TW202104864A - 用於在純化學物質中之超低濃度的遠端線上濃縮及均質化之自動化系統 - Google Patents

用於在純化學物質中之超低濃度的遠端線上濃縮及均質化之自動化系統 Download PDF

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Abstract

本發明描述濃縮且均質化一遠端樣本以用於分析之系統及方法。一樣本濃縮及均質化系統實施例包含但不限於：至少一第一閥；至少一第一柱，其經流體耦合至該第一閥；一流量計，其在該第一閥處於一第一流動路徑組態中時，與該第一柱流體耦合以量測通過該第一柱之該液體樣本之一量；及一均質化閥，其包含其中均質化該濃縮樣本之一樣本均質化迴路。

Description

用於在純化學物質中之超低濃度的遠端線上濃縮及均質化之自動化系統
在許多實驗室情境中，一次分析大量化學或生物樣本通常係必要的。為了使簡化此等程序，已機械化樣本之操縱。此等機械化取樣可被稱為自動取樣且可使用自動化取樣裝置或自動取樣器執行。
感應耦合電漿(ICP)光譜測定法係常用於判定液體樣本中之微量元素濃度及同位素比之一分析技術。ICP光譜測定法採用電磁生成之部分離子化氬電漿，其達到約7,000K之一溫度。當將一樣本引入電漿時，高溫使樣本原子變為離子化或發射光。由於各化學元素產生一特徵質量或發射光譜，故量測所發射之質量或光之光譜容許判定原始樣本之元素組成。
樣本引入系統可用於將液體樣本引入至ICP光譜儀(例如，一感應耦合電漿質譜儀(ICP/ICP-MS)、一感應耦合電漿原子發射光譜儀(ICP-AES)或類似物)或其他樣本偵測器或分析儀器中以用於分析。例如，一樣本引入系統可自一容器抽出一液體樣本之一等分試樣且此後將等分試樣運送至一噴霧器，該噴霧器將等分試樣轉換為適用於藉由ICP光譜儀在電漿中離子化之一多分散氣溶膠。接著，該氣溶膠在一噴霧室中分類以移除較大之氣溶膠粒子。在離開噴霧室之後，藉由ICP-MS或ICP-AES儀器之一電漿炬總成將氣溶膠引入至電漿中用於分析。
描述混合且均質化一濃縮樣本以用於分析之系統及方法。用於藉由一感應耦合質譜儀分析一液體樣本之一濃縮及均質化系統包含但不限於耦合至一濃縮樣本均質化系統之一樣本濃縮系統。該樣本濃縮系統可包含：至少一第一閥；至少一第一交換柱，其經組態以保持至少一個受關注化學物質且耦合至該第一閥；及一液體質量流量計，其與該閥流體耦合且經組態以量測通過該第一交換柱之液體之一質量或容積之至少一者。該系統進一步包含一均質化閥，該均質化閥將該濃縮樣本引入至一樣本均質器迴路，此產生一均質濃縮樣本以供分析。
提供發明內容以用一簡化形式介紹在下文實施方式中進一步描述之概念之一選擇。發明內容既不旨在識別所主張標的物之關鍵特徵或本質特徵，亦不旨在用作對判定所主張標的物之範疇之一幫助。
概述
判定一樣本中之微量元素濃度或量可提供樣本之純度之一指示，或樣本用作一試劑、反應性組分或類似物之一可接受性。例如，在特定生產或製造程序(例如，採礦、冶金、半導體製造、製藥等)中，對雜質之容許度可為非常嚴格的，例如，約十億分之一。例如，半導體程序可對程序化學物質中之雜質要求超低偵測限值，包含但不限於用於清洗晶圓之超純水(UPW)、用於乾燥晶圓之異丙醇(IPA)、過氧化氫(H2 O2 )、氨溶液(NH4 OH)及類似物。無法在此等程序化學物質中偵測超低濃度之雜質可毀壞一半導體晶圓，諸如藉由使此等雜質沈澱出溶液且至晶圓上(例如，使一金屬雜質或其他導電危害物沈積於晶圓上(諸如透過雜質沈澱出溶液)，晶圓充當雜質之一濃縮表面或類似者)。然而，甚至高度靈敏之分析裝置(諸如感應耦合電漿質譜儀(ICP/ICP-MS)系統)之偵測性能通常不具有量測用於常規分析之一樣本中存在之低千兆分之一(ppq)濃度之化學物質之精確解析度。
審查中美國申請案16/119,253描述用於樣本中存在之超低濃度化學物質(例如，化學元素、分子、化合物等)之自動化、線上濃縮之系統及方法。實例系統採用一或多個閥總成及一或多個柱來濃縮一或多個樣本中之化學元素之群組且為預濃縮分析物之溶析提供一高速率之分析物保持及快速動力以用於藉由感應耦合電漿(ICP)分析系統(諸如ICP-MS系統)之後續分析。樣本可在一遠端樣本位置(例如，作為一遠端取樣系統之部分)、在定位為遠距於遠端取樣系統之一分析系統(例如，在具有接收遠端樣本之一ICP-MS系統之一分析系統)或其等之組合處預濃縮。
當前描述之均質化步驟係美國申請案16/119,253中描述之濃縮系統之一修改且提供可藉由若干不同分析模式分析之一均質化樣本。例如，一分析裝置通常在特定偵測模式下操作以偵測受關注之特定化學物種，其中針對一個受關注化學物種之一偵測模式可不適用於偵測另一受關注化學物種(例如，可在一個偵測模式中產生過多背景雜訊而無法偵測一不同的受關注化學物種)。分析裝置因此必須在特定偵測模式中運行以分析該特定受關注化學物種。在(例如，非均質化樣本之)典型溶析條件下，化學物種在將溶析液引入至柱之後已界定一特定時間內之峰值。若分析裝置在溶析後之預期時間期間不在一特定化學物種之偵測模式中操作，則分析裝置無法輸出該等化學物種之精確偵測。針對分析多個化學物種(例如，來自一單一或多個柱)之一系統，協調預期峰值時間周圍之各種偵測模式之時序可為繁複的，可在時序變得偏移的情況下導致分析誤差，或可基於時序約束限制對一給定樣本可用之偵測模式之量。經濃縮樣本之均質化產生一樣本輪廓，其係一平線區，與一峰值相反。相同量之物種可存在於一均質化樣本及一非均質化樣本兩者中，但分佈遍及均質化樣本之整個樣本容積。因此，可對延長之樣本平線區執行多個分析模式。實例實施方案
大體參考圖1A至圖13，描述經組態以分析樣本之實例系統。在實例實施例中，樣本在運送經過一遠端取樣系統與定位為遠距於遠端取樣系統之一分析系統之間的距離之前、之後或之前及之後兩者被引入至一樣本濃縮及均質化系統。一系統100包含在一第一位置處之一分析系統102。系統100亦可包含在遠距於第一位置之一第二位置處之一或多個遠端取樣系統104。例如，一或多個遠端取樣系統104可經定位為靠近一化學物質之一源(諸如一化學物質貯存槽、一化學物質處理槽(例如，一化學物質浴)、一化學物質運送管線或管道或類似物(例如，第二位置))以由分析系統102分析，其中分析系統102可經定位為遠距於(若干)遠端取樣系統104 (諸如一生產設施之一分析中樞(例如，第一位置))。系統100亦可包含在一第三位置、一第四位置等處之一或多個遠端取樣系統104，其中第三位置及/或第四位置遠距於第一位置。在實施方案中，遠端取樣系統104之第三位置、第四位置及其他位置可遠距於其他遠端取樣系統104之各自其他位置。例如，一個遠端取樣系統104可定位於一水管線(例如，一去離子化水運送管線)處，而一或多個其他遠端取樣系統104可定位於一化學物質貯存槽、一化學物質處理槽(例如，一化學物質浴)、一化學物質運送管線或管道或類似者處。在一些實施例中，系統100亦可包含在第一位置(例如，靠近分析系統102)之一或多個遠端取樣系統104。例如，在第一位置處之一取樣系統104可包含與分析系統102耦合之一自動取樣器。一或多個取樣系統104可操作以自第一位置、第二位置、第三位置、第四位置等接收樣本，且系統100可操作以將樣本遞送至分析系統102以供分析。
一遠端取樣系統104可經組態以接收一樣本150且製備樣本150用於遞送(例如，至分析系統102)及/或分析。在實施例中，遠端取樣系統104可經安置為與分析系統102相距各種距離(例如，1 m、5 m、10 m、30 m、50 m、100 m、300 m、1000 m等)。在實施方案中，遠端取樣系統104可包含一遠端取樣裝置106及一樣本製備裝置108。樣本製備裝置108可進一步包含一閥148 (諸如一流通閥)。在實施方案中，遠端取樣裝置106可包含經組態用於自一樣本流或源(例如，一液體(諸如廢水、沖洗水、化學物質、工業化學物質等)、一氣體(諸如待接觸一液體之一空氣樣本及/或其中之污染物)或類似者)收集一樣本150之一裝置。遠端取樣裝置106可包含適用於自樣本源獲取樣本且遠距離將樣本遞送至分析系統102之組件(諸如泵、閥、管件、感測器等)。樣本製備裝置108可包含經組態以使用一稀釋劑114、一內標準品116、一載體154等製備自遠端取樣裝置106收集之一樣本150之一裝置，諸如以提供特定樣本濃度、加強樣本、校準曲線或類似者，且可用一沖洗溶液158沖洗。
在一些實施例中，一樣本150可使用一或多個製備技術製備(例如，經製備樣本152)以用於遞送及/或分析，該等技術包含但不必限於：稀釋、預濃縮、添加一或多個校準標準品等。例如，一黏性樣本150可在被遞送至分析系統102之前在遠端稀釋(例如，藉由樣本製備裝置108) (例如，以防止樣本150在遞送期間分離)。如本文描述，已自遠端取樣系統104傳送之一樣本可被稱為一樣本150，其中樣本150亦可被稱為一經製備樣本152。在一些實施例中，樣本稀釋可經動態調整(例如，自動調整)以使(若干)樣本150按一預期速率移動通過系統。例如，被添加至一特定樣本或特定類型之樣本之稀釋劑114在一樣本150過慢地移動通過系統100時增加(例如，如藉由自第二位置至第一位置之傳送時間量測)。在另一實例中，一升(1 L)海水可在遞送至分析系統102之前在遠端預濃縮。在一進一步實例中，靜電濃縮用於來自一空氣樣本之材料上以預濃縮可能的空載污染物。在一些實施例中，線上稀釋及/或校準係由系統100自動執行。例如，一樣本製備裝置108可添加一或多個內標準品至被遞送至分析系統102之一樣本以校準分析系統102。
在實施例中，在圖1A中展示實施例之一實例，樣本製備裝置108包含一樣本濃縮及均質化系統200以濃縮且均質化自遠端取樣裝置106接收之樣本150中存在之一或多個化學元素，隨後將製備樣本152 (例如，一濃縮及均質化樣本)傳送至分析系統102。
或者或另外，分析系統102可包含樣本濃縮及均質化系統200以在由本文描述之分析裝置分析之前濃縮且均質化一或多個化學元素。雖然樣本濃縮及均質化系統200被描述為濃縮且均質化化學元素以供分析，但應理解，樣本濃縮及均質化系統200可用以濃縮且均質化化學物種、離子、分子、化合物或類似物以由分析系統102分析。
參考圖1B至圖1L，展示樣本濃縮及均質化系統200之實例實施例。圖1B及圖1C中展示之樣本濃縮及均質化系統200包含一交換柱202、一閥204、一液體質量流量計206、及包含均質器迴路207之均質化閥205。
在圖1B中，閥204處於一樣本裝載組態中以提供供一樣本(例如，樣本150或製備樣本152)通過交換柱202及液體質量流量計206之一流動路徑。樣本流動通過交換柱202，藉此對特定交換柱202具有一親和性之化學元素被保持於柱內，且未保持之樣本可流動通過閥204至液體質量流量計206且作為廢棄物退出樣本濃縮及均質化系統200。雖然本文描述之柱被稱為「交換柱」，但應注意，該等柱可為適用於提供受關注元素或物種與不受關注元素或物種之間的差異之任何柱。例如，交換柱可包含但不限於陰離子交換柱、陽離子交換柱、螯合柱、層析柱或類似者或其等之組合。
液體質量流量計206量測已通過交換柱202之樣本流(例如，容量流速或質量流速)以用於計算保持於交換柱202內之特定化學元素之一最終濃度。均質化閥205處於如展示之旁通模式中，其中清洗溶液直接流動通過閥至噴霧器208或至廢棄物。或者，清洗溶液可經引導通過均質器迴路207。
在一臨限量之質量或容積之樣本已通過交換柱202之後，樣本濃縮及均質化系統200將閥204之組態自動切換至圖1C中展示之一溶析組態，藉此一溶析液被引入至交換柱202以提供一溶析樣本(例如，經製備樣本152)用於傳送至分析系統102或由其分析。例如，操作閥204之一控制器可比較藉由液體質量流量計206量測之樣本之質量或容積與一臨限值(例如，儲存於系統記憶體中、由一使用者指定等)以判定足夠之樣本何時已通過交換柱202以濃縮(若干)受關注化學元素以由分析系統102分析。
相應地，樣本濃縮及均質化系統200將閥205之組態自動切換至一均質化組態，其中濃縮樣本152將充填均質器迴路207 (圖1C)。在均質化(如下文描述)之後，系統將經濃縮、均質化樣本152推動至噴霧器208。雖然圖1C展示溶析組態中之閥204、均質化閥205及接著至噴霧器208之間的一流體路徑，但可瞭解，此流動路徑可為一直接連接(例如，其中樣本濃縮及均質化系統200被包含在分析系統102處或連接至其之一去溶劑化系統)或可為一遠端連接(例如，其中樣本濃縮及均質化系統200被包含於一遠端取樣系統104)，諸如藉由包含閥148及傳送管線(例如，本文描述之一傳送管線144)。分析系統102處之分析結果可與藉由液體質量流量計206量測之容積或質量及溶析液之容積比較以判定藉由遠端取樣系統104獲得之樣本中存在之化學元素之一濃度。
均質化閥205之操作在圖1D至圖1F中更詳細展示，其中圖1D繪示至均質器迴路207中之樣本裝載，圖1E繪示混合/均質化，且圖1F繪示經濃縮、均質化樣本傳遞至噴霧器。例如，樣本均質化閥205包含一均質器迴路207，該均質器迴路207可經線上連接以自交換柱202接收樣本且將樣本遞送至噴霧器208。為了起始均質化步驟，如在圖1D中展示，例如來自交換柱202之濃縮樣本經引導至均質器迴路207中。系統可在自柱202之樣本溶析開始時將一氣泡209引入至流體管線中，且可在自交換柱202之樣本溶析結束時引入一氣泡211，因此標記樣本之開始及結束。氣泡209、211可為氬氣、氮氣、一惰性氣體、空氣或類似者。系統可採用與均質器迴路207相鄰之一氣泡感測器來偵測流體管線中之第一氣泡且將溶析液引導至均質器迴路207中或將樣本引導至一單獨小瓶中以供儲存。氣泡感測器可偵測流體管線中之第二氣泡以停止將溶析液推動通過柱且至均質器迴路207中之泵之操作。不含有樣本之流體(氣泡209、211外側)可被轉向至一廢棄物流中。
為均質化溶析、濃縮樣本，系統在均質化迴路207中來回推動樣本，各方向上一或多個次(圖1D、圖1F)。均質化迴路207內之各遍次混合樣本，使得受關注化學物種更均勻地分散遍及樣本部分。均質化迴路207可如圖中展示般螺旋或可為管件之一筆直區段。其可具有促進混合之特徵部(諸如擋板或類似物)。例如，可透過行進通過均質化迴路之流體管線內部之流體之不均勻速度/力(例如，朝向流體管線中心之更高速度；更靠近流體管線壁施加至流體之更高力)促進混合。在實施方案中，均質化迴路207具有超過溶析液之容積之一容積，以在均質化迴路207內提供移動樣本以提供混合之空間。或者，或另外，選擇均質化迴路207容積，使得樣本之充分混合透過通過均質化迴路207之樣本之一單一遍次完成。
在均質化迴路107內之樣本之混合之後，系統將混合樣本152 (例如)經由噴霧器208引入至分析裝置，如在圖1F中展示。樣本可替代地捕獲在一小瓶或類似物中。
樣本之均質化導致樣本中之所有物種廣泛分佈遍及溶析樣本，而非物種之一或多個峰值。分析裝置可根據不同偵測模式對均質化樣本152操作以針對各受關注化學物種進行分析。由於各受關注化學物種具有遍及樣本之一均質化分佈，故系統可在同一樣本上使用多個不同偵測模式同時獨立於溶析之後之典型峰值時間偵測各受關注物種。例如，偵測模式可包含冷電漿模式及熱電漿模式，各具有額外氣體(例如，NH3 、He、O2 、其等之組合)之可選引入。
參考圖1G至圖1K，樣本濃縮及均質化系統200可包含複數個交換柱來濃縮各種化學元素以供分析系統102分析。例如，樣本濃縮及均質化系統200被展示為具有一第一交換柱210及一第二交換柱212、複數個閥(展示閥214、216、218、205)及液體質量流量計206。可選擇交換柱以保持不同於樣本濃縮及均質化系統200之其他交換柱之化學元素。例如，第一交換柱210可經組態以保持過渡金屬化學元素(例如，一螯合柱)同時容許其他化學元素(例如，容許傳遞至閥216之鈉、鉀等)通過，而第二交換柱212可經組態以保持I及II族化學元素(例如，一陽離子交換柱)。藉由利用兩個或兩個以上選擇***換柱，樣本濃縮及均質化系統200可容許各交換柱中之經保持化學物質之快速溶析，而非在一單一柱中之多個化學元素之間具有親和性差，此可要求更長溶析週期且減弱樣本分析解析度。
可包含一或多個均質化閥；在圖1G中僅展示一個均質化閥，且其在噴霧器208之前放置於線上。其他放置係可能的。參考圖1G，樣本濃縮及均質化系統200被展示為處於一樣本裝載組態中，藉此閥214提供一樣本(例如，樣本150或經製備樣本152)及一可選標準溶液與第一交換柱210之間的一流動路徑以保持具有對第一交換柱210內之交換介質之親和性之化學元素(例如，過渡金屬)而使所有其他化學元素(例如，I及II族金屬)通過。閥216經流體耦合至閥214以接收樣本且將樣本傳遞至第二交換柱212中以在一裝載組態中保持具有對第二交換柱212內之交換介質之親和性之化學元素(例如，I及II族金屬)。閥218經流體耦合至閥216以接收樣本且將樣本傳遞至液體質量流量計206中且作為廢棄物退出樣本濃縮及均質化系統200。均質化閥205處於旁通模式中，使得無樣本流動通過均質器迴路207。液體質量流量計206量測已通過第一交換柱210及第二交換柱212之樣本流(例如，容量流速或質量流速)以提供各自交換柱內保持之特定化學元素。
在一臨限量質量或容積之樣本已通過第一交換柱210及第二交換柱212之後，樣本濃縮及均質化系統200將閥216及閥218之組態自一裝載組態(圖1G中展示)自動切換至圖1H中展示之一溶析及均質化組態，藉此一溶析液經引入至第一交換柱210且通過閥216 (例如，旁通第二交換柱212)以提供一溶析樣本(例如，經製備樣本152)用於均質化閥205及均質器迴路207中之均質化。
接著，經濃縮、均質化樣本經傳送以由分析系統102分析以量測藉由第一交換柱210保持之受關注化學物種(例如，過渡金屬)。例如，操作閥214、216、218之(若干)控制器可比較藉由液體質量流量計206量測之樣本之質量或容積與一臨限值(例如，儲存於系統記憶體中、由一使用者指定等)以判定足夠之樣本何時已通過第一交換柱210及第二交換柱以濃縮(若干)受關注化學元素以由分析系統102分析。
在自第一交換柱210溶析(若干)受關注化學元素之後，樣本濃縮及均質化系統200將閥216之組態自注射組態切換至溶析組態(圖1I)以為自第二交換柱212溶析(若干)受關注化學元素之一溶析液提供一流體路徑，且將閥205之組態自旁通模式切換至均質化模式。在濃縮及均質化之後，提供經溶析樣本(例如，經製備樣本152)以傳送至分析系統102或由分析系統102分析以量測藉由第二交換柱212保持之受關注化學物種(例如，I及II族化學元素)。
參考圖1J，樣本濃縮及均質化系統200被展示在一沖洗組態中，藉此一沖洗溶液通過閥214及216，旁通第一交換柱210及第二交換柱212以流動通過液體質量流量計206且作為廢棄物流出。均質化閥205及均質器迴路207可環繞成清洗路徑。
參考圖1K，樣本濃縮及均質化系統200被展示為在一直接注射組態中，藉此一樣本旁通第一交換柱210及第二交換柱212之各者以(例如，經由噴霧器208)傳遞出閥218以由分析系統102分析。雖然圖1G至圖1J展示閥218與噴霧器208之間的一流體路徑，但可瞭解，此流動路徑可為一直接連接(例如，其中樣本濃縮及均質化系統200被包含在分析系統102處或連接至其之一去溶劑化系統)或可為一遠端連接(例如，其中樣本濃縮及均質化系統200被包含於一遠端取樣系統104處)，諸如藉由包含閥148及傳送管線(例如，本文描述之一傳送管線144)。分析系統102處之分析結果可與藉由液體質量流量計206量測之容積或質量比較以判定藉由遠端取樣系統104獲得之樣本中存在之化學元素之一濃度。雖然樣本濃縮及均質化系統200被展示為具有一個及兩個交換柱組態，但可瞭解，超過兩個交換柱可在樣本濃縮及均質化系統200內實施以提供額外化學元素保持，所保持之化學元素之不同群組或類似者。
參考圖1I，根據本發明之實施例展示藉由樣本濃縮及均質化系統200製備之一液體樣本中存在之鎂之計數對比濃度之一校準圖。校準圖包含針對按約千兆分之100 (ppq)存在之鎂之濃度之一R值0.9993。
在本發明之實施例中，分析系統102可包含經組態以自耦合於分析系統102與一或多個遠端取樣系統104之間的一樣本傳送管線144收集一樣本150之一樣本收集器110及/或樣本偵測器130。樣本收集器110及/或樣本偵測器130可包含諸如泵、閥、管件、埠、感測器等之組件以自一或多個遠端取樣系統104接收樣本150 (例如，經由一或多個樣本傳送管線144)。例如，在系統100包含多個遠端取樣系統104的情況下，各遠端取樣系統可包含一專用樣本傳送管線144以耦合至樣本收集器110之一單獨部分或分析系統102之一單獨樣本收集器110。此外，分析系統102可包含在分析系統102本端之經組態以收集一樣本150之一取樣裝置160 (例如，一本端自動取樣器)。
分析系統102亦包含經組態以分析樣本以判定微量元素濃度、同位素比等(例如，液體樣本中)之至少一個分析裝置112。例如，分析裝置112可包含ICP光譜儀，其包含但不限於一感應耦合電漿質譜儀(ICP/ICP-MS)、一感應耦合電漿原子發射光譜儀(ICP-AES)或類似物。在實施例中，分析系統102包含複數個分析裝置112 (即，超過一個分析裝置)。例如，系統100及/或分析系統102可包含多個取樣迴路，其中各取樣迴路將樣本之一部分引入至複數個分析裝置112。作為另一實例，系統100及/或分析系統102可經組態為具有一多位置閥，使得一單一樣本可被快速且循序引入至複數個分析裝置112。例如，圖6展示與分析系統102流體連通之一個遠端取樣系統104，其中分析系統102包含與三個分析裝置(被展示為ICPMS 602、離子層析(IC)柱604及傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR) 606)耦合以用於分析自遠端取樣系統104接收之樣本之一多位置閥600。雖然圖6展示其中分析系統102包含三個分析裝置之一實施例，但分析系統102可包含更少(例如，少於三個)或更多(例如，超過三個)分析裝置112。在實施例中，分析裝置112可包含但不限於ICPMS (例如，用於微量金屬判定)、ICPOES (例如，用於微量金屬判定)、離子層析(例如，用於陰離子及陽離子判定)、液體層析(LC)(例如，用於有機污染物判定)、FTIR紅外線(例如，用於化學組成及結構資訊判定)、粒子計數器(例如，用於偵測未溶解粒子)、濕氣分析儀(例如，用於偵測樣本中之水)、氣體層析(GC)(例如，用於偵測揮發性組分)或類似物。在實施例中，複數個分析裝置112可定位於與遠端取樣系統104相同之位置處，而系統100可包含經定位為遠距於遠端取樣系統104以用於除由複數個分析裝置112執行之彼等分析外之額外樣本分析或不同於由複數個分析裝置112執行之彼等分析之樣本分析之一或多個額外分析裝置112。或者，或另外，複數個分析裝置112可定位於不同於遠端取樣系統104之一位置處。
系統100及/或分析系統102可經組態以隨時間報告一位置處之分析物濃度(在下文參考圖13進一步展示)。在一些實施例中，分析裝置112可經組態以偵測一樣本150中之一或多個微量金屬。在其他實施例中，分析裝置112可經組態用於離子層析。例如，可收集一樣本150中之離子及/或陽離子且將其等遞送至一層析分析裝置112。在進一步實施例中，可收集樣本中之有機分子、蛋白質等且將其等遞送至一高解析度飛行時間(HR-ToF)質譜儀分析裝置112 (例如，使用一噴霧器156)。因此，本文描述之系統可用於各種應用，包含但不必限於：製藥應用(例如，運用連接至多個製藥反應器之一中央質譜儀分析裝置)、一或多個廢棄物流之廢棄物監測、半導體製造設施等。例如，可連續監測一廢棄物流之污染物且在偵測到污染物時將廢棄物流轉向至一槽。作為另一實例，一或多個化學物質流可經由藉由鏈接至分析系統102之遠端取樣系統104之一或多者獲得之樣本之分析而被連續監測，藉此可設定各化學物質流之一污染限值。在針對一特定流偵測到一污染物超過污染限值之後，系統100可提供一警示。
遠端取樣系統104可經組態以與至少一個樣本傳送管線144選擇性耦合，使得遠端取樣系統104可操作以與樣本傳送管線144流體連通以用於將一連續液體樣本區段150供應至樣本傳送管線144。例如，遠端取樣系統104可經組態以收集一樣本150且使用(例如)一流通閥148將樣本150供應至樣本傳送管線144，從而使遠端取樣系統104耦合至樣本傳送管線144。將樣本150供應至樣本傳送管線144可被稱為一「投送(pitch)」。樣本傳送管線144可與一氣體供應器146耦合且可經組態以將氣體自第二位置(及可能第三位置、第四位置等)運送至第一位置。如此，一氣體流中收集藉由遠端取樣系統104供應之液體樣本區段，且使用氣壓樣本傳送將其等運送至分析系統102之位置。
在一些實施例中，樣本傳送管線144中之氣體可包含一惰性氣體，包含但不必限於：氮氣、氬氣等。在一些實施例中，樣本傳送管線144可包含具有十分之八毫米(0.8 mm)之一內徑之一未分段或最小分段管道。然而，十分之八毫米之一內徑僅藉由實例提供且不意在限制本發明。在其他實施例中，樣本傳送管線144可包含大於十分之八毫米之一內徑及/或小於十分之八毫米之一內徑。在一些實施例中，樣本傳送管線144中之壓力之範圍可自至少約四(4)巴至十(10)巴。然而，此範圍僅藉由實例提供且不意在限制本發明。在其他實施例中，樣本傳送管線144中之壓力可大於十巴及/或小於四巴。此外，在一些特定實施例中，可調整樣本傳送管線144中之壓力，使得樣本150在一大體向上方向上(例如，垂直)施配。此垂直定向可促進在低於分析系統102之一位置處收集之一樣本之傳送(例如，其中(若干)樣本源及(若干)遠端取樣系統相對於分析系統102定位於「樓下(downstairs)」)。
在一些實例中，樣本傳送管線144可與與一第一液體浴(或化學物質浴)流體連通之一遠端取樣系統104及與一第二液體浴(或化學物質浴)流體連通之一分析系統102耦合。在本發明之實施例中，系統100可包含一或多個洩漏感測器(例如，安裝於一凹槽中)以防止或最小化第一位置及/或一或多個遠端位置(例如，第二位置、第三位置、第四位置等)處之溢流。一泵(諸如一注射泵或一真空泵)可用於將樣本裝載至取樣裝置106中。一閥148可用於選擇在遠端取樣系統104處之樣本150，且可將樣本150供應至樣本傳送管線144，該樣本傳送管線144可在第一位置處將樣本150遞送至分析系統102。另一泵(諸如一隔膜泵)可用於泵抽分析系統102上之一排放口且自樣本傳送管線144汲取樣本150。
系統100可被實施為一封閉取樣系統，其中樣本傳送管線144中之氣體及樣本不曝露於周圍環境。例如，一外殼及/或一護套可封圍系統100之一或多個組件。在一些實施例中，可在樣本遞送間清洗遠端取樣系統104之一或多個樣本管線。此外，可在樣本150間清洗(例如，使用一清洗溶液)樣本傳送管線144。
樣本傳送管線144可經組態以在第一位置處與一樣本接收管線162 (例如，一樣本迴路164)選擇性耦合，使得樣本迴路164可操作以與樣本傳送管線144流體連通以接收一連續液體樣本區段。將連續液體樣本區段遞送至樣本迴路164可被稱為一「捕獲」。樣本迴路164亦經組態以與分析裝置112選擇性耦合，使得樣本迴路164可操作以與分析裝置112流體連通以將連續液體樣本區段供應至分析裝置112 (例如，當系統100已判定一足夠液體樣本區段可用於由分析系統102分析時)。在本發明之實施例中，分析系統102可包含經組態以判定樣本迴路164含有用於由分析系統102分析之一足夠量之連續液體樣本區段之一或多個偵測器。在一個實例中，一足夠量之連續液體樣本可包含足夠液體樣本以發送至分析裝置112。一足夠量之連續液體樣本之另一實例可包含一第一偵測器126與一第二偵測器128之間的樣本接收管線162中之一連續液體樣本(例如，如在圖7中展示)。在實施方案中，第一偵測器126及/或第二偵測器128可包含一光分析器132、一光學感測器134、一導電性感測器136、一金屬感測器138、一傳導感測器140及/或一壓力感測器142。預期第一偵測器126及/或第二偵測器128可包含其他感測器。例如，第一偵測器126可包含偵測樣本150何時進入樣本迴路164中之一光分析器132，且第二偵測器128可包含偵測樣本迴路164何時充滿之另一光分析器132。此實例可被稱為一「成功捕獲」。應注意，光分析器132僅藉由實例提供且不意在限制本發明。其他實例偵測器包含但不必限於：光學感測器、導電性感測器、金屬感測器、傳導感測器、壓力感測器等。
參考圖7，描述系統100，其等可判定一連續液體樣本區段何時包含於一樣本接收管線162中及/或一樣本迴路164何時含有一足夠量之連續液體樣本區段以用於分析(例如，藉由分析系統102)。在實例實施例中，一第一偵測器126可經組態以判定兩個或兩個以上狀態，其等可表示在樣本接收管線162中之一第一位置處存在液體(例如，一液體樣本區段)、在樣本接收管線162中之第一位置處不存在液體等。例如，一第一狀態(例如，由一第一邏輯位準表示，諸如一高狀態)可用於表示在樣本接收管線162中之第一位置(例如，靠近第一偵測器126)處存在一液體樣本區段，且一第二狀態(例如，由一第二邏輯位準表示，諸如一低狀態)可用於表示在樣本接收管線162中之第一位置處不存在液體樣本區段(例如，樣本接收管線162中之一空隙或氣體)。
在一些實施例中，包括一壓力感測器142之一第一偵測器126可用於偵測在樣本接收管線162中之第一位置處存在液體(例如，藉由在存在液體時偵測靠近第一位置之樣本接收管線162中之一壓力增加)。第一偵測器126亦可用於偵測在樣本接收管線162中之第一位置處不存在液體(例如，藉由偵測靠近第一位置之樣本接收管線162中之一壓力降低)。然而，一壓力感測器僅藉由實例提供且不意在限制本發明。在其他實施例中，包括一光學感測器134之一第一偵測器126可用於偵測在樣本接收管線162中之第一位置處存在液體(例如，藉由在存在液體時偵測靠近第一位置之通過樣本接收管線162之光之一減少)。第一偵測器126亦可用於偵測在樣本接收管線162中之第一位置處不存在液體(例如，藉由偵測靠近第一位置之通過樣本接收管線162之光之一增加)。在此等實例中，第一偵測器126可將第一位置處存在液體樣本報告為一高狀態且將第一位置處不存在液體樣本報告為一低狀態。
在一些實施例中，一系統100亦可包含一或多個額外偵測器，諸如一第二偵測器128、一第三偵測器等。例如，一第二偵測器128亦可經組態以判定兩個或兩個以上狀態，其等可表示在樣本接收管線162中之一第二位置處存在液體(例如，一液體樣本區段)、在樣本接收管線162中之第二位置處不存在液體等。例如，一第一狀態(例如，由一第一邏輯位準表示，諸如一高狀態)可用於表示在樣本接收管線162中之第二位置(例如，靠近第二偵測器128)處存在一液體樣本區段，且一第二狀態(例如，由一第二邏輯位準表示，諸如一低狀態)可用於表示在樣本接收管線162中之第二位置處不存在液體樣本區段。
在一些實施例中，包括一壓力感測器142之一第二偵測器128可用於偵測在樣本接收管線162中之第二位置處存在液體(例如，藉由在存在液體時偵測靠近第二位置之樣本接收管線162中之一壓力增加)。第二偵測器128亦可用於偵測在樣本接收管線162中之第二位置處不存在液體(例如，藉由偵測靠近第二位置之樣本接收管線162中之一壓力降低)。然而，一壓力感測器僅藉由實例提供且不意在限制本發明。在其他實施例中，包括一光學感測器134之一第二偵測器128可用於偵測在樣本接收管線162中之第二位置處存在液體(例如，藉由在存在液體時偵測靠近第二位置之通過樣本接收管線162之光之一減少)。第二偵測器128亦可用於偵測在樣本接收管線162中之第二位置處不存在液體(例如，藉由偵測靠近第二位置之通過樣本接收管線162之光之一增加)。在此等實例中，第二偵測器128可將第二位置處存在液體樣本報告為一高狀態且將第二位置處不存在液體樣本報告為一低狀態。
一控制器118可與一或多個偵測器126通信耦合且經組態以記錄樣本接收管線162中之第一位置、樣本接收管線162中之第二位置、樣本接收管線162中之另一位置等處之液體。例如，控制器118使用一第一偵測器126起始一偵測操作，且在樣本接收管線162中之第一位置處之液體可藉由控制器118記錄(例如，當控制器118記錄如由第一偵測器126判定之自低至高之一狀態改變時)。接著，可(例如，連續、至少實質上連續)監測第一偵測器126，且控制器118可隨後記錄樣本接收管線162中之第一位置處不存在液體(例如，當控制器118記錄如由第一偵測器126判定之自高至低之一狀態改變時)。
類似地，控制器118亦可使用一第二偵測器128起始一偵測操作，且在樣本接收管線162中之第二位置處之液體可藉由控制器118記錄(例如，當控制器118記錄如由第二偵測器128判定之自低至高之一狀態改變時)。接著，可(例如，連續、至少實質上連續)監測第二偵測器128，且控制器118可隨後記錄樣本接收管線162中之第二位置處不存在液體(例如，當控制器118記錄如由第二偵測器128判定之自高至低之一狀態改變時)。
控制器118及/或一或多個偵測器126可包含或影響為系統100提供特定事件之時序之一計時器之操作(例如，在樣本接收管線162中之多個位置處在特定時間存在或不存在液體)。作為一實例，控制器118可監測藉由各種偵測器記錄狀態改變之時間，以便判定是否容許將液體樣本引導至分析系統102 (例如，與將液體引導至廢棄物或一固持迴路相反)。作為另一實例，控制器118可經由(若干)偵測器126基於藉由控制器118記錄之狀態之改變監測一液體在樣本接收管線162及/或樣本迴路164中花費之時間。液體樣本區段中斷及適當液體區段之判定
一般言之，當獲得靠近一相關聯分析裝置(例如，靠近一分析裝置之一自動取樣器)之一樣本時，樣本可橫跨樣本源與分析裝置之間的整個距離而不需要大量樣本。然而，針對一樣本之長距離傳送，充填遠端取樣系統104與分析系統102之間的整個傳送管線144 (例如，高達數百米之樣本長度)可為禁止性或不合意的，諸如歸因於處置未使用樣本部分之環境顧慮、樣本之黏度或類似物。因此，在實施例中，遠端取樣系統104並不用樣本充填整個傳送管線144，實情係，表示總傳送管線144容積之一小部分之一液體樣本區段透過傳送管線144發送以由分析系統102分析。例如，雖然傳送管線144可長達數百米，但樣本可在轉送至分析系統102期間的任何給定時間佔據傳送管線144之約一米或一米以下。雖然透過管線發送液體樣本區段可減小自遠端取樣系統104發送之樣本量，但樣本可在轉送至分析系統102期間引致樣本傳送管線144中之氣泡或間隙/空隙。此等氣泡或間隙/空隙可歸因於與樣本之長距離傳送相關聯之情形(諸如轉送期間管件之間的孔口之改變)、歸因於與用於清洗樣本之間的管線之殘餘清洗流體之相互作用、歸因於與管線中之殘餘流體之反應、歸因於沿著傳送管線之跨度之(若干)壓力差或類似者而形成。例如，如在圖8中展示，一液體樣本800可自遠端取樣系統104透過傳送管線144發送至其中定位分析系統102之第一位置。藉由遠端取樣系統104獲得之總樣本之容積在圖8中藉由VTOT 表示。如展示，間隙或空隙802可在自遠端取樣系統104之轉送期間在傳送管線144中形成。間隙或空隙802劃分不含有用於由分析系統102分析之足夠量或容積之樣本之若干樣本區段804。此等樣本區段804可在具有足以由分析系統102分析之一容積(展示為VSAMPLE )之一更大樣本區段806之前及/或之後。在實施例中，調整藉由遠端取樣系統104收集之樣本之量(例如，VTOT )以提供一足夠量之樣本150以由分析裝置112分析。例如，「投送」之樣本150之量與「捕獲」之樣本150之量之容積比(例如，VTOT / VSAMPLE )至少約為一又四分之一(1.25)。然而，此比僅藉由實例提供且不意在限制本發明。在一些實施例中，比大於一又四分之一，且在其他實施例中，比小於一又四分之一。在一個實例中，投送二又二分之一毫升(2.5 mL)之樣本150 (例如，濃縮硫酸或硝酸)，且捕獲一毫升(1 mL)之樣本150。在另一實例中，投送一又二分之一毫升(1.5 mL)之樣本150，且捕獲一毫升(1 mL)之樣本150。在本發明之實施例中，調整「投送」的樣本150之量以考量第一位置與第二位置之間的距離、第一位置與第二位置之間的樣本傳送管線管件之量、樣本傳送管線144中之壓力等。一般言之，VTOT / VSAMPLE 之比可大於一以考量轉送期間樣本傳送管線144中之間隙/空隙802及樣本區段804之形成。
系統100可選擇複數個遠端取樣系統104之哪一者應將其各自樣本傳輸至分析系統102 (例如，「投送」)，藉此偵測器126促進判定是否存在足夠之樣本(例如，樣本迴路164中之VSAMPLE )以發送至分析系統102 (例如，「捕獲」)，或管線中(例如，偵測器126之間)是否存在一空隙或間隙，使得樣本不應在該特定時間被發送至分析系統102。若(例如，樣本迴路164中)將存在氣泡或間隙，則其等之存在可損及樣本之分析準確度，尤其在樣本在引入至分析裝置112之前將被稀釋或在分析裝置112處被進一步稀釋時，此係由於分析裝置112可分析一「空白」溶液。
在一些實施例中，一系統100可經組態以判定一連續液體樣本區段(例如，樣本區段806)何時含於一樣本接收管線162及/或一樣本迴路164中，使得系統100可避免將一間隙或空隙802或較小樣本區段804傳送至分析裝置112。例如，系統100可包含在沿著樣本接收管線162之一第一位置處之一第一偵測器126及在沿著樣本接收管線162之一第二位置處之一第二偵測器128 (例如，在第一位置下游)。系統100亦可包含第一偵測器126及第二偵測器128之間的一樣本迴路164。在實施例中，一閥(諸如可在至少兩個流動路徑組態(例如，圖3A中展示之閥148之一第一流動路徑組態；圖3B中展示之閥148之一第二流動路徑組態等)之間切換之一多埠閥)可定位於第一偵測器126與樣本迴路164之間及第二偵測器128與樣本迴路164之間。在本發明之實施例中，系統100可藉由同時記錄第一位置及第二位置兩者處之液體，而不經由第一位置處之第一偵測器126記錄自高至低之一狀態改變而判定一連續液體樣本區段含於樣本接收管線162及/或樣本迴路164中。換言之，液體樣本已自第一偵測器126連續傳送至第二偵測器128，其中第一偵測器126未偵測到狀態改變，直至第二偵測器128辨識存在液體樣本。
在其中兩個或兩個以上偵測器用於判定一樣本接收管線何時含有偵測器之間的一連續液體區段之一實例實施方案中，在一樣本接收管線中接收一液體區段。例如，參考圖7，樣本接收管線162接收一液體樣本區段。接著，藉由使用一第一偵測器起始一偵測操作而在樣本接收管線中之一第一位置處記錄液體區段，該第一偵測器經組態以偵測在樣本接收管線中之該第一位置處存在及/或不存在液體區段。例如，參考圖7，第一偵測器126偵測在樣本接收管線162中之第一位置處之一液體樣本區段作為自低至高之一狀態改變。參考圖9，可在時間t1 及t5 在第一位置處偵測到液體樣本區段。接著，在記錄第一位置處之液體區段之後，監測第一偵測器。例如，參考圖7，藉由控制器118監測第一偵測器126，且第一偵測器126偵測在樣本接收管線162中之第一位置處不存在液體樣本區段作為自高至低之一狀態改變。參考圖9，在時間t1 及t5 開始(例如，連續、至少實質上連續)監測第一位置，且可在t3 及t6 在第一位置處偵測到不存在液體樣本區段。
類似地，藉由使用一第二偵測器起始一偵測操作而在樣本接收管線中之一第二位置處記錄液體區段，該第二偵測器經組態以偵測在樣本接收管線中之該第二位置處存在及/或不存在液體區段。例如，參考圖7，第二偵測器128偵測在樣本接收管線162中之第二位置處之一液體樣本區段作為自低至高之一狀態改變。參考圖9，在時間t2 及t7 在第二位置處偵測到液體樣本區段。接著，在記錄第二位置處之液體區段之後，監測第二偵測器。例如，參考圖7，藉由控制器118監測第二偵測器128，且第二偵測器128偵測在樣本接收管線162中之第二位置處不存在液體樣本區段作為自高至低之一狀態改變。參考圖9，在時間t2 及t7 開始(例如，連續、至少實質上連續)監測第二位置，且可在t4 及t8 在第二位置處偵測到不存在液體樣本區段。
當同時在第一位置及第二位置兩者處記錄液體時，在第一偵測器與第二偵測器之間的樣本接收管線中記錄一連續液體區段。例如，參考圖7，當一高狀態表示在第一偵測器126及第二偵測器128之各者處存在一液體樣本區段時，控制器118將一連續液體樣本區段記錄在樣本接收管線162中(例如，存在於第一偵測器126與第二偵測器128之間)。參考圖9，當在第二位置偵測到一液體樣本區段時，可在時間t2 記錄一連續液體樣本區段。
在一些實施例中，一邏輯AND運算可用於判定一連續液體區段何時被記錄在樣本接收管線中且起始將連續液體區段自樣本接收管線傳送至分析設備。例如，參考圖7，控制器118可對第一偵測器126及第二偵測器128之各者之一高狀態使用一邏輯AND運算，且起始使用閥148之樣本迴路164與分析裝置112之一選擇性耦合，使得樣本迴路164可操作以與分析裝置112流體連通以將連續液體樣本區段供應至分析裝置112。在一些實施例中，控制器118可僅在於第一偵測器126或第二偵測器128處記錄自低至高之一狀態改變時判定是否切換閥148以將一連續液體樣本區段供應至分析裝置112。在一些實施例中，系統100要求第二偵測器128處之高狀態在起始樣本迴路164與分析裝置之選擇性耦合之前維持達一時段(例如，圖9中展示之tΔ )。例如，控制器118及/或處理器120之一計時器或時序功能性可驗證第二偵測器128已維持高狀態之時段，藉此一旦第二偵測器128已將高狀態維持達時間tΔ (例如，一臨限時間)且在第一偵測器處於高狀態中的情況下，控制器118便可判定一足夠液體樣本區段(例如，圖8中之區段806)已被捕獲，且可切換閥148以將連續液體樣本區段供應至分析裝置112。持續時間tΔ 可對應於一時段，超過該時段，第二偵測器法量測一空隙或氣泡，該時段可取決於樣本之流速或其他傳送條件而變動。
在一些實施例中，控制器118可監測高狀態及/或低狀態下之第一偵測器126之時序。例如，在其中已知自遠端取樣系統104傳送之樣本之流動特性之實施例中，在確認或未確認第二偵測器128處之一高狀態的情況下，可監測第一偵測器126以判定在高狀態中花費之時間長度以近似表示樣本接收管線162及/或樣本迴路164中是否將存在足夠之液體樣本以使控制器118將樣本發送至分析裝置112。例如，針對樣本之一給定流速，可藉由監測第一偵測器126已處於高狀態中之時間長度而近似表示樣本之容積。然而，歸因於泵功能性之波動、傳送之樣本之類型、樣本之黏度、傳送之持續時間、傳送距離、環境溫度條件、傳送管線144溫度條件或類似者，可無法輕易瞭解一樣本之流速，故第二偵測器128之功能性可係有益的。
在本發明之實施例中，本文描述之系統及技術可用於判定第一偵測器126與第二偵測器128之間的一樣本接收管線之一部分(例如，一樣本迴路)充滿而無氣泡。例如，如參考圖9描述之時間t3 與t5 之間的第一位置不存在液體樣本可對應於樣本接收管線162中存在一氣泡。當系統100已達到其中樣本接收管線162中將不存在氣泡之一狀態時，控制器118切換閥148以容許樣本迴路164中之流體傳遞至分析裝置112 (以供分析或分析之前的樣本調節)。實例方法
圖10描繪一實例實施方案中之一程序810，其中在連續液體樣本區段中無間隙或空隙的情況下，兩個偵測器用於判定一樣本接收管線何時含有一連續液體樣本區段中之一足夠量之樣本以供一分析系統分析。如展示，在一樣本接收管線中接收一液體區段(方塊812)。例如，樣本接收管線162可接收藉由遠端取樣系統104獲得且透過轉送管線144傳送之樣本。程序810亦包含使用一第一偵測器在樣本接收管線中之一第一位置處記錄液體區段，該第一偵測器經組態以在其行進通過該第一位置時偵測液體區段之存在及/或不存在(方塊814)。例如，第一偵測器126可量測樣本接收管線162中之第一位置處存在液體樣本區段。參考圖9，在時間t1 及t5 在第一位置處偵測到液體樣本區段。
接著，在於第一位置處記錄液體區段之後，監測第一偵測器(方塊816)。例如，可藉由控制器118監測第一偵測器126以判定樣本接收管線162中之第一位置處是否不存在液體區段(例如，第一偵測器126是否已自一高狀態(指示偵測到樣本流體)轉變至一低狀態，其中未偵測到樣本流體)。參考圖9，在時間t1 及t5 開始(例如，連續、至少實質上連續)監測第一位置。接著，當在藉由使用一第二偵測器執行一偵測操作而在第一位置下游之樣本接收管線中之第二位置處記錄液體區段之前未記錄樣本接收管線中之第一位置處不存在液體區段時將一連續液體區段記錄在樣本接收管線中，該第二偵測器經組態以偵測該第二位處置存在及/或不存在液體區段(方塊818)。例如，參考圖9，第一偵測器126在時間t1 及t5 偵測到存在樣本流體，而第二偵測器128在時間t2 及t7 偵測到存在樣本流體。在第一偵測器126在第二偵測器偵測到液體樣本區段之前的過渡時間中未偵測到一不存在的情況下，將由第二偵測器記錄第一偵測器處僅在時間t1 與t3 之間之該樣本區段(在時間t2 開始)。在此時間，控制器118可引導閥148切換以將樣本迴路164中所含之樣本發送至分析裝置112。雖然第一偵測器126在t5 記錄存在液體樣本，但在第二偵測器128隨後在t7 偵測到存在液體樣本之前，第一偵測器亦在t6 偵測到不存在液體樣本。因而，系統100將辨識一間隙或空隙(例如，間隙/空隙802)存在於樣本迴路164中且將不切換閥148以供分析，而是容許不足夠的樣本區段(例如，液體區段804)傳遞至廢棄物。如本文描述，一計時器(例如，藉由控制器118實施)可用於一旦第二偵測器128在第一偵測器126已在過渡時期中維持高狀態之後已維持高狀態達一特定時段(例如，tΔ )，便使閥148切換。控制系統
一系統100 (包含一些或全部其組件)可在電腦控制下操作。例如，一處理器120可與一系統100包含在一起或包含在一系統100中以使用軟體、韌體、硬體(例如，固定邏輯電路)、手動處理或其等之一組合控制本文描述之系統之組件及功能。本文使用之術語「控制器」、「功能性」、「服務」及「邏輯」大體表示軟體、韌體、硬體或與控制系統結合之軟體、韌體、硬體之一組合。在一軟體實施方案的情況中，模組、功能性或邏輯表示在一處理器(例如，中央處理單元(CPU)或若干CPU)上執行時執行指定任務之程式碼。程式碼可儲存在一或多個電腦可讀記憶體裝置(例如，內部記憶體及/或一或多個有形媒體)等中。本文描述之結構、功能、方法及技術可在具有各種處理器之各種商用運算平台上實施。
例如，系統之一或多個組件(諸如分析系統102、遠端取樣系統104、閥148、泵及/或偵測器(例如，第一偵測器126、第二偵測器128、樣本偵測器130))可與用於控制樣本150之收集、遞送及/或分析之一控制器耦合。例如，控制器118可經組態以在藉由第一偵測器126及第二偵測器128指示一成功「捕獲」時(例如，當兩個感測器偵測到液體時)切換將樣本迴路164耦合至分析系統102之一閥148且將一樣本150自樣本迴路164引導至分析系統102。此外，控制器118可實施功能性以判定一「不成功之捕獲」(例如，當樣本迴路164未被充填足夠之一樣本150以供分析系統102完整分析時)。在一些實施例中，基於(例如)自一感測器(諸如第一偵測器126或第二偵測器128)接收之一信號之信號強度之變動判定一「不成功之捕獲」。在其他實施例中，當第一偵測器126已指示樣本接收管線162中之一樣本150且已經過其中第二偵測器128尚未指示樣本接收管線162中之一樣本150之一預定時間量時判定一「不成功之捕獲」。
在一些實施例中，控制器118與在一遠端位置(諸如第二位置)處之一指示器通信耦合，且在第一位置處接收不足之樣本150時在第二位置處提供一指示(例如，一警示)。指示可用於起始(例如，自動)額外樣本收集及遞送。在一些實施例中，指示器將一警示提供給一操作員(例如，經由一或多個指示燈、經由一顯示器讀出、其等之一組合等)。此外，指示可基於一或多個預定條件(例如，僅在已錯過多個樣本時)計時及/或起始。在一些實施例中，一指示器亦可基於在一遠端取樣位置量測之條件啟動。例如，第二位置處之一偵測器130可用於判定何時將樣本150提供至一遠端取樣系統104，且可在未收集到樣本150時啟動指示器。
在一些實施例中，收集器118可操作以針對自不同遠端位置收集樣本及/或針對不同類型之樣本150提供不同時序。例如，控制器118可在一遠端取樣系統104備妥將一樣本150遞送至樣本傳送管線144時被警示，且可起始將樣本150傳送至樣本傳送管線144中。控制器118亦可與一或多個遠端取樣系統102通信耦合以接收(及可能記錄(log/record))與樣本150相關聯之識別資訊，及/或控制在系統100內遞送樣本150之順序。例如，控制器118可在遠端將多個樣本150排隊，且透過一或多個樣本傳送管線144協調其等之遞送。如此，樣本150之遞送可沿著多個同時流動路徑協調(例如，透過多個樣本傳送管線144)，在正獲取一或多個額外樣本150時一或多個樣本150可正在傳送中，等等。例如，圖11展示系統100之一實例控制流程圖，其中分析系統102被展示為經由兩個遠端取樣系統104a及104b及相關聯傳送管線144a及144b與兩個遠端樣本位置(展示為樣本位置900及樣本位置902)流體連通。在所展示之實施例中，分析系統102分別將命令(展示為904a及904b)發送至遠端取樣系統104a及遠端取樣系統104b之各者。遠端取樣系統104a及遠端取樣系統104b各將在各自取樣位置(遠端取樣系統104a之取樣位置900、遠端取樣系統104b之取樣位置902)獲得之樣本分別經由傳送管線144a及傳送管線144b傳送至分析系統102。分析系統102接著處理樣本以判定其中所含之各種化學物種之量。分析系統102接著判定化學物種之量之任一者是否超過一元素特定限值(例如，樣本中之一特定污染物之一限值)。在實施例中，系統100可獨立地針對各取樣位置設定污染限值且獨立地針對各取樣位置處之特定化學物種設定污染限值。例如，一特定金屬污染物之容限可在處理期間降低，故下游化學樣本可對特定化學物種具有比上游取得之化學樣本更低之限值。如在圖11中展示，分析系統102判定化學物種皆不超過藉由遠端取樣系統104a在取樣位置900處獲得之樣本之元素特定限值之任一者。接著，分析系統102將展示為908a之一指示發送至一CIM主機906以歸因於低於元素特定限值之程序應用之操作容許在取樣位置900之程序應用之持續。分析系統102已判定藉由遠端取樣系統104b在取樣位置902處獲得之樣本中存在之至少一個化學物種超過元素特定限值(例如，樣本中之一污染物之一限值)。接著，分析系統102將展示為908b之一指示發送至CIM主機906以歸因於高於元素特定限值之程序應用之操作發送引導至取樣位置902處之程序應用之一警示。接著，CIM主機906基於藉由遠端取樣系統104b在取樣位置902處獲得之樣本之分析，經由一停止程序命令910引導取樣位置902處之程序停止操作。在實施例中，可藉由SECS/GEM協定促進CIM主機906與系統100之組件之間的通信。在實施例中，系統100可包含在一元素經判定為高於一特定樣本位置之一樣本中之一元素特定限值時之背景內容特定動作，其中此等背景內容特定動作可包含但不限於忽略一警示及繼續程序操作、停止程序操作、運行一系統校準且接著重新運行超限樣本或類似者。例如，在一第一警示之後，分析系統102可執行一校準(或另一校準)且接著重新運行樣本，而一後續警示(例如，一第二警示)將導致CIM主機906命令在擾亂取樣位置處之程序暫停操作。
控制器118可包含一處理器120、一記憶體122及一通信介面124。處理器120提供控制器118之處理功能性且可包含任何數目個處理器、微控制器或其他處理系統、及用於儲存藉由控制器118存取或產生之資料及其他資訊之常駐或外部記憶體。處理器120可執行實施本文描述之技術之一或多個軟體程式。處理器120不受形成其之材料或其中採用之處理幾機構限制，且因而，可經由(若干)半導體及/或電晶體(例如，使用電子積體電路(IC)組件)等實施。
記憶體122係有形、電腦可讀儲存媒體之一實例，其提供儲存功能性以儲存與控制器118之操作相關聯之各種資料(諸如指示處理器120及可能控制器118之其他組件執行本文描述之功能性之軟體程式及/或程式碼區段或其他資料)。因此，記憶體122可儲存資料，諸如用於操作系統100 (包含其組件)之指令之一程式等。應注意，雖然描述一單一記憶體，但可採用各種類型及組合之記憶體(例如，有形、非暫時性記憶體)。記憶體122可與處理器120整合，可包括獨立記憶體或可為兩者之一組合。
記憶體122可包含但不必限於：可移除及不可移除記憶體組件，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯獨記憶體(ROM)、快閃記憶體(例如，一安全數位(SD)記憶卡、一迷你SD記憶卡及/或一微型SD記憶卡)、磁性記憶體、光學記憶體、通用串流匯流排(USB)記憶體裝置、硬碟記憶體、外部記憶體等。在實施方案中，系統100及/或記憶體122可包含可移除積體電路卡(ICC)記憶體，諸如藉由一用戶識別模組(SIM)卡、一通用用戶識別模組(USIM)卡、一通用積體電路卡(UICC)等提供之記憶體122。
通信介面124經操作組態以與系統之組件通信。例如，通信介面124可經組態以傳輸資料用於儲存在系統100中，從系統100中之儲存器擷取資料等。通信介面124亦與處理器120通信耦合以促進系統100之組件與處理器120之間的資料傳送(例如，用於將自與控制器118通信耦合之一裝置接收之輸入傳送至處理器120)。應注意，雖然通信介面124被描述為一控制器118之一組件，但通信介面124之一或多個組件可被實施為經由一有線及/或無線連接通信耦合至系統100之外部組件。系統100亦可包括及/或連接至一或多個輸入/輸出(I/O)裝置(例如，經由通信介面124)，其等包含但不必限於：一顯示器、一滑鼠、一觸摸板、一鍵盤等。
通信介面124及/或處理器120可經組態以與各種不同網路通信，其等包含但不必限於：一廣域蜂巢式電話網路，諸如一3G蜂巢式網路、一4G蜂巢式網路或一全球行動通信系統(GSM)網路；一無線電腦通信網路，諸如一Wi-Fi網路(例如，使用IEEE 802.11網路標準操作之一無線區域網路(WLAN))；網際網路；一廣域網路(WAN)；一區域網路(LAN)；一個人區域網路(PAN) (例如，使用IEEE 802.15網路標準操作之一無線個人區域網路(WPAN))；一公共電話網路；一外部網路；一內部網路等。然而，此清單僅藉由實例提供且不意在限制本發明。此外，通信介面124可經組態以跨不同存取點與一單一網路或多個網路通信。實例 1- 實例監測系統
一般言之，本文描述之系統100可併入任何數目個遠端取樣系統104以自任何數目個取樣位置獲取樣本。在圖12中展示之一實施方案中，系統100包含定位於利用化學物質浴、散裝化學物質、環境流出物及其他液體樣本之一處理設施之五個不同位置處之五個遠端取樣系統104 (展示為104A、104B、104C、104D、104E)。遠端取樣系統104獲得不同位置處之樣本以傳送至定位為遠距於五個遠端取樣系統104之各者之分析系統102。一第一遠端取樣系統104A經定位為靠近一去離子化管路1000且與分析系統102間隔開達約四十米(40 m)之一距離(展示為d5 )。一第二遠端取樣系統104B經定位為靠近一分配閥點1002且與分析系統102間隔開達約八十米(80 m)之一距離(展示為d4 )。一第三遠端取樣系統104C經定位為靠近一化學物質供應槽1004且與分析系統102間隔開達約八十米(80 m)之一距離(展示為d3 )。化學物質供應槽1004經定位為遠距於一化學物質儲存槽1008且被供應有來自該化學物質儲存槽1008之化學物質。一第四遠端取樣系統104D經定位為靠近一化學物質供應槽1006且與分析系統102間隔開達約八十米(80 m)之一距離(展示為d2 )。化學物質供應槽1006經定位為遠距於化學物質儲存槽1008且被供應有來自該化學物質儲存槽1008之化學物質。一第五遠端取樣系統104E經定位為靠近化學物質儲存槽1004且與分析系統102間隔開達約三百米(300 m)之一距離(展示為d1 )。雖然展示五個遠端取樣系統104，但系統100可利用超過五個遠端取樣系統104來監測遍及處理設施之超微量雜質，諸如在其他處理流、化學物質浴、散裝化學物質儲存器、環境流出物及其他液體樣本處。在一實施方案中，自遠端取樣系統104至分析系統之樣本傳送以約每秒1.2米(1.2 m/s)之一速率提供，從而提供遍及處理設施之超微量雜質之接近即時分析(例如，ICPMS分析)。實例 2- 再現性
在一實施方案中，分析系統102經定位為與一遠端取樣系統104相距一百米(100 m)。遠端取樣系統104獲得二十個離散樣本且將其等運送至分析系統102以用於判定二十個離散樣本之各者中存在之各化學物種之信號強度。各離散樣本包含下列化學物種：鋰(Li)、鈹(Be)、硼(B)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鈣(Ca)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鍺(Ge)、鍶(Sr)、銀(Ag)、鎘(Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鋇(Ba)、鈰(Ce)、鉿(Hf)、鎢(W)及鉛(Pb)。在由分析系統102分析之後，判定相對標準偏差(RSD)針對所有化學物種跨所有二十個離散樣本低於百分之三(＜ 3%)。因此，在分析系統102與遠端取樣系統104之間一百米處之實例系統100提供自獲得樣本、將樣本傳送一百米至分析系統102 (例如，經由傳送管線144)且用分析系統102分析樣本之可靠再現性。實例 3- 與手動取樣比較 - 半導體程序實例
參考圖13，提供展示隨時間之半導體製程之一化學物質浴(SC-1浴)之金屬污染之一圖表。圖表包含展示自在三個時間點取得之手動樣本量測之金屬污染之資料點之一部分1100。圖表亦包含展示疊加在自按超過手動取樣方法之取樣頻率之一取樣頻率(例如，更頻繁至少十六至十七倍)自系統100 (例如，自遠端取樣系統104)取得之樣本量測之金屬污染之資料點上之來自部分1100之自手動樣本量測之金屬污染之資料點之一部分1102。如在部分1102中展示，在半導體製程中隨時間出現污染物之一逐漸增加。判定何時在一特定半導體程序中交換化學物質之壽命或壽命計數方法(例如，來自部分1100之手動取樣技術)通常無法考量隨時間之金屬污染之特異性。因而，化學物質通常在不知道浴中的金屬污染物之情況下被交換。此可導致過度交換，其中化學物質浴可實際上提供額外晶圓處理但不論如何皆被替換(例如，導致處理可用時間損失)，或導致交換不足，其中化學物質浴實際上具有一不可接受之金屬污染但未被替換直至一稍遲的時間(例如，可能損害由程序生產之晶圓)。如在部分1102中可見，可用系統100按一較高頻率自動追蹤金屬污染。設定一污染限值1104以警示CIM主機906化學物質浴何時達到污染物限值。因此，系統100可在達到污染限值1104時自動導致程序操作停止(例如，避免交換不足)，同時容許程序在未達到污染限值1104時繼續，藉此在可行時提供程序可用時間(例如，避免過度交換)。總結
在實施方案中，各種分析裝置可利用本文描述之結構、技術、方法等。因此，雖然本文描述系統，但各種分析儀器可利用所描述之技術、方法、結構等。此等裝置可經組態為具有有限之功能性(例如，稀疏裝置)或具有穩健功能性(例如，密集裝置)。因此，一裝置之功能性可與裝置之軟體或硬體資源(例如，處理能力、記憶體(例如，資料儲存能力)、分析能力等)相關。
一般言之，本文描述之任一功能可使用硬體(例如，固定邏輯電路系統，諸如積體電路)、軟體、韌體、手動處理或其等之一組合實施。因此，以上揭示內容中論述之區塊一般表示硬體(例如，固定邏輯電路，諸如積體電路)、軟體、韌體、或其等之一組合。在一硬體組態之例項中，以上揭示內容中論述之各種區塊可連同其他功能性實施為積體電路。此等積體電路可包含一給定區塊、系統或電路之所有功能，或區塊、系統或電路之功能之一部分。此外，區塊、系統或電路之元件可跨多個積體電路實施。此等積體電路可包括各種積體電路，包含(但不必限於)一單石積體電路、一覆晶積體電路、一多晶片模組積體電路及/或一混合信號積體電路。在一軟體實施方案之例項中，以上揭示內容中論述之各種區塊表示當在一處理器上執行時執行指定任務之可執行指令(例如，程式碼)。此等可執行指令可儲存在一或多個有形電腦可讀媒體中。在一些此等例項中，整個系統、區塊或電路可使用其軟體或韌體等效物實施。在其他例項中，一給定系統、區塊或電路之一部分可在軟體或韌體中實施，同時其他部分在硬體中實施。
儘管已依特定於結構特徵及/或程序操作之語言描述標的物，但應理解，在隨附發明申請專利範圍中界定之標的物不必限於上文描述之特定特徵或行為。實情係，上文描述之特定特徵及行為被揭示為實施發明申請專利範圍之例示性形式。
100:系統 102:分析系統 104:遠端取樣系統 104A:遠端取樣系統 104B:遠端取樣系統 104C:遠端取樣系統 104D:遠端取樣系統 104E:遠端取樣系統 104a:遠端取樣系統 104b:遠端取樣系統 106:遠端取樣裝置 108:樣本製備裝置 110:樣本收集器 112:分析裝置 114:稀釋劑 116:內標準品 118:控制器 120:處理器 122:記憶體 124:通信介面 126:第一偵測器 128:第二偵測器 130:樣本偵測器 132:光分析器 134:光學感測器 136:導電性感測器 138:金屬感測器 140:傳導感測器 142:壓力感測器 144:樣本傳送管線 144a:傳送管線 144b:傳送管線 146:氣體供應器 148:閥 150:樣本 152:經製備樣本 154:載體 156:噴霧器 158:沖洗溶液 160:取樣裝置 162:樣本接收管線 164:樣本迴路 200:樣本濃縮及均質化系統 202:交換柱 204:閥 205:均質化閥 206:液體質量流量計 207:均質器迴路 208:噴霧器 209:氣泡 210:第一交換柱 211:氣泡 212:第二交換柱 214:閥 216:閥 218:閥 600:多位置閥 602:ICPMS 604:離子層析(IC)柱 606:傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR) 800:液體樣本 802:間隙或空隙 804:樣本區段 806:樣本區段 810:程序 812:方塊 814:方塊 816:方塊 818:方塊 900:樣本位置 902:樣本位置 904a:命令 904b:命令 906:CIM主機 908a:指示 908b:指示 910:命令 1000:去離子化管路 1002:分配閥點 1004:化學物質供應槽 1006:化學物質供應槽 1008:化學物質儲存槽 1100:部分 1102:部分 1104:污染限值
參考附圖提供實施方式。附圖中所包含之任何尺寸僅藉由實例提供且不意在限制本發明。
圖1A係繪示根據本發明之實例實施例之經組態以分析長距離運送之樣本之一系統之一部分管線圖。
圖1B係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1C係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1D係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1E係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1F係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1G係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1H係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1I係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1J係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1K係根據本發明之實例實施例之一樣本濃縮及均質化系統之一環境視圖。
圖1L係根據本發明之實施例之藉由一樣本濃縮及均質化系統製備之一液體樣本中存在之鎂之計數對比濃度之一校準圖。
圖2A係繪示根據本發明之實例實施例之用於一遠端取樣系統中之一遠端取樣裝置之一環境視圖。
圖2B係繪示根據本發明之實例實施例之用於一遠端取樣系統中之一遠端取樣裝置之一環境視圖。
圖3A係繪示根據本發明之實例實施例之用於一分析系統中之一分析裝置之一環境視圖。
圖3B係繪示根據本發明之實例實施例之用於一分析系統中之一分析裝置之一環境視圖。
圖4係繪示根據本發明之實例實施例之經組態以分析長距離運送之樣本之系統內之一分析系統之一部分管線圖。
圖5係繪示根據本發明之實例實施例之可在圖4中展示之分析系統內利用之一偵測器之一部分管線圖。
圖6係繪示根據本發明之實例實施例之具有複數個分析裝置以分析自一遠端取樣系統接收之一樣本之一分析系統之一環境視圖。
圖7係根據本發明之實例實施例之包含一樣本接收管線及偵測器之一系統之一圖解繪示，該等偵測器經組態以判定該樣本接收管線何時在偵測器之間含有一連續液體區段。
圖8係根據本發明之實例實施例之含有藉由一遠端取樣系統獲得之一樣本之多個區段之一樣本傳送管線之一部分橫截面。
圖9係繪示根據本發明之實例實施例之被供應至一樣本接收管線且藉由兩個偵測器記錄之多個液體樣本區段之時間線。
圖10係繪示根據本發明之實例實施例之判定一樣本接收管線何時在偵測器之間含有一連續液體區段之一方法之一流程圖。
圖11係根據本發明之實例實施例之用於基於化學物質偵測限值監測且控制程序操作之一控制系統之一程序流程圖。
圖12係根據本發明之實例實施例之併入複數個遠端取樣系統之一處理設施之一示意圖。
圖13係繪示根據本發明之實例實施例之隨時間之一化學物質浴之金屬污染之一圖表，具有表示手動取樣之資料點及使用一自動化系統獲得之資料點。
200:樣本濃縮及均質化系統
202:交換柱
204:閥
205:均質化閥
206:液體質量流量計
207:均質器迴路
208:噴霧器

Claims (18)

  1. 一種樣本濃縮及均質化系統，其用於藉由一分析系統分析一液體樣本，該樣本濃縮及均質化系統包括： 至少一第一閥，其可在不同流體路徑組態之間切換； 至少一第一柱，其經組態以保持來自一液體樣本之至少一個受關注化學物質，該第一柱經流體耦合至該第一閥； 一流量計，其與在一第一流動路徑組態中之該第一柱耦合以量測通過該第一柱之該液體樣本之一量； 其中該系統包含第二流動路徑組態，其中該流量計不與該第一柱流體連通；及 其中該系統進一步包含一均質化閥及一均質器迴路，其中該均質化閥可操作以將該均質器迴路放置為與在該第二流動路徑組態中之該第一柱流體流通。
  2. 如請求項1之樣本濃縮及均質化系統，其中該均質器迴路經調適以捕獲且均質化該液體樣本。
  3. 如請求項2之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括一氣體閥，該氣體閥經組態以在該均質化閥將該均質器迴路放置為與該第一柱流體連通時將一氣泡注射至該系統中。
  4. 如請求項3之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括與該均質器迴路相鄰之一氣泡感測器。
  5. 如請求項1之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一控制器，其與該流量計及該第一閥可操作地耦合，該控制器經組態以比較藉由該流量計量測之通過該第一柱之該液體樣本之該量與樣本之一臨限值。
  6. 如請求項2之樣本濃縮及均質化系統，其中該控制器在藉由該流量計量測之通過該第一柱之該液體樣本之該量至少滿足樣本之該臨限值時，將該第一閥自該第一流動路徑組態切換至該第二流動路徑組態。
  7. 如請求項2之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一電腦記憶體，其可由該控制器存取，該電腦記憶體儲存樣本之該臨限值。
  8. 如請求項2之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一使用者介面，其可由該控制器存取，該使用者介面經組態以自一使用者接收樣本之該臨限值。
  9. 如請求項1之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包含一第二柱且其中該第一柱係不同於該第二柱之一柱類型。
  10. 如請求項1之樣本濃縮及均質化系統，其中該第一柱或該第二柱之至少一者包含一陰離子交換柱、一陽離子交換柱、一螯合柱或一層析柱。
  11. 如請求項1之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一噴霧器，其在該複數個閥處於該第二流動路徑組態中時，與該第一柱及該均質器迴路流體連通。
  12. 如請求項1之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一傳送管線，其耦合於第三閥與一分析系統之間，該傳送管線在該複數個閥處於該第二流動路徑組態中時，與該第一柱流體連通。
  13. 一種樣本濃縮及均質化系統，其用於藉由一分析系統分析一液體樣本，該樣本濃縮及均質化系統包括： 一閥，其經組態以在至少一第一流動路徑組態與一第二流動路徑組態之間切換； 一柱，其經組態以分離一液體樣本之一或多個受關注分析物，該柱與該第一流動路徑組態及該第二流動路徑組態之各者中之該閥流體連通； 一流量計，其在該閥處於該第一流動路徑組態中時，與該閥及該柱之各者流體耦合，該流量計在該閥處於該第二流動路徑組態中時，不與該柱流體耦合，該流量計經組態以在該閥處於該第一流動路徑組態中時，量測通過該柱之該液體樣本之一量；及 一均質器迴路，其經流體連接至該第二流動路徑組態中之該柱且經調適以保持且均質化該液體樣本。
  14. 如請求項13之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一控制器，其與該流量計及該閥可操作地耦合，該控制器經組態以比較藉由該流量計量測之通過該柱之該液體樣本之該量與樣本之一臨限值。
  15. 如請求項14之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一電腦記憶體，其可由該控制器存取，該電腦記憶體儲存樣本之該臨限值。
  16. 如請求項14之樣本濃縮及均質化系統，其進一步包括： 一使用者介面，其可由該控制器存取，該使用者介面經組態以自一使用者接收樣本之該臨限值。
  17. 如請求項14之樣本濃縮及均質化系統，其中該控制器在藉由該流量計量測之通過該柱之該液體樣本之該量至少滿足樣本之該臨限值時，將該閥自該第一流動路徑組態切換至該第二流動路徑組態。
  18. 如請求項13之樣本濃縮及均質化系統，其中該柱及該閥在該閥處於該第二流動路徑組態時，與一溶析液流體連通，且其中該流量計在該閥處於該第二流動路徑組態時，不與該溶析液流體連通。
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