流体取样装置的制作方法

本发明涉及挥发性有机物质的检测技术领域，具体而言，涉及样品流体的流体取样装置。

背景技术：

随着人类工业的进步，空气污染正逐渐地加剧。因此，世界上各主要工业国家皆对挥发性有机物质(volatileorganiccompounds,vocs)的排放制订有管制标准，且有愈来愈严格的趋势，使得工业用的气体环境通常会被要求加装可针对气体中挥发性有机物质的组成进行量测的量测系统。

上述的挥发性有机物质一般是指在标准状态下(0℃与760mmhg)，沸点在250℃以下的有机化合物，甚至有人直接将挥发性有机物质定义成，以气态方式存在于大气中的所有有机化合物，包含总碳氢化合物(简称thc)、非甲烷总碳氢化合物(简称nmhc)等有机化合物。

流体取样装置为用于检测工业废气中的挥发性有机物质分析装置，由于受到架构设计，如材料、料件是否适合高温环境所限制，挥发性有机物质分析装置中并非所有区域均适合设置加温装置(例如烘箱)，因此，挥发性有机物质分析装置的内部空间可按照温度高低而分为高温区域和低温区域，其中，该高温区域的温度通常高于液体及粒状物质的凝结温度(高温区域靠近加热装置)，而该低温区域的温度与一般室温相当，即低于或等于液体及粒状物质的凝结温度，一般而言，位于挥发性有机物质分析装置的前端的导入管路或后端的导出管路通常处于上述所谓的低温区域中。

由于在工业制造中所产生的工业废气通常为高温高湿的气体，且其中往往携带有大量的液体、粒状物质等杂质，当此类工业废气在经过挥发性有机物质分析装置内部的低温区域时，工业废气中所携带的液体或粒状物质等杂质会由于低温区域的温度较低而凝结于处于低温区域中的相关管路及组件上，由此造成了相关管路的污染以及组件的损坏等异常。

有鉴于此，如何提供一种流体取样装置，以克服现有技术存在的上述种种缺陷，即为本申请待解决的技术问题。

技术实现要素：

鉴于上述先前技术的种种问题，本发明的主要目的在于提供一种流体取样装置，所述流体取样装置可以滤除样品流体中的液体及粒状物质等杂质，以避免挥发性有机物质分析装置中的相关管路及组件受到污染。

本发明的另一目的在于提供一种流体取样装置，通过负压方式导入样品流体，所述流体取样装置可避免泵体受到样品流体的污染，可以延长泵体的使用寿命。

本发明的又一目的在于提供一种流体取样装置，所述流体取样装置可检测挥发性有机物质分析装置中的相关管路及组件是否存在泄漏异常。

为达到上述目的以及其他目的，本发明提供一种流体取样装置，所述流体取样装置用于对样品流体进行取样，该流体取样装置包括：用于检测该样品流体的浓度或组份的检测管路；连通该检测管路，以将该样品流体导入该检测管路的样体导入管路；连通该检测管路，以将该样品流体导出该检测管路的样体导出管路；设置于该样体导入管路或该样体导出管路的过滤器，其滤除该样体导入管路或该样体导出管路的样品流体中的液体，并使该样体导入管路或该样体导出管路的样品流体中的气体通过；连通该样体导出管路的负压泵，其提供负压气流，使该样品流体从该样体导入管路经由该检测管路而流向该样体导出管路，并接收该过滤器所通过的气体；连通该过滤器的液体排出器，其接收该过滤器所滤除的液体；以及控制该负压泵与该液体排出器执行作业的控制模块。

优选地，该流体取样装置为挥发性有机物质分析装置，而该检测管路为检测该样品流体中的挥发性有机物质的浓度或组份。

优选地，该过滤器还可滤除该样体导入管路或该样体导出管路的样品流体中的粒状物质。

优选地，该流体取样装置还包括至少一流量量测单元，该流量量测单元设置于该样体导入管路以及该样体导出管路中的至少一个上，以对该样体导入管路或该样体导出管路中的负压气流进行量测。

优选地，该流体取样装置还具有至少一阀体，该阀体设置在该样体导入管路、该检测管路以及该样体导出管路中的至少一个上，且该流体取样装置还包括管路查核模块，该管路查核模块用于令该阀体封闭该样体导入管路、该检测管路以及该样体导出管路中的至少一个，当该阀体处于封闭状态，且该流量量测单元量测有负压气流时，判断该样体导入管路、该检测管路或该样体导出管路存在异常。

优选地，该流体取样装置还包括流量量测单元，该负压泵具有吸气端和排气端，该吸气端连通该样体导出管路，以对该样体导出管路提供该负压气流，该排气端连通该流量量测单元，以对该流量量测单元提供正压气流，该流量量测单元对该正压气流的流量进行量测。

优选地，该流体取样装置还具有至少一阀体，该阀体设置在该样体导入管路、该检测管路、该负压泵以及该样体导出管路中的至少一个上，且该流体取样装置还包括管路查核模块，该管路查核模块用于令该阀体封闭该样体导入管路、该检测管路、该负压泵以及该样体导出管路中的至少一个，当该阀体处于封闭状态，且该流量量测单元量测有正压气流时，判断该样体导入管路、该检测管路、该负压泵或该样体导出管路存在异常。

优选地，该流体取样装置还包括流量阀，该流量阀设置于该样体导入管路或该样体导出管路，以控制该样体导入管路或该样体导出管路中的负压气流的流量。

优选地，该流体取样装置还包括流量阀，该负压泵具有吸气端和排气端，该吸气端连通该样体导出管路，以对该样体导出管路提供负压气流，该排气端连通该流量阀，以对该流量阀提供正压气流，该流量阀通过控制该正压气流的流量，进而控制该样体导出管路中的负压气流的流量。

优选地，该流体取样装置还包括液量传感器，且该过滤器具有储液槽，该储液槽储存该过滤器所滤除的液体，而该液量传感器感测该储液槽的液量，该控制模块接收该液量传感器的感测结果，当该储液槽的液量到达警戒值时，该控制模块控制该液体排出器执行作业。

优选地，该过滤器具有储液槽，该储液槽储存该过滤器所滤除的液体，该控制模块在预定时间控制该液体排出器执行作业。

综上所述，本发明的流体取样装置通过在样体导入管路或样体导出管路设置过滤器，以滤除样品流体中所携带的液体及粒状物质等杂质，来避免样品流体在流经挥发性有机物质分析装置内部的低温区域时，样品流体中所携带的液体或粒状物质等杂质凝结于相关管路及组件上，从而避免处于相关管路及组件污染以及组件的损坏等异常。此外，本发明的流体取样装置通过设置负压泵而以负压方式导入该样品流体，可避免负压泵受到样品流体的污染，从而延长其使用寿命。另外，本发明还通过设置检测机制以检测挥发性有机物质分析装置内部的相关管路或组件是否存在泄漏异常，以提供维护功效。

附图说明

图1a、图1b、图2a、图2b、图3至图5为本发明的流体取样装置的各种实施例的方块示意图；

图6a为本发明的流体取样装置的第一实施例的设置架构简化示意图；

图6b为本发明的流体取样装置的第二实施例的设置架构简化示意图；以及

图6c为本发明的流体取样装置的设置架构实施例示意图。

具体实施方式

以下内容将结合附图，通过特定的具体实施例说明本发明的技术内容，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用。本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下，进行各种修饰与变更。尤其是，附图中各个组件的比例关系及相对位置仅具有示范性用途，并非代表本发明实施的实际状况。

以下将结合本发明的各图示详细说明本发明的流体取样装置的具体架构及功效，其中，图1a、图1b、图2a、图2b、图3至图5为本发明的流体取样装置的各种实施例的方块示意图；图6为本发明的流体取样装置的内部管路及组件的设置架构实施例示意图。

本发明的流体取样装置1用于对待检测的样品流体进行取样，在本发明的实施例中，样品流体例如为工业排放废气，而流体取样装置1为挥发性有机物质分析装置，用于检测工业排放废气中挥发性有机物质的浓度或组份。请参阅图1a及图1b，本发明的流体取样装置1主要包括检测管路11、样体导入管路12、样体导出管路13、过滤器14、负压泵15、液体排出器16、以及控制模块17。

检测管路11用于检测样品流体中的浓度或组份。在本实施例中，检测管路11设置于样体导入管路12与样体导出管路13之间(如图6a所示)，用于检测样品流体中的挥发性有机物质的浓度或组份。通常情况下，检测管路11设置于加热组件(如烘箱)的周围，即处于流体取样装置1的高温区域。在一实施例中，检测管路11中可连接有例如样品储存器、样品分离器、样品检测器以及注射阀等用于检测挥发性有机物质的浓度或组份的相关检测组件。另外，检测管路11与相关检测组件的设置示意图可参考图6c的虚线框内所示部分。

样体导入管路12连通检测管路11，用于将样品流体导入至检测管路11。请配合参阅图6a及图6c，在本实施例中，样体导入管路12可包括从进样口至检测管路11之间的管路。

样体导出管路13连通检测管路11，以将该样品流体导出检测管路11。请配合参阅图6a及图6c，在本实施例中，样体导出管路13也处于流体取样装置1的低温区域，其包括从检测管路11至负压泵15之间的管路。

过滤器14可设置于样体导入管路12中(如图1b、图6a所示)，也可设置于样体导出管路13中(如图1a或图6a、图6c所示)，用于滤除样体导入管路12或样体导出管路13的样品流体中所携带的液体，并使样品流体中的气体通过样体导入管路12或样体导出管路13。优选地，过滤器14还可用于滤除样体导入管路12或样体导出管路13的样品流体中的粒状物质。

具体而言，过滤器14可用于过滤样品流体中所携带的液体或粒状物质等杂质，如图6a或图6c所示，其中样品流体中的气体通过过滤器14而分离出的液体受到重力作用而储存于过滤器14的下部空间内。如前述背景技术所述，由于样体导入管路12或样体导出管路13通常处于挥发性有机物质分析装置中的低温区域，因此，当样品流体在流经样体导入管路12或样体导出管路13时，样品流体中所携带的液体或粒状物质等杂质容易凝结于样体导入管路12或样体导出管路13的管壁上，而损坏设置于样体导入管路12或样体导出管路13上的相关组件。因此，本发明通过在样体导入管路12或样体导出管路13设置过滤器14，以有效避免样品流体在流经样体导入管路12或样体导出管路13时，样品流体所携带的液体或粒状物质等杂质凝结于上述管路12，13的管壁上，而造成相关组件损坏的问题。

负压泵15连通样体导出管路13，其用于提供负压气流，以使样品流体从样体导入管路12经由检测管路11而流向样体导出管路13，并接收经由过滤器14所分离出的样品流体中的气体。具体而言，负压泵15设置于样体导出管路13的后端，即流体取样装置1的尾部，用于对样体导入管路12、检测管路11与样体导出管路13提供负压气流，样品流体被负压泵15所提供的负压气流抽引至样体导入管路12中，并进入检测管路11中进行挥发性有机物质的检测分析，且经检测后的样品流体继续通过检测管路11而流向样体导出管路13。此外，样品流体中的气体可通过设置在样体导入管路12或样体导出管路13的过滤器14，而后经过负压泵15而排放至流体取样装置1的外部空间。藉此，由于本发明利用负压方式导入样品流体，故可将负压泵15设置于样品导出管路13的后端，也就是过滤器14的后端，使得负压泵15不易受到样品流体中的液体或粒状物质等杂质的污染，而造成损坏。

液体排出器16连通过滤器14，用于接收过滤器14所滤除的液体。在本实施例中，液体排出器16为蠕动泵，并具有连通储液槽141内部的低点的连通管路161(如图5、图6a或图6c所示)，用于将过滤器14自样品流体中所过滤出的液体经由第一排水口或第二排水口以排放至流体取样装置1的外部空间(如图6a所示)。由于蠕动泵的结构设计具有较佳的气密性以防止泄漏，故本发明可避免所过滤出的液体发生倒流的情形，并确保流体取样装置1的内部组件及管路的运作正常。

控制模块17用于控制负压泵15与液体排出器16执行作业，在本实施例中，控制模块17例如为控制芯片，用于控制负压泵15运作从而为样体导入管路12、样体导出管路13以及检测管路11提供负压气流，并针对负压泵15进行控制，例如可用于控制负压泵15的起停。此外，控制模块17还用于控制液体排出器16，针对过滤器14所滤除的液体进行及时排放。

请配合参阅图2a及图2b，在另一实施例中，流体取样装置1还包括至少一流量量测单元18，其中，流量量测单元18可设置于样体导入管路12上(如图2a所示)，或设置于样体导出管路13上(如图2b所示)，此外，也可在样体导入管路12以及样体导出管路13上分别设置流量量测单元18(如图6a或图6c所示)，以对样体导入管路12或样体导出管路13中的负压气流进行量测，据以通过控制模块17针对负压泵15所提供的负压气流进行控制。其中，流量量测单元18可例如为浮子流量计。

请继续参阅图2a及图2b，在另一实施例中，本发明还可通过流量量测单元18的设计来检测流体取样装置1的内部管路是否存在泄漏异常。具体而言，流体取样装置1还具有至少一阀体21，阀体21可选择性地设置在样体导入管路12、样体导出管路13以及检测管路11中的至少一个上，也可在样体导入管路12、样体导出管路13以及检测管路11上分别设置阀体21(其中，图2a及图2b仅示出了阀体21设置在样体导入管路12上的实施方式)。流体取样装置1还具有管路查核模块19，管路查核模块19可用于令阀体21封闭样体导入管路12、检测管路11以及样体导出管路13中的至少一个，当阀体21处于封闭状态，而流量量测单元18也量测出上述管路中存在有负压气流时，即判断样体导入管路12、检测管路11或样体导出管路13中的至少一个存在泄漏异常。

请配合参阅图6a，在本申请的一实施例中，在样体导入管路12前端的进样口处设置有阀体21a，且在样体导入管路12上设置有流量量测单元18a，在检测管路11上设置有流量量测单元18b，在样体导出管路13上设置有流量量测单元18c。在执行管路查核时，管路查核模块19令阀体21a封闭，因此，负压泵15即便仍然执行运作，流量量测单元18a,18b或18c也不应量测出负压气流，也就是说，倘若在阀体21a封闭的状态下，当流量量测单元18a未量测出负压气流时，即可判断样体导入管路12不存在泄漏而为正常；当流量量测单元18b未量测出负压气流时，即可判断检测管路11与样体导入管路12不存在泄漏而为正常；当流量量测单元18c未量测出负压气流时，即可判断检测管路11、样体导入管路12与样体导出管路13不存在泄漏而为正常。

换言之，当流量量测单元18a与流量量测单元18b均未量测出负压气流，而流量量测单元18c量测出负压气流时，即可判断样体导出管路13存在泄漏异常；当流量量测单元18a与18b均量测出负压气流时，则判断流量量测单元18a与18b所量测出的负压气流值的大小，当流量量测单元18a与18b所量测出的负压气流值大致相等时，则代表样体导入管路12存在泄漏，而检测管路11不存在异常，当流量量测单元18b所量测的负压气流大于流量量测单元18a所量测的负压气流时，则代表样体导入管路12与检测管路11同时存在泄漏异常；而当流量量测单元18c与18b所量测出的负压气流值大致相等时，则代表检测管路11存在泄漏，而样体导出管路13不存在异常，当流量量测单元18c所量测的负压气流大于流量量测单元18b所量测的负压气流时，则代表检测管路11与样体导出检测管路13同时存在泄漏异常。需说明的是，阀体21以及流量量测单元18的设置仅并不仅以图6a所示为限，其他设置方式也可使用。例如，在其他实施例中，除在样体导入管路12前端的进样口处设置有阀体21a，还可分别在样体导入管路12与检测管路11之间设置阀体21，以及在检测管路11与样体导出管路13之间设置阀体，并仅在样体导出管路13设置流量量测单元18c，以同样达到管路查核的效果。

请继续参阅图3，在本发明的另一实施例中，负压泵15还具有吸气端151和排气端152，其中，吸气端151连通样体导出管路13，以对样体导出管路13提供负压气流，排气端152连通流量量测单元18，以对流量量测单元18提供正压气流，流量量测单元18用于对负压泵15所提供的正压气流的流量进行量测。优选地，流体取样装置1还具有至少一阀体21，其可视需求而选择性地设置在样体导入管路12、检测管路11、负压泵15以及样体导出管路13中的至少一个上(其中，图3仅示出了阀体21设置于样体导入管路12上的实施方式)，且流体取样装置1还包括有管路查核模块19，管路查核模块19用于令阀体21封闭样体导入管路12、检测管路11、负压泵15以及样体导出管路13中的至少一个，当阀体21处于封闭状态，且流量量测单元18量测有正压气流时，判断样体导入管路12、检测管路11、负压泵15或样体导出管路13存在泄漏异常。

请配合参阅图6b，在本实施例中，吸气端151是指负压泵15用于连通样体导出管路13的一端，排气端152是指负压泵15用于连通第二排气口的一端。其中，负压泵15针对位于其前端的样体导出管路13提供负压气流，而针对位于其后端的管路(即第二排气口与负压泵15之间的管路)提供正压气流，流量量测单元18d设置在第二排气口与负压泵15之间的管路上，用于对负压泵15针对该段管路所提供的正压气流的流量进行量测。此外，在样体导入管路12前端的进样口处设置有阀体21a；在样体导入管路12与检测管路11的连接处设置有阀体21b；在检测管路11与样体导出管路13的连接处设置有阀体21c；在样体导出管路13与负压泵15之间设置有阀体21d；

在具体操作时，首先，管路查核模块19令阀体21d封闭，样体导出管路13与负压泵15之间的通路被切断，在此状态下，流量量测单元18d可通过量测是否有正压气流，而判断负压泵15是否存在泄漏异常。接着，管路查核模块19令阀体21c封闭(阀体21d处于开启状态)，则样体导出管路13与检测管路11之间的通路被切断，若在此状态下，在流量量测单元18d量测有正压气流，且已预先判断负压泵15不存在泄漏的异常时，即可判断样体导出管路13存在有泄漏的异常。并以此类推，通过管路查核模块19分别令阀体21b、阀体21a封闭，以逐步判断检测管路11与样体导入管路12是否存在泄漏异常，在此不予赘述。需说明的是，阀体21以及流量量测单元18的设置仅并不仅以图6b所示为限，其他设置方式也可使用。

在本申请的其他实施例中，流体取样装置1还包括有流量阀20，其中，流量阀20设置在样体导入管路12或设置在样体导出管路13上，以控制样体导入管路12或样体导出管路13中的负压气流的流量。具体而言，在实际应用中，流量阀20用于调节通过样体导入管路12或样体导出管路13中的负压气流的流量大小。其中，流量阀20可视实际需求，而选择设置在样体导入管路12中，也可设置在样体导出管路13上，或可利用流量阀20以取代流量量测单元18。

请继续参阅图4，在本发明的另一实施例中，负压泵15具有吸气端151和排气端152，其中，吸气端151连通样体导出管路13，以对样体导出管路13提供负压气流，排气端152连通流量阀20，以对流量阀20提供正压气流，流量阀20通过控制正压气流的流量，进而控制样体导出管路13中的负压气流的流量。

具体而言，请参阅图6c，吸气端151是指负压泵15用于连通样体导出管路13的一端，排气端152是指负压泵15用于连通第二排气口的一端。其中，负压泵15针对位于其前端的样体导出管路13提供负压气流，而针对位于其后端的管路(即第二排气口与负压泵15之间的管路)提供正压气流，流量阀20可设置在第二排气口与负压泵15之间的管路上(未图示)，在一般情况下，负压泵15针对样体导出管路13提供负压气流应与负压泵15针对第二排气口与负压泵15之间的管路所提供的正压气流相当，因此，可通过流量阀20控制第二排气口与负压泵15之间的管路中的正压气流的流量，来间接控制负压泵15针对样体导出管路13所提供的负压气流的流量。

请参阅图5，在本实施例中，流体取样装置1还包括液量传感器22，且过滤器14具有储液槽141，其用于储存过滤器14从样品流体中所滤除的液体，而液量传感器22用于感测储液槽141中的液量，而控制模块17还用于接收液量传感器22的液量的感测结果，当液量传感器22所感测的储液槽141的液量到达警戒值时，控制模块17即控制液体排出器16执行作业，以排出储液槽141中储存的液体。

在其他实施例中，也可无需设置液量传感器22，使控制模块17按照预定时间定时控制液体排出器16执行作业，以排出储液槽141中储存的液体。

综合上述，本发明的流体取样装置，可将负压泵设置在流体取样装置的后端，利用负压泵通过负压方式导入样品流体，并使样品流体通过设置在样体导入管路或样体导出管路的过滤器，以滤除样品流体中所携带的液体及粒状物质等杂质，藉此避免样品流体中所携带的液体及粒状物质等杂质凝结于所流经的管路及负压泵等组件上而造成相关组件的损坏，从而保护处于低温区域中的相关管路及组件不受液体或粒状物质等杂质的污染。

此外，本发明还设置有流量量测单元，其通过封闭进样口，量测相关管路内是否存在气流，而判断样体导入管路、检测管路、负压泵或样体导出管路是否存在泄漏异常，以确保流体取样装置中的相关管路及组件的正常运作。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所述。

符号说明

1流体取样装置

11检测管路

12样体导入管路

13样体导出管路

14过滤器

141储液槽

15负压泵

151吸气端

152排气端

16液体排出器

161连通管路

17控制模块

18,18a,18b,18c,18d流量量测单元

19管路查核模块

20流量阀

21,21a,21b,21c,21d阀体

22液量传感器。