待分析气体的除湿装置的制作方法

本实用新型涉及一种待分析气体的除湿装置，能够增加待分析气体在通过除湿装置时的接触面积，增加待分析气体的冷凝水在除湿装置内部的毛细管作用，降低该冷凝水的附着凝结，特别涉及该待分析气体的除湿装置的水分冷凝管、冷冻管和硅类填充材。

背景技术：

一般而言，在分析甲苯、丙酮等有机或无机气体的前，需要对前述气体的样品进行除湿处理，除去气体中所含的水分，以利于气体检测分析系统对该气体样品中的有机物进行分析、检验。

现有待分析的气体样品的除湿装置，通常是安装在上述气体检测分析系统的前端，作为气体样品分析的前处理装置，这类除湿装置通常是利用一水分冷凝管来输送气体样品进入气体检测分析系统，检测期间利用一降温模块(例如：冷冻空调模块或其他冷冻降温模块)提供冷冻剂(例如：冷煤或其他类似物)与水分冷凝管外壁进行热交换作用，凭借气体样品中的有机物与水分子彼此之间具有不同的凝结点与蒸气压的特性，在精准控制的特定低温状态下，使得气体中的水分子在冷凝管内壁冷凝成为冷凝水，俾如此移除气体样品中的水分。

然而，若现有气体样品除湿装置的水分冷凝管在设置长度固定的情形下，只有水分冷凝管内壁可供气体样品接触生成冷凝水，由于气体接触面积有限，将难以提升气体除湿效率的问题，而且水分冷凝管具有一定的管径，故难以节省气体样品的使用量。

有鉴于此，本实用新型设计人乃累积多年相关领域的研究以及实务经验，特实用新型出一种待分析气体的除湿装置，以改善上述现有技术的缺失。

技术实现要素：

爰是，本实用新型的主要目的，在于提供一种待分析气体的除湿装置，包含：一水分冷凝管，设有一第一端、一第二端、以及位于所述第一端与第二端之间的冷凝段，该第一端设有一待分析气体输入口，该第二端设有一待分析气体输出口及一冷凝水输出口，外部待分析气体能够经由该待分析气体输入口输入至该冷凝段，该冷凝段的待分析气体能够经由该待分析气体输出口输出至该水分冷凝管以外；一冷冻管，包覆在该冷凝段外围，该冷冻管内容置有冷冻剂，该冷冻剂能够通过所述冷冻管和水分冷凝管对该冷凝段内的待分析气体进行冷凝作用，令该冷凝段内待分析气体中所含的水分冷凝成为冷凝水，并使该冷凝水经由该冷凝水输出口输出至该水分冷凝管以外；以及多数低反应性的硅类填充材，填充在该冷凝段内，使所述硅类填充材之间构成多数间隙，所述间隙组成一毛细管结构，能够增加待分析气体在通过所述硅类填充材时的接触面积，进而增加冷凝水在所述硅类填充材之间的毛细管作用，可有效降低该冷凝水的附着凝结，并提升待分析气体的除湿效率。

依据上述结构，该水分冷凝管第一端设有一清洗气体输入口及一第一气阀，该第一气阀能够切换该冷凝段连通该待分析气体输入口及清洗气体输入口其中之一者，该水分冷凝管第二端设有一清洗气体输出口及一第二气阀，该第二气阀能够切换该冷凝段连通该待分析气体输出口及清洗气体输出口其中之一者，该第一气阀切换该冷凝段连通该待分析气体输入口时、以及该第二气阀切换该冷凝段连通该待分析气体输出口时，外部待分析气体能够经由该待分析气体输入口输入至该冷凝段，该冷凝段的待分析气体能够经由该待分析气体输出口输出至该水分冷凝管以外，该第一气阀切换该冷凝段连通该清洗气体输入口时、以及该第二气阀切换该冷凝段连通该清洗气体输出口时，外部清洗气体能够经由该清洗气体输入口输入至该冷凝段，该冷凝段的清洗气体能够经由该清洗气体输出口输出至该水分冷凝管以外。

依据上述结构，该清洗气体输出口连接至一抽气泵，于该冷凝段连通该清洗气体输出口时，该抽气泵经由该清洗气体输出口往该水分冷凝管以外吸出该冷凝段内的清洗气体。

依据上述结构，该冷凝水输出口连接至一抽水泵，该抽水泵能够经由该冷凝水输出口往该水分冷凝管以外吸出该冷凝段内的冷凝水。

依据上述结构，该硅类填充材设为圆珠体。

依据上述结构，该待分析气体输出口能够连接外部的气体检测分析系统，该冷冻管两端分别设有一冷冻剂输入口及一冷冻剂输出口，所述冷冻剂输入口和冷冻剂输出口连接至一可降温冷冻剂的降温模块，使冷冻剂循环流动于所述降温模块与冷冻管之间。

依据上述结构，该降温模块包含至少一可对冷冻剂降温的致冷芯片、以及一可控制该致冷芯片的温度控制模块。

依据上述结构，该温度控制模块电连接一计时器模块，该计时器模块能够控制该温度控制模块的运作时间。

依据上述结构，所述第一气阀、第二气阀设为二位电磁阀。

本实用新型的优点在于，可改善现有气体样品除湿装置的水分冷凝管难以提升气体的除湿效率和难以节省气体样品使用量的问题。

以上所述技术手段及其产生效能的具体实施细节，请参照下列实施例及图式加以说明。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的配置示意图。

图2为图1实施例的功能流程图。

图3为图1的水分冷凝管冷凝段的截面图。

图4为图1的一使用状态的配置示意图。

图5为图1的另一使用状态的配置示意图。

附图标记说明：1水分冷凝管；11第一端；12第二端；13冷凝段；130毛细管结构；131间隙；14待分析气体输入口；15清洗气体输入口；16待分析气体输出口；17清洗气体输出口；18冷凝水输出口；2冷冻管；21冷冻剂输入口；22冷冻剂输出口；31第一气阀；32第二气阀；4硅类填充材；5抽水泵；6抽气泵；7降温模块；71蠕动泵；72风扇；73鳍片散热器；74致冷芯片；75温度控制模块；76计时器模块。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型的待分析气体的除湿装置，包含一水分冷凝管1、一冷冻管2、多数低反应性的硅类填充材4、一抽水泵5及一抽气泵6的组合结构。

该水分冷凝管1设有一第一端11、一第二端12、以及位于所述第一端11与第二端12之间的冷凝段13；该水分冷凝管1第一端11设有一待分析气体输入口14、一清洗气体输入口15及一第一气阀31，该第一气阀31可设为二位电磁阀，能够切换该水分冷凝管1冷凝段13内部连通该待分析气体输入口14或清洗气体输入口15。该水分冷凝管1第二端12设有一待分析气体输出口16、一清洗气体输出口17、一第二气阀32及一冷凝水输出口18，其中，该第二气阀32可设为二位电磁阀，能够切换该水分冷凝管1冷凝段13内部连通该待分析气体输出口16或清洗气体输出口17。该待分析气体输出口16能够经由一气管(未绘制)连接外部的气体检测分析系统(未绘制)，该冷凝水输出口18经由一水管连接至该抽水泵5，该清洗气体输出口17经由另一气管连接至该抽气泵6。

该冷冻管2环绕包覆在该水分冷凝管1冷凝段13外围，该冷冻管2内容置有流动型的冷冻剂(例如：冷煤或其他类似物)，该冷冻管2两端分别设有一冷冻剂输入口21及一冷冻剂输出口22，请参阅图1和图2，所述冷冻剂输入口21和冷冻剂输出口22连接至一可降温冷冻剂的降温模块7(例如：冷冻空调模块或其他冷冻降温模块)，该降温模块7包含有蠕动泵71、风扇72和鳍片散热器73，能够驱使冷冻剂经由所述冷冻剂输入口21与冷冻剂输出口22循环流动于所述降温模块7与冷冻管2之间，令该降温模块7在降低冷冻剂温度以后，驱使冷冻剂进入冷冻管2内，使得冷冻剂在冷冻管2内对该水分冷凝管1冷凝段13产生冷却降温作用。

请参阅图1和图3，较佳的实施例所示，所述低反应性的硅类填充材4可设成圆珠体，填充在该水分冷凝管1冷凝段13内，使得所述硅类填充材4之间构成多数间隙131，所述间隙131组成一毛细管结构130。

请参阅图4，欲输入待分析气体的样品至气体检测分析系统时，可先控制该第一气阀31切换该水分冷凝管1冷凝段13内部连通该待分析气体输入口14，同时控制该第二气阀32切换该冷凝段13内部连通该待分析气体输出口16，令外部待分析的气体样品经由该待分析气体输入口14输入至该冷凝段13和所述硅类填充材4之间之间隙131以及毛细管结构130中，此时该冷冻剂能够通过所述冷冻管2和水分冷凝管1对该冷凝段13内的待分析气体的样品进行冷凝作用，促使该冷凝段13和毛细管结构130内的待分析气体样品中所含的水分冷凝成为冷凝水，以除去气体样品中所含的水分，并且使该冷凝水经由该冷凝水输出口18输出至该水分冷凝管1以外；接着，该冷凝段13中的待分析气体样品经由该待分析气体输出口16输出至该水分冷凝管1以外，使气体样品输入气体检测分析系统内接受检测和分析。

所述硅类填充材4之间之间隙131和毛细管结构130，能够增加待分析气体的样品在通过所述硅类填充材4时的接触面积，相较于现有气体样品除湿装置的水分冷凝管的接触面积仅只于其管壁面积，本实用新型除了水分冷凝管1的管壁面积以外，进一步提供每个呈圆珠体的硅类填充材4的接触面积，俾得以大幅提升气体样品通过时的接触及冷凝面积，并且增加冷凝水在所述硅类填充材4之间的毛细管作用，降低该冷凝水的附着凝结，据此提升待分析气体的除湿效率。而且，由于硅类填充材4是圆珠体，每个圆珠体(硅类填充材4)之间都是点对点接触，使得各圆珠体之间都构成间隙131，令所述间隙131构成相互连通的毛细管结构130，不会造成堵塞。此外，本实用新型于该水分冷凝管1冷凝段13内填充圆珠体硅类填充材4的结构，使整个水分冷凝管1的可供气体样品流通的空隙体积，相当于扣除掉圆珠体之间隙131，因此气体样品通过的水分冷凝管1的体积愈小，愈不需要使用大量的气体样品，可节省气体样品的使用量。

如图4所示，上述利用冷冻管2内冷冻剂对该水分冷凝管1冷凝段13中的待分析气体样品进行冷凝作用期间，也同时启动抽水泵5，令抽水泵5经由冷凝水输出口18往该水分冷凝管1以外吸出冷凝段13内的冷凝水；此时，由于所述硅类填充材4之间具有许多间隙131和毛细管结构130，因此冷凝水会在这些间隙131所构成的毛细管结构130中形成毛细管作用，进而增强毛细管现象，故间隙131极易填满冷凝水，可有效降低水的附着凝结，当间隙131、毛细管结构130填满冷凝水时，该抽水泵5即可轻易地抽走所述间隙131、毛细管结构130中的冷凝水，达到较佳的抽水排除效果，进一步提升待分析气体的除湿效率。

请参阅图5，当停止输送气体样品进入该水分冷凝管1以后，可控制该第一气阀31切换该水分冷凝管1冷凝段13内部连通该清洗气体输入口15，并控制该第二气阀32切换该冷凝段13内部连通该清洗气体输出口17，使外部清洗气体(例如：氮气)经由该清洗气体输入口15输入该水分冷凝管1和冷凝段13，且冷凝段13的清洗气体经由该清洗气体输出口17输出至水分冷凝管1以外，同时可开启抽气泵6并经由清洗气体输出口17往水分冷凝管1以外抽气，此时水分冷凝管1和所述硅类填充材4之间隙131、毛细管结构130中残留的冷凝水，在受到清洗气体的吹袭、扫除的作用下，容易被打散、散布在空气中，顺势接受该抽气泵6的吸引，促使抽气泵6经由该清洗气体输出口17往水分冷凝管1以外吸出冷凝段13内的清洗气体和残留的冷凝水，如此排空该水分冷凝管1内的残留气体或冷凝水，可防止前、后不同的气体样品相互污染或相互干扰。

上述水分冷凝管1在导入清洗气体期间，也可同时启动抽水泵5，令抽水泵5经由该冷凝水输出口18往该水分冷凝管1以外抽出残留的冷凝水。如此，可使用抽水泵5和抽气泵6同步清洗，凭借增加清洗气体的流通量，以提高清洗效率，并减少气体样品残留。

如图1和图2所示，该降温模块7进一步包含至少一可对冷冻剂降温的致冷芯片74、以及一可控制该致冷芯片74的温度控制模块75(proportional-integralderivativecontroller,pid)。该降温模块7利用温度控制模块75搭配致冷芯片74以电子式控制冷冻剂的降温，并利用蠕动泵71将由致冷芯片74降温的冷冻剂输送到冷冻管2，可使低温维持在精准范围，使重复性提高，并节省减少电量消耗量。

该温度控制模块75也可电连接一计时器模块76，该计时器模块76能够控制该温度控制模块75的运作时间，因应不同气体样品的进样需求。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。