具有與外部環(huán)境的振動(dòng)、熱和/或濕氣隔離的便攜式X射線分析器關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2012年2月29日提交的No.61/604,933號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，該專利申請(qǐng)以其整體通過引用被并入本文中。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及包括振動(dòng)、熱和/或濕氣隔離的用于便攜式X射線分析器的環(huán)境隔離設(shè)備。

背景技術(shù)：
樣品的X射線分析在許多產(chǎn)業(yè)中是有價(jià)值的增長區(qū)，例如醫(yī)學(xué)、藥物和石油。從實(shí)驗(yàn)室到野外的移動(dòng)分析由于許多原因而變得越來越流行，包括分析器部件的尺寸和成本的減少、以及對(duì)于在遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)室的區(qū)域上(例如，生產(chǎn)線、商店貨架、原材料基地、移動(dòng)規(guī)貨車、運(yùn)輸和海關(guān)樞紐等)更好且更快的數(shù)據(jù)收集的工業(yè)上的不斷增長的需求。針對(duì)這些區(qū)域的移動(dòng)感應(yīng)儀器存在某些挑戰(zhàn)，包括：防護(hù)、樣品呈現(xiàn)、振動(dòng)阻尼、熱處理以及濕氣阻隔，為此持續(xù)的需要獨(dú)特的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了已有技術(shù)的上述缺陷并且提供了附加的優(yōu)勢(shì)，在一個(gè)方面中，本發(fā)明是一種手持式X射線分析器，具有：形成內(nèi)腔的外殼體，所述外殼體具有至少一個(gè)孔；定位在所述腔中的X射線機(jī)；和基本平面的散熱器，其剛性且熱附接到所述X射線機(jī)上，并且定位在所述外殼體的所述孔中，由此基本填充所述孔，同時(shí)在所述X射線機(jī)和周圍空氣之間提供熱傳導(dǎo)。所述散熱器的外面沿著所述分析器的一側(cè)或者兩側(cè)與所述外殼體基本形狀一致，并且形成所述分析器的一側(cè)或者兩側(cè)的基本部分。在所述散熱器的外面上可設(shè)置縱向翅片，以輔助從所述X射線機(jī)到所述周圍空氣的熱傳導(dǎo)。在所述散熱器的外周和所述外殼體的所述孔的邊緣之間可設(shè)置撓性材料，由此提供了所述散熱器和所述外殼體之間的機(jī)械隔離；并且所述X射線機(jī)可以使用在所述X射線機(jī)和所述外殼體的內(nèi)表面之間的撓性連接安裝在所述腔中，由此提供了其間的機(jī)械隔離。所述X射線機(jī)可包括至少一個(gè)X射線光學(xué)裝置、X射線源和用于所述X射線源的電源，所述X射線源與所述外殼體基本上機(jī)械和熱隔離，由此維持彼此之間的校直和所述分析器的聚焦區(qū)域。撓性阻隔材料可設(shè)置在所述散熱器的外周和外殼體的所述孔的邊緣之間；并且所述X射線機(jī)使用撓性阻隔材料完全圍繞所述X射線機(jī)和所述外殼體的內(nèi)表面被安裝在所述腔中；由此提供了在所述X射線機(jī)的至少部分之間以及其與所述分析器的周圍環(huán)境之間的濕氣隔離。通過本發(fā)明的技術(shù)能實(shí)現(xiàn)另外的附加特征和優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的其它實(shí)施例和方面具體地在本文中進(jìn)行了說明并且被看作是要求保護(hù)的發(fā)明的一部分。附圖說明在說明書的最后以權(quán)利要求書的方式特別地指出并且清楚地要求了本發(fā)明的主題。結(jié)合附圖從下面的具體說明中能夠使得本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)顯而易見，附圖中：圖1是典型的手持式X射線分析儀器和關(guān)聯(lián)的人機(jī)接口模塊的透視圖；圖2是分析器的放大側(cè)視圖，示出了外殼體的散熱器區(qū)；圖3是分析器的放大局部截面圖，示出了其內(nèi)部部件；圖4是本發(fā)明的散熱器的放大視圖；圖5是能用于本發(fā)明的運(yùn)輸設(shè)備的典型MEEDXRFX射線機(jī)的示意圖；和圖6是能用于本發(fā)明的運(yùn)輸設(shè)備的典型MWDXRFX射線機(jī)的示意圖。具體實(shí)施方式如上所述，在過去的幾年里，手持式X射線分析器由于它們的可運(yùn)輸性以及容易使用性而獲得了流行。但是，在各種操作環(huán)境中，這些分析器以及在本文中討論的類型的更加高級(jí)的X射線機(jī)的運(yùn)輸和使用在熱處理、振動(dòng)阻尼和濕氣阻隔方面存在挑戰(zhàn)。根據(jù)本發(fā)明，并且參照?qǐng)D1，手持式X射線分析器10包括樣品孔12，其傳輸激勵(lì)X射線，并且樣品通常被置于其上。在圖1中也示出了人機(jī)接口模塊20，其可包括用戶接口和/或用于手持式分析器10的電源。這樣的接口也可與分析器10形成整體。根據(jù)本發(fā)明，并且參照?qǐng)D2-4的放大側(cè)視圖，公開了散熱器14，其形成了分析器的側(cè)表面的有效部分，定位在外殼體19的孔中，并且在外形上基本為平面的，并且由導(dǎo)熱材料，例如鋁形成。根據(jù)本發(fā)明散熱器14包括多個(gè)部件，包括，但不局限于：嵌入散熱器的外面、用于從分析器的內(nèi)部部件到外部環(huán)境的熱消散的縱向翅片15；用于例如狀態(tài)指示燈或者其它標(biāo)記的通孔17；用于到內(nèi)部產(chǎn)熱部件的剛性安裝的安裝孔/螺釘18；和可進(jìn)行到分析器外殼體19上的軟襯墊密封連接的周界16。參照?qǐng)D3的部分剖視圖，示出了形成典型X射線“機(jī)”的典型的內(nèi)部分析器部件，包括X射線源32，為X射線源提供電力的高壓電源34；X射線光學(xué)組件36，其保持一個(gè)或者多個(gè)X射線光學(xué)裝置(如下面的進(jìn)一步說明)并且引導(dǎo)X射線朝向孔20，用于照射樣品。熱管理：根據(jù)本發(fā)明，包括X射線源32和電源34的主要的產(chǎn)熱部件可以是剛性地?zé)徇B接在一起，并且連接到散熱器14上，通過使用螺釘/孔18/18’或者其它的安裝技術(shù)直接附接到其上。這通過可由導(dǎo)熱材料(例如鋁)形成的散熱器提供了從這些內(nèi)部部件到外部環(huán)境的直接熱連接。另外，根據(jù)這些部件在殼體19內(nèi)部的“浮動(dòng)”(下面會(huì)進(jìn)一步說明)，這些部件基本上不會(huì)接觸外殼體19，因而附加的空氣循環(huán)(以及機(jī)械隔離)被設(shè)置在空間37中，并且由可選的風(fēng)扇39提供輔助。沖擊/振動(dòng)管理：根據(jù)本發(fā)明，主要的內(nèi)部部件基本不接觸外殼體19，而是在殼體19中“浮動(dòng)”，主要通過例如聚氨酯泡沫(例如poron)的撓性材料保持在位，或者通過設(shè)置在各個(gè)點(diǎn)上的彈簧38保持在位，它們使得這些“機(jī)器”部件(32,34和/或36)撓性地保持在位，同時(shí)在剛性外殼體19和機(jī)器部件之間提供沖擊/振動(dòng)阻尼。此外，如上所述，散熱器14也可以剛性地且熱連接到內(nèi)部的機(jī)器部件上。為了提供散熱器14和殼體19之間的沖擊/振動(dòng)隔離，例如泡沫帶(例如泡沫硅)的撓性材料可用于散熱器的外周16和周圍的殼體區(qū)域之間(在例如配合凸緣之間)。這防止了散熱器和殼體19的其它部分之間的剛性連接。因?yàn)轭A(yù)期大多數(shù)的撞擊是在殼體19上(來自于在頂部、底部、前部和后部的掉落等)，在側(cè)部散熱器和殼體19之間的這種撓性連接會(huì)防止任何沖擊傳輸?shù)綒んw19上，逼近上述的敏感的內(nèi)部機(jī)器部件。濕氣管理：根據(jù)本發(fā)明，撓性材料38可圍繞組件36，由此提供了在分析器的前部區(qū)域和朝向前部的更加敏感的區(qū)域之間的濕氣阻隔。在散熱器14和殼體19之間的泡沫帶也提供了濕氣阻隔功能。特別地，雖然上面示出了分析器的左側(cè)，但是任何或者所有的上述部件(尤其是散熱器14)可在分析器的相對(duì)的右側(cè)上(未示出)實(shí)現(xiàn)。此外，殼體19可形成為能夠使用舌槽技術(shù)配合的兩半體(左和右)，提供了附加的濕氣阻隔?？捎糜诒景l(fā)明的手持式X射線分析器事實(shí)上包括受益于本發(fā)明提供的優(yōu)勢(shì)的任何的便攜式儀器。上述的X射線光學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)的機(jī)器特別有價(jià)值，并且能受益于本發(fā)明，因?yàn)樗鼈儗?duì)于可靠性的要求(即，它們對(duì)于環(huán)境敏感)并且也是因?yàn)楫?dāng)樣品與X射線光學(xué)裝置的輸入和/或輸出聚焦區(qū)域的高度校直時(shí)它們的最優(yōu)表現(xiàn)，該聚焦區(qū)域本身必須與X射線源校直。下面是X射線光學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)的分析器的兩個(gè)示例，其可與本發(fā)明連接使用，并且需要如上所述的高度的環(huán)境隔離。典型的MEEDXRFX射線分析機(jī)：根據(jù)本發(fā)明，單色激勵(lì)、能量發(fā)散X射線熒光(ME-EDXRF)分析器可用于該申請(qǐng)。該成套設(shè)備的各個(gè)方面已經(jīng)在下面的文獻(xiàn)中公開：序列號(hào)為no.61/033,899、2008年3月5日提交的、題目為“用于精確的X射線分析應(yīng)用的X射線光學(xué)裝置和光源組件(X-RAYOPTICANDSOURCEASSEMBLYFORPRECISIONX-RAYANALYSISAPPLICATIONS)”的共同轉(zhuǎn)讓的在先提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)；和序列號(hào)為no.61/039,220(現(xiàn)在的美國專利號(hào)為No.7,738,630B2)的2008年3月25日提交的題目為“用于精確的X射線分析應(yīng)用的高度校直的X射線光學(xué)裝置和光源組件(HIGHLYALIGNEDX-RAYOPTICANDSOURCEASSEMBLYFORPRECISIONX-RAYANALYSISAPPLICATIONS)”的文獻(xiàn)；和序列號(hào)為no.61/042,974(現(xiàn)在的美國專利公開號(hào)為No.2011/0170666A1，2011年7月14日公開)的2008年4月7日提交的題目為“在高度校直的成套設(shè)備中具有多種激勵(lì)能帶的XRF系統(tǒng)(XRFSYSTEMHAVINGMULTIPLEEXCITATIONENERGYBANDSINHIGHLYALIGNEDPACKAGE)”的文獻(xiàn)；序列號(hào)為no.PCT/US2009/035847的2009年3月3日提交的題目為“在高度校直的成套設(shè)備中具有多種激勵(lì)能帶的XRF系統(tǒng)(XRFSYSTEMHAVINGMULTIPLEEXCITATIONENERGYBANDSINHIGHLYALIGNEDPACKAGE)”的在先提交的PCT申請(qǐng)；和序列號(hào)為no.61/551,602的2011年10月26日提交的題目為“用于多個(gè)高度校直的X射線光學(xué)裝置的支撐結(jié)構(gòu)(SUPPORTSTRUCTUREFORMULTIPLEHIGHLYALIGNEDX-RAYOPTICS)”的文獻(xiàn)；上述的每一個(gè)文獻(xiàn)都被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人：X射線光學(xué)系統(tǒng)公司(X-RayOpticalSystems,Inc.)，并且其中的每一個(gè)文獻(xiàn)都以其整體通過引用被并入本文中。在一個(gè)實(shí)施例中，該機(jī)器50包括在圖5中示意性示出的已知為HDXRF的單色激勵(lì)。HDXRF是一種多元素分析技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的ED或者WDXRF具有顯著提高的檢測(cè)性能。該技術(shù)應(yīng)用了使得照射聚焦區(qū)域52的光學(xué)裝置54藝術(shù)級(jí)地單色化和聚焦，使得多個(gè)選定的能量激勵(lì)光束能夠有效地激勵(lì)樣品中的范圍廣泛的目標(biāo)元素。單色激勵(lì)顯著地減少了在熒光峰下的散射背景，大大地提高了元素檢測(cè)范圍和精確性。HDXRF是直接的檢測(cè)技術(shù)，并且不需要可消耗的或者特殊的樣品制備。典型的MWDXRFX射線分析機(jī)：XOS已經(jīng)在先公開了一種單色的波長發(fā)散X射線熒光(MWDXRF)分析器，其使用了兩套單色化光學(xué)裝置(美國專利6,934,359和7,072,439–在此以其整體通過引用并入本文中)，如在圖6中示意性所示。用于測(cè)量在柴油燃料和其它燃料中的硫磺的相關(guān)的SINDIE(柴油機(jī)中的硫磺)生產(chǎn)線使得徹底改變的XRF蒸餾并且具有許多優(yōu)勢(shì)，包括：(1)由于樣品被DCC1單色激勵(lì)，改進(jìn)了信號(hào)/背景(S/B)，即，具有低于熒光峰的能量的韌致輻射光子(其通常淹沒有價(jià)值的這些峰)僅能通過散射到達(dá)檢測(cè)器，因而與多色激勵(lì)相比顯著地提高了S/B比；(2)優(yōu)秀的能量分辨率-這消除了所有共同干涉問題，并且為上游應(yīng)用提供了物理基礎(chǔ)；(3)本身耐用且低維護(hù)性-該分析機(jī)是低動(dòng)力、緊湊的，不具有運(yùn)動(dòng)部件或者不消耗氣體；和(4)空前的動(dòng)態(tài)范圍，例如，在樣品中的硫磺的量化級(jí)從0.3ppm到5％。在圖6中示意性示出的MWDXRF機(jī)60包括形成聚焦區(qū)域60的在激勵(lì)和檢測(cè)路徑上的彎曲單色光學(xué)裝置64，其是上述的SINDIE硫磺分析器的結(jié)構(gòu)。但是，光學(xué)裝置可以僅存在于還需要精確校直的這些路徑之一上。在一個(gè)示例中，上述類型之任一的光學(xué)裝置可僅存在于激勵(lì)路徑上，并且檢測(cè)路徑會(huì)包括能量發(fā)散檢測(cè)器。這是能量發(fā)散X射線熒光(EDXRF)系統(tǒng)的共同配置。包括下面的那些裝置的用于高級(jí)XRF系統(tǒng)的光學(xué)裝置可例如包括：例如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6,285,506；6,317,483；和7,035,374中公開的那些彎曲晶體單色光學(xué)裝置；和/或例如在2007年11月16日提交的美國序列號(hào)為11/941,377的題目為“具有帶有對(duì)應(yīng)的晶體取向的多層的X射線聚焦光學(xué)裝置(X-RayFocusingOpticHavingMultipleLayersWithRespectiveCrystalOrientations,)”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)中公開的那些多層光學(xué)裝置；和/或例如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5,192,869；5,175,755；5,497,008；5,745,547；5,570,408；和5,604,353中公開的那些多毛細(xì)管光學(xué)裝置。例如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利7,110,506和7,209,545中公開的那些光學(xué)裝置/光源組合也是可用的。上述提到的專利和專利申請(qǐng)中的每個(gè)均以其整體通過引用被并入本文中。雖然已經(jīng)在本文中具體地示出和說明了優(yōu)選的實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明的精神下可進(jìn)行各種的變型、增加、替代等，這些因此被認(rèn)為是在下面的權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，這對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。