CN201156026Y - 一种用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置，包括样品冷却室，样品冷却室为一带有盖板的密闭腔体；盖板内侧设置有两个或两个以上的挡板；当样品冷却室及盖板为垂直放置时，挡板与样品冷却室的底面及左侧壁或右侧壁相贴接，相对应的挡板与样品冷却室的右侧壁或左侧壁间留有水气通道；挡板用于导热并延长样品气在样品冷却室的流动时间，挡板与水平面的具有夹角是用于将脱掉的水顺利流下，并排出样品冷却室；样品冷却室下部设置有进气口和排水口，上部设置出气口；在盖板的外侧设置有半导体制冷系统。本实用新型提供的半导体制冷装置结构简单，脱水效率超过50％，适用性广，可用于各种气体分析仪器中样品的脱水处理。

Description

一种用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置

技术领域

本实用新型涉及离子迁移谱仪的样品前处理技术，属于气体分析仪器中的一种将气体样品脱水的装置，具体地说，是一种用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置。

背景技术

离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry，IMS)技术是国外上世纪70年代出现的一种分离检测技术，80年代将该技术应用于现场分析检测，其基本原理是：在大气或迁移气体中将被测气体样品电离形成离子，然后离子在外加电场中漂移。由于不同样品的迁移率不同，样品中的不同成分在迁移管内分开，一般情况下重的分子比轻的分子走得慢。这样，根据测量得到的迁移时间就可以辨别样品的成分。

通常，直接抽取气体进样过程中，会因空气中大量的水汽而影响到仪器的灵敏度和分辨率，尤其会使分辨率大大降低，进而会降低检测准确率。而传统的脱水方法(如硅胶、活性碳、分子筛脱水)脱水的同时也会吸附掉样品，进而会大大降低仪器的灵敏度。

半导体制冷，是利用半导体材料的帕尔帖效应制成的制冷器件。所谓帕尔帖效应是当有电流通过两种不同材料组成的回路时，则在两种材料的接触处会产生吸热和放热的现象。所用半导体制冷片具有温差大、转换效率高、结构紧凑、使用方便、无公害等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可有效除去气体样品中水汽、而又不影响样品成分的用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置，包括用于缓冲气体、保障样品气充分脱水的样品冷却室，样品冷却室为一带有盖板的密闭腔体；

用于导热并密封样品冷却室的盖板内侧设置有两个或两个以上的挡板；当样品冷却室及盖板为垂直放置时，挡板与样品冷却室的底面及左侧壁或右侧壁相贴接，相对应的挡板与样品冷却室的右侧壁或左侧壁间留有水气通道，每个挡板与水平面的夹角为5-45°，且相邻二个挡板与样品冷却室的左右侧壁间的水气通道交错设置；

挡板用于导热并延长样品气在样品冷却室的流动时间，挡板与水平面具有夹角，是用于将脱掉的水顺利流下，并排出样品冷却室；

样品冷却室下部设置有样品气的进气口和周期性开启的排水口(用于排出从样品气中脱掉的水)，上部设置出气口；

在盖板的外侧设置有半导体制冷系统。

所述半导体制冷系统包括半导体制冷片、散热片、风扇及电源控制器；用于向样品冷却室提供冷源，经盖板传导到样品冷却室内部；半导体制冷片的冷端面贴靠于盖板的外侧壁上；散热片贴靠于半导体制冷片的热端面，散热片外设置有风扇；半导体制冷片及风扇与电源控制器电连接。

出气口与离子迁移谱仪的进样口相连；于样品冷却室内脱掉大部分水汽的样品气由出气口流出，并接入分析仪器进行连续分析。

所述挡板的横截面形状为梯形，梯形长边贴紧盖板。

其样品冷却室可由非金属材料(比如但不限于：陶瓷、聚四氟乙烯、聚醚醚酮等)制成；盖板及挡板，其可由金属板材(比如但不限于：表面镀金的钢板、铜板、铝板等)制成；

半导体制冷装置通过电源控制器可以将样品冷却室温度控制在0-10℃。

本实用新型的优点是：

1.挡板的设计及使用，使样品冷却室内温度变得均匀，并延长了样品气在样品冷却室的流动时间。

2.挡板与水平面具有夹角，使得脱掉的水顺利流下，并排出样品冷却室。

3.脱水效率高，超过50％，且不影响样品特性。

4.满足离子迁移谱仪进行快速、现场在线连续监测的需求。

5.结构简单，适用性广，可用于各种气体分析仪器气体样品前处理。

附图说明

图1为本实用新型样品冷却室的内部结构示意图；

图2为半导体制冷片、盖板及挡板的侧面剖视图；

图1、2中，1、出气口，2、样品冷却室，3、挡板，4、半导体制冷片，5、排水口，6、进气口，7、盖板，8、气体流动方向。

具体实施方式

实施例

参阅图1、2所示，本实用新型所述的半导体制冷装置，由用于缓冲气体、保障样品气充分脱水的样品冷却室2、半导体制冷系统、盖板7、挡板3、进气口6、出气口1、排水口5构成。其中：

样品冷却室2为一带有盖板7的密闭腔体，可由非金属材料(比如但不限于：陶瓷、聚四氟乙烯、聚醚醚酮等)制成；

当样品冷却室2垂直放置时，该样品冷却室2的前侧为垂直设置有盖板7，用于导热并密封样品冷却室2的盖板7内侧设置有两个或两个以上的挡板3，挡板3的横截面形状为梯形，梯形长边贴紧盖板7；盖板7及挡板3可由金属板材(比如但不限于：表面镀金的钢板、铜板、铝板等)制成；

挡板3与样品冷却室2的底面及左侧壁或右侧壁相贴接，相对应的挡板3与样品冷却室2的右侧壁或左侧壁间留有水气通道，每个挡板3与水平面的夹角为10°，且相邻二个挡板3与样品冷却室2的左右侧壁间的水气通道交错设置，即一个挡板的水气通道设在冷却室的左侧，那么与其相邻挡板的水气通道设在冷却室的右侧；

样品冷却室2左下侧设置有样品气的进气口6、右下侧设置有周期性开启的排水口5，右上侧设置出气口1；

在盖板7的外侧设置有半导体制冷系统，由半导体制冷片4、散热片、风扇及电源控制器构成；半导体制冷片4的冷端面贴靠于盖板7的外侧壁上；散热片贴靠于半导体制冷片4的热端面，散热片外设置有风扇；半导体制冷片4及风扇与电源控制器电连接。

出气口1与离子迁移谱仪的进样口相连；于样品冷却室2内脱掉大部分水汽的样品气由出气口1流出，并接入离子迁移谱仪进行连续分析。

当半导体制冷系统上电后即可向样品冷却室2提供冷源，样品气体流速为1L/min时，样品冷却室的温度能降到0-10℃，气体样品由进气口6进入，绕着挡板3流动，后经过出气口1流出，并接入气体分析仪器(如离子迁移谱仪、气体分析仪等)，通过仪器进行连续分析。样品中脱掉的水由周期性开启的排水口5排出。

应用例

采用上述装置用于离子迁移谱仪在线连续监测空气中CCl4挥发出的气体，让抽取的样品气体通过半导体制冷装置脱水，经过测量，当脱水时，半导体制冷装置进气口6中的样品气相对湿度为61％，经过装置后，出气口1中的相对湿度降为30％，脱掉了样品气中50％的水汽，进而间接地大大提高了离子迁移谱仪的灵敏度及分辨率。根据被测气体样品，一般冷却温度控制在0-10℃之间。

Claims (4)

1、一种用于离子迁移谱仪气体样品脱水的半导体制冷装置，其特征在于：包括用于缓冲气体、保障样品气充分脱水的样品冷却室(2)，样品冷却室(2)为一带有盖板(7)的密闭腔体；

用于导热并密封样品冷却室(2)的盖板(7)内侧设置有两个或两个以上的挡板(3)；当样品冷却室(2)及盖板(7)为垂直放置时，挡板(3)与样品冷却室(2)的底面及左侧壁或右侧壁相贴接，相对应的挡板(3)与样品冷却室(2)的右侧壁或左侧壁间留有水气通道，每个挡板(3)与水平面的夹角为5-45°，且相邻二个挡板(3)与样品冷却室(2)的左右侧壁间的水气通道交错设置；

样品冷却室(2)下部设置有样品气的进气口(6)和周期性开启的排水口(5)，上部设置出气口(1)；

在盖板(7)的外侧设置有半导体制冷系统。

2、按照权利要求1所述的半导体制冷装置，其特征在于：所述半导体制冷系统包括半导体制冷片(4)、散热片、风扇及电源控制器；

半导体制冷片(4)的冷端面贴靠于盖板(7)的外侧壁上；散热片贴靠于半导体制冷片(4)的热端面，散热片外设置有风扇；半导体制冷片(4)及风扇与电源控制器电连接。

3、按照权利要求1所述的半导体制冷装置，其特征在于：出气口(1)与离子迁移谱仪的进样口相连；于样品冷却室(2)内脱掉大部分水汽的样品气由出气口(1)流出，并接入分析仪器进行连续分析。

4、按照权利要求1所述的半导体制冷装置，其特征在于：所述挡板(3)的横截面形状为梯形，梯形长边贴紧盖板(7)。

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