TWI790465B - 監測揮發性有機化合物存在之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本案係提供揮發性有機化合物檢測系統，其包含複數之閥及複數之泵。至少一泵係耦合至至少一閥。複數之感測器係耦合至該等泵及至少一閥。該感測器係偵測一種或多種揮發性有機化合物。

Description

監測揮發性有機化合物存在之系統及方法
本發明係關於有機化合物之監測，尤其係關於監測揮發性有機化合物存在之系統及方法。
揮發性有機化合物（volatile organic compounds，VOCs）係於一般室溫下具有高蒸汽壓之有機化學藥品。此種高蒸汽壓係由低沸點所致，而此種低沸點造成大量的VOC分子由該化合物揮發，並輕易地進入周遭空氣中。此種特徵即所謂揮發性質。
揮發性有機化合物包含人工及天然產生的化學物質。許多香味及臭味即由揮發性有機化合物所造成。然而，許多揮發性有機化合物會危害人體健康、或會傷害環境。更具體而言，雖然有害的揮發性有機化合物通常並不具有急毒性，但它們典型係長期累積產生健康之危害。因此，預先得知揮發性有機化合物之存在（例如藉由定期進行測量）對於公共健康及安全為重要事項。揮發性有機化合物亦可散發自活的生物體及/或目標，包含但不限於人類；且可作為指標及/或生物標記以判斷該活體目標之狀態，包含但不限於健康狀態。
典型地，測量揮發性有機化合物存在需要大型裝置，例如至少2’ x 2’ x 2’之等級，但相當昂貴，部分原因是其尺寸及複雜度。又，此種大型測量裝置通常會應用層析技術，習知必須具備溫度及濕度控制之潔淨室、使用昂貴的氣體耗材、且其操作者訓練的難度等同於博士學位。不必多言，前述原因嚴重限制了對健康篩檢或環境監控之揮發性有機化合物檢測之普及性。且該等限制於開發中國家或弱勢社區中，會因缺乏資金支持該習知裝置或缺乏鄰近實驗室運送檢測氣體予該等習知裝置進行測試等原因而更為惡化。
於揮發性有機化合物檢測之發展上，替代性方法通常相當昂貴，正確性極低，提供很少的檢測窗口，或在操作及維修上需要極特定之專業。因此，目前尚未有具備正確性、不昂貴之揮發性有機化合物之檢測，並可以低成本提供廣泛可用性；如此，將使公共健康之潛在危害、環境傷害、及無效且低適用性之疾病檢測等狀況持續存在。
依據本發明所述標的物之一面向，係提供一種揮發性有機化合物（VOC）檢測系統。該揮發性有機化合物檢測系統包含複數閥（valves）及複數泵（pumps）。至少一個泵與至少一個閥耦合。複數感測器係耦合至該等泵及至少一個閥。該等感測器係偵測一種或多種揮發性有機化合物。
依據本發明另一面向，係提供一種分析氣體混合物之方法。該方法包含將樣本導入複數閥之一者。又，該方法包含以複數感測器偵測該樣本中之一種或多種揮發性有機化合物。該等感測器係耦合至複數泵及至少一個閥。
依據本發明之另一面向，係提供一種分析氣體混合物之系統。該系統包括一外殼入口及一外殼出口。一檢測部係耦合至該外殼入口及該外殼出口。該檢測部包括複數閥，及複數感測器，耦合至該等閥之至少一者。該等感測器係偵測一種或多種揮發性有機化合物。
本發明之其他特徵及優點，係如後述及詳細呈現。
此處所提供之圖式及說明可能經簡化以呈現相關概念，便於清楚理解此處所述裝置、系統及方法；除去前述清晰之目的之外，其他概念則可能見於典型類似之裝置、系統及方法中。具本領域通常知識者可理解，其他元件及/或操作可為實施此處所述之裝置、系統及方法所期望及/或所必須。但，由於此類元件及操作於本技術領域為習知，且由於它們無助於理解本發明，因此並不提供此類元件及操作之詳細論述。然而，應將本案所描述概念視為已隱含所有此種元件、改變及修飾，且此為具本領域通常知識者所習知。
此處所用術語之目的僅為了描述具體實施例並非意圖限制本發明。舉例而言，除非上下文清楚指出其他方式，否則此處所用單數形式「一」、「一個」及「所述/該」亦意圖包括複數形式。還應明白術語「包括」、「包含」及「具有」為涵蓋式並用以特定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或部件之存在，但並未排除一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、部件及/或群組之存在或額外添加。此處所述之該方法步驟、製程及操作不應解釋為必須依照所論述或繪示之特定順序進行，除非文中有清楚指出特定順序。亦應理解可包含額外的或替代的步驟。
儘管此處可使用術語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，此等元件、部件、區域、層及/或部分不應被該等術語所限制。該等術語僅僅用於區分一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分。因此，除非上下文中有清楚指出，否則術語如「第一」、「第二」及其他編號式術語，於使用時並不意指特定系列或順序。
此處所揭露用於檢測及監測之由處理器實施之模組、系統及方法可提供複數類型之數位內容之讀取及轉換，包含但不限於，視訊、影像、文字、音訊、詮釋資料（metadata）、演算法、互動式文件內容，其係追蹤、傳遞、操作、轉換、收發及報告該讀取之內容。該等模組、系統及方法為例示性而非用以限制。因此，此處所述系統及方法為可適應及可延伸的，可對該例示性模組、系統及方法提供改良及/或添加。因此，本案亦包含所有該等延伸。
本案包含用以監測、鑑定、及定量有機化合物之系統及方法，該等有機化合物例如，舉例言之，於氣相環境中，包含1個或多個碳原子之化合物，例如VOCs。更具體而言，本案係關於一更小型、更省成本之裝置，可濃縮、鑑定、及定量至少VOCs。與本案實施例相反，習知系統通常為高能耗且複雜度高，且非常昂貴。
本案實施例可提供化合物鑑定、濃度、威脅等級等之量測。此種量測可以低能耗進行，如上述，且不需要習知技術之解決方案中所必需之其他支持性試劑、載體氣體如氮氣。
本案實施例可提供定置式或攜帶式之室內或室外環境監測。該實施例可提供低成本之健康篩檢、疾病診斷、及治療。健康篩檢及環境篩檢可包含篩檢具有毒性、致癌性、污染物、及/或對環境條件產生負面影響之化合物。
本案實施例可執行氣流中主要有機化合物之氣相層析（gas chromatography，以下簡稱GC），例如使用光離子化偵測儀（photoionization detector，以下簡稱PID）感測器等，係將空氣吸入通過過濾器，並使用小型泵。因此，本案實施例無須使用高純度、高成本之氣瓶。本案實施例可執行總揮發性有機化合物（TVOC）檢測，係使用TVOC感測器，例如PID感測器等。TVOC為廣範圍有機化學化合物之檢測，可簡化分析，並於該等化合物存在於環境氣體或排放時報告。
該PID感測器係做為氣體偵測之感測器而運作。典型PID感測器可測量揮發性有機化合物及其他氣體。PID感測器可產生即時讀數、可持續運作、且通常可用作GC或TVOC分析之感測器及/或偵測器。與氣相層析技術搭配時，PID感測器為高度選擇性感測器。於已知氣相層析技術中，載體氣體係包含低雜質（低於一般空氣）；通常使用氦氣及氮氣；因此，其對載體氣體之需求係與本發明實施例相反。
依據部分實施例，圖1係繪示VOC分析或TVOC分析之檢測系統100之例示性實施例。以非限制性實例之方式，如圖所示，可對以氣相層析為基礎之化學型態VOC分析、及TVOC分析提供分開的通道。
尤其是，圖1顯示，檢測系統100具有T形接頭102，經由封閉式檢測系統136之入口104而於輸入處接收氣體樣本及/或空氣。該T形接頭102係連接至碳過濾器106及控制閥110。控制閥110可接收一電壓V1以進行閥控制。控制閥110亦連接至烘箱112及GC捕集器114。GC捕集器114係用以收集揮發物，包含揮發性化合物，係於其輸入處接收；且其連接至預捕集器（pre-trap）116。
碳過濾器106係連接至濾水器118，並執行不移除揮發性有機化合物之選擇性過濾。濾水器118由其輸入處過濾水，並連接至收斂管道（constriction）120。收斂管道120控制通過碳過濾器106及濾水器118之氣流。碳過濾器106及濾水器118可形成單一過濾器配置。控制閥122係連接至收斂管道120、預捕集器116及T形接頭124。控制閥122可接收一電壓V2以進行閥控制。預捕集器116係用以於GC捕集器114之一端測量壓力及溫度。
烘箱112係連接至第一 GC PID感測器126，以進行VOC檢測。第一GC PID感測器126係連接至T形接頭124。第二PID感測器128係於一輸入處接收該氣體樣本及/或空氣，並連接至泵132。該T形接頭124係連接至泵130。泵130及132係連接至出口134以自檢測系統100移除。
檢測系統100包含檢測部136，其定義出檢測系統100內部為執行各種VOC及/或TVOC分析之部分。檢測部136可包括T形接頭102、控制閥110、烘箱112、GC捕集器114、及第一及第二PID感測器126及128。第一PID感測器126係用於GC VOC檢測，而第二PID感測器128係用於TVOC檢測。於一些實施例中，檢測部136可包含圖1所示以外之其他組件之配置。檢測部136係耦合至外殼入口104及外殼出口134。
於一些實施例中，檢測系統100可包含比圖1所示更多之眾多組件之間之各種不同連接並仍能夠實現所述的操作。另外，T形接頭102及124可提供入口埠以維持永久開啟或可手動或自動關閉。GC捕集器114能夠可逆地吸收化學物質，尤其是有機化合物，或更具體為揮發性有機化合物。
於一些實施例中，該外殼入口104包含T形接頭或類似物。於一些實施例中，該外殼出口134包含T形接頭或類似物。
於一些實施例中，該碳過濾器106可包含木炭過濾器。該木炭過濾器可由活性炭所構成。GC捕集器114及烘箱112所用之加熱器可為任何適合之加熱器。用以冷卻GC捕集器114及烘箱112之冷卻器可為任何適合之冷卻器。泵130及132可為能夠產生部分真空以操作該系統之任何適合之泵。PID感測器126及128可為用以感測化學化合物如VOC之任何適合之感測器。
於一些案例中，該檢測系統100之外殼入口104可為一或多個埠（ports）通向前述兩個分析通道。同理，由該等分析通道之該外殼出口134可包括來自該外殼之一或多個埠。
於一些實施例中，該系統壓力較佳可為介於0及1大氣壓。於一些實施例中，該外殼入口104及該GC捕集器114之間的連接可包含PEEK或不鏽鋼，且更佳可包括經鈍化之不鏽鋼。其他連接可使用不鏽鋼、聚醚醚酮（PEEK）、鐵氟龍管件或鐵氟龍內襯管件（FEP-lined tubing）。
於一些執行例中，該GC捕集器114及該烘箱112之間的連接可僅包含不鏽鋼。
於一些實施例中，烘箱112可使用設計於烘箱112中之一或多個「冷點」，因此能足夠久以達到冷凝。該確切的長度可依所使用之冷卻機制、管柱種類、烘箱熱質量、及其他本領域習知之因子而定。
於一些實施例中，可藉由低壓直流電插裝加熱器進行加熱，各加熱器可能需要加熱控制器。加熱控制能夠使該烘箱溫度以直線速率增加。烘箱112可包含插裝加熱器元件，其可由一持續可變直流電壓所控制。
於一些實施例中，該烘箱112之溫度可藉由加熱及冷卻所控制。可以精確的方式測量及控制（藉由加熱及冷卻）此溫度。
同理，於一些實施例中，該GC捕集器114之溫度可藉由加熱及冷卻所控制。可以精確的方式測量及控制（藉由加熱及冷卻）此溫度。
該GC捕集器114之溫度可於-10攝氏度（℃）至220℃之範圍中。
於一些實例中，可使用絕緣材料（insulation）保護 GC捕集器114及烘箱112之間的連接。若該絕緣材料無法維持所需溫度，則其必須包含以低壓直流電或交流電插裝加熱器加熱。
當然，基於本發明之揭露內容，具本領域通常知識者可理解並預期需要額外的電路及控制器。舉例而言，可包含額外的控制器以達成特定加熱及冷卻電路之精確控制。
於一些實施例中，第一及第二PID感測器126及128可接受自-40℃至+100℃之溫度處理。此溫度範圍較該GC捕集器114及烘箱112者少，因此PID感測器可能需要熱絕緣材料以由GC捕集器114及烘箱加熱區域隔熱。
於一些執行例中，第一及第二PID感測器126及128可於-40℃至+100℃之間之溫度中操作。於此例中，第一及第二PID感測器126及128可維持所欲溫度範圍，因此該第一及第二PID感測器126及128不需要任何主動加熱或冷卻。然而，若無法維持所欲溫度，則加熱或冷卻為必須。
於一些實施例中，PID感測器可監測相對濕度、溫度、壓力及電壓。其可以該PID感測器讀數之形式執行，因此，相對濕度、溫度、及壓力感測器可於同一外殼中並同為PID感測器。
於一些實施例中，PID濕度測量可具有+/- 0.1%準確度及0.1%精確度。PID溫度測量可橫跨-40℃至+100℃之範圍並具有+/- 0.1%準確度及0.1%精確度。PID壓力測量可橫跨0至1大氣壓之範圍。
於一些實施例中，預捕集器116之壓力測量可橫跨0至1大氣壓之範圍。預捕集器116之溫度測量可橫跨-10℃至220℃之範圍。
於一些實施例中，除了泵130及132之外，檢測系統100可包含額外的泵。一單獨輸出電壓可控制檢測系統100中之各個泵。
於一些實施例中，除了控制閥110及122之外，檢測系統100可包含額外的控制閥。一單獨輸出電壓可控制檢測系統100中之各個控制閥。
於一些實施例中，一診斷埠（diagnostic port）可允許一外部裝置或螢幕之使用，以展示運轉中的階段資訊，此診斷埠可為RS232或其類似者。
於一些執行例中，來自該檢測系統100之數據可遠距傳輸以進行數據擷取及分析。數據傳輸可模組化，且可允許以任何已知傳輸方法進行，如藍芽（Bluetooth）、無線網路（WiFi）、4G等。若數據傳輸停止或失敗，該數據可暫存於檢測系統100內部，並待通訊鏈恢復後傳輸。該檢測系統100可遠距控制。
於一些案例中，檢測系統100可包含一即時鐘（RTC），其提供擷取數據之時間。於一些實施例中，該即時鐘之啟動可藉由診斷埠完成，或透過4G傳輸鏈等提供之時間戳記。
於一些實施例中，一分別的壓力感測器可位於該預捕集器116中。一分別的壓力感測器可位於各PID感測器外殼中。一分別的壓力感測器可位於一控制板（於開啟位置中），以便能夠擷取檢測系統100之當前氣壓條件。
於一些實施例中，一分別的濕度/溫度感測器可位於各PID感測器外殼中。一分別的濕度/溫度感測器可位於該預捕集器116外殼中。一分別的濕度/溫度感測器可位於一控制板（於開啟位置中），以便能夠擷取檢測系統100之當前氛圍條件。
於一些執行例中，該檢測系統100之外殼可為塑膠、鋁、不鏽鋼、銅、玻璃纖維等，以減少重量並促進可攜帶性。該系統外殼可提供保護以抗灰塵侵入及部分抗水或防水。可使用入口風扇將氣體及/或空氣抽進該系統，例如經由一擋板，該擋板可防止水侵入並保護手指，據此該氣體及/或空氣係通過該外殼。可使用如圖7及8所示之出口風扇710，將氣體及/或空氣抽離該系統，例如經由一擋板，該擋板可防止水侵入並保護手指，據此該氣體及/或空氣係排出該外殼。
於一些實施例中，該系統可於不同環境溫度及條件下輕易操作，包括不同濕度、海拔、及氣氛溫度。該系統亦可隨所需電源供給而變化，例如可基於上述所選擇之元件數量。
依據部分實施例，圖2係繪示一檢測部200之例示性實施例，其用以與具有GC PID感測器及TVOC PID感測器之檢測系統組合。檢測部200可用於GC VOC檢測及/或TVOC檢測。檢測部200由外殼入口104接收氣體及/或空氣之樣本。T形接頭202由外殼入口104接收氣體及/或空氣。T形接頭202係連接至烘箱203及TVOC PID感測器208。烘箱203係連接至GC PID感測器206。GC PID感測器206係連接至泵210，及TVOC PID感測器208係連接至泵212。泵210及212 係連接至T形接頭214。T形接頭214由該PID感測器206及TVOC PID感測器208將該廢氣導出至外殼出口134。該檢測部200之組件性質係類似於圖1之檢測部136之組件性質。
依據部分實施例，圖3係繪示一檢測部300之例示性實施例，其用以與具有兩個GC PID感測器之檢測系統組合。檢測部300可用於雙GC VOC檢測（dual GC VOC testing）。檢測部300包含烘箱302，其由外殼入口104接收氣體及/或空氣之樣本。烘箱302亦連接至T形接頭306。T形接頭306係連接至GC PID感測器308及310。GC PID感測器308係連接至泵312。GC PID感測器 310係連接至泵314。泵312及314係連接至T形接頭316。T形接頭316由該PID感測器308及310將該廢氣導出至外殼出口134。該檢測部300之組件性質係類似於圖1之檢測部136之組件性質。
依據部分實施例，圖4係繪示一檢測部400之例示性實施例，其用以與具有單一GC PID感測器及一雙GC PID感測器/TVOC感測器結構之檢測系統組合。檢測部400可同時用於GC VOC檢測及/或雙GC VOC檢測及TVOC檢測。檢測部400包含T形接頭402，由外殼入口104接收氣體及/或空氣之樣本。T形接頭402亦連接至烘箱406及三通閥410。烘箱406係連接至T形接頭408。T形接頭408係連接至該三通閥410及GC PID感測器412。該三通閥410係連接至雙GC PID感測器/TVOC感測器結構414。GC PID感測器412係連接至泵416，且雙GC PID感測器/TVOC感測器結構414係連接至泵418。泵416及418係連接至T形接頭420。T形接頭420係將由GC PID感測器412及雙GC PID感測器/TVOC感測器結構414所產生之廢氣導出至外殼出口134。該檢測部400之組件性質係類似於圖1之檢測部136之組件性質。
依據部分實施例，圖5係繪示一檢測部500之例示性實施例，其用以與具有兩個GC PID感測器/TVOC感測器結構之檢測系統組合。檢測部500可用於雙GC VOC檢測及TVOC檢測。檢測部500包含T形接頭502，由外殼入口104接收氣體及/或空氣之樣本。T形接頭502亦連接至烘箱506及三通閥512。T形接頭506係連接至烘箱508及三通閥514。烘箱508係連接至T形接頭510。T形接頭510係連接至三通閥512及三通閥514。該三通閥512係連接至第一雙選擇性GC PID感測器/TVOC感測器518。該第一雙選擇性GC PID感測器/TVOC感測器結構518係連接至泵522。泵522係連接至T形接頭524。該三通閥514係連接至第二雙選擇性GC PID感測器/TVOC感測器516。該第二雙選擇性GC PID感測器/TVOC感測器結構516係連接至泵520。泵520係連接至T形接頭524。T形接頭524係將由雙GC PID感測器/TVOC感測器結構516及518所產生之廢氣導出至外殼出口134。該檢測部500之組件性質係類似於圖1之檢測部136之組件性質。
依據部分實施例，圖6係繪示一檢測部600之例示性實施例，其用以與具有複數GC PID感測器及複數TVOC感測器之檢測系統組合。檢測部600可用於複數GC VOC檢測及複數TVOC檢測。檢測部600包含T形接頭602，由外殼入口104接收氣體及/或空氣之樣本。T形接頭602係連接至複數T形接頭606中的一個。各T形接頭606係連接至相對不同之T形接頭606。又，各T形接頭606係連接至數個烘箱608中的一個。各烘箱608係連接至複數GC PID感測器610中的不同GC PID感測器。各GC PID感測器610係連接至複數泵616中的不同泵。各泵616係連接至數個T形接頭620中的一個。又，各T形接頭620係連接至相對不同之T形接頭620。該T形接頭620之一係連接至T形接頭624。
T形接頭602亦連接至複數T形接頭612中的一個。各T形接頭612係連接至相對不同之T形接頭612。又，各T形接頭閥係連接至複數TVOC PID感測器614中的一個。各TVOC PID感測器614係連接至眾多泵618中的一個。另外，各泵618係連接至數個T形接頭622中的一個。各T形接頭622係連接至相對不同之T形接頭622。該T形接頭622中的一個係連接至T形接頭624。T形接頭624係將由GC PID感測器610及TVOC PID感測器614所產生之廢氣導出至外殼出口134。該檢測部600之組件性質係類似於圖1之檢測部136之組件性質。
圖7係依據部分實施例繪示一檢測系統700之俯視圖。檢測系統700實質上類似於檢測系統100，並包含類似組件。圖6採用與檢測系統100中所採用的相同編號。外殼入口104係連接至T形接頭102。T形接頭102係連接至一過濾器配置702，其包含碳過濾器106、濾水器118、及收斂管道120，如圖1所示。又，T形接頭102係連接至控制閥110。控制閥110亦連接至烘箱112及GC捕集器114。GC捕集器114係連接至預捕集器116。預捕集器116係連接至控制閥122。控制閥122係連接至收斂管道120及T形接頭124。
PID感測器126係連接至T形接頭124及烘箱112。又，PID感測器126係用於GC VOC檢測。T形接頭124係連接至泵130。PID感測器128係連接至外殼入口104及泵132，及用於TVOC檢測。泵130及132係連接至外殼出口134。於此實施例中，外殼出口134可包含T形接頭704，其可連接至消音器（muffler）706。消音器 706係連接至出口708。出口708係用以自檢測系統700排出氣體、空氣、及/或廢氣。
於一些實施例中，為了符合該外殼之特定尺寸需求，用於檢測系統700中而介於組件之間及/或組件之配置之內部連接之數量係可變化。於一些實施例中，用於檢測系統700之T型接頭之數量及/或配置方式可與圖7所示不同。
依據部分實施例，圖8係繪示圖7之檢測系統700之仰視圖。檢測系統700之底部包含控制板802。為了適當操作，控制板802係對此處所述之大部分組件提供控制。又，控制板802可允許診斷埠之提供，該診斷埠可允許一外部裝置或螢幕之使用，以展示運轉中的階段資訊，此診斷埠可為RS232或其類似者。控制板802可允許將來自檢測系統700之數據傳輸至一分開之處，以進行數據擷取及分析。數據傳輸可經由下列方法之一，允許在操作前選擇之傳輸方法：(a) 藍芽、(b) 無線網路WIFI、(c) 3G寬頻通信協定、(d) 4G寬頻通信協定、或(e) 5G寬頻通信協定等。應留意，若數據傳輸因無論任何原因而失敗，藉由控制板802之功能，該數據可暫存於檢測系統700，並待通訊鏈恢復後傳輸。
控制板802可包含一即時鐘（RTC），其提供擷取數據之時間。該即時鐘之啟動可藉由診斷埠完成，或透過4G及/或5G傳輸鏈等提供之時間戳記。該即時鐘應能夠達到10 ppm之準確性—即，例如，315秒/每年，但亦可使用其他程度之準確性。又，控制板802可包含檢測GPS定位之能力—並應週期性傳輸其位置。
圖9係依據部分實施例繪示一烘箱組件900之例示性實施例之分解圖。該烘箱組件900包含冷卻風扇902以冷卻該烘箱。散熱器904係位於該冷卻風扇902下方以移除來自烘箱之熱能。數個熱電冷卻（TEC）裝置906係用以對烘箱組件900及散熱器904提供額外的冷卻。熱電冷卻裝置 906係位於第一絕緣隔片910的中間。第一絕緣隔片910係位於第二絕緣隔片911中，此係使用螺釘908。烘箱外殼912包含加熱元件914。環形管916係置於烘箱外殼912及外殼918之間以包含烘箱組件900所產生之熱。外殼918包含耐熱材料以控制溫度。外殼918係位於耐熱外殼920中。耐熱外殼920包含螺釘，以將該烘箱組件900整體一起固定。
烘箱組件900整合了加熱元件914及TEC裝置906，故可控制其溫度於-10℃至220℃。烘箱外殼912整合了插槽以持有該等管狀內部連接，並確保該內部管線受到妥善拘束。一「入口」管線起始時通過一狹窄插槽，以對該「入口」管線提供更佳的溫度控制。此狹窄插槽係具角度以提供一平順的過渡路徑至該烘箱外殼912之外側壁。烘箱外殼912中包含通道以允許支撐托架，其可拘束環狀管。此種方式允許整個腔室以導熱膠泥（thermal putty）填滿，以確保能夠良好控制所有管線之溫度。
依據部分實施例，圖10係繪示一捕集器組件1000之例示性實施例之分解圖。該捕集器組件1000包含冷卻風扇1002，以冷卻捕集器組件1000。散熱器1004係位於該冷卻風扇1002下方以移除來自捕集器組件1000之熱能。第一熱電冷卻隔片1006係位於該散熱器1004下方。數個熱電冷卻墊1008係位於第一熱電冷卻隔片1006及第二熱電冷卻隔片1010之間。螺釘1007係連接第一熱電冷卻隔片1006、熱電冷卻墊1008、及第二熱電冷卻隔片1010以形成熱電冷卻裝置。捕集器管夾1012係位於第二熱電冷卻隔片1010及捕集器機架1020之間。捕集器機架1020包含加熱元件1016。又，捕集器管夾1012及捕集器機架1020係位於外殼1018中。於一些實施例中，外殼1018可包含絕緣材料。
捕集器組件1000係使用加熱元件1016及熱電冷卻裝置以控制溫度於-10℃至220℃。捕集器組件1000可包含一緊密持置之外徑管1014，其需要捕集器機架1020及管夾1012（即，兩件式設計以固持管1014）。又，以兩根管子以固持加熱元件1016。
外殼1018以內部熱絕緣材料包覆結構1012及1020，以協助控制捕集器組件1000之溫度。除了該熱電冷卻裝置，此絕緣材料圍繞結構1012及1020之部分。
依據部分實施例，圖11係繪示一PID外殼組件1100之例示性實施例之分解圖。PID外殼組件1100包含底部外殼1102、頂部外殼1120、管1106、墊圈1108、1112及1118、感測器1114及客製化印刷電路板1116。螺釘1124及螺拴1126將PID外殼組件1100由頂部外殼1120至底部外殼1102固定在一起。PID外殼組件1100包含底部外殼1102，其連接至一外徑管1104。管1106可於底部外殼1102內部滑動。小墊圈1108係位於管1106及定製部（custom part）1110之間。第一大墊圈1112係位於定製部1110及感測器1114之間。感測器1114係插入客製化印刷電路板1116。第二大墊圈係位於客製化印刷電路板1116及頂部外殼1120之間。頂部外殼1120係連接至外徑管1122。
依據部分實施例，圖12A係繪示圖11之定製部1110之例示性實施例之俯視圖。依據部分實施例，圖12B係繪示圖11之定製部1110之例示性實施例之後視圖。依據部分實施例，圖12C係繪示圖11之定製部1110之例示性實施例之仰視圖。如圖11所示，定製部1110與管1106連接至該感測器1114頂部。
圖13係依據部分實施例繪示一預捕集器外殼組件1300之例示性實施例。預捕集器外殼組件1300包含底部外殼1302、頂部外殼1312、兩墊圈1306及1310、及客製化印刷電路板1308。螺釘1316及螺拴1318係將預捕集器外殼組件1300由頂部外殼1312至底部外殼1302固定在一起。預捕集器外殼組件1300包含底部外殼1302，其連接至一外徑管1304。第一墊圈1306係位於底部外殼1302及客製化印刷電路板1308之間。第二墊圈1310係位於頂部外殼1312及客製化印刷電路板1308之間。頂部外殼1312係連接至一外徑管1314。螺釘1316及螺拴1318係將預捕集器外殼組件1300由頂部外殼1316至底部外殼1302固定在一起。
依據部分實施例，圖14係繪示風速計1400之例示性實施例，係連接性整合至檢測系統100之外殼之實施例。圖14係繪示一超音波風速計整合至VOC偵測監控儀。風速計1400可外接或內接、及/或整合至VOC偵測監控儀。舉例而言，VOC偵測監控儀之控制、電源及聯絡系統可對該風速計為共同控制操作、數據及電源、及/或可與之分享數據傳輸能力。
於說明書中所用「一執行例」，於該執行例中所述之特定特徵、結構、或特色係被涵蓋於本發明之至少一執行例中。於說明書各處所出現之用語「於一執行例中」、「於一些執行例中」、「於一案例中、「於一些案例中」、「於一實例中、「於一些實例中」、「於一實施例中」、「於一些實施例中」，對於相同執行例或實施例之所有內容援引則並非必須。
最後，如上述之本發明之揭露內容均以說明及敘述為目的，並不意圖毫無遺漏地描述或限制本發明至僅涵蓋所揭露之精確形式。如上述所教示，可能會有許多修改及變化。本發明之範疇應依據後附申請專利範圍，而並非受前載詳細敘述所限制。如具本領域通常知識者所理解，在不悖離本發明之精神及所示必要技術特徵之情況下，本發明可以其他特定形式而實施。據此，本說明書僅意圖敘述而非用以限制本發明之範疇。本發明之範疇如申請專利範圍所示。
100、700、800:檢測系統 102、124、202、214、306、316、402、408、420、502、506、510、524、602、606、612、620、622、624、704:T形接頭 104:外殼入口 106:碳過濾器 110:控制閥 112:烘箱 114:GC捕集器 116:預捕集器 118:濾水器 120:收斂管道 122:控制閥 126:第一PID感測器 128:第二PID感測器 130、132、210、212、312、314、416、418、520、522、616、618:泵 134:外殼出口 136、200、300、400、500、600:檢測部 203、302、406、508、608:烘箱 206、308、310、412、610:GC PID感測器 208、614:TVOC PID感測器 410、512、514:三通閥 414、516、518:雙GC PID感測器/TVOC感測器 702:過濾器配置 706:消音器 708:出口 710:出口風扇 802:控制板 900:烘箱組件 902、1002:冷卻風扇 904、1004:散熱器 906:熱電冷卻裝置 908、1007、1124、1316:螺釘 910:第一絕緣隔片 911:第二絕緣隔片 912:烘箱外殼 914、1016:加熱元件 916:環形管 918、1018:外殼 920:耐熱外殼 1000:捕集器組件 1006:第一熱電冷卻隔片 1008:熱電冷卻墊 1010:第二熱電冷卻隔片 1012:捕集器管夾 1014:外徑管 1020:捕集器機架 1100:PID外殼組件 1102、1302:底部外殼 1104:外徑管 1106:管 1108、1112、1118、1306、1310:墊圈 1110:定製部 1114:感測器 1116:客製化印刷電路板 1120、1312:頂部外殼 1122:外徑管 1126、1318:螺拴 1300:預捕集器外殼組件 1304、1314:外徑管 1308:客製化印刷電路板 1400:風速計
圖1係依據部分實施例繪示一種檢測氣相層析（GC）揮發性有機化合物（VOC）或總揮發性有機化合物（TVOC）之檢測系統之例示性實施例。
圖2係依據部分實施例繪示一檢測部200之例示性實施例，其用以與具有GC光離子化偵測儀（PID）感測器及TVOC PID感測器之檢測系統組合。
圖3係依據部分實施例繪示一檢測部之例示性實施例，其用以與具有兩個GC PID感測器之檢測系統組合。
圖4係繪示一檢測部之例示性實施例，其用以與具有單一GC PID感測器及一雙GC PID感測器/TVOC感測器結構之檢測系統組合。
圖5係依據部分實施例繪示一檢測部之例示性實施例，其用以與具有兩個GC PID感測器/TVOC感測器結構之檢測系統組合。
圖6係依據部分實施例繪示一檢測部之例示性實施例，其用以與具有複數GC PID感測器及複數TVOC感測器、複數烘箱之檢測系統組合。
圖7係依據部分實施例繪示一檢測系統之俯視圖。
圖8係依據部分實施例繪示圖7之檢測系統之仰視圖。
圖9係依據部分實施例繪示一烘箱組件900之例示性實施例之分解圖。
圖10係依據部分實施例繪示一捕集器組件1000之例示性實施例之分解圖。
圖11係依據部分實施例繪示一PID外殼組件1100之例示性實施例之分解圖。
圖12A係依據部分實施例繪示圖11之定製部之例示性實施例之俯視圖；圖12B係依據部分實施例繪示圖11之定製部之例示性實施例之後視圖；圖12C係依據部分實施例繪示圖11之定製部之例示性實施例之仰視圖。
圖13係依據部分實施例繪示一預捕集器外殼組件之例示性實施例。
圖14係依據部分實施例繪示，與該揮發性有機化合物檢測系統整合之風速計之例示性實施例。
100:檢測系統
102、124:T形接頭
104:外殼入口
106:碳過濾器
110:控制閥
112:烘箱
114:GC捕集器
116:預捕集器
118:濾水器
120:收斂管道
122:控制閥
126:第一PID感測器
128:第二PID感測器
130、132:泵
134:外殼出口
136:檢測部

Claims (19)

  1. 一種揮發性有機化合物(VOC)檢測系統，包括：複數閥；複數泵，至少一個泵與至少一個閥耦合，該複數泵包括第一及第二泵，兩者出口彼此耦合；及複數感測器，直接耦合於該複數泵中之至少一者及該複數閥中之至少一者之間，其中該複數感測器係檢測一種或多種揮發性有機化合物。
  2. 如請求項1所述之揮發性有機化合物檢測系統，進一步包括一烘箱，耦合至該閥之一者及該複數感測器之第一感測器。
  3. 如請求項1所述之揮發性有機化合物檢測系統，其中該複數感測器包括第一及第二感測器，其中，該第一感測器為係執行氣相層析(GC)光離子化偵測儀(PID)感測器以檢測特定揮發性有機化合物(VOC)，及該第二感測器為總揮發性有機化合物(TVOC)感測器以執行於TVOC檢測，以檢測該VOC檢測系統中所存在之揮發性有機化合物之範圍。
  4. 如請求項3所述之揮發性有機化合物檢測系統，進一步包括一烘箱，藉由第一T形接頭或直接耦合至該第一及第二感測器，及該第一及第二泵之兩者出口係藉由第二T形接頭彼此耦合。
  5. 如請求項1所述之揮發性有機化合物檢測系統，其中該等感測器包括至少一個總揮發性有機化合物(TVOC)感測器以執行TVOC檢測。
  6. 如請求項1所述之揮發性有機化合物檢測系統，其中該等感測器包括至少一個雙GC PID感測器/TVOC感測器配置以執行GC檢測或TVOC檢測。
  7. 一種分析氣體混合物之方法，包括：將樣本導向複數閥中之一者；及以複數感測器檢測該樣本中之一種或多種揮發性有機化合物，其中，該複數感測器係直接耦合於複數泵中之至少一者與該複數閥中之至少一者之間；其中，該複數泵包括第一及第二泵，兩者出口彼此耦合。
  8. 如請求項7所述之方法，進一步包括一烘箱，耦合至該複數閥中之一者及該複數感測器中之第一感測器。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該第一感測器係執行氣相層析(GC)VOC檢測。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該第一感測器係GC PID感測器。
  11. 如請求項7所述之方法，其中該等感測器包括至少一個總揮發性有機化合物(TVOC)感測器以執行TVOC檢測。
  12. 如請求項7所述之方法，其中該等感測器包括至少一個雙GC PID感測器/TVOC感測器配置以執行GC檢測或TVOC檢測。
  13. 一種分析氣體混合物之系統，包括：一外殼入口；一外殼出口；一檢測部，耦合至該外殼入口及該外殼出口，該檢測部包括：複數閥，各設為可接收閥控制之電壓；及複數感測器，耦合於至少一個泵與該複數閥中之至少一者，其中該複數感測器係偵測一種或多種揮發性有機化合物，其中，該複數泵包括第一及第二泵，兩者出口彼此耦合。
  14. 如請求項13所述之系統，其中該檢測部包括一烘箱，耦合至該複數閥中之一者及該複數感測器中之第一感測器。
  15. 如請求項14所述之系統，其中該第一感測器係執行氣相層析(GC)VOC檢測。
  16. 如請求項15所述之系統，其中該第一感測器係GC PID感測器。
  17. 如請求項15所述之系統，其中該等感測器包括至少一個總揮發性有機化合物(TVOC)感測器以執行TVOC檢測。
  18. 如請求項15所述之系統，其中該等感測器包括至少一個雙GC PID感測器/TVOC感測器配置以執行GC檢測或TVOC檢測。
  19. 如請求項15所述之系統，進一步包括一過濾器配置，耦合至該檢測部。
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