TWI535982B - The use of negative pressure pumping of constant temperature and humidity steam supply device - Google Patents

Description

利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置

本發明係有關一種利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，尤指可抽出恆溫恆濕水蒸汽與一標準氣體混合而送至一分析儀，作為校正之用者。

空氣污染採樣、分析與監測可以了解空氣中污染物的種類和濃度，是空氣品質管理系統中的耳目，透過此項工作，工程師、科學家、決策者和規劃人員可以了解污染物在特定時間和地點的濃度，並且利用這些資訊作出正確的判斷，擬定管理策略或進行污染源排放管制，以維護空氣品質。

空氣污染物量測通常包含採樣和分析兩項工作，所謂採樣就是收集可代表該時間該地點的空氣中污染物的樣本，分析則用化學或重量方法測定污染物的濃度，採樣一定要在現場進行，而分析則通常在實驗室中進行，但也可以在現場進行分析。

如第1圖所示，在實驗室分析之前，為防止分析儀的感測元件久用或受汙染而鈍化，需要預先實施校正處理，包括利用流量控制器12、流量計13使標準氣體10及零值標準氣體11於混合槽14按比例混合，經過輸出歧管15輸入分析儀16以進行參數修正17的作業。

不同的量測對象其周圍環境(如溫度、濕度等)和污染物的濃度均有很大的差異，所以採樣和分析的方法也有所不同。由於污染的檢測數值與檢測環境的溫度、濕度、氣壓等都有很大的關係，所以，按正常的檢測方式檢測，往往數值會與事實有所偏差。有鑑於此，需要能設法控制標準氣 體源的溫度與濕度，才能真正提高儀器校正的精準度。

目前市售的恆溫恆濕箱，主要針對電子產品的耐高温，耐低温，以及抗濕度能力的測試而設計，從設計常識可知，目的不同則設計不同，小小的差異可能破壞標準氣體的成分，因此無法直接將市售的恆溫恆濕箱直接應用於實驗室對標準氣體的加溫加濕處理與恆溫恆濕的維持。

有鑑於提高校正分析儀精準度的需要，本發明提供一種利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，設有一可編程恆溫恆濕控制箱、一流量控制單元及一負壓產生裝置。

在可編程恆溫恆濕控制箱內設有一傾斜的隔板使分隔為上空間及下空間，於下空間以加熱器對蒸餾水加熱產生蒸汽，藉由循環扇將蒸汽抽至上空間，再連同凝結的水分從傾斜的隔板下端的開口回到下空間重新循環。

上空間內部設有一溫度計及濕度計，可提供偵測數值給一比例-積分-微分控制器(PID)，經由溫度控制器的設定調整加熱器，使箱內的水蒸汽自動維持於一恆溫恆濕狀態。

使用時，可利用負壓產生裝置吸引箱內的水蒸汽與一標準氣體混合而對分析儀進行校正。

2‧‧‧利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置

3‧‧‧可編程恆溫恆濕控制箱

5‧‧‧負壓產生裝置

6‧‧‧標準氣體

7‧‧‧分析儀

8‧‧‧第一流量控制單元

9‧‧‧三通閥

10‧‧‧標準氣體

11‧‧‧零值標準氣體

12‧‧‧流量控制器

13‧‧‧流量計

14‧‧‧混合槽

15‧‧‧輸出歧管

16‧‧‧分析儀

17‧‧‧參數修正

31‧‧‧傾斜的隔板

32‧‧‧上空間

33‧‧‧下空間

34‧‧‧循環扇

35‧‧‧開口

36‧‧‧加熱器

37‧‧‧蒸餾水槽

41‧‧‧溫度計

42‧‧‧濕度計

44‧‧‧溫度控制器

43‧‧‧比例-積分-微分控制器(PID)

45‧‧‧真空破壞裝置

46‧‧‧液位開關

47‧‧‧自動加水控制閥

81‧‧‧第一流量調整裝置

82‧‧‧第一流量計

84‧‧‧方向閥

91‧‧‧第二流量調整裝置

92‧‧‧第二流量計

第1圖、係習用污染氣體分析儀校正流程圖。

第2圖、係本發明利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置示意圖。

如第2圖所示，一種依據本發明實施的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置2，至少設有一可編程恆溫恆濕控制箱3、一傾斜的隔板31、一負壓產生裝置5、一第一流量控制單元8。

傾斜的隔板31將可編程恆溫恆濕控制箱3分隔為一上空間32及一下空間33，其上設有一循環扇34，下端設有的一開口35。較佳者，可令循環扇34設於傾斜的隔板31的上端，以使整個蒸汽循環的路徑極大化，使蒸氣的品質更趨均勻穩定。

於下空間33設有一加熱器36對一蒸餾水槽37加熱使產生水蒸汽，藉由該循環扇34將下空間33中的水蒸汽抽至上空間32，再連同水蒸汽所凝結的水分循開口35再回到下空間33以重新加熱或重新抽至上空間32。為避免發生乾燒的意外，在下空間33可設一液位開關46及一自動加水控制閥47，以維持蒸餾水槽37的水位滿過加熱器36。

在上空間32的內部設有一溫度計41及一濕度計42，藉以提供一溫度值及一濕度值給一比例-積分-微分控制器(PID)43。

比例-積分-微分控制器(PID)43比對一溫度控制器44的設定與溫度值及濕度值，以動態調整加熱器36的發熱量，使上空間32的水蒸汽得以維持於一恆溫恆濕狀態。

負壓產生裝置5，與該可編程恆溫恆濕控制箱3相通用以抽出該上空間32裡的水蒸汽，使與一標準氣體6混合而對一分析儀7進行校正。負壓產生裝置5可實施為一抽氣泵。較佳者，可在上空間32係設有一真空破壞裝置45，維持可編程恆溫恆濕控制箱3內、外的壓力平衡，以防壓力失衡而無法抽出水蒸汽。

一第一流量控制單元8，用以控制從該上空間32抽出水蒸汽的流量，藉由管路與可編程恆溫恆濕控制箱3相通，至少包含一第一流量調整裝置81連接一第一流量計82，以調節抽出水蒸汽時的流量。本實施例的 第一流量控制單元8尚可再包括一方向閥84，供試排放該水蒸汽以檢驗該水蒸汽的品質之用。

較佳者，可令第一流量控制單元8連接於可編程恆溫恆濕控制箱3與負壓產生裝置5之間。此外，流量控制單元尚可再包括一三通閥9，用以接入一標準氣體6與抽出的水蒸汽混合，而由負壓產生裝置5輸往分析儀7供作校正之用。較佳者，本實施例的三通閥9可透過一第二流量調整裝置91及一第二流量計92控制標準氣體6的流動量。

綜上所述，本發明之利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，確實已能提供檢測儀器所的恆溫恆濕的標準氣體，採用上下分離的可編程恆溫恆濕控制箱，運用比例-積分-微分控制器使溫溼度的精準而簡易，對熟習檢測作業者而言，具有實用性、新穎性及進步性等專利要件。

2‧‧‧利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置

3‧‧‧可編程恆溫恆濕控制箱

5‧‧‧負壓產生裝置

6‧‧‧標準氣體

7‧‧‧分析儀

8‧‧‧第一流量控制單元

9‧‧‧三通閥

31‧‧‧傾斜的隔板

32‧‧‧上空間

33‧‧‧下空間

34‧‧‧循環扇

35‧‧‧開口

36‧‧‧加熱器

37‧‧‧蒸餾水槽

41‧‧‧溫度計

42‧‧‧濕度計

43‧‧‧比例-積分-微分控制器(PID)

44‧‧‧溫度控制器

45‧‧‧真空破壞裝置

46‧‧‧液位開關

47‧‧‧自動加水控制閥

81‧‧‧第一流量調整裝置

82‧‧‧第一流量計

84‧‧‧方向閥

91‧‧‧第二流量調整裝置

92‧‧‧第二流量計

Claims (17)

1. 一種利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，至少設有：一可編程恆溫恆濕控制箱；一傾斜的隔板，將該可編程恆溫恆濕控制箱分隔為一上空間及一下空間，該傾斜的隔板設有一循環扇，下端設有的一開口，於該下空間設有一加熱器對一蒸餾水槽加熱使產生水蒸汽，藉由該循環扇將該下空間中的水蒸汽抽至該上空間，再連同水蒸汽所凝結的水分循該開口再回到該下空間以重新加熱或重新抽至該上空間；其特徵在於該上空間的內部設有一溫度計及一濕度計，藉以提供一溫度值及一濕度值給一比例-積分-微分控制器(PID)；該比例-積分-微分控制器(PID)比對該溫度控制器的設定與該溫度值及該濕度值，以動態調整該加熱器的發熱量，使該上空間的水蒸汽得以維持於一恆溫恆濕狀態；一負壓產生裝置，與該可編程恆溫恆濕控制箱相通用以抽出該上空間裡的水蒸汽，使與一標準氣體混合而對一分析儀進行校正；一流量控制單元，用以控制該恆溫恆濕狀態的水蒸汽的流量；及一真空破壞裝置，裝設於該上空間，藉以維持該可編程恆溫恆濕控制箱內、外的壓力平衡。
2. 如申請專利範圍第1項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該循環扇係設於該傾斜的隔板上端。
3. 如申請專利範圍第1項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該下空間設有一液位開關及一自動加水控制閥，以維持該蒸餾水槽的水位。
4. 如申請專利範圍第1項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該負壓產生裝置係一抽氣泵。
5. 如申請專利範圍第1項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元係藉由管路與該可編程恆溫恆濕控制箱相通，包含一第一流量調整裝置連接一第一流量計。
6. 如申請專利範圍第5項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元係連接於該可編程恆溫恆濕控制箱與該負壓產生裝置之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元尚包括一三通閥，用以接入一標準氣體與該恆溫恆濕狀態的水蒸汽混合，而由該負壓產生裝置輸往該分析儀供作校正之用。
8. 如申請專利範圍第6項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元尚包括一方向閥，供試排放以檢驗該恆溫恆濕狀態的水蒸汽品質之用。
9. 如申請專利範圍第7項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該三通閥係透過一第二流量調整裝置及一第二流量計引入該標準氣體者。
10. 一種利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，至少設有：一可編程恆溫恆濕控制箱；一傾斜的隔板，將該可編程恆溫恆濕控制箱分隔為一上空間及一下空間，該傾斜的隔板設有一循環扇，下端設有的一開口，於該下空間設有一加熱器對一蒸餾水槽加熱使產生水蒸汽，藉由該循環扇將該下空間中的水蒸汽抽至該上空間，再連同水蒸汽所凝結的水分循該開口再回到該下空間以重新加熱或重新抽至該上空間；其特徵在於該上空間的內部設有一溫度計及一濕度計，藉以提供一溫度值及一濕度值給一比例-積分-微分控制器(PID)；該比例-積分-微分控制器(PID)比對該溫度控制器的設定與該溫度值及該濕度值，以動態調整該加熱器的發熱量，使該上空間的水蒸 汽得以維持於一恆溫恆濕狀態；及一負壓產生裝置，與該可編程恆溫恆濕控制箱相通用以抽出該上空間裡的水蒸汽，使與一標準氣體混合而對一分析儀進行校正；一流量控制單元，用以控制該恆溫恆濕狀態的水蒸汽的流量；該流量控制單元係藉由管路與該可編程恆溫恆濕控制箱相通，包含一第一流量調整裝置連接一第一流量計。
11. 如申請專利範圍第10項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該循環扇係設於該傾斜的隔板上端。
12. 如申請專利範圍第10項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該下空間設有一液位開關及一自動加水控制閥，以維持該蒸餾水槽的水位。
13. 如申請專利範圍第10項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該負壓產生裝置係一抽氣泵。
14. 如申請專利範圍第10項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元係連接於該可編程恆溫恆濕控制箱與該負壓產生裝置之間。
15. 如申請專利範圍第14項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元尚包括一三通閥，用以接入一標準氣體與該恆溫恆濕狀態的水蒸汽混合，而由該負壓產生裝置輸往該分析儀供作校正之用。
16. 如申請專利範圍第14項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該流量控制單元尚包括一方向閥，供試排放以檢驗該恆溫恆濕狀態的水蒸汽品質之用。
17. 如申請專利範圍第15項所述的利用負壓抽引的恆溫恆濕蒸汽供應裝置，其中該三通閥係透過一第二流量調整裝置及一第二流量計引入該標準 氣體者。