CN106289903A - 样气流路预处理模块及气体分析仪 - Google Patents

Abstract

一种样气流路预处理模块，其特征是它包括：一样气流路模块（1），该样气流路模块（1）的一面加工有供样气流通的流道，另一面安装有检测分析、调节用的仪表；一冷凝恒温过渡模块（33），该冷凝恒温过渡模块（33）用于使流经样气流路模块（1）中的样气实现恒温，以便实现气液分离并使最终流出的供检测的样气满足检测要求；一密封垫（32），该密封垫（32）安装有样气流路模块（1）和冷凝恒温过渡模块（33）之间，用于实现样气流路模块（1）和半信半疑恒温过渡模块（33）的密封连接，并使流经样气流路模块（1）上流道的气体均温。本发明具有体积小，可靠性高的优点。

Description

样气流路预处理模块及气体分析仪

技术领域

本发明涉及一种气体分析技术，尤其是一种工业气体排放达标在线分析技术，具体地说是一种气体分析仪中使用的用于对样气进行预处理的样气流路预处理模块及其设备。

背景技术

随着工业自动化程度的提高和国家对节能环保的日益重视，气体在线监测分析系统作为对工业流程中的气体变化和环保排放的监测，作为最重要的手段和数据采集之一。目前，国内外的气体在线监测系统皆是由采样探头、取样管线、各种预处理器（产品形式）、PLC控制和分析仪表组成，产品具有共性：一、取样预处理器都是由多种单独的过滤部件组成，体积大，性能不一；二、各部件都需要由各种气管来进行连接，接头、气管的老化容易影响系统的正常使用或性能；三、分析系统本身程序控制较固定，PLC作为控制、按钮、固态继电器系统元器件需要大量的人工接线，其器件块也影响其性能；四、作为传统的分析系统，与互联网联系缺乏，其数据多数只能传送到工厂主控中心，没有将分析系统、使用厂家、相关操作员、生产厂家和互联网有机联合互动；五、传统预处理系统无法进行工业化、自动化大批量生产，导致产成本过高。

由于以上种种原因，传统分析系统在气体监控中起着不可替代的作用，但又因为日常生产、设计、制造的局限性和运行维护的复杂性，又制约着在线气体分析系统的发展。因此，分析系统的模块化、工业化、智能化就显得极为关键。

发明内容

本发明的目的是针对现有的工业气体分析仪在气体预处理过程中需采用大量管道连接而存在体积大、接线复杂、难以实现在线分析的问题，设计一种体积小、气体预处理无管道连接的样气流路预处理模块及气体分析仪。

本发明的技术方案之一是：

一种样气流路预处理模块，其特征是它包括：

一样气流路模块1，该样气流路模块1的一面加工有供样气流通的流道，另一面安装有检测分析、调节用的仪表；

一冷凝恒温过渡模块33，该冷凝恒温过渡模块33用于使流经样气流路模块1中的样气实现恒温，以便实现气液分离并使最终流出的供检测的样气满足检测要求；

一密封垫32，该密封垫32安装有样气流路模块1和冷凝恒温过渡模块33之间，用于实现样气流路模块1和冷凝恒温过渡模块33的密封连接，并使流经样气流路模块1上流道的气体均温。

所述的检测分析、调节用的仪表包括分析调节流量计5、旁路调节流量计6、液位报警器7和监视过滤器3。

所述的样气流路模块1的一面上还加工有供校对标气流通的流道，另一面上安装有校对调节流量计4，校对调节流量计4与分析调节流量计5任一时刻只能有一个处于工作状态。

所述的冷凝恒温过渡模块33上设有分析样气出口40、校对标气入口41、排液口42、进样气入口43和旁路样气出口。

所述的冷凝恒温过渡模块33上设有方形冷源交换腔46，冷源交换腔46设有与制冷压缩机管路相连通的冷源入口47和冷源出口48；所述的冷源交换腔46通过相连的并凸起在冷凝恒温过渡模块33上的冷凝恒温交换面34与样气流路模块1上的冷凝恒温流路相接触，以便对流经样气流道的样气进行冷却并在温度传感器及温度加热调节装置的作用下实现恒温。

所述的冷凝恒温交换面凸起在冷凝恒温过渡模块33的高度为2毫米。

所述的样气流路模块1上的供样气流通的流道包括进样流路3.1、旁路分流调节流路3.2、冷凝恒温流路3.3、气水分离流路气路3.4.1、气水分离流路水路3.4.2校对调节流路3.5、过滤流路3.6和分析调节流路3.7；所述的进样流路3.1从冷凝恒温过渡模块33上的进样气入口43开始，分别经第一进样气入口38进入第二进样气入口15再进入样气恒温冷却流路入口19；所述的旁路分流调节流路3.2从旁路样气流量调节入口16进入，从旁路调节流量计样气出口12流出进入旁路调节流量计6的旁路调节流量计入口11进入旁路调节流量计6中，再从旁路调节流量计的出口流入旁路样气流量调节出口17，最后从旁路样气排放出口18流出，所述的旁路样气流量调节入口16连通第二进样气入口15与样气恒温冷却流路入口19之间的流道；所述的冷凝恒温流路3.3从样气恒温冷却流路入口19开始至样气恒温冷却流路出口20结束，连通样气恒温冷却流路入口19和样气恒温冷却流路出口20之间的流道在样气流路模块1上呈连续折返布置；所述的气水分离流路气路3.4.1从样气恒温冷却流路出口20进入气水分离腔21进行气水分离后进入分析调节流量计5的分析样气调节流量计入口25；所述的气水分离流路水路3.4.2从样气恒温冷却流路出口20进入气水分离腔21，分离出的液体进入气水分离腔排液出口21-1，再经第一排液出口37进入第二排液出口42排出；所述的校对调节流路3.5的校对标气从第一校对标气入口41进入第二校对标气入口36进入第三校对标气入口23再进入校对调节流量计入口29并从校对调节流量计标气出口10进入校对调节流量计4中，从校对调节流量计4流出的校对标气进入校对调节流量计标气入口9并从校对调节流量计出口30流出进入分析样气监视过滤器入口27中；所述的过滤流路3.6从分析样气监视过滤器入口27起，由校对调节流量计出口流出的分析样气进入分析样气监视过滤器入口27，再经监视过滤器样气入口8-1进入监视过滤器3，再从监视过滤器3的监视过滤器样气出口8-1流出进入分析样气监视过滤器出口28中；所述的分析调节流路3.7从分析样气调节流量计入口25进入分析流量计样气入口13并进入分析调节流量计5中，分析样气再从分析调节流量计5的分析流量计样气出口14流出经分析样气调节流量计出口26进入分析样气监视过滤器入口27，再从分析样气监视过滤器出口28流出进入第一分析样气出口24中，再经第二分析样气出口35进入第三分析样气出口40关入相应的分析仪器中。

所述的进样流路3.1的流道的深度为6毫米，宽度为5毫米，气水分离腔21的深度为16毫米，宽度为50毫米，高度为30毫米。其深度、宽度和高度可根据样气流速、温度和水分等数据可适度调整。

所述的冷凝恒温过渡模块33中的冷源交换腔46一侧或表面安装有加热器50，当安装在冷源交换腔一侧的温度传感器49检测到温度低于设定值时，控制器启动加热器50使冷源交换腔46周围的温度控制在设定范围（如4摄氏度）内。

本发明的技术方案之二是：

一种气体分析仪，它包括箱体和分析仪表，其特征是所述的箱体中还安装有样气流路预处理模块，样气流路预处理模块的分析样气出口40与对应的分析仪表相连，样气流路预处理模块的冷源入口47和冷源出口48分别与制冷设备的出口和进口端相连通，制冷设备安装在所述的箱体中或箱体一侧。

本发明的有益效果：

本发明大大减小了气体分析仪关键部件的体积，为气体分析仪的小型化和在线分析提供了保障。安装了本发明样气预处理模块的气体分析的体积仅为同类产品的1/10～1/3。

本发明的气体流道全部在模块上加工而成，只有少量的进出接口，其损坏和漏气概率大幅度下降，能从整体上提高设备的可靠性。

本发明的样气由进样流路3.1中的进样气入口43进入，在旁路样气流量调节入口16处形成旁路分流流路，旁路样气通过路径3.2从旁路样气排放出口44流出，旁路流量大小由作为流路控制器的旁路调节流量计6来控制。控制原则是保证分析流量的前提下，多余流量从旁路分流调节流路3.2排出。

本发明的样气由进样流路3.1中的43入口进入到冷凝恒温流路3.3，样气在折线流路中运行，并接触冷源恒温交换面34传来的恒定冷源，通过热交换来进行样气冷却恒温。一般恒温是4℃左右，样气恒温温度通过控制恒定冷源温度方式来控制。

本发明的样气在冷凝恒温流路3.3中冷却，形成的气、水进入气水分离流路3.4中，利用水分子的自重进行气水分离。所恒温的样气由气水分离流路（3.4—气）到分析样气调节流量计入口25下一流路中，所冷凝的流体由气水分离流路（3.4—水）通过蠕动泵或其它方式排出，如遇异常情况导致排水能力不够，冷凝水到一定位置，由液位报警器7报警控制。

本发明的校对流路和分析流路在工作中只允许有一项开启，例：分析调节流量计5开启时，校对调节流量计4关闭，该流量浮子受反向压力和自重影响，起截止阀的作用。同时，校对调节流量计4的阀也处于关闭状态，起着双重防泄漏作用。校对或者分析样气最终通过过滤流路（3.6）从分析样气出口40至相应分析仪表。

本发明的监视过滤器3通过圆形密封垫8-3安装在1-A面，当气通过气水分离腔21流路时，穿过流路模块，到对应的监视过滤器样气入口8-1，经过监视过滤器3，过滤杂质后，经8-2返回到1-B面上的分析样气监视过滤器出口28气路中。

本发明通过压缩机提供持续冷源进口47、出口48，在冷源交换腔46形成持续冷腔，同步温度传感器49测出了冷凝恒温过渡模块33的实际温度，如温度低于设定值，则由数据采集控制器控制加热器50进行PID恒温控制，使温度传感器49的温度值始终保持恒定。由于传导作用，冷凝恒温交换面34接受恒定冷源与样气充分进行冷热交换，对样气恒温并除湿，而其它气路由于密封垫的隔热作用，对样气只是起进一步恒温作用。

本发明的冷源交换腔46采用独创的扁平方形结构，压缩机制冷剂通过入口47，在冷源交换腔46腔体内形成快缩过散而吸热的方式，区别于常规圆形紫铜管缠绕冷却方式。

附图说明

图1是本发明的流路模块的上表面（1-A面）的检测仪表安装位置结构示意图。

图2是本发明的流路模块的上表面（1-A面）的安装检测仪表的进出口位置示意图。

图3是本发明的流路模块的下表面（1-B面）上的流道及接口位置示意图。

图4是本发明的密封垫的结构示意图。

图5是本发明的冷凝恒温过渡模块的上表面（33-B）及下表面（33-A）的结构示意图。

图6是本发明的立体分解结构示意图。

图中：1、流路模块

1-A：流路模块A面 ，1-B：流路模块B面，2、固定安装孔，3、监视过滤器，4、校对调节流量计，5、分析调节流量计，6、旁路调节流量计，7、液位报警器，8、监视过滤器固定底座，8-1：监视过滤器样气入口（1-A面），

8-2：监视过滤器样气出口（1-A面），8-3：监视过滤器密封垫（1-A面），9、校对调节流量计标气入口（1-A面），10、校对调节流量计标气出口（1-A面），11、旁路调节流量计样气入口（1-A面），12、旁路调节流量计样气出口（1-A面），13、分析流量计样气入口（1-A面），14、分析流量计样气出口（1-A面），15、进样气（1-B面）入口，16、旁路样气（1-B面）流量调节入口，17、旁路样气（1-B面）流量调节出口，18、旁路样气（1-B面）排放出口，19、样气恒温冷却流路入口，20、样气恒温冷却流路出口，21、气水分离腔，21-1、气水分离腔排液（1-B面）出口，22、液位报警传感器，23、校对标气（1-B面）面入口，24、分析样气（1-B面）出口，25、分析样气调节流量计（1-B面）入口，26、分析样气调节流量计（1-B面）出口，27、分析样气监视过滤器（1-B面）入口，28、分析样气监视过滤器（1-B面）出口，29、校对调节流量计（1-B面）入口，30、校对调节流量计（1-B面）出口，31、流量计固定安装孔，32、密封垫，33、冷凝恒温过渡模块，33-A、冷凝恒温过渡模块A面，33-B、冷凝恒温过渡模块B面，冷凝恒温交换面，34-1、冷凝恒温密封面，分析样气（33-B面）出口，校对标气（33-B面）入口，排液（33-B面）出口，38、进样气（33-B面）入口，39、旁路样气（33-B面）排放出口，40、分析样气（33-A面）出口，41、校对标气（33-A面）入口，42、排液（33-A面）出口，43、进样气（33-A面）入口，44、旁路样气排放（33-A面）出口，45、测温座体，46、冷源交换腔，47、冷源入口，48、冷源出口，49、温度传感器，50、加热器，51、固定安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

下面以实施例的方式结合附图做详细说明。任何依据本发明构思所做出的仅仅为形式上而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

如图1-6所示。

一种样气流路预处理模块，它包括：

一样气流路模块1，该样气流路模块1的一面加工有供样气流通的流道（如图3），另一面安装有检测分析、调节用的仪表；所述的检测分析、调节用的仪表包括监视过滤器3、校对调节流量计4、分析调节流量计5、旁路调节流量计6、液位报警器7和监视过滤器3，如图1-2所示；所述的样气流路模块1的一面上还加工有供校对标气流通的流道，另一面上安装有校对调节流量计4，校对调节流量计4与分析调节流量计5任一时刻只能有一个处于工作状态。

一冷凝恒温过渡模块33，该冷凝恒温过渡模块33用于使流经样气流路模块1中的样气实现恒温，以便实现气液分离并使最终流出的供检测的样气满足检测要求；所述的冷凝恒温过渡模块33上设有分析样气出口40、校对标气入口41、排液口42、进样气入口43和旁路样气出口（如图5）。所述的冷凝恒温过渡模块33上设有方形冷源交换腔46，冷源交换腔46设有与制冷压缩机管路相连通的冷源入口47和冷源出口48；所述的冷源交换腔46通过相连的并凸起在冷凝恒温过渡模块33上的冷凝恒温交换面34与样气流路模块1上的冷凝恒温流路相接触，以便对流经样气流道的样气进行冷却并在温度传感器及温度加热调节装置的作用下实现恒温。所述的冷凝恒温交换面凸起在冷凝恒温过渡模块33的高度为2毫米。

一密封垫32，如图4所示，该密封垫32安装有样气流路模块1和冷凝恒温过渡模块33之间，用于实现样气流路模块1和冷凝恒温过渡模块33的密封连接，并使流经样气流路模块1上流道的气体均温，密封垫上加工有与冷凝恒温过渡模块33及样气流路模块1上的进出接口相同数量的通孔。

本发明的样气流路模块1上的供样气流通的流道包括进样流路3.1、旁路分流调节流路3.2、冷凝恒温流路3.3、气水分离流路气路3.4.1、气水分离流路水路3.4.2校对调节流路3.5、过滤流路3.6和分析调节流路3.7，如图3；所述的进样流路3.1从冷凝恒温过渡模块33上的进样气入口43开始，分别经第一进样气入口38进入第二进样气入口15再进入样气恒温冷却流路入口19；所述的旁路分流调节流路3.2从旁路样气流量调节入口16进入，从旁路调节流量计样气出口12流出进入旁路调节流量计6的旁路调节流量计入口11进入旁路调节流量计6中，再从旁路调节流量计的出口流入旁路样气流量调节出口17，最后从旁路样气排放出口18流出，所述的旁路样气流量调节入口16连通第二进样气入口15与样气恒温冷却流路入口19之间的流道；所述的冷凝恒温流路3.3从样气恒温冷却流路入口19开始至样气恒温冷却流路出口20结束，连通样气恒温冷却流路入口19和样气恒温冷却流路出口20之间的流道在样气流路模块1上呈连续折返布置；所述的气水分离流路气路3.4.1从样气恒温冷却流路出口20进入气水分离腔21进行气水分离后进入分析调节流量计5的分析样气调节流量计入口25；所述的气水分离流路水路3.4.2从样气恒温冷却流路出口20进入气水分离腔21，分离出的液体进入气水分离腔排液出口21-1，再经第一排液出口37进入第二排液出口42排出；所述的校对调节流路3.5的校对标气从第一校对标气入口41进入第二校对标气入口36进入第三校对标气入口23再进入校对调节流量计入口29并从校对调节流量计标气出口10进入校对调节流量计4中，从校对调节流量计4流出的校对标气进入校对调节流量计标气入口9并从校对调节流量计出口30流出进入分析样气监视过滤器入口27中；所述的过滤流路3.6从分析样气监视过滤器入口27起，由校对调节流量计出口流出的分析样气进入分析样气监视过滤器入口27，再经监视过滤器样气入口8-1进入监视过滤器3，再从监视过滤器3的监视过滤器样气出口8-1流出进入分析样气监视过滤器出口28中；所述的分析调节流路3.7从分析样气调节流量计入口25进入分析流量计样气入口13并进入分析调节流量计5中，分析样气再从分析调节流量计5的分析流量计样气出口14流出经分析样气调节流量计出口26进入分析样气监视过滤器入口27，再从分析样气监视过滤器出口28流出进入第一分析样气出口24中，再经第二分析样气出口35进入第三分析样气出口40关入相应的分析仪器中。所述的进样流路3.1的流道的深度为6毫米，宽度为5毫米，气水分离腔21的深度为16毫米，宽度为50毫米，高度为30毫米。所述的冷凝恒温过渡模块33中的冷源交换腔46一侧或表面安装有加热器50，当安装在冷源交换腔一侧的温度传感器49检测到温度低于设定值时，控制器启动加热器50使冷源交换腔46周围的温度控制在设定范围（如4摄氏度）内。

详述如下：

本发明提供了一种全新概念的预处理集成组件，它由样气流路模块、冷源恒温模块组成，包括如下：样气流路预处理集成模块由冷凝恒温过渡模块、密封垫、流路模块、监视过滤器、流量计、液位报警器等组成，其中，流路模块含有进样流路3.1，旁路分流调节流路3.2，冷凝恒温流路3.3，气水分离流路3.4，校对调节流路3.5，过滤流路3.6，分析调节流路3.7组成，流路模块为耐腐材质，上述气体流路均刻在1-B面，流路模块1-A面，包括校对调节流量计4，分析调节流量计5，旁路调节流量计6、液位报警器7、监视过滤器8，与1-B面对应流路同心轴相连接。冷凝恒温过渡模块材质为不锈钢，34为致冷源过渡面，其与34-1的相对厚度为2mm，冷源过渡面直接与冷凝流路3.3接触组成。

其各流路包括并按图1-6中标识数字形成相应气路定义如下：

3.1 进样流路路径：43—>38—>15—>19（命名：3.1）；

3.2 旁路分流调节流路路径：16—>12—>6—>11—>17—>18—>39—>44（命名：3.2）；

3.3冷凝恒温流路路径：19—>20（命名：3.3）；

3.4气水分离流路路径（命名：3.4）：20—>21—>25（气）（命名：3.4—气）； 20—>21—>（21-1）—>37—>42（水）（命名：3.4—水）；

3.5校对调节流路路径：41—>36—>23—>29—>10—>4—>9—>30—>27（命名：3.5）；

3.6过滤流路路径：27—>（8-1）—>3—>（8-2）—>28（命名3.6）；

3.7分析调节流路路径：25—>13—>5—>14—>26—>27—>28—>24—>35—>40；（命名：3.7）

冷凝恒温过渡模块33，的冷凝恒温过渡模块33-A面，上面有测温座体45，温度传感器49、冷源交换腔46、加热器50、分析样气出口40、校对标气入口41、排液出口42、进样气入口43、旁路排放出口44）等组成。冷凝恒温过渡模块33-B）面由冷凝恒温交换面34）和冷凝恒温密封面34-1）、分析样气出口35）、校对标气入口36）、排液出口37）、进样气38）、旁路样气39）等组成。

冷凝恒温过渡模块33-A）面的孔位与流路模块1）的对应孔位一致，但带螺纹。 材质为不锈钢板，冷凝恒温交换面34）直接与冷凝恒温流路3.3）接触，使样气在冷凝恒温流路中与交换面34）充分接触，对样气冷却并保持恒定温度。冷凝恒温交换面34）、冷凝恒温密封面34-1）均为光滑平面，其中，冷凝恒温交换面34比冷凝恒温密封面34-1高约2mm。4冷凝恒温密封面34-1与密封垫32外形一致。

密封垫32上的孔位与件1、件33对应孔位一致，且同心轴连接。并按图6方式安装，32 厚度为2.5mm左右，比冷凝恒温交换面34高0.5mm左右。

各部件安装方式按图6所示，形成样气流路预处理模块中的气流走向为：

从样气进样流路3.1、旁路分流调节流路3.2、冷凝恒温流路3.3、气水分离流路3.4、液位报警传感器22、分析调节流路3.7、校对调节流路控制3.5过滤流路3.6均刻在1-B面，样气流路深度6mm，路径宽度为5mm，并根据气量大小，深度宽度可适度调整。气体分离流路深度16mm，宽度50mm，高度30mm，也可以根据冷凝液量适度调整。各流路之间无管路、接头连接，均是在1-B板上洗刻而成，并通过件32、件33密封连接形成实际的集成气体流路和腔体。4流路模块为耐腐材质，上述气体流路均刻在1-B面，与密封垫32、冷凝恒温过滤板33-B面密封闭合，形成气体流通通路。 流路模块1-A面，包括：分析调节流量计5、校对调节流量计4、旁路调节流量计6、监视过滤器8、过滤器带密封垫安装，液位报警器7，其流路通过流路通孔与流路模块1-B面对应流路相连接，其孔位均为同心轴连接。液位报警器7，在1-B面为液位传感器22，1-A面为传感器线路并与数据采集控制器连接。

样气流路顺序为：

1.样气由进样流路43入口进入，在件16处形成旁路分流流路，旁路样气通过旁路分流调节流路3.2流出，旁路流量大小由旁路调节流量计6来控制。

2.样气由进样流路43入口进入到冷凝恒温流路3.3，样气在折线流路中运行，并接触冷凝恒温交换面传来的恒定冷源，通过热交换来进行样气冷却恒温。

3.样气在冷却恒温流路3.3中冷却，形成的气、水进入气水分离流路3.4中，利用水分子的自重进行气水分离，冷凝水从21-1排出，样气从的入口25进入下一流路。

4. 校对流路和分析流路在工作中只有一项开启，例：件5开启时，件4关闭，该流量浮子使件4受反向压力和自重影响，起截止阀的作用。同时，件4的阀也处于关闭状态，起着双重防泄漏作用。校对标气或样气最终通过过滤流路（3.6）从出口40至分析仪表。

5.监视过滤器3通过圆形密封垫8-3安装在1-A面，当气通过流路27时，穿过流路模块，到对应的入口8-1，经过过滤器3过滤杂质后，经出口8-2返回到1-B面的气路28中。

冷凝恒温过渡板模块的功能包括：

1.通过压缩机提供持续冷源进口47、出口48，在冷源交换腔46形成持续冷腔，传感器49同步测出了件33的实际温度，如温度低于设定值，则由数据采集控制器控制加热器50进行PID恒温控制，使件49的温度值始终保持恒定。

2. 由于传导作用，件34接受恒定冷源与样气充分进行冷热交换，对样气恒温并除湿，而其它气路由于密封垫32的隔热作用，对样气只是起进一步恒温作用。

3.冷源交换腔46冷腔为独创扁平方形结构，压缩机制冷剂通过入口47，在件46腔体内形成快缩过散而吸热的方式，区别于常规圆形紫铜管缠绕冷却方式。

4.加热器50可以放在图中所示位置，也可放在件46冷腔的外面。

5.加热器功率原则上为压缩机的1.5倍左右。

流路模块1的密封垫32、冷凝恒温过渡模块33可通过安装孔2、51同心轴安装连接。流量计固定安装孔31为调节流量计4、5、6的安装孔，对流量计4、5、6进行在1-A面固定安装。

本发明与现有技术最大的区别为：

创新设计的预处理模块流路集成功能，其中的气体流路采用数控雕刻槽路或开模具成型，例如恒温冷凝流路，槽路路径能设计得很长（路径长度和除湿效果正相关），而且，空间利用率大大提高，致冷效率大幅提高，各流路之间无缝对接，无管路、无接头连接。各流路功能模块可以做得很小，同时带来整机体积也大大减小。

创新设计的预处理模块预处理集成功能，使气体流路和预处理各功能模块有机结合，各预处理功能性模块通过气路的局部区域加以实现，并通过气路的走向方式和气路的宽窄长短大小等外形变化来实现预处理的功能变化。气路曲线长短可以根据预处理功能模块加以调整，使死体积变小，但功能更优化。所有的功能零部件都在这个恒温（4℃）模块中，所以，除湿恒温效果更好，输出的样气直接输给仪表，路径最短，样气更稳定。

创新的全冷态设计思路，样气在模块流路中，通过入口23与件34-1接触部分冷源进行初步冷却，通过件34充分恒温冷却，再通过入口23与件34-1进行恒温冷却保持（4℃左右），使样气处于全流程的冷态恒温。确保提供给分析测试仪器干燥的气体，保证了分析精度，避免传统分析系统仅有致冷除湿器，而由于受样气温度、流速、流量等影响导致致冷除湿器的致冷效果不佳，出现冷凝水或温度变化而带来分析误差出现的可能性。

创新设计的独创加热冷凝恒温设计思路，件46提供持续恒定冷源，但温度的控制是通过件50的PID调节加热方式来达到系统的冷态平衡（精度可以达到±0.3℃），避免了单独控制冷源导致冷凝过度出现排液结冰的可能性。区别于传统的冷却方式，即单纯对冷源的冷量大小进行控制方式。例如，控制制冷压缩机来实现控温，温度波动很大，甚至导致冷凝过度出现排液结冰的可能性。

独创扁平方形结构冷腔46，通过致冷剂在冷腔46内的均匀扩散，而使整个冷面温度均匀，和冷腔的接触面积大，热传导效率高。区别于常规圆形紫铜管缠绕冷却方式，缠绕冷却由于紫铜管长度与致冷剂扩散的多余作用，导致紫铜管的各长度会出现温度差，体积也大等现象。

见图1至图6，给出了样气流路预处理正、反面结构和件1、件32、件33完整示意结构，它由冷凝恒温过渡模块、密封垫、流路模块、过滤器、流量计、冷源交换腔、传感器、加热器等组成。其中，流路模块含有进样流路3.1，旁路分流调节流路3.2，冷凝恒温流路3.3，气水分离流路3.4，液位报警器7，校对调节流路3.5，过滤流路3.6，分析调节流路3.7，流量计4、5、6、监视过滤器3等组成，流路模块为耐腐材质，上述气体流路均刻在1-A面。流路模块刻在1-B面，流量调节计4、5、6，监视过滤器3为膜式过滤器带密封垫安装。其流路通过流路通孔与1-B面对应流路相连接，冷凝恒温过渡模块33材质为不锈钢，件34为致冷源过渡面，冷源过渡面直接与冷凝恒温流路33接触组成。

根据本发明的另一个方面，按图6安装，形成样气流路预处理模块，其中，密封形成的气路为上述各流路之间无管路、接头连接，均是在1-B板上洗刻而成，并通过件32、件33密封连接形成实际的气体流路和腔体，如从样气进样气流路3.1、旁路流路3.2、冷凝恒温流路3.3、气水分离流路3.4、校对调节流路3.5、过滤流路3.6、分析调节流路3.7均刻在1-A面，样气流路深度为6mm，路径宽度为5mm，可根据气量大小，深度宽度可适度调整。气体分离流路深度16mm，宽度50mm，高度30mm，也可以根据冷凝液量适度调整。

实施例二。

一种气体分析仪，它包括箱体和分析仪表，所述的箱体中还安装有实施例一的样气流路预处理模块，样气流路预处理模块的分析样气出口40与对应的分析仪表相连，样气流路预处理模块的冷源入口47和冷源出口48分别与制冷设备的出口和进口端相连通，制冷设备安装在所述的箱体中或箱体一侧。

本发明所述的原理、技术和特征可应用于多种系统，并且没有要求将所有标识的有利特征均结合入组件、系统或部件中，以获得本发明的一些益处。此外，表征示例系统的尺寸旨在表示可用的结构，它们的变化是可行的。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种样气流路预处理模块，其特征是它包括：

一样气流路模块（1），该样气流路模块（1）的一面加工有供样气流通的流道，另一面安装有检测分析、调节用的仪表；

一冷凝恒温过渡模块（33），该冷凝恒温过渡模块（33）用于使流经样气流路模块（1）中的样气实现恒温，以便实现气液分离并使最终流出的供检测的样气满足检测要求；

一密封垫（32），该密封垫（32）安装有样气流路模块（1）和冷凝恒温过渡模块（33）之间，用于实现样气流路模块（1）和冷凝恒温过渡模块（33）的密封连接，并使流经样气流路模块（1）上流道的气体均温。

2.根据权利要求1所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的检测分析、调节用的仪表包括分析调节流量计（5）、旁路调节流量计（6）、液位报警器（7）和监视过滤器（3）。

3.根据权利要求1所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的样气流路模块（1）的一面上还加工有供校对标气流通的流道，另一面上安装有校对调节流量计（4），校对调节流量计（4）与分析调节流量计（5）任一时刻只能有一个处于工作状态。

4.根据权利要求1所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的冷凝恒温过渡模块（33）上设有分析样气出口（40）、校对标气入口（41）、排液口（42）、进样气入口（43）和旁路样气出口（44）。

5.根据权利要求1所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的冷凝恒温过渡模块（33）上设有方形冷源交换腔（46），冷源交换腔（46）设有与制冷压缩机管路相连通的冷源入口（47）和冷源出口（48）；所述的冷源交换腔（46）通过相连的并凸起在冷凝恒温过渡模块（33）上的冷凝恒温交换面（34）与样气流路模块（1）上的冷凝恒温流路相接触，以便对流经样气流道的样气进行冷却并在温度传感器及温度加热调节装置的作用下实现恒温。

6.根据权利要求5所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的冷凝恒温交换面凸起在冷凝恒温过渡模块（33）的相对高度为2毫米，

其相对高度参考密封垫32厚度，应低于密封垫0.5毫米左右。

7.根据权利要求1所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的样气流路模块（1）上的供样气流通的流道包括进样流路（3.1）、旁路分流调节流路（3.2）、冷凝恒温流路（3.3）、气水分离流路气路（3.4.1）、气水分离流路水路（3.4.2）、校对调节流路（3.5）、过滤流路（3.6）和分析调节流路（3.7）；所述的进样流路（3.1）从冷凝恒温过渡模块（33）上的进样气入口（43）开始，分别经第一进样气入口（38）进入第二进样气入口（15）再进入样气恒温冷却流路入口（19）；所述的旁路分流调节流路（3.2）从旁路样气流量调节入口（16）进入，从旁路调节流量计样气出口（12）流出进入旁路调节流量计（6）的旁路调节流量计入口（11）进入旁路调节流量计（6）中，再从旁路调节流量计的出口流入旁路样气流量调节出口（17），最后从旁路样气排放出口（18）流出，所述的旁路样气流量调节入口（16）连通第二进样气入口（15）与样气恒温冷却流路入口（19）之间的流道；所述的冷凝恒温流路（3.3）从样气恒温冷却流路入口（19）开始至样气恒温冷却流路出口（20）结束，连通样气恒温冷却流路入口（19）和样气恒温冷却流路出口（20）之间的流道在样气流路模块（1）上呈连续折返布置；所述的气水分离流路气路（3.4.1）从样气恒温冷却流路出口（20）进入气水分离腔（21）进行气水分离后进入分析调节流量计（5）的分析样气调节流量计入口（25）；所述的气水分离流路水路（3.4.2）从样气恒温冷却流路出口（20）进入气水分离腔（21），分离出的液体进入气水分离腔排液出口（21-1），再经第一排液出口（37）进入第二排液出口（42）排出；所述的校对调节流路（3.5）的校对标气从第一校对标气入口（41）进入第二校对标气入口（36）进入第三校对标气入口（23）再进入校对调节流量计入口（29）并从校对调节流量计标气出口（10）进入校对调节流量计（4）中，从校对调节流量计（4）流出的校对标气进入校对调节流量计标气入口（9）并从校对调节流量计出口（30）流出进入分析样气监视过滤器入口（27）中；所述的过滤流路（3.6）从分析样气监视过滤器入口（27）起，由分析调节流量计出口流出的分析样气进入分析样气监视过滤器入口（27），再经监视过滤器样气入口（8-1）进入监视过滤器（3），再从监视过滤器（3）的监视过滤器样气出口（8-1）流出进入分析样气监视过滤器出口（28）中；所述的分析调节流路（3.7）从分析样气调节流量计入口（25）进入分析流量计样气入口（13）并进入分析调节流量计（5）中，分析样气再从分析调节流量计（5）的分析流量计样气出口（14）流出经分析样气调节流量计出口（26）进入分析样气监视过滤器入口（27），再从分析样气监视过滤器出口（28）流出进入第一分析样气出口（24）中，再经第二分析样气出口（35）进入第三分析样气出口（40）进入相应的分析仪器中。

8.根据权利要求7所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的进样流路（3.1）的流道的深度为6毫米，宽度为5毫米，气水分离腔（21）的深度为16毫米，宽度为50毫米，高度为30毫米，其深度、宽度和高度可根据样气流速、温度和水分等数据可适度调整。

9.根据权利要求1所述的样气流路预处理模块，其特征是所述的冷凝恒温过渡模块（33）中的冷源交换腔（46）一侧或表面安装有加热器（50），当安装在冷源交换腔一侧的温度传感器（49）检测到温度低于设定值时，控制器启动加热器（50）使冷源交换腔（46）周围的温度控制在设定范围内。

10.一种安装有权利要求1所述的样气流路预处理模块的气体分析仪，它包括箱体和分析仪表，其特征是所述的箱体中还安装有样气流路预处理模块，样气流路预处理模块的分析样气出口（40）与对应的分析仪表相连，样气流路预处理模块的冷源入口（47）和冷源出口（48）分别与制冷设备的出口和进口端相连通，制冷设备安装在所述的箱体中或箱体一侧。