TWI796302B - 具有細長氣體傳導元件的嗅探探針附件 - Google Patents

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Abstract

一種氣體分析儀的一嗅探探針（22），其中該嗅探探針（22）用以吸入氣體，且適於連接到該氣體分析儀，該嗅探探針（22）包括具有一進氣口的一嗅探頭（20），使氣體沿該進氣口的一垂直平分線（28）進入；其中該嗅探頭（20）包括至少一細長氣體傳導元件（30），該細長氣體傳導元件（30）基本上平行於該垂直平分線（28）且從該進氣口向遠端突出。

Description

具有細長氣體傳導元件的嗅探探針附件
本發明涉及一種氣體分析儀中用於吸氣的嗅探探針，也涉及一種用於這種嗅探探針的嗅探附件。
為了產生真空，氣體分析儀配備有真空泵以將氣體抽入真空。分析吸入的氣體以識別至少一種吸入的氣體成分。氣體分析儀的真空泵通常通過細長的可撓軟管(flexible hose)與嗅探探針(sniffer probe)連接，以便導引嗅探探針進入目標區域。氣體沿著進氣口的垂直平分線，從嗅探頭(sniffer tip)的進氣口吸入，進氣口設置在嗅探探針的遠端。這樣的氣體分析儀常用於洩漏偵測，其中嗅探探針通常以手動方式導引以測試可能的洩漏區域。例如，可以將嗅探探針引導到測試物上，其中該測試物以測試氣體加壓，以檢測從可能的洩漏所散逸的測試氣體。
洩漏檢測的基本的難點在於，為了檢測漏洞，通常預期已在很遠的距離處獲得通過嗅探探針吸入的強大氣流的流動。然而，吸入的氣體流量越大，所吸入的氣流中檢測到的測試氣體的濃度越低，測試氣體的檢測限度越低。另外，橫向於嗅探探針進氣方向的氣流可能具有這樣的作用，即從漏洞漏出的一部分測試氣體被從嗅探頭帶走，而不被氣體分析儀檢測到。這個作用降低了測試氣體的檢測限度越多，漏洞和嗅探頭之間的距離就越大。
本發明的一個目的是提供一種改進的嗅探探針和一種改進的嗅探附件。
該目的通過申請專利範圍第1項和第2項的特徵來實現。
嗅探探針至少有一細長氣體傳導元件。作為替代，提供了一種嗅探附件，適於安裝在嗅探探針上，且設置有至少一細長氣體傳導元件。對於細長氣體傳導元件，氣體傳導意味著空氣或氣體橫向流入進氣口的開口區域，即垂直於進氣口的垂直平分線，將受到細長氣體傳導元件的影響。這是為了避免這樣的橫向氣流攜帶測試氣體離開進氣口或阻止橫向氣流進入進氣口。這裡，細長氣體傳導元件基本上平行於氣體沿其吸入的進氣口的垂直平分線，使得沿垂直平分線通過進氣口的氣體量越少越好。如本文所使用的，基本上是指相對於水平線在上至20度，較佳至10度，特別佳則至5度的角度範圍內的傾斜配置。細長氣體傳導元件最好比沿垂直平分線的氣流影響橫向氣流更多。細長氣體傳導元件也可以用來減少氣體的紊流。這麼做的優點在於，由於橫向氣流的減小，引入的氣流中的測試氣體的比例增加，並且吸入的氣流中的檢測氣體的檢測極限被降低。
細長氣體傳導元件是沿著垂直平分線的縱向尺寸大於橫向於垂直平分線的寬度或深度的元件。細長氣體傳導元件可以是二維片狀元件，其深度明顯小於其寬度，寬度小於其長度。作為替代，該元件可以是纖維狀的圓柱形元件。例如，這可以是具有圓形橫截面的纖維。較佳地，上述類型的多個細長氣體傳導元件與進氣口相鄰設置，以形成對橫向氣流的阻擋。有利地，細長氣體傳導元件設置在進氣口附近，例如，以環形方式。因此，從橫向於進氣口的平面的垂直平分線的任何可能的方向的橫向氣流都受到影響，而沿著垂直平分線的縱向氣流只受到輕微的影響。細長氣體傳導元件較佳地具有彈性回彈。在細長纖維的情況下，這產生了用於防止橫向氣流和沿著纖維的氣流方向的筆刷狀結構。
細長氣體傳導元件向遠處延伸超過進氣口，使得吸入的氣體在到達進氣口之前流過細長氣體傳導元件。在彈性回彈的細長氣體傳導元件或者彈性回彈元件的情況下，同樣也可以作為用於調節和維持與被嗅探的測試物的表面適當距離的的指示器。細長氣體傳導元件向遠處伸出超過進氣口的長度應對應於進氣口與被嗅探表面之間的最佳距離。當細長氣體傳導元件的遠端與被嗅探的表面之間接觸時，細長氣體傳導元件提供了觸覺上明顯的阻力。
可以假設，至少一個細長氣體傳導元件的遠端設置有觸敏感測器，觸敏感測器與要被嗅探的表面接觸時則生成一個訊號，以指示嗅探頭與測試物保持正確的距離。訊號可以以目前已知的方式產生，例如，電子式地傳送到氣體分析儀。
在另一個實施例中，可以假設細長氣體傳導元件由透氣的材料如海綿狀的材料所構成。有利的是，細長氣體傳導元件的縱向方向上，即在與進氣口平面的垂直平分線相平行的進氣方向上的氣體滲透性大於其在橫向於縱向方向上的氣體滲透性，因此影響氣體的橫向氣流多於縱向氣流。細長氣體傳導元件的透氣材料可以覆蓋進氣口，使得吸入的氣體通過材料被吸入。在這種情況下，如果透氣性（gas permeability）在縱向方向上比在橫向方向上大，則是特別有利的。另外，細長氣體傳導元件也可以設置在進氣口附近，例如以擋風玻璃的方式遮蔽橫向氣流。也可以假設上述類型的透氣材料的多個細長氣體傳導元件的設置。
第一實施例的嗅探附件12具有圓柱形外殼14，該圓柱形外殼14設置有用於引入氣流的氣流通道，該氣流通道沿圓柱形外殼14中心延伸穿透。如圖2，在近端，即在氣流的吸入方向上看的近端18，嗅探附件12可以設置在嗅探探針22的嗅探頭20上。為此，嗅探附件12和嗅探探針22可以設置有圖中未繪示出的可互鎖的連接器。
在與近端18相對的末端24處，嗅探附件12設置有進氣口26，該進氣口26通向氣體流動通道16。至少大部分氣體沿著垂直平分線28通過進氣口26吸入，即在平行於與進氣口26的表面垂直排列的直線的進氣方向上吸入，並延伸穿過進氣口26的中心。
末端24設置有多個纖維狀的細長氣體傳導元件30，其從末端24以類似筆刷的方式像細纖維一樣伸出並向遠處延伸。
儘管圖1和2中的第一實施例的特徵在於提供具有細長氣體傳導元件的嗅探附件12的嗅探探針22的嗅探頭20，圖3和圖4中的第二實施例是基於將細長氣體傳導元件直接附接到嗅探頭20的構想。在第一實施例中，多個細長氣體傳導元件設置在嗅探附件12的進氣口26的區域中，並延伸到該末端24之外。在第二實施例中，細長氣體傳導元件配置在嗅探頭20的進氣口25的區域中，並同樣向遠處延伸。
細長氣體傳導元件30形成橫向氣流32的屏障，橫向氣流32橫向或幾乎橫向地指向垂直平分線28，屏障分別圍繞進氣口26和25環形地分佈。該屏障的氣體滲透性在沿垂直平分線28的縱向方向上明顯更高，且較佳的為最高，而對於橫向地指向垂直平分線28的橫向氣流32，該屏障的氣體滲透性明顯更低，且較佳的可忽略地低。
圖1和圖3示意性地示出表面36中被嗅探的洩漏34，箭頭38的星形結構表示測試氣體從洩漏34流出。細長氣體傳導元件30避免橫向氣流32將散逸測試氣體38帶離進氣口26。當細長氣體傳導元件30與表面36接觸而在洩漏34的區域中被嗅探時，從洩漏34漏出的氣體38沿著垂直平分線28被引導到進氣口26或進氣口25，並且從那裡通過氣體流動通道16流向氣體分析儀以進行評估，氣體分析儀未在圖中繪示出。
12‧‧‧嗅探附件 14‧‧‧圓柱形外殼 16‧‧‧氣體流動通道 18‧‧‧近端 20‧‧‧嗅探頭 22‧‧‧嗅探探針 24‧‧‧末端 25、26‧‧‧進氣口 28‧‧‧垂直平分線 30‧‧‧細長氣體傳導元件 32‧‧‧橫向氣流 34‧‧‧洩漏 36‧‧‧表面 38‧‧‧氣體 38‧‧‧箭頭
圖1是嗅探附件（第一實施例）的縱剖面圖。 圖2是圖1的嗅探附件的嗅探探針的圖示。 圖3是通過嗅探探針（第二實施例）的縱剖面圖。 圖4是圖3的嗅探探針的圖示。
12‧‧‧嗅探附件
20‧‧‧嗅探頭
22‧‧‧嗅探探針

Claims (10)

  1. 一種氣體分析儀的一嗅探探針(22)，其中該嗅探探針(22)用以吸入氣體，且適於連接到該氣體分析儀，該嗅探探針(22)包括：一嗅探頭(20)，具有一進氣口(25)，使氣體可沿該進氣口(25)的一垂直平分線(28)進入；其中，該嗅探頭(20)包括多個細長氣體傳導元件(30)，該些細長氣體傳導元件(30)環繞該進氣口(25)排列且基本上平行於該垂直平分線(28)且從該進氣口(25)向遠端突出，以形成針對橫向氣流且環繞該進氣口(25)分布的一屏障，且該些細長氣體傳導元件(30)包括覆蓋該進氣口(25)或鄰設於該進氣口(25)的一透氣材料。
  2. 如請求項1所述之嗅探探針(22)，其中該些細長氣體傳導元件(30)具有彈性。
  3. 如請求項1所述之嗅探探針(22)，其中該些細長氣體傳導元件(30)為纖維狀且呈一筆刷狀。
  4. 一種嗅探附件(12)，裝設於一氣體分析儀的一嗅探探針(22)的一嗅探頭(20)，其中該嗅探探針用以吸入氣體，該嗅探附件(12)包括：一進氣口(26)，適於對準該嗅探頭(20)的一進氣口(25)，使得氣體可以沿著二該進氣口(25、26)的一垂直平分線(28)吸入；以及多個細長氣體傳導元件(30)，該些細長氣體傳導元件(30)環繞該進氣口(26)排列且基本上平行於該垂直平分線(28)，且自該嗅探附件(12)的該進氣口(26)向遠端突出，以形成針對橫向氣流且環繞該進氣口(25)分布的一屏障，且 該些細長氣體傳導元件(30)包括覆蓋該進氣口(26)或鄰設於該進氣口(26)的一透氣材料。
  5. 如請求項4所述之嗅探附件(12)，其中該些細長氣體傳導元件(30)具有彈性。
  6. 如請求項4所述之嗅探附件(12)，其中該些細長氣體傳導元件(30)為纖維狀且呈一筆刷狀。
  7. 一種氣體分析儀的一嗅探探針(22)，其中該嗅探探針(22)用以吸入氣體，且適於連接到該氣體分析儀，該嗅探探針(22)包括：一嗅探頭(20)，具有一進氣口(25)，使氣體可沿該進氣口(25)的一垂直平分線(28)進入；其中，該嗅探頭(20)包括一細長氣體傳導元件(30)，該細長氣體傳導元件(30)基本上平行於該垂直平分線(28)且從該進氣口(25)向遠端突出，該細長氣體傳導元件(30)包括覆蓋該進氣口(25)或鄰設於該進氣口(25)的一透氣材料，以形成針對橫向氣流的一屏障。
  8. 一種嗅探附件(12)，裝設於一氣體分析儀的一嗅探探針(22)的一嗅探頭(20)，其中該嗅探探針用以吸入氣體，該嗅探附件(12)包括：一進氣口(26)，適於對準該嗅探頭(20)的一進氣口(25)，使得氣體可以沿著二該進氣口(25、26)的一垂直平分線(28)吸入；以及一細長氣體傳導元件(30)，基本上平行於該垂直平分線(28)且自該嗅探附件(12)的該進氣口(26)向遠端突出，該細長氣體傳導元件(30)包括覆蓋該進氣口(26)或鄰設於該進氣口(26)的一透氣材料，以形成針對橫向氣流的一屏障。
  9. 一種氣體分析儀的一嗅探探針(22)，其中該嗅探探針(22)用以吸入氣體，且適於連接到該氣體分析儀，該嗅探探針(22)包括：一嗅探頭(20)，具有一進氣口(25)，使氣體可沿該進氣口(25)的一垂直平分線(28)進入；其中，該嗅探頭(20)包括多個細長氣體傳導元件(30)，該些細長氣體傳導元件(30)環繞該進氣口(25)排列且基本上平行於該垂直平分線(28)且從該進氣口(25)向遠端突出，以形成針對橫向氣流且環繞該進氣口(25)分布的一屏障，且該屏障在相對於該垂直平分線(28)橫向的橫向方向上的透氣性低於沿著該垂直平分線(28)的縱向方向上的透氣性。
  10. 一種嗅探附件(12)，裝設於一氣體分析儀的一嗅探探針(22)的一嗅探頭(20)，其中該嗅探探針用以吸入氣體，該嗅探附件(12)包括：一進氣口(26)，適於對準該嗅探頭(20)的一進氣口(25)，使得氣體可以沿著二該進氣口(25、26)的一垂直平分線(28)吸入；以及多個細長氣體傳導元件(30)，該些細長氣體傳導元件(30)環繞該進氣口(26)排列且基本上平行於該垂直平分線(28)，且自該嗅探附件(12)的該進氣口(26)向遠端突出，以形成針對橫向氣流且環繞該進氣口(25)分布的一屏障，且該屏障在相對於該垂直平分線(28)橫向的橫向方向上的透氣性低於沿著該垂直平分線(28)的縱向方向上的透氣性。
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