(57)【要約】サンプル処理装置／技術／材料アナライザのための方法は、アナライザのサンプル焦点領域にサンプルを運びかつサンプル焦点領域からサンプルを運ぶためのサンプルセルインサートと、サンプルセルインサートにサンプルを提供するための取り外し可能なサンプル運搬装置と、サンプルセルインサートに運搬装置からサンプルを流すためのアクチュエータとを含む。取り外し可能なサンプル運搬装置は注射器であり得、アクチュエータは注射器のプランジャを押し、サンプルセルインサートへサンプルを排出する。サンプルセルインサートはサンプルセルに取り付けられ得、サンプルセルはサンプル分析のためにアナライザの中へ挿入可能であるとよい。サンプル処理装置は、光学素子対応のＸ線アナライザと組み合わせて用いられることができ、Ｘ線アナライザは、Ｘ線励起経路と、Ｘ線検出経路とを有するＸ線エンジンを含み、Ｘ線励起および／またはＸ線検出経路は、サンプル焦点領域を定める。
2016511428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料アナライザ用のサンプル処理装置であって、
前記アナライザのサンプル焦点領域にサンプルを運びまた該サンプル焦点領域からサンプルを運ぶためのサンプルセルインサートと、
該サンプルセルインサートにサンプルを提供するための取り外し可能なサンプル運搬装置と、
前記サンプルセルインサートに運搬装置からサンプルを流すためのアクチュエータと
を備える、サンプル処理装置。
【請求項２】
前記取り外し可能なサンプル運搬装置は注射器であり、前記アクチュエータは前記注射器のプランジャを押し、そこから前記サンプルセルインサートへ前記サンプルを排出する、請求項１に記載のサンプル処理装置。
【請求項３】
前記サンプルセルインサートはサンプルセルに取り付けられ、該サンプルセルはサンプル分析のために前記アナライザの中へ挿入可能である、請求項１に記載のサンプル処理装置。
【請求項４】
Ｘ線アナライザと組み合わせる、請求項１から３のいずれか一項に記載のサンプル処理装置であって、
該Ｘ線アナライザは、
Ｘ線励起経路と、
Ｘ線検出経路と、
を含むＸ線エンジンを備え、
前記Ｘ線励起経路および／または前記Ｘ線検出経路は、サンプル焦点領域を定める、
サンプル処理装置。
【請求項５】
前記焦点領域は焦点である、請求項４に記載の組み合わせ。
【請求項６】
前記焦点は前記Ｘ線励起経路および／または前記Ｘ線検出経路における少なくとも１つの集束光学素子への／からの集束Ｘ線によって定められる、請求項５に記載の組み合わせ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの集束光学素子は、少なくとも１つの湾曲回折光学素子またはポリキャピラリ光学素子である、請求項６に記載の組み合わせ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの集束光学素子は、少なくとも１つの集束単色光学素子である、請求項６に記載の組み合わせ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの集束単色光学素子は、湾曲結晶光学素子または湾曲多層光学素子である、請求項８に記載の組み合わせ。
【請求項１０】
Ｘ検出経路において少なくとも１つの集束光学素子は、その入力焦点がＸ線焦点位置にあり、前記Ｘ線励起経路における少なくとも１つの集束光学素子の出力焦点に対応するように配置される、請求項５に記載の組み合わせ。
【請求項１１】
前記Ｘ線分析システムは、単色波長対応のＸＲＦアナライザを備える、請求項４に記載の組み合わせ。
【請求項１２】
前記アナライザは、ＭＷＤＸＲＦまたはＭＥＥＤＸＲＦアナライザである、請求項１１に記載の組み合わせ。
【請求項１３】
前記サンプルは、その中の分析物の測定を必要とする石油系生成物を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
測定される分析物は、Ｓ、Ｃｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、ＰｂおよびＳｅのリストから選択される少なくとも１つの元素である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記サンプルは原油であり、測定される分析物は塩素である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
物質アナライザ用のサンプル処理方法であって、
前記アナライザのサンプル焦点領域にサンプルを運びまた該サンプル焦点領域からサンプルを運ぶためにサンプルセルインサートを用いること、
該サンプルセルインサートにサンプルを提供するために取り外し可能なサンプル運搬装置を用いること、および、
前記サンプルセルインサートに前記運搬装置からサンプルを流すためにアクチュエータを作動させること
を含む、サンプル処理方法。
【請求項１７】
前記取り外し可能なサンプル運搬装置は注射器であり、前記アクチュエータは前記注射器のプランジャを押し、そこから前記サンプルセルインサートへ前記サンプルを排出する、請求項１６に記載のサンプル処理方法。
【請求項１８】
前記注射器でサンプルを取り出すこと、および
前記サンプルセルインサートとアクチュエータとを含むサンプル処理装置の中へサンプルと一緒に注射器を挿入すること
をさらに含む、請求項１７に記載のサンプル処理方法。
【請求項１９】
前記サンプルセルインサートはサンプルセルに取り付けられ、該サンプルセルはサンプル分析のために前記アナライザの中へ挿入可能である、請求項１６に記載のサンプル処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の情報
本出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６１／７９０，５１７号の利益を主張し、それは全体として参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、試料の分析のために使用される装置および方法に一般に関する。より詳細には、本発明は、例えば、Ｘ線分析システムにおける分析の焦点領域に不均一なサンプルを与えるためのフロー制御技術に向けられている。
【背景技術】
【０００３】
サンプルのＸ線分析は、このような消費製品、医療、製薬、石油などの多くの業界の関心の成長分野である。蛍光Ｘ線、Ｘ線回折、Ｘ線分光法、Ｘ線撮像、および他のＸ線分析技術の使用は、実質的にすべての科学分野における知識に顕著な増加をもたらした。
【０００４】
蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）は、物質が、例えば、特定の成分の存在を決定するために、Ｘ線のビームに曝される分析技術である。ＸＲＦでは、Ｘ線に曝露される物質の元素成分の少なくとも一部は、Ｘ線光子を吸収し、特徴的な二次蛍光を生成することができる。これらの二次Ｘ線は物質中の元素成分の特徴である。適切な検出および分析に際して、これらの二次Ｘ線は、元素成分の１つ以上を特徴付けるために使用することができる。ＸＲＦ技術は、特に、工業用、医療用、半導体チップの評価、石油、および科学捜査を含む多くの化学的分野および材料科学分野において幅広い用途を有する。
【０００５】
石油産業において必要な測定のいくつかの例としては、石油供給原料中の汚染物質のトレースレベルは石油精製で悪名高いという問題がある。硫黄は原油ストリームに共通の成分であり、クリーンエア法のもとでの米国ＥＰＡによる規制として、最終製品からのその除去は、環境へのインパクトにより義務付けられている。硫黄は環境に有害であり、その除去のコストは高い。したがって、初期の精製工程中に硫黄レベルをモニターすることは重要である。塩素とバナジウムの汚染物質は、主に非規制のプロセス制御上の理由から精製業界で「悪役」と考えられている。塩化物はまた、精製産業の最大の問題の１つをもたらす。防蝕技術協会（「ＮＡＣＥ」）による２００５年紙によると、「近年、増加した数の製油所が極端な腐食と、原油蒸留ユニットオーバーヘッドおよびナフサ水素化処理ユニットの汚染とを経験している。根本原因は、塩化物レベルの深刻なほどの急激な上昇にさかのぼった。」
【０００６】
特許文献１および特許文献２は、本明細書にその全体が参照により組み込まれ、本発明の譲受人であるX-Ray Optical System, Inc.に帰属し、液体サンプルの分析のための、単色波長分散型蛍光Ｘ線（ＭＷＤ  ＸＲＦ）技術およびシステムを開示する。
【０００７】
このような汚染物質の測定システムの１つの特定の例として、上記の組み込まれた特許は、石油燃料の要素のレベルを決定する技術を開示し、そして市販されているアナライザ（例えば、ＳＩＮＤＩＥ（登録商標）およびＣＬＯＲＡ（登録商標））は、石油精製、パイプライン、および/またはターミナル施設で、例えば硫黄と塩素の測定のための広範囲に及ぶ使用に今ある。
【０００８】
ＸＲＦ試験は、サンプルを分析するために、オフラインで、すなわちベンチトップ型、実験室型の機器を使用して、行うことができる。材料は、（例えば、製油所または輸送パイプラインから、燃料のための）その供給源から取り除かれ、その後、サンプルチャンバ内に入れられ、またはチャンバ内に置かれている窓のあるサンプルセルの中へ入れられる。オフライン、ベンチトップ型機器は、何らかの特有の操作／圧力／環境／サイズ／重量／スペース／安全上の制約を満たすことを必要としないが、単に手動で配置されるサンプルのために必要な測定精度を提供する必要がある。また、オフラインの機器は容易に測定間に維持することができる。
【０００９】
オフライン分析とは対照的に、オンライン分析は、製造プロセスにおける様々な時点でサンプル組成物の「リアルタイム」モニタリングを提供する。例えば、全ての燃料製品は、硫黄レベルの遵守の対象となっていて、燃料精製中やパイプライン内の輸送中のオンライン監視のいくつかの変形を必要とする。しかし、製油所やパイプラインにおける燃料のオンライン分析は、オフラインの実験室の設定で一般に存在していない多数の操作上の問題の検討を必要とする。ほとんど又は全く手動介入または保守無しに、 完全に自動化された燃料サンプル処理システムが必要とされる。また、流体はパイプライン内の圧力下に通常あるので、任意のサンプル処理システムは、圧力差を考慮しなければならない。（以下でさらに説明される）ＸＲＦ  Ｘ線「エンジン」の特定の部分は真空中で動作するので、これは特に重要である。また、機器の電子機器は防爆ハウジングにパッケージングを必要とし、 サンプル処理システムから分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６９３４３５９号明細書
【特許文献２】米国特許第７０７２４３９号明細書
【特許文献３】米国特許第６２８５５０６号明細書
【特許文献４】米国特許第６３１７４８３号明細書
【特許文献５】米国特許第７０３５３７４号明細書
【特許文献６】米国特許第７７３８６２９号明細書
【特許文献７】米国特許第５１９２８６９号明細書
【特許文献８】米国特許第５１７５７５５号明細書
【特許文献９】米国特許第５４９７００８号明細書
【特許文献１０】米国特許第５７４５５４７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５５７０４０８号明細書
【特許文献１２】米国特許第５６０４３５３号明細書
【特許文献１３】米国特許第７１１０５０６号明細書
【特許文献１４】米国特許第７２０９５４５号明細書
【特許文献１５】米国特許第７２５７１９３号明細書
【特許文献１６】米国特許出願公開第２０１１−０１７０６６６号明細書
【特許文献１７】国際公開第２００９１１１４５４号
【特許文献１８】米国特許第７７２９４７１号明細書
【発明の概要】
【００１１】
いずれかのアナライザで、原油および重油の用途にとって、異なるサンプルストリームの粘度は、安定した圧力と流速でアナライザにサンプルを与えることを問題にする。塩素は主に、原油中で均一に混在しない可能性がある水相中に存在するため、塩素の測定は、他の課題を提示する。
【００１２】
オフライン（例えば、ベンチトップ構成）のアナライザにおける典型的な均質なサンプル（例えば、ガソリンやディーゼルなどの完成石油製品）については、安全な仮定は、分析物がサンプルセルの容積全体に一定の濃度で存在することがあるので、 Ｘ線焦点は、容積全体で同じ測定結果を引き起こす。しかし、サンプルの沈降は、サンプルセル内に不均質サンプルで生じる可能性がある。サンプル（例えば微粒子）の部分は、密度と重力やその他の要因に基づいて、底に沈殿するかまたは上位に移動することができる。セル内の特定の焦点における検体の濃度は、一貫性のある測定結果を提供しない可能性があるため、サンプルセル（特に本明細書で説明されるタイプのＸＲＦサンプルセル）内のこの潜在的なサンプルの移動／非均質性は、測定課題を提示する。
【００１３】
それ故、必要とされるものは、サンプル中に局部的な不整合が存在するにもかかわらず、サンプル容積中の検体の全体的な濃度の検体の測定結果の代表を提供する、高粘度、非均質なサンプルを処理する分析システムに対するサンプル処理技術である。
【００１４】
従来技術の欠点は本発明により克服され、付加的な利点は本発明によって提供され、それは１つの態様ではサンプル処理装置／技術／材料アナライザのための方法であり、アナライザのサンプル焦点領域にサンプルを運びかつサンプル焦点領域からサンプルを運ぶためのサンプルセルインサートと、サンプルセルインサートにサンプルを提供するための取り外し可能なサンプル運搬装置と、サンプルセルインサートに運搬装置からサンプルを流すためのアクチュエータとを含む。
【００１５】
取り外し可能なサンプル運搬装置は注射器であり得、アクチュエータは注射器のプランジャを押し、そこからサンプルセルインサートへサンプルを排出する。サンプルセルインサートはサンプルセルに取り付けられ得、サンプルセルはサンプル分析のためにアナライザの中へ挿入可能であるとよい。
【００１６】
サンプル処理装置は、Ｘ線アナライザと組み合わせて用いられるとよく、Ｘ線アナライザは、Ｘ線励起経路と、Ｘ線検出経路とを含むＸ線エンジンを含み、Ｘ線励起および／またはＸ線検出経路は、サンプル焦点領域を定める。
【００１７】
焦点領域は焦点であるとよく、それはＸ線励起経路および／またはＸ線検出経路における少なくとも１つの集束光学素子への／からの集束Ｘ線によって定められるとよい。集束光学素子は、湾曲回折光学素子またはポリキャピラリ光学素子であるとよい。
【００１８】
システムは、単色波長対応のＸＲＦアナライザ、例えばＭＷＤＸＲＦまたはＭＥ−ＥＤＸＲＦアナライザを備え得る。
【００１９】
サンプルは、その中の分析物の測定を必要とする低粘度または高粘度の石油系生成物を含み得、例えばＳ、Ｃｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、ＰｂおよびＳｅのリストから選択される１つまたは複数の元素である。
【００２０】
さらに、付加的な特徴および利点は、本発明の技術によって実現される。本発明の他の実施形態および態様は、本明細書に詳細に記載され、特許請求される発明の一部とみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明とみなされる対象は、本明細書の結論の特許請求の範囲において特に指摘され、明確に主張される。本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と組み合わせて行われる以下の詳細な説明から明らかにされる。
【図１】図１は、例示的な蛍光Ｘ線システムの要素の機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプル処理装置と使用可能な例示的なＭＷＤ  ＸＲＦ  Ｘ線エンジンの概略図である。
【図３】図３は、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプル処理装置と使用可能な典型的なＭＥ  ＥＤＸＲＦ  Ｘ線エンジンの概略図である。
【図４】図４は、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプル処理装置と使用可能な典型的なベンチトップ型Ｘ線アナライザの斜視図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプル処理装置と使用可能なサンプルセルの側面図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプル処理装置と使用可能なサンプルセルの上面図である。
【図６】図６は、例示的なベンチトップ型アナライザにおいて実施される本発明の一態様に従う、サンプル処理装置の一実施形態の斜視図である。
【図７】図７は、分析のために不均一なサンプルを抽出する注射器を示す。
【図８】図８は、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプル処理装置の拡大図である。
【図９ａ】図９ａは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルに取り付けられたサンプルセルインサートの図である。
【図９ｂ】図９ｂは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルに取り付けられたサンプルセルインサートの図である。
【図９ｃ】図９ｃは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルに取り付けられたサンプルセルインサートの図である。
【図９ｄ】図９ｄは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルに取り付けられたサンプルセルインサートの図である。
【図１０】図１０は、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルに取り付けられたサンプルセルインサートの詳細な断面図である。
【図１１ａ】図１１ａは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルインサートの斜視図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、本発明の１つまたは複数の態様に従う、サンプルセルインサートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、サンプルの特性を決定するために検出されて分析され得る蛍光放射線を生成するために、Ｘ線放射線にサンプルを曝すために使用される例示的なＸＲＦシステム１０の機能ブロック図である。このシステムは、Ｘ線源１２、第１のＸ線焦点調整装置１４、試験体１６、第２のＸ線焦点調整装置１８、Ｘ線検出器２０、および、分析結果を提供するためのアナライザ構成要素３２を含むことができる。Ｘ線源１２は、例えば、Ｘ線管は、Ｘ線のビーム２２を生成する。ビーム２２は、以下でさらに述べるように、１つまたは複数のＸ線集束光学素子１４によって、回折され得るかまたは集光され得る。
【００２３】
ビーム２４によって照射されると、チャンバ１６内のサンプルの成分の少なくとも１つは、成分が蛍光発光し、つまり、Ｘ線２４による励起のためにＸ線の二次光源２６を生成するように、励起される。再度、Ｘ線ビーム２６は、典型的にはＸ線の発散ビームであるので、ビーム２６は、例えば、Ｘ線検出器２０に方向付けられるＸ線の集束ビーム２８を生成するために、第２のＸ線集束光学素子１８によって焦点を合わせられる。
【００２４】
Ｘ線検出器２０は、比例計数管型または半導体型Ｘ線検出器（例えば、シリコンドリフト検出器）、または当業者に知られている蛍光Ｘ線検出器の任意の他の適切なタイプであり得る。典型的には、Ｘ線検出器２０は、分析、プリントアウト、または他のディスプレイ用にアナライザ構成要素３２に送られる検出されたＸ線の特性を含む電気信号３０を生成する。
【００２５】
以下のものを含む高度ＸＲＦシステム用のＸ線焦点調整装置／光学素子１４、１８は、例えば、同一出願人による特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６に開示されているような湾曲結晶単色光学素子および／または同一出願人による特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１および特許文献１２に開示されているようなポリキャピラリ光学素子を含み得る。同一出願人による特許文献１３、特許文献１４および特許文献１５に開示されているような光学素子／光源の組み合わせも使用可能である。上記特許の各々は、本明細書にその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２６】
本発明のサンプル処理装置、技術、または方法と関連して使用することができるＸ線光学対応アナライザエンジンの２つの例は以下の通りである。
【００２７】
例示的なＭＷＤ  ＸＲＦ  Ｘ線分析エンジン：
本発明の譲受人は、図２に概略的に示すように、２つの単色光学セットを用いる単色波長分散型蛍光Ｘ線（ＭＷＤ  ＸＲＦ）アナライザ１２０（参照により全体が本明細書に組み込まれる特許文献１および特許文献２）を以前開示した。ディーゼル燃料やその他の石油製品において、例えば、硫黄および塩素を測定するための関連ＳＩＮＤＩＥ（硫黄ＩＮディーゼル）とＣＬＯＲＡ（塩素）の製品ラインは、ＸＲＦに革命をもたらし、以下の（１）から（４）を含む多くの利点を提供する。（１）シグナル／バックグラウンド（Ｓ／Ｂ）は、ＤＣＣ１１４´によるサンプルの単色励起のために改善され、すなわち、（通常は注目するこれらのピークを沈ませる）蛍光ピークの下でエネルギーの制動放射光子が散乱を経て検出器に唯一到達することができ、それ故、多色励起に比べて劇的にＳ／Ｂ比を改善することができる。（２）優れたエネルギー分解能−これは全ての一般的な干渉の問題を排除し、上流のアプリケーションのための物理的基礎を提供する。（３）固有のロバスト性と低保守−分析エンジンは、可動部品や消費ガスなしで、低電力でコンパクトである。（４）かつてないダイナミック・レンジ、例えば、サンプル中の硫黄の０．３ｐｐｍから５％までの定量化レベル。
【００２８】
図２に概略的に示される、ＭＷＤ  ＸＲＦエンジン１２０は、励起経路および検出経路のそれぞれに湾曲単色光学素子１４´、１８´を含み、サンプル上に焦点領域または焦点４２を形成し、それは上記ＳＩＮＤＩＥ硫黄アナライザの構成である。しかし、光学素子はこれらの経路の一方にのみ存在してもよく、それはさらに正確な位置合わせを必要とする。一例では、上記タイプのいずれかの光学素子は、励起経路にのみ存在してもよく、検出経路は、エネルギー分散型検出器を含むであろう。これは、エネルギー分散型蛍光Ｘ線（ＥＤＸＲＦ）システムの一般的な構成であり、以下でさらに説明される。
【００２９】
例示的なＭＥ  ＥＤＸＲＦ  Ｘ線分析エンジン：
単色励起、エネルギー分散型蛍光Ｘ線（ＭＥ−ＥＤＸＲＦ）アナライザは、本発明によれば、このアプリケーションのためにも使用することができる。エンジン技術は、例えば同一出願人によるXRF System Having Multiple Excitation Energy Bands In Highly Aligned Packageと題する特許文献１６および特許文献１７に開示されていて、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。一実施形態では、このエンジン１３０は、図３に模式的に示すようにＨＤ  ＸＲＦとして知られている単色励起を伴う。ＨＤ  ＸＲＦは、従来のＥＤやＷＤＸＲＦを超える大幅に強化された検出性能を提供する多元素分析技術である。この技術は、サンプルに焦点領域または焦点４２を照射する最先端の単色の集束光学素子１４´´を適用し、サンプルにおける標的要素の広い範囲を効率よく励起する選択エネルギー励起ビームを有効にする。単色励起は、蛍光ピークの下の散乱バックグランドを劇的に低減し、元素の検出限界と精度を大きく高める。
【００３０】
図４は、上記エンジン、または他の分析エンジンのいずれかと関連して使用可能な代表的なベンチトップ型Ｘ線アナライザ５０の斜視図であり、以下でさらに説明されるように本発明のサンプル処理装置と組み合わせて使用可能である。
【００３１】
図５ａから図５ｂは、そのようなアナライザにおいて、本発明のサンプル処理装置と組み合わせて使用可能な例示的なサンプルセルの側面図および上面図である。
【００３２】
同一出願人による特許文献１８に開示されているように、その全体は参照により本明細書に組み込まれ、このサンプルセルは、プレフィルムの精密なサンプルセル７０であってもよい。サンプルセルは、内部サンプル容器を形成する外側本体を含み、その上端部はサンプルを受け入れ、その底端部はアナライザに、例えば図６のアナライザ５０に配置されたとき、入力Ｘ線ビーム２４と出力Ｘ線ビーム２６とを受け入れるためにプレフィルムされることができる。上述したように、サンプル焦点領域または焦点４２は、これらのビームによって形成される。
【００３３】
内部サンプル容器のこの下端部はフィルム２０（例えばマイラー）で形成されるとよく、それは本体の下端部の周りにしっかりと巻きつけられ、コンフォーマルリングを使用して所定の位置に保持されることができる。他の取付技術は可能であり、下端部の周囲にフィルムと本体との間の結合を作り出すために接着剤、超音波、ＲＦ、または他の加熱技術を含む。フィルムは、好ましくは、サンプルを保持するために十分な強度を有するように設計されていて（以下でさらに説明するように、器具においてサンプルセル全体を支持するのに十分な強度を有し）、Ｘ線の透過を可能にし、Ｘ線分析エンジンからの／への得られた蛍光Ｘ線の透過を可能にする。サンプルは液体サンプル、部分液体サンプル、または固体（例えば粉末）サンプルであり得る。
【００３４】
他の特徴は、Ｘ線分析エンジンにおいてセルの垂直位置をアシストする／制御することができる、対向する水平縁部７４、および、セルの水平方向／回転位置をアシスト／制御するためにまた使用することができる、対向面７２を含む。本発明によれば、縁部７４および面７２は、さらに以下に説明するように、本発明のサンプルセルインサートの取り付けおよび取り外しに関与することができる。
【００３５】
図６は、例示的なベンチトップ型アナライザ５０において実施される、本発明の一態様によるサンプル処理装置６０の斜視図である。サンプル処理装置６０は、アナライザ５０のアクセスドアの内側かつ、サンプルチャンバの上に搭載される。本発明によれば、取り外し可能な注射器６２（またはより一般的には取り外し可能なサンプル運搬装置）は、例えば、組み込まれたモータを使用して、注射器のプランジャを作動させることによってサンプルセルインサート６４を通って流される、不均一なサンプルを保持する。サンプルは、注射器から、チューブを介して、サンプルセルインサートを介して、アナライザの焦点領域を通って流れ、そして、外部ボトル５２の中へ排出される。本発明は、有利には、サンプルセルを通して不均質サンプルを流す能力を有する標準サンプルセル（例えば、サンプルセル７０）を有する標準的なベンチトップ型アナライザ５０を補う。ＸＲＦ測定の時間（例えば、１、３、６分）の間、サンプルセル（および焦点領域またはポイント）を介してサンプルを流すことにより、任意の非均一性は、正規化され、平均検体濃度を得ることができる。これは、サンプルセル容積に静的に保持された、予測不可能な不均一なサンプルに超然としていて、上で述べたように、それは、焦点領域または焦点での濃度がサンプル全体の濃度を表していない可能性があるように、局所的に異なる分析濃度を有することができる。
【００３６】
図７は、分析および装置への挿入の前にボトル５２から不均一なサンプル５３（例えば、原油）を抽出する、取り外し可能な注射器６２を示す。
【００３７】
図８は、本発明の一態様によるサンプル処理装置の拡大図であり、そこにクレードル／ラッチ領域６３を用いて取り付けられた取り外し可能な注射器６２を含む。（詳細は図示しない）モータ６７が提供され、それは（明確にするために図示されない）サンプルを排出するように注射器プランジャを作動させるためにアクチュエータ６８を駆動する。モータ６７は、オペレータおよび／または事前にプログラムされた好みに応じて、所望の測定時間に亘って所望速度でサンプルを排出するように、プログラム可能なようにアクチュエータ６８を作動させることができる。このプログラムはアナライザ５０内で、他のプログラムと一緒に制御されることができ、あるいは、他のプログラムとは別にすることができる。注射器は、所望の速度でチューブ６５を通して、サンプルを流し、フローセルインサート６４を通して、そして、チューブ６６からボトル５２の中へ流す。
【００３８】
図９ａ〜ｄは、本発明の一態様による、サンプルセル７０に取り付けられる、サンプルセルインサート６４の様々な図である。サンプルセルインサートの「アーム」６６は、それがセル面７２を下方に超えた後、インサートの「４分の１ねじり」に基づいてサンプルセル縁部７４をつける、例えばつかむように形成されることができる。そして、サンプルセルインサート／サンプルセルは、アナライザ５０の中へ適切に配置することができる組み合わせを形成する。本実施形態では、アナライザのサンプルチャンバは、特別修正される必要は無く、すなわち、サンプルチャンバはまだ典型的なサンプルセル７０の形状因子に対応する。従って、アナライザ５０は、平易なサンプルセルを用いて、静的非流動性サンプルに使用することができ、あるいは、サンプルを流すために本発明の装置と組み合わせることができる。
【００３９】
チューブ出口６７、６９はまた示され、チューブは着脱可能である。本発明は、消耗可能であるか（１つの使用）、半消耗可能であるか（幾つかの使用）、あるいは、かなり長く続くか（多くの使用）のいずれかである、インサート６４、注射器６２およびチューブ６５／６６を含むサブコンポーネントのいずれかを意図する。原油測定に対する実施形態では、サンプルセルインサートは、それらがきれいにするのがより困難であるので、消耗可能である注射器およびチューブと、（例えば、洗浄可能なステンレス鋼）長く続くことができる。
【００４０】
図１０（そこでは同様の要素は上記のような数字で指定される）は、本発明の一態様による、サンプルセル７０に取り付けられるサンプルセルインサート６４の詳細な断面図である。セル７０の中へその下方のフィルムで覆われた領域に向かって下にサンプルを運ぶインサート６４の内部チューブ構造６１の付加的な内部の詳細が、ここで示される。チューブ構造６１は、サンプルセルフィルムを向く開口部を通して開き、サンプルは、サンプルセルのフィルムに接触し、それにより、サンプルの焦点領域または焦点４２を通してサンプルを流すことを提示する。
【００４１】
代替実施形態では、サンプルセルインサートは、それ自体のフィルムを有して、アナライザのサンプルセルとしてそれ自体が機能することができ、典型的なサンプルセルに取り付けるための必要性を省略する。
【００４２】
図１１ａ、ｂ（そこでは同様の要素は上記のような数字で指定される）は、本発明の一態様によるサンプルセルインサートの斜視図および断面図であるが、サンプルセル無しで示される。
【００４３】
本発明により測定される例示的な分析物は、Ｓ、Ｃｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｎ、ＦｅＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｐｂ、および／またはＳｅを含む。これらは、不均質な原油のための特定の目的の分析物である。
【００４４】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためにあり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数形も含むことを意図する。用語「comprise」（そして「comprises」および「comprising」のようなcompriseの任意の形）、「have」（そして「has」および「having」のようなhaveの任意の形）「include」（そして「includes」および「including」のようなincludeの任意の形）および「contain」（そして「contains」および「containing」のようなcontainの任意の形）は制約の無い動詞であることがさらに理解されるだろう。結果として、１つ以上のステップまたは要素を「備える（comprises）」、「有する（has）」、「含む（includes）」または「包含する（contains）」方法または装置は、１つ以上のステップまたは要素を有するが、それらの１つ以上のステップまたは要素のみを有することに限定されない。同様に、１つ以上の特徴を「備える（comprises）」、「有する（has）」、「含む（includes）」または「包含する（contains）」方法または装置の要素は、１つ以上の特徴を有するが、それらの１つ以上の特徴のみを有することに限定されない。さらに、特定の方法で構成された装置または構造は、少なくともその方法で構成されているが、記載されていない方法で構成されてもよい。
【００４５】
以下の特許請求の範囲におけるすべての手段またはステッププラスファンクションの対応する構造、材料、行為、および均等物は、もしあれば、具体的に主張されるような他の主張される要素と組み合わせて機能を実行するために任意の構造、材料、または行為を含むことが意図される。本発明の説明は、例示および説明のために提示されているが、開示された形態で、本発明の網羅的または限定することを意図するものではない。多くの修正および変形は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。本発明の１つ以上の態様および実際の適用の原理を最もよく説明するために、また、考えられる特定の用途に適するような様々な修正を有する様々な実施形態に対して本発明の１つ以上の態様を当業者が理解することを可能にするために、実施形態は、選択され、説明された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【国際調査報告】
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