[發明專利]一種半導體冷卻降濕除水裝置及應用

在審

• 申請號: 201410592637.4
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN105617823A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 李海洋;彭麗英;王幀鑫;周慶華;蔣丹丹
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;G01N1/34;F25B21/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及一種高濕氣體的冷卻降濕除水的裝置，具體地說是利用半 導體制冷的方法將高濕氣體中的水汽冷凝并排出，從而達到降濕除水的作 用，以利于在低濕度條件下測量技術的快速簡單測量。

背景技術

在實際樣品檢測和篩查過程，很多現有甚至是主流測量技術都面臨著一 個需要解決的問題：實際樣品的高濕度會大大降低檢測的靈敏度以及分辨 效果和識別能力，如濕度的存在使得質譜的靈敏度大大降低，與此同時也 使得離子遷移譜的譜峰變復雜，分辨能力變差同時降低了靈敏度。因此解 決這一難題對于在線篩查或現場監測具有重要的意義。目前國內為均針對 這一問題進行了許多研究，其中分子篩等除水吸附劑和膜進樣裝置以及聯 用技術均已經有所應用。吸附劑在吸附水汽除水的同時也會吸附待測物， 另外它還需要短時間內不斷更新，這些不足限制了它的更廣泛的應用；膜 進樣是目前比較流行的技術，但是待測物擴散透過膜的時間較長，并且對 待測物有選擇作用，這些不利用現場快速監測和廣泛應用；聯用技術也是 一種解決高濕度的途徑，但是幾種技術聯用增加了儀器的復雜性，儀器價 格昂貴，便攜性弱，適合于實驗室分析，不利于現場分析。因此提出一種 快速降濕除水的裝置或方法具有必要性。

發明內容

本發明涉及一種高濕氣體的冷卻降濕除水的裝置，具體地說是利用半 導體制冷的方法將高濕氣體中的水汽冷凝并排出，從而達到降濕除水的作 用，以利于在低濕度條件下測量技術的快速簡單測量。

本發明采用的技術方案如下：

高濕氣體通過進氣口進入氣體流動槽內，在珀耳帖熱電效應作用下， 由于半導體制冷模塊的制冷作用，氣體流動槽內的溫度低于高濕氣體氣源 的溫度，高濕氣體中的水汽于氣體流動槽內冷凝成液態水，存儲在二條以 上凹槽中的凹槽下端，于凹槽下端形成一蓄水槽，總排水通道周期性開關， 冷凝水由分排水通道匯聚到總排水通道中，排出至裝置之外。

一種半導體冷卻降濕除水裝置，半導體制冷模塊的冷端扣合有上蓋， 上蓋與冷端緊密貼接，于與冷端接觸的上蓋表面開設有凹槽，作為氣體流 動槽；

于凹槽四周的上蓋表面上開設有環形凹槽作為O圈槽，環形凹槽內放 置有密封O圈，上蓋與冷端經密封O圈密閉連接；

半導體制冷模塊的冷端豎向放置，上蓋表面的氣體流動槽是由二條以 上從上至下設置的凹槽構成的迂回通道，二條以上凹槽從左至右依次單數 凹槽下端與其相鄰偶數凹槽的下端相連通、偶數凹槽上端與其相鄰單數凹 槽的上端相連通；于二條以上凹槽中最左側的凹槽底部設有通孔，作為高 濕氣體樣品進氣口，于二條以上凹槽中最右側的凹槽底部設有通孔，作為 排氣口；排氣口處設有二通閥門；

于二條以上凹槽中的凹槽下端設有通孔，作為分排水通道，二個以上 的分排水通道經管路連通至總排水通道，于總排水通道上設有二通閥門。

于半導體制冷模塊的熱端設有二個以上垂直于熱端表面的散熱片，于 散熱片遠離熱端側設有散熱風扇，制冷過程中的熱量經由散熱片和散熱風 扇轉移并散去。

高濕氣體樣品進氣口與高濕氣體氣源相連，排氣口經二通閥門與所體 樣品檢測儀如離子遷移譜的進氣口相連，總排水通道經二通閥門與水收集 容器相連。

所述裝置用于高濕氣體樣品除水，高濕氣體通過進氣口進入氣體流動 槽內，在珀耳帖熱電效應作用下，由于半導體制冷模塊的制冷作用，氣體 流動槽內的溫度低于高濕氣體氣源的溫度，高濕氣體中的水汽于氣體流動 槽內冷凝成液態水，存儲在二條以上凹槽中的凹槽下端，于凹槽下端形成 一蓄水槽，總排水通道周期性開關，冷凝水由分排水通道匯聚到總排水通 道中，排出至裝置之外。

半導體制冷模塊可通過排水通道將冷凝水周期性的排出裝置，其利用 半導體制冷裝置將高濕度氣體中的水汽冷凝并排出，從而達到降濕除水的 作用，利于需要低濕度條件下測量技術的快速簡單測量。

裝置的制冷方式為半導體制冷(珀耳帖效應)，制冷的溫度范圍為-10℃- 室溫。

該裝置適用于高濕度氣體的相對濕度范圍為1-100％。

高濕度氣體包含呼出氣、潮濕的室外空氣、潮濕的室內空氣或潮濕的 密閉環境氣體。

本發明的優點如下：

1.利用半導體制冷技術，濕氣體樣品的在線快速降溫，在線快速冷凝 降濕除水，實現濕氣體樣品的在線快速降濕除水和測量。