TW480334B - Photometric gas detection system and method - Google Patents
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Description
480334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 -— _一 " ^— -- 五、發明說明（1 ) 發明領域= 本發明係關於氣體濃度的數量探測，尤指以和氧化永反應爲基礎 的氣體濃度探測的方法和儀器。 發明背景： 還原氣體(—on gas)探測器採用受測氣體流過加熱的氧化汞 (Hg〇）床(bed)的方式作用。該氣體可被氧化（故稱還原氣體），並和氧 化汞反應生成汞蒸氣，反應式如下： X+HgO-^XO+Hg 式中X表示一種還原氣體，Hg表示汞蒸氣，探測此反應中之汞蒸氣， 可藉由其於取樣室中所吸收的紫外線(UV)量得知。該取樣室爲構成光 度計的一部份。可參考Ostrander的美國專利NO. 4,411，867。 與氧化汞的反應並不限於任何特定種類的氣體，且有非常多的還 原氣體可和氧化汞反應生成汞蒸氣。欲用於測量特定種類氣體的測量 計必須包含能分離出待測氣體的流程。其中一種方式爲能夠以時間爲 區隔分離出氣體種類的氣體光譜。 進而言之，此種區隔方式採用了一種供氣流通過的長導管。氣流由導 管流出後連至還原氣體探測器，而在導管上游設一裝置將一固定體積 的氣體注入氣流之中。導管本身充滿能依分子大小或其他化學特性將 樣本氣體自不同氣體中分離出來之物質。如此，在此種分離導管中， 較小的分子如H2流動得比大分子如C0快。因此可得知在此種差異下， 樣本中的各種組成以不同時間流過導管到達探測器並呈現出一系列如 高斯圖形的濃度波峰。每一波峰自注入導管起，以一特性時間到達探 測器，且波峰本身特別表示一種單一氣體。波峰的高度或每一波峰下 的面積表示該種氣體的濃度。
4HICKMAN200001TW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480334 A7 B7 五、發明說明（2 ) 典型的習知還原氣體探測器在150-300°C中操作以引發和氣化汞 的預設反應。取樣室(sample cell)和氧化永床(mercuric oxide bed)均加熱 至該溫度範圍內以避免永凝結於取樣室內壁上。如一般所知，應用此 種技術時汞蒸氣十分容易凝結且附著於較低溫的表面上。取樣室中的 汞凝結易加長達成反應平衡的時間並鈍化了還原氣體探測器的反應。 除此之外，紫外線取樣室包含有紫外線可穿透之石英（如純S^)玻 璃。末凝結於石英玻璃上將吸收紫外線而降低了取樣室的透光度。此 結果減低了光度計中紫外線探測器的訊號且提高了誤差水準。 一般而言，利用氣體光譜的氣體探測器必須反應快才能準確地測 出光譜導管所產生之濃度波峰。另外，典型的氣體光譜流速在每分鐘 20〜60cc範圍內，比其他的相關氣體測量技術（如連續分析）之每分鐘 500〜2000CC低得很多。因此，氣體光譜探測器應具有小的內體積以使 氣體濃度快速變化的時間達到最低並減少前述氣流中的凝結情形。 當採用連續取樣分析計時，習知取樣室的體積必須很大以利大量 氣體流過探測器。該習知取樣室的大直徑亦可使較大量的紫外線通 過，以降低探測器輸出訊號的誤差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用於光譜探測器的習知取樣室較用於連續取樣探測器的小，但仍 受限於最小側向尺寸(lateral dimension)0· 15cm及最大長度10cm，此限度 下仍允許足夠紫外線通過取樣室中的通道。換言之，取樣室的通道側 向尺寸(lateral dimension)須相當大且長度須相當短才能使足夠的紫外線 通過並被探測到。這是因爲紫外線不具凝聚性且因而紫外線探測器所 探測到的量和通道的側向尺寸(lateral dimension)成正比而和長度的平方 成反比。所以，習知取樣室均採短長度且大側向尺寸(lateral dimension)。 習知光譜探測器的溫度維持和氧化汞床相同，實務上約在265〜285 t的範圍內。基於此相對高溫，取樣室的玻璃以相當長的石英玻璃製 成（約5cm)以分隔對溫度變化敏感的紫外線燈和光感應計。由於紫
4HICKMAN200001TW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480334 A7 B7 五、發明說明（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 外線通過的量和通道的溫度有關，因此通道溫度的小變化亦影響紫外 線探測器所測之光量。是故習知加熱後取樣室的通道微小溫度變化， 亦造成非因汞蒸氣凝結所致的光探測器訊號輸出的偏流(drift)和雜 訊。 由此可知，習知光譜探測器的效率受制於下列因素。 a.相對於適量紫外線傳導，取樣室須有大側向尺寸(lateral dimension)及 短長度。 b·由於較大側向尺寸(lateral dimension)和長度所致之較大凝結面積。 c.相對較高的取樣室溫度，因而需要採用石英玻璃製之導管，提高了探 測器因溫度所致的輸出訊號偏流和雜訊。 因爲汞探測的敏感度和取樣室長度成正比，故若不考慮其他因素 (如可通過該取樣室的氣體之光量），理想的取樣室應爲無限長、零側向 尺寸(lateral dimension)、零內體積以及零內表面積。 另外’此玻璃管若需受熱，應爲無限薄以免造成熱傳導所致的誤 差。 摘要說明： 本發明提出一較佳的組合來改善光度計在低流速載氣體(carrier gas)中探測录蒸氣，得到在加熱氧化汞床中還原的氣體更適之光譜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明光度計之取樣室較習知光度計之取樣室長且細。其細小之 內面積省去對取樣室加熱的需要，且薄玻璃減低了熱傳導造成的誤 差。本發明穩定了紫外線源的溫度，以使充分的紫外線在低雜訊下通 過取樣室。因此，本發明提了快速、高感度及可信度高的光度計。 本發明藉探測樣本氣體和氧化汞床行還原反應後所得之汞蒸氣吸 收紫外線所呈現之光譜，以測量該樣本氣體之濃度。
本裝置包含有一於室溫下操作之細長圓柱形取樣室以及一段適長 通道以增加光度計之感度。取樣室二端各裝設一石英玻璃組使紫外線 4HICKMAN200001TW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4) 可自一端進入，經通道由另一端射出後接觸紫外線探測器。 藉由在比例上通道之長度遠大於側向尺寸(lateral dimension)的方 式，免除了對取樣室加熱的需要。取樣室適合以不銹鋼、鋁或硼砂玻 璃製成。而取樣室長度和通道側向尺寸(lateral dimension)以至少100 : 1 爲宜，以減少汞凝結可附著的內面積並增加取樣室的感度。 石英玻璃組應設有各別的加熱器以蒸發玻璃上的凝結。紫外線燈 亦應設一加熱器，一排熱器以及一封閉迴路控制系統，以將溫度維持 於一精確範圍內，細長的取樣室應以V型凹槽塊固定以提供一暢通的 光通道。由此可知，本發明之光度計包含一細長取樣室，該取樣室包 含有一前端、一第二端以及兩端間之通道。該取樣室的長度和該通道 的側向尺寸(lateral dimension)的適當比例爲至少100 : 1，通道端設有一 石英玻璃組以及一接口連接鄰近第二端的通道。一紫外線燈設置以用 於發射通過前端石英玻璃，通道及第二端石英玻璃之紫外線。另設置 一紫外線探測器以偵測由第二端石英玻璃透出之紫外線，最適狀況 下，取樣室的操作溫度應相當於室溫，且取樣室體積應不大於0.2CC 以維持傳輸迅速及高感度。 本發明之測量汞蒸氣濃度的方法包含：將載氣體(carrier gas)引流過 一氧化汞床，進入取樣室的通道中，其中該取樣室長度和側向尺寸 (lateral dimension)比爲至少100 : 1;將紫外線注入，穿過取樣室並接觸 探測器以將探測器歸零。其次，將樣本氣體導入載氣體(earner gas)中， 其中樣本氣體包含一種以上可和氧化汞床反應生成汞蒸氣。最後，分 析探測器輸出的訊號。 本發明提供了數項優於習知方式的優點，首先，取樣室不須加熱 省去耗成本及具潛在不穩定性的加熱器和加熱系統；其次，由於取樣 室不須加熱，石英玻璃可比習知石英玻璃更短，以消除因電流集中所 致小部份區域溫度變動引起之雜訊；最後，小側向尺寸(lateral
4HICKMAN200001TW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------------訂---------線 i^w. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480334 A7 B7 五、發明說明（r) dimension)的長取樣室比習知粗側向尺寸(lateml dimension)的短取樣室 提供更佳的感度及較快的反應時間。 本發明的各項優點將在以下的圖文中詳加說明。 圖式之簡單說明： 圖一爲本發明氣體探測器之立面圖 圖一 A爲圖一中線段1A-1A之剖面圖 圖二爲本發明紫外線燈端組合之放大剖面圖 圖三爲本發明石英玻璃組之放大剖面圖 圖四爲本發明探測器端組合之放大剖面圖 圖五爲本發明之功能分解說明圖 圖六爲利用本發明探測氣體濃度之流程圖 圖七爲將本發明光度計歸零之流程圖 發明之詳細說明： 在圖一裏，本發明10包含一細長取樣室12、一第一端石英玻璃組 14、一第二端石英玻璃組及一探測器組20，取 樣室12以V型塊22支撐並以夾具松固定$上述部件，甚至紫外線燈 轉化器28及探測器輸出電子元件30均設置在基座26上。在操作過程 中，許多部件以一個以上的蓋子32、34及36所覆蓋。// 如圖一所示，取樣室爲一細長結構(如一導管)，於本發明中較適長 度約爲30cm。參考附圖1A的咅晒圖，取樣室以一具有V型凹槽40 的複數V型凹槽塊組38支撐，並以夾具42固定。該複數V型凹槽塊 組38提供適當的支撐和定位使紫外線可精確無粍損地穿過取樣室 12。而該V型凹槽塊需事先以雷射定位排組完成。夾具42將取樣室12 固定於V型凹槽塊組38的V型凹槽40中。 4HICKMAN200001TW 5 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---------線· 480334 A7 B7_ 五、發明說明（t ) 如圖1A可見，取樣室12提供了通道44，此通道以側向尺寸(lateral dimension)d之圓柱开多?L道(bore)爲佳，或者通道的側向尺寸(lateral dimension) d相當於孔道之直徑。或者，此通道可不爲圓柱孔道，但此 時其與此通道長軸垂直之孔道(bore撮大直徑定義爲此通道之最大側 向尺寸(maximum lateral dimension)。然而通道壁應平滑（例：以電鍍或 水柱貫通）至20RA或更低以防汞凝結附著於表面。 請注意耳又樣室12相對於通道44之側向尺寸(lateral dimension)爲非 常長。在本例中，通道爲圓柱孔（取樣室12爲管型），直徑d約爲 0.04cm，由於本例中取樣室長度L爲30cm，故L/d=750 : 1。此例提供 了非常好的感度、迅速的反應時間，以及汞所能附著的通道壁的最小 面積。倘若樣本氣體的體積較大以及（或）需以較大照度的紫外線燈 用於探測器上時，雖然以至少250 :1較佳，但此比例仍可降低至100 : 卜然而，爲使取樣室體積不過度0.2CC，此例爲較佳的組合。 : 取樣室的材料最好爲硼矽的玻璃、不錄鋼或鋁其中一種或以上， 若使用硼矽的玻璃，則最好以不銹鋼管包覆以爲保護。 當耳又樣室長度和通道側向尺寸(lateral dimension)比爲100 : 1以上 時，可以移除在習知還原氣體探測器中所需之加熱器。換言之，相對 於習知取樣室，取樣室12可於150°C以下操作。事實上，取樣室12可 於100°C以上或甚至室溫（約25°C)中操作且無汞蒸氣凝結附著於通 道壁上的問題。 如圖二所示之第一端石英玻璃組14和紫外線燈組18放大圖，第 一端石英玻璃組包含一加熱塊46，其內孔50中設一熱電阻48，此加 熱塊以鋁之類的金屬製成較佳，以穩定熱電阻48產生的熱。一玻璃52 藉配件54設於取樣室12上，若取樣室12爲不銹鋼，則配件54以銅 鋅焊接爲佳；若取樣室12爲硼砂(borosilicate glass)，則配件以適當黏著 劑黏貼爲佳。 4HICKM AN200001TW 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） I!----4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480334 A7 B7 五、發明說明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 紫外線燈組18包含有一以較佳貯熱性金屬（如鋁）所製成之加熱 塊56，其內孔60中設一紫外線燈58。此燈以易於購得的頻率254nm 紫外線燈爲佳。例如，此燈可購自Claremont, California的BHK，Inc..-熱電阻60於加熱塊56上，一熱電阻64置於加I熱塊56之另一內孔66 中。排熱器68連接力口熱塊56並附於基座26上，以爲加熱塊排熱。排 熱器68的材料以和加熱塊56相同爲佳。 加熱器62和排熱器68應有相同的導熱係數爲佳，如此，當組成 一封閉迴路溫度控制器時較易於將紫外線燈組18的溫度維持在一容許 小範圍內（例：約0.05°C )，此問題將於以下進一步討論。由於本發明 並非如以往在紫外線燈58附近設一參考溫度探測器，因此，溫度的精 確控制十分的重要。紫外線燈58的溫度若精確地維持住，將可使紫外 線輸出穩定，並省去使用參考溫度探測器的需要。一管72 (金屬管爲 佳）連結紫外線燈58至石英玻璃70將這段光通道遮蔽，以防光線漏 出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再次強調，在過去，需要一參考探測器產生訊號Vref用於和主要測 計產生之訊號Vsig以產出輸出訊號。實務上，這二種訊號無法持續 準確地測量出。在過去，l〇g(Vrcf/Vslg)計算出來。藉著穩定住紫外 線源的溫度，vrcf將成爲常數且不需測量，而且，只要在30cm長的取 樣室中的汞蒸氣濃度低於50ppb ’ Vslg的變化小至可視爲和log vs]g成正 比。換言之’當汞蒸氣濃度在每公分取樣室中低於2ppb，一般而言探 測器的輸出訊號和取樣室中汞蒸氣吸收的紫外線量成線性正比。其結 果輸出訊號等於探測到的訊號Vsig，因此，本發明不僅省去參考探 測器，更省去了多餘的訊號對數運算。 如圖三所τκ，玻璃52以剖面呈現。該玻璃包含使其附著於取樣室 12上之配件(fitting) 54、一小孔76連接至取樣室12之通道。一導管78A 开夕成連接小孔76以至取樣室12之通道的接口 80。雖然接口 8〇亦可視
4HICKM AN200001TW 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8) 爲將取樣室排出之樣本氣體導出之入口，在本組合中接口 80爲將樣本 氣體注入取樣室的出口。一碟形石英玻璃71被二鐵氟龍(Teflon)墊片 82、84夾住。一更剛性的墊片86 (如金屬墊片）形成一軸承面供陰螺 栓90固定一彈簧88。因此，該玻璃52密封住取樣室12，僅接口 80 供氣體進出。陰螺栓中的孔92則承接光導管72。 値得注意的是，石英玻璃70的厚度遠小於過去所需的厚度，這是 因爲取樣室的操作溫度較以往爲低，且不需厚玻璃來消散取樣室的 熱，如此，石英玻璃對其上的大溫度梯度引起之折射率變化較不敏感。 在本組合中，石英玻璃的厚度t約爲2.5mm。較適情況下，此厚度應介 於1.25mm與0.625mm之間且不應大於整體結構所需之厚度。 藉由以加熱器48和加熱塊46將石英玻璃70加熱到至少80°C，任 何汞凝結於玻璃70上將被蒸發。這個”淸理”特性可使石英玻璃70 讓更多光進入取樣室。雖然玻璃最好加熱至80°C以上，但50°C以上亦 適用之。 如圖四所示之石英玻璃組16和探測器組20之剖面，玻璃組16和 前述玻璃組14之構造相同，惟引導方向相反之，因此可想像其爲玻璃 組14之鏡中倒影。所有描述玻璃組14之元件代號皆同於玻璃組16。 探測器組20包含有一載具94，其上有一孔96連接管72 (用於防 止光線外洩）以及另一孔98連接紫外線濾波器100。此濾波器1〇〇由 墊片102及陰螺絲104所固定。一紫外線探測器106以習知技術固定於 一印刷電路板108上。紫外線探測器106可自多處購得，如Salem， Massachusetts 的 EG & G Electro-Optics Division，Hamamatsu City, Japan 的 Hamamatsu Photonics，K.K.。 如圖五所示之光度計10分解說明圖，前述之項目均以圖表方式配 合相對之元件代號加以說明，紫外線燈58發出紫外線110，依序通過 玻璃組14之石英玻璃70、濾波器100、然後接觸探測器106。探測器 4HICKMAN200001TW 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 震--------訂---------- ^0334 ^0334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____ 五、發明說明（？） 106產生一訊號Vslg，經由訊號處理器112 (如類比/數位轉換器）產生 一訊號以顯示取樣室12中之永蒸氣濃度同時表示本氣體中之還原 氣體濃度。 —溫度控制器114用於維持紫外線燈58的溫度，尤其該溫控器依 熱對偶64的輸出反應以控制加熱器62的電流。前述之排熱器協助封 閉迴路回饋系統精確維持燈溫。 同樣的，一玻璃溫度控制器116藉控制加熱器48的電流以控制石 英玻璃70的溫度。在本例中，石英玻璃的溫度維持在約8(TC以淸除凝 結物質。如前所述，溫度以回饋迴路型的控制器來維持於一定狀態爲 佳。 加熱汞床118及導管78A可再設置一個或以上之溫度控制器。床 溫控制器119以習知方式控制熱電阻121以維持汞床118的操作溫度 (例265-285°C )。另一選用之導管溫度控制器79控制熱電阻81以防 止汞蒸氣在導管78A內凝結。如同石英玻璃，導管加熱到至少5(TC爲 宜，而80°C或以上更佳。上述及其他溫度控制器則以一主控系統操作 爲佳。 操作時，氧化汞床118以加熱器121加溫，並導入一樣本氣體。 氣體中可氧化的部分將被氧化汞床還原生成汞蒸氣，藉載氣體(earner gas)由導管78A流入取樣室12並由導管78B流出。由於录蒸氣會強力 吸收紫外線，故受測光度將降低，而取樣室12中之汞蒸氣光度將增加。 結果產生的波形可用來分析載氣體(carrier gas)中還原氣體的濃度。 圖六爲利用本發明之光度計測量及分析小量氣體濃度的操作流程 119。首先，步驟120中，將鈍氣導入取樣室中；其次，步驟122中， 打開系統加熱器(如玻璃加熱器48，燈加熱器64及床加熱器121在此 時打開)，若亦有導管加熱管81時也同時打開。在燈溫控制器114控制 下，燈加熱器62對加熱塊加熱以穩定紫外線燈的溫度，亦穩定其工作
4HICKMAN200001TW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ---.-----------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
480334 A7 B7_ 五、發明說明（l〇 ) 頻率、降低雜訊，提升紫外線燈的效率。 步驟124中，鈍氣導入及加熱器開啓後約15分鐘以上，氣體測量 計進入穩定狀態。此步驟124稱爲穩定基準，因爲該基準可和爾後的 測量値做比較。 穩定基準後，在步驟126中執行探測器的歸零運算(zemmg algorithm)。此步驟將於以下圖七中作進一步說明。簡言之，在導入樣 本氣體前，步驟126先將探測器歸零以達立測量測準。 步驟128中決定是否要將另一氣體樣本注入載氣體(earner gas) 中。若是，在步驟130中將如前述方法以探測器測量載氣體(camei* gas) 中汞蒸氣的濃度。流程再回到126，準備另一個樣本的測量。倘若不再 導入樣本氣體，貝ί]依步驟132關閉系統。 圖七詳細描述步驟126的歸零(zeroing)動作。訊號Vslg在步驟132 中測量以設定基準訊號。爲確保輸出訊號在適當範圍內，步驟134 以習知方式調整歸零電路（典型方式是由數位/類比轉換器所控制之操 作放大器）。步驟136測量輸出訊號V〇ut 〇步驟138中，若V。,超出範 圍，流程則回到步驟134再執行歸零；若Vwt在範圍內，貝(]流程完成(如 步驟140所示)。 元件符號說明 10.本發明 12·取樣室 14.玻璃組 16·未端石英玻璃 18·紫外線燈組 20·探測器組 22· V型塊 24.夾具 26·基座 28·紫外線燈轉化器 30.電子元件 32.蓋子
4HICKMAN200001TW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --l· l·---------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 34.蓋子 36.蓋子 38. V型凹槽塊組 40. V型凹槽 42.夾具 44.通道 46.加熱塊 48.玻璃加熱器 50.內孔 52·玻璃 54·配件 56·加熱塊 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480334 A7 B7
V 五、發明說明α〇-\) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 58·紫外線燈 1〇〇·濾波器 60.內孔 102.墊片 62.加熱器 104.陰螺絲 64.熱對偶 106.探測器 66.內孔 108·印刷電路板 68.排熱器 110·紫外線 70.石英玻璃 112.訊號處理器 71·碟形石英玻璃 114·燈溫控制器 72·連接管 116.玻璃溫度控制器 76.小孔 118.氧化汞床 78A導管 119·床溫控制器 78B導管 120·步驟 79·導管溫度控制器 121.床加熱器 80·接口 122·步驟 81.熱電阻 124·步驟 82.二鐵氟龍(Teflon)墊片 126.步驟 84.二鐵氟龍(Teflon)墊片 128·步驟 86.剛性熱片 130·步驟 88.彈簧 132·步驟 90·陰螺栓 134.步驟 92.孔 136·步驟 94.載具 138·步驟 96.孔 140.步驟 98.孔
4HICKMAN200001TW 10-1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
Claims (1)
- 480334 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 1· 一種光度計(photometer)，該光度計包含有： 一可在低於約溫度150°C中操作的細長取樣室(sample cell)，該取樣 室包含有一第一端、一第二端及一細長通道位於該首第二端之 間，該通道包含有一側向尺寸，其中該取樣室長度和該側向尺寸 比至少爲100 : 1 ; 一第一端石英玻璃組(quartz window)，設於該取樣室之第一端，並 包含一第一端接口與鄰近該第一端的通道互相溝通； 一第二端石英玻璃組(quartz window)，設於該取樣室之第二端，並 包含一第二端接口與鄰近該第二端的通道互相溝通； 一電磁輻射源，供放射電磁輻射通過第一端石英玻璃組、通道及 第二端石英玻璃組； 一電磁輻射探測器，用以經由第二端石英玻璃接收所述之電磁輻 射。 2. 如申請專利範圍第1項之光度計，其中該取樣室的操作溫度不超 過 100°C。 3. 如申請專利範圍第2項之光度計，其中該取樣室於室溫中操作。 4. 如申請專利範圍第1項之光度計，其中該取樣室的體積不大於約 0.2CC。 5. 如申請專利範圍第1項之光度計，其中該第一端石英玻璃組包含 第一端石英玻璃於第一端接口與通道的流體傳導中封住該通道的 第一端。此外，第二端石英玻璃組包含第二端石英玻璃於該第二 端接口與該通道的流體傳導中封住該通導的第二端。 6. 如申請專利範圍第1項之光度計，其中該電磁輻射源包含一紫外 線燈。 4HICKMAN200001TW 11 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480334 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第5項之光度計，其中該第一端石英玻璃和第二 端石英玻璃的厚度不大於2.5mm。 8·如申請專利範圍第7項之光度計，其中該第一端石英玻璃和第二 端石英玻璃的厚度不大於1.25mm。 9. 如申請專利範圍第5項之光度計，進一步包含有第一端玻璃加熱 器用於第一端石英玻璃組，以及第二端玻璃加熱器用於第二端石 英玻璃組。 10. 如申請專利範圍第9項之光度計，其中該第一端玻璃加熱器將第 —端玻璃組的溫度維持在最低約50°C以蒸發在第一端石英玻璃上 之凝結物；而該第二端玻璃加熱器將第二端玻璃組的溫度維持在 最低約50°C以蒸發在第二端石英玻璃上之凝結物。 11. 如申請專利範圍第1〇項之光度計，其中該第一端和第二端石英玻 璃組的溫度維持在最低約80°C。 12. 如申請專利範圍第1〇項之光度計，進一步包含有一第一端排熱器 連接於第一端石英玻璃組以及一第二端排熱器連接於第二端石英 玻璃組，以及一玻璃溫度控制器連接於該第一端和第二端玻璃加 熱器。 13. 如申請專利範圍第12項之光度計，其中該第一端玻璃加熱器和該 第一端排熱器的時間係數相近，而該第二端玻璃加熱器和該第二 端排熱器的時間係數亦相近。 14·如申請專利範圍第1項之光度計，進而包含一 V型凹槽塊組以支 承該細長取樣室。 15·如申請專利範圍第14項之光度計，進而包含一複數夾，藉以將該 細長取樣室固定於該V型凹槽塊組上。 16.如申請專利範圍第6項之光度計，其中該第一端及第二端接口之 中，一個接口爲入口，而另一接口爲出口。 4HICKMAN200001TW 本纸張&度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 480334 A8 B8 C8 D8 申5月專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社> 17.如申請專利範圍第16項之光度計，進而包含連接該入口之氧化汞 床，藉而使氣體樣本經該氧化汞床、入口通道，而自出口流出。 18·如申請專利範圍第17項之光度計，進而包含一導管結合該氧化汞 床於入口上，其中該導管的溫度加熱到至少約5〇。^。 19·如申請專利範圍第18項之光度計，其中該導管的溫度加!熱到至少 80°C。 20·如申請專利範圍第1項之光度計，其中該取樣室之材料包含至少 爲不銹鋼、鋁或硼矽玻璃其中之一。 21·如申請專利範圍第20項之光度計，其中形成該通道的取樣室材料 必需包含不銹鋼。 22·如申請專利範圍第20項之光度計，其中形成該通道的取樣室材料 必需包含硼矽玻璃。 23. 如申請專利範圍第22項之光度計，其中該硼砂玻璃構成一玻璃 管，而該取樣室的材料進而包含一圍繞該玻璃管的不銹鋼管。 24. 如申請專利範圍第π項之光度計，其中當汞蒸氣濃度小於取樣室 中每公分長度2ppb時，由該探測器所輸出之訊號通常和取樣室內 的汞蒸氣所吸收紫外線的量成正比。 25. —種測量汞蒸氣濃度的方法，該方法包含有： 方令約低於150 C的操作溫度中’將一載氣體(carrier gas硫經氧化永 床，然後通過取樣室中的通道，其中該取樣室的長度和該通道的 側向尺寸(lateral dimension)比至少爲100 : 1 ; 引導紫外線經由該取樣室並入射一探測器； 將探測器一輸出訊號歸零； 將氣體樣本導入載氣體(carrier gas)中，其中該氣體樣本包含一種以 上可和氧化录床反應形成汞蒸氣的物質；以及 分析該探測器所輸出之訊號與時間的函數關係，其中該訊號通常 4HICKMAN200001TW 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —m衣 訂---------線. 本纸張K度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480334 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 與取樣室中的汞蒸氣濃度成正比。 26. 如申請專利範圍第25項之測量汞蒸氣濃度的方法，其中該取樣室 的溫度保持在約100°C以下。 27. 如申請專利範圍第26項之測量汞蒸氣濃度的方法，其中該取樣室 的溫度保持在約80°C以下。 28. 如申請專利範圍第27項之測量汞蒸氣濃度的方法，其中該取樣室 的溫度保持在室溫左右。 29. 如申請專利範圍第26項之測量汞蒸氣濃度的方法，其中該取樣室 之二端各裝置一石英玻璃，使紫外線可直接通過，並加熱該石英 玻璃以蒸發附於其上的凝結物。 ---------------€衣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線mi 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4HICKMAN200001TW 14 本纸張泛度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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