集成的便携式样本分析系统和方法技术方案

集成的便携式样本分析系统和方法。粘度计子系统容纳样本的第一部分。光谱仪子系统容纳样本的第二部分。注射器泵子系统容纳样本的第三部分并被配置成推动样本的第三部分流过将所述样本中的粒子收集在其上的过滤器。x射线分析子系统被配置成用x射线照射粒子。x射线分析子系统还容纳样本的第四部分，以便确定样本中的任何已溶物质的成分。处理子系统提供关于样本以及其粘度、物理特性、微粒计数以及大小分布以及样本中的微粒和已溶元素的成分的报告。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成的便携式样本分析系统和方法相关的申请根据35U.S.C.§119,120，363，365和37C.F.R.§1.55和§1.78，本申请要求2012年1月24日提交的美国专利申请系列号No.13/374,934的优先权，该专利申请以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及润滑学和液体(诸如燃料)监测。
技术介绍
常常分析机器、汽车、船舶发动机等等中的诸如油之类的液体，以便弄清有关油和/或使用油的设备的状况的信息。润滑学实验室可以包括用于分析油等等中存在的杂质(例如，水)的红外光谱仪，用于测量油的粘度的粘度计，和/或分析和/或分类油中的粒子的设备。参见宣传册“SpectroIndustrialTribologyLaboratory(ITL)”，www.spectroinc.com，此处引用作为参考。每一种仪器通常都提供一些有关油样的信息，然后熟练的技术人员和/或科学工作者使用全部信息来对油样作出全面分析，并可能基于分析提出建议。然而，实验室需要花时间来报告分析的结果。室验室设备十分昂贵并且复杂。此外，不太熟练的雇员通常不能操作实验室设备、完全理解由设备所提供的信息、或给出适当的建议。便携式润滑学设备也是已知的，诸如Spectro,Inc.所提供的“FluidScan”IR光谱仪产品。也参见作为参考包括的美国专利申请公开号No.2010/0182599。一些便携式设备十分易于使用。然而，到目前为止，已知的便携式设备还没有复制润滑学实验室的分析能力。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供便携式、用电池作电源的并且高度集成的样本分析系统，其被配置成使用多个仪器来分析样本，处理分析信息，并在现场向用户提供相关数据。系统可以由不太熟练的技工操作。通过实现本专利技术，本专利技术至少部分地导致，在一个特定示例中，如果粘度计、IR光谱仪、粒子计数器和x射线子系统以使样本的各部分可以轻松地向不同的仪器呈现的方式集成在可携带的壳体中，那么，处理子系统(也在壳体中)可以被编程为在现场提供关于样本以及其粘度、物理特性、微粒以及样本中的已溶成分以及微粒物质的报告，引起对关于样本的某些信息的注意。在一个示例中，本专利技术的特征在于，集成的便携式分析系统，包括带有用于容纳样本的第一部分的开口并被配置成输出对应于样本的粘度的信号的粘度计子系统。光谱仪子系统具有用于容纳样本的第二部分的开口并被配置成输出对应于样本的物理特性的信号。注射器泵子系统包括用于容纳样本的第三部分的开口并被配置成推动样本的第三部分流过将样本中的粒子收集在其上、对样本中的粒子进行计数并按大小分类的过滤器。x射线分析子系统被配置成用x射线照射粒子并输出对应于粒子的成分的信号。x射线分析子系统还包括用于容纳样本的第四部分的开口，并进一步被配置成输出对应于样本中的任何已溶物质(例如，金属)的成分的信号。处理子系统响应于粘度计子系统、光谱仪子系统以及x射线分析子系统，并被配置成处理对应于样本的粘度、样本的物理特性、粒子的成分、粒子的数量和大小分布、以及样本中的任何已溶物质的成分的信号。提供关于样本以及其粘度、物理特性、微粒以及样本中的任何已溶物质的成分的报告。系统通常还包括带有过滤器的微粒盒，用于首先装入注射器泵以在过滤器上收集粒子，然后装入x射线分析子系统开口，用于分析粒子的成分。首选的微粒盒包括用吸液芯填充并用过滤器覆盖的池以及出口。然后，注射器泵子系统可以包括用于容纳流出池的出口的样本的第三部分的囊袋。微粒盒通常包括壳套。系统还可以包括液体样本盒，所述液体样本盒包括用于样本的第四部分的池并被配置成被插入到x射线分析子系统开口中。液体样本盒还包括壳套。粘度计子系统可以包括翻转式样本单元，包括第一板和第二板，所述第一板包括被配置成通过表面张力将其上的液体约束在其边缘之间的轨道，所述第二板包括当轨道因重力倾斜并且沿着轨道拉液体时，与轨道分隔预定义的间隙的表面，用于通过表面张力将液体约束到轨道。光谱仪子系统还可以包括翻转式样本单元，包括第一和第二铰折板，每一铰折板都包括当板耦合在一起时彼此对齐的窗口，当板耦合在一起时，在窗口之间定义预定义的间隔，作为样本的第二部分的开口。粒子计数器可以与注射器泵子系统相关联并被配置成向处理子系统提供关于样本的第三部分的任何粒子的数量和大小分布的信号。系统优选地在封装粘度计子系统和光谱仪子系统的便携式壳体中包括面板。便携式壳体中的另一面板封装x射线分析子系统和注射器泵子系统。便携式壳体还包括处理子系统以及用于粘度计子系统、光谱仪子系统、注射器泵子系统、x射线分析子系统以及处理子系统的电池包。壳体还包括监视器。处理子系统被配置成在监视器上显示报告。处理子系统可以被配置成突出显示报告中的高于预定阈值和/或低于预定阈值的数据。处理子系统还可以进一步被配置成分析任何突出显示的数据，并基于所述突出显示的数据提供样本的等级。本专利技术还包括样本分析方法，包括在现场从设备获取样本，将样本的第一部分放在粘度计中，在粘度计中分析样本的第一部分，以及提供对应于样本的粘度的信号。将样本的第二部分放在光谱仪中，该方法包括在光谱仪中分析样本的第二部分，以及提供对应于样本的物理特性的一个或多个信号。从样本的第三部分过滤掉粒子，在x射线分析子系统中分析粒子，x射线分析子系统提供对应于粒子的成分的一个或多个信号。该方法还包括将样本的第四部分放在x射线分析子系统中，在x射线分析子系统中分析样本的第四部分，并提供对应于样本中的已溶物质的一个或多个信号。处理对应于样本的粘度、样本的物理特性、粒子的成分以及样本中的已溶物质的信号，并在现场生成关于样本及其粘度、物理特性、微粒以及已溶物质的报告。从样本的第三部分中过滤粒子可以包括将样本的第三部分放在注射器泵中，并驱动样本的第三部分流过将粒子收集在其上的过滤器。该方法还可以包括对粒子进行计数并按大小分类。通常，该方法还包括突出显示报告中的高于预定阈值和/或低于预定阈值的数据，并基于突出显示的数据对样本进行分级。实现了无需使用化学制剂、溶剂或稀释剂而执行整个分析协议，清洗整个系统，准备它用于下一次样本分析。通过使用商店抹布或一次性使用的抹布，可以实现任何清洁或分析准备。附图说明通过下面的对优选实施例以及各个附图的描述，所属领域的技术人员将想到其他目的、特征和优点，其中：图1是示出了根据本专利技术示例的与集成的、便携式样本分析系统相关联的多个主要组件的框图；图2是示出了根据本专利技术的集成的便携式样本分析系统的样机的三维正面图；图3是图2所示出的系统中的光谱仪的组件的三维视图；图4是示出了图2所示出的系统中的粘度计的组件的示意三维正面图；图5是示出了图4的粘度计组件被插入到粘度计分析子系统中的示意三维正面图；图6是图2所示出的系统的粘度计分析子系统的示例的示意描绘；图7是示出了图2中所描绘的系统的注射器泵/粒子计数子系统的一部分的示意三维正面图；图8是示出了图2中所描绘的系统的x射线分析子系统的盒开口的示意正面图；图9是与图2的分析系统包括在一起的微粒盒的示例的示意顶视图；图10是图9所示出的微粒盒的示意剖面侧视图；图11是与图2的分析子系统包括在一起的液体样本盒的示意顶视图；图12是图11所示出的液体样本盒的示意剖面侧视图；图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成的便携式样本分析系统，包括：带有用于容纳样本的第一部分的开口并被配置成输出对应于所述样本的粘度的信号的粘度计子系统；带有用于容纳所述样本的第二部分的开口并被配置成输出对应于所述样本的物理特性的信号的光谱仪子系统；包括用于容纳所述样本的第三部分的开口并被配置成推动所述样本的第三部分流过将所述样本中的粒子收集在其上的过滤器的注射器泵子系统；被配置成用x射线照射所述粒子并输出对应于所述粒子的成分的信号的x射线分析子系统；所述x射线分析子系统进一步包括用于容纳所述样本的第四部分的开口并进一步被配置成输出对应于所述样本中任何已溶物质的成分的信号；以及响应于所述粘度计子系统、所述光谱仪子系统以及所述x射线分析子系统并被配置成执行下列操作的处理子系统：处理对应于所述样本的粘度、所述样本的物理特性、所述粒子的成分以及所述样本中任何已溶物质的成分的所述信号，以及提供关于所述样本以及其粘度、物理特性、微粒以及所述样本中任何已溶物质的成分的报告。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.24 US 13/374,9341.一种集成的便携式分析壳体，包括：翻转式单元粘度计，包括：第一板，包括定义池的凸起的轨道，所述凸起的轨道用于容纳流体样本的第一部分，以及第二板，包括当所述凸起的轨道因重力至少基本垂直地倾斜时，与所述凸起的轨道分隔预定义的间隙的表面，所述表面连同所述凸起的轨道通过表面张力将所述流体约束到所述凸起的轨道，以确定所述流体样本的粘度；翻转式单元光谱仪子系统，包括：第一铰折板，带有第一窗口；第二铰折板，带有与第一窗口对齐的第二窗口，以及第一窗口与第二窗口之间的预定义的间隔，其被配置为用于容纳所述流体样本的第二部分的池，以确定所述流体样本的特性；粒子计数器，包括：带有过滤器的微粒盒，以及被配置成将装入到一次性注射器的所述流体样本的第三部分泵送流过所述过滤器，以对所述流体样本中的粒子计数的注射器泵；x射线分析子系统，其被配置成用x射线照射在装入到所述x射线分析子系统中的盒上存在的所述流体样本的部分，以确定所述流体样本中的金属浓度；以及响应于所述粘度计、所述光谱仪子系统、所述粒子计数器以及所述x射线分析子系统并被配置成提供关于所述流体样本的粘度、所述流体样本的特性、所述流体样本的粒子计数以及所述流体样本中的金属浓度的报告的处理子系统。2.如权利要求1所述的壳体，其中所述微粒盒包括用所述过滤器覆盖的池。3.如权利要求2所述的壳体，其中所述微粒盒的所述池还包括出口。4.如权利要求2所述的壳体，其中所述微粒盒的所述池包括吸液芯。5.如权利要求3所述的壳体，其中所述粒子计数器还包括用于容纳流出所述微粒盒的所述池的出口的所述样本的第三部分的囊袋。6.如权利要求1所述的壳体，进一步包括流体样本盒，所述流体样本盒包括用于所述样本的第四部分的池并被配置成被插入到所述x射线分析子系统中。7.如权利要求1所述的壳体，在封装所述粘度计和所述光谱仪子系统的壳体中进一步包括面板。8.如权利要求7所述的壳体，在封装所述粒子计数器和所述x射线分析子系统的壳体中进一步包括另一面板。9.如权利要求1所述的壳体，进一步包括用于所述粘度计、所述光谱仪子系统、所述粒子计数器、所述x射线分析子系统以及所述处理子系统的电池包。10.如权利要求1所述的壳体，进一步包括监视器，并且所述处理子系统被配置成在所述监视器上显示所述报告。11.如权利要求1所述的壳体，其中所述处理子系统被配置成突出显示所述报告中的高于预定阈值和/或低于预定阈值的数据。12.如权利要求11所述的壳体，其中所述处理子系统进一步被配置成分析任何突出显示的数据，并基于所述突出显示的数据提供所述样本的等级。13.如权利要求1所述的壳体，其中所述粒子计数器还包括所述过滤器的上游的压力传感器和所述过滤器的下游的压力传感器，以确定所述过滤器上的所述粒子何时达到预定的密度。14.如权利要求13所述的壳体，其中所述处理子系统响应于所述压力传感器，并被配置成当所述过滤器的上游和下游的压力差达到预定值时停止所述注射器泵的驱动。15.如权利要求1所述的壳体，其中所述处理子系统进一步被配置成当用x射线照射粒子时自动地以第一、较低功率激励所述x射线分析子系统，并且当用x射线照射已溶物质时以第二、较高功率激励所述x射线分析子系统。16.一种样本分析方法，包括：在现场从设备获取流体样本；将流体样本的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·F·亨宁，T·G·巴勒克拉夫，E·J·奥尔森，S·D·劳伦斯，R·J·约考，
申请(专利权)人：斯派超科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US