集成的便攜式樣本分析系統(tǒng)和方法相關(guān)的申請根據(jù)35U.S.C.§119,120，363，365和37C.F.R.§1.55和§1.78，本申請要求2012年1月24日提交的美國專利申請系列號No.13/374,934的優(yōu)先權(quán)，該專利申請以引用的方式并入本文中。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及潤滑學(xué)和液體(諸如燃料)監(jiān)測。

背景技術(shù)：
常常分析機(jī)器、汽車、船舶發(fā)動機(jī)等等中的諸如油之類的液體，以便弄清有關(guān)油和/或使用油的設(shè)備的狀況的信息。潤滑學(xué)實驗室可以包括用于分析油等等中存在的雜質(zhì)(例如，水)的紅外光譜儀，用于測量油的粘度的粘度計，和/或分析和/或分類油中的粒子的設(shè)備。參見宣傳冊“SpectroIndustrialTribologyLaboratory(ITL)”，www.spectroinc.com，此處引用作為參考。每一種儀器通常都提供一些有關(guān)油樣的信息，然后熟練的技術(shù)人員和/或科學(xué)工作者使用全部信息來對油樣作出全面分析，并可能基于分析提出建議。然而，實驗室需要花時間來報告分析的結(jié)果。室驗室設(shè)備十分昂貴并且復(fù)雜。此外，不太熟練的雇員通常不能操作實驗室設(shè)備、完全理解由設(shè)備所提供的信息、或給出適當(dāng)?shù)慕ㄗh。便攜式潤滑學(xué)設(shè)備也是已知的，諸如Spectro,Inc.所提供的“FluidScan”IR光譜儀產(chǎn)品。也參見作為參考包括的美國專利申請公開號No.2010/0182599。一些便攜式設(shè)備十分易于使用。然而，到目前為止，已知的便攜式設(shè)備還沒有復(fù)制潤滑學(xué)實驗室 的分析能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
一方面，本發(fā)明提供便攜式、用電池作電源的并且高度集成的樣本分析系統(tǒng)，其被配置成使用多個儀器來分析樣本，處理分析信息，并在現(xiàn)場向用戶提供相關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以由不太熟練的技工操作。通過實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明至少部分地導(dǎo)致，在一個特定示例中，如果粘度計、IR光譜儀、粒子計數(shù)器和x射線子系統(tǒng)以使樣本的各部分可以輕松地向不同的儀器呈現(xiàn)的方式集成在可攜帶的殼體中，那么，處理子系統(tǒng)(也在殼體中)可以被編程為在現(xiàn)場提供關(guān)于樣本以及其粘度、物理特性、微粒以及樣本中的已溶成分以及微粒物質(zhì)的報告，引起對關(guān)于樣本的某些信息的注意。在一個示例中，本發(fā)明的特征在于，集成的便攜式分析系統(tǒng)，包括帶有用于容納樣本的第一部分的開口并被配置成輸出對應(yīng)于樣本的粘度的信號的粘度計子系統(tǒng)。光譜儀子系統(tǒng)具有用于容納樣本的第二部分的開口并被配置成輸出對應(yīng)于樣本的物理特性的信號。注射器泵子系統(tǒng)包括用于容納樣本的第三部分的開口并被配置成推動樣本的第三部分流過將樣本中的粒子收集在其上、對樣本中的粒子進(jìn)行計數(shù)并按大小分類的過濾器。x射線分析子系統(tǒng)被配置成用x射線照射粒子并輸出對應(yīng)于粒子的成分的信號。x射線分析子系統(tǒng)還包括用于容納樣本的第四部分的開口，并進(jìn)一步被配置成輸出對應(yīng)于樣本中的任何已溶物質(zhì)(例如，金屬)的成分的信號。處理子系統(tǒng)響應(yīng)于粘度計子系統(tǒng)、光譜儀子系統(tǒng)以及x射線分析子系統(tǒng)，并被配置成處理對應(yīng)于樣本的粘度、樣本的物理特性、粒子的成分、粒子的數(shù)量和大小分布、以及樣本中的任何已溶物質(zhì)的成分的信號。提供關(guān)于樣本以及其粘度、物理特性、微粒以及樣本中的任何已溶物質(zhì)的成分的報告。系統(tǒng)通常還包括帶有過濾器的微粒盒，用于首先裝入注射器泵以 在過濾器上收集粒子，然后裝入x射線分析子系統(tǒng)開口，用于分析粒子的成分。首選的微粒盒包括用吸液芯填充并用過濾器覆蓋的池以及出口。然后，注射器泵子系統(tǒng)可以包括用于容納流出池的出口的樣本的第三部分的囊袋。微粒盒通常包括殼套。系統(tǒng)還可以包括液體樣本盒，所述液體樣本盒包括用于樣本的第四部分的池并被配置成被插入到x射線分析子系統(tǒng)開口中。液體樣本盒還包括殼套。粘度計子系統(tǒng)可以包括翻轉(zhuǎn)式樣本單元，包括第一板和第二板，所述第一板包括被配置成通過表面張力將其上的液體約束在其邊緣之間的軌道，所述第二板包括當(dāng)軌道因重力傾斜并且沿著軌道拉液體時，與軌道分隔預(yù)定義的間隙的表面，用于通過表面張力將液體約束到軌道。光譜儀子系統(tǒng)還可以包括翻轉(zhuǎn)式樣本單元，包括第一和第二鉸折板，每一鉸折板都包括當(dāng)板耦合在一起時彼此對齊的窗口，當(dāng)板耦合在一起時，在窗口之間定義預(yù)定義的間隔，作為樣本的第二部分的開口。粒子計數(shù)器可以與注射器泵子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)并被配置成向處理子系統(tǒng)提供關(guān)于樣本的第三部分的任何粒子的數(shù)量和大小分布的信號。系統(tǒng)優(yōu)選地在封裝粘度計子系統(tǒng)和光譜儀子系統(tǒng)的便攜式殼體中包括面板。便攜式殼體中的另一面板封裝x射線分析子系統(tǒng)和注射器泵子系統(tǒng)。便攜式殼體還包括處理子系統(tǒng)以及用于粘度計子系統(tǒng)、光譜儀子系統(tǒng)、注射器泵子系統(tǒng)、x射線分析子系統(tǒng)以及處理子系統(tǒng)的電池包。殼體還包括監(jiān)視器。處理子系統(tǒng)被配置成在監(jiān)視器上顯示報告。處理子系統(tǒng)可以被配置成突出顯示報告中的高于預(yù)定閾值和/或低于預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)。處理子系統(tǒng)還可以進(jìn)一步被配置成分析任何突出顯示的數(shù)據(jù)，并基于所述突出顯示的數(shù)據(jù)提供樣本的等級。本發(fā)明還包括樣本分析方法，包括在現(xiàn)場從設(shè)備獲取樣本，將樣本的第一部分放在粘度計中，在粘度計中分析樣本的第一部分，以及提供對應(yīng)于樣本的粘度的信號。將樣本的第二部分放在光譜儀中，該方法包括在光譜儀中分析樣本的第二部分，以及提供對應(yīng)于樣本的物理特性的一個或多個信號。從樣本的第三部分過濾掉粒子，在x射線 分析子系統(tǒng)中分析粒子，x射線分析子系統(tǒng)提供對應(yīng)于粒子的成分的一個或多個信號。該方法還包括將樣本的第四部分放在x射線分析子系統(tǒng)中，在x射線分析子系統(tǒng)中分析樣本的第四部分，并提供對應(yīng)于樣本中的已溶物質(zhì)的一個或多個信號。處理對應(yīng)于樣本的粘度、樣本的物理特性、粒子的成分以及樣本中的已溶物質(zhì)的信號，并在現(xiàn)場生成關(guān)于樣本及其粘度、物理特性、微粒以及已溶物質(zhì)的報告。從樣本的第三部分中過濾粒子可以包括將樣本的第三部分放在注射器泵中，并驅(qū)動樣本的第三部分流過將粒子收集在其上的過濾器。該方法還可以包括對粒子進(jìn)行計數(shù)并按大小分類。通常，該方法還包括突出顯示報告中的高于預(yù)定閾值和/或低于預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)，并基于突出顯示的數(shù)據(jù)對樣本進(jìn)行分級。實現(xiàn)了無需使用化學(xué)制劑、溶劑或稀釋劑而執(zhí)行整個分析協(xié)議，清洗整個系統(tǒng)，準(zhǔn)備它用于下一次樣本分析。通過使用商店抹布或一次性使用的抹布，可以實現(xiàn)任何清潔或分析準(zhǔn)備。附圖說明通過下面的對優(yōu)選實施例以及各個附圖的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中：圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例的與集成的、便攜式樣本分析系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的多個主要組件的框圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的集成的便攜式樣本分析系統(tǒng)的樣機(jī)的三維正面圖；圖3是圖2所示出的系統(tǒng)中的光譜儀的組件的三維視圖；圖4是示出了圖2所示出的系統(tǒng)中的粘度計的組件的示意三維正面圖；圖5是示出了圖4的粘度計組件被插入到粘度計分析子系統(tǒng)中的示意三維正面圖；圖6是圖2所示出的系統(tǒng)的粘度計分析子系統(tǒng)的示例的示意描繪；圖7是示出了圖2中所描繪的系統(tǒng)的注射器泵/粒子計數(shù)子系統(tǒng)的 一部分的示意三維正面圖；圖8是示出了圖2中所描繪的系統(tǒng)的x射線分析子系統(tǒng)的盒開口的示意正面圖；圖9是與圖2的分析系統(tǒng)包括在一起的微粒盒的示例的示意頂視圖；圖10是圖9所示出的微粒盒的示意剖面?zhèn)纫晥D；圖11是與圖2的分析子系統(tǒng)包括在一起的液體樣本盒的示意頂視圖；圖12是圖11所示出的液體樣本盒的示意剖面?zhèn)纫晥D；圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的集成的便攜式樣本分析系統(tǒng)的一個示例的示意三維正面圖；圖14是示出了與本發(fā)明的系統(tǒng)的x射線分析子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的主要組件的示意正面圖；圖15是圖14所示出的x射線分析子系統(tǒng)的微粒和液體樣本盒基座組件的示意視圖；圖16是示出了與本發(fā)明的注射器泵子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的多個組件的示意剖面正面圖；圖17-18是知道根據(jù)本發(fā)明的與樣本分析系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的主要組件的體系結(jié)構(gòu)的框圖；以及圖19A-19B是由圖17的處理子系統(tǒng)在圖17所示出的顯示器上提供的報告示例的視圖。具體實施方式除了下面所公開的優(yōu)選實施例以外，本發(fā)明能夠有其他實施例并可以以各種方式來實施。如此，應(yīng)該理解，本發(fā)明在其應(yīng)用方面不僅限于下面的描述中闡述的或附圖中所示出的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和組件的布局。如果此處只描述一個實施例，則其權(quán)利要求書將不僅限于該實施例。此外，其權(quán)利要求書將不應(yīng)被限制性地理解，除非有表現(xiàn)某一排除、限制，或放棄權(quán)項的清楚的并且令人信服的證據(jù)。圖1示意地描繪了集成在便攜式公文包10中的根據(jù)本發(fā)明的一個示例的便攜式分析系統(tǒng)，包括頂部內(nèi)部面板12a和底部內(nèi)部面板12b。粘度計14包括開口16，用于例如，使用注射器容納樣本(例如，油樣)的第一部分。粘度計14被配置成輸出對應(yīng)于樣本的粘度的信號。紅外光譜儀18包括用于容納樣本的第二部分的開口20并被配置成輸出對應(yīng)于樣本的物理特性(諸如存在于樣本中的雜質(zhì)(如水)量、酸性等等)的信號。在一個示例中，IR分析屬性是％燃料污染；％AW添加劑；％乙二醇；％按重量計的煤煙；ppm水；硝化(abs/mm2)，氧化(abs/mm2)，硫酸化(abs/mm2)和TBN(mgKOH/g)或TAN(mgKOH/g)。注射器泵子系統(tǒng)22包括用于容納樣本的第三部分的開口24。注射器泵子系統(tǒng)22被配置成推動樣本的第三部分流過將樣本中的粒子收集在其上的過濾器(下面所描述的)。在一個示例中，此過濾器是容納在出口25中的專門設(shè)計的微粒盒的組件。此微粒盒有兩個關(guān)鍵初始目的：一，它被設(shè)計成本身作為開口阻塞粒子計數(shù)系統(tǒng)，這使用戶從設(shè)備獲得粒子計數(shù)(包括數(shù)量和大小分布)信息。二，通過當(dāng)注射器正在通過盒輸入油液體時監(jiān)測粒子計數(shù)，它充當(dāng)反饋回路以確保在片本身上發(fā)生一致的微粒沉積(例如，粒子的總數(shù))。此第二用途可以提供高度校準(zhǔn)的樣本，這會顯著提高隨后的x射線分析的準(zhǔn)確度?？梢詫⑽⒘：胁迦氲脚cx射線分析子系統(tǒng)28相關(guān)聯(lián)的開口30中，x射線分析子系統(tǒng)28被配置成用x射線照射過濾器上的粒子，并輸出對應(yīng)于粒子的成分的信號。在一個示例中，確定以ppm為單位的諸如Ag、Al、Cr、Cu、Fe、Mo、Ni以及Pb之類的元素(例如，金屬)量。樣本的第四液體部分(未過濾的)可以沉積在液體樣本盒上，該液體樣本盒還插入到x射線分析子系統(tǒng)28開口30中，然后x射線分析子系統(tǒng)輸出對應(yīng)于樣本中的任何已溶物質(zhì)(例如，金屬)的成分和量的信號?？梢杂嬎愫惋@示特定金屬(已溶解的和未溶解的)的總量。還包括處理子系統(tǒng)，如32所示(例如，微處理器、控制器等等)，并響應(yīng)于由粘度計、紅外光譜儀以及x射線分析儀輸出的信號。處理 子系統(tǒng)32被配置成處理對應(yīng)于樣本的粘度、樣本的物理特性、存在于樣本中的任何粒子的成分以及樣本中任何微?；蛞讶芪镔|(zhì)的成分的信號。處理子系統(tǒng)提供關(guān)于樣本以及其粘度、物理特性、微粒以及已溶物質(zhì)等等的報告(例如，在監(jiān)視器34上)。在處理子系統(tǒng)32上操作的軟件還被配置成基于其粘度、物理特性、微粒和/或已溶物質(zhì)等等，突出顯示有關(guān)樣本的某些選擇信息。只在一個示例中，如果諸如粘度、ppmNi和/或％乙二醇之類的值超出最大閾值或低于最小閾值，那么，可以以紅色或以別的方式突出顯示值?？梢詧蟾孚厔荩?，通過在屏幕上為特定資產(chǎn)，諸如引擎，描繪在不同的時間獲得的多個樣本的粘度級別，以指出趨勢信息?？梢宰詣拥貫橛脩敉怀鲲@示趨勢信息，諸如從一個示例到另一示例的關(guān)于存在的鐵的量的大跳躍。處理子系統(tǒng)甚至可以被編程為基于各種隨時間分析器的輸出和/或數(shù)據(jù)集，作出建議。圖2示出了一種樣機(jī)。x射線分析子系統(tǒng)組件位于內(nèi)部面板12a的后面。處理子系統(tǒng)組件還位于面板12a后面，但是，也可以存在于或分布在面板12a和12b之間。一個或多個電池可以位于面板12b后面。在圖2中，注射器泵/粒子計數(shù)器22被示為容納通常來自注射器的樣本部分的開口24(也參見圖7)。在圖2和圖3中示出了紅外光譜儀翻轉(zhuǎn)式單元40。樣本的一部分沉積在窗口開口16a上(圖3)。在此處作為參考包括的US專利申請公開號No.2010/0182599中進(jìn)一步定義了此特定光譜儀組件。IR頻譜儀子系統(tǒng)的分析器(位于面板12b后面，圖2)通常向處理子系統(tǒng)提供關(guān)于樣本的物理特性的信息(例如，％水，氧化)，該處理子系統(tǒng)可以被編程為基于物理特性，以及在一個優(yōu)選實施例中，由粘度計、粒子計數(shù)和x射線子系統(tǒng)所提供的信息，來突出顯示數(shù)據(jù)。在此示例中，頻譜儀子系統(tǒng)包括帶有鉸折板50a和50b的翻轉(zhuǎn)式單元40，每一鉸折板50a和50b都包括窗口16a和16b。當(dāng)板耦合在一起時，對于通過注射器沉積的樣本的第二部分，在窗口16a和16b之間有預(yù)定義的間隔。運(yùn)動機(jī)構(gòu)52a，52b以及52c定義間隔?？梢允褂么朋w 來可釋放地將板耦合在一起。在圖2和圖4-6中還示出了粘度計子系統(tǒng)18。在如圖4所描述的一個特定示例中，運(yùn)動粘度計包括翻轉(zhuǎn)式單元19，帶有第一板110a，有至少一個軌道112從平板肋板114凸出，并從近端(例如，頂部)116a向遠(yuǎn)端(例如，底部)116b延伸。在一個樣機(jī)示例中，軌道112是918μm寬，高在0.01英寸和0.02英寸之間，長在2英寸和3英寸之間。軌道112的頂表面是平的，達(dá)到16RMS和+/-1度。如此，軌道112被配置為將其上的液體通過表面張力約束在軌道的邊緣118a和118b之間。第二板110b通常被鉸接到板110a上，如120所示，并在分隔預(yù)定的間隙(例如，100-200μm)的軌道112上，包括達(dá)到116RMS和+/-1度的平面的表面122，如此，當(dāng)軌道112(以及板10a)傾斜時(例如，垂直地定位)，并且重力沿著軌道從近端116a向遠(yuǎn)端116b拉液體時，通過表面張力將液體約束到軌道。通常，間隙比軌道的寬度的9倍小得多。在此特定設(shè)計中，板110b包括分隔的凹陷的正面磁體130a，130b以及130c，而板110a包括分別容納在凸起的平的臺面144c，146b以及146d中的對應(yīng)的負(fù)面磁體132a、132b以及132c。臺面144c，146b以及146d可以與軌道112高度相同。磁體130和132可釋放地耦合板110a到板110b，以便使板110a和110b被用于粘度測量，然后分離(通過鉸鏈)，以便進(jìn)行清潔?？闪磉x地，項目130a-130c可以是磁體，而項目132a-132c可以是鐵磁材料。還可以顛倒相應(yīng)的板中的磁體和/或鐵磁材料的相對位置。當(dāng)兩個板耦合在一起時，為適當(dāng)?shù)貙?10b的表面122在軌道112上分隔特定的(例如，100μm)間隙，運(yùn)動機(jī)構(gòu)136a-136c被安置在板110b中，如圖所示，并分別與盤138a-138c匹配。盤138a-138c分別被安置在臺面144d，144b以及146c中，臺面144d，144b以及146c通常還具有與軌道112的高度相同的高度。對于臺面144a和146a，同樣如此。然而，用于在軌道112的頂表面和板110b之間提供預(yù)定義的間隙的其他手段也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。也參見作為參考包括的美國專利 申請公開號No.2010/0182599。如圖所示，臺面144a-144d彼此分隔，它們還在軌道112的一側(cè)與軌道112分隔，而臺面146a-146d在軌道112的對面一側(cè)與軌道112分隔。此布局又定義交叉的溝道150a和150b，152a和152b以及154a和154b?？梢栽谶@些溝道中引導(dǎo)電磁能量(例如，激光或LED光)，以便測量沿著軌道112移動的液體樣本的速度，如下面所討論的。在此特定實施例中，軌道112還具有定義帶有向上向軌道頂表面傾斜的坡道162的池的近端160。軌道112在坡道162的相對的兩側(cè)分成指狀元件164a和164b。如圖所示，還可以在板110b中提供坡道166，以進(jìn)一步定義液體樣本池。各種材料可以用于板110a和110b，包括鋁和不銹鋼，通常，在相應(yīng)的板的表面上切削加工或以別的方式形成所示出的所有特征。圖5示出了板110a和110b被折疊成耦合的關(guān)系，其中圖4的軌道112現(xiàn)在是垂直朝向，板110b通過磁體130a-130c和132a-132c可釋放地耦合到板110a，并且板110b的表面122通過運(yùn)動機(jī)構(gòu)136a-136b在軌道112的頂表面上分隔預(yù)定義的間隙。一旦板110a和110b被垂直地安置，它們被向下推動到面板12b(圖2)后面的分析單元。圖5還示出了位于板110b的后面表面的用于將樣本加熱到預(yù)定義的溫度(例如，40℃)的加熱元件175。圖6描繪了耦合在一起并垂直地安置在分析單元內(nèi)的板110a和110b，分析單元通常包括電磁輻射的源，如190所示，LED192a、192b以及192c在可釋放地耦合在一起的板110a和110b的一側(cè)，帶有對應(yīng)的檢測器元件196a，196b以及196c的檢測器組合件194在板110a，110b的相對的一側(cè)。此布局可以測量液體在軌道112a的頂表面上沿著軌道112移動花費(fèi)的時間，以便如此提供流體在軌道112上的速度的計算。源192通過軌道和與軌道分隔的表面之間的間隙引導(dǎo)光。液體的樣本沉積在開口178(由板110a中的傾斜的坡道62a和板110b中的傾斜的坡道166定義，圖4)處。樣本可以是來自發(fā)電機(jī)曲柄箱等等的油。 樣本在重力作用下開始沿著軌道112流動，圖4，并通過軌道112本身的設(shè)計和軌道112和板110b的表面122之間的間隙，約束到軌道112的頂表面。LED192a，192b以及192c(圖6)分別在溝道150a，152a以及154a中引導(dǎo)光，如圖所示。例如，來自LED192a的光通過軌道112的頂部和板110b的表面122之間的間隙，在溝道150a(圖4)中引導(dǎo)，然后到溝道150b，以便被檢測器196a檢測(圖6)。來自LED192b的光又通過軌道112的頂部和板110b的表面122之間的間隙，被引導(dǎo)到溝道152a(圖4)中，然后通過152b，以便由檢測器196b檢測(圖6)。類似地，來自LED192c的光通過軌道112的頂部和板110b的表面122之間的間隙，被引導(dǎo)到溝道154a中，然后通過溝道154b，以便由檢測器196c檢測。溝道150a，152a以及154a和/或LED等等之間的距離是已知的，如此，通過使用檢測器196a、196b以及196c，可以確定樣本液體經(jīng)過軌道112上的已知位置需要花費(fèi)的時間，因為當(dāng)軌道112上的油(圖4)阻止或擴(kuò)散由LED源傳輸?shù)墓鈺r，檢測器196a，196b以及196c將不再輸出指出它們正在分別檢測到來自LED源192a，192b以及192c的光的信號(或?qū)⑤敵霾煌男盘?。還可以使用其他電磁輻射源，包括激光。處理子系統(tǒng)微處理器或控制器32(圖6)通過電源200(在面板126后面的電池包，圖2)操作加熱器175，還基于來自輸入/輸出部分34的命令，激勵發(fā)射器190的LED，并讀取來自檢測器陣列194的輸出，以便計算在軌道112和板110b的表面122之間的間隙中移動的流體的速度(圖4)。然后，微處理器或控制器32優(yōu)選地使用速度，根據(jù)公式來確定運(yùn)動粘度：間隙是已知的(例如，100μm)，常數(shù)K(例如，1/6)以及重力加速度也是已知的。用于作為軌道和板110b的表面122之間的預(yù)定義的間隙以及液體沿著軌道流動需要花費(fèi)的時間的函數(shù)來確定液體的運(yùn)動粘度的其他手段也在發(fā)明的范圍內(nèi)。微處理器32可以如上文所闡述的那樣編程，并可以駐留在便攜式計算機(jī)中。然后分離板，擦干 凈軌道，然后粘度計已準(zhǔn)備好再次供使用。處理器32向監(jiān)視器34提供粘度信息作為報告，然后可以基于液體的粘度及其他屬性，提供一個或多個建議。圖7示出了注射器泵機(jī)組22的液體取樣開口24以及盒開口25。圖8示出了x射線開口30。圖9-10示出了優(yōu)選地給系統(tǒng)提供的用于通過注射器泵子系統(tǒng)收集并計數(shù)樣本中的微粒物質(zhì)以便通過開口30(圖8)向x射線分析子系統(tǒng)呈現(xiàn)微粒物質(zhì)的盒300。盒300包括池302以及過濾器基座304，在該基座304上面安置了0.005英寸厚的過濾膜306，并通過帶308固定就位。過濾器基座304咬合到板310，板310具有溢流槽312。還可以包括盒殼套314，以便存儲特定樣本。在此示例中，毛氈材料316填充池302，并提供了出口318，其穿過過濾器基座304從池302出來用于多余的樣本液體。微粒盒300被放置在注射器泵子系統(tǒng)22的出口25中(圖7)。將液體樣本放在開口24中，注射器泵子系統(tǒng)驅(qū)動液體流過薄膜306，吸液芯316，并進(jìn)入出口318，以便收集在與注射器泵子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的囊袋中。使用基于ISO的技術(shù)，對樣本中存在的微粒計數(shù)，現(xiàn)在駐留在過濾膜306上的是校準(zhǔn)的量。例如，注射器可以具有分送3ml的液體的能力。然而，當(dāng)注射器處于分送過程時，如果注射器泵的粒子計數(shù)方面檢測到高于預(yù)定義的閾值的粒子計數(shù)，則泵可以自動地在比方說0.5ml的分送的液體時停止，因為分送更多液體可能會導(dǎo)致太多粒子在薄膜上“結(jié)成塊”，并使與薄膜本身最近而駐留的收集的粒子受到阻礙而無法進(jìn)行x射線分析，這會導(dǎo)致x射線分析的顯著誤差?；诔练e的量，沉積到薄膜中的用于x射線分析的粒子可能會給出不同的信號。本發(fā)明通過控制沉積在薄膜上的粒子的數(shù)量來減輕這種情況。如此，此粒子計數(shù)有雙重目的：向用戶提供基于ISO的粒子計數(shù)，以及優(yōu)化用于分析的x射線薄膜的輪廓。然后，技術(shù)人員從注射器泵子系統(tǒng)開口25中取出盒300(圖7)，并將盒300放在x射線分析子系統(tǒng)開口30中(圖8)。然后，激活x射線分析子系統(tǒng)，并對粒子進(jìn)行x射線照射、標(biāo)識和量化。圖11-12描繪了為系統(tǒng)提供的另一盒330。液體盒330包括板332和帶有池336的樣本杯334。樣本杯334通過彈簧、帶或O形圈338夾持在板332中。還可以提供殼套340，以便存儲特定樣本。板32還可以定義溢流槽342。使用注射器，將樣本的一部分提供給液體樣本盒330的池36，然后將液體樣本盒330置于x射線分析子系統(tǒng)的開口30(圖8)中，然后使用x射線分析子系統(tǒng)進(jìn)行x射線照射，并提供關(guān)于液體樣本中的已溶物質(zhì)的數(shù)據(jù)(標(biāo)識和量化)。圖13描繪了便攜式殼體10內(nèi)的樣機(jī)系統(tǒng)。示出了x射線子系統(tǒng)，通常是x射線熒光類型的子系統(tǒng)。還示出了注射器泵子系統(tǒng)22和7英寸LCD監(jiān)視器34。在殼體10的底部部分是紅外光譜儀子系統(tǒng)14的隔箱350，圖1-2。粘度計子系統(tǒng)位于粘度計裝入站352中?？稍俪潆婋姵亟M位于面板354的后面，并有用于廢物貯存的配置，如356所示。樣本、盒等等可以貯藏在樣本儲存區(qū)358。與包括計算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫、以及控制器或處理子系統(tǒng)的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電子器件位于觀察板360后面。圖14示出了x射線分析子系統(tǒng)28和x射線玻片放置架組件360的配置。x射線源和檢測器通常位于模塊362內(nèi)，x射線分析子系統(tǒng)的控制電子器件位于364處。在圖15中還示出了x射線玻片放置架360，如上文所討論的，它定義了參考圖9-12所討論兩個盒的開口30。此模塊的典型的組件包括x射線帶阻濾波器362、樣本盒364的滑槽以及可移動滴液盤366。圖16描繪了與典型的注射器泵機(jī)組相關(guān)聯(lián)的多個主要組件，包括線性傳動器370、后面位置傳感器372、注射器推桿374、前端位置傳感器376、注射器378、注射器基座380、注射器制動382。示出了注射器378下面的微粒盒300(參見圖9-10)。盒下面是連接到微粒盒的用于多余樣本液體出口開口318的囊袋400(圖10)的排出塊384。位于383的壓力傳感器提供粒子計數(shù)所需的輸入。基于反饋的算法監(jiān)測這些壓力，并根據(jù)需要調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，以提供針對范圍廣泛的粘度的準(zhǔn) 確的粒子計數(shù)。盒薄膜(306，圖10)上方和下方的液體之間的壓力差是多少粒子占用薄膜或薄膜上顆粒的密度的函數(shù)。當(dāng)粒子填充薄膜的開口時，第二層粒子開始在薄膜上聚集，用x射線照射粒子變得更加困難。相反，粒子太少會導(dǎo)致低x射線信號，分析粒子也困難。通過包括響應(yīng)于注射器中的過濾膜上面的液體的壓力P1的壓力傳感器303(圖16)，響應(yīng)于注射器中的薄膜下面的液體的壓力P2，可以確定占用薄膜的粒子的量(即，它們的密度)。例如，處理子系統(tǒng)的比較器功能可以計算P1和P2之間的差值的絕對值，當(dāng)壓力差大于預(yù)確定的值(例如，10psi)時，停止注射器泵的驅(qū)動。處理子系統(tǒng)通常還被編程為當(dāng)注射器泵在壓力差達(dá)到預(yù)先確定的值之后停止時警告用戶(例如，使用屏幕提示或指示燈)，盒現(xiàn)已準(zhǔn)備好插入到x射線子系統(tǒng)(28，圖1，13以及14)。在實驗室中，確定樣本中的固體將包括酸解以將固體轉(zhuǎn)換為液態(tài)，以便通過X射線技術(shù)等等來進(jìn)行分析。在本發(fā)明中，以兩種方式分析固體(粒子)：1)使用上文所討論的置于x射線開口(30，圖1)中的過濾膜盒，用x射線以低功率照射過濾的粒子(超過預(yù)定的大小)，以及2)將流過過濾膜(參見囊袋400，圖10)的較小的溶解的粒子以溶液形式置于盒330中(圖11-12)(在池336內(nèi))，并引入x射線開口30，圖1。以較高功率用x射線照射這些溶解的粒子。結(jié)果是分析和標(biāo)識小于或大于某一大小(例如，低于和超過10微米)的粒子。處理子系統(tǒng)優(yōu)選地被編程為當(dāng)圖9-10的粒子盒引入開口30(圖14)中時自動地以低功率(例如，0.5瓦特)激勵x射線源，當(dāng)圖11-12的溶液盒裝入開口30(圖14)時，以較高功率(例如，4瓦特)激勵x射線源。圖17-18示出了與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的某些主要組件，包括處理子系統(tǒng)板402本身，包括一個或多個處理器32和數(shù)據(jù)庫404的存儲器設(shè)備。還示出了x射線檢測器28、粘度計14、注射器泵和粒子計數(shù)子系統(tǒng)22、 光譜儀18、LCD屏幕34等等之間的連接。在處理器32上操作的系統(tǒng)軟件優(yōu)選地是基于資產(chǎn)的系統(tǒng)。換言之，每一測量套件都被綁定到特定資產(chǎn)(例如，自卸卡車的主要柴油發(fā)動機(jī))。有關(guān)該資產(chǎn)的信息存儲在，例如，存儲在RAM中的SQL數(shù)據(jù)庫404中。一旦執(zhí)行測量套件，系統(tǒng)軟件就檢索與該資產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的信息，并將它與測量到的值進(jìn)行比較。在典型的配置中，這將包括測量到的每一屬性的高和低極限值。軟件與高和低極限值和測量到的值執(zhí)行比較，并得出三個級別的結(jié)論：一，在特定屬性級別(例如，粘度或Fe含量)，二，在儀器級別(IR、粘度、x射線、粒子計數(shù))，以及三，在總體建議級別。得出的結(jié)論被配置成處于3個級別：全部OK、警告以及報警。如果有與儀器相關(guān)聯(lián)的特定屬性處于報警或警告狀態(tài)的話，則全部屬性的最差狀態(tài)將以儀器級別的建議反映。類似地，任何特定儀器的最差狀態(tài)將以總體建議級別反映。對軟件進(jìn)行配置使得總體建議簡單地是“OK”復(fù)選標(biāo)記，表示好，警告標(biāo)志表示警告，帶有斜線的紅色圓圈表示報警狀態(tài)。這在圖19A和19B的示例報告屏幕中示出。特定的屬性以綠色、紅色和黃色報告，以反映它們的特定狀態(tài)。如此，用戶可以在視覺上看見哪些參數(shù)正在導(dǎo)致流體分析失敗，并采取合適的動作。用戶可以通過簡單地觸摸LCD屏幕并隨著時間的推移瀏覽每一樣本，滾動瀏覽特定資產(chǎn)的詳述的臨時的歷史。歷史以屏幕上列格式對齊，以便易于并排比較相同的量的時間靠近的測量值以及總體液體狀態(tài)。還可以按時間順序查看測量值，而不考慮資產(chǎn)。另外，報告特征還提供該資產(chǎn)的隨著時間的推移的任何特定屬性的x-y圖表，以便了解在液體中可能發(fā)生的趨勢，這會反映資產(chǎn)本身中的趨勢。所有這些都可以通過設(shè)備觸摸屏查看。在任何時間點(diǎn)，在屏幕上生成的特定信息簇都可以向打印機(jī)發(fā)送，以便打印硬拷貝。軟件通過啟動并收集來自每一單個系統(tǒng)儀器的測量值來起作用，以將信息饋送到此報告結(jié)構(gòu)中。由軟件收集單個儀器信息，并自動地存檔在設(shè)備上的SQL數(shù)據(jù)庫中。一般而言，由系統(tǒng)軟件將來自每一儀 器的原始信息轉(zhuǎn)換為測量值信息(例如，以ppm為單位的水或Si量)。這是植入報告部分并且也存檔在同樣設(shè)備上的SQL數(shù)據(jù)庫中的信息。系統(tǒng)軟件可以創(chuàng)建特定資產(chǎn)的測量值套件，以便簡化測量過程。此信息作為唯一資產(chǎn)信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。例如，用戶可能對某些非常低粘滯流體(例如，液壓液)的粘度沒有興趣，如此，可以設(shè)置使用液壓液的資產(chǎn)，以便其測量值套件只包括IR和x射線測量值。自動地改變菜單和測量值導(dǎo)航，以反映接受測試的特定資產(chǎn)的測量值套件。圖19A-19B描繪了在LCD監(jiān)視器34(圖13和17)上提供的報告的示例。紅外光譜儀子系統(tǒng)提供使在處理子系統(tǒng)上操作的計算機(jī)軟件能夠生成數(shù)據(jù)的信號，諸如在圖19A中的標(biāo)題“IR屬性”下所示出的。粘度計子系統(tǒng)提供使計算機(jī)軟件能夠提供粘度數(shù)據(jù)的輸出，如在圖19A中的“粘度計屬性”所示的。x射線子系統(tǒng)輸出使計算機(jī)軟件能顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，如在圖19B中的標(biāo)題“X射線屬性”所示的。在此特定報告中，顯示鐵、鋁、銀等等的總量，包括流體樣本內(nèi)的溶解物的量以及上文參考圖9-10所討論的微粒盒300的過濾器上存在的微粒狀態(tài)的物質(zhì)量。系統(tǒng)使操作員能生成，例如，只關(guān)于樣本中存在的微粒和/或樣本中存在的已溶物質(zhì)的量的報告由x射線分析子系統(tǒng)輸出。處理子系統(tǒng)優(yōu)選地被配置(例如，編程)成突出顯示高于預(yù)定閾值和/或低于預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)，并報告該數(shù)據(jù)。在圖19B所示出的示例中，銀、鋁、鉻以及鎳的量超出它們的相應(yīng)的預(yù)設(shè)的最大量(百萬分之幾)，如此，它們被突出顯示或示出，例如，以紅色字母，而不是對于銅、鐵等等的量的白體字，它們在它們的相應(yīng)的容差內(nèi)，因此，以白色數(shù)字描繪。處理系統(tǒng)還被配置成分析突出顯示的或超出容差的數(shù)據(jù)中的任何一項，以基于突出顯示的數(shù)據(jù)，提供樣本的“等級”。如對于在500a和500b所示的以前的樣本，是綠色復(fù)選標(biāo)記，意味著所有數(shù)據(jù)都在規(guī)定極限內(nèi)。然而，在500c所示的樣本的報告等級示出了警告或危險圖標(biāo)，描繪了特定樣本的不及格等級。對于諸如發(fā)動機(jī)之類的給定資產(chǎn)，可以在不同的時間對油進(jìn)行采樣，并指出趨勢，如圖19B所示出的，其中，當(dāng)與較早時間的以前的樣本相比時，油樣中的鉻量 顯著增大。結(jié)果是便攜式并高度集成的樣本分析系統(tǒng)和方法，其中，使用多個儀器分析樣本，處理分析信息，以便指出有關(guān)樣本和/或從其中發(fā)出樣本的設(shè)備的重要信息。本發(fā)明的系統(tǒng)可以由不太熟練的技工操作。便攜式系統(tǒng)的攜帶箱以這樣的方式設(shè)計，以便樣本的四個部分可以向不同的儀器呈現(xiàn)，然后處理子系統(tǒng)提供關(guān)于，例如，樣本以及其粘度、其物理特性、微粒和已溶物質(zhì)的報告。甚至可以基于樣本的粘度、物理特性、微粒以及樣本中的任何已溶物質(zhì)的成分，作出一個或多個建議。進(jìn)一步地，操作員不需要使用任何類型的化學(xué)制劑、溶劑或稀釋劑即可對系統(tǒng)進(jìn)行操作。他或她簡單地利用商店抹布即可擦拭粘度計和IR子系統(tǒng)，整個系統(tǒng)便準(zhǔn)備好用于其下一次測量。這使得設(shè)備對邊遠(yuǎn)地區(qū)或不容易獲得化學(xué)制劑的區(qū)域特別有用，并顯著增強(qiáng)其可攜帶性。在使用中，技術(shù)人員在現(xiàn)場從設(shè)備取樣(例如，從發(fā)動機(jī)曲軸箱獲取油)，并使用注射器將樣本的第一部分放在粘度計18(圖2)中。粘度計子系統(tǒng)分析樣本的第一部分，并向處理子系統(tǒng)提供對應(yīng)于樣本的粘度的信號。技術(shù)人員接下來將樣本的第二部分放在光譜儀子系統(tǒng)14中，它分析樣本的第二部分，并向處理子系統(tǒng)提供對應(yīng)于樣本的物理特性的一個或多個信號。將樣本的第三部分提供給注射器泵子系統(tǒng)22，在那里，對粒子進(jìn)行計數(shù)，并從樣本的第三部分中過濾粒子。由x射線分析子系統(tǒng)分析粒子，該x射線分析子系統(tǒng)向處理子系統(tǒng)提供對應(yīng)于粒子的成分的一個或多個信號。還將樣本的第四(例如，液體)部分提供給x射線分析子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)分析樣本的第四部分，并提供對應(yīng)于樣本中的已溶物質(zhì)的一個或多個信號。處理對應(yīng)于樣本的粘度、樣本的物理特性、粒子的成分以及樣本中的已溶物質(zhì)的信號，并在現(xiàn)場自動地生成關(guān)于樣本以及其粘度、物理特性、微粒以及已溶物質(zhì)的報告。此外，處理子系統(tǒng)還基于樣本的粘度、物理特性、微粒以及已溶物質(zhì)，在現(xiàn)場自動地突出顯示信息。雖然在一些附圖中而沒有在其他附圖中示出本發(fā)明的特定的特 征，但是，這只是為了方便，因為每一特征都可以與根據(jù)本發(fā)明的任何或全部其他特征相結(jié)合。如此處所使用的措詞“包括”、“具有”以及“帶有”應(yīng)從廣義上來解釋，不僅限于任何物理互連。此外，本申請中所公開的任何實施例都將不應(yīng)理解為唯一可能的實施例。另外，在本專利申請的進(jìn)行過程中進(jìn)行的任何修改不是提交的申請中呈現(xiàn)的任何權(quán)利要求元素的放棄：預(yù)期所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員撰寫字面上包含所有可能的等效內(nèi)容的權(quán)利要求書是不合理的，許多等效內(nèi)容在修改時是不可預(yù)見的，并超出放棄的內(nèi)容(即使有的話)的合理的解釋，構(gòu)成修改的基礎(chǔ)的基本原理可能不支持超過與許多等效內(nèi)容的具有離題關(guān)系的內(nèi)容，和/或有許多其他原因不能預(yù)期申請人描述修改的任何權(quán)利要求元素的某些無實質(zhì)的替代。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到其他實施例，它們在下面的權(quán)利要求書內(nèi)。