[发明专利]具有改进的热稳定性的过程分析装置

说明书

技术领域

本实用新型一般地涉及一种过程分析技术，更具体地涉及一种过程分析装置，以及一种用在过程分析装置中的导热管系统和一种用于维持分析装置中的部件的大致恒定温度的系统。

背景技术

分析装置和仪器被用在多个应用中以定量地和/或定性地分析感兴趣的样品。分析装置和仪器经常出现在实验室中并且有时被用在过程操作中。如在本文使用的那样，分析装置是能够接收感兴趣的样品并且提供对感兴趣的样品的一些方面的指示的任何装置、系统或设备。分析装置包括但不限于过程气体分析仪、NO/NOx分析仪、碳氢化合物分析仪、连续排放监视系统和过程气体色谱仪。

气体色谱仪(GC)依靠对色谱柱、探测器和支撑系统的温度的精确控制。一个或多个电热器被用于加热被控制的恒温器、腔室或局部加热区域或基板(在后文中称为恒温器)。此种加热器利用由恒温器中的或靠近恒温器的一个或多个温度传感器所提供的温度反馈通过闭合回路控制系统中的循环的开/关而进行操作。当外界环境条件稳定时，该技术水平的恒温器温度控制系统提供了对用于恒温器的温度设定点(典型地，+/-0.1℃或更小)的充分控制。然而，气体色谱仪普遍地在未防范周围环境的情况下安装过程气体色谱仪。此种被暴露的过程气体色谱仪经历从-40°到+60℃的环境温度改变，但是仍然期望其在跨越此种广泛的环境变化范围内表现出恒定的测量性能。

随着过程分析装置的技术进步，越来越需要在即使面对显著的环境温度波动时还提供更精确的分析输出。

发明内容

一种过程分析装置包括用于接收感兴趣样本的输入端以及被可操作地连接以接收感兴趣的样本的分析探测器。提供与感兴趣的样本有关的分析输出。多个导热管被热连接到所述分析探测器。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的过程气体色谱仪的一部分的示意图。

图2是根据本发明的实施例的过程气体色谱仪的连接到导热管的热导率探测器的透视示意图。

图3是根据本发明的实施例的采用多个导热管的导热管系统的分解示意图。

图4是根据本发明的实施例的被组装的导热管系统的透视图。

具体实施方式

气体色谱仪一般采用的恒温加热器可以控制由来自于恒温器中的温度传感器的一个或多个测量值所驱动的平均恒温器温度。这些传感器的示例包括热电偶、热电阻装置(RTD)和热敏电阻。一般地，使用单个的温度传感器。当恒温器由于外界环境温度变化而发生了热损失时，单点测量导致性能退化。典型地，随着恒温器损失热，在控制传感器向控制系统指示平均恒温器温度已经降低并且控制系统作出反应向加热器供能之前存在延迟时间。结果，在控制系统命令加热之前，一些恒温器表面或区域可能已经冷却到控制设定点之下，并且在控制系统感测到足够的热已经被增加到恒温器以达到设定点之前，恒温器的其他区域将达到比设定点高的温度。因此，由于环境的影响在当前的色谱仪恒温器中可以发生显著改变。

热导率探测器(TCD)一般地被用在气体色谱仪中并且用于测量流过探测器的气体的热导率的微小偏差。此种探测器对温度变化极其敏感；因此影响测量稳定性和精度。一般地，色谱仪恒温箱中的TCD的位置不是热对称的。由于恒温箱控制系统和加热器响应于外界变化，因而如上所述地在恒温箱中发生局部的温度变化。这些恒温箱变化允许在TCD安装件和/或TCD主体中产生热损失或热增益，因此导致TCD主体的局部温度发生变化。TCD自身的任何这种温度偏差导致测量值的变化。

本发明的实施例通过显著地改善对此种探测器的热控制而提供了过程分析装置中的温度敏感型探测器的改善的测量性能。本发明的实施例一般采用一个或多个导热管以向TCD主体提供额外的加热以抵消热损失和减小恒温器中的热变化的影响。

导热管一般地形成为由诸如铜等的较高热导率的金属构成的管道。管道一般地被排空并且然后被提供有工作流体，在此之后将管道密封。工作流体的示例包括水、乙醇和丙酮。工作流体被选择为使得当该工作流体接触到导热管的热侧(蒸发器)时其吸收热并且转变成蒸汽。该蒸汽然后流到冷侧，在此冷侧处蒸汽释放热能(冷却)并且凝结回到液体。液体然后经由毛细管作用或重力而返回到热侧，并且此过程重复进行。

导热管是已知的并且被用于将热从热区域(蒸发器)传导到冷区域(冷凝器)。导热管一般地被用于移除废热(例如，冷却微处理器)，或者将热量从远程加热器驱送到一装置中。导热管技术典型地提供的热导率为铜的热导率的100-200倍。导热管性能使得较大的热通量可以在发生较小温度偏差的情况下移动通过蒸发器和冷凝器之间。