的燃料掺合时，其光谱形状取决于污染物的荧光光谱/时间特性而受到修改。污染物可呈少量其它类型的已维持例如在多用途管线或精炼油贮罐中的燃料的形式，或甚至呈少量的同种燃料但具有不同含硫量的形式，这通常发生在柴油燃料递送操作和储存中。污染物也可呈风化燃料与新鲜燃料混合的形式或呈不可易于识别的一些化学品的形式。在这些情况的大多数情况中，烃类燃料中的污染物可通过在受污染与未受污染样本之间进行荧光发射光谱的形状比较来识别出。此种比较程序的一个实例是ASTM方法D3650-93 (复审批准2006)，其是通过荧光分析对水生石油进行比较的标准测试。在所述方法中，油的识别是通过直接目测比较样本的荧光发射光谱与可能源样本的同种光谱来完成，所有光谱都是使用处于254nm的紫外光辐射来激发的。换句话说，为了执行光谱比较，无论是目测还是数值的，都首先必须对一个参考样本或对一组参考样本执行测量，以便产生必需的参考数据，来自未知样本的测量将与所述参考数据进行比较。在许多情况下，所需的信息将不仅是污染物的类型，而且还是其在掺合物中的体积比，即，其浓度。这又将要求制备具有预知浓度的多组标准掺合物以及对其执行测量以产生必需校准曲线的额外步骤。其它人已开发了用于使用光谱技术测量液体的方法和系统，例如颁予伊藤(Ito)等人的第5，480，775号美国专利，其描述了用于在用荧光染料对液体中的试样染色后检测所述试样的设备和方法；颁予马库斯(Marcu)等人的第6，272，376号美国专利，其揭示了用于使用时间分辨的激光诱导荧光光谱学来表征有机材料的方法；颁予塞巴斯比(Sabsabi)等人的第6，700, 660号美国专利，其描述了用于通过激光诱导等离子体光谱学进行过程中液体分析的方法和设备；以及颁予小希尔(Hill，Jr)等人的第5，198，871号美国专利，其使用了荧光光谱比较来获得对试样的物理特性的指示。此些专利中描述的系统或方法没有一个是被设计为涉及用于复制未知比率的掺合物的试错程序或为用于在不涉及预知比率的标准掺合物的情况下生成校准曲线的技术。在颁予菲柏(Pible)等人的第6，952，259号美国专利(下文为“'259专利”)中，揭示在生物测定，尤其是在免疫测试的上下文内检测浆液性液体的存在的方法。’ 259专利中描述的方法以两种方式来实施。在所揭示的第一种方法中，制备混合物，且对其进行荧光测量以产生所计算的参考值R0，其是所测量信号的某一函数。随后将浆液性液体用移液管移到混合物中，且进行荧光测量以监视对应的所计算值R。最后，在R与RO之间进行比较，使得如果R > kRO，那么指示没有移液操作错误，其中k是与统计涨落有关的系数。然而，如果R < kRO，那么此将指示移液操作存在错误，且因此必须丢弃具有浆液性液体的 混合物。在此后一种情况中，过程将通过使用新的量的先前制备的混合物(其RO值已计算出)且通过用移液管将新的量的浆液性液体移到混合物中来再次重复。在，259专利中揭示的第二种实施方法中，将混合物施配到许多单独的槽中，且只对所述槽中的少数个进行导致RO的确定的程序，而在用移液管移动了浆液之后，对所述槽中的每一者都进行导致R的确定的程序之后再检查R，从而在每一种情况下检查R ^ kRO的条件。’ 259专利的目标是确保每当进行制备时所制备的样本(混合物+浆液)不含有错误量的浆液。操作的概念是基于分类比较法，其中将许多相同的(混合物+浆液)流体一次一个地与某参考流体进行比较。满足准则的那些(混合物+浆液)流体被视为可接受的，而不满足的那些则被丢弃。因此，,259专利中描述的系统和方法的想法不旨在在失败情况中调整浆液在混合物中的量。少许专利描述了用于液体掺合的方法和系统。然而，此些系统的目的是引入用于将精确的液体体积施配到掺合容器中的技术。此种系统的一个良好代表描述在颁予盖尔(Gayer)等人的第5，125，533号美国专利(下文为“'533专利”)中，其揭示了既定用于燃料施配器的可变掺合施配器。在'533专利中，通过流量计观测到的体积数据将是控制掺合比的手段。需要能够识别其中组分的掺合比预先未知的液体掺合物的方法和系统。如果一旦掺合物组成被识别出所述方法和系统便可复制掺合物，则将是有益的。
技术实现思路
鉴于上文，本专利技术的实施例包含用于产生其掺合比预先未知的原始目标液体掺合物的复制物的方法以及相关设备。所述方法的概念是基于所形成掺合物的荧光光谱的重复测量以及所形成掺合物的此荧光光谱与原始目标液体掺合物(即，待复制的掺合物)的荧光光谱之间的频繁比较。液体成分的施配是在试错基础上完成，使得待施配的液体成分的选择是基于原始目标液体掺合物与所形成掺合物的光谱之间的目测比较来确定。过程继续，直到所形成掺合物的所测量荧光光谱在预定误差范围内大体上匹配原始目标液体掺合物的光谱。具有在预定误差范围内匹配原始目标液体掺合物的光谱的光谱的所形成掺合物是最后形成的掺合物。因此，容器中最后形成的掺合物大体上是目标掺合物的复制物，其可在需要时用在将来的化学分析中。通过测量从液体施配器施配到容器中以产生最后所形成掺合物的体积，可容易地计算出最后所形成掺合物的掺合比，因此界定原始目标液体掺合物的掺合。本专利技术的方法是基于在石英容器内部混合掺合物的已知体积的液体成分同时重复地监视所得激光诱导荧光(LIF)光谱。所述混合是在试错基础上完成，目标是最终产生其LIF光谱大体上匹配原始未知掺合物的LIF光谱的掺合物，其被视为目标掺合物。通过测量施配到石英容器中的体积，可容易地确定原始掺合比。6本专利技术的实施例可用以快速且容易地确定未知混合物中的掺合比而不必制备校准曲线，且还用以产生未知掺合物的复制物用于在将来的分析中使用。另外，本专利技术可用作校准曲线生成器而不必制备单独的标准溶液。作为本专利技术的一个实施例，提供一种用于使用荧光来识别原始目标液体掺合物中的掺合比的方法。在这个实施例中，将原始目标液体掺合物暴露于紫外激光辐射之下以激发原始目标液体掺合物中的微粒。随后测量原始目标液体掺合物的第一荧光以获得目标光谱。随后将第二种流体放入器皿中，例如石英容器。将预定量的第一种物质添加到第二种流体中以产生掺合物。测量掺合物的第二荧光以产生掺合物光谱，所述掺合物光谱随后与目标光谱进行比较。添加预定量的第一种物质到第二种流体中、测量第二荧光以及将掺合物光谱与目标光谱进行比较等方法步骤重复，直到掺合物光谱大体上匹配目标光谱为止。重复所述方法步骤提供了允许用户产生大体上匹配目标掺合物的掺合物的试错基础。随后记录下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊札特·马哈茂德·赫加齐，阿卜杜拉·H·阿勒格兰尼斯，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：
国别省市：