加热器集成气相色谱柱装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术的加热器集成气相色谱(GC)柱装置能够通过具有高热导率来精确且均匀地控制温度，并且能够通过具有低的热质量来以高速升高和降低温度，使得测量时间显著减少。GC柱与具有均匀的温度分布的筒管接触，因此在各个GC柱中温度均匀地分布。此外，根据本发明专利技术的加热器集成GC柱装置具有上述效果并且可以具有较小的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热器集成气相色谱柱装置
本专利技术涉及加热器集成气相色谱(GC)柱装置。
技术介绍
在根据相关技术的一般气相色谱柱(GC)装置中，如图1所示，分离柱被容纳在强制使空气对流以减小温度分布的强制对流烘箱中，从而控制分离柱的温度。通过强制对流烘箱进行的对分离柱的加热在热均匀性方面优异并且受环境温度的影响较小。然而，由于烘箱具有高的热质量，因此不易控制柱的升温速度和降温速度，难以精确地调节温度梯度，并且装置的尺寸变得非常大，这是不利的。在包括强制对流烘箱的装置中，升高或降低温度所需的响应时间，即将温度改变至设定温度所需的响应时间长，这影响使设定温度稳定所需的时间。因此，分析所需的时间增加并且分析的准确度降低。近来，提出了包括热传导型温度调节单元的气相色谱装置，其通过从加热器而不经过空气的热传导来控制分离柱的温度。由于热传导型温度调节单元具有比对流烘箱更低的热质量，因此可以以更高的响应速度控制温度。然而，需要技术开发以进一步提高热导率，并且需要用于实现更精确的温度控制、陡峭的温度梯度、显著减少的测量时间和更小的装置尺寸的技术研究。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供加热器集成气相色谱(GC)柱装置，所述加热器集成气相色谱(GC)柱装置能够通过具有高热导率来精确且均匀地控制温度，并且能够通过具有低的热质量来以高速升高和降低温度，使得测量时间显著减少。本专利技术的另一个目的是提供具有上述效果并且每个GC柱都具有高的温度均匀性以实现优异的GC柱分辨率的加热器集成GC柱装置。本专利技术的另一个目的是提供具有上述效果并且具有能够实现更小的装置尺寸的结构的加热器集成GC柱装置。技术方案在一个一般方面中，加热器集成气相色谱(GC)柱装置包括：筒管，所述筒管由具有高热导率的金属形成；绝缘层，所述绝缘层包括金属氧化物膜，形成在筒管的内表面上；发热层，所述发热层结合至绝缘层并且包含选自碳纳米管和碳纳米管-金属复合材料中的任一者或更多者；电极，所述电极形成为与发热层接触；以及GC柱，所述GC柱卷绕在筒管周围同时邻近筒管的外表面。加热器集成GC柱装置还可以包括形成在筒管的外表面与GC柱之间的结合层。结合层可以由具有高传导性的环氧树脂形成。金属可以为铜、镁、铝或其合金。结合层的平均厚度为10μm至500μm。金属氧化物绝缘层可以为通过对筒管的内表面进行氧化而形成的氧化铜膜、氧化镁膜或氧化铝膜。发热层可以包含碳纳米管-金属复合材料，以及碳纳米管-金属复合材料的金属可以包括选自银、铂、金、铜、镍、铁、钴和铝中的任一者或两者或更多者。发热层的薄层电阻可以为2Ω/sq至15Ω/sq。加热器集成GC柱装置还可以包括覆盖金属电极的贵金属层。绝缘层的平均厚度可以为2μm至100μm，以及发热层的平均厚度可以为20μm至100μm。GC柱可以为填充柱或毛细管柱。加热器集成GC柱装置还可以包括选自以下的任一种或更多种温度传感器装置：接触型温度传感器装置，所述接触型温度传感器装置包括选自热电偶温度传感器、电阻温度检测器(RTD，resistivetemperaturedetector)和热敏电阻温度传感器中的任一者或两者或更多者；以及非接触型温度传感器装置，所述非接触型温度传感器装置包括红外温度传感器，所述一种或更多种温度传感器装置设置在筒管的内侧或外侧上。有益效果根据本专利技术的加热器集成GC柱装置可以通过具有高热导率来精确且均匀地控制温度，并且可以通过具有低的热质量来实现陡峭的温度梯度，使得测量时间显著减少。在根据本专利技术的加热器集成GC柱装置中，GC柱与具有均匀的温度分布的筒管接触，因此在各个GC柱中温度均匀地分布，从而实现优异的分辨率。根据本专利技术的加热器集成GC柱装置具有上述效果并且可以具有较小的尺寸。即使在本专利技术中没有明确提及，由本专利技术的技术特征所预期的本说明书中描述的效果以及本专利技术的技术特征的固有效果也被认为是描述在本专利技术的说明书中。附图说明图1示出了根据相关技术的包括强制对流烘箱的气相色谱(GC)柱装置系统。图2至4为各自示出了根据本专利技术的加热器集成GC柱装置的截面的图。图5是根据本专利技术的加热器集成GC柱装置的透视图。[附图标记]10：载气20：流量控制器30：柱烘箱31：GC柱部分32：进样口40：检测器50：记录器100：筒管110：筒管的外表面120：筒管的内表面200：结合层300：GC柱400：绝缘层500：发热层600：金属电极610：第一金属电极620：第二金属电极700：贵金属层800：温度传感器装置具体实施方式在下文中，将参照附图详细地描述根据本专利技术的加热器集成气相色谱(GC)柱装置。本专利技术的附图以示例的方式提供，使得本专利技术的精神可以充分地传达给本领域技术人员。因此，本专利技术不限于附图，而可以以许多不同形式修改。此外，附图可能被夸大以使本专利技术的精神和范围清楚。除非另外定义，否则本专利技术中使用的技术术语和科学术语具有本专利技术所属领域的技术人员所理解的一般含义，并且在以下描述和附图中将省略不必要地使本专利技术的主旨模糊的已知功能和配置的描述。除非上下文另外明确指出，否则应理解，本专利技术中使用的单数形式的术语包括复数形式的该术语。除非特别限定，否则本文中使用的未限定的术语“％”是指“重量％”。如以示例的方式在图2中示出的，根据本专利技术的加热器集成GC柱装置包括：筒管100，所述筒管100由铝形成；绝缘层400，所述绝缘层400形成在筒管100的内表面120上，包括氧化铝膜；发热层500，所述发热层500堆叠在绝缘层400上并且包含选自碳纳米管和碳纳米管-金属复合材料中的任一者或更多者；金属电极600，所述金属电极600形成为与发热层500接触；以及GC柱300，所述GC柱300卷绕在筒管100周围同时邻近筒管100的外表面110。在根据本专利技术的加热器集成GC柱装置中，电能被施加至金属电极600，电能在发热层500中以高效率转换为热能，并且热能传递至筒管100，然后传递至GC柱300或通过稍后描述的结合层传递至GC柱300。此时，由于以显著减少的能量损失进行能量的转换和传递，因此每小时最大温度变化显著增加，可以进行更精确的温度调节，并且可以控制以使整个GC柱300上的温度偏差最小化。筒管100具有包括内表面120和外表面110的一般结构，并且可以是可以对其施加能量以向外表面110或外部辐射热量的筒管。筒管100通常用于加热器
，因此没有特别限制。作为一个具体实例，筒管100可以在其中具有腔，可以由金属形成，并且可以具有管状结构或圆柱状结构。筒管100的尺寸例如诸如长度、宽度和厚度的大小，以及筒管100的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热器集成气相色谱(GC)柱装置，包括：/n筒管，所述筒管由具有高热导率的金属形成；/n绝缘层，所述绝缘层包括金属氧化物膜，形成在所述筒管的内表面上；/n发热层，所述发热层结合至所述绝缘层并且包含选自碳纳米管和碳纳米管-金属复合材料中的任一者或更多者；/n金属电极，所述金属电极形成为与所述发热层接触；以及/nGC柱，所述GC柱卷绕在所述筒管周围同时邻近所述筒管的外表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181228 KR 10-2018-01717251.一种加热器集成气相色谱(GC)柱装置，包括：
筒管，所述筒管由具有高热导率的金属形成；
绝缘层，所述绝缘层包括金属氧化物膜，形成在所述筒管的内表面上；
发热层，所述发热层结合至所述绝缘层并且包含选自碳纳米管和碳纳米管-金属复合材料中的任一者或更多者；
金属电极，所述金属电极形成为与所述发热层接触；以及
GC柱，所述GC柱卷绕在所述筒管周围同时邻近所述筒管的外表面。


2.根据权利要求1所述的加热器集成GC柱装置，还包括形成在所述筒管的所述外表面与所述GC柱之间的结合层。


3.根据权利要求2所述的加热器集成GC柱装置，其中所述结合层由耐热有机硅或环氧树脂形成。


4.根据权利要求2所述的加热器集成GC柱装置，其中所述结合层的平均厚度为10μm至500μm。


5.根据权利要求1所述的加热器集成GC柱装置，其中所述具有高热导率的金属选自铜、镁、铝及其合金。


6.根据权利要求1所述的加热器集成GC柱装置，其中所述绝缘层为通过对所述筒管的所述内表面进行阳极氧化而形成的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴翰浯，金泰晚，安宗錄，金在河，
申请(专利权)人：株式会社百奥尼，
类型：发明
国别省市：韩国;KR