專利名稱：用于受壓樣品x光分析的可移動且可透x光的阻擋件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于對樣品材料進行X光分析的裝置和方法，更具體而言，本發(fā)明在X光源/檢測器組件和樣品材料之間提供一種可移動的、保護性的可透過X光的阻擋件。
背景技術(shù)：
如上述所結(jié)合參考的美國專利申請中所述，X光分析方法在20世紀和21世紀的科學(xué)技術(shù)中得到了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。X光熒光、X光衍射、X光頻譜、X光成像、以及其他X光分析技術(shù)使各科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的知識有了很大的增加。
X熒光光譜法(XRF)是一種分析手段，通過它，物質(zhì)被暴露于X光束中，以確定例如某種元素是否存在。在XRF中，暴露于X光的物質(zhì)的至少一些化學(xué)組分可以吸收X光子并產(chǎn)生特征化的輔助熒光。這些輔助X光是物質(zhì)中化學(xué)組分的表征。在適當(dāng)?shù)臋z測和分析基礎(chǔ)上，這些輔助X光可以用于表征一個或更多的化學(xué)組分。XRF技術(shù)在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域中具有很寬的應(yīng)用范圍，包括化學(xué)分析、半導(dǎo)體芯片評估、法醫(yī)鑒別(forensics)以及其他應(yīng)用。
這種測量技術(shù)的一種已有應(yīng)用就是檢測燃料中的硫。運輸燃料中的硫以SO2或SO3的形式散發(fā)出來，其通常在大氣中形成硫酸，其中的一些形成硫酸氨或硫酸氫氨。這些硫的化合物是PM2.5污染的主要來源。雖然也有一些其他的人為的硫源，但輸送燃料還是最主要的。在紐約，空氣中的硫污染有一半以上歸因于運輸源。燃料中的硫破壞了催化轉(zhuǎn)化器，燃料中硫的減少還可減少來自運輸源的其他污染物。為了解決上述問題。美國環(huán)境保護局(EPA)最近發(fā)出了一份關(guān)于2006年前將路上內(nèi)燃機燃料中的硫從當(dāng)前的500ppm減少到15ppm的規(guī)定。EPA估計該規(guī)定將每年可防止美國有8000多例早期死亡，以及成千上萬的支氣管炎和哮喘病例。歐洲和日本也幾乎同時正在做類似的改變。
已證明石油工業(yè)有能力從公路燃料中去除硫。但是，控制燃料生產(chǎn)和分配還是有問題的，因為在燃料處理和分配過程中沒有可靠的方法來在線測量燃料中硫含量。為了達到15ppm的規(guī)定標準，考慮到運輸過程中的污染，在精煉廠必須測量為約7-8ppm。為了獲得很好的靜態(tài)控制以及為了監(jiān)測低于平均硫水平的原料，檢測極限必須小于1ppm。
XRF技術(shù)可以用于這種應(yīng)用(如上所述，以及在所有所組合參考的專利申請中)?；臼侄伟ㄓ肵光激發(fā)燃料樣品，并檢查所發(fā)出的熒光。每個元素發(fā)出一種單一光譜的指示。然后檢測器測量所發(fā)出的X光的波長，可用軟件將此所測光譜減少到表示樣品中硫組分的加權(quán)成分。
XRF流體測試也可以離線進行，即，使用臺式、實驗室型儀器來進行樣品分析。材料從其源(例如，燃料，來自精煉廠或運輸管線)中去除，然后簡單放置在樣品室中。離線儀器不必滿足任何異常的操作/壓力/環(huán)境/尺寸/重量/空間/安全約束，僅需要提供手動放置樣品所需的測量精度。而且，離線儀器在各次測量之間可以很容易地保持。
在線分析在生產(chǎn)過程中不同的點處提供潛在的樣品成分的“實時”監(jiān)測。例如，所有的燃料產(chǎn)品都受到上述EPA規(guī)定的限定—要求在燃料精煉和在管線中輸送過程中進行一些量的在線監(jiān)測。但是，在精煉廠或管線中的燃料的在線分析需要考慮離線實驗室設(shè)備中所通常沒有出現(xiàn)的操作因素。這就需要完全自動的燃料樣品處理系統(tǒng)具有很少的人工干擾或養(yǎng)護。另外，因為管道中的流體通常受壓，任何樣品處理系統(tǒng)都必須考慮壓力差。這是特別重要的，因為XRF X光發(fā)生器(將在后面討論)的某些部分可以在真空下操作。而且，儀器的電子元件要求包裝在防暴露的殼體中—與樣品處理系統(tǒng)分開。
因此，在本申請中，最關(guān)鍵的元件之一是樣品阻擋件，其允許X光的光子激發(fā)流體中的硫原子，且從該原子發(fā)出的光子可以在發(fā)生器的檢測器中被計數(shù)，同時保持X光發(fā)生器中的真空或氣氛以及流體壓力。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)X光激勵可在整個時間段中在此界面處以及在某些類的阻擋材料上產(chǎn)生硫的離化和吸收—導(dǎo)致不希望的硫殘留以及阻擋件的X光透射率的減少。更通常而言，許多XRF應(yīng)用需要一個阻擋件來保護發(fā)生器不受來自樣品材料和/或測量環(huán)境的任何不利界面的影響。
因此，在線系統(tǒng)中的任何阻擋技術(shù)應(yīng)當(dāng)滿足某些標準透射率—即，以最小量的X光吸收度來透過X光；強度—阻擋件材料必須足夠強，以支撐例如來自管線中連續(xù)流體的20-100psi或更多的流體樣品壓力；以及最后，污染—所述技術(shù)必須解決阻擋件受樣品材料和/或測量環(huán)境的污染的問題。
因此，需要一種阻擋技術(shù)和用于在線X光分析系統(tǒng)的裝置，其保護X光發(fā)生器不受負面的樣品和環(huán)境影響，同時保持整體性和樣品界面的透射率，用于精確測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種解決這些問題的技術(shù)，其包括方法和裝置。公開的一種技術(shù)包括將樣品放置到分析儀輻射界面，該分析儀采用X光、中子射線、伽瑪射線、或粒子束輻射，以對樣品進行分析。一個可使用阻擋件移動系統(tǒng)相對于輻射界面移動的阻擋件，其能透過輻射且將樣品與分析儀隔開。在一個實施例中，該阻擋件是一種膜，其可在樣品所放置的空腔上方移動，且可與卷軸系統(tǒng)一起移動，以在所述空腔上方提供以及收回通常連續(xù)的膜供給。
所述空腔可以形成樣品通道的一部分，樣品可穿過該通道而移動。如果樣品通道被加壓，所述膜在用分析儀對樣品進行分析的過程中保持壓力。
如上所述，當(dāng)樣品為液體時，樣品通道包括加壓管線的至少一部分，液體通過該管線進行流動，且所述分析儀在流體流動的同時進行流體的組分分析。在一個實施例中，提供樣品室組件，其具有一個表面，樣品空腔形成在該表面中，以及一個與樣品空腔相對的板，其具有孔，能讓輻射進入或進出樣品空腔。所述膜位于樣品室的表面和板之間。且樣品室可相對于板移動，以增加和減少膜上的壓力。所述裝置包括一彈簧或者其他壓力施加裝置，以在膜被移動時在O形圈上施加恒定的壓力；所述板包括一個涂層，其減少板和膜之間的磨擦；且所述樣品空腔的大小做成可減少背景發(fā)散。
在參考附圖和下面的說明以及權(quán)利要求后，本發(fā)明的這些和其他實施例以及其他方面將更加明顯。


本發(fā)明的主題特別被指出且包括在所附權(quán)利要求中，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法以及其進一步的目的和優(yōu)點將參考下面優(yōu)選實施例的說明和附圖來理解，在附圖中圖1為X射線熒光系統(tǒng)的示意性框圖。
圖2為帶有示例性樣品室的示例性X射線熒光源/檢測器的等軸測圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的樣品室裝置的等軸測實體圖。
圖4為圖3所示裝置的線條圖。
圖5為圖4所示裝置的俯視圖。
圖6A-6B為沿剖面A-A截取的圖3-5所示裝置的剖視圖。
圖7為沿剖面B-B截取的圖3-5所示裝置的剖視圖。
圖8為圖3-5所示裝置的等軸測仰視圖。
圖9為沿著圖3-5所示的輥和移動通道布置的本發(fā)明的示例性可移動的可透過X光的阻擋膜的等軸測圖。
具體實施例方式
圖1為用于將物質(zhì)暴露于X光輻射中以產(chǎn)生熒光輻射的典型系統(tǒng)10的示意性框圖，然后該熒光可以被檢測和分析，以確定物質(zhì)的特征量。所述系統(tǒng)通常包括X光源12、第一X光檢測器14、樣品激發(fā)室16、第二X光聚焦裝置18、以及X光檢測器20。所述X光源12，例如，X射線管，產(chǎn)生一束X光22。盡管在整個說明書中采用的都是X光，但本發(fā)明傾向于中子、粒子束或伽瑪光輻射。因為X光束22通過為發(fā)散光束，光束22通過一個或多個X光聚焦裝置14被衍射或聚焦。X光聚焦裝置14可以是一個或多個雙曲晶體，例如，具有實質(zhì)上平行原子面的雙曲晶體，例如在2000年9月22日提交的未決申請09/667,966(律師案號0444.035)中所公開的晶體，此公開內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。所述X光聚焦裝置可以是一個或多個毛細管型X光鏡片或彎曲晶體鏡片或者多層鏡片，例如，美國專利6,317,483、6,285,506、5,747,821、5,745,547、5,604,353、5,570,408、5,553,105、5,497,008、5,192,869、以及5,175,755中所公開的鏡片之一，這些公開內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。所述X光聚焦裝置產(chǎn)生朝著樣品激發(fā)室16導(dǎo)向的聚焦光束24。
在激發(fā)室16中被測試的樣品可以是任何希望的物質(zhì)，其具有一個希望的特征量。如果樣品是靜態(tài)的(例如，在離線系統(tǒng)中)，樣品通常放在相對平的表面上，例如X光反射平表面或光學(xué)反射表面。樣品如果是固體、液體或者是氣體，也可以容納在閉合容器或腔室中，例如，密封的容器，該容器具有X光穿透孔，X光束可穿過該孔。樣品也可以是顆粒狀固體(例如粉末)，液體或氣體—在腔到中移動或在腔室中受壓、或在腔室中施加一些其他的潛在分裂力或作用。當(dāng)被X光束24照射時，室16中樣品的至少一個組分通常按照該組分發(fā)X光熒光的方式被激發(fā)，即，由于X光24的激發(fā)產(chǎn)生輔助X光源26。另外，因為X光束26通常是X光的分散光束，故光束26通過第二X光聚焦裝置28(例如與裝置14類似的裝置)聚焦，產(chǎn)生朝X光檢測器20導(dǎo)向的聚焦X光束28。雖然本發(fā)明的這些和其他一些方面就X熒光裝置進行了描述，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，也可以利用在X光衍射、粒子束、中子或伽瑪射線應(yīng)用中。
X光檢測器20可以是比例計數(shù)型或半導(dǎo)體型X光檢測器。通常，X光檢測器20產(chǎn)生一個電信號30，該電信號包括被檢測的X光的至少一些特征量，該X光被導(dǎo)向到一個分析儀32，用于分析、打印、或顯示。
圖2示出了根據(jù)上述結(jié)合參考的Radley等人的于2001年12月4日提交的(律師案號0444.045P)系列號為60/336,584且發(fā)明名稱為“X光管和用X光分析流體流的方法和裝置”的美國專利申請中的X光熒光組件110。這是燃料分析系統(tǒng)中的硫的例子，并且采用了單色X光激發(fā)和收集的原理，該原理在上述結(jié)合參考的2001年6月19日提交的Chen等人的系列號為60/299,371(律師案號0444.042)且名稱為“包括位于激發(fā)側(cè)上的聚焦鏡片和單色收集器的XRF系統(tǒng)”的美國專利申請中進行了描述。所述X光熒光組件110(所示出的圖中其殼體被去除了)包括X光源組件112、傳統(tǒng)的樣品激發(fā)室組件116和X光檢測器組件120。圖中示出彎曲晶體、聚焦鏡片114位于激發(fā)通道中，而另一彎曲晶體聚焦鏡片118位于收集通道中。以與圖1所示系統(tǒng)10相類似的方式，X光源組件112產(chǎn)生X光束122，其被X光聚焦鏡片114聚焦，以在激發(fā)室組件116中被測樣品上產(chǎn)生聚焦的光束124。由樣品激發(fā)室組件116中樣品的X光照射所產(chǎn)生的X熒光會產(chǎn)生X熒光束126。熒光束126被X光聚焦裝置118聚焦，以提供聚焦的X光束128，該光束被導(dǎo)向到X光檢測器組件120。源組件112、固定器組件116、以及檢測器組件每個都包括安裝凸緣113、117和121，分別用于將每個組件安裝到殼體(未示出)。
對于較高濃度，XRF可以是一種用于測量成分的有用技術(shù)，包括測量燃料中的硫(如果硫的濃度高于30-100ppm)，取決于不同的儀器手段。但是，一些入射X光分散器產(chǎn)生不可避免的背景。這就是為什么傳統(tǒng)XRF需要某些改進，以用于跟蹤燃料中的硫量。在這些傳統(tǒng)的XRF方法中(又，例如D2622方法)，樣品的激發(fā)是使用多色化X光來實現(xiàn)的。多色X光激發(fā)的使用需要使用至少兩個X光波長，以校正多色激發(fā)中的固有誤差。通過X光聚焦和單色裝置114，激發(fā)會產(chǎn)生單色X光。單色激發(fā)的使用可避免需要校正檢測誤差，而這是使用多色激發(fā)時所通常需要的。例如，因為沒有韌致發(fā)射，所以背景輻射程度減少了。結(jié)果，這種系統(tǒng)比使用多色激發(fā)的現(xiàn)有技術(shù)的方法提供了較高的信噪比。
能量分散XRF(EDXRF)使用波長敏感檢測器。這些檢測器可以確定入射X光的波長。但是，檢測器必須要冷卻，一些由液氮來冷卻，以具有足夠的分辨率。波長分散XRF(WDXRF)使用收集單色儀118，其通常是平的或單彎曲的。單色儀收集和通過單個波長。這樣，檢測器就只需是一個X光計數(shù)器。該檢測器不需要區(qū)別由單色計處理的波長。如果樣品中的元素的特征線靠得太近以致于EDXRF的分辨率不足以分開它們的話，WDXRF是很有用的。這對于燃料中出現(xiàn)的其他元素也是可以的，如與硫特征線相干涉的鉛。
在XRF檢測的現(xiàn)有方法中，例如，在D2622法中，樣品激發(fā)通道和檢測通道被保持在惰性氣體氛圍中，例如氦氣氛中。但是，惰性氣體的可獲性，特別是在遠程位置的可獲得性，使這些現(xiàn)有技術(shù)方法的實施非常不方便。相反，在本發(fā)明中，樣品激發(fā)通道和檢測通道保持在真空環(huán)境下，所以惰性氣體不是必需的。例如，圖2所示系統(tǒng)110的輻射通道可以保持在真空環(huán)境下，例如至少約15托?？梢酝ㄟ^沒有運動部件的文氏泵來產(chǎn)生真空。但是，如果需要而且可得到的話，也可以將惰性氣體如氮或氦引入并保持在殼體中，例如，在壓力下。
封閉X光發(fā)生器(例如源、激發(fā)通道、收集通道、以及檢測器)的真空的使用會在樣品界面-在光束124和126的各焦點處產(chǎn)生某些問題。在圖2中，發(fā)生器與樣品室116的界面沒有直接示出，但是可以由鈹(或其他材料)窗組成-其很結(jié)實且具有所需的X光透射率。但是，當(dāng)樣品室和其操作環(huán)境表現(xiàn)出如上所述的某種操作困難時(特別是在在線系統(tǒng)中)，就需要有額外程度的透射度。
根據(jù)本發(fā)明，參考圖3-5(這些圖中相同的參考號代表相同的元件)，示出了一個改進的樣品處理裝置210，其特別適合于處理在線系統(tǒng)上的某種不利條件特征量。所述裝置包括一個樣品室220，其具有樣品輸入口222和樣品輸出口224，樣品為例如在壓力下穿過系統(tǒng)而移動并且需要被測量的顆粒、液體、氣體。所述裝置包括繞著進給卷軸242和取出卷軸244纏繞的可移動阻擋膜240。該膜將在下文描述，其穿過室220底面處空腔中的樣品孔(與輸入口和輸出口流體連通)而運行，并在樣品室和上述X光發(fā)生器110之間提供可透過X光的阻擋件。因此，所述改進的樣品處理裝置被設(shè)計成替換上述的傳統(tǒng)樣品室116的裝置。所述阻擋件保持與樣品被抽出的環(huán)境(例如增壓的)相適應(yīng)，同時保護X光發(fā)生器的整體性，其本身可能處于真空下。
在所示實施例中，取出卷軸可以由遠程控制的電機250驅(qū)動，以將膜移動穿過室底面處的樣品孔。制動輪252和光電傳感器254可用于遠程檢測和報告移動量—使用與計算機網(wǎng)絡(luò)(未示出)的標準連接。在此示例性實施例中，可以想象，在樣品檢測過程中阻擋件的移動并不是連續(xù)移動，而是，對被不利條件磨穿的阻擋件區(qū)域進行的部分或全部“刷新”或“更換”區(qū)，同時保持X光發(fā)生器110和樣品處理室二者的操作環(huán)境。
參考圖6和7的剖視圖(在這些圖中，相同的參考號代表相同的元件—其中，圖6B公開了下面將描述的本發(fā)明的某種改進的實施例)，進給卷軸242提供一個阻擋膜的供給源，所述膜沿著導(dǎo)輥248，并沿著樣品窗板260的上表面262前進，(板260的底面264面對上述X光發(fā)生器)。在拉伸作用下，所述膜沿著上表面262的長度并在樣品室220下面朝著第二導(dǎo)輥246移動，然后移到取出卷軸244。所述膜在其整個路徑中都使用導(dǎo)輥246、248的結(jié)構(gòu)、在取出卷軸244上的適當(dāng)壓力、以及由例如滑動離合器(未示出)施加在進給卷軸242上的阻止壓力，而保持處于適當(dāng)?shù)睦熳饔孟隆?br> 需要膜240的阻擋作用的最關(guān)鍵的區(qū)域是輻射界面270。該區(qū)域是這樣一個區(qū)域，即，在此區(qū)域，入射X光能量272朝著室220中樣品的一小點聚焦并由此處捕獲熒光274。這里，穿過孔266的小量進給通過板260形成，以允許通向室220的激發(fā)和熒光輻射。在一個實施例中該孔直徑約2mm，并在設(shè)計上具有競爭力。優(yōu)選為較大直徑，以使測量所用的輻射能量很容易流動—但是，更小直徑也是優(yōu)選的，以保持樣品的壓力。所述孔位于形成在板262底部中的較大凹槽268中，其使得與X光發(fā)生器(未示出)的鈹窗之間具有更緊的界面。
樣品在室220中朝其底面221放置。在底面，形成有樣品空腔226，與輸入口222和輸出口224流體連通，并與板的孔266對齊。此空腔形成通過板的孔266受X光能量照射的區(qū)域。這是必需要阻擋膜的關(guān)鍵點。此空腔是穿過室的樣品通道的一部分，因此應(yīng)該與樣品保持相同的壓力—例如20-100psi或更高—以適應(yīng)在線環(huán)境。X光發(fā)生器的真空環(huán)境不能提供此壓力，發(fā)生器和裝置210之間的小空氣界面也做不到如此。這樣，根據(jù)本發(fā)明，樣品空腔226的底部就完全被膜240覆蓋，該膜被基本上擠壓在板260的上表面262和室220的底面221之間。
這樣，阻擋膜就在X光發(fā)生器和樣品空腔226之間提供可透過X光的邊界。所述樣品空腔可在精煉和管道應(yīng)用中處于壓力下，或可以僅處理侵蝕或腐蝕材料(如粉末物質(zhì))，這些物質(zhì)容易腐蝕界面。另外，如上所述，長期暴露于X光會產(chǎn)生窗口上硫的吸收，可能會留下殘留物，其損壞窗口的X光透射率。
因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述阻擋膜是可移動的，以部分或全部刷新其位于空腔226和孔266之間的部分(在移動之前)。此全部或部分刷新產(chǎn)生了清潔作用，因此膜的完全透過X光的部分替換在此關(guān)鍵界面處的破損部分。這種移動使用上述的卷軸/電機系統(tǒng)來進行。
盡管在樣品測量過程中此阻擋膜的移動通常不會發(fā)生，但當(dāng)樣品在壓力下保持在空腔226中時，或者在樣品壓力被釋放時(可使用受控氣動閥遠程進行)還是會發(fā)生的。根據(jù)本發(fā)明，可以在室底面221中圍繞空腔226形成一個連續(xù)槽228。此槽大小做成可固定住O形圈280或其他類型的彈性材料，壓力可從這些地方釋放以及再施加，且整個樣品室可以可移動地安裝在裝置210中。O形圈可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧侠绶鹉z制成。整個室220可以使用帶螺紋的活塞/彈簧組件229垂直上下移動，以施加或釋放O形圈上的壓力。用如上所述的電機和傳感器，此移動也可以遠程進行。在樣品測量過程中(而不是在阻擋膜移動過程中)，整個下壓力可以使用彈簧施加到室220上，壓縮O形圈，并保持與空腔226中的壓力相對的最大壓力，同時將膜240擠壓和保持在空腔226和孔266間的適當(dāng)操作位置中。保持這一壓力可以防止樣品不必要地漏到系統(tǒng)中。
在需要移動阻擋膜時(例如，在時間表的間隔期間或者在測量指示出有可能出現(xiàn)腐蝕或殘留物時)，樣品室220可以稍向上移動，充分釋放O形圈上的壓力，以使用電機和取出卷軸222使阻擋膜移動一段適當(dāng)?shù)木嚯x。在某些應(yīng)用中，可以遠程釋放樣品壓力，以使膜的移動容易進行，且大部分而不是全部的向下壓力被從O形圈上去除?？蛇x地，在必須保持樣品壓力的應(yīng)用中，O形圈必須保持在對于在空腔中226其所需壓力下保持樣品而言是必需的無論什么樣的壓力下，而仍允許膜移動。
圖8是該組件的仰視圖，示出了板260的凹槽268和孔266。
圖9是沿著上述可移動通道布置的本發(fā)明的可移動阻擋膜的正等軸測圖。在一個實施例中，該可移動膜由聚酰亞胺薄膜制成，其提供此應(yīng)用中所需的X光透射率、柔性、以及拉伸強度(為上述燃料應(yīng)用的燃料的提供沖擊韌性)。也可以用其他類型的膜，例如聚酯薄膜等。
必須仔細控制界面270處的空間分配，以允許空腔中樣品的有效X光激發(fā)和收集，同時還可以保持發(fā)生器內(nèi)的適當(dāng)真空和氣氛，以及樣品壓力和X光透射率。因此，板260雖然薄(例如.80英寸)但應(yīng)該強度很高，發(fā)生器的鈹窗(例如12.5μm)和阻擋膜(例如7.5μm)也應(yīng)該如此。發(fā)生器窗和樣品處理裝置之間的空間可以小于2mm。此空間分配需要仔細考慮激發(fā)和收集焦點、以及在壓力下保持各自環(huán)境所需的結(jié)構(gòu)和材料的量。
應(yīng)該理解，本發(fā)明意欲組合上述的激發(fā)/收集窗—或?qū)@些窗進行復(fù)合。另外，樣品的X光界面相對于阻擋件的移動也包括在本發(fā)明中—包括將孔移動到其他靜態(tài)膜的新部分中。
本發(fā)明可實現(xiàn)在線的遠程控制儀器的上述目的透射率—它允許X光在以最小量的X光吸收率的條件下進行透射；強度—阻擋材料的強度足以支撐例如管道中連續(xù)流動產(chǎn)生的20-100psi或更多的流體樣品壓力；以及最后是污染控制—阻擋件相對于樣品的X光界面的移動解決了來自樣品材料和/或測量環(huán)境的潛在的、周期性的污染問題。
現(xiàn)在參考圖6B(其中類似參考號用于表示與圖6A類似的元件)描述本發(fā)明的某些改進實施例。可在板260的表面262上使用抗磨擦涂層，以便于在上述更新循環(huán)過程中阻擋件穿過此板的移動?？涨?26的大小被設(shè)為可減少其壁的任何背景輻射熒光，例如其尺寸可以大小所示出的尺寸。在另一實施例中，可添加線圈彈簧330(或類似的壓力施加手段例如片簧、氣動、液壓、泡沫等)，以在O形圈280和阻擋件240上建立恒定的可預(yù)測的向下的壓力。由導(dǎo)向件320保持住的彈簧330從固定板310向下對室殼體220施加壓力，該板被附著到裝置210的外部(固定)本體上。當(dāng)室220位于如上所述的“向上”/釋放位置時，彈簧330(其尺寸根據(jù)所需的壓力而定)在O形圈和阻擋件兩者上提供恒定的壓力。在由單獨彈簧所提供的此預(yù)定的壓力水平下，不需要控制室移動機構(gòu)，以提供維持O形密封而仍允許膜移動所需的此精確壓力。此恒定的向下壓力增強了操作預(yù)期性和裝置的整個可靠性，特別是O形圈和阻擋件的可靠性。
雖然參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了具體描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不偏離后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對本發(fā)明的形式和細節(jié)進行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種將樣品放置到使用X光、中子射線、伽瑪射線或粒子束輻射的分析儀的輻射界面，以對樣品進行分析的裝置，所述裝置包括阻擋件，其能透過輻射，并將樣品與分析儀隔開，所述阻擋件可相對于輻射界面移動；以及進行所述阻擋件移動的阻擋件移動系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述阻擋件包括一個可在樣品所放置的空腔上面移動的膜，且其中所述阻擋件移動系統(tǒng)包括卷軸系統(tǒng)，其在所述空腔上方提供以及收回通常連續(xù)的膜供給。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述空腔形成樣品通道的一部分，所述樣品可穿過此樣品通道移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述樣品通道被增壓，且所述膜在通過分析儀進行樣品分析的過程中保持該壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述樣品為液體，所述樣品通道包括增壓管線的至少一部分，所述液體穿過該增壓管線而移動，所述分析儀在流體流動的同時進行流體的成分分析。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，包括樣品室，其一個表面中形成有樣品空腔；以及與樣品空腔相對的板，其具有孔，以提供輻射入樣品空腔中以及從樣品空腔中輻射出來的通道；其中所述膜位于樣品室的表面和板之間，且其中所述樣品室可相對于板移動，以增加和減少膜上的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述膜上的壓力可減少到允許膜移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括可延展的環(huán)，其位于所述樣品室和板之間，并圍繞著樣品空腔，以保持樣品通道中有足夠的壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括彈簧或其他壓力施加裝置，以在膜移動時在O形圈上提供恒定壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述板包括一個涂層，以減少板和膜之間的磨擦。
11.一種將樣品放置在分析儀的輻射界面中的方法，所述分析儀利用X光、中子射線、伽瑪射線或者粒子束輻射，以對樣品進行分析，所述方法包括將阻擋件相對于界面進行移動，所述阻擋件可透過輻射，并使樣品與分析儀隔開，從而在所述界面處提供阻擋件的不同部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述移動步驟包括在樣品所放置的樣品空腔上方提供以及收回通常連續(xù)的膜阻擋件供給。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括穿過樣品空腔使樣品流動。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述樣品空腔形成樣品通道的一部分，所述樣品穿此樣品通道而流動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述流動包括使樣品通道增壓，其中所述膜在通過分析儀對樣品進行分析的過程中保持所述壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述樣品為液體，所述樣品通道包括增壓管線的至少一部分，所述液體穿過此管線流動，所述方法還包括在流體流動的同時進行流體的成分分析。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，包括提供一個樣品室，其一個表面中形成有所述樣品空腔；以及提供與樣品空腔相對的一塊板，所述板具有孔，可提供輻射入和輻射出樣品空腔的通道；將膜放在樣品室的表面和板之間；以及相對于板移動樣品室，以增加和減少膜上的壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述移動樣品室的步驟包括在膜的移動過程中減少膜上的壓力。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)膜移動時，使用彈簧或其他壓力施加裝置，在O形圈上施加恒定壓力。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述板包括一個涂層，以減少板和膜之間的磨擦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將樣品放置在分析儀的輻射界面中的技術(shù)，所述分析儀利用X光、中子射線、伽瑪射線或者粒子束輻射，以對樣品進行分析，一個可透過輻射的保護性阻擋件，可使樣品與分析儀隔開，并通過阻擋件移動系統(tǒng)相對于輻射界面進行移動。在一個實施例中，所述阻擋件為可在樣品所放置的空腔上方移動的膜，且可與卷軸系統(tǒng)一起移動，以在空腔上方提供以及收回通常連續(xù)的膜供給。所述空腔可以形成樣品通道的一部分，所述樣品可穿此通道移動。如果樣品通道被增壓，在用分析儀對樣品進行分析的過程中膜保持該壓力。
文檔編號G01N23/223GK1836157SQ200480023522
公開日2006年9月20日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者布賴恩·加拉格爾 申請人:X射線光學(xué)系統(tǒng)公司