DE112013006502T5 - Hermetischer Verteiler für Analysegeräte - Google Patents

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Abstract

Ein planarer Verteiler (20) umfasst eine erste, im Allgemeinen ebene Schicht (24), welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst. Eine zweite Schicht (26) umfasst eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen. Eine Kanalschicht (32, 34) definiert eine Mehrzahl von Kanälen (30) darin und ist zwischen der ersten Schicht (24) und der zweiten Schicht (26) zwischengesetzt. Es erstreckt sich zumindest ein Kanal (30) in einer Richtung parallel zu einer Ebene von dem planaren Verteiler (20) und koppelt eine Apertur von der ersten Schicht (24) mit einer Apertur von der zweiten Schicht (26).

Description

  • HINTERGRUND
  • Analysegeräte werden in einer Anzahl von Anwendungen genutzt, um quantitativ und/oder qualitativ eine Probe von Interesse zu analysieren. Analysegeräte sind oftmals in Laboren zu finden und werden manchmal bei Verarbeitungsbetrieben eingesetzt. Wie hier verwendet, ist ein Analysegerät eine jegliche Vorrichtung, ein System oder eine Anordnung, welche dazu in der Lage ist, eine Probe von Interesse aufzunehmen und eine Anzeige im Hinblick auf einen bestimmten Aspekt von der Probe von Interesse zu liefern. Analysegeräte umfassen ohne Einschränkung Prozessgas-Analysatoren, NO/NOx-Analysatoren, Kohlenwasserstoff-Analysatoren, Daueremission-Überwachungssysteme und Prozessgas-Chromatographen.
  • Eine Vielzahl von Analysegeräten verwendet geregelte Strömungen und eine Vielzahl von Strömungspfaden, um Analysen im Hinblick auf verschiedenartige Chemikalien im Kontext der Verarbeitung oder Analyse bereitzustellen. Die Analysegeräte arbeiten typischerweise unter Nutzung von einer oder mehreren Strömungsvorrichtungen, welche eine Strömung durch die Vorrichtung einleiten, unterbrechen und umkehren können. Eine solche Vielzahl von Strömungsfunktionen wird für gewöhnlich durch eine Kombination von einem oder mehreren Strömungsventilen und/oder Pumpen bereitgestellt. Zur wirksamen Funktion umfassen Analysegeräte im Allgemeinen eine Mehrzahl von Proben-Strömungspfaden. Im Kontext von einem Gas-Chromatographen gibt es eine Anzahl von Strömungspfaden, welche dazu genutzt werden, um eine Strömung von einem Proben- und Trägergas in das Analysegerät einzuführen; eine gesteuerte Probenmenge über eine Sorptionsspalte strömen zu lassen; die Strömung umzukehren, um die Probe von der Spalte zu eluieren; und die verschiedenen Komponenten in der Strömung zu erfassen. Unter der Voraussetzung, dass solche Analysegeräte präzise sind, ist es sehr wichtig, dass die Strömungspfade an der chemischen Zusammenstellung von der Proben-/Träger-Gasströmung selber teilnehmen oder diese andersartig beeinflussen.
  • Typischerweise erfordert die Vielfalt von Pneumatik- oder Fluidverbindungen von bekannten Prozess-Analysegeräten eine Vielfalt von diskreten Röhrenverbindungen. Obwohl einige Ansätze bereitgestellt wurden, bei welchen kompakte, planare Verteileranordnungen einbezogen sind, welche geschichtete Durchgänge und Dichtungen oder Versiegelungen umfassen, welche die Verrohrung ersetzen, gleichen diese Ansätze sehr stark den planaren Verteilern von Kraftfahrzeug-Getriebe-Ventilkörpern und Maschinenwerkzeug-Anwendungen oder bilden diese nach. Siehe hierzu beispielsweise U.S.-Patent No. 5,567,868 von Craig. Unglücklicherweise haben bisherige Anstrengungen nicht zu einem ausreichend günstigen oder chemisch inerten Verteiler geführt.
  • Da die Technik bei Prozessanalysevorrichtungen fortschreitet, gibt es einen zunehmenden Bedarf in der Bereitstellung einer Vorrichtung mit niedrigeren Kosten und einer höheren Performance.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein planarer Verteiler umfasst eine erste, im Allgemeinen planare Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst. Eine zweite Schicht umfasst eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen. Eine Kanalschicht definiert eine Mehrzahl von Kanälen darin und ist zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht zwischengesetzt. Es erstreckt sich wenigstens ein Kanal in eine Richtung parallel zu einer Ebene von dem planaren Verteiler und koppelt eine Apertur von der ersten Schicht mit einer Apertur von der zweiten Schicht. Diese Funktionalität kann erweitert werden, indem dem Verteiler zusätzliche Schichten bereitgestellt werden, um einer welcher auch immer bestimmten Komplexität zu genügen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine schematische Perspektivansicht von einem Abschnitt von einem Prozessgas-Chromatographen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung von einem hermetischen Polyimid-Verteiler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine schematische Draufsicht von einem Abschnitt von einem Prozessgas-Chromatographen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4A und 4B sind jeweils eine Unteransicht und eine Draufsicht von einem hermetischen Polyimid-Verteiler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine schematische Systemansicht von einem Prozessgas-Chromatographen, bei welchem Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besonders nützlich sind.
  • GENAUE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Allgemeinen gegenüber Verteiler-Ansätzen aus dem Stand der Technik verbessert, indem eine gänzlich Polyimid umfassende, verbundene, mehrschichtige planare Verteiler-Anordnung bereitgestellt wird. Ein geeignetes und kommerziell erhältliches Polyimid wird unter dem Markennamen Kapton® verkauft, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company of Wilmington, Delaware. Polyimid ist ausreichend inert im Hinblick auf die meisten chromatographischen Anwendungen, ist sehr formstabil und ist besonders einfach zu verarbeiten. Polyimid wird für gewöhnlich in vielen Schaltplatinen und flexiblen Schaltungen verwendet. Demgemäß ist die Verarbeitung von Polyimid besonders robust und sehr wirksam und verstärkt einfach dazu in der Lage, eine Vorrichtung mit sehr geringen Kosten bereitzustellen.
  • 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht von einem Abschnitt von einem Prozessgas-Chromatographen 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 stellt einen Abschnitt von einem oberen, thermisch gesteuerten Abschnitt eines Prozessgas-Chromatographen 10 dar. Genauer gesagt, umfasst der Chromatograph 10 eine Basisplatte 12, welche vorzugsweise aus Metall ausgebildet ist, wie beispielsweise Aluminium oder rostfreier Stahl. Es sind mehrere Mehrfachanschluss-Strömungsventile 14, zusammen mit mehreren Mehrfachanschluss-Verteilungsfassungen 16, auf der Basisplatte 12 montiert. Zusätzlich ist bzw. sind ebenso ein oder mehrere geeignete Erfasser für den Prozessgas-Chromatographen, wie beispielsweise ein thermisch leitfähiger Erfasser 18, auf oder in der Nähe von der Basisplatte 12 montiert. Es sind ein oder mehrere Chromatographie-Separationsspalten (in 1 nicht gezeigt) typischerweise in der Nähe der verschiedenartigen Strömungsvorrichtungen innerhalb einer gegen die Außenumgebung abgedichteten Abdeckung montiert. Ein Proben-Absperrventil, welches die Strömung eines Probengases im Verlaufe von bestimmten Ventilbetätigung-Konfigurationen absperrt, kann in der Nähe von den weiteren Strömungsvorrichtungen montiert sein. Innerhalb der Abdeckung wird durch einen oder mehrere Erhitzer eine genaue thermische Steuerung von der gesamten Anordnung beibehalten. Beispielsweise wird die gesamte Anordnung zur Prozessgas-Chromatographie typischerweise bei ungefähr 80 °C +/– einem Bruchteil von 1 °C beibehalten.
  • Die Basisplatte 12 umfasst in einer unteren Fläche 19 davon mehrere Aperturen. Die Aperturen durchlaufen durch die Basisplatte 12 und stehen mit den verschiedenen Mehrfachanschluss-Strömungsventilen 14 und Mehrfachanschluss-Verteilungsfassungen 16 in Verbindung. Die Aperturen in der unteren Fläche 19 von der Basisplatte 12 sind mit entsprechenden Aperturen in einer ersten Schicht 21 von einem hermetischen Polyimid-Verteiler 20 ausgerichtet. Der hermetische Polyimid-Verteiler 20 ist zwischen der Basisplatte 12 und einer thermischen Absperrplatte 22 zwischengesetzt. Ferner umfasst der hermetische Polyimid-Verteiler 20 eine Anzahl von Aperturen in sowohl der ersten Schicht 21 als auch einer gegenüberliegenden zweiten Schicht 23, welche im Hinblick auf Aperturen in der Basisplatte 12 und der thermischen Absperrplatte 22 zur wirksamen Fluidverbindung ausgerichtet sind. Es sind ein oder mehrere Zwischenkanalschichten innerhalb des hermetischen Polyimid-Verteilers 20 bereitgestellt, um eine beliebige Leitung von Strömungspfaden hierin zu ermöglichen. Somit kann nahezu eine jegliche Anordnung von Aperturen durch die thermische Absperrplatte 22 geleitet und/oder konfiguriert werden, um mit Aperturen in der unteren Fläche 19 von der Basisplatte 12 wirksam ausgerichtet zu sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Maschinenbearbeitung, welche hinsichtlich der thermischen Absperrplatte 22 und der Basisplatte 12 erforderlich ist, lediglich darin besteht, dass gerade Bohrungen durch die Platten gebohrt werden. Die Bereitstellung von komplexen Strömungspfaden wird ausschließlich innerhalb der einen oder der mehreren Kanalschichten von dem hermetischen Polyimid-Verteiler 20 vorgenommen.
  • 2 zeigt eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung von einem hermetischen Polyimid-Verteiler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der in 2 gezeigten Ausführungsform sind insgesamt fünf Schichten miteinander verbunden. Der Verteiler 20 umfasst zwei äußere Schichten 24, 26, welche darin eine Mehrzahl von Aperturen 28 umfassen. Die Aperturen 28 der äußeren Schichten 24, 26 stehen mit verschiedenen Kanälen 30 in den Kanalschichten 32, 34 in Verbindung. Die Kanalschichten 32, 34 sind durch eine Zwischenschicht 36, welche über eine Mehrzahl von Aperturen 38 eine Fluidverbindung zwischen den Kanalschichten 32, 34 hindurch bereitstellt, voneinander isoliert. Die verschiedenen Aperturen und/oder Kanäle können gemäß jeglichen geeigneten Polyimid-Verarbeitungstechniken bereitgestellt oder andersartig hergestellt werden, wie beispielsweise durch Bohren, Stanzen, Weglenkung, Ausstanzen, Plasmaätzen, usw. Die resultierenden Strukturen sind stark reproduzierbar und formstabil. Zusätzlich sind zwei oder mehrere Registrierungsmerkmale, wie beispielsweise eine Kerbe 40, umfasst, so dass alle der verschiedenen Aperturen während des Laminierens oder Verbindens der verschiedenen Schichten 24, 26, 32, 34 und 36 zueinander sorgsam ausgerichtet werden. Ferner unterstützen die Registrierungsmerkmale ebenso dabei, um sicherzustellen, dass der Verteiler 20 während des Zusammenbaus sorgsam zu den verschiedenen Aperturen in der Basisplatte 12 und zur thermischen Absperrung 22 ausgerichtet wird.
  • 3 zeigt eine schematische Draufsicht von einem Abschnitt eines Prozessgas-Chromatographen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Prozessgas-Chromatograph 50 umfasst einen temperaturgesteuerten Ofen 52, welcher innerhalb von einer Kappe 54 und einer Platte 56 definiert ist. Es sind mehrere Spalten (engl.: columns) 58 innerhalb des Ofens 52 aufgespult, so dass darin strömende Gase der Temperatur des Ofens 52 ausgesetzt werden. Die verschiedenen Spalten 58 innerhalb des Ofens 52 sind über einen Polyimid-Verteiler 62 mit mehreren Mehrfachanschluss-Auswahlventilen 60 gekoppelt. Durch die Verwendung des Polyimid-Verteilers 62 wird ermöglicht, dass ein Durchgangsloch 64 in der Platte 66 mit einem Durchgangsloch 68 in der Platte 56 sogar dann in Fluidverbindung steht, wenn die Durchgangslöcher 64 und 68 nicht zueinander axial ausgerichtet sind. Wie in 3 dargestellt, ist eine Dichtung 70, wie beispielsweise ein O-Ring, vorzugsweise zwischen der Platte 66 und dem Polyimid-Verteiler 62 um das Loch 64 angeordnet, um eine luftdichte Verbindung herzustellen. Ähnlich ist eine Dichtung 72, wie beispielsweise ein O-Ring, vorzugsweise zwischen der Platte 56 und dem Polyimid-Verteiler 64 angeordnet, um eine zweite luftdichte Verbindung herzustellen. Auf diese Art und Weise kann eine jegliche geeignete Anzahl von beliebigen luftdichten Verbindungen zwischen der Platte 66 und der Platte 56 hergestellt werden, um eine kompakte und kostengünstige Struktur bereitzustellen. Die Dichtungen 70, 72 können die Form von elastomeren O-Ringen annehmen, welche innerhalb von ringförmigen Ringen oder Nuten in ihren jeweiligen Platten angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ können solche Dichtungen auf eine jegliche geeignete Art und Weise direkt auf dem Polyimid-Verteiler angeordnet werden, wie beispielsweise durch Siebdruck. Ferner, obwohl in den zuvor genannten Ausführungsformen lediglich verschiedenartige Fluidverbindungen beschrieben wurden, welche mittels des Polyimid-Verteilers hergestellt werden können, wird ausdrücklich in Erwägung gezogen, dass ebenso eine jegliche geeignete Anzahl von elektrischen Verbindungen hierdurch vorgenommen werden kann, und zwar unter Nutzung eines bekannten Schaltplatinen- und/oder Flex-Schaltung-Entwurfs und Herstellungsabläufe.
  • 4A und 4B zeigen jeweils Draufsichten auf eine untere und eine obere Platte eines hermetischen Polyimid-Verteilers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die untere Fläche 74 des Polyimid-Verteilers 62 drei Sätze von Aperturen (jeweils nummeriert mit 1–6), welche mit Anschlüssen von jeweiligen Mehrfachanschluss-Auswahlventilen 60 (in 3 gezeigt) ausgerichtet sind. Zusätzlich sind Fluidverbindungen ebenso für einen Trägergas-Einlass (76), eine Entlüftung (78), einen Proben-Einlass (80) und einen Proben-Auslass (82) bereitgestellt. 4B zeigt eine Draufsicht des Verteilers 62, wobei die obere Schicht (welche Aperturen umfasst, welche zu den verschiedenen Spalten-Fassungen ausgerichtet sind) entnommen ist, um die Kanal-Durchleitung zu zeigen. Wie dargestellt, erstrecken sich mehrere Kanäle 84, welche nicht überlappt sind, von den Aperturen in der unteren Fläche 74 (gezeigt in 4A), um Stellen für verschiedene Spalten und Erfasser zu koppeln. Die verschiedenen Kanäle 84 erstrecken sich im Allgemeinen entlang der Ebene des Verteilers.
  • 5 zeigt eine schematische Systemansicht von einem Prozessgas-Chromatographen, bei welchem Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besonders nützlich sind. Der Prozess-Chromatograph 100 umfasst einen Träger-Einlass 102, einen Proben-Einlass 104, einen Proben-Entlüftung-Auslass 106 und einen Messung-Entlüftung-Auslass 108 zur Verbindung mit geeigneten Quellen eines Trägergases, eines Probengases und geeigneten Abgabeleitungen. Es wird einer Strömungstafel 110 ein Trägergas bereitgestellt, in welcher es durch einen Regler 112 und einen Trockner 114 durchläuft, bevor es in einem Analysator-Ofen 116 eintritt und durch eine Trägergas-Vorerwärmung-Spule 118 durchläuft. Das Probengas tritt über den Proben-Einlass 104 in den Chromatographen 100 ein und durchläuft durch eine Probengas-Vorerwärmung-Spule 120 innerhalb des Analysator-Ofens 116. Sowohl das Probengas als auch das Trägergas treten möglicherweise in eine Mehrzahl von pneumatisch gesteuerten Mehrfachanschluss-Auswahlventilen 60 ein, um verschiedene Volumina des Probengases und/oder Trägergases durch verschiedene Chromatographie-Spalten 122 gemäß bekannten Gaschromatographie-Techniken strömen zu lassen. Jedes der pneumatisch gesteuerten Mehrfachanschluss-Auswahlventile 60 steht mit einem jeweiligen Solenoid 124 in Fluidverbindung, welches sein Steuersignal von der Steuerung 126 empfängt. Wie in 5 gezeigt, umfasst jedes pneumatisch gesteuerte Mehrfachanschluss-Auswahlventil 60 ein Paar von Zuständen. Im ersten Zustand sind die Fluidverbindungen von jedem Ventil 60 durch durchgängige Linien gezeigt. Die Fluidverbindungen von jedem Ventil 60 im zweiten Zustand sind gestrichelt gezeigt. Die Steuerung 126 ist ebenso wirkverbunden mit dem Erfasser 128 gekoppelt, welcher vorzugsweise ein thermisch leitfähiger Erfasser ist, welcher innerhalb des Analysator-Ofens 116 angeordnet ist. Somit ist die Steuerung 126 dazu in der Lage, die Strömung durch den Gas-Chromatographen 100 mittels Steuerung der Solenoide 124 vollständig zu steuern. Zusätzlich ist die Steuerung 126 dazu in der Lage, das Ansprechen des Erfassers 128 auf die hindurchgehende Gasströmung zu bestimmen. Auf diese Art und Weise ist die Steuerung 126 dazu in der Lage, für eine ausgewählte Zeitdauer selektiv die Probe in eine Chromatographie-Spalte einzuführen; die Gasströmung durch die Chromatographie-Spalte umzukehren; und die umgekehrte Strömung durch den Erfasser zu leiten, um das Erfasser-Ansprechverhalten über die Zeit zu beobachten und/oder aufzuzeichnen. Hierdurch wird eine Chromatographie-Analyse im Hinblick auf die Probe vorgenommen.
  • Der Fachmann wird anerkennen, dass die im Hinblick auf 5 dargestellte Ausführungsform nicht weniger als vier unterschiedliche Spalten umfasst, welche unter drei pneumatisch gesteuerten Mehrfachanschluss-Auswahlventilen operativ gekoppelt werden. Somit ist die Anordnung in Fluid-Hinsicht recht komplex. Die Verwendung von einer traditionell diskreten Verrohrung und zugehöriger Verbindungen würde zu einem nicht überschaubaren Durcheinander einer solchen Verrohrung und der Verbindungen führen. Darüber hinaus wäre die Zusammenbauzeit, um die verschiedenen Röhren lediglich zu verbinden, erheblich. Ferner würde jede individuelle Röhrenverbindung dem variablen Drehmoment des Monteurs, welches Drehmoment angelegt wird, wenn die Fassung festgezogen wird, ausgesetzt sein. Ferner könnte jede Biegung oder Modifikation, welche der Monteur während des Zusammensetzens hinsichtlich der Verrohrung für erforderlich hält, zu einer Beschädigung der Verrohrung oder zumindest zu einer zusätzlichen Variabilität führen. Jedoch wird durch die Verwendung eines Polyimid-Verteilers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass der gesamte Zusammenbau zu einer kompakten Form einfacher konstruiert wird, um stark reproduzierbare Verbindungen herzustellen.
  • Polyimid-Verteiler gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auf eine jegliche geeignete Art und Weise hergestellt werden. Bei einem Verfahren zum Herstellen des Verteilers 20 oder 62 wird eine Mehrfachschicht-Verbindung von Polyimidschichten, wie beispielsweise Kapton®, verwendet. Produkte, welche auf einer klebefreien Verbindung von Polyimid basieren, umfassen DuPont’s Cirlex®, http://www.cirlex.com/, hergestellt von der Fralock Corporation in Valencia, California. Der Fralock-Ablauf zum Herstellen von Cirlex®-Bahnprodukten erstreckt sich auf die Herstellung eines mehrschichtigen Verteilers. Cirlex® ist ein Bahnmaterial gänzlich aus Polyimid, welches ohne Verwendung von irgendeinem Klebstoff mit sich selbst verbunden werden kann. Dies ist vorteilhaft, da einige Laminierungen bei Temperaturen unzuverlässig sein können, welche die Glas-Übergang-Temperaturen der Klebstoffe übersteigen, welche bei dem Laminat verwendet werden. Zusätzlich kann bei Prozessanalyse-Anwendungen, bei welchen der Verteiler bei keinerlei chemischer Interaktion mit der Probe teilnimmt, die Verwendung eines Klebemittels eine ungewünschte Variabilität einführen. Ein zweites Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Verteilers umfasst die Verwendung eines Polyimid-Schaltplatinen-Bahnmaterials, welches derart bearbeitet wird, dass die verschiedenartig geleiteten Nuten bereitgestellt werden. Das Bahnmaterial wird dann unter Nutzung eines herkömmlichen Siebdruck-Schaltplatinen-Klebemittels laminiert. Es können weitere Verfahren zum Anbinden von einer oder mehreren Schichten aus Polyimid gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden. Ferner kann der mehrschichtige Verteiler direkt an einer oder mehreren Metall- oder Polymer-Außenschichten angebunden werden, damit keine Dichtungen zwischen dem Metallgehäuse und dem Verteiler notwendig sind. Zusätzlich, unter der Voraussetzung, dass zumindest einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jene Prozesstechniken verwenden, welche bei der Schaltplatinen-Herstellung häufiger aufzufinden sind, können solche Ausführungsformen umfassen, dass eine oder mehrere Elastomer-Dichtungen mittels Siebdruck in der Nähe von Aperturen auf den Außenflächen von der Verteiler-Anordnung aufgebracht werden, so dass, wenn die Anordnung zwischen der thermischen Absperrschicht 22 und der Basisplatte 12 zwischengesetzt wird, keine zusätzlichen O-Ringe oder weitere elastomere Dichtungsstrukturen erforderlich sind. Zusätzlich, obwohl der Fluid-Verteiler derart beschrieben wurde, dass er Polyimid-Material umfasst, können weitere Materialien, welche Schaltplatinen-Materialien (Glasepoxid, usw.), Kunststoffe und Metalle umfassen, zusammen mit verschiedenartigen Verbindungstechniken, angewendet werden, um den Aufbau von einem Verteiler gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
  • Gemäß dem Kontext der Schaltplatinen-Verarbeitung können die verschiedenen Kanäle der Verteiler gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit einer Standard-Schaltplatinen-Entwurf-Software entworfen werden, wobei die Kanäle anstelle der Schaltungsbahnen entworfen werden. Solche Werkzeuge umfassen fortgeschrittene Merkmale, wie beispielsweise eine Impedanzanpassung und/oder fortgeschrittene Wegleitungs-Algorithmen. Diese Techniken können erweitert werden, um Kanäle bereitzustellen, welche innerhalb der Verteiler-Anordnung identische Längen oder Volumenströmungspfade haben. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Probengas, Trägergas oder weitere Gase, welche durch den Verteiler strömen, untereinander bei exakt der gleichen Zeitdauer der Verteiler-Umgebung unterworfen werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie zuvor dargelegt, können eine kostengünstige, robuste Verteiler-Anordnung bereitstellen, welche besonders formstabil ist und chemisch inert ist. Darüber hinaus wird angenommen, dass eine Anwendung des hermetischen Polyimid-Verteilers, wie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargelegt, zu einer höheren Performance und einer Struktur mit niedrigeren Kosten führen, wodurch somit bei der gesamten Prozess-Analysevorrichtung, in welcher er Anwendung findet, die Performance erhöht wird und die Kosten reduziert werden. Aufgrund der hohen Reproduzierbarkeit und Stabilität von Polyimid wird ferner angenommen, dass, sollte ein Fehler oder eine Reparatur im Hinblick auf einen Verteiler erforderlich sein, lediglich ein neuer Verteiler anstelle eines defekten oder funktionsuntüchtigen Verteilers eingesetzt wird, ohne dass die gesamte Prozess-Analysevorrichtung neu kalibriert werden muss.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann anerkennen, dass Änderungen in der Form und im Detail vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise, obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf einen Prozessgas-Chromatographen beschrieben wurden, wird ausdrücklich in Erwägung gezogen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einem jeglichen Kontext in die Praxis umgesetzt werden können, bei welchem eine erhebliche Anzahl von Fluidverbindungen hergestellt werden muss, und bei welchem sich das Material, durch welches das Fluid strömt, nicht chemisch ändern oder das Fluid andersartig beeinflussen darf.

Claims (18)

  1. Planarer Verteiler, welcher umfasst: eine erste Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst, wobei die erste Schicht im Allgemeinen eben ist; eine zweite Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst; eine Kanalschicht, welche darin eine Mehrzahl von Kanälen definiert, wobei die Kanalschicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht zwischengesetzt ist, wobei sich zumindest ein Kanal in einer Richtung parallel zu einer Ebene von dem planaren Verteiler erstreckt und eine Apertur von der ersten Schicht mit einer Apertur von der zweiten Schicht koppelt; und wobei der planare Verteiler aus Polyimid hergestellt ist.
  2. Planarer Verteiler nach Anspruch 1, bei welchem die erste Schicht, die zweite Schicht und die Kanalschicht miteinander laminiert sind.
  3. Planarer Verteiler nach Anspruch 2, wobei der gesamte planare Verteiler aus klebemittelfreiem Polyimid hergestellt ist.
  4. Planarer Verteiler nach Anspruch 1, welcher ferner umfasst: eine dritte Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst; eine zweite Kanalschicht, welche eine zweite Mehrzahl von Kanälen definiert und zwischen der zweiten und dritten Schicht zwischengesetzt ist, wobei sich zumindest ein Kanal von der zweiten Mehrzahl von Kanälen in einer Richtung parallel zu einer Ebene von dem planaren Verteiler erstreckt und eine Apertur von der zweiten Schicht mit einer Apertur von der dritten Schicht koppelt.
  5. Planarer Verteiler nach Anspruch 4, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht, die dritte Schicht und beide Kanalschichten miteinander laminiert sind.
  6. Planarer Verteiler nach Anspruch 5, wobei der gesamte planare Verteiler aus klebemittelfreiem Polyimid hergestellt ist.
  7. Planarer Verteiler nach Anspruch 4, welcher ferner umfasst: eine vierte Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst; eine dritte Kanalschicht, welche eine dritte Mehrzahl von Kanälen definiert und zwischen der dritten und vierten Schicht zwischengesetzt ist, wobei sich zumindest ein Kanal von der dritten Mehrzahl von Kanälen in einer Richtung parallel zu einer Ebene von dem planaren Verteiler erstreckt und eine Apertur von der dritten Schicht mit einer Apertur von der vierten Schicht koppelt.
  8. Planarer Verteiler nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Elastomer-Ring, welcher um zumindest einer der Aperturen von der ersten Schicht angeordnet ist.
  9. Planarer Verteiler nach Anspruch 8, wobei der Elastomer-Ring mittels Siebdruck auf der ersten Schicht gedruckt ist.
  10. Planarer Verteiler nach Anspruch 1, ferner umfassend zumindest einen Leiter, welcher eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht bereitstellt.
  11. Planarer Verteiler nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Mehrzahl von Ausrichtungsmerkmalen, welche sich durch die erste Schicht, die zweite Schicht und die Kanalschichten erstrecken.
  12. Planarer Verteiler nach Anspruch 11, wobei die Ausrichtungsmerkmale Löcher umfassen.
  13. Planarer Verteiler nach Anspruch 11, wobei zumindest ein Ausrichtungsmerkmal eine Kerbe umfasst, welche an einem Umfang von dem planaren Verteiler angeordnet ist.
  14. Prozessanalysegerät, umfassend: einen Proben-Einlass zum Aufnehmen eines Probengases; zumindest eine Entlüftung; eine erste Platte, welche eine Mehrzahl von Fluidströmungsvorrichtungen, welche darauf eingerichtet sind, und eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst, eine zweite Platte, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst; und einen Polyimid-Verteiler, welcher zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte angeordnet ist, wobei der Polyimid-Verteiler zumindest einen Kanal umfasst, welcher sich von einer Apertur in der ersten Platte zu einer Apertur in der zweiten Platte erstreckt.
  15. Prozessanalysegerät nach Anspruch 14, wobei das Prozessanalysegerät ein Prozessgas-Chromatograph ist.
  16. Prozessanalysegerät nach Anspruch 14, wobei der Polyimid-Verteiler umfasst: eine erste Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst, wobei die Aperturen von der ersten Schicht mit jeweiligen Aperturen in der ersten Platte ausgerichtet sind und hiermit abgedichtet sind; eine zweite Schicht, welche eine Mehrzahl von durchgehenden Aperturen umfasst, wobei die Mehrzahl von Aperturen in der zweiten Schicht mit jeweiligen Aperturen in der zweiten Platte ausgerichtet sind und hiermit abgedichtet sind; und eine Kanalschicht, welche darin eine Mehrzahl von Kanälen definiert, wobei die Kanalschicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht zwischengesetzt ist, wobei sich zumindest ein Kanal in einer Richtung parallel zu einer Ebene von dem Polyimid-Verteiler erstreckt und eine Apertur von der ersten Schicht mit einer Apertur von der zweiten Schicht koppelt.
  17. Prozessanalysegerät nach Anspruch 16, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht und die Kanalschicht miteinander laminiert sind.
  18. Prozessanalysegerät nach Anspruch 17, wobei der gesamte Polyimid-Verteiler aus klebemittelfreiem Polyimid hergestellt ist.
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