TWI477777B - Positive pressure can control the temperature and humidity of the gas supply device - Google Patents
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Description
本發明係有關一種正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，尤指可提供恆溫恆濕的標準氣體至一分析儀，作為校正之用者。
空氣污染採樣、分析與監測可以了解空氣中污染物的種類和濃度，是空氣品質管理系統中的耳目，透過此項工作，工程師、科學家、決策者和規劃人員可以了解污染物在特定時間和地點的濃度，並且利用這些資訊作出正確的判斷，擬定管理策略或進行污染源排放管制，以維護空氣品質。
空氣污染物量測通常包含採樣和分析兩項工作，所謂採樣就是收集可代表該時間該地點的空氣中污染物的樣本，分析則用化學或重量方法測定污染物的濃度，採樣一定要在現場進行，而分析則通常在實驗室中進行，但也可以在現場進行分析。
如第1圖所示，在實驗室分析之前，為防止分析儀的感測元件久用或受汙染而鈍化，需要預先實施校正處理，包括利用流量控制器12、流量計13使標準氣體10及零值標準氣體11於混合槽14按比例混合，經過輸出歧管15輸入分析儀16以進行參數修正17的作業。
不同的量測對象其周圍環境(如溫度、濕度等)和污染物的濃度均有很大的差異，所以採樣和分析的方法也有所不同。由於污染的檢測數值與檢測環境的溫度、濕度、氣壓等都有很大的關係，所以，按正常的檢測方式檢測，往往數值會與事實有所偏差。有鑑於此，需要能設法控制標準氣體源的溫度與濕度，才能真正提高儀器校正的精準度。
目前市售的恆溫恆濕箱，主要針對電子產品的耐高温，耐低温，以及抗濕度能力的測試而設計，從設計常識可知，目的不同則設計不同，小小的差異可能破壞標準氣體的成分，因此無法直接將市售的恆溫恆濕箱直接應用於實驗室對標準氣體的加溫加濕處理與恆溫恆濕的維持。
有鑑於提高校正分析儀精準度的需要，本發明提供一種正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其基本設有一氣液混合加濕裝置、一可編程恆溫恆濕控制箱及一流量控制單元。其中氣液混合加濕裝置為一密閉容器，設有一進氣管可通入內部所裝盛的蒸餾水內，用以將一高壓標準氣體引入蒸餾水內加濕再由一出氣管離開，成為經過第一道加濕處理的標準氣體；可編程恆溫恆濕控制箱提供一恆溫恆濕的水蒸汽與經過第一道加濕處理的標準氣體混合，成為恆溫恆濕的標準氣體。流量控制單元與可編程恆溫恆濕控制箱相通，用以控制恆溫恆濕的標準氣體流至一分析儀的流量，作為校正分析儀之用。
2‧‧‧可控制溫濕度的氣體供應裝置
10‧‧‧標準氣體
11‧‧‧零值標準氣體
12‧‧‧流量控制器
13‧‧‧流量計
14‧‧‧混合槽
15‧‧‧輸出歧管
16‧‧‧分析儀
17‧‧‧參數修正
21‧‧‧氣液混合加濕裝置
22‧‧‧高壓標準氣體
23‧‧‧經過第一道加濕處理的標準氣體
24‧‧‧盤管
25‧‧‧可編程恆溫恆濕控制箱
26‧‧‧恆溫恆濕的標準氣體
27‧‧‧流量控制單元
28‧‧‧分析儀
30‧‧‧溫度計
31‧‧‧濕度計
210‧‧‧進氣管
211‧‧‧蒸餾水
212‧‧‧出氣管
251‧‧‧傾斜的隔板
252‧‧‧上空間
253‧‧‧下空間
254‧‧‧循環扇
255‧‧‧蒸餾水
256‧‧‧恆溫恆濕的水蒸汽
257‧‧‧加熱器
258‧‧‧溫度控制器
259‧‧‧比例-積分-微分控制器
271‧‧‧流量調整裝置
272‧‧‧流量計
273‧‧‧方向閥
2511‧‧‧開口
2521‧‧‧釋壓裝置
2531‧‧‧液位開關
2532‧‧‧自動加水控制閥
第1圖、係習用污染氣體分析儀校正流程圖。
第2圖、係本發明正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置示意圖。
如第2圖所示，依據本發明所實施的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置2，設有一氣液混合加濕裝置21、一可編程恆溫恆濕控制箱25及一流量控制單元27。
其中氣液混合加濕裝置21為一密閉容器，可利用玻璃或任何不與該校正氣體產生化學反應的材料製造，設有一進氣管210通入內部所裝
盛的蒸餾水211內，用以將一高壓標準氣體22引入蒸餾水211內進行加濕，再透過一出氣管212離開，使成為經過第一道加濕處理的標準氣體23。
為預先調節高壓標準氣體22進入氣液混合加濕裝置21時的溫度，可令其先通過一盤管24進行吸熱或放讓，然後才從進氣管210進入氣液混合加濕裝置21進行加濕，以免溫度過低時使氣液混合加濕裝置21內的蒸餾水211結冰，或溫度過高時使蒸餾水211沸騰。
可編程恆溫恆濕控制箱25提供一恆溫恆濕的水蒸汽256與經過第一道加濕處理的標準氣體23混合，成為恆溫恆濕的標準氣體26。流量控制單元27與可編程恆溫恆濕控制箱25相通，用以控制恆溫恆濕的標準氣體26流至一分析儀28，作為校正該分析儀28之用。
本實施例的可編程恆溫恆濕控制箱25，設有一傾斜的隔板251將內部分隔為一上空間252及一下空間253，其特徵在於傾斜的隔板251上設有一循環扇254。下空間253底部裝盛一定液位的蒸餾水255、一加熱器257浸在蒸餾水255裡。加熱器257係受一溫度控制器258控制，對蒸餾水255加熱使產生一水蒸汽256於下空間253。經過第一道加濕處理的標準氣體23經由管路輸入下空間253而與水蒸汽256混合，並經由循環扇254送至上空間252，而於上空間252裡與水蒸汽256充分混合。
本實施例所應用的溫度控制器258可包含一比例-積分-微分控制器259(PID)；此外，在上空間252裡並應設有一溫度計30及一濕度計31，以偵測水蒸汽256及經過第一道加濕處理的標準氣體23混合後的一溫度值及一濕度值，並將此一溫度值及濕度值傳送到比例-積分-微分控制器259，藉以調整加熱器257，使上空間252的恆溫恆濕的標準氣體26達到設定的溫溼度並予以穩定地維持。
為避免上空間252積水影響溫溼度的穩定控制，在傾斜的隔板251的低端可至少設有一開口2511，使過飽和水蒸汽256凝結於上空間
252時，得以從開口2511滴回下空間253，以重新受熱或回補蒸餾水255。
較佳者，在上空間252可設一釋壓裝置2521，當空間壓力超過一定值時自動開啟，以防止可編程恆溫恆濕控制箱25內的壓力過大。此外，在下空間253可設一液位開關2531及一自動加水控制閥2532，以維持蒸餾水255的水位並自動補充蒸餾水255。
綜上所述，本發明之正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，確實已能提供檢測儀器所的恆溫恆濕的標準氣體26，採用上下分離的可編程恆溫恆濕控制箱25，運用比例-積分-微分控制器259使溫溼度的精準而簡易，對熟習檢測作業者而言，具有實用性、新穎性及進步性等專利要件。
2‧‧‧可控制溫濕度的氣體供應裝置
21‧‧‧氣液混合加濕裝置
22‧‧‧高壓標準氣體
23‧‧‧經過第一道加濕處理的標準氣體
24‧‧‧盤管
25‧‧‧可編程恆溫恆濕控制箱
26‧‧‧恆溫恆濕的標準氣體
27‧‧‧流量控制單元
28‧‧‧分析儀
30‧‧‧溫度計
31‧‧‧濕度計
210‧‧‧進氣管
211‧‧‧蒸餾水
212‧‧‧出氣管
251‧‧‧傾斜的隔板
252‧‧‧上空間
253‧‧‧下空間
254‧‧‧循環扇
255‧‧‧蒸餾水
256‧‧‧恆溫恆濕的水蒸汽
257‧‧‧加熱器
258‧‧‧溫度控制器
259‧‧‧比例-積分-微分控制器
271‧‧‧流量調整裝置
272‧‧‧流量計
273‧‧‧方向閥
2511‧‧‧開口
2521‧‧‧釋壓裝置
2531‧‧‧液位開關
2532‧‧‧自動加水控制閥
Claims (10)
- 一種正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，設有：一氣液混合加濕裝置，為一密閉容器，具有一進氣管通入內部裝盛一蒸餾水內，用以引入一高壓標準氣體，使該高壓標準氣體得先進入該蒸餾水內再由一出氣管離開，藉以成為一經過第一道加濕處理的標準氣體；一可編程恆溫恆濕控制箱，與該出氣管相通而引入該經過第一道加濕處理的標準氣體，提供一恆溫恆濕的水蒸汽與該經過第一道加濕處理的標準氣體混合，使成為一恆溫恆濕的標準氣體；及一流量控制單元，與該可編程恆溫恆濕控制箱相通，用以控制該恆溫恆濕的標準氣體流量至一分析儀，作為校正該分析儀之用。
- 如申請專利範圍第1項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該可編程恆溫恆濕控制箱係設有一傾斜的隔板將內部分隔為一上空間及一下空間，其特徵在於該傾斜的隔板設有一循環扇。
- 如申請專利範圍第2項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該下空間裝盛一蒸餾水、一加熱器及一溫度控制器，該加熱器係受該溫度控制器控制而對該蒸餾水加熱以產生一水蒸汽。
- 如申請專利範圍第3項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該水蒸汽及該經過第一道加濕處理的標準氣體係經由該循環扇送至該上空間，而於該上空間使兩者充分混合。
- 如申請專利範圍第4項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該溫度控制器包含一比例-積分-微分控制器(PID)；一溫度計及一濕度計設於該上空間，用以偵測該水蒸汽及該經過第一道加濕處理的標準氣體混合後的一溫度值及一濕度值，並根據該溫度值及濕度值控制該加熱器，以使該上空間的標準氣體達到並維持於一操作者所設定的溫度及濕度。
- 如申請專利範圍第3項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其 中該傾斜的隔板至少設有一開口，使該水蒸汽於該上空間凝結時得以滴回該下空間重新受熱。
- 如申請專利範圍第3項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該上空間係設有一釋壓裝置，當該恆溫恆濕的標準氣體壓力超過一定值時自動開啟，以防止該可編程恆溫恆濕控制箱內的壓力過大。
- 如申請專利範圍第3項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該下空間設有一液位開關及一自動加水控制閥，以維持該蒸餾水的水位並自動補充該蒸餾水。
- 如申請專利範圍第3項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該高壓標準氣體係經由一盤管進入該氣液混合加濕裝置的進氣管。
- 如申請專利範圍第1項所述的正壓之可控制溫濕度的氣體供應裝置，其中該流量控制單元包括一流量調整裝置、一流量計及一方向閥構成一出氣通路。
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