專利名稱：用于氣體及液體色譜法的微波系統(tǒng)產(chǎn)生器與控制器及其制作及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括輻射能加熱的烘箱及輻射能功率產(chǎn)生器與控制系統(tǒng)的設(shè)備 及其制作及使用方法，所述設(shè)備尤其極為適合與氣體或液體色譜儀器一同使用。更特定來說，本發(fā)明涉及一種包括輻射能加熱的烘箱及輻射能功率產(chǎn)生器與控制 系統(tǒng)的設(shè)備及其制造及使用方法，其中所述產(chǎn)生器與控制系統(tǒng)包括數(shù)字處理單元(DPU)、 DPU接口、裝置控制器、頻率調(diào)節(jié)器、功率調(diào)節(jié)器、放大器、反射/正向功率感測構(gòu)件及具有 兩個用于溫度感測的熱電偶的輻射能腔，其中所述系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計以感測正向或所供應(yīng)功率及 反轉(zhuǎn)或反射的功率以用于操作監(jiān)視，經(jīng)受住反射或反轉(zhuǎn)的功率，且在根據(jù)分析溫度曲線的 靜態(tài)加熱及動態(tài)加熱期間優(yōu)化烘箱性能。
背景技術(shù)：
氣體及液體色譜法是用于化學(xué)化合物的分離、識別及量化的物理方法。這些方法 廣泛地用于以下應(yīng)用，包括分析化學(xué)方法中對產(chǎn)品純度的測量、環(huán)境污染的確定、天然物質(zhì) 的表征及醫(yī)藥品的開發(fā)。用于氣體與液體色譜法中分離化學(xué)成分的基本方法是類似的。將樣本混合物注入 流動的中性載體流中且然后組合流過管或色譜柱。以稱為固定相的材料涂敷或填塞所述柱 的內(nèi)表面。當(dāng)所述樣本混合物及載體流流過所述柱時，依據(jù)個別組分的相對揮發(fā)性(在氣 體色譜法的情況下)或相對可溶性(在液體色譜法的情況下)且依據(jù)其對所述固定相的相 應(yīng)親和力，所述混合物內(nèi)的組分由所述固定相以較大程度或較小程度保持。當(dāng)所述個別混 合物組分由所述固定相釋放到所述載體流中時，其被沖向柱出口，在所述柱出口處以檢測 器對其進行檢測及測量。不同的化學(xué)化合物由所述固定相保持不同的時間。通過測量所述 保持時間，可識別所述混合物中的特定化合物。通過比較以所述檢測器針對每一化合物測 量的峰值振幅來確定所述化合物的相對濃度。氣體與液體色譜法之間的主要區(qū)別是分離的 模式。在氣體色譜法中，使樣本揮發(fā)且通過移動的氣體流沿分析柱驅(qū)趕所述樣本。在液體 色譜法中，使樣本溶解且在移動的液體流中沿分析柱驅(qū)趕所述樣本。氣體與液體色譜法之 間的另一區(qū)別是，液體色譜法中所使用的柱通常填充或填塞有固定相，而氣體色譜法中所 使用的柱也可替代地使固定相涂敷或接合到內(nèi)部壁。通過對色譜柱施加熱量以改變其溫度來促進GC及LC測量。在氣體色譜系統(tǒng)中使 用被加熱的柱烘箱極大地增加可分析化合物的數(shù)目且通過增加較高分子重量化合物的揮 發(fā)性而加速每一分析所需要的時間。加熱LC柱影響兩個相中的混合物組分的相對可溶性 且可增強分離并且改善各組分化學(xué)物質(zhì)的洗提次數(shù)的可重復(fù)性。已針對加熱色譜柱描述了許多種方法。最簡單且最常用的方法利用電阻加熱 元件來加熱空氣，所述空氣又流通過柱放置于其中的絕緣烘箱。舉例來說，頒發(fā)給費勞 (Philyaw)等人的美國專利第3，527，567號描述了一種用電阻元件加熱的GC烘箱。所述電阻元件加熱方法具有若干限制。為實現(xiàn)柱的均勻加熱，大量空氣在色譜柱周圍快速流通。除加熱所述柱以外，所述空氣還加熱烘箱本身。由于所述烘箱的熱質(zhì)遠大于 所述柱的熱質(zhì)，因此可加熱所述柱的速率相稱地減小。相關(guān)問題是冷卻時間。在分析期間 將烘箱加熱到高溫度之后，將所述烘箱加上所述柱冷卻到其初始溫度以便可分析下一樣本 要比單獨地冷卻所述柱花費顯著更長的時間。這些限制共同減小所述色譜儀器的吞吐量。將電阻加熱元件局部化到柱本身上以便減小或消除“烘箱”的外圍加熱的嘗試描 述于頒發(fā)給格林(Green)等人的美國專利第3，169，389號、頒發(fā)給布羅(Burow)等人的美 國專利第3，232，093號及頒發(fā)給霍茲克羅(Holtzclaw)等人的美國專利第5，005, 399號 中。這些專利中的每一者描述用于直接以電阻加熱元件包裹或包覆色譜柱的方法。還描述 了用于鄰近冷卻源定位所得金屬包覆的柱以減少冷卻時間的方法。由于圍繞所述柱的電阻 加熱元件中的局部熱點或冷點所導(dǎo)致的柱的不均勻加熱，此加熱方法實際上可難以實施。 所述柱的不均勻加熱又折衷分析的質(zhì)量。
所有電阻加熱色譜裝置的再一限制是，如果操作不正確，其可被驅(qū)動到高于給定 柱可忍受的最大值的溫度，因此導(dǎo)致對所述柱的損壞或破壞。用于加熱色譜柱的替代方法是如頒發(fā)給喬丹(Jordan)的美國專利第4，204，423 號中所描述的微波加熱。微波加熱的潛在優(yōu)勢是效率及選擇性。當(dāng)操作微波烘箱時，放置 于所述烘箱中的合適物體將被加熱，但所述烘箱本身的溫度將不改變。微波加熱發(fā)生于吸 收微波能且將其轉(zhuǎn)換為熱量的材料中。當(dāng)前色譜柱通常由不以可觀速率吸收微波能的材料 制成。舉例來說，多數(shù)GC毛細管柱由及聚酰亞胺及熔凝硅石制成。因此，當(dāng)被放置于微波 烘箱中時，此類柱將不以可觀速率加熱。喬丹所教示的設(shè)備對于這些柱是不實用的。喬丹教示，可將任何柱材料放置于微波烘箱中，將例如金屬等將在所述微波烘箱 中反射電磁能量(通過縮減電場)且因此導(dǎo)致其不起作用的導(dǎo)電材料除外。實際上，可將 任何此種非金屬材料放置于微波烘箱中，但其將未必由所述烘箱加熱。頒發(fā)給布拉希爾(Brashear)的美國專利第3，023，835號描述了一種用于通過將 經(jīng)填塞色譜柱暴露于射頻(RF)輻射來對其進行加熱的設(shè)備。布拉希爾描述，經(jīng)由電介質(zhì)加 熱或經(jīng)由感應(yīng)加熱(即，磁性加熱)來加熱色譜柱。在電介質(zhì)加熱的情況下，布拉希爾詳細 說明，柱及填塞填充物由電絕緣材料構(gòu)造。多數(shù)絕緣材料(包括用于制作色譜柱的那些絕 緣材料)不會以足夠高的速率吸收電磁能量而使布拉希爾所教示的電介質(zhì)加熱切實可行。 在感應(yīng)加熱的情況下，布拉希爾詳細說明(1)柱由含一些磁性組分的金屬構(gòu)造以使得感 應(yīng)加熱能夠發(fā)生；(2)填充物含有金屬粉末以促進從柱到填充物中的熱量傳導(dǎo)；及(3)所述 金屬粉末也可以是磁性的，以促進局部感應(yīng)加熱。實際上，填充物的感應(yīng)加熱將不會在金屬 柱內(nèi)部發(fā)生，因為其將被其所隱藏于其中的金屬柱從電磁場屏蔽。此外，柱內(nèi)部的金屬填充 的填塞材料一般來說不是好的方案。沿柱通過的樣本材料可暴露于所述金屬。如果所述金 屬在化學(xué)上不是惰性的，那么所述樣本的一些組分可與所述金屬反應(yīng)，因此歪曲所得色譜。布拉希爾所描述的兩種經(jīng)填塞柱構(gòu)造均不能實際用于喬丹所教示的其中將整個 柱放置于腔內(nèi)部且使其暴露于高強度電磁輻射的微波加熱設(shè)備中。絕緣低損失柱將不會足 夠快速地加熱而變得實際實用。所述金屬柱會將電場縮減到使得所述微波烘箱將不會正確 起作用且所述柱(如果多少地被加熱的話)將不會被均勻加熱的顯著程度。進一步背景信息可在美國專利第6，514，316,6, 316，759,6, 182，504,6, 093，921、 6，029，498及5，939，614中找到，所述專利以引用方式并入本文中。
氣體及液體色譜法以及其它分析在許多情況下需要短的分析循環(huán)時間_ 一個分 析與下一分析之間的時間跨度。所述循環(huán)時間通常與受控制方式的加熱及冷卻相關(guān)聯(lián)。所 述循環(huán)時間通常稱作當(dāng)正在實施物體的色譜分析時用于加熱所述物體且使其冷卻的時間 周期。在LC及GC的情況下，所述加熱經(jīng)設(shè)計以在樣本組分在被加熱的色譜柱處行進過時 對其進行分離。因此，所述循環(huán)時間是注入樣本，加熱柱，使所述樣本通過所述被加熱的柱 且在最后的樣本組分退出所述柱之后冷卻所述被加熱的柱所花費的時間。
此類儀器還需要非常準確的溫度調(diào)節(jié)及控制，以獲得色譜法結(jié)果的良好可重復(fù) 性。因此，加熱速度的提高需要來自與所述儀器相關(guān)聯(lián)的熱量產(chǎn)生系統(tǒng)的經(jīng)改善的溫度調(diào) 節(jié)及控制。用于柱的熱量產(chǎn)生系統(tǒng)一直以來是傳統(tǒng)烘箱，但最近，用于柱的熱量產(chǎn)生系統(tǒng)是 微波及無線電波烘箱。盡管已揭示具有輻射能熱量產(chǎn)生系統(tǒng)的色譜儀器，例如微波或無線電波熱量產(chǎn) 生系統(tǒng)，但此項技術(shù)中仍需要用于此類輻射能熱量產(chǎn)生系統(tǒng)的減少循環(huán)時間、改善樣本通 過量、優(yōu)化烘箱性能、減少反射輻射、增加輻射能的頻率調(diào)諧并改善儀器可重復(fù)性的控制系 統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
具有控制及件能優(yōu)化系統(tǒng)的烘箱本發(fā)明提供一種用于輻射能加熱的烘箱設(shè)備的輻射能功率產(chǎn)生與控制系統(tǒng)，其中 所述輻射能可以是微波、無線電波或可用于加熱烘箱的加熱區(qū)或所述加熱區(qū)中適于吸收所 述輻射能的物體的任何其它輻射能。所述烘箱系統(tǒng)包括腔，所述腔包括待加熱的物體，例如 色譜柱。所述產(chǎn)生與控制系統(tǒng)包括數(shù)字處理單元(DPU)及所述數(shù)字處理單元與控制單元之 間的接口。所述控制單元包括裝置控制器、頻率調(diào)節(jié)器、電壓控制振蕩器、功率調(diào)節(jié)器、放大 器及反向/正向功率感測構(gòu)件，其中所述系統(tǒng)適于向所述腔提供輻射能，感測反射功率以 用于操作監(jiān)視及頻率調(diào)諧，且在根據(jù)溫度曲線的靜態(tài)加熱及/或動態(tài)加熱期間優(yōu)化烘箱性 能。所述輻射能加熱的烘箱設(shè)備包括兩個用于溫度感測的熱電偶。所述功率調(diào)節(jié)器或功率 感測構(gòu)件與用于控制安置于所述烘箱的腔內(nèi)的物體的輻射能加熱(即，控制供應(yīng)到所述腔 以加熱其中的物體的輻射能的振幅、頻率及相位)的熱電偶模擬通信。對于微波應(yīng)用，本發(fā) 明的輻射能功率產(chǎn)生設(shè)備適于在ISM頻率范圍內(nèi)操作。本發(fā)明還提供一種輻射能烘箱設(shè)備，其包括外殼、其中安置有待加熱物體的輻射 能腔及本發(fā)明的輻射能功率產(chǎn)生與控制系統(tǒng)。所述烘箱設(shè)備還可包括烘箱冷卻系統(tǒng)，其經(jīng) 設(shè)計以在更快的循環(huán)及/或亞環(huán)境溫度開始點及/或亞環(huán)境溫度保持點及/或負溫度曲線 的情況下冷卻所述烘箱，如于2007年8月6日提出申請且以引用方式并入本文中的美國專 利申請案第11/834495號中所論述；及/或被加熱的傳送管線，其經(jīng)設(shè)計以將所述傳送管線 維持在足以將樣本維持為蒸氣狀態(tài)的升高的溫度，如于2007年8月6日提出申請且以引用 方式并入本文中的美國專利申請案第11/834509號中所論述。本發(fā)明還提供一種包括樣本遞送組合件的色譜儀器。所述儀器還包括輻射能烘箱 設(shè)備，所述設(shè)備包括外殼、輻射能腔及本發(fā)明的輻射能功率產(chǎn)生與控制系統(tǒng)。所述烘箱設(shè)備 還可包括烘箱冷卻系統(tǒng)，其經(jīng)設(shè)計以在更快的循環(huán)及/或亞環(huán)境溫度開始點及/或亞環(huán) 境溫度保持點及/或負溫度曲線的情況下冷卻所述烘箱，如于2007年8月6日提出申請且以引用方式并入本文中的美國專利申請案第11/834495號中所論述；及/或被加熱的傳送 管線，其經(jīng)設(shè)計以將所述傳送管線維持在足以將樣本維持為蒸氣狀態(tài)的升高的溫度，如于 2007年8月6日提出申請且以引用方式并入本文中的美國專利申請案第11/834509號中所 論述。所述儀器還包括檢測器/分析器組合件。所述儀器還可包括氧化子組合件及/或還 原子組合件。本發(fā)明還提供一種用于GC及LC色譜法的方法，其包括調(diào)節(jié)供應(yīng)到輻射能烘箱設(shè) 備的輻射能功率的步驟。所述輻射能烘箱設(shè)備包括其中安置有色譜柱的輻射能腔。所述輻 射能烘箱設(shè)備還包括本發(fā)明的輻射能功率產(chǎn)生與控制系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)改善烘箱性能， 改善頻率調(diào)諧，改善加熱與溫度控制，且改善總的儀器性能。 本發(fā)明還提供一種用于執(zhí)行色譜分析的方法，其包括給本發(fā)明的儀器提供任選的 冷卻系統(tǒng)及/或被加熱傳送管線的步驟。所述方法還包括在若干條件下將來自樣本遞送系 統(tǒng)的樣本注入所述烘箱設(shè)備的輻射能腔內(nèi)部的柱中以影響所述樣本中的組分的給定分離 的步驟，其中通過本發(fā)明的輻射能功率產(chǎn)生與控制系統(tǒng)來控制烘箱性能。在分離之后，將所 述樣本組分轉(zhuǎn)送到可包括氧化子組合件及/或還原子組合件的檢測器/分析器組合件。在 將所述樣本組分轉(zhuǎn)送到所述檢測器/分析器組合件之后，可在存在或不存在可選冷卻組合 件的情況下冷卻所述物體，以用于下一樣本注入。本發(fā)明中所使用的定義術(shù)語“溫度編程的加熱曲線”意指經(jīng)設(shè)計以實現(xiàn)樣本的組分的所需分析分離的色 譜法加熱曲線。在某些實施例中，所述曲線經(jīng)設(shè)計以最大化組分分離。曲線通常包括至少 一個溫度斜坡，正斜坡或負斜坡。所述曲線可包括一個或多個溫度保持點。在某些實施例 中，所述溫度曲線可包括亞環(huán)境溫度開始溫度、亞環(huán)境溫度保持溫度或兩者。在其它實施例 中，所述溫度曲線可包括環(huán)境溫度開始溫度、環(huán)境溫度保持點或兩者。在其它實施例中，所 述溫度曲線可包括升高的開始溫度、升高的溫度保持點或兩者。因此，所述曲線可包括開始 溫度、保持點及負及/或正溫度斜坡的組合。術(shù)語“正溫度斜坡”意指以所需速率將溫度從較低溫度改變?yōu)檩^高溫度。所述速 率可以是單值的或復(fù)雜的，意指溫度可以線性速率、線性速率的組合或非線性速率增加，其 中所述速率經(jīng)設(shè)計以實現(xiàn)給定的組分分離。術(shù)語“負溫度斜坡”意指以所需速率將溫度從較高溫度改變?yōu)檩^低溫度。所述速 率可以是單值的或復(fù)雜的，意指溫度可以線性速率、線性速率的組合或非線性速率增加，其 中所述速率經(jīng)設(shè)計以實現(xiàn)給定的組分分離。術(shù)語“保持點”意指柱被加熱到所需溫度且保持在所述溫度達一所需時間周期?？?保持每一保持點達不同的時間周期，其中保持點時間經(jīng)設(shè)計以實現(xiàn)給定的組分分離。


參照以下詳細說明連同隨附說明性圖式可更好地理解本發(fā)明，圖式中相同的元件 編號相同圖IA描繪用于微波加熱的色譜法烘箱設(shè)備的微波產(chǎn)生器、控制、調(diào)節(jié)及優(yōu)化系統(tǒng) 的實施例。圖IB描繪微波加熱的色譜法烘箱設(shè)備的微波產(chǎn)生器、控制、調(diào)節(jié)及優(yōu)化系統(tǒng)的另一實施例。圖2描繪用于使用圖1的系統(tǒng)執(zhí)行分析型分析的方法的框圖。圖3A到圖3C描繪包括本發(fā)明的調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的分析儀器的第三實施例的框圖。
具體實施例方式本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，固態(tài)功率系統(tǒng)可經(jīng)構(gòu)造以產(chǎn)生輻射能(例如，微波能或無線電 波能)并將所述輻射能供應(yīng)到包括安置于其中的待加熱物體(在分析儀器的情況下，色譜 柱是此種物體)的輻射能諧振腔(烘箱)。使用反向/反射及正向/所供應(yīng)功率反饋連同 經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)器(其可包括電壓控制振蕩器(VCO))的頻率調(diào)節(jié)來提供對施加到含有所述 物體的腔的輻射能的功率電平或振幅及頻率的完全控制。反饋回路經(jīng)設(shè)計以改變功率要求 及性質(zhì)(振幅、頻率等)，以根據(jù)溫度曲線(例如，色譜分析中所使用的溫度曲線)調(diào)整及/ 或維持物體的溫度。本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的輻射能功率產(chǎn)生與控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)于 基于磁控管的功率供應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(1)頻率調(diào)節(jié)更簡單，(2)連續(xù)的功率調(diào)節(jié)更容易，(3) 輸出頻譜更窄，(4)響應(yīng)更快，及(5)成本效益更高。本發(fā)明廣義上涉及一種包括輻射能加熱的烘箱的輻射能加熱的設(shè)備。所述烘箱包 括其中具有待加熱物體的腔。所述設(shè)備還包括安置于所述腔中或與所述物體相關(guān)聯(lián)的溫度 傳感器以監(jiān)視腔或物體溫度。所述設(shè)備還可包括安置于包圍所述腔的外殼中的第二溫度傳 感器以監(jiān)視烘箱完整性。所述設(shè)備還包括輻射能功率產(chǎn)生、控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所述功率系 統(tǒng)包括裝置控制器、頻率調(diào)節(jié)器、功率調(diào)節(jié)器、放大器及反射/正向功率感測構(gòu)件，其中所 述系統(tǒng)適于向所述腔提供輻射能，感測反射功率及正向功率以用于操作監(jiān)視，且調(diào)諧供應(yīng) 到所述腔的功率的頻率及振幅，以在根據(jù)溫度曲線的靜態(tài)加熱及/或動態(tài)加熱期間優(yōu)化烘 箱性能。在多數(shù)實施例中，所述功率供應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)由接口連接且連接到數(shù)字處理單元(DPU)。 所述接口可以是有線的或無線的。有線接口包括RS-232接口、RS-422接口、RS-423接口、 RS-449 接 口、RS-485 接 口、MEL_STD_188 接 口、EIA_530 接 口、！ Α-574 或所述功率產(chǎn)生設(shè)備 與所述DPU之間的支持雙向通信的任何其它合適接口。無線接口可以是與所述功率產(chǎn)生單 元及所述DPU兼容的任何無線接口，例如IR、超聲波、近IR或任何其它無線接口。本發(fā)明廣義上涉及一種用于調(diào)節(jié)供應(yīng)到輻射能腔的輻射能的方法，其包括產(chǎn)生輻 射能且將所述所產(chǎn)生的輻射能供應(yīng)到包括待加熱物體的腔的步驟。所述方法還包括監(jiān)視所 述所供應(yīng)輻射能的性質(zhì)(例如，振幅、頻率等)的步驟。所述方法還包括監(jiān)視所述腔內(nèi)部的 物體的溫度的步驟。所述方法還包括監(jiān)視所供應(yīng)輻射能及反射輻射能(即，因所述腔中的 瑕疵、所述腔內(nèi)的物體放置、物體大小、形狀及構(gòu)造以及影響所述諧振腔以給定頻率或頻率 范圍反射輻射能的量的其它變量而從所述烘箱反射的輻射能)的性質(zhì)的步驟。所述方法還 包括控制、調(diào)節(jié)或調(diào)諧所述所供應(yīng)輻射能的振幅及頻率以優(yōu)化所述腔中的物體的加熱性能 的步驟。所述方法還包括連續(xù)改變所述所產(chǎn)生輻射能的振幅及頻率范圍以確保所述物體處于所需溫度或正使其溫度根據(jù)所需溫度曲線改變的步驟，其中所述曲線適于實現(xiàn)通過位于 所述腔中的柱且暴露于所供應(yīng)的輻射能的樣本的樣本組分的所需分離。所述方法還可包括 針對反射功率的任何所增加電平來監(jiān)視反射功率的步驟，所述反射功率的所增加電平可指 示烘箱問題(舉例來說，蓋未關(guān)閉)及物體或其放置的任何改變(是微波的負載)，從而啟 用實時系統(tǒng)狀態(tài)信息。所述方法還可包括根據(jù)反射功率與所供應(yīng)功率的比率來頻率調(diào)諧供應(yīng)到腔的輻射功率的步驟。所述調(diào)諧適于找到放置于所述腔中的被加熱物體吸收多數(shù)能量 且在將正向功率設(shè)定為所需電平時顯示最低反向(反射)功率的最佳頻率或頻率范圍。當(dāng) 然，所述方法也可包括在根據(jù)給定溫度曲線加熱時基于所述比率連續(xù)頻率調(diào)諧所述所供應(yīng) 功率以改善烘箱性能的步驟。本發(fā)明的設(shè)備理想地適合于經(jīng)設(shè)計以在給定頻率范圍(例如，IMS頻率范圍)內(nèi) 工作的任何微波腔(烘箱)。配備有本發(fā)明的功率產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的腔理想地適合用 于LC及GC色譜儀器中。所述系統(tǒng)適于改善烘箱性能，此直接改善儀器的性能、維修、可重 復(fù)性、可靠性等。
合適的組件合適的電壓控制振蕩器(VCO)包括但不限于來自協(xié)同微波公司 (SynergyMicrowave Corporation (USA))的 VC0、來自頻譜微波公司(Spectrum Microwave, Inc.)的VC0、來自諾登毫米公司(Norden Millimeter Inc.)的VC0、來自理查森電子器件 有限公司(Richardson Electronics, Ltd.)的VCO或能夠?qū)崿F(xiàn)電磁頻譜的微波波段中的輻 射能的電壓控制產(chǎn)生的任何其它VC0。合適的數(shù)字處理單元(DPU)包括但不限于經(jīng)制造以執(zhí)行用于控制、運行 及分析型分析的指令的任何數(shù)字處理單元。實例性實例包括研諾邏輯科技有限公 司(AdvancedAnalogic Technologies)、高級硬件架構(gòu)公司(Advanced Hardware Architectures)、高級線性電子器件公司(Advanced Linear Devices, Inc.)、超威半導(dǎo)體 公司(AdvancedMicro Devices (AMD))、高級功率技術(shù)公司(Advanced Power Technology)、 日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司(Advanced Semiconductor, Inc，)、AKM半導(dǎo)體公司 (AKMSemiconductor, Inc.)、安國國際科技股份有限公司(AlcorMicro Corp.)、阿利哥微 系統(tǒng)公司(Allegro MicroSystems, Inc.)、聯(lián)合半導(dǎo)體公司(Alliance Semiconductor Corp. )、AMIC 技術(shù)公司(AMI C Technology Corporation)、易亨公司(Anachip Corp.)、 愛奈狄克公司(Anadigics，Inc.)、模擬器件公司(Analog Devices)、美國頂點微技術(shù)公 司(Apex Microtechnology Corp.)、愛特梅爾公司(Atmel Corporation)、AUK 有限公 司(AUK Co.，Ltd.)、奧地利微系統(tǒng)公司(Austria Mikro Systeme Int.)、碩頡科技公司 (Beyond Innovation Technology Co·)、BI 禾斗技公司(Bi Technologies) > {β /K .布朗 公司(Burr-Brown Corp.)、加利福尼亞微器件公司(California Micro Devices)、美國 Calogic公司(Calogic)、LLC、切瑞半導(dǎo)體器件公司(Cherry Semiconductor)、華瑞股份 有限公司(Chino-Excel Technology Corp.)、昆泰集成電路有限公司(Chrontel，Inc.)、 凌云邏輯公司(Cirrus Logic)、康美迪亞科技有限公司(COMedia Ltd.)、消費者微電路 有限公司(Consumer Microcircuits Limited)、大陸器件印度有限公司(Continental Device India Ltd.)、賽普拉斯半導(dǎo)體公司(Cypress Semiconductor)、大宇電子公司 (Daewoo Semiconductor)、達拉斯半導(dǎo)體公司(Dallas Semiconductor)、聯(lián)杰國際股份有 限公司(Davicom Semiconductor, Inc.)、二極管公司(DiotecElektronische)、義隆電子 股份有限公司(ELAN Microelectronics Corp.)、美國桑力公司(Electro Sonic Inc.)、愛 立信微電子公司(Ericsson Microelectronics)、美國?？藖喒?Exar)、飛兆半導(dǎo)體公 司(Fairchild Semiconductor)、富士電機公司(FujiElectric Co.)、富士通微電子有限公 司(Fujitsu Microelectronics)、通用半導(dǎo)體公司(General Semiconductor)、智勒姆公司(Gennum Corporation)、哈里斯半導(dǎo)體公司(Harris Semiconductor)、曰立半導(dǎo)體公司 (Hitachi Semiconductor)(HOLT Integrated Circuits Inc.)、罾
群半導(dǎo)體公司(Ho Itek Semiconductor Inc.)、九旸電子股份有限公司(IC Plus Corp.)、 英飛凌禾斗技公司(Infineon Technologies AG)、艾斯達公司(Information Storage Devices)、集成器件科技公司(Integrated DeviceTechnology)、英特爾公司(Intel)、國 際整流器公司(International Rectifier)、英賽爾公司(Intersil Corp.)、菱電電子器 件公司(Isahaya Electronics Corporation)、韓國電子有限公司(Korea Electronics Co.，Ltd.)、拉姆達先進模擬器件公司(LambdaAdvanced Analog Inc.)、萊迪思半導(dǎo)體公 司(Lattice Semiconductor Corp·)、一級通信公司(Level One Communications)、線性集 成系統(tǒng)公司(Linear Integrated System, Inc.)、凌力爾特公司(Linear Technology) > M/ A-COM、美國 Marktech 光電集團(Marktech Optoelectronics)、美信集成產(chǎn)品公司(Maxim Integrated Products)、微線j"生公司(Micro Linear Corp.)、微芯禾斗技公司(Microchip Technology, Inc.)、美凱龍公司(Micronas Intermetall)、美高森美公司(Microsemi Corp.)、米特爾半導(dǎo)體公司(Mitel Semiconductor)、三菱電機公司(Mitsubishi Electric Corp.)、臺灣茂硅電子股份有限公司(Mosel Vitelic)、摩托羅拉公司(Motorola)、 MX-COM 公司(MX-COM, Inc.)、國家半導(dǎo)體公司(National Semiconductor)、NEC 電子 公司(NEC Electronicslnc.)、新日本無線電公司(New JapanRadio Co.，Ltd.)、凹凸 電子公司(02Micro，Inc.)、安森美半導(dǎo)體公司(ON Semiconductor)、松下電器公司 (Panasonic (曾用名 Matsushita))、飛利浦半導(dǎo)體公司(Philips Semiconductors)、普 利西半導(dǎo)體公司(PlesseySemiconductors)、電源創(chuàng)新者公司(Power Innovations)、普 誠禾斗技公司(PrincetonTechnology Corp.)、瑞創(chuàng)國際公司(Ramtron International Corp.)、瑞特克-柯若思(Retec-Korus JSC)、RF 微器件公司(RF Micro Devices)、 理光有限公司(RicohCompany，Ltd.)、ROHM公司(ROHM Co.)、三星電子公司(Samsung Electronic)、三肯電子公司(Sanken Electric Co.)、三社公司(SanRex)、三洋電機有限公 司(SANYOElectric Co.，Ltd.)、精工愛普生株式會社(Seiko Epson Corporation)、精工 愛普生株式會社(Seiko Epson Corporation)、塞梅拉布Plc公司(Semelab Plc)、賽米控 國際公司(Semikron International)、森美半導(dǎo)體公司(Semiffell Semiconductor Co·)、 升特公司(Semtech Corp. )、SGS-湯姆遜微電子公司(SGS-Thomson Microelectronics)、 夏普電子公司(Sharp)、新電元公司(Shindengen Electric)、西門子公司(Siemens)、 硅統(tǒng)科技股份有限公司(Silicon Integrated System Corp.)、芯科實驗室有限公司 (SiliconLaboratories)、臺灣超捷公司(Silicon Storage Technology, Inc.)、美國 Sipex 公司(SipexCorporation)、固態(tài)微技術(shù)公司(Solid State Micro Technology)、索尼半導(dǎo) 體公司(SONYSemiconductors)、標準微系統(tǒng)公司(Standard Microsystems Corp.)、崇貿(mào)科 技公司(System General (SG) )、TDK 半導(dǎo)體公司(TDK Semiconductor)、TelCom 半導(dǎo)體公 司(TelCom Semiconductor Inc.)、美國德克薩斯儀器公司(Texas Instruments)、THAT 公 司(THAT Corporation)、特瑞仕半導(dǎo)體公司(Torex Semiconductor)、東芝公司(Toshiba)、 三胞半導(dǎo)體公司(TriQuint Semiconductor)、聯(lián)華電子公司(UnitedMicroelectronics Corp.)、尤尼羅德半導(dǎo)體產(chǎn)品公司(Unitrode Semiconductor Products)、威世特洛芬肯公 司(Vishay Telefunken)、VLSI威信有限公司(VLSI Vision Ltd.)、威肯 斯-約翰遜公司(Watkins-Johnson(WJ)Company)、華邦電子股份有限公司(Winbond Electronics)、永盛電 腦零件有限公司(Wing Shing Electronic Co.)、瑞士 Xemics 公司(Xemics)、Z_ 通信公司 (Z-Communications, Inc.)、捷特禾斗半導(dǎo)體公司(Zetex Semiconductors)、ZILOG 或其它芯 片制造商制造的數(shù)字處理單元。合適的接口包括但不限于足以互連且準許DPU與本發(fā)明的產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng) 的其它組件之間的通信的任何接口及接口協(xié)議。合適的裝置控制器包括但不限于能夠控制本發(fā)明的產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組件 的任何控制器 。合適的頻率調(diào)節(jié)器包括限不限于能夠調(diào)節(jié)供應(yīng)到腔的輻射能的頻率的任何頻率 調(diào)節(jié)器。合適的功率調(diào)節(jié)器包括但不限于能夠調(diào)節(jié)供應(yīng)到腔的輻射能的功率的任何功率
調(diào)節(jié)器。合適的放大器包括但不限于能夠放大功率以將所需功率電平供應(yīng)到腔的任何放 大器。合適的反向/正向功率感測構(gòu)件包括但不限于能夠準確地感測供應(yīng)到腔的輻射 能及由所述腔朝向產(chǎn)生器反射的輻射能的任何反向/正向功率傳感器。產(chǎn)牛、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)現(xiàn)在參照圖1A，圖中顯示本發(fā)明的微波烘箱設(shè)備的固態(tài)產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng) (大體為100)的一般化實施例包括系統(tǒng)計算機或數(shù)字處理單元(DPU) 102。DPU 102由連 接104 (例如，RS232連接電纜)連接。連接104將DPU 102連接到接口 106。接口 106經(jīng) 由接口連接108連接到裝置控制器110。裝置控制器110經(jīng)由控制器連接112連接到頻率 調(diào)節(jié)器114。頻率調(diào)節(jié)器114經(jīng)由調(diào)節(jié)器連接116連接到電壓控制振蕩器(VC0)118。VCO 118經(jīng)由VCO連接120連接到功率調(diào)節(jié)器122。功率調(diào)節(jié)器122經(jīng)由功率調(diào)節(jié)器連接124 連接到放大器126且經(jīng)由第二控制器連接128連接到裝置控制器110。放大器128經(jīng)由放 大器連接130連接到反向/正向功率感測構(gòu)件132。構(gòu)件132經(jīng)由第一構(gòu)件連接134連接 到控制器110且經(jīng)由雙向模擬連接136連接到包括兩個熱電偶(未顯示)的微波烘箱設(shè)備 138。一個熱電偶安置于烘箱設(shè)備132的加熱區(qū)中，而第二熱電偶安置于烘箱設(shè)備132的壁 中用于溫度控制、頻率調(diào)諧及功率控制。現(xiàn)在參照圖1B，圖中顯示本發(fā)明的微波烘箱設(shè)備的產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)(大體 為150)的具體實施例包括微控制器152。微控制器152在雙向通信協(xié)議(交換輸入及輸出 信息)中經(jīng)由RS232電纜154連接到DPU 156。微控制器152以輸入形式連接到熱電偶放 大器158，所述熱電偶放大器以輸入形式連接到微波腔(烘箱)160中的熱電偶且連接到第 一模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器162，所述第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器又以輸入形式連接到熱電偶放大器158。 微控制器152還以輸入形式連接到第二 A/D轉(zhuǎn)換器164及第三A/D轉(zhuǎn)換器166。微控制器 152還以輸入形式連接到鎖相回路(PLL) 168及數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器170。PLL 168以輸出 形式連接到電壓控制振蕩器(VCO) 172且以輸入形式連接到V⑶輸出172。VCO 172以輸出 形式連接到第一低功率放大器174且連接到PLL168。低功率放大器174以輸出形式連接到 步進衰減器176。步進衰減器176以輸出形式連接到第二低功率放大器178且以輸入形式 連接到微控制器152，以使得步進衰減器176從微控制器152及第一低功率放大器174兩者接收輸入。第二低功率放大器178以輸出形式連接到模擬衰減器180。模擬衰減器180以 輸入形式連接到比較器182且以輸出形式連接到驅(qū)動器放大器184。比較器182以輸入形 式連接到D/A轉(zhuǎn)換器170且以輸出形式連接到模擬衰減器180。驅(qū)動器放大器184以輸出 形式連接到末級放大器186。末級放大器186以輸出形式連接到前功率檢測器188且以輸 入形式連接到第二 A/D轉(zhuǎn)換器164且連接到比較器182。前功率檢測器188以輸出形式連 接到隔離器/反射功率檢測器190。隔離器/反射功率檢測器190以輸出形式連接到第三 A/D轉(zhuǎn)換器166且連接到烘箱160，其中到腔160的連接將所供應(yīng)的輻射能傳輸?shù)角?60且 將來自腔160的反射功率傳輸?shù)礁綦x器/反射功率檢測器190。應(yīng)認識到，本產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)可與包括無線電波烘箱的任何輻射能系統(tǒng)一 同使用。除用于分析儀器中以外，所述系統(tǒng)也可用于其它應(yīng)用中所使用的輻射能烘箱中。 frequency range因此，所述系統(tǒng)可用于控制并調(diào)節(jié)任何類型的輻射能應(yīng)用中所使用的輻 射能場，所述應(yīng)用要求精確控制特定波長范圍的輻射能的功率及頻率且通過減少反射功率 優(yōu)化烘箱性能并且優(yōu)化用于接收所述輻射能的腔的頻率范圍。 用于產(chǎn)牛、控制并調(diào)節(jié)微波烘箱的方法現(xiàn)在參照圖2，用于產(chǎn)生、控制并調(diào)節(jié)供應(yīng)到微波烘箱設(shè)備的微波能的方法(大體 為200)的框圖。方法200包括開始步驟202。一旦已開始，方法200在檢查步驟204中針 對性能性質(zhì)檢查所述微波烘箱。如果烘箱門被打開，那么所述檢查烘箱性能步驟204會將 此通知給用戶。在繼續(xù)到下一步驟之前，所述檢查步驟204還將檢查其它性能問題且將其 報告給用戶以用于校正。接下來，方法200在優(yōu)化步驟206中通過基于所供應(yīng)功率的量、 基于反射功率的量及/或基于所供應(yīng)功率與反射功率的比率調(diào)諧供應(yīng)到所述烘箱的微波 能的頻率來優(yōu)化烘箱性能。所述優(yōu)化步驟206(即，步驟206)調(diào)整功率及/或微波頻率以 獲得最佳烘箱性能。接下來，方法200在程序步驟208中包括用戶編程所需溫度曲線。所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認識到，可在開始執(zhí)行所述曲線的下一步驟之前的任何時間執(zhí)行此步 驟。所述曲線可以是用戶提供的或計算機提供的。所述溫度曲線包括開始溫度、最終溫度 及用于將烘箱溫度從所述開始溫度增加到所述最終溫度或停止溫度的至少一個溫度斜坡。 所述曲線還可包括多個溫度斜坡(負的及正的兩者)及一個或多個溫度保持點。依據(jù)樣本 且依據(jù)所需分離的類型，所述曲線可以是相當(dāng)簡單或非常復(fù)雜的。接下來，方法200在調(diào)整溫度步驟210中將烘箱溫度調(diào)整到所需開始溫度。一旦 所述烘箱內(nèi)的色譜柱處于所述開始溫度，那么在注入步驟212中將樣本注入所述柱中。在 樣本注入之后，在改變步驟214中根據(jù)所述溫度曲線改變所述柱的溫度。所述改變步驟214 涉及根據(jù)所述曲線改變供應(yīng)到所述烘箱的功率的振幅。所述改變步驟214還可包括改變所 供應(yīng)輻射的頻率以優(yōu)化柱。接下來，在完成分析步驟216中完成所述曲線且冷卻所述烘箱 以用于下一樣本。最后，方法200包括停止步驟218，所述步驟準許開始新的分析。當(dāng)然， 如果所述方法用于流線分析或?qū)⑹褂猛粶囟惹€分析樣本集合，那么在完成步驟216之 后，可向調(diào)整溫度步驟210發(fā)送控制以用于下一樣本。當(dāng)用戶發(fā)出停止命令時，所述方法則 將停止。利用所沭產(chǎn)牛、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的儀器現(xiàn)在參照圖3A，圖中顯示本發(fā)明的分析儀器(大體為300)的實施例包括樣本供應(yīng) 組合件302及微波烘箱設(shè)備304，其中樣本供應(yīng)組合件302適于經(jīng)由樣本路徑306將樣本轉(zhuǎn)送到烘箱設(shè)備304。烘箱設(shè)備304包括加熱區(qū)308，其中色譜柱310安置于區(qū)308內(nèi)部。設(shè)備300還包括與固態(tài)烘箱控制器314雙向(I/O)通信的數(shù)字處理單元(DPU) 312。控制器 314與安置于加熱區(qū)308中或與加熱區(qū)308直接熱接觸的第一烘箱熱電偶316通信且與安 置于烘箱304的壁320中的第二烘箱熱電偶318通信。第一熱電偶316經(jīng)設(shè)計以給控制器 314提供烘箱設(shè)備304的溫度數(shù)據(jù)以便可控制加熱區(qū)308中的溫度。第二熱電偶318適于 給控制器314供應(yīng)關(guān)于某些烘箱屬性(例如，烘箱門是否正確關(guān)閉，柱是否正確安置于烘箱 304的加熱區(qū)中或可有害地影響烘箱304的操作的其它烘箱屬性)的數(shù)據(jù)。控制器314還 連接到烘箱304以向烘箱304供應(yīng)輻射能且從烘箱304接收反射的輻射能。所述反射的輻 射能的強度由控制器314用來調(diào)整供應(yīng)到烘箱304的輻射能的振幅及頻率，以優(yōu)化烘箱性 能。DPU 312適于接收用戶界定的溫度曲線且將所述曲線發(fā)送到所述控制器，所述控制器然 后產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化以致使所述烘箱及其中的柱經(jīng)歷所需溫度曲線的輻射能?？刂破?14連續(xù)優(yōu) 化所述所供應(yīng)輻射能的振幅及頻率，以便以最佳精度執(zhí)行所述曲線。系統(tǒng)300還包括經(jīng)由烘箱輸出路徑324連接到烘箱設(shè)備304的檢測/分析器組合 件322。樣本供應(yīng)組合件302可以是用于將眾多樣本轉(zhuǎn)送到柱的單個端口注入器、自動化樣 本注入器系統(tǒng)、樣本回路、流線樣本回路、自動化樣本回路設(shè)備，或現(xiàn)在用于分析儀器中或 未來將使用的任何其它樣本供應(yīng)組合件。檢測器/分析器組合件322可以是任何現(xiàn)在已知 或尚待開發(fā)的氧化物檢測與分析系統(tǒng)，包括但不限于IR光譜儀、FTIR光譜儀、MS光譜儀、 UV光譜儀、UV熒光光譜儀、ICR光譜儀、任何其它光譜檢測與分析系統(tǒng)或其混合或組合?，F(xiàn)在參照圖3B，圖中顯示本發(fā)明的儀器(大體為300)的另一實施例包括樣本供應(yīng) 組合件302及微波烘箱設(shè)備304，其中樣本供應(yīng)組合件302適于經(jīng)由樣本路徑306將樣本轉(zhuǎn) 送到烘箱設(shè)備304。烘箱設(shè)備304包括加熱區(qū)308，其中色譜柱310安置于區(qū)308內(nèi)部。設(shè) 備300還包括與固態(tài)烘箱控制器314雙向(I/O)通信的數(shù)字處理單元(DPU) 312?？刂破?314與安置于加熱區(qū)308中或與加熱區(qū)308直接熱接觸的第一烘箱熱電偶316通信且與安 置于烘箱304的壁320中的第二烘箱熱電偶318通信。第一熱電偶316經(jīng)設(shè)計以給控制器 314提供烘箱設(shè)備304的溫度數(shù)據(jù)，以便可控制加熱區(qū)308中的溫度。第二熱電偶318適于 給控制器314供應(yīng)關(guān)于某些烘箱屬性(例如，烘箱門是否正確關(guān)閉，柱是否正確安置于烘箱 304的加熱區(qū)中或可有害地影響烘箱304的操作的其它烘箱屬性)的數(shù)據(jù)?？刂破?14還 連接到烘箱304以向烘箱304供應(yīng)輻射能且從烘箱304接收反射的輻射能。所述反射的輻 射能的強度由控制器314用來調(diào)整供應(yīng)到烘箱304的輻射能的振幅及頻率，以優(yōu)化烘箱性 能。DPU 312適于接收用戶界定的溫度曲線且將所述曲線發(fā)送到所述控制器，所述控制器然 后產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化以致使所述烘箱及其中的柱經(jīng)歷所需溫度曲線的輻射能?？刂破?14連續(xù)優(yōu) 化所述所供應(yīng)輻射能的振幅及頻率，以便以最佳精度執(zhí)行所述曲線。系統(tǒng)300還包括氧化單元326，其中氧化單元326通過烘箱輸出路徑324連接到烘 箱設(shè)備304。氧化單元326包括氧化劑供應(yīng)源328及將氧化劑供應(yīng)源328連接到氧化單元 326的導(dǎo)管330。系統(tǒng)300還包括檢測/分析器組合件322，其中組合件322經(jīng)由氧化單元 輸出路徑332連接到氧化單元326。通往氧化單元326的烘箱輸出路徑324可包括緊在氧 化或燃燒單元326上游的混合或噴霧單元(未顯示)，其適于向燃燒單元326供應(yīng)徹底混合 的樣本與氧化劑混合物或向燃燒單元326供應(yīng)霧化的樣本與氧化劑混合物。樣本供應(yīng)組合 件302可以是用于將眾多樣本轉(zhuǎn)送到柱的單個端口注入器、自動化樣本注入器系統(tǒng)、樣本回路、流線樣本回路、自動化樣本回路設(shè)備，或現(xiàn)在用于分析儀器中或未來將使用的任何其 它樣本供應(yīng)組合件。檢測器/分析器組合件322可以是任何現(xiàn)在已知或尚待開發(fā)的氧化物 檢測與分析系統(tǒng)，包括但不限于IR光譜儀、FTIR光譜儀、MS光譜儀、UV光譜儀、UV熒光光 譜儀、化學(xué)發(fā)光光譜儀、ICR光譜儀、任何其它光譜檢測與分析系統(tǒng)或其混合或組合。如果 所述檢測系統(tǒng)包括化學(xué)發(fā)光檢測器，那么檢測器還將包括臭氧源及臭氧產(chǎn)生器與檢測器之 間的相關(guān)聯(lián)導(dǎo)管?，F(xiàn)在參照圖3C，圖中顯示本發(fā)明的儀器(大體為300)的另一實施例包括樣本供應(yīng) 組合件302及微波烘箱設(shè)備304，其中樣本供應(yīng)組合件302適于經(jīng)由樣本路徑306將樣本轉(zhuǎn) 送到烘箱設(shè)備304。烘箱設(shè)備304包括加熱區(qū)308，其中色譜柱310安置于區(qū)308內(nèi)部。設(shè) 備300還包括與固態(tài)烘箱控制器314雙向(I/O)通信的數(shù)字處理單元(DPU) 312。控制器 314與安置于加熱區(qū)308中或與加熱區(qū)308直接熱接觸的第一烘 箱熱電偶316通信且與安 置于烘箱304的壁320中的第二烘箱熱電偶318通信。第一熱電偶316經(jīng)設(shè)計以給控制器 314提供烘箱設(shè)備304的溫度數(shù)據(jù)，以便可控制加熱區(qū)308中的溫度。第二熱電偶318適于 給控制器314供應(yīng)關(guān)于某些烘箱屬性(例如，烘箱門是否正確關(guān)閉，柱是否正確安置于烘箱 304的加熱區(qū)中或可有害地影響烘箱304的操作的其它烘箱屬性)的數(shù)據(jù)。控制器314還 連接到烘箱304以向烘箱304供應(yīng)輻射能且從烘箱304接收反射的輻射能。所述反射的輻 射能的強度由控制器314用來調(diào)整供應(yīng)到烘箱304的輻射能的振幅及頻率，以優(yōu)化烘箱性 能。DPU 312適于接收用戶界定的溫度曲線且將所述曲線發(fā)送到所述控制器，所述控制器然 后產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化以致使所述烘箱及其中的柱經(jīng)歷所需溫度曲線的輻射能。控制器314連續(xù)優(yōu) 化所述所供應(yīng)輻射能的振幅及頻率，以便以最佳精度執(zhí)行所述曲線。系統(tǒng)300還包括氧化單元326，其中氧化單元326通過烘箱輸出路徑324連接到烘 箱設(shè)備304。氧化單元326包括氧化劑供應(yīng)源328及將氧化劑供應(yīng)源328連接到氧化單元 326的導(dǎo)管330。系統(tǒng)300還包括還原單元334，其中還原單元334經(jīng)由氧化單元輸出路徑 332連接到氧化單元326。還原單元334包括還原劑供應(yīng)源336及將還原劑供應(yīng)源336連 接到還原單元334的導(dǎo)管338。系統(tǒng)300還包括檢測/分析器組合件322，其中組合件322 經(jīng)由還原單元輸出路徑340連接到還原單元334。烘箱輸出路徑324可包括緊在氧化或燃 燒單元326上游的混合或噴霧單元(未顯示)，其適于向燃燒單元326供應(yīng)徹底混合的樣本 與氧化劑混合物或向燃燒單元326供應(yīng)霧化的樣本與氧化劑混合物。樣本供應(yīng)組合件302 可以是用于將眾多樣本轉(zhuǎn)送到柱的單個端口注入器、自動化樣本注入器系統(tǒng)、樣本回路、流 線樣本回路、自動化樣本回路設(shè)備，或現(xiàn)在用于分析儀器中或未來將使用的任何其它樣本 供應(yīng)組合件。檢測器/分析器組合件322可以是任何現(xiàn)在已知或尚待開發(fā)的氧化物檢測與 分析系統(tǒng)，包括但不限于IR光譜儀、FTIR光譜儀、MS光譜儀、UV光譜儀、UV熒光光譜儀、化 學(xué)發(fā)光光譜儀、ICR光譜儀、任何其它光譜檢測與分析系統(tǒng)或其混合或組合。如果所述檢測 系統(tǒng)包括化學(xué)發(fā)光檢測器，那么檢測器還將包括臭氧源及臭氧產(chǎn)生器與檢測器之間的相關(guān) 聯(lián)導(dǎo)管。本文引用的所有參考文獻以引用方式并入本文中。盡管已參照本發(fā)明的優(yōu)選實施 例揭示了本發(fā)明，但閱讀本說明之后所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可了解可做出的改變及修改，所 述改變及修改不背離如上文所描述及上文所請求的本發(fā)明的范圍及精神。
權(quán)利要求
一種輻射能功率產(chǎn)生設(shè)備，其包含控制器，其包括雙向數(shù)字處理單元(DPU)接口，頻率調(diào)節(jié)器，功率調(diào)節(jié)器，放大器，反射與正向功率感測構(gòu)件，及模擬輸入，其用于至少一個溫度傳感器，其中所述設(shè)備適于向輻射能腔供應(yīng)經(jīng)優(yōu)化的輻射能場，以使得可根據(jù)加熱曲線加熱安置于所述腔內(nèi)的物體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述輻射能是微波能、無線電波能或能夠加熱被 加熱區(qū)的任何其它輻射能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述輻射能是微波能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是色譜儀器且所述物體是色譜柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其進一步包含 樣本遞送系統(tǒng)及檢測器/分析器系統(tǒng)，其中所述樣本遞送系統(tǒng)適于將樣本遞送到安置于烘箱中的柱且其中所述檢測器/分 析器系統(tǒng)適于在樣本組分退出所述柱時對其進行檢測。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其進一步包含 氧化系統(tǒng)，其安置于所述檢測器/分析器的上游，其中所述氧化系統(tǒng)適于將所述組分的一部分轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)氧化物且所述檢測器/分 析器系統(tǒng)適于在一個或一個以上經(jīng)氧化樣本組分退出所述氧化系統(tǒng)時對其進行檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其進一步包含還原系統(tǒng)，其安置于所述檢測器/分析器的上游及所述氧化系統(tǒng)的下游， 其中所述還原系統(tǒng)適于將所述經(jīng)氧化組分的一部分轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)經(jīng)還原物質(zhì)且所述 檢測器/分析器系統(tǒng)適于在一種或一種以上經(jīng)還原物質(zhì)退出所述還原系統(tǒng)時對其進行檢 測。
8.一種輻射能功率產(chǎn)生器與調(diào)節(jié)器設(shè)備，其包含 微控制器，其包括雙向數(shù)字處理單元接口，溫度傳感器放大器，其與安置于輻射能腔中的至少一個溫度傳感器輸入通信且與所述 微控制器輸出通信，第一模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，其與所述溫度傳感器放大器輸入通信且與所述微控制器輸 出通信，并且適于將模擬溫度傳感器輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度傳感器輸出，鎖相回路，其與所述微控制器輸出通信且適于控制所述設(shè)備所產(chǎn)生的輻射能的相位， 電壓控制振蕩器，其與所述鎖相回路輸入通信且與所述鎖相回路輸出通信， 第一低功率放大器，其與所述電壓控制振蕩器輸入通信， 步進衰減器，其與所述第一低功率放大器輸出通信， 第二低功率放大器，其與所述步進衰減器輸出通信， 模擬衰減器，其與所述第二低功率放大器輸出通信，驅(qū)動器放大器，其與所述模擬衰減器輸出通信， 末級放大器，其與所述驅(qū)動器放大器輸出通信， 前功率檢測器，其與所述末級放大器輸出通信，隔離器、反向功率檢測器，其與所述前功率檢測器輸出通信且與輻射能腔輻射能通信， 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其與所述微控制器輸出通信，比較器，其與所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器及所述前功率檢測器輸出通信，所述比較器的輸出是 到所述模擬衰減器的輸入，第二 A/D轉(zhuǎn)換器，其與所述微控制器輸出通信且與所述前功率檢測器輸入通信， 第三A/D轉(zhuǎn)換器，其與所述微控制器輸出通信且與所述隔離器輸入通信， 其中所述設(shè)備適于向所述輻射能腔供應(yīng)經(jīng)優(yōu)化的輻射能場，以使得可根據(jù)加熱曲線加 熱安置于所述腔內(nèi)的物體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述輻射能是微波能、無線電波能或能夠加熱被 加熱區(qū)的任何其它輻射能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述輻射能是微波能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是色譜儀器且所述物體是色譜柱。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其進一步包含 樣本遞送系統(tǒng)及檢測器/分析器系統(tǒng)，其中所述樣本遞送系統(tǒng)適于將樣本遞送到安置于烘箱中的柱且其中所述檢測器/分 析器系統(tǒng)適于在樣本組分退出所述柱時對其進行檢測。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其進一步包含 氧化系統(tǒng)，其安置于所述檢測器/分析器的上游，其中所述氧化系統(tǒng)適于將所述組分的一部分轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)氧化物且所述檢測器/分 析器系統(tǒng)適于在一個或一個以上經(jīng)氧化樣本組分退出所述氧化系統(tǒng)時對其進行檢測。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其進一步包含還原系統(tǒng)，其安置于所述檢測器/分析器的上游及所述氧化系統(tǒng)的下游， 其中所述還原系統(tǒng)適于將所述經(jīng)氧化組分的一部分轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)經(jīng)還原物質(zhì)且所述 檢測器/分析器系統(tǒng)適于在一種或一種以上經(jīng)還原物質(zhì)退出所述還原系統(tǒng)時對其進行檢 測。
15.一種方法，其包含以下步驟針對輻射能加熱的腔的完整性及物體在所述腔中的正確放置檢查所述腔， 通知用戶關(guān)于所述腔或所述物體在所述腔內(nèi)部的放置的任何問題， 以所需功率電平且在所需輻射能頻率范圍內(nèi)向所述腔供應(yīng)輻射能， 測量所述所供應(yīng)的功率及反射功率，調(diào)整供應(yīng)到所述腔的所述功率及/或輻射能頻率范圍，以優(yōu)化腔性能及物體加熱， 根據(jù)用戶供應(yīng)的溫度曲線或自動化溫度曲線將所述物體改變?yōu)殚_始溫度， 根據(jù)所述曲線調(diào)整所述功率或所述所供應(yīng)能量的功率及頻率以改變所述物體的所述 溫度，直到獲得最終溫度為止，及中止向所述腔的所述功率供應(yīng)，從而允許所述物體冷卻。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述輻射能是微波能、無線電波能或能夠加熱 被加熱區(qū)的任何其它輻射能。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述輻射能是微波能。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述腔包含微波烘箱，所述微波烘箱包括安置于其中的色譜柱。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包含以下步驟在根據(jù)所述曲線加熱之前，從遞送系統(tǒng)將樣本遞送到所述柱，其中所述柱及所述曲線 適于實現(xiàn)樣本組分的所需分離，及在所述柱中的分離之后，將所述組分轉(zhuǎn)送到檢測器/分析器系統(tǒng)，其中所述檢測器/分 析器系統(tǒng)適于在樣本組分退出所述柱時對其進行檢測。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進一步包含以下步驟在所述轉(zhuǎn)送步驟之前，在氧化系統(tǒng)中氧化退出所述柱的所述樣本組分，所述氧化系統(tǒng) 適于將所述樣本組分的一部分轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)氧化物且其中所述檢測器/分析器適于在一 個或一個以上樣本組分氧化物退出所述氧化系統(tǒng)時對其進行檢測。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含以下步驟在所述氧化步驟之后，在還原系統(tǒng)中將所述氧化物的一部分還原為經(jīng)還原物質(zhì)且其中 所述檢測器/分析器系統(tǒng)適于在所述經(jīng)還原物質(zhì)中的一者或一者以上退出所述還原系統(tǒng) 時對其進行檢測。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種固態(tài)輻射能功率產(chǎn)生器與控制系統(tǒng)，其用于加熱輻射能腔即輻射能加熱的烘箱中的物體，其中所述系統(tǒng)包括數(shù)字處理器單元(DPU)、DPU接口、裝置控制器、頻率調(diào)節(jié)器、電壓控制振蕩器、功率調(diào)節(jié)器、放大器及反向/正向功率感測構(gòu)件。
文檔編號G01N30/30GK101849183SQ200880106274
公開日2010年9月29日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者揚·馮德拉什 申請人:Pac公司