制样机、制样组件及其使用方法与流程

1.本发明涉及精密仪器技术领域，特别是涉及制样机、制样组件及其使用方法。


背景技术：

2.在精密仪器行业，对进样气体的预处理显得尤为重要。进样气体的预处理就是根据各气体的凝固点及沸点的不同，采用不同阶段的高温及超低温的反复捕集吸附及吹扫，而达到去除非检测物，留下足够量的检测气体。而在这一过程中所需要的加热及制冷设备要求提供温度范围变化大且快，使得现有设备一般整机的功率较大、效率也低。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提供一种传热效率高的制样机、制样组件及其使用方法。
4.一种制样组件，包括第一换热组件、间隔件和第二换热组件，所述第一换热组件形成有第一换热通道，所述第一换热通道用于输送气体；所述间隔件形成有间隔通道，所述间隔件上开设有与所述间隔通道相连通的传导孔，所述第一换热组件穿设在所述间隔通道内；所述第二换热组件形成有第二换热通道，所述间隔件穿设在所述第二换热通道内，所述传导孔和所述第二换热通道相连通，所述第一换热组件和所述第二换热组件中有一换热组件用于对所述气体加热，另一换热组件用于对所述气体制冷。
5.由于间隔件开设了传导孔，使得第二换热组件的热量能够更快地传递到第一换热组件上，并得到固态的目标样品，提高了制样组件的传热效率，进而降低了制样机整机的功耗。
6.在一个实施例中，所述传导孔的数量为多个，多个所述传导孔在所述间隔件上沿所述气体的流动方向设置，相邻两个所述传导孔间隔开设。
7.在一个实施例中，所述间隔件为换热导管，所述换热导管的宽度范围为8mm-10mm，所述间隔通道的宽度范围为6mm-8mm。
8.在一个实施例中，所述传导孔的直径范围为2mm-4mm，相邻两个所述传导孔之间的距离范围为25mm-35mm，相邻两个所述传导孔的轴线在所述换热导管的直径所在平面上的投影夹角为90
°
。
9.在一个实施例中，所述第一换热组件包括输送件和第一换热件，所述输送件形成有输送通道，所述输送通道用于输送所述气体，所述第一换热件形成有所述第一换热通道，所述输送件穿设在所述第一换热通道内，且所述输送件的外壁和所述第一换热通道的内壁间隔，所述第一换热件用于通过所述输送件对所述气体加热或制冷。
10.在一个实施例中，所述第一换热件包括换热部和传导部，所述传导部形成有所述第一换热通道，所述换热部设置在所述传导部的外表面上，所述换热部能够放热或吸热。
11.在一个实施例中，所述换热部为电阻丝，所述传导部为导管，所述电阻丝呈螺旋状缠绕设置在所述导管的外表面上。
12.在一个实施例中，所述制样组件还包括密封组件，所述密封组件内形成有密封腔，所述间隔件和所述第二换热组件均穿设在所述密封腔内，所述密封腔的内壁能够同时抵触在所述间隔件和所述第二换热组件的外壁上。
13.在一个实施例中，所述第二换热组件包括传导件和第二换热件，所述传导件形成有所述第二换热通道，所述第二换热件设置在所述传导件的外表面上，所述第二换热件能够放热或吸热。
14.一种制样机，包括壳体和如上所述的制样组件，所述壳体内形成有容置腔；所述制样组件安装在所述容置腔内。
15.一种制样组件的使用方法，包括以下步骤：
16.向所述第一换热通道内输送所述气体，控制所述第二换热组件达到第一温度，使得从所述气体中得到固态的目标样品；
17.持续一段采集时间后，所述第一换热通道停止输送气体并去除所述第一换热通道内的气态杂质；
18.控制所述第一换热组件达到第二温度，使所述第一换热通道内的固态的所述目标样品转换为气态，得到气态的所述目标样品。
19.上述制样机、制样组件及其使用方法，开始向第一换热通道内输送气体，然后使第二换热组件达到第一温度，第二换热组件的热量由第二换热通道通过传导孔传递至第一换热组件上，使第一换热通道内的气体产生温度变化。在持续了一段采集时间后，气体中的目标样品逐渐由气态转换为固态。得到固态的目标样品的同时停止输送气体并对第一换热通道内的气态杂质进行清理。然后控制第一换热组件达到第二温度，使第一换热通道内的固态的目标样品转换为气态，由此得到气态的目标样品。在第二换热组件达到第一温度时，由于间隔件开设了传导孔，使得第二换热组件的热量能够更快地传递到第一换热组件上，并得到固态的目标样品，提高了制样组件的传热效率，进而降低了制样机整机的功耗。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为一实施例中的制样组件的结构示意图；
23.图2为图1实施例中的制样组件的局部放大图；
24.图3为图1实施例中的间隔件的结构示意图。
25.图中各元件标记如下：
26.10、制样组件；100、第一换热组件；110、输送件；111、输送通道；120、第一换热件；121、第一换热通道；122、传导部；123、换热部；200、间隔件；210、间隔通道；220、传导孔；300、第二换热组件；310、第二换热通道；400、密封组件。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
28.参阅图1至图3，一实施例中的制样机，包括壳体和制样组件10，所述壳体内形成有容置腔；所述制样组件10安装在所述容置腔内。制样组件10包括第一换热组件100、间隔件200和第二换热组件300，所述第一换热组件100形成有第一换热通道121，所述第一换热通道121用于输送气体；所述间隔件200形成有间隔通道210，所述间隔件200上开设有与所述间隔通道210相连通的传导孔220，所述第一换热组件100穿设在所述间隔通道210内；所述第二换热组件300形成有第二换热通道310，所述间隔件200穿设在所述第二换热通道310内，所述传导孔220和所述第二换热通道310相连通，所述第一换热组件100和所述第二换热组件300中有一换热组件用于对所述气体加热，另一换热组件用于对所述气体制冷。
29.上述制样机及其制样组件10，开始向第一换热通道121内输送气体，然后使第二换热组件300达到第一温度，第二换热组件300的热量由第二换热通道310通过传导孔220传递至第一换热组件100上，使第一换热通道121内的气体产生温度变化。在持续了一段采集时间后，气体中的目标样品逐渐由气态转换为固态。得到固态的目标样品的同时停止输送气体并对第一换热通道121内的气态杂质进行清理。然后控制第一换热组件100达到第二温度，使第一换热通道121内的固态的目标样品转换为气态，由此得到气态的目标样品。在第二换热组件300达到第一温度时，由于间隔件200开设了传导孔220，使得第二换热组件300的热量能够更快地传递到第一换热组件100上，并得到固态的目标样品，提高了制样组件10的传热效率，进而降低了制样机整机的功耗。
30.其中，所述第一换热组件100和所述第二换热组件300中有一换热组件用于对所述气体加热，另一换热组件用于对所述气体制冷。可以理解为当第一换热组件100用于对气体进行加热时，第二换热组件300用于对气体进行制冷。当第一换热组件100用于对气体进行制冷时，第二换热组件300用于对气体进行加热。
31.在一个实施例中，如图3所示，所述传导孔220的数量为多个，多个所述传导孔220在所述间隔件200上沿所述气体的流动方向设置，相邻两个所述传导孔220间隔开设。多个传导孔220提高热交换效率，进一步保证制样组件10的传热效率，进而降低了制样机整机的功耗。
32.在一个实施例中，所述间隔件200为换热导管，所述换热导管的宽度范围为8mm-10mm，所述间隔通道210的宽度范围为6mm-8mm。具体地，所述换热导管为陶瓷导管。优选地，陶瓷导管的内径为7mm。陶瓷导管的外径为9mm
33.现有的制样组件10采用的隔离玻璃导管需耐受反复的急剧变化高低温，而玻璃的热震性(包括：热膨胀系数、导热系数、弹性模量、材料固有强度、断裂韧性等)较低，使得寿命周期有限，时间长会发生龟裂的情况；而改用陶瓷导管的热震性会提高很多，从而大大提高产品的生命周期，达到降低材料成本和维护费用的目的。因此在实际使用过程中，陶瓷导管相较于玻璃导管，热震性更高，在多循环、高温度变化下，寿命更长，成本更低。进而降低了制样机和制样组件10的使用成本和后期维护成本。
34.在一个实施例中，所述传导孔220的直径范围为2mm-4mm，相邻两个所述传导孔220之间的距离范围为25mm-35mm，相邻两个所述传导孔220的轴线在所述换热导管的直径所在平面上的投影夹角为90
°
。
35.在另一个实施例中，相邻两个所述传导孔220的轴线不相交。多个传导孔220在换热导管上呈螺纹状排列。使得传导孔220形成的传导空间具有连续性，使得换热更加均匀，保证制样组件10的实用性和可靠性。
36.参阅图1和图2，在一个实施例中，所述第一换热组件100包括输送件110和第一换热件120，所述输送件110形成有输送通道111，所述输送通道111用于输送所述气体，所述第一换热件120形成有所述第一换热通道121，所述输送件110穿设在所述第一换热通道121内，且所述输送件110的外壁和所述第一换热通道121的内壁间隔，所述第一换热件120用于通过所述输送件110对所述气体加热或制冷。
37.进一步地，所述第一换热件120包括换热部123和传导部122，所述传导部122形成有所述第一换热通道121，所述换热部123设置在所述传导部122的外表面上，所述换热部123能够放热或吸热。
38.具体地，若所述第一换热件120能够放热。则所述换热部123为电阻丝，所述传导部122为导管，所述电阻丝呈螺旋状缠绕设置在所述导管的外表面上。电阻丝的功率选择范围为380w-420w。可选地，若所述第一换热件120能够吸热。则所述换热部123为制冷铜管。
39.在一个实施例中，传导部122为陶瓷导管，主要起到绝缘和加热的作用。传导部122的内径为1.8mm-2.2mm。传导部122的外径为2.8mm-3.2mm。优选地，传导部122的内径为2mm。传导部122的外径为3mm。
40.在一个实施例中，所述制样组件10还包括密封组件400，所述密封组件400内形成有密封腔，所述间隔件200和所述第二换热组件300均穿设在所述密封腔内，所述密封腔的内壁能够同时抵触在所述间隔件200和所述第二换热组件300的外壁上。具体地，密封组件400包括密封胶塞和密封圈。密封胶塞形成有密封腔，密封圈设置在密封腔内。密封胶塞套设在第二换热组件300上，密封圈套设在间隔件200上。通过密封组件400实现制样组件10的密封换热，保证了制样组件10的结构精密和换热高效性。
41.进一步地，所述密封组件400的数量为两个，所述间隔件200和所述第二换热组件300在气体输送方向上的两端分别穿设在两个所述密封组件400的所述密封腔内。进一步避免间隔通道210和第二换热通道310内的热量散失，保证间隔通道210和第二换热通道310内的换热效率，提高了制样组件10的换热效率。
42.在另一个实施例中，所述密封组件400的数量还可以为多个，可以根据实际制样机的运行和操作需求进行密封组件400的数量设置。例如，若第一换热件120或间隔件200为三通道结构，则密封组件400的数量可以为三个。
43.在一个实施例中，所述第二换热组件300包括传导件和第二换热件，所述传导件形成有所述第二换热通道310，所述第二换热件设置在所述传导件的外表面上，所述第二换热件能够放热或吸热。进一步地，若所述第二换热件能够放热。则所述第二换热件为电阻丝。可选地，若所述第二换热件能够吸热。则所述第二换热件为制冷铜管或制冷毛细管。需要进一步说明的是，当换热部123为电阻丝时，第二换热件为制冷铜管或制冷毛细管。当换热部123为制冷铜管时，第二换热件为电阻丝。
44.在一个实施例中，传导件的内径范围为10mm-12mm。传导件的外径范围为12mm-15mm。优选地，传导件为铜管。铜管的内径为11mm。外径为14mm。
45.一种制样组件10的使用方法，包括以下步骤：
46.向所述第一换热通道121内输送所述气体，控制所述第二换热组件300达到第一温度，使得从所述气体中得到固态的目标样品；
47.持续一段采集时间后，所述第一换热通道121停止输送气体并去除所述第一换热通道121内的气态杂质；
48.控制所述第一换热组件100达到第二温度，使所述第一换热通道121内的固态的所述目标样品转换为气态，得到气态的所述目标样品。
49.向第一换热通道121内输送气体，然后使第二换热组件300达到第一温度，第二换热组件300的热量由第二换热通道310通过传导孔220传递至第一换热组件100上，使第一换热通道121内的气体产生温度变化。在持续了一段采集时间后，气体中的目标样品逐渐由气态转换为固态。得到固态的目标样品的同时停止输送气体并对第一换热通道121内的气态杂质进行清理。然后控制第一换热组件100达到第二温度，使第一换热通道121内的固态的目标样品转换为气态，由此得到气态的目标样品。在第二换热组件300达到第一温度时，由于间隔件200开设了传导孔220，使得第二换热组件300的热量能够更快地传递到第一换热组件100上，并得到固态的目标样品，提高了制样组件10的传热效率，进而降低了制样机整机的功耗。
50.在一个实施例中，向所述第一换热通道121内输送所述气体，之前还包括：
51.根据目标样品的物理属性设定第一温度、第二温度和采集时间；其中，所述第一温度和所述第二温度不相等。
52.在制样前针对目标样品的物理属性设定第一温度和第二温度。而第一温度和第二温度不同。在本实施例的结构中，制样组件10能够实现高温250℃，超低温-160℃的大极值温度调节范围，且可达到最高50℃/s极速温度调节在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以
是第一和第二特征直接抵触，或第一和第二特征通过中间媒介间接抵触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
57.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。