[發(fā)明專利]用于x射線分析系統(tǒng)的使樣本流受到支持并且與窗口隔開的樣本模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180012902.1
• 申請(qǐng)日: 2011-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN102792157B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳澤武;S·切利揚(yáng);辛凱;J·伯內(nèi)特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: X射線光學(xué)系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): G01N23/207
• 分類號(hào): G01N23/207;G01N1/28
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2010年2月9日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/302784的權(quán)益，在此通過引用將其全文并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于樣本流的x射線分析的設(shè)備和方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于將受到支持的樣本流提供到x射線分析聚焦區(qū)域的樣本處理設(shè)備。

背景技術(shù)

在諸如醫(yī)療、制藥和石油等很多行業(yè)內(nèi)，對(duì)樣本的x射線分析都是一個(gè)越來越引起人們興趣的領(lǐng)域。x射線熒光、x射線衍射、x射線光譜、x射線成像以及其他x射線分析技術(shù)的使用幾乎在所有的科學(xué)領(lǐng)域都帶來了深遠(yuǎn)的知識(shí)增長(zhǎng)。

轉(zhuǎn)讓給作為本發(fā)明的受讓人X-Ray?Optical?Systems,Inc.的美國專利No.6934359和No.7072439公開了用于液體樣本的分析的單色波長(zhǎng)色散x射線熒光（MWD?XRF）技術(shù)和系統(tǒng)，通過引用將所述文獻(xiàn)全文并入本文。此外，共同轉(zhuǎn)讓的題為“Movable?Transparent?Barrier?for?X-Ray?Analysis?of?a?Pressurized?Sample”的美國專利No.7277527（也通過引用將其全文并入）解決了移動(dòng)的樣本流中固有的特殊問題，下文將對(duì)其做進(jìn)一步的討論。

x射線熒光（XRF）是一種使物質(zhì)暴露于x射線束下，以確定（例如）某些成分的存在的分析技術(shù)。在XRF中，暴露于x射線下的物質(zhì)至少有一些化學(xué)組分能夠吸收x射線光子，并生成特征次生熒光。這些次生x射線表征所述物質(zhì)內(nèi)的所述化學(xué)組分。依據(jù)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)和分析，能夠采用這些次生x射線表征一個(gè)或多個(gè)化學(xué)組分。XRF技術(shù)在很多化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，這些領(lǐng)域包括工業(yè)、醫(yī)療、半導(dǎo)體芯片評(píng)估、石油、法醫(yī)等。

作為一個(gè)具體的例子，這些專利公開了用于確定石油燃料中的含硫水平的技術(shù)，目前，商業(yè)化分析器（SINDIE）在石油煉制設(shè)施、管道設(shè)施和中轉(zhuǎn)油庫設(shè)施中廣泛應(yīng)用這一測(cè)量。

可以將XRF技術(shù)用于這一應(yīng)用（如上文以及貫穿上面結(jié)合的專利討論的）。基本的技術(shù)涉及采用x射線激發(fā)燃料樣本，并檢查所發(fā)射的熒光。每一元素發(fā)射出特有的譜特征。之后，檢測(cè)器測(cè)量所發(fā)射的x射線的波長(zhǎng)，軟件能夠?qū)⑺鶞y(cè)得的這一譜解析成所述樣本中的硫的重量組成（weighted?composition）。

XRF流體測(cè)試能夠離線進(jìn)行，即采用臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室型儀器來分析樣本。從材料源（例如，對(duì)于燃料而言，從煉油廠或運(yùn)輸管道）去除所述材料，之后將其簡(jiǎn)單地沉積到樣本室內(nèi)；或者將其沉積到帶有窗口的樣本池內(nèi)，之后將所述樣本池沉積到室內(nèi)。離線的臺(tái)式儀器不必滿足任何非常規(guī)的操作/壓力/環(huán)境/尺寸/重量/空間/安全限制，其只須為人工放置的樣本提供必要的測(cè)量精度。此外，能夠在測(cè)量之間容易地維護(hù)離線儀器。

與離線分析形成對(duì)照的是，在線分析在制造過程中的各個(gè)點(diǎn)上提供對(duì)樣本成分的“實(shí)時(shí)”監(jiān)測(cè)。例如，所有的燃料產(chǎn)品都要遵從含硫量符合性要求，其需要燃料煉制和管道運(yùn)輸過程中的在線監(jiān)測(cè)的某種變型。但是，煉油廠和管道中的燃料在線分析需要考慮很多一般在離線實(shí)驗(yàn)室設(shè)置中不存在的操作問題。完全自動(dòng)化的燃料樣本處理系統(tǒng)只需要很少的或者不需要人工干預(yù)或維護(hù)。而且，由于流體在管道內(nèi)通常受到壓力作用，因而任何樣本處理系統(tǒng)都必須考慮壓力差。由于XRF?x射線“引擎”（下文將對(duì)其做進(jìn)一步討論）的某些部分在真空中工作，因而這一點(diǎn)尤為重要。而且，所述儀器的電子裝置需要封裝在防爆外殼內(nèi)，從而與所述樣本處理系統(tǒng)分離。

因此，在這一應(yīng)用中，最為關(guān)鍵的部件之一就是樣本屏障（barrier），其允許x射線的光子激勵(lì)流體中的硫原子，并允許在所述引擎的檢測(cè)器中計(jì)量所述原子發(fā)射的光子，與此同時(shí)保持x射線引擎內(nèi)的真空和流體的壓力。x射線激勵(lì)引起硫（或其他硬元素）的離子化，并使其隨著時(shí)間的推移吸附到這一界面上以及某些類型的屏障材料上-導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的硫殘留，以及所述屏障的x射線透明度的劣化。更一般而言，很多XRF應(yīng)用都需要屏障來保護(hù)引擎使其免受來自樣本材料和/或測(cè)量環(huán)境的任何數(shù)量的不利界面效應(yīng)的影響。