專利名稱：濾光輪分光計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及分光計，并且更具體地涉及一種濾光輪以及使用濾光輪的分光計。
背景技術：
例如分光計的氣體分析器廣泛地用于醫(yī)學應用中，用于在病人麻醉期間測量二氧化碳、氧氣氣體以及麻醉試劑的濃度，所述麻醉試劑如氟烷(2-溴-2-氯-1，1，1-三氟乙烷)、安氟醚(2-氯-1，1，2-三氟乙基-二氟甲基醚)、異氟醚(2-氯-2-( 二氟甲氧基)-1， 1，1_三氟乙烷)、七氟醚(2，2，2_三氟-1-[三氟甲基]三氟甲基乙醚)、以及地氟醚(2，2， 2-三氟-1-氟乙基-二氟甲基醚)。有兩種主要類型的氣體分析器，設置在病人呼吸氣體的干路路徑中的氣體分析器(干流測量氣體分析器或者干路氣流氣體分析器)或者旁路流動測量氣體分析器。旁路流動測量分析器從病人呼吸回路中攝取樣本到鄰近的儀器，其中進行實際的氣體分析。另一方面，干流或者干路氣流測量分析器直接計算病人呼吸回路中的氣體濃度。通常地，干流氣體分析器位于病人的口腔或氣管附近。干流氣體分析器或者分光計將分光計的光學及電子部件集成到一個外殼中。由此，在臨床環(huán)境下，期望使干流氣體分析器盡可能緊湊及輕質。呼吸氣體可以通過不同方法進行分析，包括色散光譜學以及非色散光譜學。最通用的氣體分析方法是基于非色散光譜學，其中氣體吸收了特定于所關注氣體(例如二氧化碳)的波長的光能量(例如紅外能量)。來自于輻射源(例如紅外輻射源)的光束通過病人的呼吸回路。穿過呼吸回路的光束在特定于病人呼吸回路中氣體的各個光譜區(qū)域被吸收。探測器組件設置在病人呼吸回路的相對側面上。探測器組件包括用于測量光強度的探測器以及帶通濾光器。帶通濾光器被設置成使得光束在到達探測器之前通過濾光器。帶通濾光器能夠被選擇成過濾掉光束中不期望的波長光譜區(qū)域并且透過與病人呼吸回路中氣體的吸收區(qū)域相對應的、關注的光譜區(qū)域。盡管傳統(tǒng)的干路氣流分析器可以良好地操作用于少數(shù)特定的、非重疊光譜波長 (例如在單獨氣體(如二氧化碳)的分析中)，但是這種類型的系統(tǒng)具有一些局限。例如， 傳統(tǒng)的干路氣流分析器不能有效用于多種氣體的分析，其中涉及到超過2個或3個波長區(qū)域，需要使用多個濾光器。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面提供了一種用于分光計中的濾光輪。濾光輪包括主體，所述主體具有基部以及連接到所述基部的側壁。所述主體被設置成可繞著旋轉軸線旋轉。濾光輪還包括設置在所述基部上的多個輻射濾光器；以及設置在所述側壁上的多個輻射濾光器。本發(fā)明的另一個方面提供了一種分光計，分光計包括濾光輪，所述濾光輪包括具有基部和側壁的主體，所述主體被設置成可繞著旋轉軸線旋轉。多個輻射濾光器設置在所述基部上，以及多個輻射濾光器設置在所述側壁上。分光計還包括第一輻射探測器，所述第一輻射探測器被設置成探測由設置在所述基部上的濾光器接收的輻射；以及第二輻射探測器，所述第二輻射探測器被設置成探測由設置在所述側壁上的濾光器接收的輻射。分光計也包括至少一個輻射分束器，所述至少一個輻射分束器被設置成將輻射束分成第一輻射束部和第二輻射束部，使得所述第一輻射束部被所述第一輻射探測器接收以及所述第二輻射束部被所述第二輻射探測器接收。本發(fā)明的另一個方面提供了一種分光計，分光計包括能夠產(chǎn)生輻射束的輻射源； 分束器，所述分束器接收所述輻射束并且將所述輻射束分成第一探測路徑和第二探測路徑；以及濾光輪。所述濾光輪具有第一支承結構和第二支承結構，第一多個濾光器被安裝在所述第一支承結構上，至少一個濾光器被設置在所述第二支承結構上。所述第一多個濾光器可選擇性地移動到所述第一探測路徑中，以及所述第二支承結構上的所述至少一個濾光器被設置成位于所述第二探測路徑中。分光計還包括第一輻射探測器，所述第一輻射探測器被設置成探測通過所述第一探測路徑中選定濾光器的輻射；以及第二輻射探測器，所述第二輻射探測器被設置成探測通過所述第二探測路徑中所述濾光器的輻射。本發(fā)明的另一個方面提供了一種分光計，包括外殼；設置在所述外殼中的可旋轉主體；安裝到所述主體上的軸；以及安裝到所述外殼內的多個座杯，以及所述軸被可旋轉地保持在所述座杯之間。多個濾光器設置在可旋轉主體上。多個濾光器被構造成透過輻射的期望波長范圍。本發(fā)明的這些及其它目的、特征及特性，連同操作方法以及結構中相關元件的功能以及部件的組合以及制造經(jīng)濟性，將會在參考附圖進行的隨后描述及附加的權利要求的基礎上變得清楚，所有這些形成了說明書的一部分，其中各個附圖中類似的參考標記表示對應的部件。在本發(fā)明的一個實施例中，在此所示的結構性部件按比例繪制。然而，可以明確理解的是，所述附圖僅用于解釋和描述的目的，并且不被認為是本發(fā)明的限制。如說明書及權利要求書中所使用的那樣，單數(shù)形式也包括多個指代對象，除非行文中明確地表示出相反的意思。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的分光計的示意性圖示；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的濾光輪的示意性前視圖；圖3是如圖2中所示的濾光輪沿著橫截面BB的橫截面視圖；圖4A、4B和4C顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于使濾光輪旋轉的電機的定子極的相繼供電；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的濾光輪的示意性前視圖；以及；圖6是如圖5中所示的濾光輪沿著橫截面BB的橫截面視圖。
具體實施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的分光計10的示意性圖示。分光計10包括外殼12，其具有開孔13，該開孔適合于接收導管或導氣管適配器14，從而將外殼12連接到導氣管適配器14。導氣管適配器14能夠連接到管道或者另外的導管(未示出)，所述管道或者另外的導管通向病人的呼吸道，例如病人的口部或鼻部。導氣管適配器14還可被連接到呼吸裝置 (未示出)，例如輔助病人呼吸的呼吸器。外殼12包括兩個相對的開口 12A和12B，所述開口 12A和12B分別直接地與設置在導氣管適配器14中的兩個相對的窗戶覆蓋開口 14A和 14B相通。開口 12A、12B、14A和14B沿著同一軸線X-X排列。窗戶15A、15B被安裝到導氣管適配器14，從而以封閉的方式分別地密封導氣管適配器14中的橫向開口 14A和14B，從而使得導氣管中的氣體不會通過橫向開口 14A和14B逸出。分光計10還包括發(fā)出輻射(例如紅外光)的輻射源16、分束器17、濾光輪18、電機組件19、以及輻射探測器20和21。輻射源16、分束器17、濾光輪18以及輻射探測器20 和21能夠可選地安裝到外殼12上。輻射源16能夠被安裝到外殼12的一側，從而使得由輻射源16發(fā)出的輻射被導向外殼12的開口 12A?？蛇x擇地，輻射源16可以不被安裝到外殼12并且能夠被設置成與外殼分開，例如在分光計10外部。在一個實施例中，光纖例如可被用于將光從輻射源16導向外殼12的開口 12A。輻射源16可包括輻射發(fā)射器(例如紅外發(fā)光二極管)以及用于控制輻射發(fā)射器的控制電路。濾光輪18是可旋轉的。在一個實施例中，濾光輪可以旋轉地安裝到外殼12。電機組件19被設置成使濾光輪18旋轉。分束器17被設置在濾光輪中靠近或者面向外殼12內的開口 12B，如下面段落中進一步詳細描述。輻射探測器20被設置成沿著軸線X-X處于外殼12的與濾光輪18相對的相對側面上并且面向著外殼12中的開口 12B。輻射探測器21 被設置成沿著基本上垂直于軸線X-X的軸線Y-Y、并且面向著濾光輪18的側壁。輻射探測器20和21可以例如被安裝到外殼12或者安裝到分光計10的蓋(未示出)上。可選擇地， 輻射探測器可被設置成與分光計10分開，在這種情況下，光纖可被用于將離開濾光輪18的光導引到輻射探測器20、21。輻射探測器20、21包括輻射傳感器、偏壓和放大電路以及信號處理單元，該信號處理單元用于對輻射傳感器輸出的電信號進行放大和處理。在一個實施例中，輻射探測器 20被選擇成用于在光譜的中紅外(mid-IR)區(qū)域內(例如在大約3 μ m到8 μ m之間)探測， 以及輻射探測器21被選擇成用于在光譜的紅外(IR)區(qū)域內(例如在大約7μπι到15μπι 之間)探測。在一個實施例中，輻射探測器(mid-IR) 20包括硒化鉛(PbSe)傳感器。在一個實施例中，輻射探測器(IR)21包括熱電傳感器。可以在此使用的輻射探測器類型示例在 2007年6月沈日公布的、Eckerbom的美國專利No. 7，235,054中，2002年11月沈日公布的、Owen等的美國專利No. 6，486，474中，以及1995年11月7日公布的、Drucker等的美國專利No. 5，464，982中進行了描述，所述專利的整個內容均通過參考而結合在此。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的濾光輪18的示意性前視圖。圖3是沿著圖2中所示的橫截面B-B截取的濾光輪18的橫截面視圖。在一個實施例中，濾光輪18具有主體18A，該主體包括圓形基部24A以及連接到基部24A的環(huán)形側壁MB?；?4A和側壁可以被構造成分開的部件或者可以被整體地形成作為一體件。例如，濾光輪18的基部24A和側壁MB 能夠在注模加工中由塑料整體形成。在一個實施例中，濾光輪18具有圓柱形狀，例如鼓形或輪形。濾光輪18包括多個濾光器22A和多個濾光器22B。濾光器22A被設置在圓柱濾光器18的基部24A (鼓的表面)中的開口處。濾光器22B被設置在圓柱濾光器18的側壁 MB(鼓的邊緣)中的開口處。 在一個實施例中，設置在基部24A上的濾光器22A被設置成繞著濾光器18的旋轉軸線以相同角度方位角地間隔開。在一個實施例中，濾光器22B被設置成繞著側壁24B等距離地間隔開。在可選實施例中，濾光器22A能夠以不同角度方位角地間隔開和/或濾光器22B能夠以相等距離或者不等距離間隔開。濾光器22A能夠具有相同尺寸和/或形狀或者具有不同尺寸和/或形狀。類似地，濾光器22B能夠具有相同尺寸和/或形狀或者具有不同尺寸和/或形狀。在一個實施例中，一個或多個濾光器(例如濾光器22A或濾光器22B)的尺寸和形狀可被設置成擴張并且占據(jù)兩個或多個濾光器(例如濾光器22A或濾光器22B)的位置。這種設置消除了由不透明濾光輪主體所引起的信號干擾以及信號流失。在這種情況下，光能夠在以濾光輪18中其它濾光器(例如濾光器22A或濾光器22B)的時間周期的兩倍、三倍或更多倍的時間周期期間傳輸經(jīng)過“擴張的”濾光器，由此提供了更長的信號融合時間，這會提高所述擴張濾光器的信噪比。在一個示例性實施例中，濾光輪18的基部24A上設置了 4個濾光器22A以及濾光輪18的側壁24B上設置了 10個濾光器22B。然而，應當理解的是，可以在濾光輪18的基部 24A上設置任意數(shù)目的濾光器22A以及在側壁或邊緣24B上設置任意數(shù)目的濾光器22B。盡管濾光輪18在此被描述成具有大致圓形基部的圓柱形狀，然而其它形狀同樣落入本發(fā)明的范圍內。例如，濾光輪18可具有包括多邊形(例如三角形、四邊形、六邊形、八邊形、十邊形等)基部形狀的圓柱形狀。例如，在具有十邊形基部的圓柱形狀情況下，10個濾光器22B 中的每一個都能夠被定位在十邊形基部形狀圓柱體中10個側面的每個表面上。在一個實施例中，兩個濾光器22A被選擇成在二氧化碳(CO2)的吸收光譜中的中紅外(mid-IR)光譜區(qū)域內使光透過。在一個實施例中，兩個CO2濾光器22A的透光光譜區(qū)域被選擇成處于大約3. 5 μ m與大約5 μ m之間。如果期望的話，還可以使用更窄的光譜帶用于(X)2濾光器22A，例如集中在大約4. 25 μ m的窄光譜帶。另一濾光器22A可被選擇成在氧化氮(N2O)的吸收光譜中集中在大約4.56 μ m的光譜帶內使光透過。另一濾光器22A可被選擇成在參照物的吸收光譜中集中在大約3. 69 μ m的光譜帶內使光透過。在一個實施例中，參照物可以是校準量的C02。在一個實施例中，濾光輪18的側壁24B上的濾光器22B能夠被用于透過各種化學試劑的吸收光譜中的各種波長區(qū)域，所述化學試劑例如但非局限于麻醉劑(例如氟烷、安氟醚、異氟醚、七氟醚、以及地氟醚)或者其它試劑。在一個實施例中，在濾光輪18的側壁 24B上設置了 10個濾光器22B。每個帶通濾光器22B可被選擇成在特定于一種或多種化學試劑的一個吸收光譜區(qū)域內使光透過。可選擇地，一個或多個濾光器22B能夠彼此相同并且透過同一光譜區(qū)域。關注的各種化學試劑的吸收峰值處于大約7 μ m與大約15 μ m之間的波長范圍內。最強烈的吸收峰值發(fā)生在大約7μπι與大約10.2μπι之間。在一個實施例中， 所關注的5種化學試劑(例如氟烷、安氟醚、異氟醚、七氟醚、以及地氟醚)在大約7 μ m與大約10.2μπι之間具有9個吸收峰值?？梢詫嵤┒鄠€可行的濾光器組合。一個可行的濾光器選擇可以是一系列帶通濾光器，所述濾光器具有集中在大約9. 65 μ m、9. 10 μ m、8. 60 μ m、 8. 20 μ m、以及8. 00 μ m的波長透射。如果需要測量多種化學試劑，那么可以根據(jù)需要增加或者替換更多帶通濾光器。盡管設置在濾光輪18的基部24A上的濾光器22A被如上描述成在mid4R(例如在大約3 μ m與大約8 μ m之間)透光的濾光器以及設置在濾光輪18的側壁24B上的濾光器22B被如上描述成在頂區(qū)域內(例如在大約7 μ m與大約15 μ m之間)透光的濾光器， 然而可以理解的是，濾光器22A和22B能夠相互交換。例如，在mid-IR(例如在大約3 μ m與大約8 μ m之間)透光的濾光器22A能夠被設置在濾光輪18的側壁24B上，而在頂(例如在大約7 μ m與大約15 μ m之間)透光的濾光器22B能夠被設置在濾光輪18的基部24A 上。此外，在另一個實施例中，透射可見光的濾光器可被設置在濾光輪18的基部24A上，而在midHR和/或其它頂范圍透光的濾光器可被設置在濾光輪18的側壁24B上。在一個實施例中，濾光輪18通過軸承結構沈可旋轉地安裝到外殼12。在一個實施例中，軸承結構26是杯球型系統(tǒng)，其包括兩個彎曲的座杯27以及細長軸觀，所述細長軸具有兩個圓形或半球形端部28A*^B。細長軸觀可旋轉地保持在兩個座杯27之間。具體地，細長軸28的圓球形端部28A和28B與兩個座杯27的凹形表面接觸。座杯27能夠被安裝到外殼12以及分光計10的蓋(未示出)，以及細長軸觀能夠被安裝到濾光輪18從而限定濾光輪的旋轉軸線。例如，在一個實施例中，濾光輪18的基部24A能夠被安裝到細長軸觀，而連接到基部24A的側壁24B可被連接或者不被連接到軸觀。軸承結構沈能夠提供低摩擦旋轉系統(tǒng)。此外，軸承結構沈能夠提供濾光輪18的自動定心。此外，由于軸觀趨于在座杯27內自對齊，因此濾光輪18能夠承受震動。盡管在此顯示杯球型系統(tǒng)，但是可以理解的是，可以使用其它類型的軸承系統(tǒng)，例如磁性軸承、 滾動軸承或者球軸承等等。盡管包括基部24A和側壁24B的濾光輪18在此描述成通過軸承結構沈可旋轉地安裝到外殼12，但是可以理解的是，在其它實施例中，基部24A能夠可旋轉地安裝到軸承結構26 (例如安裝到軸28)，而側壁24B能夠獨立地安裝到其它結構(例如，固定地安裝到其它結構或者以旋轉方式安裝到其它結構)或者側壁24B可被省略。濾光輪18包括電樞部18B。電樞部18B被安裝到濾光輪18的主體18A的外圍。 電機19被用于使濾光輪18旋轉。在一個實施例中，電機19是步進電機，例如改進型可變磁阻三相電機。電機19包括轉子部30和定子部32。轉子部30是濾光器18的電樞部18B 的一部分。轉子部30被設置成與電機19的定子部32相互作用，從而使濾光輪18繞著由軸觀所限定的軸線旋轉。轉子部30包括多個齒部或凸起34。該多個齒部或凸起34作為轉子極。在一個實施例中，齒部34可由磁性或可磁化材料制成，例如軟鐵、或者包括軟鐵的材料(例如硅鋼)。轉子部30中的多個齒部或凸起34通過磁阻用作凸出磁極并且與電機19的定子部32磁性地相互作用。定子部32包括圍繞著轉子部30間隔的多個定子線圈或定子極32A、32B和32C。在一個實施例中，定子線圈32A、32B和32C包括電力定子繞組 33A.33B和33C，分別用于給定子線圈32A、32B和32C供電。在所示實施例中，使用3個定子線圈或定子極32A、32B和32C。然而，可以理解的是，可以使用2個或多個定子極。當轉子部30中的轉子極(即齒部或凸起34)距離兩個相鄰的定子極或定子線圈 32A和32B等距離時，轉子極34處于完全未對準的位置。在這個位置上，轉子極34獲得了最大磁阻。當兩個或多個轉子極34與兩個或多個定子極對齊、即面向所述定子極時，獲得最小磁阻。當定子極(例如定子極32A)被供電時，轉子轉矩在將會減小磁阻的方向上形成。 結果，最近的轉子極34從未對準位置被拉到與定子極32A相對齊的位置(最小磁阻位置)。為了維持連續(xù)的轉動，定子線圈或電極32A、32B以及32C (在電機包括3個定子線圈的情況下)被設置成使得當一個定子極(例如定子極32A)面向著轉子極34或者與轉子極；34對齊時，另外的兩個定子極(例如定子極32B和32C)不面向或者僅僅部分地面向轉子極34，即沒有與轉子極34對齊。由此，如圖4A、4B和4C中所示，當定子極32A、32B和32C 以3相電配置被相繼地供電時，轉子極34將會相繼地與供電的定子極32A、32B和32C對齊。具體地，當定子極32A以第一相位被供電時，如圖4A中陰影線所示，轉子部30的凸起或者轉子極34變成與定子極32A對齊，而轉子部30中的其它轉子極34沒有與定子極32B和 32C相對齊。當定子極32B以第二相位被供電時，如圖4B中陰影線所示，轉子部30的凸起或者轉子極；34變成與定子極32B對齊，而轉子部30中的其它轉子極34沒有與定子極32A 和32C相對齊，由此驅使轉子部30逆時針移動。當定子極32C以第三相位被供電時，如圖 4C中陰影線所示，轉子部30的凸起或者轉子極34變成與定子極32C對齊，而轉子部30中的其它轉子極34沒有與定子極32A和32B相對齊，由此進一步驅使轉子部30逆時針移動。 通過相繼地向定子極32A、32B、32C供電，轉子部30的轉子極34(以及由此濾光輪18)將會逆時針轉動，如圖4A、4B和4C中箭頭所示。在一個實施例中，電機19設置成(例如電機的電子驅動器被設置成)保持探測器 20和/或21與濾光輪18的旋轉連續(xù)地同步。在一個實施例中，電機19沒有提供濾光輪相對于參考點的旋轉指示(例如電機沒有提供“起點”或者“濾光器1”的參考指示)。由此， 在一個實施例中，為了提供參考點而使探測器20和/或21與濾光輪18的旋轉同步，濾光器22A中的一個和/或濾光器22B中的一個的位置的定位能夠被封鎖。以這種方式，當封鎖的濾光器位置處于光路徑上時由探測器20和/或21所探測的零探測器信號、連同電機 19的驅動脈沖以及對于電機19的各個相位的“開啟”信號次序能夠限定濾光輪18的位置， 即濾光輪18中各個濾光器的位置。除了在濾光輪18與探測器20和21的旋轉之間提供同步之外，封鎖的位置還被用于給探測器20和21提供信號補償測試。在可選實施例中，代替使用封鎖的濾光器位置或者除去使用封鎖的濾光器位置之外，可以在多個齒部34中的一個上設置小型磁體，從而使得隨著磁體移動經(jīng)過定子，能夠在特定的定子極32A、32B或32C上產(chǎn)生反電磁力(back-emf)。可選擇地，磁體還可以被設置成磁極垂直于濾光輪18的電樞部18B的平面，處于電樞部18上的任意位置，并且當電樞部18B旋轉期間(即，在濾光輪18旋轉期間)磁體經(jīng)過時，磁體上方或下方的單獨感應繞組可以被用于檢測。在另一個可選實施例中，小孔可設置在濾光輪18的基部24A中、濾光輪18的側壁 24B中，或者濾光輪18的電樞部18B中(在齒部半徑內)，從而使得傳統(tǒng)的發(fā)光二極管(LED) 能夠被用于通過小孔將光引導到另外單獨的光電探測器，該光電探測器被設置成接收光線以及由此提供參考點。大體上，可以使用能夠提供參考信號(參考點)的任何裝置。盡管濾光器18被顯示成在逆時針方向上旋轉，然而可以通過使定子極32A、32B和 32C在相反順序上供電、也就是使定子極32C以相位1、使定子極32B以相位2以及使定子極32A以相位3供電，從而獲得順時針方向上的旋轉。此外，盡管電機19在此描述成以三相配置運行，然而電機還可以選擇成以兩相配置運行。在兩相配置時，沒有固有的起始方向。 由此，齒部34可被成形或者陰影條添加到濾光輪18的電樞部18B，以限定起始方向?？蛇x擇地，可以在探測器電路中加入邏輯電路，從而確定出濾光輪在哪個方向上旋轉。在運行時，由輻射源16所發(fā)出的輻射束100被導向外殼12的開口 12A，從而透射穿過導氣管適配器14中開口 14A中的窗戶。經(jīng)過開口 14A中窗戶15A的輻射束100穿過導氣管適配器14的中心部15，隨后穿過開口 14B中的窗戶15B，從而通過外殼12中的開口12B逸出。開口 14A和14B中的窗戶15A和15B材料選擇成在由輻射源16發(fā)出的輻射在所關注的輻射的波長(例如在大約3μπι與大約15μπι之間)是大致透明的。輻射束100的光譜部分被導氣管適配器14中存在的分子(例如C02j20、或者其它化學物質、或者上述兩種或多種的任意組合)所吸收。從開口 12B離開的輻射束100被設置在濾光輪18內的分束器17分成兩個輻射束 101和102。在一個實施例中，分束器17將輻射束100分成兩個光譜區(qū)域內的兩個輻射束 101和102，而基本上沒有任何能量損失。在另一個實施例中，分束器17將輻射束100分成兩個輻射束部101和102 (例如具有大約相等強度)，而不會將輻射束100的光譜分成兩個光譜區(qū)域。在這種情況下，傳統(tǒng)的相對低廉的半反射或半透明鏡面在所關注輻射處能夠被用作分束器17。輻射束101沿著X-X軸線導向設置在濾光輪18的基部24A上的一個濾光器22A以及輻射束102沿著垂直于軸線X-X的Y-Y軸線導向設置在濾光輪18的側壁24B 上的一個濾光器22B。輻射束101在到達輻射探測器20之前經(jīng)過濾光輪18中的一個濾光器22A。輻射束102在到達輻射探測器21之前經(jīng)過濾光輪18中的一個濾光器22B。濾光器22A過濾掉輻射束101的一部分波長光譜并且透射集中在關注波長區(qū)域 (例如，在0)2或隊0的吸收光譜中的區(qū)域)周圍的一部分波長光譜。類似地，濾光器22B過濾掉輻射束102的一部分波長光譜并且透射集中在關注波長區(qū)域(例如，在化學試劑(例如氟烷)吸收光譜中的區(qū)域)周圍的一部分波長光譜。這樣，濾光輪18的幾何形狀與光譜分束器17的使用相結合，允許使用兩個單獨的探測器20和21以探測兩個光譜區(qū)域，每個探測器都用于探測一個光譜區(qū)域(例如midHR和IR)。通過旋轉濾光輪18，濾光輪中期望的濾光器22A能夠被選擇成透射輻射束101中期望的波長光譜部分(例如CO2w吸收光譜中的區(qū)域)。類似地，通過旋轉濾光輪18，濾光輪中的期望濾光器22B能夠被選擇成透射輻射束102中期望的波長光譜部分(例如氟烷吸收光譜中的區(qū)域)。在可選實施例中，濾光輪18能夠被構造成使得濾光輪的基部24A可以旋轉，而濾光輪的側壁24B被固定?？蛇x擇地，濾光輪18還可被構造成使得濾光輪的側壁24B可以旋轉，而濾光輪的基部24A被固定。以這種方式，如果期望的話，濾光輪18的基部24A或者側壁24B能夠彼此獨立地旋轉。在一個實施例，分束器17被安裝到可移動支架(未示出)?？梢苿又Ъ芸梢允请妱拥幕蛘邫C械式移動的支架?？梢苿又Ъ苁沟梅质?7移動到輻射束100路徑之外。當分束器17移動到輻射束100路徑之外時，輻射束將不會被分成兩個輻射束101和102。在這種情況下，在到達輻射探測器20之前，輻射束100在它的路徑上沿著X-X軸線繼續(xù)向著設置在濾光輪基部24A上的一個濾光器22A，其方式與Eckerbom的美國專利No. 7，235，054 中描述的方式相同，該專利的整個內容通過參考而被結合在此。在兩個濾光器22A被選擇成在二氧化碳(CO2)的吸收光譜的中紅外(mid_IR)區(qū)域內使光透過的情況下，理論上(X)2的吸收在濾光器18的完整回轉內(即360°旋轉)被測量兩次。CO2的吸收在濾光輪18每180°旋轉被測量。另一方面，如果10個濾光器22B中的每一個都選擇成在特定化學試劑(例如氟烷)的吸收光譜的頂區(qū)域內使光透過，那么理論上特定化學試劑的吸收在濾光輪18的每個回轉(即360度旋轉)中被測量一次。如果每個濾光器22B被用于測量每種化學試劑的吸收，那么濾光輪以36度步進旋轉，即360度除以濾光器22B的數(shù)目(例如10個)。這樣，由導氣管適配器14中CO2分子所收集的能量的量等于由化學試劑所收集的能量的量的5倍(每個(X)2濾光器22A的180度旋轉除以每個試劑濾光器22B的36度旋轉)。由此，在其它參數(shù)相等的情況下，CO2吸收測量的信噪比好于化學試劑吸收測量的信噪比。通常地，由(X)2分子所收集的能量的量與由化學試劑所收集的能量的量之間的比率等于m/n，其中m是試劑濾光器22B的數(shù)目以及η是對于所關注分子(例如CO2)的濾光器22Α的數(shù)目。例如，在隊0的情況下，如果僅僅使用一個濾光器 22Α，理論上由隊0分子所收集的能量的量與由化學試劑所收集的能量的量之間的比率等于 10。在一個實施例中，濾光輪能夠被設置成以大約2000RPM與大約3000RPM之間的旋轉速度旋轉。例如，大約3000RPM的旋轉速度提供了取樣速率，用于測量大約50個樣本/ 秒的CO2吸收。通常地，對于(X)2的取樣速率能夠在大約50個樣本/秒與大約100個樣本 /秒之間，從而使得用于病人呼吸的響應時間能夠至少10個循環(huán)/秒，因為大多數(shù)健康人的平均呼吸速率處于每分鐘10到18次呼吸的范圍內。如果使用兩個或更多個(X)2濾光器 22Α，那么旋轉速度可以例如除以2而被降低到大約1000RPM與大約1500RPM之間的值。用于其它化學品或試劑的響應時間可以是1循環(huán)/秒或更低，由此允許與(X)2的取樣速率相比低得多的取樣速率。圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的濾光輪48的示意性前視圖。圖6是沿著圖5 中所示的橫截面BB截取的濾光輪48的橫截面視圖。濾光輪48在很多方面與濾光輪18相類似。濾光輪48具有圓柱形狀例如鼓形或輪形。濾光輪48包括多個濾光器52Α和多個濾光器52Β。濾光器52Α被設置在圓柱濾光輪48的基部54Α(鼓的表面)中的開口處。濾光器52Β被設置在圓柱濾光輪48的側壁MB(鼓的邊緣)中的開口處。在一個實施例中，設置在基部54Α上的濾光器52Α被設置成繞著濾光輪48的旋轉軸線以相同角度方位角地間隔開。在一個實施例中，濾光器52Β被設置成繞著側壁54Β等距離地間隔開。在可選實施例中，濾光器52Α能夠以不同角度方位角地間隔開和/或濾光器52Β能夠以相等距離或者不等距離間隔開。濾光器52Α能夠具有相同尺寸和/或形狀或者具有不同尺寸和/或形狀。類似地，濾光器52Β能夠具有相同尺寸和/或形狀或者具有不同尺寸和/或形狀。在一個實施例中，一個或多個濾光器(例如濾光器52Α或濾光器52Β)的尺寸和形狀可被設置成擴張以及占據(jù)兩個或多個濾光器(例如濾光器52Α或濾光器52Β)的位置。這種設置消除了由不透明濾光輪主體所引起的信號干擾以及信號流失。在這種情況下，光能夠在以濾光輪48中其它濾光器(例如濾光器52Α或濾光器52Β)時間周期的兩倍、三倍或多倍的時間周期期間透射穿過“擴張的”濾光器，由此提供了更長的信號融合時間，這會提高擴張濾光器的信噪比。與圖2中所示的實施例相類似，濾光輪48的基部54Α上設置了 4個濾光器52Α以及濾光輪48的側壁54Β上設置了多個濾光器52Β。然而，應當理解的是，可以在濾光輪48 的基部54Α上設置任意數(shù)目的濾光器52Α以及在濾光輪48的側壁或邊緣54Β上設置任意數(shù)目的濾光器52Β。然而，在這個實施例中，濾光輪48的邊緣或側壁54Β寬于濾光輪18的側壁ΜΒ，以及由此能夠在其中設置更多數(shù)目的濾光器52Β。例如，如圖6中所示，在濾光輪 48的側壁54Β上設置3排10個濾光器52Β。側壁MB中每排的濾光器52Β能夠彼此對齊或者設置成交錯排列。交錯排列可被用于例如減小側壁MB的寬度。
盡管濾光輪48在此被描述成具有大致圓形基部的圓柱形狀，然而其它形狀同樣落入本發(fā)明的范圍內。例如，濾光輪48可具有多邊形(例如三角形、四邊形、六邊形、八邊形、十邊形等)基部形狀的圓柱形狀。例如，在具有十邊形基部的圓柱形狀情況下，對于側壁54B中三排的每一排，10個濾光器52B中的每一個都能夠被設置在十邊形基部形狀圓柱體中10個側面的每一個表面上。與圖2中所示的實施例相類似，兩個濾光器52A被選擇成在二氧化碳(CO2)的吸收光譜中的中紅外光譜(mid-IR)區(qū)域內使光透過。另一個濾光器52A可被選擇成在氧化氮 (N2O)的吸收光譜中集中在大約4.56 μ m的光譜帶內使光透過。另一個濾光器52A可被選擇成在參照物的吸收光譜中集中在大約3. 69 μ m的光譜帶內使光透過。在一個實施例中， 參照物可以是校準量的C02。在一個實施例中，濾光輪48的側壁54B上的濾光器52B能夠被用于透過各種化學試劑的吸收光譜中各種波長區(qū)域，所述化學試劑例如但非局限于各種麻醉劑或者化學試劑以及藥品。所關注的各種化學試劑的吸收峰值處于大約7 μ m與大約15 μ m之間的波長范圍內。在一個實施例中，三排10個濾光器52B被設置在濾光輪48的側壁54B上。每個帶通濾光器52B能夠被選擇成在特定于一種或多種化學試劑的一個吸收光譜區(qū)域內使光透過。 可選擇地，一個或多個濾光器52B能夠彼此相同并且透過相同光譜區(qū)域。盡管設置在濾光輪48的基部54A上的濾光器52A被如上描述成在mid4R(例如在大約3 μ m與大約8 μ m之間)透光的濾光器以及設置在濾光輪48的側壁54B上的濾光器52B被如上描述成在頂區(qū)域內(例如在大約7 μ m與大約15 μ m之間)透光的濾光器，然而可以理解的是濾光器52A和52B能夠相互交換。例如，在midHR (例如在大約3μπι與大約8 μ m之間)透光的濾光器52A能夠被設置在濾光輪48的側壁54B上，而在IR(例如在大約7 μ m與大約15 μ m之間)透光的濾光器52B能夠被設置在濾光輪的基部54A上。此外，在另一個實施例中，透射可見光的濾光器可被設置在濾光輪48的基部54A上，而mi
和/或其它頂范圍透光濾光器可被設置在濾光輪的側壁54B上。與濾光輪18相類似，濾光輪48通過軸承結構沈可旋轉地安裝到外殼12。在這個實施例中，軸承結構沈的尺寸可被設置成適應濾光輪48的較寬側壁MB。例如，軸承結構 26的軸觀可以制成更長，用于適應濾光輪48的側壁MB的寬度。與圖2中所示實施例相類似，電機19用于使濾光輪48旋轉，如上面圖示中所描述。與濾光輪18中設置一個分束器17不同，可以在濾光輪48中設置多個分束器47A、 47B和47C。例如，分束器47A能夠被設置在濾光輪48中，從而將一部分輻射束導向側壁54B 上第三排中的濾光器52B。分束器47B可以被設置在濾光輪48中，從而將一部分輻射束導向側壁54B上的第二排中的濾光器52B。分束器47C可以被設置在濾光輪48內，從而將一部分輻射束導向側壁54B上第一排中的濾光器52B。類似地，多個輻射探測器21A、21B和 21C能夠設置成面向濾光輪48的側壁MB的每一排，而不是如圖2和3中所示的輻射探測器21設置成面向濾光輪18的側壁。例如，輻射探測器21C能夠被設置成面向著最靠近基部54A的側壁54B的第一排，輻射探測器21B能夠被設置成面向著側壁54B的第二排(中間排)，以及輻射探測器21A能夠被設置成面向著側壁54B的第三排，如圖6中所示。在一個實施例中，分束器47A、47B以及47C中的每一個都將入射的輻射束分成兩個光譜區(qū)域內的兩個輻射束，而沒有明顯的能量損失。在另一個實施例中，分束器47A、47B以及47C中的每一個都將入射的輻射束分成兩個輻射束部(例如具有大約相同的強度)，而不會將入射輻射束100的光譜分成兩個光譜區(qū)域。在這種情況下，傳統(tǒng)的相對低廉的半反射或半透明鏡面在所關注光處能夠被用作分束器47A、47B以及47C。在運行時，當濾光輪48被設置在圖1中所示的分光計10中時，以與濾光輪18相同的方式，由輻射源16發(fā)出的輻射束100被導向外殼12的開口 12A，透過導氣管適配器14 中開口 14A中的窗戶15A。通過開口 14A中窗戶的輻射束100穿過導氣管適配器14的中心部15，隨后通過開口 14B中的窗戶15B，穿過外殼12中的開口 12B離開。開口 14A和14B中的窗戶15A和15B的材料選擇成在由輻射源16發(fā)出的輻射中所關注輻射的波長(例如在大約3μπι與大約15μπι之間)是基本透明的。輻射束100的光譜部分被導氣管適配器14中存在的分子(例如CO2A2O,或者其它化學物質，或者兩種或多種前述物質的任意組合)所吸收。從開口 12Β離開的輻射束100被設置在濾光輪48中的分束器47Α分成兩個輻射束100Α和100Β。輻射束100Α在到達面向側壁54Β中第三排的探測器21Α之前被導向(例如，在離開圖6平面的方向上)設置在濾光輪48的側壁MB中第三排中的一個濾光器52Β。輻射束100Β被導向設置在濾光輪48中的分束器47Β。輻射束100Β被分束器47Β分成兩個輻射束100C和100D。輻射束100C在到達面向側壁54Β第二排的探測器21Β之前被導向設置在側壁54Β中第二排中的一個濾光器52Β。輻射束100D 被導向設置在濾光輪48中的分束器47C。輻射束100D被分束器47C分成兩個輻射束100Ε 和100F。輻射束100Ε在到達面向側壁54Β第三排的探測器21C之前被導向設置在側壁MB 中第一排中的一個濾光器52Β。輻射探測器100F在到達面向濾光輪48的基部54Α的探測器20之前經(jīng)過了一個濾光器52Α。濾光輪48的基部54Α上的每個濾光器52Α以及濾光輪的側壁54Β上的每排中的每個濾光器52Β能夠被選擇成透過特定于化合物吸收區(qū)域的光譜波長區(qū)域。例如，濾光輪 48的基部54Α上的兩個濾光器52Α能夠選擇成透射集中在CO2 w吸收光譜的關注的波長區(qū)域周圍的一部分波長光譜。類似地，濾光器52B能夠選擇成透射集中在關注的波長區(qū)域(例如化學試劑(如氟烷)的吸收光譜中的區(qū)域)周圍的一部分波長光譜。通過提供多個側壁濾光器52B以及與側壁54B中每排濾光器52B相關聯(lián)的探測器21A、21B和21C，在多個波長區(qū)域的吸收能夠同時地被測量。此外，多排(例如第一和第二排)能夠被分配到同一公共光譜區(qū)域，用于測量光譜區(qū)域的光譜細節(jié)?？蛇x擇地，多排(例如第一和第二排)能夠被分配到同一光譜區(qū)域，從而提供更好的測量結果數(shù)據(jù)。在一個實施例中，濾光輪48能夠被構造成使得濾光輪的基部54A可以旋轉而濾光輪的側壁54B被固定?？蛇x擇地，濾光輪48還可以被構造成使得濾光輪48的側壁54B可以旋轉而濾光輪的基部54A被固定。以這種方式，如果期望的話，濾光輪48的基部54A或側壁54B能夠彼此獨立地旋轉。在另一個實施例中，側壁54B和基部54A都可以旋轉，但是是彼此獨立地旋轉。這種設置提供了額外的靈活性。在一個實施例中，多個分束器47A、47B和47C能夠被安裝到一個或多個可移動支架(未示出)。一個或多個可移動支架能夠是電機的或者以機械方式移動。一個或多個可移動支架使得選定的分束器47A、47B和/或47C移動到輻射束100的路徑之外。當分束器 47A、47B和/或47C移動到輻射束100路徑之外時，輻射束100將不會被分束器47A、47B和 /或47C分成兩個輻射束。例如，當分束器47A、47B和/或47C移動到輻射束100路徑之外時，在到達輻射探測器20之前，輻射束100在它沿著X-X軸線的路徑中繼續(xù)行進向著設置在濾光輪48的基部54A上的一個濾光器52A。當選定的分束器(例如分束器47A和47B)移動到輻射束100路徑之外時，同時分束器47C沒有移動到輻射束100路徑之外，那么輻射束100被分束器47C分成兩個輻射束。 輻射束100的一部分在到達面向側壁MB中第三排的探測器21C之前被導向設置在側壁 54B的第一排中的一個濾光器52B以及另一部分輻射束在到達面向濾光輪48的基部54A的探測器20之前經(jīng)過了設置在基部54A中的一個濾光器52A。結果，通過在輻射束100前方設置適當?shù)姆质鳎椛涫軌蚋鶕?jù)期望而被導向及分光。盡管本發(fā)明已經(jīng)基于當前被認為是最適用及優(yōu)選的實施例詳細地描述以用于解釋目的，然而應當理解的是，這些細節(jié)僅僅用于該目的并且本發(fā)明沒有受限于公開的實施例，并且相反地，所述細節(jié)用于覆蓋落入附加權利要求精神及范圍內的改進及等同設置。例如，應當理解的是，本發(fā)明預見到在一定程度上，任意實施例的一個或多個特征能夠與任意其它實施例的一個或多個特征進行組合。盡管，本發(fā)明的分光計和濾光輪在此描述成用于測量病人呼吸道中化合物或氣體的目的，但是可以理解的是，分光計和/或濾光輪能夠被用于其他醫(yī)學應用中，例如用于測量血流中的化學品(例如葡萄糖)或者用于其他非醫(yī)學應用中，例如測量工業(yè)設置中的流體(例如液體和/或氣體)濃度或者測量環(huán)境應用中的流體(例如氣體)濃度。應當理解的是，在一個實施例中，附圖在此按比例繪制(例如以正確比例)。然而， 應當理解的是，可以在其它實施例中采用部件的其它比例。此外，由于本領域技術人員容易進行多種改進和變化，因此不期望將本發(fā)明范圍限定到在此描述的嚴格結構和操作。因此，所有適當?shù)母倪M和等同都應當被認為是落入本發(fā)明的精神及范圍內。
權利要求
1.一種用于分光計中的濾光輪，包括主體，所述主體具有基部以及連接到所述基部的側壁，所述主體被設置成可繞著旋轉軸線旋轉；設置在所述基部上的多個輻射濾光器；以及設置在所述側壁上的多個輻射濾光器。
2.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，設置在所述基部上的多個輻射濾光器被選擇成在中紅外光譜區(qū)域、在紅外光譜區(qū)域、或者在可見光譜區(qū)域使輻射透過。
3.如權利要求2所述的濾光輪，其特征在于，所述中紅外光譜區(qū)域包括大約3μ m與大約8μπ 之間的波長。
4.如權利要求2所述的濾光輪，其特征在于，所述中紅外光譜區(qū)域包括大約3.5 μ m與大約5 μ m之間的波長。
5.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，設置在所述基部上的多個輻射濾光器包括選擇成在CO2的吸收譜帶附近使輻射透過的濾光器、選擇成在隊0的吸收峰值附近使輻射透過的濾光器、或者選擇成在參照物的吸收譜帶附近使輻射透過的濾光器、或者上述濾光器中兩個或更多個的任意組合。
6.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，設置在所述側壁上的多個輻射濾光器被選擇成在紅外光譜區(qū)域、在中紅外光譜區(qū)域、或者在可見光譜區(qū)域使輻射透過。
7.如權利要求6所述的濾光輪，其特征在于，所述紅外光譜區(qū)域包括大約7μπι與大約 15 μ m之間的波長。
8.如權利要求6所述的濾光輪，其特征在于，所述紅外光譜區(qū)域包括大約7μπι與大約 10. 5μπι之間的波長。
9.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，所述濾光輪被設置成使用軸承結構被安裝在分光計中。
10.如權利要求9所述的濾光輪，其特征在于，所述軸承結構包括兩個座杯以及安裝到濾光輪的細長軸，所述細長軸被可旋轉地保持在所述兩個座杯之間。
11.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，還包括電樞部，其中所述電樞部被安裝在主體的外圍上。
12.如權利要求11所述的濾光輪，其特征在于，所述電樞部包括具有多個凸起的轉子部。
13.如權利要求12所述的濾光輪，其特征在于，所述轉子部是被設置成使所述濾光輪旋轉的電機的一部分。
14.如權利要求13所述的濾光輪，其特征在于，所述轉子部被設置成與所述電機的定子部相互作用，從而使所述濾光輪旋轉。
15.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，設置在所述基部上的多個輻射濾光器方位角地間隔開，使得兩個相繼的濾光器繞著所述旋轉軸線以相同角度間隔開。
16.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，所述多個輻射濾光器繞著側壁等距離地間隔開。
17.如權利要求1所述的濾光輪，其特征在于，設置在所述側壁上的多個輻射濾光器成多排設置。
18.如權利要求17所述的濾光輪，其特征在于，設置在所述側壁上的多個輻射濾光器成交錯形式設置。
19.一種分光計，包括(a)濾光輪，所述濾光輪包括(1)具有基部和側壁的主體，所述主體被設置成可繞著旋轉軸線旋轉；(2)設置在所述基部上的多個輻射濾光器；以及(3)設置在所述側壁上的多個輻射濾光器；以及(b)第一輻射探測器，所述第一輻射探測器被設置成探測由設置在所述基部上的濾光器接收的輻射；(c)第二輻射探測器，所述第二輻射探測器被設置成探測由設置在所述側壁上的濾光器接收的輻射；以及(d)至少一個輻射分束器，所述至少一個輻射分束器被設置成將輻射束分成第一輻射束部和第二輻射束部，使得所述第一輻射束部被所述第一輻射探測器接收以及所述第二輻射束部被所述第二輻射探測器接收。
20.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，還包括被設置成發(fā)射輻射束的輻射源。
21.如權利要求20所述的分光計，其特征在于，還包括外殼，其中所述濾光輪、所述輻射源、以及所述第一和第二輻射探測器被安裝到外殼上。
22.如權利要求21所述的分光計，其特征在于，所述外殼被設置成被安裝到導氣管，所述導氣管被連接到病人口部，以收集所述病人的呼吸樣本。
23.如權利要求22所述的分光計，其特征在于，所述導氣管包括多個開口，所述開口被窗戶所覆蓋從而基本上密閉地密封所述開口。
24.如權利要求23所述的分光計，其特征在于，所述窗戶被選擇成在所述輻射束的大約3 μ m與大約15 μ m之間的波長是基本透明的。
25.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，設置在所述基部上的多個輻射濾光器被選擇成在中紅外光譜區(qū)域使輻射透過。
26.如權利要求25所述的分光計，其特征在于，所述中紅外光譜區(qū)域包括大約3μ m與大約8 μ m之間的波長。
27.如權利要求25所述的分光計，其特征在于，所述中紅外光譜區(qū)域包括大約3.5 μ m 與大約5μπ 之間的波長。
28.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，設置在所述基部上的多個輻射濾光器包括選擇成在CO2的吸收譜帶附近使輻射透過的濾光器、選擇成在隊0的吸收峰值附近使輻射透過的濾光器、或者選擇成在參照物的吸收譜帶附近使輻射透過的濾光器、或者上述濾光器中兩個或更多個的任意組合。
29.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，設置在所述側壁上的多個輻射濾光器被選擇成在紅外光譜區(qū)域使輻射透過。
30.如權利要求四所述的分光計，其特征在于，所述紅外光譜區(qū)域包括大約7μ m與大約15 μ m之間的波長。
31.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，還包括外殼和安裝到所述外殼上的軸承結構，其中所述濾光輪通過所述軸承結構可旋轉地安裝到所述外殼上。
32.如權利要求31所述的分光計，其特征在于，所述軸承結構包括兩個座杯以及安裝到所述濾光輪上的細長軸，所述細長軸被可旋轉地保持在所述兩個座杯之間。
33.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，所述濾光輪還包括電樞部，所述電樞部被安裝在所述濾光輪的主體的外圍。
34.如權利要求33所述的分光計，其特征在于，還包括被設置成使所述濾光輪旋轉的電機，所述電機包括轉子部和定子部，所述轉子部是所述電樞部的一部分。
35.如權利要求34所述的分光計，其特征在于，所述定子部被設置成與所述電機的轉子部相互作用，以使所述濾光輪旋轉。
36.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，設置在所述基部上的多個輻射濾光器方位角地間隔開，使得兩個相繼的輻射濾光器繞著所述旋轉軸線以相同角度間隔開。
37.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，設置在所述側壁上的多個輻射濾光器繞著所述側壁等距離地間隔開。
38.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，設置在所述側壁上的多個輻射濾光器以交錯方式設置。
39.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，所述至少一個輻射分束器可移動到所述輻射束路徑之外。
40.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，所述基部和所述側壁整體地形成以限定一體式主體。
41.如權利要求19所述的分光計，其特征在于，所述側壁和所述基部可繞著所述旋轉軸線獨立地旋轉。
42.一種分光計，包括能夠產(chǎn)生輻射束的輻射源；分束器，所述分束器接收所述輻射束并且將所述輻射束分成第一探測路徑和第二探測路徑；濾光輪，所述濾光輪具有第一支承結構和第二支承結構，第一多個濾光器被安裝在所述第一支承結構上，至少一個濾光器被設置在所述第二支承結構上，其中所述第一多個濾光器可選擇性地移動到所述第一探測路徑中，以及所述第二支承結構上的所述至少一個濾光器被設置成位于所述第二探測路徑中；第一輻射探測器，所述第一輻射探測器被設置成探測通過所述第一探測路徑中選定濾光器的輻射；以及第二輻射探測器，所述第二輻射探測器被設置成探測通過所述第二探測路徑中所述濾光器的輻射。
43.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，所述分束器可以移動到所述束的路徑之外。
44.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構和第二支承結構是同一主體的一部分，從而可作為一體一起移動。
45.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構包括基壁以及所述第二支承結構包括側壁。
46.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構包括側壁以及所述第二支承結構包括基壁。
47.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構和所述第二支承結構可獨立地旋轉。
48.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，設置在所述第二支承結構上的所述至少一個濾光器被選擇成在紅外光譜區(qū)域使輻射透過。
49.如權利要求48所述的分光計，其特征在于，所述紅外光譜區(qū)域包括大約7μπι與大約15 μ m之間的波長。
50.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，安裝到所述第一支承結構上的所述第一多個濾光器中的一個或多個被選擇成在中紅外光譜區(qū)域使輻射透過。
51.如權利要求50所述的分光計，其特征在于，所述中紅外光譜區(qū)域包括大約3μ m與大約8 μ m之間的波長。
52.如權利要求50所述的分光計，其特征在于，所述中紅外區(qū)域包括大約3.5 μ m與大約5μπ 之間的波長。
53.如權利要求42所述的分光計，其特征在于，設置在所述第一支承結構上的所述第一多個濾光器包括選擇成在(X)2的吸收譜帶附近使輻射透過的濾光器、選擇成在隊0的吸收峰值附近使輻射透過的濾光器、或者選擇成在參照物的吸收譜帶附近使輻射透過的濾光器、或者上述濾光器中兩個或更多個的任意組合。
54.一種分光計，包括外殼；設置在所述外殼中的可旋轉主體，所述主體上設置有多個濾光器，所述多個濾光器被構造成透過輻射的期望波長范圍；安裝到所述主體上的軸；以及安裝到所述外殼內的多個座杯，以及所述軸被可旋轉地保持在所述座杯之間。
55.如權利要求M所述的分光計，其特征在于，所述軸包括多個半球形端部，以及所述多個座杯中的每個包括凹形表面。
56.如權利要求55所述的分光計，其特征在于，所述多個半球端部中的每個與所述多個座杯中的每個的所述凹形表面接觸。
57.如權利要求M所述的分光計，其特征在于，所述主體包括第一支承結構和第二支承結構，所述第一支承結構被設置成保持所述多個濾光器中的第一部分以及所述第二支承結構被設置成保持所述多個濾光器中的第二部分。
58.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構被安裝到所述軸上。
59.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構和第二支承結構可作為一體一起移動。
60.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構和第二支承結構可獨立地旋轉。
61.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構包括基壁以及第二支承結構包括側壁。
62.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述第一支承結構包括側壁以及第二支承結構保持基壁。
63.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述多個濾光器的第一部分方位角地間隔開，使得兩個相繼的輻射濾光器繞著所述主體的旋轉軸線以相同角度間隔開。
64.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述多個濾光器的第二部分繞著第二支承結構等距離地間隔開。
65.如權利要求57所述的分光計，其特征在于，所述多個濾光器的第二部分以交錯方式設置。
66.如權利要求M所述的分光計，其特征在于，所述可旋轉主體包括電樞部，所述電樞部被安裝到所述主體的外圍上。
67.如權利要求66所述的分光計，其特征在于，還包括被設置成使所述可旋轉主體旋轉的電機，所述電機包括轉子部和定子部，所述轉子部是所述電樞部的一部分。
68.如權利要求67所述的分光計，其特征在于，所述定子部被設置成與所述電機的所述轉子部相互作用，以使所述主體旋轉。
69.如權利要求M所述的分光計，其特征在于，還包括能夠產(chǎn)生輻射束的輻射源。
70.如權利要求M所述的分光計，其特征在于，還包括輻射探測器，所述輻射探測器被設置成探測由所述多個濾光器接收的輻射。
全文摘要
公開了一種濾光輪以及包括濾光輪的分光計。濾光輪具有第一支承結構和第二支承結構，第一多個濾光器安裝到所述第一支承結構上，至少一個濾光器設置到所述第二支承結構上。輻射源產(chǎn)生輻射束，以及分束器將輻射束分成第一探測路徑和第二探測路徑。第一多個濾光器可以選擇性地移動到第一探測路徑中。第二支承結構上的至少一個濾光器被設置成位于第二探測路徑中。分光計包括第一輻射探測器和第二輻射探測器，所述第一輻射探測器探測穿過在第一探測路徑中選定濾光器的輻射，所述第二輻射探測器探測穿過第二探測路徑中濾光器的輻射。
文檔編號G01J3/02GK102216744SQ200980145929
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權日2008年11月18日
發(fā)明者J·T·拉塞爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司