CN114096816B - 镜夹 - Google Patents

Abstract

一种镜夹(30)，具体地说用于光学发射光谱仪的光学镜壳的镜夹，包括：包括镜座部分的主体(31)、用于将所述镜夹定位并附接到光学镜壳的至少一个铰链构件(33)，以及用于将所述镜夹可拆卸地固定到所述光学镜壳的至少一个夹持构件(38)。镜子(40)可容纳在所述镜座部分中。所述至少一个铰链构件(33)可包括卡钩以在所述镜夹与所述光学镜壳之间提供可释放的铰链连接。

Description

镜夹

技术领域

本发明涉及一种与光学镜组件一起使用的镜夹，具体地说，一种与电感耦合等离子体源一起使用的光学镜组件。本发明还涉及一种包括镜夹的光学镜组件和一种包括此类光学镜组件的光学发射光谱仪。

背景技术

等离子体源通常用于光学发射和质谱仪中。在等离子体源中，例如在感应耦合等离子体(ICP)源中，在高温下产生等离子体，在所述高温下原子和分子被电离。

在光学发射光谱法中，使在等离子体中的气化原子和离子进入高能量状态。原子和/或离子随后弛豫到它们的基态，在此期间它们发出波长为所涉及的元素的特性且取决于每个原子或离子的量子化能级结构的辐射。

光学发射光谱仪用于多种应用，例如针对测定食品中的金属或其它元素和/或分子杂质、测定与蛋白质结合的微量元素而用于矿物加工；例如针对营养分析或土壤中的微量元素分析而用于农业；用于液体或固体样品的环境分析；用于食品安全；用于药物和保健食品分析；用于法医学；以及用于各种石化应用。

光学发射光谱仪通常由ICP源和光学器件组成，在所述ICP源中样品气化并进入高能量状态，所述光学器件用于捕获和检测由ICP源中的原子物质和离子发射的光子。

发射光子的检测可以通过径向或侧面观察等离子体或通过轴向或末端观察等离子体来进行。在某些仪器中，径向和轴向观察相结合。

径向观察是光学发射光谱仪的典型操作模式。在此类仪器中，从等离子体的侧面观察等离子体，从侧面对由等离子体发射的光子进行取样。此模式通常会产生较少的光谱和背景干扰，但与轴向观察相比具有较低的灵敏度。

朝向检测器的光学路径通常涉及将入射光引向检测器的光学潜望镜。潜望镜具有内部镜，所述内部镜通常通过将辐射偏转90°而使入射光偏转到检测器。

由于潜望镜与等离子体的紧密接近以及来自等离子体的强热和辐射，潜望镜内的光学镜可能需要被更换。由于ICP源周围壳体的几何限制以及潜望镜可能非常小，因此这个操作可能会出现问题。此外，镜子的更换可能会涉及使例如螺钉等连接元件松开。在某些情况下，因此可能必须拆卸保持ICP源和潜望镜的壳体，以便能够进入潜望镜以更换潜望镜内的镜子。

发明内容

本发明试图通过提供一种被设计成允许易于更换例如潜望镜等光学镜布置中的镜子的镜夹来提供对上述缺点的解决方案。

在一方面，本发明涉及一种用于将镜子牢固地且可拆卸地定位并附接到光学镜壳的镜夹。所述镜夹包括(i)包括镜座部分的主体，所述镜座部分适于接收至少一个镜子；(ii)至少一个铰链构件，其用于将镜夹定位并附接到光学镜壳上；以及(iii)至少一个夹持构件，其用于将镜夹固定到光学镜壳。

在另一方面，本发明涉及一种与电感耦合等离子体源一起使用的光学镜组件。所述光学镜组件可具体地包括(i)光学镜壳，其用于沿着所述光学镜壳内的封闭路径接收和传输光学信号，所述光学镜壳包括(a)第一区段，其用于沿着第一线性路径从等离子体源接收和传输光学信号，以及(b)第二区段，其连接到第一区段且适于沿着与第一线性路径成非零角度的第二线性路径传输光学信号；(ii)镜接收座，其位于第一区段与第二区段之间的接合处，所述镜接收座适于接收至少一个镜子，用于沿着第二线性路径反射来自沿着第一线性路径的光学信号，所述镜接收座进一步适于提供所述至少一个镜子与所述接收座的紧密配合；以及(iii)镜夹，其包括适于接收并保持至少一个镜子的镜座部分，所述镜夹可用铰链附接到光学镜壳且适于牢固地紧固到所述光学镜壳上，使得当固定到所述光学镜壳时，位于所述镜夹中的所述镜座部分中的镜子牢固地定位在所述光学镜壳中的镜接收座中。

在另一方面，本发明涉及一种光学发射光谱仪，所述光学发射光谱仪包括(I)ICP源；(II)至少一个检测器；以及(III)光学镜，其用于将电磁辐射从ICP源导向检测器，所述镜子设置在光学镜组件中，所述光学镜组件包括光学镜壳，用于沿着所述光学镜壳内的封闭路径接收和传输光学信号，所述光学镜壳包括(a)第一区段，其用于沿着第一线性路径从等离子体源接收和传输光学信号；以及(b)第二区段，其连接到第一区段且适于沿着与第一线性路径成非零角度的第二线性路径传输光学信号；所述光学镜组件还包括(i)镜接收座，其设置在第一区段与第二区段之间的接合处，所述镜接收座适于接收至少一个镜子，用于沿着第二线性路径反射来自沿着第一线性路径的光学信号，所述镜接收座适于提供所述至少一个镜子与所述镜接收座的紧密配合；以及(ii)镜夹，其包括适于接收并牢固地保持至少一个镜子的镜保持座，所述镜夹可用铰链附接到光学镜壳且适于牢固地紧固到所述光学镜壳上，使得当固定到所述光学镜壳时，所述镜子牢固地定位在镜接收区段内。

镜夹特别适合与光学发射光谱仪的光学镜壳一起使用。镜夹可适于接收并牢固地保持至少一个镜子。根据要保持的镜子数量调整夹子可能是有利的。

镜夹的主体可包括大体上平面的结构，所述结构适于使得镜座部分设置成接收镜子。主体可包括限定平面的平面结构，其中镜座部分设置成在主体的平面中或在大致平行于主体的平面的平面中接收镜子。

主体可包括大体上矩形的平面结构。此类矩形结构的至少一侧可具有至少一部分远离平面主体的中心部分延伸。例如，沿着主体的一个短边可存在与平面结构的相对侧成非零角度的至少一个区段。

主体可包括适于限定主体的镜座部分的一个或多个定位突起。一个或多个定位突起可例如设置为被布置成限定用于具有大体上矩形形状的镜子的镜座部分的多个突起。当如此设置时，一个或多个突起可被布置为被布置成在镜座部分中的矩形镜子的至少两个相对侧的侧面的一个或多个突起。

突起可设置为主体中的翻板或折叠物，或通过本领域中已知的其它方式提供。例如，突起可设置为从平面主体切出的翻板。例如，可通过以下操作提供翻板：制作对应于矩形的三个侧面的连续切口，并将因此产生的部分垂直于主体的平面向上弯曲，以便产生远离主体的平面延伸的翻板。

一般来说，镜座部分优选地被限定或构造成使得当镜夹安装到光学镜壳上且附接到所述光学镜壳时，所述镜夹用以将位于夹子中的镜子引导并定位到所述光学镜壳中的镜接收座中。出于此目的，镜座部分存在一定程度的旋转和/或平面灵活性可能是有利的。这样，镜夹中可存在用于对镜子的定位进行几何校正的空间，使得当镜夹安装在光学镜壳上时，镜子将被引导到壳体上的接收座中，从而使得镜子与其接收座紧密配合。

镜座部分可包括一个或多个镜固定夹具，用于将镜子固定在镜座部分中。镜固定夹具可适于将镜子固定在镜座部分中，且同时提供灵活性以允许镜子通过围绕至少一个轴线的移动，优选地通过围绕两个轴线的移动，来调整其相对于夹子主体的定向。移动可围绕平行于主体的平面的轴线进行。可允许围绕平行于主体的平面的轴线和垂直于第一轴线的轴线进行移动。还可以或替代地允许在主体的平面中或在平行于主体的平面的平面中进行移动。此类运动可在两个方向上进行，即，在第一方向上以及在大致垂直于第一方向的第二方向上进行。

镜固定夹具可包括附接到主体或包括在所述主体内的元件。所述元件可由大致T形的基部元件提供，所述T形元件适于允许镜子在镜座部分中移动。T形元件可具有杆部分和臂部分，所述臂部分设置在杆部分的一端，对称且垂直于杆部分，从而所述臂部分提供优选地等长的两个臂。T形元件可在其杆的端部处连接到主体，T形元件的臂部分设置在杆的相对端处。因此，T形元件可具有相对于主体的平面的灵活性，因为T形元件可通过围绕与镜子的主体相接的杆部分的连接端旋转而远离主体移动。

基部元件的其它形状也是可能的，只要所述元件可提供用于将至少一个镜子附接到所述元件的构件并且所述元件能够提供相对于主体的平面的灵活性，包含垂直于主体的平面移动的灵活性。所述元件可具有固定到主体的基部或从所述主体的基部延伸的至少一个杆部分，其中所述元件的灵活性的至少一部分通过元件的由杆部分提供的远离或朝向主体的平面的旋转移动而提供。

镜固定夹具可设置成在主体的平面内，或在平行于主体的平面的平面内。镜固定夹具(例如，镜固定夹具的杆部分)也可设置成与主体成非零角度。主体与镜固定夹具之间的角度可在0°至30°的范围内、在1°至25°的范围内、在1°至20°的范围内、在1°至15°的范围内、在2°至15°的范围内、在5°至15°的范围内或在8°至14°的范围内。在实施例中，主体与镜固定夹具之间的角度约为12°。在此类实施例中，镜固定夹具可通过至少一个连接点连接到主体，角度被限定为平面主体与镜夹具的纵向轴线之间的角度。镜固定夹具可朝向座部分与主体成非零角度，即，所述夹具可通过主体的平面中的至少一个连接点固定到主体，并且相对于主体的座部分具有非零角度，即，远离主体的包括座部分的平坦表面。

平面主体可具有至少对应于镜固定夹具的几何形状的开口。因此，当设置为T形基部元件时，平面主体可具有从主体切出的开口，所述开口至少与T形基部元件具有相同的尺寸，但T形元件的杆端除外，其中所述杆端连接到主体或表示所述主体的一部分。以此方式，可通过从主体切出T形元件且将杆的连接端弯曲以使T形元件从平面主体的平面向外远离镜座部分而制作T形元件。

镜固定夹具可包括至少两个弹性固定翻板，所述至少两个弹性固定翻板彼此相对布置，以便通过向翻板施加力而将镜子容纳在它们之间。例如，可存在两个固定翻板布置在大体上T形的固定夹具的臂部分的相对端处。

固定翻板可从镜固定夹具的T形基部元件的臂的相对端部基本上垂直地延伸。

至少两个弹性固定翻板可包括两个翻板耳，所述两个翻板耳适于使得垂直于主体的平面向所述翻板耳施加力引起所述固定翻板中的至少一个远离镜座弯曲以允许将镜子插入所述固定翻板之间。翻板耳可设置在固定翻板的远端处。可优选的是，翻板耳设置在平行于或接近平行于主体的平面的平面中。如果不平行于主体的平面，则翻板耳可指向远离主体的方向，与主体的平面成角度，所述角度在5°至30°的范围内、在10°至20°的范围内、在12°至18°的范围内或在12°至16°的范围内。

镜夹可包括至少一个铰链构件，所述至少一个铰链构件适于接合光学镜壳上的相同数量的互补铰链构件。在一些实施例中，镜夹上存在两个铰链构件，并且光学镜壳上存在两个互补铰链构件。铰链构件可包括可在镜子主体的端部附近相对地布置在所述镜子主体上的卡钩，所述卡钩适于接合光学镜壳上的铰链销。

可优选的是，镜夹的铰链构件和夹持构件远离主体的平面大致垂直地延伸。

此外，铰链构件和夹持构件可设置成远离主体的平面延伸，使得当镜夹在其上安装有镜子的情况下以倒置定向放置在平坦表面上时(即，在镜子面向平坦表面的情况下)，镜子不会接触平坦表面。

如应了解，镜夹适于以所述镜夹经由至少一个铰链构件旋转移动的方式固定到光学镜壳，且经由至少一个夹持构件固定到所述光学镜壳。

夹持构件可被配置成使得夹持构件可在镜夹与光学镜壳接合时将所述镜夹固定到所述光学镜壳。

夹持构件优选地是有弹性的，使得夹持构件可固定到例如光学镜壳的壳体的互补接收部分。可在夹持构件的远端处设置有翻板或耳，所述翻板或耳适于使得当大致垂直于主体的平面向所述翻版施加力时，夹持构件可被压到光学镜壳的接收部分上。同样，为了从已附接镜夹的光学镜壳上移除所述镜夹，由于夹持构件的弹性性质，可通过大致垂直于夹子主体的平面向翻板或耳施加力来释放所述夹持构件，从而允许从光学镜壳移除镜夹。

镜夹可由具有弹性但化学和物理强度足以承受例如ICP光谱仪中的正常使用条件的任何材料制成。镜夹可例如由不锈钢或类似合金制成。镜夹可以由单一材料制成，也可以在由不同零件组装时由不同材料制成。

根据本发明的镜夹可与光学镜组件一起使用。一般来说，镜夹可与需要使用内部镜以沿着相对于彼此成角度(非零)的两条路径引导入射辐射的任何光学镜组件一起使用。镜夹可具体地说与和电感耦合等离子体源一起使用的光学镜组件一起使用。

根据本发明的光学镜组件是一种具有镜接收座的组件，所述镜接收座用于重定向沿着光学镜壳的第一区段中的第一线性路径进入组件的光，以用于沿着第二区段中的第二线性路径接收和传输光学信号，其中所述第一线性路径和所述第二线性路径处于非零角度。在第一区段和第二区段相接的接合处，存在镜接收座，所述镜接收座适于容纳镜子以将经由第一区段进入组件的光学信号反射成通过第二区段的远端离开所述组件。

可优选的是，第一区段和第二区段在使用期间作为单个连续结构提供，以使得光子在第一区段和第二区段内穿过连续封闭路径。可组装光学镜壳，使得其第一区段、第二区段或零件作为单独的结构单元提供，所述单独的结构单元被组装以产生功能性镜组件。

第一区段与第二区段之间的角度通常大致为90°。应了解，本发明不限于此配置。因此，第一区段与第二区段可成非90°的角度，例如在70°至110°的范围内、在75°至105°的范围内、在80°至100°的范围内或在85°至95°的范围内的角度。然而，可优选的是，第一区段与第二区段彼此垂直，即，所述区段之间的角度为90°。

光学镜壳上的镜接收座优选地设置成使得镜子可安装在座中以及从座移除而无需拆分光学镜壳。因此，镜接收座可设置在光学镜壳的外表面上，优选地在第一区段与第二区段之间的接合处。如果第一区段和第二区段处于垂直定向，则镜接收座优选地在与第一区段和第二区段成45°角度的平面中。应了解，对于第一区段和第二区段的不同几何形状，镜接收座的角度将相应地不同。因此，当第一区段与第二区段之间的角度为80°时，镜接收座的平面与第一区段和第二区段之间的角度将为50°，并且当第一区段与第二区段之间的角度为120°时，镜接收座的平面与第一区段和第二区段之间的角度将为30°，依此类推。

光学镜组件可包括适于使得镜夹可用铰链附接到光学镜壳的铰接机构。铰接机构可由光学镜壳上的铰链销提供，例如由适于接合镜夹的铰链构件的两个铰链销提供，从而实现镜夹与光学镜壳的铰接连接。铰链构件可设置为可接合铰链销以提供镜夹与光学镜壳的可旋转连接的卡钩或类似物。

光学镜组件还可适于接收镜夹上的夹持构件，以将夹子固定到光学镜壳。因此，夹持构件和光学镜壳可适于使得镜夹上的夹持构件可接合光学镜壳以将镜夹锁定到光学镜壳。当镜夹移动到适当位置时，镜夹中的镜子被引导到光学镜壳中的镜接收座中并固定到所述镜接收座。由此，镜子可安装在光学镜壳上并固定到所述光学镜壳，从而提供功能性光学镜组件。

在优选实施例中，光学镜壳可具有如本文所描述的镜夹。

根据本发明的光学镜组件可特别适用于光学发射光谱仪中的组件，其中光学镜组件径向定向到电感耦合等离子体(ICP)源。特别有用的实施例是光学镜组件被布置成使得第二区段竖直或接近竖直。当如此布置时，光学镜组件中的光学镜处于向上定向，即，镜子相对于ICP源成向上的角度。在此类配置中，来自ICP源的碎片掉落到镜子上的可能性降低，所述掉落将对镜子的功能产生不利影响。

此外，当光学镜组件的第二区段竖直或接近竖直时，镜夹可经由简单的两步机构附接到光学镜壳，其中首先将镜夹连接到光学镜壳上的铰接机构(例如，通过将夹子上的卡钩连接到光学镜壳上的铰链销)，接着进行第二旋转移动，其中镜夹经由铰接机构朝向锁定位置旋转。在此移动期间，将位于镜夹中的镜子引导到光学镜壳上的镜接收座中。在借助于例如固定夹具将镜夹锁定到光学镜壳之后，将镜子牢固地定位在光学镜壳中。

可通过颠倒这些步骤而从光学镜壳移除镜子，即，首先将锁定机构移动到打开位置(例如，通过松开固定夹具)，旋转镜夹以从镜接收座释放镜子，接着从光学镜壳上的铰接机构移除镜夹。因此，无需任何工具或例如螺钉等外部紧固构件即可快速且牢固地移除和更换光学镜。

在以下实例中另外描述以上特征以及本发明的额外细节，以下实例旨在另外说明本发明但并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

附图说明

本领域技术人员将理解，以下描述的附图仅用于说明目的。附图不旨在以任何方式限制本教导的范围。

图1示出了电感耦合等离子体壳的图，带有ICP炬以及轴向和径向观察器，其中可使用镜夹。

图2示出了根据本发明的镜夹的示范性实施例的视图。

图3示出了根据本发明的镜夹的视图，其中镜子安装在镜夹上。

图4示出了根据本发明的镜夹的外视图。

图5示出了(a)根据本发明的镜夹，箭头指示镜子在夹子中的放置；(b)镜座部分的特写视图，箭头指示用于保持镜子的固定翻板；(c)镜子在适当位置的镜夹的侧视图，镜夹位于平坦表面上，其中镜子面向表面。

图6示出了根据本发明的光学镜壳。

图7示出了光学镜壳的镜接收座的特写视图。

图8A和8B分别示出了安装在光学镜壳上的根据本发明的镜夹，以及固定到光学镜壳的根据本发明的镜夹。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的示范性实施例。提供这些实例以提供对本发明的进一步理解，而不限制其范围。

在以下描述中，描述了一系列步骤。本领域技术人员将了解，除非上下文需要，否则步骤的顺序对于所得的配置及其效果不是关键的。进一步地，对于本领域技术人员显而易见的是，不管步骤的顺序如何，在步骤之间存在或不存在时间延迟都可以存在于一些或所有步骤之间。

参考图1，示意性地示出了光学发射光谱仪的一部分。所述图示出了电感耦合等离子体源11，所述电感耦合等离子体源通常包括三个同心管(在此视图中仅示出了最外面的管)。等离子线圈12围绕管布置，使得当RF电压施加到线圈时，包含被分析的样品在内的流过同心管的气体被加热到非常高的温度。点燃后，样品气化并形成激发态的原子和离子物质，当它们松弛回基态时，会发出具有相关原子物质的特性频率的电磁辐射。

等离子体源设置在壳体单元中，所述壳体单元具有两个部件：外部壳体10和内部壳体13。在共同待决专利申请GB1905069.9中公开了如图所示的两件式壳体的优点。简单地说，两件式壳体提供了通过壳体的有效气流，从而冷却等离子体源室的外表面，同时使此类气流对等离子体的不利影响最小化。门机构14、16提供进入壳体单元。

轴向观察元件15和径向观察元件20相对于等离子体炬11轴向和径向布置。可存在单个轴向观察元件15、单个径向观察元件20，或者可存在轴向观察元件和径向观察元件两者。

观察元件15从内部等离子体壳13延伸，靠近等离子体炬11，穿过外部壳体10朝向下游检测器(未示出)。此处由光学镜组件20表示的观察元件20也从内部壳体延伸，邻近等离子体炬并径向于所述等离子体炬，穿过外部壳体并朝向下游检测器(未示出)。光学镜组件20在外部壳体组件内具有90°弯曲，使得组件大致平行于观察元件15离开壳体组件10。

如应了解，等离子体壳的尺寸使得例如在更换或维修壳体中的个别部件时几乎没有操作空间。具体地说，可能难以到达壳体的背面，但这对于更换此处由光学镜组件20表示的观察元件20中的内部镜子是必需的。

转到图2，示出了镜夹30的正视图。镜夹具有基本上平坦的主体31，在所述主体内，存在由镜固定夹具36和翻板35限定的位于中央的镜座部分。镜夹30的镜座部分是镜夹的被设计成接收并保持镜子的部分。

镜座部分由突起限定，所述突起此处由从主体的平面大致垂直地延伸的翻板35例示。此处示出的翻板是通过在主体中进行U型切割并将所得翻板向外弯曲而从主体31机械加工而成的。应了解，可使用用于提供突起或翻板的任何其它方式，只要所得突起或翻板可起到将镜子保持在镜夹主体上的正确位置的作用即可。

尽管镜座部分被限定为以相对紧密的方式接收镜子，但为镜子在镜座部分内的少量移动留出空间可能是有益的。当附接有镜子的镜夹安装在光学镜上时，这可能是有利的，因为存在一定的灵活性以允许安装在镜夹上的镜座部分中的镜子在镜夹固定到光学镜壳上时滑动到光学镜壳上的非常紧密的镜接收座中。

因此，为镜子在镜座部分中的少量移动留出空间可能是有益的。所允许的移动可以在0.1至1.0mm的范围内，例如0.1至0.8mm的范围内、例如0.1至0.7mm的范围内、例如0.2至0.5mm的范围内。在实施例中，所述移动可以是约0.25mm。

自由移动可主要在相对定位的突起或翻板之间进行。换句话说，自由移动可主要在平行于镜夹主体的平面的平面中，在由相对布置的突起或翻板限定的方向上进行。

镜子借助于镜固定夹具36进一步固定到镜夹。所示实施例中的夹具被设计为附接到镜夹的主体或表示主体的延续的大体上T形结构，所述夹具基本上通过从平面主体切割或机械加工出T形部分而形成。具有不同总体结构(例如，X形或其它几何形状)的其它实施例也是可能的。T形元件可制造为两件式的，例如通过将横向部分(“臂”)焊接到杆部分而制成。夹具被配置成使得其夹持部分大致位于镜座部分的中心，在两对突起或翻板35之间。在“T”形结构的每个横向端处设置有耳或翻板37，所述耳或翻板是夹具的横向部分的延伸但安放成与主体的平面大致平行且竖直。T形夹具是主体的一部分或在其杆端处安装到所述主体。镜夹的主体具有至少对应于镜固定夹具的杆的开口。因此，夹具可在垂直于主体的平面的方向上移动。夹具优选地由弹性材料制成，例如由金属(优选不锈钢等)制成。当力垂直于主体31施加到耳或翻板37时，夹具将因此朝向主体移动，并且同时夹具的横向部分(“臂”)的每一端的远侧部分将远离相对端移动，即，远离夹具的横向端(臂)的相对端移动。从而，产生了将镜子放置在镜座部分中的空间。

在图3中示出了如图2所示且在上文描述的镜夹，其中镜子40布置在镜夹中。可以看出，镜子40固定在镜夹的镜座部分中，且由翻板35和镜固定夹具36保持在适当位置。一旦镜子定位并固定在镜夹中，所述镜子的位置就可通过主体的平面中且相对于翻板35的稍微移动而改变。还有可能远离或朝向每对翻板35进行稍微旋转移动，镜子仍经由镜固定夹具36固定到镜夹。

一旦镜子定位在镜座部分中，如图3所示，所述镜子就由镜固定夹具36(仅其远端(“耳37”)在此视图中可见)和两组突起或翻板35保持在适当位置。由于夹具的弹性，以及所述夹具经由其杆连接到镜夹的主体的事实，因此夹具—从而位于所述夹具中的镜子—可相对于镜夹主体的其余部分移动。

镜夹还包括铰链构件，所述铰链构件在此处由镜夹上的卡钩33提供。卡钩优选地设置在镜夹主体的相对侧上，靠近主体的端部或在所述主体的端部处。卡钩被设计成能够接合光学镜壳上的互补销(参见图6中的物品23)。因此，可通过将卡钩33引导到互补销23上而将镜夹安装在镜壳上，使得销静置在相对卡钩的口部34内。

在镜子已经被放置在镜夹中且其中所述镜子由镜固定夹具36保持在适当位置之后，可通过镜子的旋转移动来提供镜子在镜座部分中的额外移动。因此，夹具可适于使得镜子在其放置在夹具中之后可围绕垂直于连接两个相对翻板35的轴线的轴线在镜座部分中旋转几度。这样，除了能够在相对翻板之间稍微移动之外，镜子还可以围绕垂直于或接近垂直于连接两个相对翻板的轴线的轴线稍微旋转。可允许的旋转移动可以在0.5°至5°的范围内，优选地在1°至5°的范围内，更优选地在1°至4°的范围内，更优选地在1°至3°的范围内。

镜固定夹具可进一步设置成使得夹具与主体31的平面成非零角度。因此，镜固定夹具可经由其杆端连接到主体，如图2所示，远离主体的平面，即，朝向观察器，如图2所示。图4中更清楚地示出了此实施例，所述图示出了镜夹的后视图(外部视图)。因此可以看出，镜固定夹具36朝向夹具的内部，即朝向夹具的镜座部分以非零角度连接到镜夹的主体。此配置起到提供用于将镜子固定到互补光学壳的镜接收座24的额外功能的作用。

T形元件可由可连接到主体的平面或从所述主体的平面延伸的单件制成。T形元件还可由焊接在一起的两个件组成或包括所述两个件，使得臂部分焊接到杆部分。

当镜夹经由光学镜壳上的卡钩35和互补销23安装到光学镜壳上，并且镜夹在光学镜壳上朝向闭合配置旋转时，现在位于镜座部分中相对于镜子主体的平面处于稍微向内和成角度的位置的镜子被引导到光学镜壳的镜接收座中。镜子在镜夹的镜座部分内移动的灵活性允许调整镜子，以使得镜子可安全地滑动到其接收座24中。镜接收座被配置成使得镜子的位置由此被明确限定。优选地，镜子在镜接收座中非常紧密地配合，即，镜接收座被设计成在镜接收座中的镜子与光学镜壳之间的空间最小的情况下接收镜子。镜固定夹具的向内(朝向光学镜壳)角旋转及其材料的弹性性质以及与镜夹主体的连接用以在镜夹在光学镜壳上移动到闭合位置时将力提供到镜子上。当镜夹经由夹持构件38锁定到光学镜壳时，由镜夹上的镜固定夹具36和夹持构件38提供的弹簧力将镜子推动到接收座24中，且在镜夹借助于夹持构件38移动到锁定位置时将镜子牢固地保持在适当位置。

位于镜座部分中的镜子可因此具有由以下各项限定的位置灵活性：(1)在主体的平面内、在相对镜子保持翻板之间的移动，(2)围绕垂直于相对镜子翻板之间的轴线的轴线的旋转移动，以及(3)夹具本身的扭动空间，由于其弹性性质和其经由其杆端连接到镜夹主体，所述扭动空间由垂直于主体的平面的移动以及在主体的平面中或在平行于主体的平面的平面中的移动限定。凭借此移动自由度，经由镜夹围绕连接镜夹与光学镜壳的铰接机构的旋转移动，位于镜座部分中的镜子可牢固地容纳在其位于光学镜壳上的镜接收座中。

夹持构件38用于将镜夹固定到上面已经安装所述镜夹的光学壳。夹持构件38优选地远离主体的平面延伸，如图2所示。卡钩33优选地也在与夹持构件相同的大体方向上远离主体的平面延伸。因此，一旦安装有镜子的镜夹在镜子面向表面的情况下放置在平坦表面上，镜夹就将静置在卡钩33和夹持构件38上。镜子的表面不会接触表面，这对于镜子在准备装载到光学壳上时的固定处理至关重要。夹持构件还具有大致平行于镜夹主体的平面的处理部分或“耳”，以用于引导夹持构件进入和离开锁定位置。

引导卡钩设置在相对边缘32的端部处，所述相对边缘沿着大致矩形主体的每个长边的外缘设置在主体31的相对端处。卡钩33和每个卡钩的口部34在图2所示的实施例中是边沿32的连续结构的组成部分，所述边沿在垂直于主体31的平面的大体方向上又是镜夹的主体的连续部分的一部分。边沿32具有为夹子提供结构刚度的额外优点。

转到图5，在(A)中示出了根据本发明的镜夹30，箭头指示镜子可如何插入镜夹的镜座部分中以通过翻板35和镜固定夹具36保持在适当位置。在(B)中，存在从端部视角来看的镜夹的特写视图。通过向镜固定夹具36上的翻板耳37施加力，相对于主体31的平面成角度地处于其静置状态的夹具36被压向主体平面。可以看到夹具具有杆部分41和经由翻板耳37提供夹具的夹持功能的横向臂。此外，可以看到翻板耳37指向远离镜夹的主体的方向，即，翻板耳不平行于主体的平面。夹具，具体地说杆部分41的弹性性质使得夹具起到至少两个作用，其中夹具将镜子固定到镜座部分，并且夹具进一步通过杆部分41的类似弹簧的功能提供力，使得当镜夹与光学镜壳接合时，镜夹将镜子压到光学镜壳上的镜接收座中。杆部分提供将镜子固定在光学镜壳中的类似弹簧的力。杆部分在其远端还具有远离镜座部分向下弯曲的部分39。弯曲部分的作用是防止杆部分在镜子放置在镜座部分中时过度弯曲，因为力施加到镜固定夹具上，从而使夹具向下(朝向当将镜子放置在镜夹具中时可放置镜夹具的平坦表面)弯曲。在(C)中，示出了镜夹的侧视图，所述镜夹已在镜子附接到镜夹的情况下倒置在平坦表面上。可以看出，镜子没有接触镜夹静置的表面；镜夹一端静置在夹持构件38上，另一端静置在卡钩33上。这是镜夹的重要功能，因为其确保镜夹可在处理期间放置在平坦表面上，而不会将污染物从平坦表面转移到镜子上。

转到图6，示出了光学镜组件20，其具有包括第一区段21和第二区段22的光学镜壳。第二区段基本上垂直于第一区段定向。在第一区段和第二区段的相接点处存在镜接收座24，其围绕椭圆形的开口25，通过所述开口可沿着第一区段21和第二区段22进行观察。在光学镜组件上存在销23，所述销放置在组件的第一区段和第二区段相接的部分的外缘附近。销适于使得镜夹上的互补卡钩可滑动到销上，以便允许镜夹附接到光学镜壳并充当铰链。

镜接收座24的特写视图在图7中示出。座24被构造成允许镜子被引导到座中，使得镜子与座非常紧密地配合。所述座被机械加工到光学镜壳中，使得从外面观察，存在通向限定镜接收座的边界的竖直部分的倾斜部分或倒角25。通过此构造，镜子可被安全地引导到座中，其中在镜子与座椅对准时镜子的放置的任何微小偏差由倒角25校正以将镜子引导到其在镜接收座中的正确位置。

转到图8A，示出了光学镜组件的第一区段与第二区段相接的部分的透视图(第一区段的一部分未在此视图中示出)。可以看到镜接收座中的镜子的轮廓，此视图中的镜子原本示出为透明的。可以方便地布置光学镜壳，使得光学镜组件的第二部分竖直指向。在此实施例中，第一区段为水平的，并且第二区段因此为竖直的。可通过将镜夹(仅在此视图中以镜子轮廓示出)经由其卡钩33滑动到镜壳上的互补销23上而将镜夹附接到镜壳。随后，可通过向前(朝向第一区段)和向上移动而使镜夹旋转，直到夹持构件38与光学镜壳相接。此时，通过按压到夹持构件38和/或镜夹30上而将夹持构件压到光学镜壳上，并且同时使(在正常使用期间保持镜子的)镜夹朝向光学镜壳移动。然后，夹持构件将与光学镜壳接合以将镜夹锁定在闭合位置，如图8B所示。

当镜夹通过由卡钩33和销23组成的铰接系统与光学壳接合时，位于镜夹的镜座部分中、由镜固定夹具36和翻板35保持的镜子可在镜夹经由卡钩33和销23朝向闭合和锁定位置旋转时进行调整。因此，镜子在镜夹的镜座部分中的位置灵活性确保镜子可在锁定过程期间紧密地装配到光学镜壳的镜接收座24中。

本发明的镜夹的主要优点是其可安装并固定到光学镜壳上而无需使用任何工具。此外，可仅使用用户的一只手来安装镜夹。这在更换ICP壳中的镜子时尤为重要。此类壳体往往非常小，操作空间很小，且因此可能难以在此有限空间内更换或调整零件，尤其是在使用工具时。

额外的优点是，通过在镜夹的主体中设置若干开口，将有助于镜子在使用期间的通风。预计这将延长镜子的使用寿命。

如本文所示的构造被设计成允许在受限空间内的光学壳中快速且安全地移除、放置和定向镜子。如前文中所描述，镜夹及其互补光学镜壳具有以协调一致的方式发挥作用以允许安全地安装镜子的若干优点：

-镜夹具有镜座部分，所述镜座部分可接收并保持镜子，同时允许镜子稍微水平和竖直移动；

-机构通过使用单手移动而将镜夹与光学镜壳接合；

-镜接收座适于接收镜子，所述座设计有倒角外缘，以在镜夹朝向光学镜壳上的闭合位置移动时，通过镜子在其位于镜夹上的镜座部分中的小幅移动，将镜子引导到其在座中的恰当定向；

-夹持功能通过使用单手移动而将镜夹固定到光学镜壳；

-镜子可安装在仪器外部的镜夹上，而仅需要通过一次手动操作即可将镜子安装到镜夹和壳体上；

-无需适配器或引导件即可将镜子装载到光学镜壳的铣削表面(镜座)中。

因此，可使用单手将光学镜组件中的镜子从光学镜壳移除和安装在所述光学镜壳上。无需工具、螺钉或其它零件即可将镜夹移除、安装或固定到光学镜壳以处于其所需的准确位置。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，用于将镜夹固定到光学壳的卡钩或其它构件的各种替代布置是可能的。设置在镜夹上时的卡钩以及光学镜壳上的互补销的功能要求是卡钩和销必须在功能上可操作，即，镜夹可经由设置在镜夹上的卡钩安装到销上。

还可能以相反配置提供钩销布置，即，其中销设置在镜夹上，而互补卡钩或例如接收孔等其它接收构件设置在光学镜壳上。同样，许多此类配置是可能的并且在本发明的范围内，只要销和互补的卡钩或孔在功能上可连接，即，销可接合到卡钩或孔以便将镜夹连接并固定到光学镜壳。

如在本文中所使用，包含在权利要求书中，术语的单数形式应理解为也包含复数形式，反之亦然，除非上下文另有说明。因此，应注意，如在本文中所使用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包含复数引用，除非上下文另有明确规定。

在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”、“包含”、“具有”和“含有”及其变化应理解为意指“包含但不限于”，并且不旨在排除其它组分。

本发明还涵盖确切的术语、特征、值和范围等，如果这些术语、特征、值和范围等与例如约、围绕、通常、基本上、本质上至少等术语结合使用(即，“约3”还应涵盖恰好3或“基本上恒定”还应涵盖恰好恒定)。

术语“至少一个”应理解为意指“一个或多个”，并且因此包括包含一个或多个部件的两个实施例。此外，当特征被称为“所述”和“至少一个”时，引用描述“至少一个”特征的独立权利要求的从属权利要求具有相同的意义。

应当理解，可以对本发明的前述实施例进行变型，同时仍然落入本发明的范围内。除非另有说明，在说明书中公开的特征可以由用于相同、等同或类似目的的替代特征更换。因此，除非另有说明，所公开的每个特征代表等同或类似特征的通用系列的一个实例。

使用示范性的语言，例如“例如”(for instance)、“例如”(such as)、“例如”(forexample)等，仅仅是为了更好地说明本发明，并且不表示对本发明范围的限制，除非这样声明。说明书中描述的任何步骤可以以任何顺序或同时进行，除非上下文另外清楚地指示。

说明书中公开的所有特征和/或步骤可以以任意组合进行组合，除了其中至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合之外。具体地，本发明的优选特征适用于本发明的所有方面并且可以任何组合使用。

Claims (26)

1.一种用于将镜子牢固地且可拆卸地定位并附接到光学发射光谱仪的光学镜壳的镜夹，所述镜夹包括

-包括镜座部分的主体，所述镜座部分适于接收至少一个镜子；

-至少一个铰链构件，其用于将所述镜夹定位并附接到光学镜壳上；

-至少一个夹持构件，其用于将所述镜夹固定到所述光学镜壳；以及

至少一个镜固定夹具，用于将镜子固定在所述镜座部分中，所述镜固定夹具适于将所述镜子固定到所述镜座部分，且同时允许所述镜子通过围绕至少一个轴线的移动，来调整其相对于所述主体的定向。

2.根据权利要求1所述的镜夹，其中所述主体包括限定所述主体的所述镜座部分的至少一个定位突起。

3.根据权利要求1或2所述的镜夹，其中所述主体包括大体上平面的结构，并且其中所述镜座部分适于在所述主体的平面中或大致平行于所述主体的平面接收镜子。

4.根据权利要求3所述的镜夹，其中所述镜座部分被限定成使得当所述镜夹被附接到光学镜壳上时，所述镜夹用以将位于所述镜座部分中的镜子引导并定位到所述光学镜壳中的镜接收座中。

5.根据权利要求1所述的镜夹，其中所述镜固定夹具适于通过所述镜子围绕两个轴线的移动，来调整其相对于所述主体的定向。

6.根据权利要求5所述的镜夹，其中所述镜固定夹具包括附接到所述主体或包括在所述主体内的大致T形基部元件，所述T形元件适于允许围绕所述至少一个轴线的所述移动。

7.根据权利要求6所述的镜夹，其中所述镜固定夹具包括至少两个弹性固定翻板，所述至少两个弹性固定翻板彼此相对布置，以便通过向所述翻板施加力而将镜子容纳在它们之间。

8.根据权利要求7所述的镜夹，其中所述至少两个弹性固定翻板包括两个翻板耳，所述两个翻板耳适于使得垂直于所述主体的平面向所述翻板耳施加力引起所述固定翻板远离所述镜座弯曲以允许将镜子插入所述固定翻板之间。

9.根据权利要求7或8所述的镜夹，其中所述固定翻板从所述镜固定夹具的所述T形基部元件的相对臂部分端部大体上垂直地延伸。

10.根据权利要求1所述的镜夹，其中所述铰链构件包括在所述主体的端部附近相对地布置在所述主体上的卡钩，所述卡钩适于接合光学镜壳上的铰链销。

11.根据权利要求1所述的镜夹，其中所述铰链构件包括在所述主体的端部附近相对地布置在所述主体上的铰链销，所述铰链销适于接合光学镜壳上的卡钩。

12.根据权利要求1所述的镜夹，其中所述镜座部分设置在大体上平面主体中，并且其中所述铰链构件和夹持构件远离所述主体的平面延伸，使得当所述镜夹在其上安装有镜子的情况下倒置在平坦表面上时，所述镜子不会接触所述平坦表面。

13.根据权利要求12所述的镜夹，其中所述铰链构件和夹持构件远离所述主体的平面大致垂直地延伸。

14.根据权利要求1所述的镜夹，其中所述镜夹适于以所述镜夹经由所述至少一个铰链构件旋转移动的方式固定到光学镜壳，且经由所述至少一个夹持构件固定到所述光学镜壳。

15.一种与电感耦合等离子体源一起使用的光学镜组件，所述光学镜组件包括

-光学镜壳，其用于沿着所述光学镜壳内的封闭路径接收和传输光学信号，所述光学镜壳包括

●第一区段，其用于沿着第一线性路径从等离子体源接收和传输光学信号，

●第二区段，其连接到所述第一区段且适于沿着与所述第一线性路径成非零角度的第二线性路径传输所述光学信号；

-镜接收座，其设置在所述第一区段与所述第二区段之间的接合处，所述镜接收座适于接收至少一个镜子，用于沿着所述第二线性路径反射沿着所述第一线性路径接收的光学信号，所述镜接收座进一步适于提供所述至少一个镜子与所述接收座的紧密配合；

-镜夹，其包括适于接收并保持至少一个镜子的镜座部分，所述镜夹能用铰链附接到所述光学镜壳且适于牢固地紧固到所述光学镜壳上，使得当固定到所述光学镜壳时，位于所述镜夹中的所述镜座部分中的镜子牢固地定位在所述光学镜壳中的所述镜接收座中。

16.根据权利要求15所述的光学镜组件，其中所述第一区段与所述第二区段之间的角度在60°至120°的范围内。

17.根据权利要求15所述的光学镜组件，其中所述第一区段与所述第二区段之间的角度在70°至110°的范围内。

18.根据权利要求15所述的光学镜组件，其中所述第一区段与所述第二区段之间的角度在80°至100°的范围内。

19.根据权利要求15所述的光学镜组件，其中所述第二区段大致垂直于所述第一区段。

20.根据权利要求19所述的光学镜组件，其中所述镜夹为如权利要求1至14中任一项所述的镜夹。

21.根据权利要求20所述的光学镜组件，其中所述镜夹包括适于允许所述镜夹被锁定到所述光学镜组件的夹持构件。

22.根据前述权利要求15至21中任一项所述的光学镜组件，其中所述光学镜壳还包括至少两个铰链销，所述至少两个铰链销适于接合所述镜夹的铰链构件，以便用铰链将所述镜夹附接到所述光学镜壳。

23.根据前述权利要求15至21中任一项所述的光学镜组件，其中所述光学镜壳还包括至少两个铰链构件，所述至少两个铰链构件适于接合所述镜夹的至少两个铰链销，以便用铰链将所述镜夹附接到所述光学镜壳。

24.根据权利要求15所述的光学镜组件，其还包括安装并固定在所述镜夹中的镜子。

25.一种光学发射光谱仪，包括

I.电感耦合等离子体源；

II.至少一个检测器；

III.光学镜，其用于将电磁辐射从所述电感耦合等离子体源导向所述检测器，所述光学镜设置在光学镜组件中，所述光学镜组件包括光学镜壳，用于沿着所述光学镜壳内的封闭路径接收和传输光学信号，所述光学镜壳包括:

●第一区段，其用于沿着第一线性路径从等离子体源接收和传输光学信号；

●第二区段，其连接到所述第一区段且适于沿着与所述第一线性路径成角度的第二线性路径传输所述光学信号；

所述光学镜组件还包括:

-镜接收座，其设置在所述第一区段与所述第二区段之间的接合处，所述镜接收座适于接收至少一个镜子，用于沿着所述第二线性路径反射沿着所述第一线性路径接收的光学信号，所述镜接收座适于提供所述至少一个镜子与所述镜接收座的紧密配合；

-镜夹，其包括适于接收并牢固地保持至少一个镜子的镜座部分，所述镜夹能用铰链附接到所述光学镜壳且适于牢固地紧固到所述光学镜壳上，使得当固定到所述光学镜壳时，所述镜子牢固地定位在所述光学镜壳的所述镜座内。

26.根据权利要求25所述的光谱仪，其中所述光学镜组件相对于所述电感耦合等离子体源径向布置。