TW201618841A - 水平式濾材檢測系統 - Google Patents

Abstract

一種水平式濾材檢測系統，包含風洞裝置、風機、承載平台、框體以及偵測裝置。風機設置於風洞裝置的入風口。承載平台設置於風洞裝置的出風口，承載平台包含整流板以及圍繞整流板設置的外框，整流板具有複數個開孔，外框包含環形凹槽，環形凹槽用以承放流體於其內，承載平台透過整流板與出風口連通。框體用以固定待測濾材，框體放置於環形凹槽中，以藉由環形凹槽內的流體密封框體於承載平台上。偵測裝置用以偵測待測濾材之過濾效率。

Description

水平式濾材檢測系統

本發明是有關於一種檢測系統，且特別是關於一種濾材檢測系統。

隨著科技的發展，工業區的密集度也隨之增加。然而，這些工業區中的工廠難以避免地會排放帶有微粒的廢氣，這些廢氣若是未經處理便直接排放，將會造成嚴重的環境污染。並且，廢氣中的微小粉塵更有可能直接進入肺部，甚至是穿過肺泡進入血液，對人體健康造成極大的危害。因此，這些工廠中多在排氣的煙囪裡設置多層濾材，以將排放的污染降至最低。有鑑於此，濾網的效能檢測，例如是否會在濾網的局部發生洩漏的問題，便顯得額外重要。

本發明便提供了一種水平式濾材檢測系統，用以有效率且準確地檢測濾材。

本發明之一實施方式提供一種水平式濾材檢測系統，包含風洞裝置、風機、承載平台、框體、以及偵測裝 置。風洞裝置具有入風口、出風口以及連接入風口與出風口之風道。風機設置於入風口。承載平台設置於出風口，承載平台包含整流板以及圍繞整流板設置的外框，整流板具有複數個開孔，外框包含環形凹槽，環形凹槽用以承放流體於其內，承載平台透過整流板而與出風口連通。框體用以固定待測濾材，框體放置於環形凹槽中，以藉由環形凹槽內的流體密封框體於承載平台上。偵測裝置用以偵測待測濾材之過濾效率。

於本發明之一或多個實施例中，整流板之開孔的孔徑介於20毫米至35毫米之間。

於本發明之一或多個實施例中，整流板之開孔具有兩種以上的孔徑。

於本發明之一或多個實施例中，水平式濾材檢測系統更包含高效濾網，設置於風機與入風口之間。

於本發明之一或多個實施例中，水平式濾材檢測系統更包含微粒產生器，以提供霧態微粒群組於風道中。

於本發明之一或多個實施例中，水平式濾材檢測系統更包含雙軸驅動裝置，連接偵測裝置，藉以改變偵測裝置投影於待測濾材的位置。

於本發明之一或多個實施例中，水平式濾材檢測系統更包含支撐桿，連接偵測裝置與雙軸驅動裝置，藉以控制偵測裝置與待測濾材之間的距離。

於本發明之一或多個實施例中，偵測裝置可以為掃描式探針頭，掃描式探針頭以掃描的方式進行取樣。

於本發明之一或多個實施例中，偵測裝置為可以為定點式探針頭，該定點式探針頭以定點的方式進行取樣。

於本發明之一或多個實施例中，偵測裝置包含有風速計或光度計。

本發明所提供的水平式濾材檢測系統是將待測濾材以水平放置的方式進行檢測，並且透過流體密封的方式確保氣流不會從承載平台與框體之間的縫隙外洩，並且更利用整流板的設計讓流經待測濾材的氣流更為均勻，以提升檢測的準確性。

100‧‧‧水平式濾材檢測系統

110‧‧‧風洞裝置

112‧‧‧入風口

114‧‧‧出風口

116‧‧‧風道

120‧‧‧風機

122‧‧‧變頻器

130‧‧‧整流板

132、132a、132b‧‧‧開孔

140‧‧‧承載平台

142‧‧‧外框

146‧‧‧環形凹槽

148‧‧‧流體

150‧‧‧框體

152‧‧‧上蓋板

153‧‧‧開口

154‧‧‧下蓋板

156‧‧‧側框

160‧‧‧偵測裝置

170‧‧‧支撐桿

172‧‧‧雙軸驅動裝置

174‧‧‧X軸線性滑軌

176‧‧‧Y軸線性滑軌

177‧‧‧X軸步進馬達

178‧‧‧Y軸步進馬達

180‧‧‧高效濾網

182‧‧‧壓差計

190‧‧‧處理單元

192‧‧‧微粒產生器

194‧‧‧溫溼度感測元件

200‧‧‧待測濾材

D1、D2‧‧‧方向

A‧‧‧區域

第1圖為本發明之水平式濾材檢測系統一實施例的外觀示意圖。

第2圖為第1圖之水平式濾材檢測系統的局部剖面示意圖。

第3圖為第2圖中區域A的放大圖。

第4圖為第2圖中之整流板的上視示意圖。

第5圖為本發明之水平式濾材檢測系統另一實施例的架構示意圖。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

參照第1圖、第2圖以及第3圖，其中第1圖為本發明之水平式濾材檢測系統一實施例的外觀示意圖，第2圖為第1圖之水平式濾材檢測系統的局部剖面示意圖，且第3圖為第2圖中區域A的放大圖。

請先參照第1圖與第2圖，水平式濾材檢測系統100包含有風洞裝置110、風機120、承載平台140、框體150，以及偵測裝置160。風洞裝置110包含有入風口112、出風口114、以及連接入風口112以及出風口114的風道116。風機120設置在風洞裝置110的入風口112處並與風道116連接，以提供氣流經由入風口112進入風道116，並在經過風道116後由出風口114排出。

承載平台140設置在出風口114處，承載平台140包含有整流板130以及圍繞整流板130設置的外框142。整流板130實質上覆蓋住出風口114，使得由出風口114流出的氣流僅能透過整流板130流出。外框142實質上連接於整流板130，外框142包含有環形凹槽146。整流板130上具有多個開孔132，以供氣流通過整流板130。承載平台140的外框142處設置有環形凹槽146，環形凹槽146用以承放流體於其中。

框體150則是用以固定待測濾材200，待測濾材200可以使用夾具挾持等方式固定在框體150上。請同時參照第2圖與第3圖，舉例而言，框體150包含上蓋板152、下蓋板154以及側框156，待測濾材200被夾在上蓋板152以及下蓋板154之間而固定，而側框156則是連接下蓋板154。上蓋板152具有開口153，以露出待測濾材200進行測試。

繼續參照第2圖與第3圖，框體150之外形對應於環形凹槽146之外形，使得框體150可以安置於環形凹槽146之中。具體而言，框體150的側框156放置在環形凹槽146之中。由於水平式濾材檢測系統100是採用水平放置待測濾材200的方式進行偵測，因此，承載平台140中的流體148，例如水，可以均勻地配置在環形凹槽146之中，而待測濾材200則是大致平行於流體148的液面配置。框體150的邊框具有一定的高度，使得當框體150安置於環形凹槽146中的時候，固定於框體150上的待測濾材200不會與環形凹槽146內的流體148接觸。框體150的配重可以根據風洞裝置110的風速變更，只要能夠讓框體150與其上之待測濾材200穩定地放置在承載平台140上，而不會因出風口114處的氣流而浮抬即可。

請再回到第1圖與第2圖，偵測裝置160為設置在待測濾材200的上方，用以偵測待測濾材200的過濾效率。偵測裝置160較佳為對待測濾材200的多個位置進行取樣，以偵測待測濾材200是否有局部洩漏的現象以及偵測待測濾材200的均風性。偵測裝置160可以為定點式探針頭， 並以定點偵測的方式偵測待測濾材200，或者，偵測裝置160可以為掃描式探針頭，其可以在待測濾材200上巡迴式地移動以進行掃描式的偵測。待測濾材200的取樣位置可以為固定或是隨機。

綜上所述，承載平台140與風機120分別設置於風洞裝置110的出風口114以及入風口112，風機120所提供之氣流通過整流板130整流之後進入框體150中。固定有待測濾材200的框體150為安置在環形凹槽146內，且待測濾材200對應於整流板130，使得由出風口114所排出的氣流經由整流板130整流後通過待測濾材200，藉以觀察待測濾材200的過濾能力。

由於環形凹槽146中配置有流體148(見第3圖)，藉由環形凹槽146中的流體148將框體150密封於承載平台140上，進而讓出風口114所排出的氣流不會經由框體150與承載平台140之間的縫隙漏出，而是朝向待測濾材200的方向前進而強迫氣流通過待測濾材200。藉此可以觀察待測濾材200的過濾能力。

舉例而言，偵測裝置160可為風速計，用以偵測氣流流速。若是待測濾材200的均勻性不佳，則會導致氣流朝向待測濾材200中阻力較低的部分移動，而使得待測濾材200表面所偵測到的氣流流速出現明顯的差異。因此，若是偵測裝置160偵測到在待測濾材200的某個位置具有特別高的氣流流速，則表示待測濾材200在此處出現洩漏的現象，此片待測濾材200的均勻性不佳。

接著請同時參照第2圖與第4圖，其中第4圖為第2圖中之整流板130的上視示意圖。水平式濾材檢測系統100中，風機120以及整流板130分別設置於風洞裝置110的入風口112以及出風口114，為了便於空間上的配置以及達到讓待測濾材200平行地進行檢測的目的，風機120所提供的進風方向D1會大致上垂直於風洞裝置110出風方向D2，也因此會導致在出風口114的風速不均勻而影響偵測結果。因此，水平式濾材檢測系統100除了在出風口114處加裝整流板130之外，更對整流板130的開孔132的孔徑加以調整，以確實達到整流的功效。換言之，為了使從風機120提供的氣流分散地較為均勻以確實達到整流的功效，整流板130上的開孔132可以根據不同區塊之氣流流速不同而具有不同的孔徑。

具體而言，在出風口114較為遠離入風口112的一側，其風速會較在出風口114較為接近入風口112的一側的風速為大，因此，整流板130的開孔132的孔徑會隨之調整。亦即整流板130上在遠離入風口112的一側的開孔132a具有較小的孔徑，以讓氣流不易直接從此處的開孔132a流出，而增加氣流在此端的壓力，藉以導引氣流朝向另一端流動。相對地，整流板130在接近入風口112一側配置有具有較大孔徑的開孔132b，使得氣流末端較為容易從開孔132b流出。如此一來，便可以透過整流板130讓流過待測濾材200之氣流更為均勻，也讓偵測結果不易受到風速不均的干擾。整體而言，整流板130上之開孔132具有兩種以上的孔徑， 並且開孔132的孔徑介於20毫米至35毫米之間。須注意的是，第4圖中之整流板130的形態僅為示例性的說明，於實際應用上不限制於此形態，使用者可以根據出風口114處不同位置的風速調整整流板130上之開孔132的孔徑，以讓通過整流板130的氣流風速更為均勻。

加裝整流板130對於氣流均勻性的影響請參照表一：

表一中的位置1至位置9是指將框體之上蓋板的開口以九宮格的劃分方式分成九個位置作為風速的量測點(此時未放置待測濾材於其上)，而所使用的整流板上的開 孔根據距離出風口的不同而具有不同的孔徑，如第4圖所示。從表一可以清楚地得知，在加裝整流板之後，通過開口的風速明顯地變得更為均勻，其標準差從24.9%降低到2.45%。

繼續回到第1圖，水平式濾材檢測系統100更包含有支撐桿170以及雙軸驅動裝置172，用以控制偵測裝置160與待測濾材200之間的相對位置，其中支撐桿170為用以控制偵測裝置160在Z軸方向的高度，而雙軸驅動裝置172則是用以控制偵測裝置160在X軸方向以及Y軸方向的移動。

具體而言，雙軸驅動裝置172包含有一個X軸線性滑軌174、兩個Y軸線性滑軌176、X軸步進馬達177及Y軸步進馬達178。兩個Y軸線性滑軌176分別組裝於承載平台140的相對兩外緣，兩支撐桿170則是直立地組裝於Y軸線性滑軌176上，支撐桿170可以透過Y軸步進馬達178的驅動在Y軸線性滑軌176上作Y軸方向的移動。X軸線性滑軌174的兩端則是固定於支撐桿170上，偵測裝置160為組裝在X軸線性滑軌174上，並且偵測裝置160透過X軸步進馬達177在X軸線性滑軌174上作X軸方向的移動。

當在進行檢測的時候，雙軸驅動裝置172可以讓偵測裝置160在X軸及/或Y軸的方向上移動，藉以改變偵測裝置160投影於待測濾材200上的位置。由於雙軸驅動裝置172是採用步進馬達作為驅動元件，因此可以良好地控制偵測裝置160使其移動到預定的座標位置。在其他的實施方 式中，步進馬達亦可選用其他合適的動力機構取代，例如伺服馬達或是齒輪齒條組等。雖然在進行單次檢測的過程中，偵測裝置160與待測濾材200之間的距離較佳為維持固定，但是實際上X軸線性滑軌174在支撐桿170上的組裝高度亦可以被調整，藉以改變偵測裝置160與待測濾材200之間沿Z軸方向的相對高度。

接著請參照第5圖，其為本發明之水平式濾材檢測系統另一實施例的架構示意圖。本實施例中之水平式濾材檢測系統100中之風洞裝置110、風機120、具有整流板130與環形凹槽146之承載平台140、設置於環形凹槽146上之框體150、偵測裝置160、支撐桿170以及雙軸驅動裝置172，該些構件與前一實施例相同，故在此實施例中僅針對不同之處進行說明，與前一實施例相同之處便不再贅述。

水平式濾材檢測系統100包含有高效濾網180，高效濾網180設置在風機120以及入風口112之間。高效濾網180為用以過濾空氣中的懸浮的微粒，以避免外界空氣中的雜質進入風洞裝置110，而影響到待測濾材200的檢測結果。

水平式濾材檢測系統100包含有處理單元190，偵測裝置160與處理單元190電性連接，以將偵測裝置160所偵測到的結果回傳至處理單元190進行統計。處理單元190更連接X軸步進馬達177以及Y軸步進馬達178，以透過程式控制或是手動操作的方式控制x軸步進馬達177與Y軸步進馬達178。

水平式濾材檢測系統100更包含有設置在風洞裝置110內的壓差計182，壓差計182與處理單元190連接，以提供風洞裝置110內的氣體壓力至處理單元190。水平式濾材檢測系統100包含有變頻器122，變頻器122與風機120連接，並且變頻器122與處理單元190連接。處理單元190傳送控制訊號至變頻器122，以改變變頻器122的輸出頻率，進而改變風機120所提供的氣流流速。壓差計182可以即時地偵測風洞裝置110內的氣流流速，並將其回傳至處理單元190，以使處理單元190可以根據回傳的氣流流速調整變頻器122的輸出頻率。

水平式濾材檢測系統100包含有微粒產生器192，以提供霧態微粒群組於風道116中。微粒產生器192所提供的霧態微粒群組可以為氣膠，如Aersol、DEHS(di-2-ethylhexyl-sebacate)等。微粒產生器192所提供的霧態微粒群組進入風道116之後會與風機120之氣流混合，而後帶有霧態微粒的氣流再經由出風口114通過整流板130後流向承載平台140與位於其上之待測濾材200。

偵測裝置160除了可以是前述之偵測氣體流速的風速計之外，亦可以更換為光度計，以偵測是否有霧態微粒通過待測濾材200。若是偵測裝置160偵測到有微粒通過待測濾材200，則可以統計所偵測到的微粒數量，並將其回傳至處理單元190。同樣地，若是收集到資料顯示在待測濾材200的局部偵測到特別多的微粒，則表示待測濾材200的均勻性不佳。

水平式濾材檢測系統100中更包含有溫溼度感測元件194，設置於風洞裝置110中，以將風洞裝置110內的溫溼度回傳至處理單元190中。

本發明所提供的水平式濾材檢測系統是將待測濾材以水平放置的方式進行檢測，並且透過流體密封的方式確保氣流不會從承載平台與框體之間的縫隙外洩，並且更利用整流板的設計讓流經待測濾材的氣流更為均勻，以提升檢測的準確性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧水平式濾材檢測系統

110‧‧‧風洞裝置

112‧‧‧入風口

114‧‧‧出風口

116‧‧‧風道

130‧‧‧整流板

132‧‧‧開孔

140‧‧‧承載平台

142‧‧‧外框

146‧‧‧環形凹槽

150‧‧‧框體

152‧‧‧上蓋板

153‧‧‧開口

154‧‧‧下蓋板

156‧‧‧側框

200‧‧‧待測濾材

D1、D2‧‧‧方向

A‧‧‧區域

Claims (10)

1. 一種水平式濾材檢測系統，包含：一風洞裝置，具有一入風口、一出風口以及連接該入風口與該出風口之一風道；一風機，設置於該入風口；一承載平台，設置於該出風口，該承載平台包含一整流板以及圍繞該整流板設置的一外框，該整流板具有複數個開孔，該外框包含一環形凹槽，該環形凹槽用以承放流體於其內，該承載平台透過該整流板而與該出風口連通；一框體，用以固定一待測濾材，該框體放置於該環形凹槽中，以藉由該環形凹槽內的流體密封該框體於該承載平台上；以及一偵測裝置，用以偵測該待測濾材之過濾效率。
2. 如申請專利範圍第1項之水平式濾材檢測系統，其中該整流板之該些開孔的孔徑介於20毫米至35毫米之間。
3. 如申請專利範圍第2項之水平式濾材檢測系統，其中該整流板之該些開孔具有兩種以上的孔徑。
4. 如申請專利範圍第1項之水平式濾材檢測系統，更包含一高效濾網，設置於該風機與該入風口之間。
5. 如申請專利範圍第1項之水平式濾材檢測系統，更包含一微粒產生器，以提供一霧態微粒群組於該風道中。
6. 如申請專利範圍第1項之水平式濾材檢測系統，更包含一雙軸驅動裝置，連接該偵測裝置，藉以改變該偵測裝置投影於該待測濾材的位置。
7. 如申請專利範圍第6項之水平式濾材檢測系統，更包含一支撐桿，連接該偵測裝置與該雙軸驅動裝置，藉以控制該偵測裝置與該待測濾材之間的距離。
8. 如申請專利範圍第7項之水平式濾材檢測系統，其中該偵測裝置為一掃描式探針頭，該掃描式探針頭以掃描的方式進行取樣。
9. 如申請專利範圍第7項之水平式濾材檢測系統，其中該偵測裝置為一定點式探針頭，該定點式探針頭以定點的方式進行取樣。
10. 如申請專利範圍第1項之水平式濾材檢測系統，其中該偵測裝置包含一風速計或一光度計。