化学物质浓缩器以及化学物质检测装置制造方法及图纸

本公开提供一种化学物质浓缩器以及化学物质检测装置。化学物质浓缩器对气体样本中包含的化学物质进行浓缩。该化学物质浓缩器具备：流路，构成气体样本流过的中空部分；第一电极和第二电极，设置于流路的内壁上；电极布线，与第一电极和第二电极连接；材料层，设置在电极布线上；以及吸附件，设置于材料层上，吸附化学物质并且使其脱离。该化学物质浓缩器能够使吸附的化学物质高效地脱离。

Chemical Concentrator and Chemicals Detection Device

The present disclosure provides a chemical substance concentrator and a chemical substance detection device. The chemical concentrator concentrates the chemical substances contained in the gas sample. The chemical substance concentrator is provided with: a flow path constituting a hollow part through which gas samples flow; a first electrode and a second electrode are arranged on the inner wall of the flow path; an electrode wiring is connected with the first electrode and the second electrode; a material layer is arranged on the electrode wiring; and an adsorbent is arranged on the material layer to adsorb and detach the chemical substance. The chemical concentrator can efficiently separate adsorbed chemicals.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学物质浓缩器以及化学物质检测装置
本公开涉及对气体中的化学物质进行浓缩的化学物质浓缩器和使用了其的化学物质检测装置。
技术介绍
分析气体中的化学物质的技术例如在专利文献1和专利文献2中已公开。专利文献1公开了分析电力设备内部气体中的有机物质的装置。在该装置中，一边保持捕集器的温度恒定一边使气体通过配管，使气体中的有机物质吸附于吸附件后，加热捕集器，将吸附的有机物质导入检测器。此外，专利文献2公开了极微量的分析物的检测装置，使用了具有吸附分析物的能力和解吸被浓缩的分析物的能力的吸附件物质。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-296218号公报专利文献2：日本特表2002-518668号公报
技术实现思路
化学物质浓缩器对气体样本中包含的化学物质进行浓缩。该化学物质浓缩器具备：流路，构成气体样本流过的中空部分；第一电极和第二电极，设置于流路的内壁上；电极布线，与第一电极和第二电极连接；材料层，设置在电极布线上；以及吸附件，设置于材料层上，吸附化学物质且使其脱离。该化学物质浓缩器能够使吸附的化学物质高效地脱离。附图说明图1是实施方式中的化学物质浓缩器的立体图。图2是实施方式中的化学物质浓缩器的俯视透视图。图3是图2所示的化学物质浓缩器的线3-3处的剖视图。图4是实施方式中的其他化学物质浓缩器的剖视图。图5A是实施方式中的又一化学物质浓缩器的剖视图。图5B是实施方式中的又一化学物质浓缩器的剖视图。图5C是实施方式中的又一化学物质浓缩器的剖视图。图5D是实施方式中的又一化学物质浓缩器的放大剖视图。图6是表示实施方式中的化学物质浓缩器的其他电极布线的俯视透视图。图7是表示实施方式中的化学物质浓缩器的又一电极布线的俯视透视图。图8是表示实施方式中的化学物质浓缩器的吸附件的配置的俯视图。图9是表示实施方式中的化学物质浓缩器的吸附件的其他配置的俯视图。图10是表示实施方式中的化学物质浓缩器的吸附件的又一配置例的俯视图。图11是实施方式中的化学物质检测装置的立体图。具体实施方式以下，使用附图对实施方式中的化学物质浓缩器以及化学物质检测装置进行详细地说明。另外，以下说明的实施方式均表示本公开的优选的一个具体例。因此，以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子，并非旨在限定本公开。因此，关于以下的实施方式中的结构要素中的表示本公开的最上位概念的独立权利要求中没有记载的结构要素，作为任意的结构要素进行说明。此外，各图是示意图，并不一定是严密示出的图。在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，省略或简化重复的说明。图1是示意性地表示实施方式中的化学物质浓缩器20的俯视立体图。图2是示意性地表示化学物质浓缩器20的俯视透视图。图3是图2所示的化学物质浓缩器20的线3-3处的剖视图。化学物质浓缩器20对流入的气体样本90中包含的化学物质92进行浓缩。由化学物质浓缩器20浓缩后的化学物质92例如由设置在化学物质浓缩器20的下游的检测部21检测。气体样本90含有气体介质91和在气体介质91中悬浮的化学物质92。作为气体试样90，例如有人或动物的呼气、车或工厂的废气等。作为浓缩的化学物质92，可以列举例如：酮类、胺类、醇类、芳香族烃类，醛类、酯类、有机酸、硫化氢、甲硫醇、二硫化物等挥发性有机化合物。化学物质浓缩器20具备：流路11，具有包含化学物质92的气体样本90流过的中空部分11P；电极12，设置在流路11的中空部分11p；电极13，与电极12分离地设置于中空部分11p；电极布线25，与电极12、13连接；材料层17，设置在电极布线25上；以及吸附件14，设置在材料层17上。流路11具有面对中空部分11P的内壁111A、111B、111C、112A。内壁111B隔着中空部分11P与内壁111A对置，内壁112A隔着中空部分11p与内壁111C对置。内壁111C与内壁111A、111B相连，内壁112A与内壁111A、111B相连。电极12、13设置在流路11的内壁111A上。材料层17设置在电极12、13以及电极布线25上。电极布线25在电极12、13之间设置于内壁111A。电极布线25的长度比电极12与电极13之间的距离L长。电极布线25具有直线部251和与直线部251相连的折回部252。化学物质浓缩器20还可以具备电极18、19和冷却吸附件14的冷却部15。材料层17的一部分被电极12、18夹持。材料层17的另一部分被电极13、19夹持。流路11例如由设置有槽的下基板111和堵塞槽的上基板112形成。下基板111以及上基板112例如由树脂或金属等材料构成。面向流路11的内壁111A是形成于下基板111的槽的底面。内壁111B是槽的一个侧面。内壁111C是槽的另一个侧面。内壁112A是堵塞槽的上端的上基板112的下表面。流路11(中空部分11P)具有由沿着流路11延伸的延伸方向的内壁111A、111B、111C、112A包围的四棱柱形状，但也可以是具有更多的内壁而具有比4多的面的多棱柱形状。流路11(中空部分11P)也可以是具有圆形的截面并沿上述延伸方向延伸的圆柱形状。具有圆柱形状的流路11的内壁面是内侧曲面。电极12设置在流路11内的内壁111A。电极12例如由金、铜、铂、镍铬合金、碳等导电材料构成。电极13设置在流路11内的内壁111A上。电极13例如由金、铜、铂、镍铬合金、碳等导电材料构成。电极12、13也可以由相同的材料形成。电极12、13设置在流路11内的同一面即内壁111A上。电极13以不与电极12直接接触的方式从电极12分离地配置。此外，电极12和电极13沿着气体样本90的流动方向D20排列。另外，电极12、13也可以沿与气体样本90的流动方向D20成直角的方向排列。电极布线25在电极12、13之间设置于内壁111A。电极布线25与电极12、13连接。通过经由电极12、13向电极布线25流通电流而通电，电极布线25产生作为焦耳热的热。吸附件14通过电极布线25产生的焦耳热而被加热。吸附在吸附件14上的化学物质92由于该热而从吸附件14脱离。在实施方式中，电极布线25将吸附件14加热至约200度而使化学物质从吸附件14脱离。因此，吸附件14以及材料层17优选由容易传递热的材料构成。电极布线25例如由金、铜、铂、镍铬合金、碳等导电材料构成。电极布线25在制造工艺上优选由与电极12、13相同的材料构成。实施方式中的电极布线25具有适于电阻加热的高电阻值。即，电极布线25在流过电流的情况下能够将电能无损失地转换为热能，因此能够高效地发热。另外，电极布线25的电阻值更优选为10Ω以上且1kΩ以下。若电极布线25的电阻值为10Ω以上且1kΩ以下，则电极布线25能够更高效地产生热。电极布线25的长度比电极12、13之间的距离L长。即，以电极布线25的与材料层17接触的面积变大的方式配置电极布线25。由此，电极布线25的能够加热的区域变大，能够均匀地加热吸附件14。电极布线25具有直线部251和与直线部251相连的折回部252。电极布线25的厚度h25例如为200nm。另外，在电极布线25的厚度h25小于20nm的情况下，电极布线25断线的可能性变高。此外，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学物质浓缩器，对气体样本中包含的化学物质进行浓缩，具备：流路，构成所述气体样本流过的中空部分，具有面向所述中空部分的第一内壁；第一电极，设置在所述流路的所述第一内壁上；第二电极，与所述第一电极分离地设置在所述第一内壁上；第一电极布线，与所述第一电极和所述第二电极连接，通过通电产生热；第一材料层，设置在所述第一电极布线上，传递产生的所述热；以及第一吸附件，设置在所述第一材料层上，吸附所述化学物质，并且通过传递的所述热而使吸附的所述化学物质脱离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 JP 2016-2124321.一种化学物质浓缩器，对气体样本中包含的化学物质进行浓缩，具备：流路，构成所述气体样本流过的中空部分，具有面向所述中空部分的第一内壁；第一电极，设置在所述流路的所述第一内壁上；第二电极，与所述第一电极分离地设置在所述第一内壁上；第一电极布线，与所述第一电极和所述第二电极连接，通过通电产生热；第一材料层，设置在所述第一电极布线上，传递产生的所述热；以及第一吸附件，设置在所述第一材料层上，吸附所述化学物质，并且通过传递的所述热而使吸附的所述化学物质脱离。2.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一电极布线的长度比所述第一电极与所述第二电极之间的距离长。3.根据权利要求2所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一电极布线具有直线部和与所述直线部相连的折回部。4.根据权利要求3所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一电极布线具有曲折形状。5.根据权利要求2所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一电极布线具有曲线部。6.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一吸附件由导电性的纳米线构成。7.根据权利要求6所述的化学物质浓缩器，其中，所述纳米线以及所述第一材料层包含相同的金属氧化物。8.根据权利要求6所述的化学物质浓缩器，其中，所述纳米线具有金属氧化物和被所述金属氧化物覆盖的碳纳米管。9.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一吸附件由导电性的多孔质体构成。10.根据权利要求1所述的化学物质浓缩器，其中，所述化学物质浓缩器还具备：第三电极，设置在所述第一材料层上；以及第四电极，设置在所述第一材料层上，所述第一材料层延伸至所述第一电极与所述第二电极，所述第一材料层被所述第一电极与所述第三电极夹持，并且被所述第二电极与所述第四电极夹持。11.根据权利要求10所述的化学物质浓缩器，其中，所述第一材料层具有：第一表面，设置有所述第一电极和所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾厚夫，花井阳介，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP