用于受压样品X光分析的可移动且可透X光的阻挡件制造技术

本发明专利技术公开了一种将样品放置在分析仪的辐射界面中的技术，所述分析仪利用Ｘ光、中子射线、伽玛射线或者粒子束辐射，以对样品进行分析，一个可透过辐射的保护性阻挡件，可使样品与分析仪隔开，并通过阻挡件移动系统相对于辐射界面进行移动。在一个实施例中，所述阻挡件为可在样品所放置的空腔上方移动的膜，且可与卷轴系统一起移动，以在空腔上方提供以及收回通常连续的膜供给。所述空腔可以形成样品通道的一部分，所述样品可穿此通道移动。如果样品通道被增压，在用分析仪对样品进行分析的过程中膜保持该压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及一种用于对样品材料进行X光分析的装置和方法，更具体而言，本专利技术在X光源/检测器组件和样品材料之间提供一种可移动的、保护性的可透过X光的阻挡件。
技术介绍
如上述所结合参考的美国专利申请中所述，X光分析方法在20世纪和21世纪的科学技术中得到了相当的发展。X光荧光、X光衍射、X光频谱、X光成像、以及其他X光分析技术使各科学
的知识有了很大的增加。X荧光光谱法(XRF)是一种分析手段，通过它，物质被暴露于X光束中，以确定例如某种元素是否存在。在XRF中，暴露于X光的物质的至少一些化学组分可以吸收X光子并产生特征化的辅助荧光。这些辅助X光是物质中化学组分的表征。在适当的检测和分析基础上，这些辅助X光可以用于表征一个或更多的化学组分。XRF技术在化学和材料科学领域中具有很宽的应用范围，包括化学分析、半导体芯片评估、法医鉴别(forensics)以及其他应用。这种测量技术的一种已有应用就是检测燃料中的硫。运输燃料中的硫以SO2或SO3的形式散发出来，其通常在大气中形成硫酸，其中的一些形成硫酸氨或硫酸氢氨。这些硫的化合物是PM2.5污染的主要来源。虽然也有一些其他的人为的硫源，但输送燃料还是最主要的。在纽约，空气中的硫污染有一半以上归因于运输源。燃料中的硫破坏了催化转化器，燃料中硫的减少还可减少来自运输源的其他污染物。为了解决上述问题。美国环境保护局(EPA)最近发出了一份关于2006年前将路上内燃机燃料中的硫从当前的500ppm减少到15ppm的规定。EPA估计该规定将每年可防止美国有8000多例早期死亡，以及成千上万的支气管炎和哮喘病例。欧洲和日本也几乎同时正在做类似的改变。已证明石油工业有能力从公路燃料中去除硫。但是，控制燃料生产和分配还是有问题的，因为在燃料处理和分配过程中没有可靠的方法来在线测量燃料中硫含量。为了达到15ppm的规定标准，考虑到运输过程中的污染，在精炼厂必须测量为约7-8ppm。为了获得很好的静态控制以及为了监测低于平均硫水平的原料，检测极限必须小于1ppm。XRF技术可以用于这种应用(如上所述，以及在所有所组合参考的专利申请中)。基本手段包括用X光激发燃料样品，并检查所发出的荧光。每个元素发出一种单一光谱的指示。然后检测器测量所发出的X光的波长，可用软件将此所测光谱减少到表示样品中硫组分的加权成分。XRF流体测试也可以离线进行，即，使用台式、实验室型仪器来进行样品分析。材料从其源(例如，燃料，来自精炼厂或运输管线)中去除，然后简单放置在样品室中。离线仪器不必满足任何异常的操作/压力/环境/尺寸/重量/空间/安全约束，仅需要提供手动放置样品所需的测量精度。而且，离线仪器在各次测量之间可以很容易地保持。在线分析在生产过程中不同的点处提供潜在的样品成分的“实时”监测。例如，所有的燃料产品都受到上述EPA规定的限定—要求在燃料精炼和在管线中输送过程中进行一些量的在线监测。但是，在精炼厂或管线中的燃料的在线分析需要考虑离线实验室设备中所通常没有出现的操作因素。这就需要完全自动的燃料样品处理系统具有很少的人工干扰或养护。另外，因为管道中的流体通常受压，任何样品处理系统都必须考虑压力差。这是特别重要的，因为XRF X光发生器(将在后面讨论)的某些部分可以在真空下操作。而且，仪器的电子元件要求包装在防暴露的壳体中—与样品处理系统分开。因此，在本申请中，最关键的元件之一是样品阻挡件，其允许X光的光子激发流体中的硫原子，且从该原子发出的光子可以在发生器的检测器中被计数，同时保持X光发生器中的真空或气氛以及流体压力。本专利技术人已发现X光激励可在整个时间段中在此界面处以及在某些类的阻挡材料上产生硫的离化和吸收—导致不希望的硫残留以及阻挡件的X光透射率的减少。更通常而言，许多XRF应用需要一个阻挡件来保护发生器不受来自样品材料和/或测量环境的任何不利界面的影响。因此，在线系统中的任何阻挡技术应当满足某些标准透射率—即，以最小量的X光吸收度来透过X光；强度—阻挡件材料必须足够强，以支撑例如来自管线中连续流体的20-100psi或更多的流体样品压力；以及最后，污染—所述技术必须解决阻挡件受样品材料和/或测量环境的污染的问题。因此，需要一种阻挡技术和用于在线X光分析系统的装置，其保护X光发生器不受负面的样品和环境影响，同时保持整体性和样品界面的透射率，用于精确测量。
技术实现思路
本专利技术提供一种解决这些问题的技术，其包括方法和装置。公开的一种技术包括将样品放置到分析仪辐射界面，该分析仪采用X光、中子射线、伽玛射线、或粒子束辐射，以对样品进行分析。一个可使用阻挡件移动系统相对于辐射界面移动的阻挡件，其能透过辐射且将样品与分析仪隔开。在一个实施例中，该阻挡件是一种膜，其可在样品所放置的空腔上方移动，且可与卷轴系统一起移动，以在所述空腔上方提供以及收回通常连续的膜供给。所述空腔可以形成样品通道的一部分，样品可穿过该通道而移动。如果样品通道被加压，所述膜在用分析仪对样品进行分析的过程中保持压力。如上所述，当样品为液体时，样品通道包括加压管线的至少一部分，液体通过该管线进行流动，且所述分析仪在流体流动的同时进行流体的组分分析。在一个实施例中，提供样品室组件，其具有一个表面，样品空腔形成在该表面中，以及一个与样品空腔相对的板，其具有孔，能让辐射进入或进出样品空腔。所述膜位于样品室的表面和板之间。且样品室可相对于板移动，以增加和减少膜上的压力。所述装置包括一弹簧或者其他压力施加装置，以在膜被移动时在O形圈上施加恒定的压力；所述板包括一个涂层，其减少板和膜之间的磨擦；且所述样品空腔的大小做成可减少背景发散。在参考附图和下面的说明以及权利要求后，本专利技术的这些和其他实施例以及其他方面将更加明显。附图说明本专利技术的主题特别被指出且包括在所附权利要求中，但是本专利技术的结构和方法以及其进一步的目的和优点将参考下面优选实施例的说明和附图来理解，在附图中图1为X射线荧光系统的示意性框图。图2为带有示例性样品室的示例性X射线荧光源/检测器的等轴测图。图3为根据本专利技术的样品室装置的等轴测实体图。图4为图3所示装置的线条图。图5为图4所示装置的俯视图。图6A-6B为沿剖面A-A截取的图3-5所示装置的剖视图。图7为沿剖面B-B截取的图3-5所示装置的剖视图。图8为图3-5所示装置的等轴测仰视图。图9为沿着图3-5所示的辊和移动通道布置的本专利技术的示例性可移动的可透过X光的阻挡膜的等轴测图。具体实施例方式图1为用于将物质暴露于X光辐射中以产生荧光辐射的典型系统10的示意性框图，然后该荧光可以被检测和分析，以确定物质的特征量。所述系统通常包括X光源12、第一X光检测器14、样品激发室16、第二X光聚焦装置18、以及X光检测器20。所述X光源12，例如，X射线管，产生一束X光22。尽管在整个说明书中采用的都是X光，但本专利技术倾向于中子、粒子束或伽玛光辐射。因为X光束22通过为发散光束，光束22通过一个或多个X光聚焦装置14被衍射或聚焦。X光聚焦装置14可以是一个或多个双曲晶体，例如，具有实质上平行原子面的双曲晶体，例如在2000年9月22日提交的未决申请09/667,966(律师案号0444.035)中所公开的晶体，此公开内容结合在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将样品放置到使用Ｘ光、中子射线、伽玛射线或粒子束辐射的分析仪的辐射界面，以对样品进行分析的装置，所述装置包括：　　　　阻挡件，其能透过辐射，并将样品与分析仪隔开，所述阻挡件可相对于辐射界面移动；以及　　　　进行所述阻挡件移动的阻挡件移动系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩加拉格尔，
申请(专利权)人：X射线光学系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]