CN215066475U - 用于检测气体中水分含量的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于检测气体中水分含量的设备，包括：基座；设于基座上的第一管路，第一管路用于形成供待测气体流通的第一通道，第一通道包括第一区域；第一管路上设有置有水分检测装置，水分检测装置能够检测位于第一区域内的待测气体的水分含量；设于基座上的第二管路，第二管路用于形成供干燥气体流通的第二通道，第二通道与第一通道的第一区域流体连通；以及，设于第一管路和/或第二管路上的一个或多个开关元件，开关元件被设置为使第一通道和第二通道交替地导通或关闭；其中，当第一通道被开关元件关闭时，在第二通道中流通的干燥气体可干燥第一区域内的水分。本实用新型可以提高待测气体中水分含量的检测精度。

Description

用于检测气体中水分含量的设备

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种用于测定气体中水分含量的设备。

背景技术

气体中水分含量的测试方法包括离线测试方法和在线测试方法(又称“原位检测方法”)。对于离线测试方法，样本的收集过程和水分含量的测试过程是分步进行的。以烟支被抽吸时产生的气溶胶为例，首先采用滤片对气溶胶中的水分进行捕集，然后测试滤片捕集到的水分含量(例如，萃取、过滤等步骤测试滤片捕集到的水分含量)，以最终得到气溶胶中的水分含量。离线测试方法中，样本的收集和水分含量的测试异步进行，检测时间较长，检测结果受人为因素影响较大，且无法检测气体中水分含量的动态变化。

在线检测方式可以改善这一情况。对于在线检测方法，在待测气体的流动过程中，通过检测设备(例如，光学检测设备)对待测气体中的水分含量进行实时检测，因而不仅检测效率高，还可以检测气体中水分含量的动态变化。

但是，待测气体的流通管道中会有上次检测过程中的水分残留，这会影响气体中水分含量的检测精度。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供了一种用于检测气体中水分含量的设备，用于解决现有技术中的上述问题。

本申请实施方式提供了一种用于检测气体中水分含量的设备，包括：基座；设于基座上的第一管路，第一管路用于形成供待测气体流通的第一通道，第一通道包括第一区域；第一管路上设有置有水分检测装置，当待测气体流经第一区域时，检测水分检测装置能够检测位于第一区域内的待测气体的水分含量；设于基座上的第二管路，第二管路用于形成供干燥气体流通的第二通道，第二通道与第一通道的第一区域流体连通；以及，设于第一管路和/或第二管路上的开关元件，开关元件被设置为使第一通道和第二通道交替地导通或关闭；其中，当第一通道被开关元件关闭时，在第二通道中流通的干燥气体可干燥第一区域内的水分。

在一些实施方式中，开关元件包括与第一管路和第二管路相连的第一开关元件；通过控制第一开关元件的阀芯的位置，可使得第一开关元件交替地处于第一状态和第二状态；其中，当第一开关元件位于第一状态时，第一通道导通，第二通道关闭；当第一开关元件位于第二状态时，第一通道关闭，第二通道导通。

在一些实施方式中，第一开关元件为两位三通阀。

在一些实施方式中，开关元件还包括与第一管路相连的第二开关元件，第二开关元件用于交替地导通和关闭第二通道。

在一些实施方式中，开关元件还被设置为使得待测气体和干燥气体以相反的流动方向流经第一区域。

在一些实施方式中，开关元件还包括设于第一管路上的第一单向阀，以及设于第二管路上的第二单向阀；其中，第一单向阀被设置为使得待测气体在第一区域沿第一方向流动，第二单向阀被设置为使得干燥气体在第一区域中沿与第一方向相反的第二方向流动。

在一些实施方式中，待测气体为气溶胶形成物品被抽吸时产生的气溶胶。

在一些实施方式中，在待测气体的流通方向上，第一通道的上游端与气溶胶形成物品连通，第一通道的下游端与吸烟机连通。

在一些实施方式中，第一通道的上游端设有滤片，滤片用于过滤待测气体中的固态颗粒。

在一些实施方式中，干燥气体为氮气、氩气、氦气、氢气中的一种或多种的组合。

本申请实施方式提供的检测设备，可以实现第一通道和第二通道交替导通和关闭。这样，第二通道中流动的干燥气体对第一区域的水分进行干燥，以使得水分检测装置检测到的待测气体中的水分含量为的待测气体中真实的水分含量，而不会受残留水分的影响，因而可具有较高的检测精度。

附图说明

图1示出了本申请实施例提供的检测设备的结构示意图一(第一通道导通)；

图2示出了本申请实施例提供的检测设备的结构示意图二(第二通道导通)。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

本实用新型实施方式提供了一种检测设备，用于检测待测气体中的水分含量。下文中，将气溶胶形成物品(例如，普通卷烟，加热不燃烧制品，电子烟等)被抽吸时产生的气溶胶(以下简称“气溶胶”)作为待测气体的示例，但本实用新型不限于此。在其他实施例中，待测气体可以其他需要检测水分含量的气体，例如，燃料气体、六氟化硫气体(通常用作高压断路器中的灭弧介质)等。

参考图1和图2，检测设备1包括基座10，以及安装在基座10上的第一管道20和第二管道30。其中，基座10可以实现为封闭式的壳体结构，开放式的座体结构等，本实施例不作限定，只要能用于支撑第一管道20和第二管道30即可。

第一管道20用于形成供待测气体流通的第一通道20a。图1中，用箭头示出了第一管道20的结构以及气溶胶在第一通道20a中的流动路径。参考图1，当气溶胶在第一通道20a中流动时，会流经第一通道20a中的第一区域M(图1中虚框框出的区域)。第一管道20 上设有水分检测装置40，当气溶胶流经第一区域M时，可通过水分检测装置40实时检测第一区域M中的气溶胶中的水分含量。也就是说，本实施例中，检测设备1通过在线检测方法检测气溶胶中的水分含量，因此，可以实时地检测气溶胶中水分含量的动态变化，且具有较高的检测效率。

水分检测装置40可实现为光学检测装置。当第一区域M中的气溶胶中的水分含量不同时，气溶胶具有不同的光学特性(例如，红外光辐射特性)。因此，通过对气溶胶的光学特性进行检测，可以获得气溶胶中的水分含量。为提高光学检测装置的检测精度，第一区域M的管道壁采用石英管。光学检测装置的其他细节可参考现有技术中的介绍，不作赘述。

第二管道30用于形成供干燥气体流通的第二通道30a。图2中，用箭头示出了第二管道30的结构以及干燥气体在第二通道30a中的流动路径。这里，“干燥气体”为不含水分的气体。本实施例中，干燥气体具体为氮气。由于氮气的化学特定稳定，且易于获取，因此，将氮气作为干燥气体时，不仅可降低成本，还具有足够的安全性。但本实用新型不限于此，在其他实施例中，干燥气体可以为其他气体，例如，氢气，惰性气体(例如，氦气、氩气等)，或者上述多种干燥气体的组合。

参考图2，第二通道30a与第一通道20a的第一区域M(图2中虚框框出的区域)流体连通。也就是说，当干燥气体在第二通道30a中流动时，也会流经第一区域M。当干燥气体流经第一区域M时，可以通过空气流通作用，对第一区域M中的水分进行干燥。这里，第一区域M中的水分包括第一区域M的空气中的水分，以及第一区域M所对应的管道壁上的水分。另外，可以理解，当干燥气体流经第一区域M时，也可以对残留在第一区域M中的固体颗粒进行清理。

另外，检测设备1还包括设置在第一管道20和/或第二管道30上的一个或多个开关元件(开关元件的具体设置方式在下文中介绍)。开关元件被配置为使得第一通道20a和第二通道30a交替地导通和关闭。也就是说，通过开关元件的作用，第一通道20a导通时，第二通道30a可以被关闭；第一通道20a关闭时，第二通道30a可以被导通。

例如，在开关元件的作用下，第一通道20a首先被导通。此时，气溶胶可以在第一通道20a中流通。当气溶胶流经第一区域M时，可通过水分检测装置40检测第一区域M中的气溶胶中的水分含量。由于气溶胶中存在水分，因此，当气溶胶流经第一区域M时，该水分会不可避免的残留在第一区域M中。

在检测完毕后，通过开关元件关闭第一通道20a，并导通第二通道30a。此时，干燥气体可以在第二通道30a中流通。由于第二通道30a与第一通道20a的第一区域M流体连通，因此，干燥气体在第二通道30a中流通时，可流经第一区域M，从而可以对残留在第一区域M中的水分进行干燥。

这样，当第一通道20a再次被导通时，第一区域M已进行过干燥处理(不存在上次气溶胶残留的水分)。此时，水分检测装置40检测到的气溶胶中的水分含量为的气溶胶中真实的水分含量，而不会受上次残留水分的影响，因而可具有较高的检测精度。

以下结合图1和图2具体介绍本实施例中开关元件的设置方式。参考图1和图2，检测设备1包括与第一管道20和第二管道30连接的第一开关元件51。本实施例中，第一开关元件51具体为两位三通阀，其中，两位三通阀的“三通”表示该阀具有三个管路接口，具体为A口、B口和P口；两位三通阀的“两位”表示该阀有两个工作状态，分别为第一状态和第二状态。具体地，通过调整两位三通阀的阀芯的位置，可使得两位三通阀位于第一状态或第二状态。当两位三通阀位于第一状态S1时(图1所示状态)，A口和B口导通， A口和P口断开；当两位三通阀位于第二状态S2的时(图2所示状态)，A口和P口导通， A口和B口断开。

参考图1和图2，第一管道20与两位三通阀51的A口和B口连通，第二管道30与两位三通阀51的A口和P口连通(即第一管道20和第二管道30的共用段与A口连通)。从而，当两位三通阀51位于第一状态S1时，第一通道20a导通，第二通道30a关闭；当两位三通阀51位于第二状态S2时，第一通道20a关闭，第二通道30a导通。也就是说，通过设置两位三通阀，可以以简单的结构形式实现第一通道20a和第二通道30a的交替导通和关闭。需要说明的是，本实施例中将两位三通阀作为第一开关元件51的示例，但本实用新型不限于此。在其他实施例中，第一开关元件51可以实现为其他开关元件，例如，两位四通阀，只要能交替地提供第一状态S1和第二状态S2即可。

为提高气路的稳定性，检测设备1还包括与第一管道20相连的第二开关元件52。第二开关元件52用于交替地导通或关闭第一通道20a。参考图1，本实施例中，第二开关元件52实现为两位两通阀，其包括两个管路接口(A口和B口)，通过调整阀芯的位置，可以使A口和B口交替地导通或关闭。

第二开关元件52用于与第一开关元件51进行协同工作。即，当第一开关元件51使得第一通道20a导通时，第二开关元件52将其A口和B口调整为导通状态；当第一开关元件51使得第一通道20a关闭时，第二开关元件52将其A口和B口调整为关闭状态，从而保证第一通道20a处于稳定的关闭状态。

参考图1和图2，检测设备1还包括第一单向阀53和第二单向阀54，通过第一单向阀53和第二单向阀54的作用，可使得待测气体和干燥气体以相反的流动方向流经第一区域M。具体地，第一单向阀53与第一管道20连接，用于使待测气体以从左向右的方向流经第一区域M(参考图1)；第二单向阀54与第二管道30连接，用于使干燥气体以从右向左的方向流经第一区域M(参考图2)。在采用上述设置后，可提高流经第一区域M的干燥气体的对流程度，以提高干燥气体的干燥性能。另外，第一单向阀53也可以限制干燥气体流向待测气体的气源(本实施例为气溶胶形成物品2)。

参考图1，在设置了第一单向阀53之后，可以将第一管道20的一端限定为上游端21，将第一管道20的另一端限定为下游端22。本实施例中，第一管道20的上游端21与待检测的气溶胶形成物品2(例如，普通卷烟，加热不燃烧制品，电子烟等)连通。具体地，检测设备1的基座10上设有用于夹持气溶胶形成物品2的夹持器60，当气溶胶形成物品 2被夹持在夹持器60上之后，可与第一管道20的上游端21连通。进一步地，第一管道 20的上游端21还设有滤片(未示出)，滤片可用于过滤气溶胶形成物品2所产生的气溶胶中的固态颗粒。

第一管道20的下游端22与吸烟机连通。当第一通道20a被导通时，通过吸烟机提供的抽吸作用力，可使得气溶胶形成物品2产生气溶胶在第一通道20a中流通。进一步地，通过控制吸烟机的抽吸力(例如，通过为吸烟机提供不同的功率来控制吸烟机的抽吸力)，可控制在第一通道20a中流通的气溶胶的流量。

参考图2，在设置了第二单向阀54之后，可以将第二管道30的一端限定为上游端31，将第二管道30的另一端限定为下游端32。本实施例中，第二管道30的上游端31与干燥气体的气源(具体为氮气源)连通，以使得氮气源可以向第二通道30a中输送氮气；第二管道30的下游端32与大气连通。进一步地，在氮气源的出口处，设有减压阀55。减压阀 55用于控制向第二通道30a中输送的氮气的压力，以保证检测设备1的工作安全性。

以下示例性地叙述本实施例提供的检测设备1的工作过程。

(1)将气溶胶形成物品2(例如，普通卷烟，加热不燃烧制品，电子烟)夹持在夹持器60上，并控制气溶胶形成物品2产生气溶胶(例如，点燃普通卷烟，或者，开启电子烟的加热开关等)；

(2)并控制两位三通阀51的A口和B口导通，两位两通阀51的A口和B口导通。此时，第一通道20a导通，第二通道30a关闭；

(3)启动吸烟机，以使得气溶胶形成物品2产生的气溶胶沿图1所示的箭头方向流动；

(4)开启水分检测装置40，以检测第一区域M中的气溶胶中的水分含量。完成检测后，关闭水分检测装置40；

(5)控制两位三通阀51的A口和B口关闭，两位两通阀51的A口和B口关闭。此时，第二通道30a导通，第一通道20a关闭；

(6)启动氮气源，以向第二通道30a中输送氮气。在各开关元件的作用下，氮气沿图2所示的箭头方向流动。当氮气流经第一区域M时，对第一区域M中的水分进行干燥；

(7)在干燥工作完成后，控制两位三通阀51的A口和B口导通，两位两通阀的A 口和B口导通，以启动下次水分检测过程(例如，上述步骤(2)～(4))。

综上，本实施例提供的检测设备1，通过巧妙地设计各开关元件，可以实现第一通道 20a和第二通道30a交替导通和关闭。这样，第二通道30a中流动的干燥气体对第一区域M的水分进行干燥，以使得水分检测装置40检测到的气溶胶中的水分含量为的气溶胶中真实的水分含量，而不会受残留水分的影响，因而可具有较高的检测精度。

综上所述，本实用新型提供的上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于检测气体中水分含量的设备，其特征在于，包括：

基座；

设于所述基座上的第一管路，所述第一管路用于形成供待测气体流通的第一通道，所述第一通道包括第一区域；所述第一管路上设置有水分检测装置，当所述待测气体流经所述第一区域时，所述水分检测装置能够检测位于所述第一区域内的所述待测气体的水分含量；

设于所述基座上的第二管路，所述第二管路用于形成供干燥气体流通的第二通道，所述第二通道与所述第一通道的第一区域流体连通；以及，

设于所述第一管路和/或所述第二管路上的开关元件，所述开关元件被设置为使所述第一通道和所述第二通道交替地导通或关闭；其中，当所述第一通道被所述开关元件关闭时，在所述第二通道中流通的所述干燥气体可干燥所述第一区域内的水分。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开关元件包括与所述第一管路和所述第二管路相连的第一开关元件；通过控制所述第一开关元件的阀芯的位置，可使得所述第一开关元件交替地处于第一状态和第二状态；

其中，当所述第一开关元件位于所述第一状态时，所述第一通道导通，所述第二通道关闭；当所述第一开关元件位于所述第二状态时，所述第一通道关闭，所述第二通道导通。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一开关元件为两位三通阀。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述开关元件还包括与所述第一管路相连的第二开关元件，所述第二开关元件用于交替地导通和关闭所述第二通道。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开关元件还被设置为使得所述待测气体和所述干燥气体以相反的流动方向流经所述第一区域。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述开关元件还包括设于所述第一管路上的第一单向阀，以及设于所述第二管路上的第二单向阀；其中，

所述第一单向阀被设置为使得所述待测气体在所述第一区域沿第一方向流动，所述第二单向阀被设置为使得所述干燥气体在所述第一区域中沿与第一方向相反的第二方向流动。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述待测气体为气溶胶形成物品被抽吸时产生的气溶胶。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述待测气体的流通方向上，所述第一通道的上游端与所述气溶胶形成物品连通，所述第一通道的下游端与吸烟机连通。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一通道的上游端设有滤片，所述滤片用于过滤所述待测气体中的固态颗粒。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述干燥气体为氮气、氩气、氦气、氢气中的一种或多种的组合。

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