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专利名称：一种液体样品池和液体样品装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体样品的测量，具体涉及一种液体样品池和液体样品装置。
背景技术：
随着凝聚态物理、材料科学、化学化工、环境科学及生命科学的发展，液体物质 (如胶体、乳液和溶液等)的结构研究正在引起人们的极大兴趣，借助于高亮度和波长连续 可调的同步辐射光源可以测定液体结构。现有技术中，可通过同步辐射小角散射获得重要的结构信息，如液体物质中的粒 子形状、粒度分布、界面层特性和分形聚集状态；也可利用同步辐射X-射线吸收光谱探测 样品中待测原子的局域结构和相应的电子结构等。借助于原位同步辐射小角散射和X-射 线吸收光谱可观察到这些结构的动态变化过程，从而，人们可更深入地观察和了解液体物 质。这里，高品质的同步辐射X-射线吸收光谱和小角散射实验数据变得极为重要，而 合适的液体样品池设计和构建是其中的关键之一。请参阅图1所示，其为现有技术中液体样品池的分解示意图。该样品池1包括样 品池主体11、方孔111、观察窗12和进样孔112。其中，样品池主体11由铝块、铜块、不锈钢或有机玻璃构成，中央开设有方孔111， 通常，样品池主体11的厚度为0.8 3mm，方孔的长为15mm，宽为IOmm ；观察窗12通常由 两块长24mm，宽18mm的长方形聚酰亚胺(Kapton)膜构成，其通过粘接剂(例如502或AB 胶)胶粘在方孔111两侧，形成120 450 μ 1的样品室，观察窗12用以作为X-射线透过 窗；样品池主体11上开设有进样孔112，使得液体样品可通过该进样孔112注入样品室，并 由Kapton胶带封口。采用样品池1的结构，人们可以获得许多需要的实验数据。但该结构也存在一些 缺陷1、当液体样品中含有有机溶剂时，一些有机溶剂可将粘接剂溶解，从而造成样品 室中的样品泄漏；2、当样品池主体为金属材料时，样品室中的酸性或碱性液体样品会腐蚀样品池， 进而造成对液体样品的污染；3、该样品池不能方便应用于原位测量或在线测量。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型要解决现有的液体样品池使用中易产生泄漏的技术问题。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种液体样品池，包括样品池主体、两个样品池凸台以及两个观察窗，其中，所述 样品池主体为柱状，包括两个凹槽，分别开设于所述样品池主体的底面和顶面；样品池孔，连通所述两个凹槽，并且其横截面积小于所述凹槽的横截面积；进出样孔，其开设于所述样品池主体的侧壁上，并与所述样品池孔连通；所述样品池凸台，包括凸台主体，为柱 状，且与所述样品池主体的底面或顶面可拆卸连接；突出部，设置于所述凸台主体的顶面或 底面上，与所述凹槽相匹配；中心通孔，其贯穿所述凸台主体及突出部，并与所述样品池孔 轴线重合；所述观察窗，置于所述突出部和凹槽之间。前述的液体样品池，所述样品池主体由耐腐蚀材料构成。前述的液体样品池，所述样品池孔为圆柱通孔。前述的液体样品池，所述样品池主体的侧壁上还开设有与所述样品池孔连通的热 电偶孔。前述的液体样品池，所述观察窗为聚酰亚胺膜、铍窗、碳膜或石英玻璃。本实用新型同时提出一种液体样品装置，包括上述的液体样品池；还包括两个 柱状样品池支架，其相对的内侧均开设有容置所述液体样品池的嵌入槽，另外一侧开设有 与所述中心通孔轴线重合的外孔，两个样品池支架之间为可拆卸连接。前述的液体样品装置，所述样品池支架为铝或不锈钢材质。前述的液体样品装置，所述样品池支架上还开设有至少一个加热棒通道。前述的液体样品装置，所述样品池支架上还开设有至少一个冷却通道。前述的液体样品装置，所述样品池支架上还开设有一热电偶通道。由上述技术方案可知，本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型的液体样品池中，样品池孔和观察窗间无需粘接剂粘接，极大地减 少了对样品的污染，且保持良好的密封性；2、样品池主体和样品池凸台间由螺钉固定，容易拆卸和组装，操作便利；3、样品池主体由耐腐蚀材料构成，可耐有机溶剂或酸或碱的腐蚀；4、根据不同的入射光源，可选择不同的观察窗；5、通过更换观察窗可重复使用该液体样品池，圆柱通孔与方孔相比，也更易清 洗；6、通过热电偶通道、加热棒通道和冷却通道，可实现对液体样品的温度控制，并可 实现原位测量和在线测量。通过以下参照附图对优选实施例的说明，本实用新型的上述以及其它目的、特征 和优点将更加明显。

图1为现有技术中液体样品池的分解示意图；图2为本实用新型液体样品池一较佳实施例的分解示意图；图3为图2所示的液体样品池中样品池主体的纵剖示意图；图4为图2所示的液体样品池中样品池凸台的纵剖示意图；图5为图2所示的液体样品池的组装示意图；图6为本实用新型液体样品装置一较佳实施例的分解示意图；图7为图6所示的液体样品装置中样品池支架的纵剖示意图；图8为图6所示的液体样品装置的组装示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于 举例说明，并不用于限制本实用新型。请参阅图2所示，其为本实用新型液体样品池一较佳实施例的分解示意图。该样 品池包括样品池主体21、两个样品池凸台22以及两个观察窗23。其中，样品池主体21为柱状，如图3所示，样品池主体21的底面和顶面上分别开 设有凹槽211，本实施例中，凹槽211为圆柱形，其厚度为0. 8 3mm，直径为8mm ；两个凹槽 211由样品池孔212连通，样品池孔212的横截面积 小于凹槽211的横截面积；样品池主体 21的侧壁上还开设有进出样口 213，并与样品池孔212连通；样品池主体21设有多个螺孔 214，螺钉旋设在螺孔214中，以实现与样品池凸台22的可拆卸连接。观察窗23用以作为 X-射线透过窗。液体样品由进出样口 213注入，然后用聚四氟乙烯塞封口。请参阅图2及图4所示，样品池凸台22包括凸台主体221和突出部222。其中，凸 台主体221为柱状，具有多个螺孔224，螺钉旋设在螺孔224中，以实现与样品池主体21的 顶面和/或底面的可拆卸连接；突出部222设置于凸台主体221的顶面或底面上，与样品池 主体21的凹槽211相匹配，以将观察窗23紧密插接于凹槽211内，并在凹槽211与样品池 孔212连接处卡止，使得样品池孔212与观察窗23形成一可容置液体样品的密封空间，突 出部222与凸台主体221可为一体成型；中心通孔223贯穿凸台主体221及突出部222，并 与所述样品池孔212轴线重合，这样，可以实现凸台主体221将观察窗23插入凹槽211后， 能通过中心通孔223并透过观察窗23对液体样品进行观察。样品池主体21、两个样品池凸 台22以及两个观察窗23组装后的结构如图5所示。本实用新型的液体样品池中，样品池孔212和观察窗23间无需粘接剂粘接，也不 需要密封圈，极大地减少了对样品的污染，且保持良好的密封性；此外，样品池主体21和样 品池凸台22间由螺钉固定，容易拆卸和组装，操作便利。较佳地，样品池主体21由耐腐蚀材料构成，以保证样品池耐有机溶剂或酸或碱的 腐蚀，在本实施例中，样品池主体21由聚四氟乙烯制成，当然，本领域技术人员也可以采用 其他耐腐蚀材料，例如耐腐蚀橡胶或耐腐蚀塑料等，这样的变换均在本实用新型的保护范 围之内。样品池主体21的侧壁上还可开设有与样品池孔212连通的热电偶孔215，用于插 入热电偶以测量液体样品的温度，便于温度控制。此外，根据不同的入射光源，可选择不同的观察窗，例如，对于能量在5_20KeV的 X-射线，可选择聚酰亚胺膜、铍窗或碳膜为观察窗；对于能量高于60KeV的X-射线，可选择 石英玻璃为观察窗。在本实施例中，样品池孔212为圆柱通孔，观察窗23为聚酰亚胺膜(例如kapton 膜)，通过更换观察窗23可重复使用该液体样品池，另外，与现有技术中的方孔相比，圆柱 通孔更易清洗。本实用新型还提出一种液体样品装置，请参阅图6至图8所示。该样品装置包括 以上实施例中的液体样品池，还包括两个柱状样品池支架61，二者为可拆卸连接，且相对 的内侧均开设有容置上述液体样品池的嵌入槽611，另外一侧开设有与中心通孔223轴线重合的外孔612，该外孔612可采用聚酰亚胺透明膜密封。如图8所示，当两个柱状样品池支架61连接后，可将液体样品池整个固定嵌入于 两个嵌入槽611中，并通过外孔612对液体样品进行观察。本实施例中，两个样品池支架61均为由铝或不锈钢构成的方柱体，其顶面和/或 底面上还设有多个螺孔613，螺钉616旋设在螺孔613中，以实现两个样品池支架61的可拆 卸连接。为实现对液体样品的温度控制，在该样品池支架61上还可开设有热电偶通道 614、至少一个加热棒通道615和冷却通道617，其中，热电偶通道614与热电偶孔215连通， 用于插入热电偶以测量液体样品的温度；加热棒通道615用于插入加热棒来为液体样品升 温，本实施例中包括4个加热棒通道615，均垂直开设并贯通于该样品池支架61的上下壁 间；冷却通道617中可加入冷却水或冷媒来为液体样品降温，本实施例中包括4个在样品池 支架上开设的冷却通道617 ；这样，通过热电偶来测量温度，并经由加热棒通道615和冷却 通道617来调节温度，实现原位测量在温度上升或下降过程中，X-射线吸收光谱和小角散 射的动态变化；也可采用输液泵将液相合成装置(如纳米粒子或高分子材料等)的液体样 品，通过在样品池支架61上开设进出样品通道，输送液体样品的管道便与样品池的进出样 品孔相连，液体样品可实时进入样品池，实现在线测量并探测在不同条件下的物质结构动 态演变过程。虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明 和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新 型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求 所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型 都应为随附权利要求所涵盖。
权利要求一种液体样品池，其特征在于，包括样品池主体、两个样品池凸台以及两个观察窗，其中，所述样品池主体为柱状，包括两个凹槽，分别开设于所述样品池主体的底面和顶面；样品池孔，连通所述两个凹槽，并且其横截面积小于所述凹槽的横截面积；进出样孔，其开设于所述样品池主体的侧壁上，并与所述样品池孔连通；所述样品池凸台，包括凸台主体，为柱状，且与所述样品池主体的底面或顶面可拆卸连接；突出部，设置于所述凸台主体的顶面或底面上，与所述凹槽相匹配；中心通孔，其贯穿所述凸台主体及突出部，并与所述样品池孔轴线重合；所述观察窗，置于所述突出部和凹槽之间。
2.根据权利要求1所述的液体样品池，其特征在于，所述样品池主体由耐腐蚀材料构成。
3.根据权利要求1所述的液体样品池，其特征在于，所述样品池孔为圆柱通孔。
4.根据权利要求1所述的液体样品池，其特征在于，所述样品池主体的侧壁上还开设 有与所述样品池孔连通的热电偶孔。
5.根据权利要求1所述的液体样品池，其特征在于，所述观察窗为聚酰亚胺膜、铍窗、 碳膜或石英玻璃。
6.一种液体样品装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的液体样品池； 还包括两个柱状样品池支架，该二者之间为可拆卸连接，且相对的内侧均开设有容置所述 液体样品池的嵌入槽，另外一侧开设有与所述中心通孔轴线重合的外孔。
7.根据权利要求6所述的液体样品装置，其特征在于，所述样品池支架为铝或不锈钢 材质。
8.根据权利要求6所述的液体样品装置，其特征在于，所述样品池支架上还开设有至 少一个加热棒通道。
9.根据权利要求6所述的液体样品装置，其特征在于，所述样品池支架上还开设有至 少一个冷却通道。
10.根据权利要求6所述的液体样品装置，其特征在于，所述样品池支架上还开设有一 热电偶通道。
专利摘要本实用新型公开了一种液体样品池，包括样品池主体、两个样品池凸台以及两个观察窗，其中，样品池主体为柱状，包括两个凹槽，样品池孔和进出样孔，两个凹槽，分别开设于样品池主体的底面和顶面；样品池孔，连通两个凹槽，并且其横截面积小于凹槽的横截面积；进出样孔，其开设于样品池主体的侧壁上，并与样品池孔连通；样品池凸台，包括凸台主体，突出部和中心通孔，凸台主体，为柱状，且与样品池主体的底面或顶面可拆卸连接；突出部，设置于凸台主体的顶面或底面上，与凹槽相匹配；中心通孔，其贯穿凸台主体及突出部，并与样品池孔轴线重合；观察窗，置于所述突出部和凹槽之间。本实用新型的液体样品池和液体样品装置，具有良好的密封性。
文档编号G01N23/201GK201575979SQ20092017514
公开日2010年9月8日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者张静 申请人:中国科学院高能物理研究所