CN109399733B - 可携式液体检测过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种可携式液体检测过滤装置，包括：一第一容器，用以容置一检测液体，并具有一连通通道；至少一传感器，设置于连通通道内，以检测该第一容器内的该检测液体；至少一致动装置，连通该连通通道输送该检测液体；一过滤元件，连通该连通通道，且邻设于该流体输送装置，过滤该致动装置所输送的该检测液体；其中，该传感器检测该第一容器内的该检测液体，该传感器检测到该检测液体的监测数值异常时，该传感器启动该致动装置输送该检测液体通过该过滤元件实施过滤。

Description

可携式液体检测过滤装置

【技术领域】

本案关于一种可携式液体检测过滤装置，尤指一种具备检测、过滤液

体功能的可携式液体检测过滤装置。

【背景技术】

伴随着工业的蓬勃发展，环境中的空气污染与水质污染逐渐受到人们重视，而空气品质不佳的问题可透过随身携带的口罩来与外部空气隔离，然而水污染的问题则无法如此轻易解决，如何随时随地饮用纯净的水并不容易。

虽然目前各家庭大多设有滤水设备，但仅能在家庭内使用，不便于携带，此外，也无法确认滤水过后的水质，无法得知喝下去的水到底干不干净。

有鉴于此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失，实为目前迫切需要解决的问题。

【发明内容】

本案的主要目的在于提供一种可携式液体检测过滤装置，可携式液体检测过滤装置，主要由传感器检测液体成分 ，当检测结果异常时，传感器启动致动器输送液体至过滤元件，来解决无法随时随地得知水质及滤水的问题。

为达上述目的，本案的较广义实施态样为提供一种可携式液体检测过滤装置，包括：一第一容器，用以容置一检测液体，并具有一连通通道；至少一传感器，设置于连通通道内，以检测该第一容器内的该检测液体；至少一致动装置，连通该连通通道输送该检测液体；一过滤元件，连通该连通通道，且邻设于该流体输送装置，过滤该致动装置所输送的该检测液体；其中，该传感器检测该第一容器内的该检测液体，该传感器检测到该检测液体的监测数值异常时，该传感器启动该致动装置输送该检测液体通过该过滤元件实施过滤。

【附图说明】

图1所示可携式液体检测过滤装置的示意图。

图2所示为可携式液体检测过滤装置的分解示意图。

图3所示为可携式液体检测过滤装置连接电子装置的示意图。

图4所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的立体外观示意图。

图5A所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的正面分解结构示意图。

图5B为图5A所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的背面分解结构示意图。

图6A所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀本体正面视得示意图。

图6B所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀本体底面视得示意图。

图7A所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀腔体座正面视得示意图。

图7B所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀腔体座底面视得示意图。

图8所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀膜片正面视得示意图。

图9所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀腔体座立体示意图。

图10A所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀门盖体正面视得示意图。

图10B所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的阀门盖体底面视得示意图。

图11所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的剖面示意图。

图12A所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的输送流体作动状态示意图1。

图12B所示为可携式液体检测过滤装置的致动装置的输送流体作动状态示意图2。

图13所示可携式液体检测过滤装置另一实施例的示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。

请参阅图1及图2所示，本案的可携式液体检测过滤装置1包括一第一容器10、传感器20、致动装置60及过滤元件30。其中该第一容器10具有一连通通道11，该连通通道11可设置于该第一容器10的底部，但并不以此为限，方便一检测液体流入其中，该传感器20设置于该连通通道11内，用来检测该检测液体；该致动装置60设置于该连通通道11内，用以输送该检测液体；该过滤元件30设置于该连通通道11内，且邻设于该致动装置60，以过滤该致动装置60所输送的该检测液体。

又如图3所示，本案的可携式液体检测过滤装置1更包括一通讯模块 50，该通讯模块50电连接该传感器20，使传感器20能够通过该通讯模块50传送该检测液体的检测结果；且本案的可携式液体检测过滤装置 1可借由该通讯模块50与一电子装置7连线，并将传感器20检测该检测液体的检测结果传送至该电子装置7，提供给使用者参考。

上述的电子装置7可为固定式电子装置，如桌上型电脑、显示器等装置，电子装置7亦可为可携式电子装置，如笔记型电脑、智慧型手机、平板电脑，或是为穿戴式电子装置，如智慧手表、智慧手环、智慧眼镜等具有显示功能的电子产品，均不以此为限。

此外，该通讯模块50亦可为网络模块，将该检测液体的检测结果通过网络发送至一云端处理装置(未图式)，以此建立一液体监测品质数据库，方便使用者透过该液体监测品质数据库可以监察长时间液体的品质，如可监控每天自来水的水质。

请参阅图4、图5A、图5B、图6A及图6B、图7A及图7B所示，本案致动装置60中导引流体进出的主要结构。其中致动装置60的阀本体63具有一个入口通道631以及一个出口通道632分别贯穿第一表面633及第二表面634之间，而入口通道631于第二表面634上连通一入口开口 6311，且第二表面634具有环绕入口开口6311的凹槽6341，以及具有环绕入口开口6311突起的凸部结构6343，而出口通道632于第二表面 634上连通一出口开口6321，且第二表面634具有环绕出口开口6321的凹槽6342，另外在阀本体63的第二表面634上设置数个卡榫槽63b。

阀腔体座65于第三表面655上设置数个卡榫65a，可对应套入阀本体63 的卡榫槽63b中，以使阀本体63与阀腔体座65可相互结合堆叠定位。阀腔体座65上具有贯穿第三表面655至第四表面656的入口阀门通道 651及出口阀门通道652，以及于第三表面655上具有环绕入口阀门通道651的凹槽653，且第三表面655上具有环绕出口阀门通道652突起的凸部结构6521，以及具有环绕出口阀门通道652的凹槽654，另外，于第四表面656上凹置一压力腔室657，分别与入口阀门通道651及出口阀门通道652连通，且第四表面656于压力腔室657外部具有段差槽 658。

请参阅图5A、图5B及图8所示，阀膜片64主要材质为聚亚酰胺 (Polyimide,PI)高分子材料时，其制造方法主要利用反应离子气体干蚀刻(reactive ion etching,RIE)的方法，以感光性光阻涂布于阀门结构的上，并曝光显影出阀门结构图案后，再以进行蚀刻，由于有光阻覆盖处会保护聚亚酰胺(Polyimide,PI)片不被蚀刻，因而可蚀刻出阀膜片64 上的阀门结构。阀膜片64为一平坦薄片结构。如图8所示，阀膜片64 在两个贯穿区域64a、64b中各保留有厚度相同的两阀门片641a、641b，且环绕阀门片641a、641b周边各设置多个延伸支架642a、642b作以弹性支撑，并使每个延伸支架642a、642b相邻之间各形成一镂空孔643a、 643b，如此厚度相同的一阀门片641a、641b可受作用力在阀膜片64上借由延伸支架642a、642b弹性支撑而凸伸变形一位移量形成阀门开关结构。阀门片641a、641b可为圆型、长方型、正方形或各种几何图型，但不以此为限。又，阀膜片64上设有多个定位孔64c，可套入阀腔体座65于第三表面655的卡榫65a中，以定位阀膜片64承载于阀腔体座65 上，供阀门片641a、641b分别封盖阀腔体座65的入口阀门通道651及出口阀门通道652(如图8所示)，于本实施例中，卡榫65a数量为2，因此定位孔64c数量为2个，但不以此为限，可依卡榫65a数量而设置。

并请参阅图11所示，阀本体63与阀腔体座65相互结合堆叠时，阀本体 63的凹槽6341、6342分别供一密封环68a、68b套入其上，而阀腔体座 65的凹槽653、654分别供一密封环68c、68d套入其上，阀本体63与阀腔体座65之间相互结合堆叠，可利用密封环68a、68b、68c、68d的设置，以对周边防止流体渗漏，如此阀本体63的入口通道631对应阀腔体座65的入口阀门通道651，并以阀膜片64的阀门片641a的启闭入口通道631与入口阀门通道651之间连通，以及阀本体63的出口通道632 对应阀腔体座65的出口阀门通道652，并以阀膜片64的阀门片641b的启闭出口通道632与出口阀门通道652之间连通，而当阀膜片64的阀门片641a的开启时，入口通道631导入流体即可经过入口阀门通道651而注入汇流于压力腔室657中，而当阀膜片64的阀门片641b的开启时，注入压力腔室657流体即可经过出口阀门通道652而由出口通道632排出于外。

请再参阅图5A及图5B所示，致动器66由振动板661以及压电元件662 组装而成，其中压电元件662贴附固定于振动板661的表面。于本实施例中，振动板661为金属材质，压电元件662可采用高压电数的锆钛酸铅(PZT)系列的压电粉末制造而成，以贴附固定于振动板661上，以供施加电压驱动压电元件662产生形变，致使振动板661亦随的产生做垂直向往复振动形变，用以驱动致动装置60的作动。而致动器66的振动板661为组设于阀腔体座65的第四表面656上以封盖压力腔室657，且第四表面656于压力腔室657外部的段差槽658，供一密封环68e套置其中，以对压力腔室657周边防止流体渗漏。

由上述说明可知，阀本体63、阀膜片64、阀腔体座65、致动器66可构成致动装置60的输送流体导引进出的主要结构。但如此堆叠结合的结构要如何定位，而且无须以锁付元件(例如：螺丝、螺帽、螺栓等)去锁付定位组装，是本案所要实施的主要课题。因此以下就采用阀门盖体62及外筒67的设计，将阀本体63、阀膜片64、阀腔体座65、致动器 66依序层叠于外筒67之内部，再以阀门盖体62直接紧配合于外筒67之内部定位组装而成进行说明。

请参阅图5A、图5B及图9所示，外筒67为金属材质，具有内壁671围绕一中空空间，且外筒67之内壁671底部具有凸环结构672。再请参阅第10A图及第10B图所示，阀门盖体62也为一金属材质，具有第一贯穿孔621及第二贯穿孔622，分别可供与阀本体63的入口通道631及出口通道632相对应套置入，以及阀门盖体62的底缘具有一倒角623，且阀门盖体62之外径尺寸为略大于外筒67之内壁671尺寸。

因此参阅图5A及图5B所示，阀本体63、阀膜片64、阀腔体座65、致动器66依序层叠后置入于外筒67之内壁671中，让整个层叠结构承载于外筒67的凸环结构672上，促使阀门盖体62以外径尺寸略大于外筒 67之内壁671尺寸的设计，利用倒角623可顺利导入外筒67之内壁671 中，而相互紧配合组接结合定位阀本体63、阀膜片64、阀腔体座65、致动器66依序层叠形成致动装置60，而致动器66也可于外筒67之内壁 671中空空间中，压电元件662受施加电压而驱动振动板661做垂直往复运动而形变共振，达成无须以锁付元件(例如：螺丝、螺帽、螺栓等)去锁付定位组装的致动装置60。

如图11所示，本案所构成致动装置60，阀腔体座65的入口阀门通道651 与阀本体63的入口开口6311相对应设置，其间并以阀膜片64的阀门片 641a来封闭做阀门结构的作用，且阀门片641a封盖阀本体63的入口开口6311，同时贴合阀本体63的凸部结构6343而产生一预力(Preforce) 作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，而出口阀门通道652与阀本体63的出口开口6321相对应设置，其间并以阀膜片64的阀门片641b来封闭做阀门结构的作用，且阀膜片64的阀门片641b封盖阀腔体座65的出口阀门通道652，同时贴合阀腔体座65的凸部结构6521 而产生一预力(Preforce)作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流压力腔室657压力腔室657，故本案所构成致动装置60在不作动的情况下，阀本体63的入口通道631以及出口通道632之间不会产逆流作用。

由上述说明可知，本案致动装置60在具体实施流体传输的操作，如图 12A所示，当致动器66的压电元件662受施加电压而致动使振动板661 下凹变形，此时压力腔室657的体积会增加，因而产生吸力，使阀膜片64的阀门片641a承受一吸力迅速开启，使流体可大量地自阀本体63 上的入口通道631被吸取进来，并流经阀本体63的入口开口6311、阀膜片64的镂空孔643a、阀腔体座65的入口阀门通道651流至压力腔室 657内暂存，同时出口阀门通道652内也受到吸力，阀膜片64的阀门片 641b受此吸力作用，借由延伸支架642b的支撑而产生整个向下平贴紧靠于凸部结构6521呈现关闭状态。

其后，图12B所示，当施加于压电元件662的电场方向改变后，压电元件662将使振动板661上凸变形，此时压力腔室657收缩而体积减小，使压力腔室657内流体受挤压，而同时入口阀门通道651内受到推力，阀膜片64的阀门片641a受此推力作用，借由延伸支架642a的支撑而产生整个向上平贴紧靠于凸部结构6343呈现关闭状态，流体无法由入口阀门通道651逆流，而此时出口阀门通道652内也受到推力，阀膜片64 的阀门片641b受此推力作用，借由延伸支架42b的支撑而产生整个向上脱离平贴紧靠于凸部结构6521的状态，呈现开启状态，流体即可由出口阀门通道652流出压力腔室657之外，经由阀腔体座65的出口阀门通道652、阀膜片64上的镂空孔643b、阀本体63上的出口开口6321及出口通道632而流出致动装置60之外，故完成流体传输的过程，重复图12A及图12B所的操作，即可持续进行流体的输送，如此采用本案致动装置60可使流体于传送过程中不会产生回流的情形，达到高效率的传输。

请继续参阅图1所示，可携式液体检测过滤装置1的该第一容器10可供该检测液体容置，该传感器20会检测该第一容器10内的该检测液体，当该检测液体的检测结果异常时，该传感器20启动该致动装置60，使该致动装置60开始汲取该第一容器10内的该检测液体，将该检测液体通过该出口通道632输送至该过滤元件30，使该过滤元件30开始过滤该检测液体，透过重复执行检测及过滤的步骤，使该传感器20检测该第一容器内的该检测液体的结果显示正常时，该传感器20停止该致动装置60，供用户使用该第一容器10内已过滤且通过检测的该检测液体。

请参阅图13所示，其是为本案可携式液体检测过滤装置1的另一实施例，该可携式液体检测过滤装置1更包含有一第二容器40，该第二容器40设置于该第一容器10的底部下，该第一容器10更包含一滤水通道 12，该滤水通道12连接该致动装置60及该过滤元件30，并与该第二容器40相通，其余元件与上一实施例相同，故不加以赘述；当该传感器 20检测该第一容器10内的该检测液体的检测结果出现异常，该传感器 20启动该致动装置60，该致动装置60开始汲取该第一容器内的该检测液体，并将该检测液体输送至该过滤元件30，通过该过滤元件30以过滤该检测液体，再由该滤水通道12进入该第二容器40内，以使过滤后的检测液体容置于该第二容器40。

上述的该传感器20可检测液体中的细菌、病毒、重金属、氯气等信息的至少其中之一或其组合，而该过滤元件30主要与该传感器20所检测的信息匹配，该过滤元件30可为PP棉、活性碳及半透膜(逆渗透膜)的其中之一或其组合。

此外，该传感器20亦可检测一生物标记的数值，或该传感器20可为石墨烯传感器，均不以此为限。

综上所述，本案提供一种可携式液体检测过滤装置，利用传感器来检测该检测液体的成分，若检测结果异常，该传感器启动该致动装置，使该致动装置开始汲取该检测液体，并将检测液体输送至该过滤元件进行过滤，持续至该检测液体的检测结果正常为止，令使用者可随时随地的取用干净的水资源，也可以通过电子装置连接该可携式液体检测装过滤装置，得知检测液体的成分。是以，本案的可携式液体检测过滤装置极具产业的价值，爰依法提出申请。

本案得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

1：可携式液体检测过滤装置

10：第一容器

11：连通通道

12：滤水通道

20：传感器

30：过滤元件

40：第二容器

50：通讯模块

60：致动装置

6a：输入通道

6b：输出通道

62：阀门盖体

621：第一贯穿孔

622：第二贯穿孔

623：倒角

63：阀本体

631：入口通道

6311：入口开口

632：出口通道

6321：出口开口

633：第一表面

634：第二表面

6341、6342：凹槽

6343：凸部结构

63b：卡榫槽

64：阀膜片

64a、64b：贯穿区域

641a、641b：阀门片

642a、642b：延伸支架

643a、643b：镂空孔

64c：定位孔

65：阀腔体座

651：入口阀门通道

652：出口阀门通道

6521：凸部结构

653、654：凹槽

655：第三表面

656：第四表面

657：压力腔室

658：段差槽

65a：卡榫

66：致动器

661：振动板

662：压电元件

67：外筒

671：内壁

672：凸环结构

68a、68b、68c、68d、68e：密封环

7：电子装置

Claims (18)

1.一种可携式液体检测过滤装置，其特征在于，包括：

一第一容器，用以容置一检测液体，并具有一连通通道；

至少一传感器，设置于连通通道内，以检测该第一容器内的该检测液体； 至少一致动装置，包含，一阀门盖体、一阀本体、一阀膜片、一阀腔体座、一致动器以及一外筒，至少一该致动装置连通该连通通道，输送该检测液体，所述阀门盖体具有一第一贯穿孔及一第二贯穿孔；所述阀本体具有一出口通道和一入口通道，所述外筒具有一内壁围绕一中空空间，且该外筒的该内壁底部具有一凸环结构，以该阀本体、该阀膜片、该阀腔体座及该致动器分别依序对应堆叠设置于该外筒的该中空空间内，并承载于该外筒的该凸环结构上，以该阀门盖体的该第一贯穿孔及该第二贯穿孔分别对应套入该阀本体的该出口通道及该入口通道中，以该致动器驱动控制该入口通道吸入该检测液体，由该出口通道输出该检测液体；

一过滤元件，设置于该连通通道内，且邻设于该致动装置，过滤该致动装置所输送的该检测液体；

其中，该传感器检测该第一容器内的该检测液体，该传感器检测到该检测液体的监测数值异常时，该传感器启动该致动装置输送该检测液体通过该过滤元件实施过滤。

2.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该至少一传感器可检测细菌、病毒、重金属、氯气的至少其中之一或其组合。

3.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该过滤元件为一PP棉、一活性碳及一半透膜、一逆渗透膜的至少其中之一或其组合。

4.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，更包含一通讯模块，该通讯模块电连接该至少一传感器，使该至少一传感器可通过该通讯模块传递该检测液体的检测结果。

5.如权利要求4所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该通讯模块将该检测液体的检测结果传送至一电子装置。

6.如权利要求5所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该电子装置为一可携式电子装置。

7.如权利要求5所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该电子装置为一固定式电子装置。

8.如权利要求5所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该电子装置为一穿戴式电子装置。

9.如权利要求4所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该通讯模块将液体成分传送至一云端处理装置，构成一液体监测品质数据库。

10.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，更包含一第二容器，该致动装置及该过滤元件连接一过滤通道，该第二容器连通该过滤通道，以将过滤后的该检测液体容置于其中。

11.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，

所述阀本体具有一第一表面及一第二表面，该入口通道及该出口通道贯穿设置于一第一表面及一第二表面之间，以及该入口通道于该第二表面上连通一入口开口，该出口通道于该第二表面上连通一出口开口；

该阀膜片，具有厚度相同的两阀门片，且环绕该两阀门片周边各设置多个延伸支架作以弹性支撑，并使每一该延伸支架相邻之间各形成一镂空孔；

该阀腔体座，具有一第三表面、一第四表面、一入口阀门通道及一出口阀门通道，该入口阀门通道及该出口阀门通道贯穿设置于该第三表面及该第四表面之间，而该阀膜片的该两阀门片分别承载于该入口阀门通道及该出口阀门通道上形成阀门结构，且在该第四表面上凹置一压力腔室，分别与该入口阀门通道及该出口阀门通道连通；

该致动器，封盖该阀腔体座的该压力腔室。

12.如权利要求11所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该致动装置的该阀本体的该第二表面上设置多个卡榫槽，而该阀腔体座的该第三表面上设置多个卡榫，供以对应套置于该卡榫槽中，以定位该阀腔体座组装定位于该阀本体上。

13.如权利要求12所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该致动装置的该阀膜片设置于该阀本体与该阀腔体座之间，并分别对应该阀腔体座的该多个卡榫位置设置多个定位孔，供穿入该多个卡榫中定位该阀膜片。

14.如权利要求13所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该致动装置的该阀本体的该第二表面具有分别环绕该入口开口、该出口开口的多个凹槽，且该阀腔体座于该第三表面上具有分别环绕该入口阀门通道、该出口阀门通道的多个凹槽，该多个凹槽分别供一密封环套入，以对周边防止该检测液体渗漏。

15.如权利要求14所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该致动装置的该阀本体于该第二表面上具有环绕该入口开口突起的一凸部结构，且该阀腔体座于该第三表面上具有环绕该出口阀门通道突起的一凸部结构，两凸部结构分别促使该阀膜片的该两阀门片贴合而有助于预盖紧防止逆流所产生一预力作用。

16.如权利要求15所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该致动装置的该致动器由一振动板及一压电元件组装而成，其中该压电元件贴附固定于该振动板的表面以供施加电压驱动该压电元件产生形变，且该致动器的该振动板组设于该阀腔体座的该第四表面上以封盖该压力腔室。

17.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该传感器是检测一生物标记的数值。

18.如权利要求1所述的可携式液体检测过滤装置，其特征在于，该传感器为石墨烯传感器。

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