CN213790849U - 用于挥发性有机物检测的除湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及挥发性有机物检测技术领域，提供一种用于挥发性有机物检测的除湿装置，包括：制冷器和除湿结构，制冷器用于提供冷量；除湿结构包括连接于所述制冷器的除湿管，所述除湿管上设有用于向所述除湿管内通入湿气体的进气结构、用于将冷却除湿得到的干气体排出所述除湿管的排气结构和用于将所述湿气体中分离出的凝结水排出的排水结构；湿气体适于利用所述冷量除湿。本实用新型提出的用于挥发性有机物检测的除湿装置，解决VOCs采样、检测时水蒸气干扰的问题，提升VOCs检测准确性。

Description

用于挥发性有机物检测的除湿装置

技术领域

本实用新型涉及挥发性有机物检测技术领域，尤其涉及用于挥发性有机物检测的除湿装置。

背景技术

挥发性有机物(volatile organic compounds)，下文简称VOCs，是主要空气污染物之一，空气中VOCs检测是评价空气质量、空气污染治理的关键环节。按现有标准方法，空气中VOCs检测主要有两种方法，一种是利用吸附管富集采样，然后通过气相色谱等仪器进行定性、定量分析；另一种是使用便携式检测仪在现场直接检测污染物的种类和浓度。然而在夏天或高湿环境下，由于空气中大量水蒸气的存在严重降低吸附管的容量，降低VOCs富集效率，干扰检测仪器，导致检测出现失败。而传统的干燥剂除湿、化学除湿等方法会导致VOCs的损失，影响检测准确性。因此，VOCs采样、检测时水蒸气干扰的难题，长期困扰着技术人员。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于挥发性有机物检测的除湿装置，解决VOCs采样、检测时水蒸气干扰的问题，提升VOCs检测准确性。

根据本实用新型实施例的用于挥发性有机物检测的除湿装置，包括：

制冷器，用于提供冷量；

除湿结构，包括连接于所述制冷器的除湿管，所述除湿管上设有用于向所述除湿管内通入湿气体的进气结构、用于将冷却除湿得到的干气体排出所述除湿管的排气结构和用于将所述湿气体中分离出的凝结水排出的排水结构；湿气体适于利用所述冷量除湿。

根据本实用新型的一个实施例，还包括导热体，所述导热体包围所述除湿管，所述导热体贴合于所述制冷器。

根据本实用新型的一个实施例，所述除湿管内设有分隔部，所述分隔部朝向所述排气结构的一端封闭，所述分隔部背向所述排气结构的一端开口，所述进气结构与所述分隔部的内部空间连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述进气结构为进气管，所述进气管伸入所述分隔部内。

根据本实用新型的一个实施例，所述分隔部为一端开口的管结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述除湿管内设有多个隔板，所述隔板与所述除湿管的内壁之间限制出流动通道，相邻所述隔板交错设置。

根据本实用新型的一个实施例，当所述除湿管内设有分隔部，两个相邻所述隔板中一个连接于所述除湿管的内壁并与所述分隔部的外壁设有间隙，另一个连接于所述分隔部的外壁并与所述除湿管的内壁设有间隙。

根据本实用新型的一个实施例，所述进气结构靠近所述除湿管的底部设置，所述排气结构靠近所述除湿管的顶部设置，所述排水结构设于所述除湿管的底部。

根据本实用新型的一个实施例，所述排水结构连接集液容器。

根据本实用新型的一个实施例，所述集液容器内设有液位传感器，所述集液容器上设有排液管，所述排液管上连接有控制阀，所述控制阀和所述液位传感器均连接于控制器。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本实用新型实施例的用于挥发性有机物检测的除湿装置，包括制冷器和除湿结构，除湿结构包括除湿管，制冷器向除湿管供给冷量，以使除湿管内的气体中水蒸气凝结，起到除湿的作用，除湿后的气体通过排气结构排出，分离出的水通过排水结构排出，解决了VOCs采样、检测时水蒸气干扰的问题，除湿效率高，有助于提升VOCs检测准确性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的用于挥发性有机物检测的除湿装置的结构示意图。

附图标记：

1：制冷器；2：导热体；3：除湿管；31：隔板；32：分隔部；33：进气管；34：排气管；4：集液容器；41：液位传感器；42：控制阀；5：控制器；51：第一控制线；52：第二控制线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型的一个实施例，参考图1所示，提供一种用于挥发性有机物检测的除湿装置，包括：制冷器1和除湿结构。制冷器1用于提供冷量；除湿结构包括连接于制冷器1的除湿管3，除湿管3上设有用于向除湿管3内通入湿气体的进气结构、用于将冷却除湿得到的干气体排出除湿管3的排气结构和用于将湿气体中分离出的凝结水排出的排水结构；湿气体适于利用冷量除湿。

当除湿管3内通入湿气体，制冷器1向除湿管3供给冷量，冷量传导到湿气体，以使湿气体中的水蒸气冷凝析出，以降低湿气体的湿度，当湿气体经过除湿管3处理，通过排气结构排出除湿管3的气体为干气体，使得待测气体除湿；其中，冷凝析出的液态水通过排水结构排出。

其中，除湿管3为热的良导体，以为除湿管3内的气体提供冷量。进气结构可以为开设在除湿管3上的进气口或连接于除湿管3上的进气管33；排气结构可以为开设在除湿管3上的排气口或连接于除湿管3上的排气管34；排水结构可以为开设在除湿管3上的排水口或连接于除湿管3上的排水管。其中，进气管33、排气管34或排水管上可连接有阀门，以方便调节各个管路的通断。

本实用新型的实施例，利用冷却除湿原理，精确控制采样气体冷却温度，使水蒸气冷凝，而VOCs气体几乎不受影响，克服了传统干燥剂除湿，导致VOCs气体损失量大的难题；并且除湿效率高，VOCs损失少，可以实现高湿条件下，纳克级(ppb级，10^-9)浓度水平的VOCs采样和检测，解决了长期困扰VOCs检测行业的重大难题。

其中，制冷器1可采用半导体制冷片，制冷温度可在-30℃～室温之间调节，制冷能力强且适用范围广。但制冷器不限于为半导体制冷片，还可以为压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置组成的制冷系统。

在一个实施例中，用于挥发性有机物检测的除湿装置还包括导热体2，导热体2包围除湿管3，导热体2贴合于制冷器1。导热体2将制冷器1产生的冷量传导到除湿管3，导热体2包围除湿管3，以保证除湿管3各个位置受热均匀，进而使除湿管3内的气体均匀冷却。

导热体2采用热的良导体材料制作，如铜、铝等。导热体2的至少一个侧面与制冷器1紧贴，使导热体2温度快速降低。其中，制冷器1也可以包围导热体2，保证导热体2均匀受热。导热体2内加工出一个空穴，用于嵌入除湿管3。除湿管3与导热体2之间有良好接触，使除湿管3温度能快速降低。

在一个实施例中，除湿管3内设有分隔部32，分隔部32朝向排气结构的一端封闭，分隔部32背向排气结构的一端开口，进气结构与分隔部32的内部空间连通。通过进气结构进入到除湿管3内的气体先进入到分隔部32内，气体从分隔部32的开口流出再向排气结构流动，以增加气体在除湿管3内的流动行程，提高除湿效率。

参考图1所示，分隔部32封闭的位置朝上，以阻止气体直接从上方的排气结构排出；分隔部32开口的位置朝下，增加气体的流动行程。

在一个实施例中，进气结构为进气管33，进气管33伸入分隔部32内，进气管33的气体出口靠近分隔部32封闭的一端，以增加气体在分隔部32内的行程，有助于提高除湿效率。

在一个实施例中，分隔部32为一端开口的管结构，管结构方便加工，且成本低。分隔部32可以与除湿管3一体成型或通过可拆卸连接的方式设置于除湿管3内。

在一个实施例中，除湿管内设有多个隔板，隔板与除湿管的内壁之间限制出流动通道，相邻隔板交错设置。隔板将除湿管内的空间限制出弯曲的流动通道，以增加气体在除湿管内的流动行程。

本实施例中，除湿管内不设置分隔部，仅通过隔板增加气体在除湿管内的行程，也能提升除湿效率。其中，隔板的形状可参考图1中所示的隔板形状。

在一个实施例中，除湿管3内可以同时设有分隔部32和隔板31，上下分布的两个相邻隔板31中一个连接于除湿管3的内壁并与分隔部32的外壁设有间隙，另一个连接于分隔部32的外壁并与除湿管3的内壁设有间隙，以限制出弯曲的流动通道，充分利用除湿管3与分隔部32的表面，有助于提升除湿效果。

在分隔部32的外侧可对称分布两列隔板31，为气体提供足够的流动空间。但分隔部32的外侧不限于分布两列隔板31，还可以为三个或更多。当然，分隔部32也可以一侧贴合除湿管3的内壁，分隔部32的外侧设置一列隔板31。上述隔板31的分布方式可根据需要选择，隔板31亦可按照其他方式排布。

其中，除湿管3的内壁经过钝化处理，减低对VOCs的吸附。

除湿管3采用热的良导体制作，如铜、铝等。隔板和分隔部均采用热的良导体，如铜、铝等。

在一个实施例中，进气结构靠近除湿管3的底部设置，排气结构靠近除湿管3的顶部设置，排水结构设于除湿管3的底部。根据气体向上流动的特性，气体从除湿管3的底部或靠近除湿管3底部的位置进入除湿管3内，气体自动向上流动，经过冷却除湿后从排气结构排出，凝结出的凝结水受重力作用自动向下方的排水结构流动，以方便排出。

在一个实施例中，排水结构连接集液容器4，通过排水结构排出的凝结水可收集在集液容器4内，以避免除湿管3滴水。其中，集液容器4可以为水箱。

在一个实施例中，集液容器4内设有液位传感器41，集液容器4上设有排液管，排液管上连接有控制阀42，控制阀42和液位传感器41均连接于控制器5。当集液容器4的液面达到相应的位置时，控制器5接收到液位传感器41的信号，且控制器5向控制阀42发送启动信号，控制阀42自动开启，排出集液容器4中的水。

其中，控制器5还连接制冷器1，制冷器1与控制器5之间通过第一控制线51连接，用于调控制冷器1的工作温度；控制器5通过第二控制线52连接液位传感器41和控制阀42连接，用于调控集液容器4排水。

在一个具体实施例中，参考图1所示，除湿管3内设有交错的隔板31，增加气体行程，提高除湿效率；除湿管3内设有分隔部32，分隔部32下端开口，顶端封闭，进气管33将湿气体通入分隔部32的顶端，湿空气在分隔部32中向底部的开口的一端流动，经过初步冷凝除水，液体水流入集液容器4中，气体进入除湿管3的内壁与分隔部32的外壁之间，在隔板31间向顶端的排气管34流动，水蒸气被进一步冷凝去除，冷凝水向下流入集液容器4，干燥的气体从顶部排气管34流出，供采样管吸附或仪器检测。

本实用新型的上述实施例，针对在富集或检测高湿空气中VOCs时，水蒸气干扰的难题，提供一种高效的除湿装置，同时降低VOCs的损失，以解决高湿条件下，VOCs采样和检测的准确性。但上述实施例的除湿装置，不限于对高湿空气进行检测，其他状态的气体也可以检测，适用范围广。

在一种实施例中：利用图1所示的除湿装置，通过进气结构向除湿管内通入温度为35℃、进气湿度为RH1的空气，检测排气结构的排气温度为35℃，排气湿度为RH2，计算除湿效率r。其中，除湿效率r根据如下公式，计算得出：

不同的进气湿度对应的除湿效率参考表1所示：

表1不同进气湿度对应的排气湿度和除湿效率

上述结果表明在进气温度为35℃，不同湿度的空气经过本实用新型实施例的装置除湿后，排气湿度降低到20％以下，对VOCs采样和检测的影响极大降低。

在另一个实施例中，利用图1所示的除湿装置，对进气温度为35℃的气体、参照TO-17标准进行采样检测。方法一，在进气湿度为90％的条件下，不使用上述的除湿装置进行富集采样检测，检测浓度为C1；方法二，在进气湿度为90％的条件下，使用图1所示的除湿装置除湿后再富集采样检测，检测浓度为C2；方法三，标准气体直接稀释后富集采样检测，检测浓度为C3。采用回收率R评价三种方法甲苯的损失，回收率R按照如下公式计算：

不同的处理方法对应的回收率参考表2所示：

表2不同处理方法对应的回收率

上述结果表明：方法二和方法三的甲苯回收率R均接近100％，表明利用上述实施例中的除湿装置进行检测的检测结果准确；而方法一没有进行除湿，回收率仅78％，检测结果误差大。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，包括：

制冷器，用于提供冷量；

除湿结构，包括连接于所述制冷器的除湿管，所述除湿管上设有用于向所述除湿管内通入湿气体的进气结构、用于将冷却除湿得到的干气体排出所述除湿管的排气结构和用于将所述湿气体中分离出的凝结水排出的排水结构；湿气体适于利用所述冷量除湿。

2.根据权利要求1所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，还包括导热体，所述导热体包围所述除湿管，所述导热体贴合于所述制冷器。

3.根据权利要求1所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述除湿管内设有分隔部，所述分隔部朝向所述排气结构的一端封闭，所述分隔部背向所述排气结构的一端开口，所述进气结构与所述分隔部的内部空间连通。

4.根据权利要求3所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述进气结构为进气管，所述进气管伸入所述分隔部内。

5.根据权利要求3所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述分隔部为一端开口的管结构。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述除湿管内设有多个隔板，所述隔板与所述除湿管的内壁之间限制出流动通道，相邻所述隔板交错设置。

7.根据权利要求6所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，当所述除湿管内设有分隔部，两个相邻所述隔板中一个连接于所述除湿管的内壁，另一个连接于所述分隔部的外壁。

8.根据权利要求1所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述进气结构靠近所述除湿管的底部设置，所述排气结构靠近所述除湿管的顶部设置，所述排水结构设于所述除湿管的底部。

9.根据权利要求1所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述排水结构连接集液容器。

10.根据权利要求9所述的用于挥发性有机物检测的除湿装置，其特征在于，所述集液容器内设有液位传感器，所述集液容器上设有排液管，所述排液管上连接有控制阀，所述控制阀和所述液位传感器均连接于控制器。

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