DE212017000333U1 - Optical analyzer with dehumidifier - Google Patents
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Abstract
Optischer Analysator (2), umfassend ein Gehäuse (4), das mit einer peripheren Wand (4a, b, c, d) ausgebildet ist, die so ausgelegt ist, dass sie einen Innenraum (6) begrenzt; ein Spektrometer (8), das in dem Innenraum (6) angeordnet ist; und einen Entfeuchter (30); wobei der Entfeuchter (30) ein Peltier-Effekt-Gerät (32, 38) mit einer kühlenden Oberfläche (44) und einer wärmenden Oberfläche (40) umfasst, wobei das Peltier-Effekt-Gerät (32, 38) mit der kühlenden Oberfläche (44) in Wärmekommunikation mit dem Innenraum (6) angeordnet und mit der wärmenden Oberfläche (40) außerhalb des Innenraums (6) angeordnet befestigt ist, wobei der Entfeuchter (30) ferner ein Dochtelement (42) umfasst, das sich zwischen einem Inneren und einem Äußeren des Innenraums (6) erstreckt, wobei das Dochtelement einen ersten Abschnitt (42a) in Kontakt mit einem peripheren Teilbereich der kühlenden Oberfläche (44) aufweist, um eine Region der kühlenden Oberfläche (44) von dem Dochtelement (42) unbedeckt zu lassen, und einen zweiten Abschnitt (42b) aufweist, der auf der wärmenden Oberfläche (40) befestigt ist. Optical analyzer (2) comprising a housing (4) which is formed with a peripheral wall (4a, b, c, d) which is designed such that it delimits an interior space (6); a spectrometer (8) arranged in the interior (6); and a dehumidifier (30); the dehumidifier (30) comprising a Peltier effect device (32, 38) with a cooling surface (44) and a warming surface (40), the Peltier effect device (32, 38) with the cooling surface ( 44) arranged in thermal communication with the interior (6) and fastened to the warming surface (40) arranged outside the interior (6), wherein the dehumidifier (30) further comprises a wick element (42) which is between an interior and an Extends outside the interior (6), the wick member having a first portion (42a) in contact with a peripheral portion of the cooling surface (44) to leave a region of the cooling surface (44) uncovered by the wick member (42), and has a second portion (42b) fixed on the heating surface (40).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Analysator mit einem Entfeuchter.The present invention relates to an optical analyzer with a dehumidifier.
In dem vorliegenden Kontext ist ein optischer Analysator ein Instrument, das so ausgelegt ist, dass es einzelne wellenlängenabhängige (oder frequenzabhängige) Intensitätswerte optischer Strahlung über einen spezifischen Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums nach seiner Interaktion mit einer Probe misst. Die Charakteristika dieser Probe können danach in einem Datenprozessor anhand dieser gemessenen Werte bestimmt werden.In the present context, an optical analyzer is an instrument designed to measure individual wavelength-dependent (or frequency-dependent) intensity values of optical radiation over a specific portion of the electromagnetic spectrum after it has interacted with a sample. The characteristics of this sample can then be determined in a data processor on the basis of these measured values.
Im Allgemeinen umfasst der bekannte optische Analysator ein Gehäuse, das mit Wänden ausgebildet ist, um einen Innenraum zu definieren, und ein Spektrometer, das innerhalb des Innenraums aufgenommen ist. Die Spektrometereinheit steht mit einer Lichtquelle und einem entsprechenden Detektor in optischer Kommunikation; keiner, einer oder beide dieser können auch innerhalb des Innenraums des Gehäuses aufgenommen sein oder in gasförmiger Kommunikation damit stehen.Generally, the known optical analyzer includes a housing that is formed with walls to define an interior and a spectrometer that is housed within the interior. The spectrometer unit is in optical communication with a light source and a corresponding detector; none, one or both of these can also be accommodated within the interior of the housing or be in gaseous communication therewith.
Das Vorhandensein von Wasserdampf in dem Lichtweg eines optischen Analysators von einer Quelle zu einem Detektor und entlang welches Lichtwegs das Spektrometer angeordnet ist, wirkt sich häufig nachteilig auf die Leistung des Analysators aus. Dies ist insbesondere bei einem optischen Analysator zutreffend, der in der Infrarotregion, insbesondere der Mittleres-Infrarot-Region, des elektromagnetischen Spektrums arbeitet, da Wasser eine breite Energieabsorption innerhalb dieser Region darstellt. Abweichungen in den Wasserdampfmengen führen somit zu Abweichungen in der Intensität der Strahlung, die den Lichtweg des optischen Analysators durchquert, wobei diese Abweichungen probenunabhängig sind.The presence of water vapor in the light path of an optical analyzer from a source to a detector and along which light path the spectrometer is arranged often adversely affects the performance of the analyzer. This is particularly true with an optical analyzer operating in the infrared region, particularly the mid-infrared region, of the electromagnetic spectrum, since water represents a broad energy absorption within that region. Deviations in the amounts of water vapor thus lead to deviations in the intensity of the radiation which traverses the light path of the optical analyzer, these deviations being independent of the sample.
Um die Wirkung des Wasserdampfs in der Luft zu verringern, ist in dem bekannten optischen Analysator auch ein Entfeuchter beinhaltet. Der Entfeuchter umfasst einen Körper, der mit einem Entfeuchtungsmittel wie z. B. Siliciumdioxidgranulaten gefüllt ist, und ist in dem Gehäuse entfernbar anordbar, um einen Kontakt zwischen Wasserdampf innerhalb des Gehäuses und dem Entfeuchtungsmittel bereitzustellen. Dies stellt jedoch dahingehend einen Nachteil dar, dass Wasserdampf nicht aus der Luft entfernt werden kann, wenn das Entfeuchtungsmittel gesättigt ist. Tatsächlich nimmt die Leistung des Entfeuchters schon lange vor vollständiger Sättigung des Entfeuchtungsmittels signifikant ab. Dadurch muss das Entfeuchtungsmittel regelmäßig ausgetauscht werden, wodurch die Wartungsintervalle kürzer werden, insbesondere an geographischen Orten mit hoher oder stark schwankender Atmosphärenfeuchtigkeit. Der entsprechende optische Analysator steht während einer Wartung nicht zum Durchführen einer Analyse zur Verfügung und diese „Standzeit“ erhöht die Betriebskosten. Außerdem werden die Betriebskosten durch die externe Regeneration des Entfeuchtungsmittels oder Verwendung eines neuen Entfeuchtungsmittels weiter erhöht.In order to reduce the effect of water vapor in the air, a dehumidifier is also included in the known optical analyzer. The dehumidifier comprises a body, which with a dehumidifier such. B. silica granules, and is removably disposed in the housing to provide contact between water vapor within the housing and the dehumidifier. However, this is a disadvantage in that water vapor cannot be removed from the air when the dehumidifier is saturated. In fact, the performance of the dehumidifier decreases significantly long before the dehumidifier is completely saturated. As a result, the dehumidifier must be replaced regularly, which means that the maintenance intervals are shorter, particularly in geographical locations with high or strongly fluctuating atmospheric humidity. The corresponding optical analyzer is not available for performing an analysis during maintenance, and this "downtime" increases the operating costs. In addition, the operating costs are further increased by the external regeneration of the dehumidifying agent or by using a new dehumidifying agent.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Analysator bereitgestellt, umfassend ein Gehäuse, das mit peripheren Wänden ausgebildet ist, um einen Innenraum zu begrenzen; ein Spektrometer, das in dem Innenraum angeordnet ist; und einen Entfeuchter; wobei der Entfeuchter ein Peltier-Effekt-Gerät mit einer kühlenden Oberfläche und einer wärmenden Oberfläche umfasst, wobei das Peltier-Effekt-Gerät mit der kühlenden Oberfläche in Wärmekommunikation mit einem Gas, typischerweise Luft, in dem Innenraum angeordnet befestigt ist; wobei der Entfeuchter ferner ein Dochtelement umfasst, das sich zwischen einem Inneren und einem Äußeren des Innenraums erstreckt und einen ersten Abschnitt in Kontakt mit der kühlenden Oberfläche aufweist.According to the present invention there is provided an optical analyzer comprising a housing formed with peripheral walls to define an interior space; a spectrometer arranged in the interior; and a dehumidifier; wherein the dehumidifier comprises a Peltier effect device with a cooling surface and a warming surface, the Peltier effect device with the cooling surface being mounted in thermal communication with a gas, typically air, arranged in the interior; wherein the dehumidifier further comprises a wick member extending between an interior and an exterior of the interior and having a first portion in contact with the cooling surface.
Auf diese Weise kann Wasserdampf in der Luft im Inneren des Gehäuses an der kühlenden Oberfläche des Peltier-Effekt-Geräts vorzugsweise kondensieren, um durch die Kapillarwirkung des Dochtelements zu dem ersten Abschnitt transportiert zu werden.In this way, water vapor in the air inside the housing can preferably condense on the cooling surface of the Peltier effect device in order to be transported to the first section by the capillary action of the wick element.
Bei manchen Ausführungsformen weist das Dochtelement einen zweiten Abschnitt auf, der auf der wärmenden Oberfläche außerhalb des Innenraums befestigt ist. Durch Erwärmen des zweiten Abschnitts des Dochtmaterials durch die wärmende Oberfläche des Peltier-Effekt-Geräts ist es einfacher, das kondensierte Wasser aus dem Dochtelement zu entfernen, und wird der Entfeuchter stärker selbstregenerierend.In some embodiments, the wick member has a second portion that is attached to the warming surface outside of the interior. By heating the second portion of the wick material through the warming surface of the Peltier effect device, it is easier to remove the condensed water from the wick element and the dehumidifier becomes more self-regenerating.
Für gewöhnlich ist der erste Abschnitt des Dochtelements nur um einen Umfang der kühlenden Oberfläche befestigt. Dadurch bleibt ein Teilbereich, vorzugsweise ein wesentlicher Abschnitt, der kühlenden Oberfläche freigelegt, außer um ihren Umfang herum, wodurch die Wärmekommunikation zwischen der kühlenden Oberfläche und dem Innenraum und somit die Kondensation von Wasserdampf aus der Luft innerhalb dieses Innenraums verbessert wird.Typically, the first portion of the wick member is attached only around a circumference of the cooling surface. This leaves a partial area, preferably a substantial portion, exposed to the cooling surface, except around its circumference, which improves the thermal communication between the cooling surface and the interior and thus the condensation of water vapor from the air within this interior.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Peltier-Effekt-Gerät außerdem eine Wärmesenke in Wärmekontakt mit der wärmenden Oberfläche, die für gewöhnlich die wärmende Oberfläche bildet und bei manchen Ausführungsformen nach außerhalb des Gehäuses freigelegt ist.In one embodiment, the Peltier effect device also includes a heat sink in thermal contact with the warming surface, which usually forms the warming surface and, in some embodiments, is exposed outside of the housing.
Für gewöhnlich liegen die kühlenden Oberfläche und die wärmende Oberfläche einander auf gegenüberliegenden Seiten eines Wandteilbereichs des Gehäuses gegenüber. Das kondensierte Wasser, typischerweise als Tropfen, auf dem Abschnitt der kühlenden Oberfläche kann danach praktischerweise durch das Dochtelement aus dem Innenraum des Gehäuses hin zu der wärmenden Oberfläche transportiert werden, wo die Wärme bewirken kann, dass das auf diese Weise transportierte Wasser verdampft.Usually the cooling surface and the warming surface lie on top of each other opposite sides of a wall portion of the housing opposite. The condensed water, typically as drops, on the portion of the cooling surface can then conveniently be transported through the wick member from the interior of the housing to the warming surface, where the heat can cause the water thus transported to evaporate.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Figuren einer beispielhaften Ausführungsform ausführlicher beschrieben, in denen:
-
1 eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines optischen Analysators gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und -
2 eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Entfeuchters ist, der in dem Analysator von1 verwendbar ist.
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1 Figure 3 is a sectional view of an exemplary embodiment of an optical analyzer in accordance with the present invention; and -
2 FIG. 10 is a sectional view of an exemplary embodiment of the dehumidifier used in the analyzer of FIG1 is usable.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines optischen Analysators
Eine Lichteinheit
Ein Detektor
Es kann nützlich sein, den Analysator auf einer Temperatur auf oder unter Umgebungstemperatur zu halten, und somit kann der Analysator
Im Wesentlichen umfasst der Analysator
Gemäß der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf
Eine Umschließung
Wie in
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