用于3D粒子分析的多级样本保持器制造技术

一种X射线矿物学分析系统包括用于X射线显微系统的样品组件。该样品组件包括外管和密封外管的内孔的底塞，其中外管容纳将由X射线显微系统分析的粉末。显微系统分析的粉末。显微系统分析的粉末。

【技术实现步骤摘要】
用于3D粒子分析的多级样本保持器
[0001]相关申请
[0002]本申请根据35 USC 119(e)要求于2021年11月5日提交的美国临时申请No.63/263,625的权益，通过引用将其整体并入本文。


[0003]本申请涉及3D粒子分析领域，具体涉及一种用于3D粒子分析的多级样本保持器。

技术介绍

[0004]各种成像模态已经被用于以二维(2D)和三维(3D)的形式识别和可视化岩石的矿物含量。例如，这些成像模态可以分析岩石样本并确定采矿业的粉碎统计。更详细地，在采矿和材料加工中，通常通过压碎、研磨、切割、振动和/或其它工艺来减小材料的粒度。这在矿物加工、制陶工艺、电子学和其它领域是重要的操作。
[0005]在通常的操作中，这些成像模态创建诸如3D体积或2D图像的图像数据集。然后采用图像分析技术根据体积和图像评估粒子的粒度和尺寸分布以及矿物含量。
[0006]X射线计算机断层摄影(CT)显微系统是常见的成像模态。这些系统用X射线照射样本，该X射线通常在1和几百千电子伏特之间的范围内。在多个角度收集2D投影图像，并且根据这些投影重建样本的3D体积。

技术实现思路

[0007]以自动化方式分析许多样本通常是重要的。需要分析每个系统的每个样本和多个样本的多个粒级，以便获得粒子行为的统计学代表性描述。自动化样本装载器可以通过自动地将一系列样本安装到样本台上而在一定程度上帮助缓解这个问题，但是在它们可以安装的样本的最大数量方面受限。
[0008]总体上，根据一个方面，本专利技术的特征在于一种用于X射线显微系统的样本组件，包括外管和密封外管的内孔的底塞，其中外管容纳将由X射线显微系统分析的粉末。
[0009]在实施例中，将间隔物插入外管中以分离外管中的多个样本。因此，外管可以保持三个或更多个样本。顶塞用于密封外管的顶部。
[0010]在使用中，外管沿着管的长度保持诸如来自采矿操作的具有不同粒度的不同样本。
[0011]在构造方面，外管可以由塑料构造并且直径可以小于5毫米，外管的内孔直径小于3毫米。
[0012]总体上，根据另一方面，本专利技术的特征在于一种X射线显微系统，包括产生X射线的源、用于将样本保持在射束中的样本保持器、由样本保持器保持的样本组件、以及用于在射束与样本相互作用之后检测射束的检测器，该样本组件包括容纳粉末样本的外管。
[0013]定位台可用于在y轴方向上移动样本保持器，以及样本组件保持沿y轴分布的不同样本。
[0014]总体上，根据另一方面，本专利技术的特征在于一种X射线显微系统的操作方法。该方法包括产生X射线，用包括容纳粉末样本的外管的样本组件将样本保持在射束中，以及在射束与样本相互作用之后检测射束。
[0015]现在将参照附图更具体地描述本专利技术的上述和其它特征，包括部件的构造和组合的各种新颖细节，以及其它优点，并且将在权利要求中指出。应当理解，实施本专利技术的特定方法和装置是通过说明的方式示出的，而不是作为对本专利技术的限制。本专利技术的原理和特征可以在不同的和众多的实施例中使用，而不会脱离本专利技术的范围。
附图说明
[0016]在附图中，在所有不同的视图中附图标记表示相同的部件。附图不一定是按比例的；重点在于说明本专利技术的原理。附图中：
[0017]图1是根据本专利技术的用于在X射线CT系统中使用的包括容纳五个样本的安装管的样本组件的侧截面图；以及
[0018]图2是样本、安装管和样本保持器的透视图；以及
[0019]图3是具有安装管的X射线CT系统的示意图。
具体实施方式
[0020]现在将在下文中参考附图更全面地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的说明性实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限制于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将向本领域技术人员充分传达本专利技术的范围。
[0021]如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目的任何和所有组合。此外，单数形式和冠词“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非另有明确说明。还将理解的是，当在本说明书中使用术语：包含(includes)、包括(comprises)、具有(including)和/或含有(comprising)时，该术语指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。此外，将理解，当包括部件或子系统的元件被称为和/或被示出为被连接或耦接到另一元件时，它可以直接连接或耦接到另一元件，或者可以存在中间元件。
[0022]图1示出了根据本专利技术的原理构造的样本组件114。这涉及一种廉价且容易的技术，该技术允许将多粒级的粉末安装在单个样本保持器中，从而以自动顺序的方式进行分析，而不必重新安装样本。
[0023]通常，样本组件114包括细长的外安装管12。该外管12是中空的，优选的具有圆形横截面和圆形横截面内孔。该外管优选由低Z材料(诸如聚酰亚胺、聚四氟乙烯(PTFE)或聚醚醚酮(PEEK)管或其它塑料)构成。外安装管12的外径可以是直径为几毫米，例如小于5毫米(mm)，或优选地大约2mm。该外管的内孔的内径可以为直径小于3mm，优选约1mm。
[0024]通常将可能具有不同粒级的多个样本S1、S2、S3、S4、S5或甚至多个单独的样本安装在外安装管12的中空内孔12B中。样本通过长度较短的实心圆柱形间隔物SP1、SP2、SP3、SP4沿安装管12的轴线彼此间隔开，所述间隔物SP1、SP2、SP3、SP4密封内孔以分离离散的样本。安装管的底端用底塞B密封，安装管12的顶部由顶塞T密封。通常，间隔物SP1、SP2、SP3、
SP4、底塞B和顶塞T全部由低Z材料(例如石墨)构成，以便不显著干扰X射线成像过程。
[0025]在上述示例中，样本S1、S2、S3、S4、S5优选地按照尺寸顺序排列，从基座附近的较粗部分(如样本S1和S2)排列到顶部附近的最细样本S4、S5。这允许在断层摄影设置期间容易地对每个样本进行级数标引。
[0026]在设置期间，在优选实施例中，使用石墨棒部分，并且将间隔物SP1、SP2、SP3、SP4顺序插入安装管12中，清除安装管的任何附着到管的内孔壁的残余粉末，使粒级样本的交叉污染最小化。相同的石墨棒部分也用作顶塞T和底塞B，以允许安装到销
‑
钳形样本保持器112中和顶部的封闭物。
[0027]应当注意，安装在单个外管12中的样本的总长度L应当小于X射线成像系统的旋转和定位台110的最大竖直(y轴)行程。因此，L通常小于5厘米。
[0028]底部石墨塞B首先结合在外安装管12的内孔内部。通常这是插入到塑料外管12内部的1
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2厘米长度的石墨，然后用环氧树脂(例如UV固化环氧树脂)密封/附接到塑料外管12的基座。优选地，图示的底塞的大约一半长度延伸超过外管的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于X射线显微系统的样本组件，包括：外管；以及底塞，所述底塞密封所述外管的内孔，其中所述外管容纳将由所述X射线显微系统分析的粉末。2.根据权利要求1所述的样本组件，还包括插入所述外管中的间隔物，以分离所述外管中的多个样本。3.根据权利要求1或2中任一项所述的样本组件，其中所述外管保持三个或更多个样本。4.根据前述权利要求中任一项所述的样本组件，还包括用于密封所述外管的顶部的顶塞。5.根据前述权利要求中任一项所述的样本组件，其中所述外管沿管的长度保持具有不同粒度的不同样本。6.根据前述权利要求中任一项所述的样本组件，其中所述外管沿管的长度保持来自采矿操作的不同样本。7.根据前述权利要求中任一项所述的样本组件，其中所述外管由塑料构造。8.根据前述权利要求中任一项所述的样本组件，其中所述外管的外孔的直径小于5毫米。9.根据前述权利要求中任一项所述的样本组件，其中所述外管的内孔的直径小于3毫米。10.一种X...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：卡尔蔡司有限公司，
类型：发明
国别省市：