(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内部を通る連続通路を形成している第１の開口チャンネルを有するセル構造、および
（ｂ）前記セル構造と密封状態に係合でき、前記第１の開口チャンネル内に少なくとも部分的に侵入する突起と、前記第１の開口チャンネルと実質的に整合されて連続通路を延長する第２の開口チャンネルとを有する第１の端部キャップ、を含んで構成された放射エネルギー場内で流体を移送するフロー・セル。
【請求項２】
前記セル構造の反対側の端部に配置されてそれと密封状態に係合でき、前記第１の開口チャンネル内に少なくとも部分的に延在する突起と、前記第１の開口チャンネルと実質的に整合されて連続通路を延長する第３の開口チャンネルとを有する第２の端部キャップを含む請求項１に記載されたフロー・セル。
【請求項３】
前記突起が実質的に截頭円錐形である請求項２に記載されたフロー・セル。
【請求項４】
前記第１および第２の端部キャップが前記フロー・セルに流体シールを形成する請求項３に記載されたフロー・セル。
【請求項５】
前記フロー・セルが、比較的小さな屈折率の材料で形成された第１の内側の層と、前記第１の層のまわりに実質的に同心的に配置された第２の層と、前記第２の層のまわりに実質的に同心的に配置された第３の層とを含む実質的に同心的に配置された性質の異なる複数の層を前記第１の開口チャンネルのまわりに含む請求項２に記載されたフロー・セル。
【請求項６】
前記第１の層がテフロン（登録商標）ＡＦで形成された請求項４に記載されたフロー・セル。
【請求項７】
前記第２の層がＰＥＥＫで形成された請求項４に記載されたフロー・セル。
【請求項８】
前記第３の層がＦＥＰで形成された請求項４に記載されたフロー・セル。
【請求項９】
前記第３の層が前記セル構造の残りの部分で実質的に同心的に囲まれ、前記セル構造の残りの部分はステンレス鋼で形成されている請求項４に記載されたフロー・セル。
【請求項１０】
前記第１および第２の端部キャップの前記截頭円錐部分が前記第３の層のそれぞれの部分を押しのけて、前記第３の層と前記截頭円錐部分との間に流体密シールを形成するように位置される請求項４に記載されたフロー・セル。
【請求項１１】
前記第１の層の端部が外方へ向かって拡がっている請求項５に記載されたフロー・セル。
【請求項１２】
前記第２の端部キャップの突起が前記層のそれぞれの端部から押しのけられて流体の存在する間隙空間が形成される請求項５に記載されたフロー・セル。
【請求項１３】
さまざまな屈折率を有する流体を移送するそれぞれのフロー・セルにおける放射エネルギー損を統一するように前記間隙空間が較正された請求項１２に記載されたフロー・セル。
【請求項１４】
流体および放射エネルギーが連続通路を通るように向けられ、放射エネルギーが流体を通る請求項２に記載されたフロー・セル。
【請求項１５】
前記第１の層が押出し加工で形成された請求項６に記載されたフロー・セル。
【請求項１６】
（ａ）内部を延在する開口穴を有するセル本体を準備すること、
（ｂ）その穴をライニングする材料の１つ以上の層を形成すること、
（ｃ）突出した突起を含み、また前記開口穴と実質的に整合された１つ以上の開口チャンネルを含む１つ以上の端部キャップを、前記突起が少なくとも部分的に開口穴に侵入して前記１つ以上の材料層と前記突起との間に流体シールを形成するように前記セル本体に取り付けること、
（ｄ）放射エネルギーが試料流体を通るように前記開口穴を通して試料流体および放射エネルギーを送ること、および
（ｅ）試料流体を通った放射エネルギーを受けてそれを解読すること、
を含む放射エネルギーの相互作用で試料の組成を決定する方法。
【請求項１７】
前記突起が実質的に截頭円錐形である請求項１４に記載された方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の材料層に、テフロン（登録商標）ＡＦの第１の層と、前記第１の層のまわりに実質的に同心的に配置されたＰＥＥＫの第２の層と、前記第２の層のまわりに実質的に同心的に配置されたＦＥＰの第３の層とが含まれる請求項１４に記載された方法。
【請求項１９】
前記端部キャップがファイバー・オプティック材料で形成された放射エネルギー用チューブと、試料流体用チューブとを含み、前記放射エネルギー用チューブおよび前記試料流体用チューブが前記開口穴の位置またはその近くで合同して、放射エネルギーが試料流体を通るようにされた請求項１４に記載された方法。
【請求項２０】
前記放射エネルギー用チューブが前記開口穴と実質的に整合されている請求項１７に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にフロー・セル（流体試料用セル）に係わり、特に分光測光のような各種の分析化学の適用例に使用するための放射エネルギー用フロー・セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
さまざまな環境のもと、特に分析化学の適用例において、試料の準備および試験に使用するために多数の装置が設計され、使用されてきた。そのような装置の１つは、分析の目的で分光測光器のような分析器機へ、またその分析器機を通して、試料を移送するために使用できるフロー・セルである。フロー・セルは典型的に液体試料を移送するために使用されているが、他の流動試料にも使用することができる。
【０００３】
最も一般に、フロー・セルは放射エネルギー源とエネルギー検出器との間の空間を通して試料溶液を移送するようになされており、その検出器が試料溶液を通して生じる関連エネルギーの吸収または伝達を検出する。そのような検出器の例は分光測光器である。その後、試料の組成を判解するために、結果として得たエネルギーの「指紋」ともいえる伝達波長対吸収波長の関係を各種の分析器機で解読する。
【０００４】
しかしながら、試料溶液を通してエネルギーを効果的に送るためには、フロー・セルは試料溶液よりも小さい屈折率を有して、比較的長い距離に及ぶ波の伝播を可能にしなければならない。これまでのフロー・セル構造では、フロー・セルに一般に使用されている材料よりも大きい屈折率を有する流体中に分析すべき試料を溶解させることが必要とされた。この結果、屈折率が比較的高いという理由で、フロー・セルの適用における溶剤として有機流体が典型的に使用された。
【０００５】
しかしながら幾つかの理由のために、そのような有機流体に代わる好ましい代替流体として水流体キャリヤが探し求められた。水流体を使用するフロー・セル・システムを実現するためには、水よりも小さい屈折率を有する材料がそれぞれのフロー・セルに要求される。そのような材料の１つは、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン社によって開発されたテフロン（登録商標）ＡＦという商標名のペルフローリネート化（perflourinated）された共重合体である。従って分析用のフロー・セルは、分光測光や測光の適用例で効率的な放射エネルギーの伝播を可能にするために、テフロン（登録商標）ＡＦや他の小屈折率の材料で形成された層を含むことが好ましい。
【０００６】
今日一般に使用されているフロー・セルのほとんど全ては効率的で信頼できる設計を具現したものではない。その多くは複数部分に分けられ、複数の方向に向けられたチューブを使用しており、それらのチューブは「無流動（デッド・フロー）」領域を形成し、また流体が漏洩する大きな危険性をもたらしている。他のフロー・セル設計は望ましくないほど複雑で、現在の分析器機の幾何学的構成に使用することが困難であったり、製造が非常に高価となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の基本的な目的は、試料の組成を分析するために使用される放射エネルギー場に試料溶液を曝すための改良された手段を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、望まれる試料溶液の流れの特徴を生じるように改良されたフロー・セル設計を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、フロー・セルを通る流れの乱れを減少させる拡がりチューブ（フレアー・チューブ）のフロー・セル設計を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、放射エネルギー場を通って流れる各種流体の間で放射エネルギー損を統一するための較正された間隙空間を有するフロー・セルを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、シールされた流体通路を形成するようにフロー・セルと係合される実質的に円錐截頭部分を有する端部キャップを含む改良されたフロー・セルを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、フロー・セル本体に係合されたとき、高圧の流体シールを形成するように寸法決めされ、形状を定められた端部キャップを有する改良されたフロー・セルを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、流体および放射エネルギーを送るための通路と、フロー・セルとシール状態を形成するための改良されたシール手段とを含むフロー・セル用の端部キャップを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、改良された放射エネルギー伝達特性を有するフロー・セルを提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、ＨＰＬＣ適用例に使用する改良されたフロー・セルを提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、シール性および流体移送性が改良されたフロー・セルの製造方法を提供することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、押出し加工したチューブ構造を使用するフロー・セルの製造方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、改良されたフロー・セルは放射エネルギー場内で試料流体を移送するために使用されることが意図される。このフロー・セルは、シール性および流体流動性の改良される構造をもたらす。
【００１９】
本発明のフロー・セルの１実施例は、内部を通る連続した通路を形成する第１の開口チャンネルを有しているセル構造を好ましく含む。このフロー・セルに、セル構造とシール状態で係合する少なくとも１つの端部キャップが取り付けられる。端部キャップは外方へ突出する実質的に円錐截頭形の部分を含むことが好ましい。組み付けられたとき、その円錐截頭部分は第１の開口チャンネルに少なくとも部分的に侵入することが好ましい。
【００２０】
第１の開口チャンネルは１つ以上の層で覆われることが好ましい。最も内側の層はテフロン（登録商標）ＡＦのような小屈折率の材料であることが好ましい。第２の層はＰＥＥＫで形成され、第１のテフロン（登録商標）ＡＦの層を実質的に同芯的に囲むことが好ましい。第３の層は、ＰＥＥＫの層を実質的に同芯的に囲んでＦＥＰで形成され、第１の開口チャンネルの外壁面と密接に接触されることが好ましい。組み付けられたとき、端部キャップの円錐截頭部分はＦＥＰ層の一部を第１の開口チャンネル壁面に押圧させて好ましく押しのけ、これによりＦＥＰ層と円錐截頭部分との間に流体密シールを形成する。
【００２１】
端部キャップは、試料流体および放射エネルギーを送るための１つ以上の開口チャンネルを含むことが好ましい。好ましい実施例では、放射エネルギー用チャンネルはセル構造内の第１の開口チャンネルと実質的に整合される。放射エネルギー用チャンネルおよび流体用チャンネルは、放射エネルギーが試料流体を通過するように合同化されることが好ましい。
【００２２】
放射エネルギーおよび試料流体を一層効率的に送るために、最も内側の層の少なくとも一方の端部が外方へ向かって拡げられることが好ましい。最内側の層の拡がり部分は、最内側の層の内径が大きな放射エネルギー損を生じることなく減少できるように、またさらに流体流れの乱れの減少を可能にするように、較正される。このように減少された流れの乱れは測光試料分析の信頼性を高める。
【００２３】
本発明の他の概念において、セル構造内の第１の開口チャンネルとそれぞれの端部キャップ内の流体用チャンネルとの間に、間隙空間が形成される。この間隙空間は、さまざまに異なる屈折率を有する各種の流体の間で放射エネルギー損が統一されるように、適切な空間容積を定めるように好ましく且つ調整可能に較正される。
【００２４】
本発明はまた、上述した構造部材を使用して試料流体に作用する放射エネルギーによって試料の組成を決定する方法も考えている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
上述で列挙した目的および利点は、本発明で与えられる他の目的、特徴および進歩と共に、添付図面を参照して説明される詳細な実施例に関して与えられ、図面は本発明のさまざまな実現可能な構造を示すことを意図される。本発明の他の実施例および概念は、当業者に把握されるものと認識される。
【００２６】
図面を符号で参照し、最初に図１を参照すれば、本発明のフロー・セル１０の部分的に分解した横断面図が示されている。フロー・セル１０はセル本体１２と、第１および第２の端部キャップ１４，１６を含む。セル本体１２は内部を通って延在する第１の開口チャンネル１８を好ましく含み、この第１の開口チャンネル１８はセル本体の長さに亘って連続した通路を形成している。１つ以上のそれぞれ異なる材料の層が開口チャンネル１８を好ましく囲んでいる。これらの層は開口チャンネル１８を同芯的に囲むことが好ましく、これにより同芯チューブを形成し、最内側のチューブの内径面が開口チャンネル１８を形成する。それぞれの層の同芯度は厳密に制御されることが好ましい。
【００２７】
好ましい実施例では、比較的小屈折率の材料で形成された第１の層２０が開口チャンネル１８を同芯的に囲んでいる。チャンネル１８内の試料流体を通過する放射エネルギーがほとんど減少することなく比較的長い距離を伝播できるようにするために、小屈折率の材料を第１の層２０に使用することが望ましい。流体組成を分析するために分光測光器または他の器機を使用したフロー・セルの適用例では、流体および放射エネルギーが通過するチューブの壁は、放射エネルギーの効率的な伝播（完全内部反射として知られた現象による）を可能にするために流体よりも小さい屈折率を有していなければならない。従って、高性能な液体クロマトグラフィー適用例、または他のフロー・セルを使用した内壁が流体と接触される分析化学適用例における試料分析のための基礎流体として水が使用されるならば、内壁面の材料は水よりも小さい屈折率を有することが好ましい。
【００２８】
そのような適用例が本発明で意図される。そのような小屈折率の材料の一例は、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン・インコーポレーテッド社が開発し、販売しているテフロン（登録商標）ＡＦである。現在、テフロン（登録商標）ＡＦは第１の層２０に使用するのに最も好ましい材料である。何故なら、試料分析に使用される水や他の溶媒よりも小さい屈折率を有して容易に購入できる唯一の材料だからであり、またそれらの溶媒のほとんど全てと化学的に共用できるからである。従って、第１の層２０はテフロン（登録商標）ＡＦで好ましく形成される。その第１の層２０の内面は欠陥が比較的なく、存在する何れの欠陥も放射エネルギーの波長よりも小さいことが好ましい。
【００２９】
第１の層２０に放射エネルギーが透過することで生じる放射エネルギー損を防止するために、第１の層２０は十分な厚さを有すことが好ましい。放射エネルギーがセル本体１２の第１の開口チャンネル１８を通して送られるとき、放射エネルギーは無限小の波長として第１の層２０に浸透し、その強さは第１の層２０の深さにより指数的に衰退する。開口チャンネル１８を通して効率的に放射エネルギーを送るために、第１の層２０の厚さ「Ｔ」は入射する放射エネルギーの浸透深さ「δ」よりも大きくなければならない。その深さは以下の式で与えられ、ここでｎTは第１の層２０の屈折率、ｎiは試料流体他の屈折率、λiは入射エネルギーの波長、そしてｉはチャンネル１８に入射する放射エネルギーの角度である。
【数１】
0003766029.tif 000002
本発明の好ましい実施例では、第１の層２０は開口チャンネル１８を通過するそれぞれの放射エネルギーの少なくとも２波長分の厚さを有する。第１の層２０は少なくとも１５μｍであることが最も好ましい。
【００３０】
幾つかの実施例では、第１の層２０はチューブ形状で、セル本体１２を通る流体および放射エネルギーの移動路を定める境界面を形成することが好ましい。
【００３１】
本発明の好ましい実施例では、第２および第３の層２２，２４が第１の層２０のまわりに同芯的に配置される。第２および第３の層２２，２４は重合材料であることが好ましく、チューブ形状であることが好ましい。特に好ましい実施例では、第２の層２２はＰＥＥＫで、第３の層はＦＥＰである。図１に示されるように、第２の層２２は第１の層２０と第３の層２４との間に配置され、第１の層２０および第３の層２４の両方と緊密に接触される。好ましい実施例では、第１、第２および第３の層の間の間隙は開口チャンネル１８の内径の２％を超えないように保持される。
【００３２】
好ましい実施例では、図１に示されるように、第３の層２４はセル本体１２の残部で実質的に同芯的に囲まれ、ステンレス鋼のような剛い不侵食性材料であることが好ましい。しかしながら、他の材料も例示したステンレス鋼に代えて使用できる。
【００３３】
第１および第２端部キャップ１４，１６は、内部を延在する少なくとも１つの開口チャンネルを含むことが好ましい。第２の開口チャンネル２６は第１の端部キャップ１４内に好ましく配置され、第１の開口チャンネル１８と好ましく整合される。同様に第３のチャンネル３０は端部キャップ１６内に配置され、チャンネル１８と整合される。図１に示されるように、第２および第３の開口チャンネル２６，３０はそれぞれ端部キャップ１４，１６の全長に亘って好ましく延在される。チャンネル２６，３０はフロー・セル１０を通して放射エネルギーを伝送するために使用されることが好ましく、さまざまな角度の反射特性によって生じ得る測定誤差を排除するために単一平面内に配置されることが望ましい。好ましい実施例では、チャンネル２６，３０は、例えばファイバー・オプティック材料のような放射エネルギーの伝送に効率的な材料で製造される。チャンネル２６，３０として使用することが特に好ましい材料は、石英ファイバー・オプティックである。従って、チャンネル２６，３０はチャンネル１８と真直ぐな状態で整合されることが好ましい。第１，第２および第３の層２０，２２，２４はチャンネル２６，３０と実質的に同芯状態で整合され、その偏位はチャンネル１８の内径の５％を超えない。
【００３４】
本発明の好ましい実施例では、流体用チャンネル２８は端部キャップ１４内に配置され、前記第２の開口チャンネル２６から端部キャップ１４の外面まで延在する。図１に示されるように、流体が流体用チャンネル２８を通って端部キャップ１４の外面と開口チャンネル１８との間を流れるように、流体用チャンネル２８は端部キャップ１４の全寸法を通して延在することが好ましい。流体用チャンネル２８を形成する壁は端部キャップ１４と同じ材料とされるか、特定の適用例で望まれる別の材料でライニングまたは被覆されることができる。
【００３５】
図１に示された実施例では、端部キャップ１６は端部キャップ１４に似ていることが好ましい。端部キャップ１６は、開口チャンネル１８に関係した平面と一致する平面内を延在する第３のチャンネル３０を好ましく含む。さらに、端部キャップ１６は、その第３のチャンネル３０から端部キャップ１６の外面まで延在して、開口チャンネル１８と端部キャップ１６の外面との間を流体が流れるフロー・ダクトを形成する流体用チャンネル３２を好ましく含む。
【００３６】
図１に示した実施例の好ましい特徴は、端部キャップ１４，１６から突出する突起４０である。突起４０はセル本体１２に受け入れられるようになされ、これによりセル本体とそれぞれの端部キャップ１４，１６との間の境界面に流体シールが形成される。第２および第３のチャンネル２６，３０は、第２および第３の開口チャンネルに通じるそれぞれの開口が突起４０の外面にそれぞれ位置するように突起４０を通して好ましく延在される。本発明の特に好ましい実施例では、突起４０はそれぞれの端部キャップ１４，１６から突出する円錐截頭部分を実質的に形成する。図１に示されるように、第２および第３の開口チャンネル２６，３０は前記突起４０の截頭部分を通って延在することが好ましい。
【００３７】
好ましい円錐截頭形は、端部キャップ／セル本体の境界面の位置に望まれる流体密シールの特徴を形成する。図２に示されるように、さらに図３で明瞭なように、第１の層２０の部分は外方へ向かって拡げられている。第１の層２０のこの拡がり部分は、第１の層２０によって形成されたチャンネル１８内に高度に磨かれて加熱された円錐構造を挿入することで好ましく形成される。第１の層２０がテフロン（登録商標）ＡＦで形成された実施例では、この円錐構造はテフロン（登録商標）ＡＦのガラス転移点（２４０゜Ｃ）付近で、テフロン（登録商標）ＡＦの溶融点未満の温度まで加熱される。それ故に、加熱された円錐構造は第１の層２０の一部をその円錐構造の外面形状となるように形成する。
【００３８】
幾つかの実施例では、開口チャンネル１８へ、またそのチャンネルから流体が一層効率的に流れることができるように、第１の層２０は開口チャンネル１８の内径寸法を変化させるように拡げられる。第１の層２０の拡がり部分はチャンネル１８内の流体流れの乱れを減少し、これにより層流流れの度合いを高める。流体流れの乱れはその流体を通過する放射エネルギーの消散を生じるので、流れにおける乱れの減少は放射エネルギー伝達の分光測光分析の「散乱ノイズ」を望ましく減少させ、それ故に分光測光の精度を高めることになる。
【００３９】
第１の層２０の端部５０は外方へ向かって拡げられて、その端部５０における開口チャンネル１８の内径が開口チャンネル３０の対応する内径寸法に実質的に等しくされる。第１の層２０の一部を外方へ拡げることで、開口チャンネル１８の内径寸法は相応に縮小される。このような開口チャンネル１８の内径の縮小は第１の層２０の内径を相応に縮小し、開口チャンネル１８の内部容積を小さくして、開口チャンネル１８を通る放射エネルギーの伝達に大きな減少を生じることなくチャンネル内の試料帯の拡がりを縮小することができる。さらに、第１の層２０の拡がり部分５０は、開口チャンネル２６とチャンネル１８の拡がり部分５０との間の屈曲角度による大きな放射エネルギー損を生じることなく第１の層２０の内径寸法を開口チャンネル２６よりも小さくなるように縮小可能にする。このような最小限の放射エネルギー損は、拡がり部分の角度が放射エネルギーの入射角と組み合って放射エネルギーの受け入れ角度θよりも小さいならば、可能である。このような受け入れ角度θは以下の関係式で決定され、ここでＮＡはチャンネル１８の開口数（開口率）、ｎfは試料流体の屈折率、ｎf1は第１の層の屈折率である。
【数２】
0003766029.tif 000003
第１の層２０の外方へ向かう拡がり部分５０は第２の層２２の面取り部分５２と好ましいシール状態で密接に接触される。
【００４０】
図３に示されるように、突起４０は第３の層２４の一部をセル本体１２に押圧させて外方へ好ましく押しのける。このような外方への押しのけは第３の層２４の圧縮された部分５４に横方向の引っ張り力を生じる。この引っ張り力は突起４０を所定位置に固定するうえで好ましく助成し、また突起４０と第３の層２４との間に流体シールを形成するように作用する。
【００４１】
突起４０は、一般に円錐截頭形を有し、端部キャップ１４，１６のそれぞれから実質的に直角方向へ延在するように図３に示されている。このような円錐截頭形は、所望の整合性およびシール性の特徴を与えるために好ましい。それぞれの端部キャップ１４，１６がセル本体１２に組み付けられてフロー・セル１０を形成するとき、それぞれの突起４０の円錐部分４２は第１の層２０に対してしっかりと着座されると共に、第３の層の一部を押しのけることが好ましい。このような押しのけは第３の層２４と突起４０との間に比較的高圧の流体シールを形成する。このような高圧シールは１３．８〜２０．７ＭＰａ（２０００〜３０００ｌｂ／ｉｎ2）の流体圧力に好ましく耐える。さらに、セル本体１２における截頭部分４２の係合は、層２２および層２４の間の境界面に高圧の流体シールを形成する。截頭部分４２は開口チャンネル１８を第２および第３の開口チャンネル２６，３０のそれぞれと直線的に整合させるために好ましく配置される。
【００４２】
図１〜図３のフロー・セルは上述で説明したような端部キャップと、内部を延在する開口穴を有するセル本体とを備えることで好ましく形成される。テフロン（登録商標）ＡＦチューブの部分は開口穴内の第１の層として使用するように選ばれる。テフロン（登録商標）ＡＦチューブは押出し加工、またはそのようなチューブを効果的に形成する他のいずれかの方法によって形成される。その後、テフロン（登録商標）ＡＦのチューブ部分はＰＥＥＫのチューブ内に好ましく位置決めされ、ＰＥＥＫのチューブが開口穴内の第２の層を形成する。好ましい実施例では、ＰＥＥＫのチューブ部分はテフロン（登録商標）ＡＦのチューブと密接に接触される。ＰＥＥＫのチューブ部分の少なくとも一端の内面は外方へ向かって好ましく面取りされて一般に円錐形の端部が形成される。その後、加熱された円錐部材がテフロン（登録商標）ＡＦのチューブの対応する部分に望まれる長さにつき挿入されてそのテフロン（登録商標）ＡＦのチューブ部分を外方へ拡げ、外側に配置されたＰＥＥＫのチューブの面取りした部分に押圧させる。組み合わされたＰＥＥＫ／テフロン（登録商標）ＡＦ（ＰＴ）のチューブ部分はその後、縁部に変形やばり形成がほとんどまたは全くないきれいな切断縁が形成されるようにして正確な長さに切断される。
【００４３】
ＦＥＰのチューブの一部はＰＴのチューブ部分よりも長い長さに切断され、ＰＴのチューブ部分がその内部に挿入されて、複数層のチューブ部分が形成されることが好ましい。その後、複数層のチューブ部分がセル本体の開口穴に挿入される。本発明の好ましい実施例では、ＦＥＰのチューブ部分はその材料が多少柔軟になる温度まで加熱される。加熱されたチューブ部分はその後引き伸ばされて薄くされ、またセル本体の開口穴を通して引っ張った後所望の長さに切断される。ＦＥＰの部分が冷却されたならば、ＰＴのチューブ部分がＦＥＰのチューブ部分に挿入されてセル本体内に付す層のチューブ組立体が形成される。ＰＴのチューブ部分はＦＥＰのチューブ部分内に摩擦嵌合されることが好ましい。
【００４４】
複数層のチューブ組立体がセル本体内に位置決めされたならば、それぞれの端部キャップがセル本体に係合されて、突起が開口穴に少なくとも部分的に侵入する。図２および図３に示されるように、突起４０はＦＥＰの層の一部分を押しのけてセル本体に押圧させ、これによりそれぞれの突起４０とＦＥＰ層２４との間、およびＰＥＥＫの層２２とＦＥＰの層２４との間に流体密シールを形成する。さらに、この複数層のチューブ組立体はそれぞれの端部キャップの間、およびセル本体４０内に効果的に固定される。テフロン（登録商標）ＡＦの内径寸法で形成される開口チャンネル１８は、フロー・セル１０を通して流体および放射エネルギーを効率的に流すために、それぞれ第２および第３の開口チャンネル２６，３０と整合されることが好ましい。
【００４５】
図３に示されるように、端部キャップ１４の円錐截頭部分４２と開口チャンネル１８のそれぞれの端部との間に間隙６０が残されることが好ましい。作動において、試料流体は間隙６０を充満し、有効な放射エネルギーを伝達する第１の層２０の存在しない流体の充満した間隙を放射エネルギーが通過するときに計算可能な放射エネルギー損を生じる。このように、間隙６０に進入する放射エネルギーは間隙６０が定める容積内に消散し、放射エネルギーの部分的な拡散すなわち損失を生じる。比較的大きい屈折率を有する流体は、比較的小さい屈折率を有する流体に比べて大きな放射エネルギー損を生じる。この放射エネルギー損は以下の関係式によって計算される。
【数３】
0003766029.tif 000004
ここで、「Ｅ」は放射エネルギー損、「ａ」は端部キャップ１４の円錐截頭部分４２とチャンネル１８との間の間隙６０として形成された距離、ＮＡはチャンネル１８の開口数（開口率）、Ｄはチャンネル１８の内径寸法、そしてｎfはそれぞれの試料流体の屈折率である。この関係式を使用して本発明の設計者は、開口チャンネル１８内の異なる屈折率を有する各種流体に関する放射エネルギー損を相殺して、各種流体の間でそのようなエネルギー損を統一するために適当な間隙６０を選択することができる。このようなエネルギー損は、もともと存在する壁面欠陥のために全ての実際の開口チャンネル１８に不可避的に生じ、また比較的大きい屈折率を有する流体に比べて比較的小さい屈折率を有する流体の方が大きい放射エネルギー損を生じる。間隙６０／チャンネル１８の寸法比（ａ／Ｄ）の典型的な範囲は約０．１〜約１．０である。
【００４６】
本発明は特許法（Patent Statutes）に従うため、また当業者に対して本発明の実施例の新規な基本を与え、必要に応じてその実施例を構成および使用できるようにするために必要な情報を与えるために、本明細書でかなり詳細に記載した。しかしながら、本発明は異なる装置で実施できること、およびさまざまな変更が本発明の範囲から逸脱せずに行えることは理解されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフロー・セルの部分的に分解された横断面図である。
【図２】図１に示されたフロー・セルの横断面図である。
【図３】図２に示されたフロー・セルの拡大した横断面図である。
【符号の説明】
１０  フロー・セル
１２  セル本体
１４  第１の端部キャップ
１６  第２の端部キャップ
１８  第１の開口チャンネル
２０  第１の層
２２  第２の層
２４  第３の層
２６  第２の開口チャンネル
２８  流体用チャンネル
３０  第３のチャンネル
３２  流体用チャンネル
４０  突起
４２  截頭円錐部分
５０  端部
５２  面取り部分
５４  圧縮された部分
６０  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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