气体浓度测量装置制造方法及图纸

技术编号:41613213 阅读:4 留言:0更新日期:2024-06-13 02:17
本技术涉及一种气体浓度测量装置,包含气体检测腔、温度感测组件、压力感测组件、光源供应装置及光感测装置,用以量测待测气体(如臭氧)之气体浓度。温度感测组件及压力感测组件分别测量待测气体之温度与压力。光源供应装置采用UV‑LED当作紫外光源,并提供具有不同臭氧吸亮度之第一检测光束及校正光束,再以分光组件使其分别分成有通过待测气体之分光及无通过待测气体之分光。光感测装置可分别测量第一检测光束及校正光束之含有臭氧的光强度以及不含臭氧的光强度。经由比较上述之光强度,即可借由比尔‑朗伯定律(Beer‑Lambert law)计算臭氧气体的浓度。本技术借由对硬件的改进以克服上述现有技术由硬件所导致的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种测量装置,特别是有关于一种气体浓度测量装置


技术介绍

1、随着产业逐渐发展,各式各样的气体常被应用于各种产业或生活环境中。举例而言,臭氧就常被应用在灭菌设备与半导体晶圆制造上,但是市面上用于测量臭氧浓度的仪器已经无法满足准确、稳定及快速回馈臭氧浓度的要求。目前的臭氧浓度测量仪器虽然采用紫外光吸亮度方法,借由紫外光源发射紫外光穿透过石英玻璃管中的臭氧,并且使用光传感器量测光感测讯号后,再借由比尔-朗伯定律(beer-lambert equation)计算出臭氧的浓度。

2、然而,现有的臭氧浓度测量仪器主要采用低压汞灯做为紫外光源,低压汞灯虽然能提供接近臭氧吸收光谱的紫外光源,但是低压汞灯技术有以下几项长期存在且难以解决的缺点:(1)需要较长的预热时间,导致需要隔一段时间才能再进行测量。(2)需要高压电源,导致测量耗能。(3)紫外光源向四周发散,导致利用率低。(4)因为体积较大,一台装置仅能有一颗固定波长的光源。当遇到臭氧浓度范围差异过大时需要更换不同的装置。(5)使用寿命较短。(6)会产生汞蒸气。

3、除此之外,当石英玻璃的管壁在量测臭氧的过程中产生脏污或是沉积物时,都可能导致光传感器所量测之光感测讯号产生误差。然而,现有的臭氧浓度测量仪器并无法针对此误差提供实时回馈与实时校正。由此可知,现有的臭氧浓度测量仪器显然不符合准确、稳定及快速回馈臭氧浓度的要求,且现有技术的问题皆由硬件所导致。


技术实现思路

1、为了解决传统技术在测量臭氧气体的浓度时,使用低压汞灯当作紫外光源所造成的预热时间太长、启动电压太高、光源利用率太低,以及在传统技术中使用单一波长造成侦测浓度范围太小的问题。本技术之一目的就是在提供一种气体浓度测量装置,用以借由对硬件的改进及依赖习知软件与程序量测待测气体之气体浓度。

2、为达前述目的,本技术提出一种气体浓度测量装置,用以量测一待测气体之一气体浓度,至少包含:一气体检测腔,该气体检测腔连通于一气体进出通道上,使得该气体检测腔之一腔室中具有该待测气体;一温度感测组件,用以侦测该待测气体之一气体温度;一压力感测组件,用以侦测该待测气体之一气体压力;一光源供应装置,设于该气体检测腔之一第一侧,包含:至少一发光源,用以提供一第一检测光束及一校正光束,其中该待测气体对于该第一检测光束之一吸亮度大于该待测气体对于该校正光束之一吸亮度;以及一分光组件,用以将该第一检测光束分成一第一检测分光与一第二检测分光以及将该校正光束分成一第一校正分光与一第二校正分光,其中该第一检测分光与该第一校正分光有通过该气体检测腔及该气体检测腔中之该待测气体,该第二检测分光与该第二校正分光无通过该气体检测腔及该气体检测腔中之该待测气体;以及一光感测装置,该光感测装置至少包含一第一光感测组件及一第二光感测组件分别位于该气体检测腔之一第二侧及该第一侧,用以分别量测该第一检测光束之该第一检测分光之一光强度与该第二检测分光之一光强度,借以用于计算出该待测气体之一第一检测浓度,以及分别量测该校正光束之该第一校正分光之一光强度与该第二校正分光之一光强度,借以用于计算出该待测气体之一校正浓度,其中该第一检测浓度扣除该校正浓度后获得该待测气体之该气体浓度。

3、其中,该气体进出通道之两端分别为一通道进气孔及一通道出气孔,用以对应地导入及导出该待测气体,该气体检测腔为具有该腔室之一中空腔体,该中空腔体之两端分别具有一检测进气孔及一检测出气孔连通至该中空腔体之该腔室,其中该待测气体连续流动通过该气体检测腔之该中空腔体之该腔室。

4、其中,气体浓度测量装置更包含一处理组件用以依据该待测气体之该气体温度、该待测气体之该气体压力、该第一检测分光之该光强度、该第二检测分光之该光强度、该待测气体于该气体检测腔之该腔室中之一光程长度与该待测气体之一吸收系数计算出该待测气体之该第一检测浓度,其中该处理组件更依据该待测气体之该气体温度、该待测气体之该气体压力、该第一校正分光之该光强度、该第二校正分光之该光强度、该待测气体于该气体检测腔之该腔室中之该光程长度与该待测气体之该吸收系数计算出该待测气体之该校正浓度。

5、其中,该待测气体为臭氧,该发光源所提供之该第一检测光束与该校正光束为紫外光。

6、其中,该分光组件为倾斜式分光片,借以使得该第一检测分光与该第一校正分光具有相同之一第一光路径,该第二检测分光与该第二校正分光具有相同之一第二光路径。

7、其中,该气体检测腔为石英玻璃管。

8、其中,该第一检测光束之波长位于该待测气体之一吸收波长范围之内,该校正光束之波长位于该待测气体之该吸收波长范围之外,借以用于校正该气体检测腔所产生之一光吸收干扰误差。

9、其中,该光源供应装置更包含一光源控制组件,用以控制该光源供应装置之该发光源以一发光模式交替式提供该第一检测光束及该校正光束。

10、其中,该发光模式为脉冲式或间隔式开启与关闭提供该第一检测光束及该校正光束。

11、其中,当该第一检测浓度扣除该校正浓度后所获得之该待测气体之该气体浓度低于一默认值时,该发光源提供至少一第二检测光束取代该第一检测光束,该第二检测光束之波长及/或亮度不同于该第一检测光束之波长及/或亮度。

12、其中,该发光源具有一或复数个发光组件,用以提供该第一检测光束及该校正光束。

13、承上所述,依本技术之气体浓度测量装置,具有以下功效:

14、(1)本技术采用习知软件且借由对硬件的改进以克服上述现有技术由硬件所导致的问题。相较于采用低压汞灯作为紫外光源之传统技术,本技术之气体浓度测量装置采用体积小之发光二极管组件作为紫外光源(uv-led),能因应不同浓度范围的臭氧气体,因此不需要更换机台。

15、(2)本技术借由对硬件的改进及依赖习知软件以发光二极管组件作为紫外光源不需要开机预热时间,故能以脉冲式开关的方式提供紫外光源,达到实时校正的功效。

16、(3)本技术借由对硬件的改进及依赖习知软件以发光二极管组件作为紫外光源可实时、准确且快速的量测连续流动之待测气体之气体浓度,以及不需要预热、启动电压低、没有汞蒸气且使用寿命较长。

17、(4)本技术借由对硬件的改进及依赖习知软件可因应不同浓度范围的待测气体而实时改变提供不同波长之检测光束,借此可提供实时校正与回馈。

18、(5)本技术可解决传统技术因为石英玻璃管壁脏污导致测量误差的问题。

19、兹为使钧审对本技术的技术特征及所能达到的技术功效有更进一步的了解与认识,谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明如后。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种气体浓度测量装置,其特征在于,用以量测一待测气体之一气体浓度,至少包含:

2.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该气体进出通道之两端分别为一通道进气孔及一通道出气孔,用以对应地导入及导出该待测气体,该气体检测腔为具有该腔室之一中空腔体,该中空腔体之两端分别具有一检测进气孔及一检测出气孔连通至该中空腔体之该腔室,其中该待测气体连续流动通过该气体检测腔之该中空腔体之该腔室。

3.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,更包含一处理组件用以依据该待测气体之该气体温度、该待测气体之该气体压力、该第一检测分光之该光强度、该第二检测分光之该光强度、该待测气体于该气体检测腔之该腔室中之一光程长度与该待测气体之一吸收系数计算出该待测气体之该第一检测浓度,其中该处理组件更依据该待测气体之该气体温度、该待测气体之该气体压力、该第一校正分光之该光强度、该第二校正分光之该光强度、该待测气体于该气体检测腔之该腔室中之该光程长度与该待测气体之该吸收系数计算出该待测气体之该校正浓度。

4.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该待测气体为臭氧,该发光源所提供之该第一检测光束与该校正光束为紫外光。

5.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该分光组件为倾斜式分光片,借以使得该第一检测分光与该第一校正分光具有相同之一第一光路径,该第二检测分光与该第二校正分光具有相同之一第二光路径。

6.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该气体检测腔为石英玻璃管。

7.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该第一检测光束之波长位于该待测气体之一吸收波长范围之内,该校正光束之波长位于该待测气体之该吸收波长范围之外,借以用于校正该气体检测腔所产生之一光吸收干扰误差。

8.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该光源供应装置更包含一光源控制组件,用以控制该光源供应装置之该发光源以一发光模式交替式提供该第一检测光束及该校正光束。

9.如权利要求8所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该发光模式为脉冲式或间隔式开启与关闭提供该第一检测光束及该校正光束。

10.如权利要求1或8所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中当该第一检测浓度扣除该校正浓度后所获得之该待测气体之该气体浓度低于一默认值时,该发光源提供至少一第二检测光束取代该第一检测光束,该第二检测光束之波长及/或亮度不同于该第一检测光束之波长及/或亮度。

11.如权利要求10所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该发光源具有一或复数个发光组件,用以提供该第一检测光束及该校正光束。

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【技术特征摘要】

1.一种气体浓度测量装置,其特征在于,用以量测一待测气体之一气体浓度,至少包含:

2.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该气体进出通道之两端分别为一通道进气孔及一通道出气孔,用以对应地导入及导出该待测气体,该气体检测腔为具有该腔室之一中空腔体,该中空腔体之两端分别具有一检测进气孔及一检测出气孔连通至该中空腔体之该腔室,其中该待测气体连续流动通过该气体检测腔之该中空腔体之该腔室。

3.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,更包含一处理组件用以依据该待测气体之该气体温度、该待测气体之该气体压力、该第一检测分光之该光强度、该第二检测分光之该光强度、该待测气体于该气体检测腔之该腔室中之一光程长度与该待测气体之一吸收系数计算出该待测气体之该第一检测浓度,其中该处理组件更依据该待测气体之该气体温度、该待测气体之该气体压力、该第一校正分光之该光强度、该第二校正分光之该光强度、该待测气体于该气体检测腔之该腔室中之该光程长度与该待测气体之该吸收系数计算出该待测气体之该校正浓度。

4.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该待测气体为臭氧,该发光源所提供之该第一检测光束与该校正光束为紫外光。

5.如权利要求1所述的气体浓度测量装置,其特征在于,其中该分光组件为倾斜式分光片,借以使得该...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾信华
申请(专利权)人:明远精密科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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