CN209656380U - 一种便携式吸附管制冷采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式吸附管制冷采样装置，包括第一外壳、第二外壳、第一导冷块、第二导冷块、第一半导体制冷片、第一散热片、第一散热风扇、第一保温层、第二保温层以及电源，其中，第一导冷块和第一散热片分别贴靠在第一半导体制冷片的两侧；第一导冷块不与第一半导体制冷片贴靠的一侧上形成有多个半圆形凹槽；第一散热风扇设置在第一散热片不与第一半导体制冷片贴靠的一侧；在第一外壳与第一导冷块和第一半导体制冷片之间设置有第一保温层；在第二导冷块的一侧上形成有与第一导冷块上形成的半圆形凹槽相对应的多个半圆形凹槽，在第一、第二外壳相互闭合时，第一导冷块和第二传热快上形成的多个半圆形凹槽组合成相应的多个圆形凹槽。

Description

一种便携式吸附管制冷采样装置

技术领域

本实用新型涉及环境技术领域，具体涉及一种便携式吸附管制冷采样装置。

背景技术

制冷是使某一空间或某物体达到低于其周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。目前主要的制冷机理有两种：一种是压缩机制冷，液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量后，气化成低温低压的蒸汽，再被压缩机吸入，压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质放热，冷凝为高压液体，经节流阀节流为低温低压的制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环冷却的目的。另一种是通过液氮来等介质来进行制冷，包括喷嘴喷出雾状液氮，将液氮刚好汽化后通过风扇吹这种方法进行制冷。

VOCs(Volatile Organic Compounds)在大气与生物圈相互作用中扮演着重要的角色，并且是大气物理化学的关键因素，其常采用吸附管吸附后解吸的方法进行分析。在采集过程中，为了提高小分子物质的吸附效率，需要对吸附管进行低温冷却。由于采样工作常在野外进行，大体积装置难以携带，缺少交流电源以及难以及时补充液氮等，因此现有技术的两种制冷方法均不适用。另外，考虑到在采样频率较高时，手工换样容易引起误差等，因此目前急需一套针对野外用的便携式制冷采样装置，以消除现有技术中存在的不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是为了克服现有装置体积较大、需要交流电源、需要液氮、对运行环境要求较高、无法自动采样的缺陷，而提供一种新型的装置。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

一种便携式吸附管制冷采样装置，其特征在于，包括第一外壳11、第二外壳21、第一导冷块12、第二导冷块22、第一半导体制冷片13、第一散热片14、第一散热风扇15、第一保温层16、第二保温层26以及为整个装置提供电力的电源31，

其中，第一导冷块12和第一散热片14分别贴靠在第一半导体制冷片13的两侧；第一导冷块12不与第一半导体制冷片13贴靠的一侧上形成有多个半圆形凹槽121；第一散热风扇15设置在第一散热片14不与第一半导体制冷片13贴靠的一侧，为第一散热片14进行散热；第一导冷块12、第一半导体制冷片13和第一散热片14设置在第一外壳11之中，并且在所述第一外壳11与第一导冷块12和第一半导体制冷片13之间设置有所述第一保温层16；

第二导冷块22设置在第二外壳21之中，并且在第二导冷块22的一侧上形成有与所述第一导冷块12上形成的半圆形凹槽相对应的多个半圆形凹槽221，在第一外壳11、第二外壳21相互闭合时，所述第一导冷块12和第二导冷块22上形成的多个半圆形凹槽(121、221)组合成相应的多个圆形凹槽，用于固定吸附管34；所述第二保温层26填充在所述第二导冷块22与第二外壳21之间；

所述第一保温层16、所述第二保温层26、第一外壳11以及第二外壳21中分别形成与所述多个圆形凹槽相对应的通道，由此构成采样通路。

优选地，所述装置还包括第二半导体制冷片23、第二散热片24以及第二散热风扇15，其中第二半导体制冷片23贴靠所述第二导冷块22的另一侧，第二散热片24贴靠在第二半导体制冷片23的与第二导冷块22相对的一侧，第二散热风扇15设置在第二散热片24的与第二半导体制冷片23相对的一侧；第二半导体制冷片23以及第二散热片24设置第二外壳21之中，并且所述第二保温层26还填充在所述第二半导体制冷片23与第二外壳21之间。

优选地，所述装置还包括设置在所述第二导冷块22与第二外壳21之间的支撑件27。

优选地，所述电源31为直流电源。

优选地，所述装置还包括温度控制器32，用于调节第一导冷块12和第二导冷块22的温度，所述温度控制器32包括温度探头和温控器。

优选地，所述第一导冷块12、第二导冷块22、第一散热片14和第二散热片24由铝材料或者铜材料制成。

优选地，所述第一外壳11与第二外壳21在一侧铰链33连接，由此实现可活动地打开和闭合。

优选地，所述装置还包括在铰链连接的相对一侧上，在所述第一外壳11与第二外壳21上形成的锁定结构，由此在所述第一外壳11与第二外壳21闭合时能够锁定。

优选地，所述装置还包括电磁阀35，设置为用于控制所述吸附管34的采样。优选地所述电磁阀35为多个，分别对应于所述多个圆形凹槽。

本实用新型提供的便携式吸附管制冷采样装置包括制冷片，使得整个采样管处于低温状态，采用直流电源供电使得应用场景更为广泛，温度控制器能采用多点温控使得制冷器处于恒定温度状态下，另外其较小的体积、严密的防护使得其在完全能满足野外使用的要求。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本实用新型的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：

图1是根据本实用新型一个实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的截面结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的截面结构示意图；

图3是根据本实用新型又一实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的采样流路示意图。

具体实施方式

为清楚的说明本实用新型中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开的应用或用途。应当理解的是，在全部的附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

图1是根据本实用新型一个实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的截面结构示意图；图2是根据本实用新型另一个实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的截面结构示意图。

参考图1，本实用新型的便携式吸附管制冷采样装置可以包括第一外壳11、第二外壳21、第一导冷块12、第二导冷块22、第一半导体制冷片13、第一散热片14、第一散热风扇15、第一保温层16、第二保温层26以及为整个装置提供电力的电源31，

其中，第一导冷块12和第一散热片14分别贴靠在第一半导体制冷片13的两侧；第一导冷块12不与第一半导体制冷片13贴靠的一侧上形成有多个半圆形凹槽121；第一散热风扇15设置在第一散热片14不与第一半导体制冷片13贴靠的一侧，为第一散热片14进行散热；第一导冷块12、第一半导体制冷片13和第一散热片14设置在第一外壳11之中，并且在所述第一外壳11与第一导冷块12和第一半导体制冷片13之间设置有所述第一保温层16。

其中，第一半导体制冷片13贴靠第一导冷块12的一侧制冷，贴靠第一散热片14的一侧产生热。例如可以通过导热粘合剂例如导热硅脂将第一导冷块12和第一散热片14分别粘贴在第一半导体制冷片13的两侧。电源31与该第一半导体制冷片13电连接，为第一半导体制冷片13提供电源。例如电源可以是直流电源例如锂电池等。第一半导体制冷片13能够冷却采样管所需的较低温度，例如提供能够提供大约0-5℃的制冷温度，由此冷却第一导冷块12，实现大约0-5℃的温度并冷却采样管。采样时，多个采样管34(参见附图3)可以置于多个半圆形凹槽121之中得到冷却并实现在冷却的状态下进行采样。第一导冷块12和第一半导体制冷片13的侧面设置有第一保温层16，也即，第一保温层16设置在第一导冷块12和第一半导体制冷片13与所述第一外壳11之间，提供隔热效果。保温层由保温材料制成，例如可以由聚氨酯泡沫制成。

半圆形凹槽121形成在第一导冷块12的一侧上并且前后贯通第一导冷块12，半圆形凹槽121半径一般与采样管的半径相匹配，其个数可以根据需要来设置，例如虽然图中示出了7个，但是并没有特别的限制。

第一散热片14贴靠在第一半导体制冷片13的与第一导冷块12相对的一侧，例如可以通过导热粘合剂例如导热硅脂将二者粘合在一起。第一散热片14将第一半导体制冷片13产生的热传递出来，并通过第一散热风扇15将热吹散。第一散热片14可以设置在第一外壳11之内并固定在第一外壳11上。第一散热风扇15可以固定在第一外壳11之上，其散热端开放，以便利用空气进行散热。

为了实现良好的热传导效果，所述第一导冷块12和第一散热片14均可以由热导材料例如金属制成，更具体地，例如可以用铝材料或者铜材料制成。第一外壳11也可以由金属例如不锈钢制成，为整套装置提供安全防护，避免使用过程中磕碰对装置造成的影响。

如图1所示，与第一外壳11不同的是，第二外壳21中或上不设置有相应的散热片、半导体制冷片以及散热风扇，而是仅设置第二导冷块22。因此，第二外壳21可以形成为一面开口的半封闭型的壳体，其基本半包围第二导冷块22，并且在所述第二导冷块22与第二外壳21之间填充所述第二保温层26，以提供隔热效果。所述第二保温层26与所示第一保温层16类似，因此并不详述。另外，装置还包括设置在所述第二导冷块22与第二外壳21之间的支撑件27，以便将第二导冷块22更加牢固地支撑固定在第二外壳21上，例如该支撑件27可以由热不良导体材料例如塑料制成，支撑件27两端分别粘结第二导冷块22和第二外壳21。这样的支撑件27可以设置多个，以便实现更好的固定。

在第二导冷块22的一侧上形成有与所述第一导冷块12上形成的半圆形凹槽相对应的多个半圆形凹槽221。第二导冷块22的结构和材质与第一导冷块基本相同，因此并不赘述。

参考图1，所述第一外壳11与第二外壳21在一侧可以进行连接，例如可以通过铰链33连接，由此实现可活动地打开和闭合。优选地，所述装置还包括在铰链连接的相对一侧上，在所述第一外壳11与第二外壳21上形成的锁定结构(未示出)，由此在所述第一外壳11与第二外壳21闭合时能够锁定。这样的锁定结构并没有特别的限制，只要能够实现锁定即可。

在第一外壳11、第二外壳21相互闭合时，所述第一导冷块12和第二导冷块22上形成的多个半圆形凹槽(121、221)组合成相应的多个圆形凹槽，用于采用的吸附管34可以放置在该圆形凹槽。另外，应该理解的是，所述第一保温层16、所述第二保温层26、第一外壳11以及第二外壳21中分别形成与所述多个圆形凹槽相对应的通道，由此构成采样通路。

参考图2，图中示出了根据本实用新型的另一实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的剖面图。与图1不同的是，本实施方案的所述装置还包括第二半导体制冷片23、第二散热片24以及第二散热风扇15，其中第二半导体制冷片23贴靠所述第二导冷块22的另一侧，第二散热片24贴靠在第二半导体制冷片23的与第二导冷块22相对的一侧，第二散热风扇15设置在第二散热片24的与第二半导体制冷片23相对的一侧；第二半导体制冷片23以及第二散热片24设置第二外壳21之中，并且所述第二保温层26还填充在所述第二半导体制冷片23与第二外壳21之间。也即，在该实施方案中，第二外壳21中或上所设置的各个部件与第一外壳11中或上基本一样。这样能够实现更加方便和快捷的制冷以及温度控制。

再次参考图1和2，本实用新型的装置还可以包括温度控制器32，该温度控制器32可以包括温度探头和温控器，其可以与第一导冷块12和第二导冷块22中至少之一连接，并且相应地连接第一半导体制冷片13和第二半导体制冷片23中至少之一，用于控制半导体制冷片(13、23)的制冷、调节第一导冷块12和/或第二导冷块22的温度。温度控制器32也可以由电源31来提供电力。更具体地，例如温度探头与导冷块相连，监测导冷块的温度，温度控制器与制冷片相连。当温度探头发现装置内的温度比设定温度高时，温度控制器就会发出命令让制冷片工作，从而降温到设定温度。温度控制器32的工作原理为本领域技术人员所熟知，在此并不赘述。

图3是根据本实用新型又一实施方案的便携式吸附管制冷采样装置的采样流路示意图。参考图3，采样流路包括多个采样管34、多个电磁阀35、采样泵36以及连接管线。其中，采样管34设置在所述采样装置的上述圆形凹槽中，采样时能够保持冷却状态。为了实现自动采样和流量控制，优选地，在各个流路上设置电磁阀35，用于控制所述吸附管的采样。例如电磁阀可以是微型或者超微型电磁阀。应该理解的是，通过设置电磁阀控制采样例如流量或流速的相关技术为本领域技术人员所熟知。

如图3所示，可以将图中虚线所围的流路部分设置在第一和第二外壳(11、21)之中，而电磁阀以及采样泵设置在第一和第二外壳的外部，这样能够使得装置的主体(第一和第二外壳(11、21)部分)简便轻盈。当然，也可以采用微型或者超微型电磁阀，由此将电磁阀35也集成到在第一和第二外壳之中。

使用时，将吸附管放置在导冷块(12、22)上的半圆形凹槽内，然后将第一和第二外壳合拢并利用锁定结构锁住。在连接好采样的流路之后，接通电源，进行制冷，达到预定温度之后，启动采样泵(可以由电源31供电或自备电源)开始采样，并且可以利用电磁阀控制开关和流量。其中，制冷片将热量传导至导热铝块再由散热风扇吹散，而导冷铝块保持吸附管的低温状态，周围的保温材料使得整个制冷器处于低温状态，减小外界环境对整个装置的影响，采用直流电源对制冷片和温度控制器进行供电，降低了对工作环境的要求，温度控制器能精密地控制使得制冷器处于恒定低温状态下，不锈钢外壳为整套装置提供安全防护，避免使用过程中磕碰对装置造成的影响；通过电磁阀控制自动采样，可以减少人工采样的误差，减少人力投入。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种便携式吸附管制冷采样装置，其特征在于，包括第一外壳(11)、第二外壳(21)、第一导冷块(12)、第二导冷块(22)、第一半导体制冷片(13)、第一散热片(14)、第一散热风扇(15)、第一保温层(16)、第二保温层(26)以及为装置提供电力的电源(31)，

其中，第一导冷块(12)和第一散热片(14)分别贴靠在第一半导体制冷片(13)的两侧；第一导冷块(12)不与第一半导体制冷片(13)贴靠的一侧上形成有多个第一半圆形凹槽(121)；第一散热风扇(15)设置在第一散热片(14)不与第一半导体制冷片(13)贴靠的一侧，为第一散热片(14)进行散热；第一导冷块(12)、第一半导体制冷片(13)和第一散热片(14)设置在第一外壳(11)之中，并且在所述第一外壳(11)与第一导冷块(12)和第一半导体制冷片(13)之间设置有所述第一保温层(16)；

第二导冷块(22)设置在第二外壳(21)之中，并且在第二导冷块(22)的一侧上形成有与所述第一导冷块(12)上形成的半圆形凹槽相对应的多个第二半圆形凹槽(221)，在第一外壳(11)、第二外壳(21)相互闭合时，所述第一导冷块(12)和第二导冷块(22)上形成的所述多个第一半圆形凹槽(121)和多个第二半圆形凹槽(221)组合成相应的多个圆形凹槽，用于固定吸附管(34)；所述第二保温层(26)填充在所述第二导冷块(22)与第二外壳(21)之间；

所述第一保温层(16)、所述第二保温层(26)、第一外壳(11)以及第二外壳(21)中分别形成与所述多个圆形凹槽相对应的通道，由此构成采样通路。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第二半导体制冷片(23)、第二散热片(24)以及第二散热风扇(25)，

其中第二半导体制冷片(23)贴靠所述第二导冷块(22)的另一侧，第二散热片(24)贴靠在第二半导体制冷片(23)的与第二导冷块(22)相对的一侧，第二散热风扇(25)设置在第二散热片(24)的与第二半导体制冷片(23)相对的一侧；第二半导体制冷片(23)以及第二散热片(24)设置第二外壳(21)之中，并且所述第二保温层(26)还填充在所述第二半导体制冷片(23)与第二外壳(21)之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述第二导冷块(22)与第二外壳(21)之间的支撑件(27)。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源(31)为直流电源。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括温度控制器(32)，用于调节第一导冷块(12)和第二导冷块(22)的温度，所述温度控制器(32)包括温度探头和温控器。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一导冷块(12)、第二导冷块(22)、第一散热片(14)和第二散热片(24)由铝材料或者铜材料制成。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一外壳(11)与第二外壳(21)在一侧铰链(33)连接，由此实现可活动地打开和闭合。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括在铰链连接的相对一侧上，在所述第一外壳(11)与第二外壳(21)上形成的锁定结构，由此在所述第一外壳(11)与第二外壳(21)闭合时能够锁定。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括电磁阀(35)，设置为用于控制所述吸附管(34)的采样。

10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括采样泵(36)。