TW201923314A - 採水分配器及其校正方法 - Google Patents

Abstract

在將流量調整閥與流量感測器予以串列地設置的採水分配器，執行：第1處理，將流量調整閥開啟至流量感測器所檢測出之體積成為第1體積；及第2處理，將流量調整閥開啟至流量感測器所檢測出之體積成為第2體積。根據第1體積、第2體積、在第1處理之實際的採水量以及在第2處理之實際的採水量，計算將「表示該流量感測器之檢測結果與校正後之體積的關係之一次數學式」加以鑑別的2個參數。進行定量採水時，係根據2個參數來校正流量感測器之檢測結果。

Description

採水分配器及其校正方法

本發明係有關於一種採水分配器，該採水分配器係與純水製造裝置等連接， 並因應於需要排出純水等，尤其係有關於一種採水分配器具有定量採水功能時之採水分配器之採水量的校正。

在研究單位等利用純水的情況，常使用比較小型的純水製造裝置來製造純水。而且，在使用點，為了將純水採水至例如燒杯、瓶、試管等，廣為使用與純水製造裝置連接的採水分配器。採水分配器係包括：排出純水的噴嘴；及開閉閥，係被設置於往噴嘴之純水的路徑，並對噴嘴供給純水，又截斷此供給。採水分配器係一般被設置於與純水製造裝置之本體係遠離的位置，並藉配管與純水製造裝置之本體的純水出口連接。藉由利用者操作開閉閥，從噴嘴排出純水，藉此，利用者係能以因應於所需之量對純水進行採水。作為開閉閥，常使用電磁閥，在使用電磁閥的情況，藉以手指可操作之按鈕開關或藉腳可操作之腳踏開關等控制電磁閥，令從噴嘴排出純水。進而，在採水分配器常具備定量採水功能，該定量採水功能係將流量感測器與電磁閥組合，在有一次之開關操作時將電磁閥開啟至藉流量感測器所測量之流量的累計值達到規定值，藉此，作成可對規定容積之純水進行採水。

在具有定量採水功能之採水分配器，根據流量感測器之檢測結果開閉電磁閥，但是因為在流量感測器之固有的檢測誤差等，而有欲排出之排出量與實際之液體的排出量相異的情況。因此，為了能以利用者所指定或在採水分配器所預設之排出量排出液體，需要預先調查流量感測器之測量值與實際之流量的關係，再根據此關係校正流量感測器的測量值，來控制電磁閥。

在專利文獻1，揭示一種對輸出因應於通過之流量的脈波之流量計之校正係數的計算方法，該校正係數的計算方法係對不是零之某特定的一個流量，求實際上在流量計流動之流量對因應於來自流量計之脈波數的流量之比，並將此比當作校正係數K。校正係數K一旦決定，以後係將根據來自流量計之脈波值的流量乘以校正係數K所得數值當作流量的測量值即可。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平2-218923號公報

[發明所欲解決之課題]

在具有定量採水功能之採水分配器，為了以所要之採水量對純水進行採水， 需要校正在採水分配器所設置之流量感測器的測量值，但是在根據在專利文獻1所記載之方法進行校正的情況，無法以達到採水分配器之定量採水功能所要求程度之正確的量進行採水。

本發明之目的係在於提供一種採水分配器及其校正方法，該採水分配器係具有定量採水功能之採水分配器，並能以高精度之體積進行採水。 [解決課題之手段]

本發明之採水分配器係在純水之採水所使用的採水分配器，其係具有：配管，係從純水製造裝置被供給純水，並與排出該純水之噴嘴連通；在配管所設置之流量調整閥；流量感測器，係在配管對流量調整閥串列地設置；以及控制流量調整閥之控制部；控制部係執行如下的動作，第1控制，係將流量調整閥開啟至從流量感測器之檢測結果所得的體積成為第1體積；第2控制，係將流量調整閥開啟至從流量感測器之檢測結果所得的體積成為與第1體積係相異的第2體積；計算處理，係輸入是藉該第1控制實際所採水之量的第1量與是藉第2控制實際所採水之量的第2量時，根據第1體積、第2體積、第1量以及第2量，計算將「表示該流量感測器之檢測結果與校正後之體積的關係之一次數學式」加以鑑別的2個參數；以及定量採水模式之控制，係一面根據2個參數來校正流量感測器之檢測結果，一面根據校正後之檢測結果將流量調整閥開啟至在流量調整閥流動的體積成為所指定的體積。

本發明之採水分配器的校正方法係該採水分配器係包括：配管，係從純水製造裝置被供給純水，並與排出純水之噴嘴連通；在配管所設置之流量調整閥；以及流量感測器，係在配管對流量調整閥串列地設置；並具有定量採水功能，該校正方法係具有如下的處理，第1處理，係將流量調整閥開啟至從流量感測器之檢測結果所得的體積成為第1體積；第2處理，係將流量調整閥開啟至從流量感測器之檢測結果所得的體積成為與第1體積係相異的第2體積；以及計算處理， 係根據第1體積、第2體積、是藉第1處理實際所採水之量的第1量以及是藉第2處理實際所採水之量的第2量，計算將「表示該流量感測器之檢測結果與校正後之體積的關係之一次數學式」加以鑑別的2個參數。 [發明之效果]

若依據本發明，因為計算將「表示該流量感測器之檢測結果與校正後之體積的關係之一次數學式」加以鑑別的2個參數，並根據此計算得之2個參數來進行校正，所以與根據比例式之所謂一點校正的情況相比，能以高精度進行採水。

其次，參照圖面，說明本發明之實施形態。根據本發明之採水分配器係具備定量採水功能，例如是為了與純水製造裝置組合並對純水進行採水所使用。圖1係表示將本發明之一實施形態的採水分配器與純水製造裝置組合之狀態的流程圖。

純水製造裝置50係包括：純水製造部51，係被供給自來水，而製造純水；及主控制裝置52，係控制純水製造部51的動作。純水製造部51係由一次純水製造裝置與副系統所構成，一次純水製造裝置係例如具備逆滲透膜或離子交換裝置，並從供給水製造一次純水，副系統係具有由離子交換裝置或超過濾膜、紫外線氧化裝置等所構成之循環淨化系統，而更提高一次純水之純度。在純水製造部51內亦設置各種的感測器類(未圖示)、泵(未圖示)以及閥(未圖示)等，主控制裝置52係接受來自感測器類的信號，並根據這些信號控制泵(未圖示)或閥(未圖示)，藉此，進行純水製造部51之動作的控制。在純水製造部51的出口，係連接用以向採水分配器10供給純水的複數個出口通口53。出口通口53係成為在純水製造裝置50之與採水分配器10之連接位置的通口，採水分配器10係例如，藉具有撓性之配管55與任一個出口通口53連接。在圖示之例子，設置3個出口通口53，並在各個連接採水分配器10，藉此，將共3台之採水分配器10與純水製造裝置50連接。當然，出口通口53的個數係不是被限定為3個，與純水製造裝置50連接之採水分配器10的個數亦可在出口通口53之個數的範圍內任意地增減。

其次，說明採水分配器10。圖2係表示採水分配器10之外觀。但，在圖2，在與純水製造裝置之連接所使用的配管55或各種的配線係未表示。採水分配器10係大致上由頭部10a、本體部10b以及支柱10c所構成，該支柱10c係從本體部10b向垂直上方延伸並可拆下地固持頭部10a，頭部10a與本體部10b係藉具有撓性的配管14所連接。作為採水分配器10之使用形態，例如有為了對在實驗台上所整列地設置的多支試管不斷地注入純水所使用者。為了應付這種用途，作成設置使用者所握持並可移動至所要之位置的頭部10a，並將實際上成為純水之注入口的噴嘴16設置於頭部10a。在頭部10a，設置使用者握持所需的手柄25或把手。又，因為亦需要在仍然將頭部10a固持於支柱10c下將純水採水至從小容積至大容積的量瓶或量筒，所以需要使在支柱10c之頭部10a的固持位置可變且支柱10c係具有充分的長度。

頭部10a係從噴嘴16排出從本體部10b經由配管14所供給之純水，如圖1所示，除了噴嘴16以外，還包括與配管14連接的流路15，噴嘴16係被設置於流路15的末端。進而，頭部10a係為了因應於使用者之需要來排出純水，具備藉使用者所操作之開關18。在頭部10a，如圖2所示，在握住手柄25之使用者能以其手指易於操作的位置設置按鈕26。按鈕26係與開關18(參照圖1)以機械式連接，藉對按鈕26的操作來操作開關18。

在本體部10b，設置配管11，配管11之一端係與來自純水製造裝置50的配管55連接，另一端係與對頭部10a的配管14連接。在配管11，從上游側，即接近純水製造裝置50之側，依序設置流量感測器12及流量調整閥13。進而，在本體部10b，設置控制採水分配器10之動作的控制部20、及與控制部20連接的操作面板19。流量調整閥13係例如是電磁式，可根據來自控制部20之信號來控制閥的開閉，且可改變通過該閥之純水的流量。流量感測器12係例如是每當固定體積(容積)之液體流動就輸出電脈波的脈波式。操作面板19係受理來自使用者之例如採水量或採水模式的設定，且對使用者進行必要的顯示。作為採水模式，有任意量採水模式與定量採水模式，該任意量採水模式係作成可進行任意量之採水，該定量採水模式係根據定量採水功能的採水模式，並從噴嘴16排出使用者所指定之體積的純水，進而，亦可設置其他的採水模式。

控制部20係進行採水分配器10之整體的控制，例如，受理經由頭部10a之開關18所輸入之來自使用者的採水要求，在採水模式是定量採水模式的情況，進行作成藉由將流量調整閥13開啟至以流量感測器12所檢測出之流量的累積值，即體積值成為設定值，而向頭部10a供給以該設定值所示之量之純水的控制。關於定量採水模式之採水的細節係後述。在採水模式是任意量採水模式的情況，控制部20係進行僅在操作開關18的期間開啟流量調整閥13的控制。又，在任意量採水模式的情況，使用者係可經由操作面板19指定來自噴嘴之純水的流量，即每單位時間的排出量，控制部20係以成為所指定之流量的方式控制流量調整閥13。這是由於有在對洗淨瓶之採水等重視速度的情況、與對量瓶之至其標線的採水等重視採水操作之正確性的情況。進而，控制部20係藉以圖示虛線所示的配線與純水製造裝置50之主控制裝置52連接，而從主控制裝置52取得關於純水製造裝置50之運轉狀態的資訊，尤其所製造之純水的總有機碳(TOC：total organic carbon)值、電阻係數、溫度值等的水質資料。控制部20係以既定格式將所取得之水質資料顯示於操作面板19上。

構成採水分配器10之本體部10b的這些元件中，配管11、流量感測器12、流量調整閥13以及控制部20係被設置於圖2所示之框體21的內部。操作面板19係扁平的形狀，在其一端經由鉸鏈23被安裝於框體21。在操作面板19之一方的面，設置使液晶顯示面板與觸控感測器變成一體的觸控面板22。觸控面板22係作用為對使用者顯示的顯示部，且藉由使用者觸摸觸控面板22上的既定位置，受理來自使用者之輸入。

其次，說明在本實施形態之採水分配器10之定量採水模式的細節。在定量採水模式，在使用者將所要之採水量設定成設定值L時，控制部20係進行如下的控制，開啟流量調整閥13，且計數來自流量感測器12的脈波，而計算所通過之液體的體積，並在此通過體積達到設定值L的時間點關閉流量調整閥13。因此，從噴嘴16所排出之純水之體積的精度係與流量感測器12的精度相依。在本實施形態之採水分配器10，在進行根據定量採水模式之採水之前，例如在安裝採水分配器10時等，求得對來自流量感測器12之脈波的計數值之校正參數。在本實施形態，將根據來自流量感測器12之脈波的計數值所表示的體積當作X、將實際上在流量感測器12流過之液體的體積當作Q，以藉數學式(1)所示之一次數學式的關係成立的方式求得2個校正參數a、b。

[數學式1] Q=a･X+b　　(1) 在本實施形態，以根據2個相異之體積值排出純水的方式使採水分配器10動作，並測量在各個的情況實際所排出之純水的體積，再根據這些測量結果，求得2個校正參數a、b。

圖3係表示求得校正參數a、b之具體的程序。首先，在步驟101將體積A₁ 當作設定值L，在步驟102根據此設定值L使採水分配器10動作，排出純水。在步驟103，使所排出之純水集水至例如量筒，測量其體積。將實際所測量之體積當作B₁ 。接著，一樣地，在步驟104，將與體積A₁ 係相異的體積A₂ 當作設定值L，在步驟105根據設定值L使採水分配器10動作，排出純水，再在步驟106測量所排出之純水的體積B₂ 。如以上所示，測量分別與所設定之體積A₁ 、A₂ 對應之實際上所排出之純水的體積B₁ 、B₂ 後，在步驟107，根據數學式(2)、(3)，決定校正參數a、b。

[數學式2] a=(B₁ -B₂ )/(A₁ -A₂ )　　(2) [數學式3] b=B₁ -a･A₁ (3) 使用者經由操作面板19輸入決定校正參數之命令時，控制部20係執行圖3所示的處理中之步驟101、102、104、105、107的處理，且在操作面板19上顯示對使用者催促執行步驟103、106之處理的訊息，並受理關於所測量的體積B₁ 、B₂ 之來自使用者的輸入。所設定之體積A₁ 、A₂ 係只要都不是0且彼此相異即可，但是一方之體積係被設定成比在此採水分配器10所常用的採水量或比其稍大的值，另一方之體積係被設定成比較小的值較佳。例如，假設A₁ ＞A₂ ，且若將在此採水分配器10之定量採水模式所常用的採水量或所常用之最大的採水量當作V， 則作成A₁ =V，或即將常用量當作A₁ ，或者設定成A₁ =約1.1×V較佳。另一方面，A₂ 係設定成A₂ =約0.1×V較佳。但，流量感測器12係脈波式，且在約0.1×V之體積係在脈波式所造成之量子化誤差無法忽略時，為了可得到充分之脈波數，A₂ 係被設定成比0.1×V更大的值較佳。體積A₁ 、A₂ 之值係預先在控制部20被程式化，亦可由使用者預先輸入。若在採水分配器10所常使用之採水量是1000mL，A₁ 係被設定成例如1100mL，A₂ 係被設定成例如100mL。

其次，說明在步驟102、105之採水動作。步驟102、105之處理係都是從噴嘴16排出以設定值L所表示之體積的純水，基本上係與在定量採水模式之採水相同的處理。圖4係表示排出以設定值L所表示之體積的純水之處理的流程圖。當作已設定設定值L。

首先，在步驟111，清除體積測量值P，即使其變成0。體積測量值P係藉由計數或累計來自流量感測器12之脈波所得之體積的值，此處，係進行根據校正參數a、b的校正之前的值。接著，在步驟112，使流量調整閥13變成全開。結果，從噴嘴16開始排出純水，流量感測器12係持續地產生流量測量的脈波。控制部20係繼續計數來自流量感測器12之脈波，如步驟113所示，隨時比較從設定值L減去參數△者與根據脈波之計數的體積測量值P。而且，重複步驟113至P≧L-△，即體積測量值P達到從設定值L減去參數△者。體積測量值P達到從設定值L減去參數△者時，在步驟114，控制部20係縮小流量調整閥13之開啟角度，而使在流量調整閥13流動之純水的流量減少。這是由於在體積測量值P成為設定值L時馬上將流量調整閥13從全開控制成全閉時，因過越現象等而無法排出正確的量。L-△係成為用以決定縮小流量調整閥13之開啟角度的時序之臨限值。△的值係根據配管11或流量感測器12、流量調整閥13之尺寸或構成所決定之正的值，例如可設定成設定值L之約數%的值，或若流量感測器12是脈波式可設定成相當於數十至數百個脈波。例如，在設定值L是1000mL的情況，可將△設定成70mL。

然後，控制部20係在步驟115，判定是否體積測量值P達到設定值L，重疊步驟115至P≧L，即體積測量值P達到設定值L。體積測量值P達到設定值L後，控制部20係在步驟116，馬上完全地關閉流量調整閥13。在本實施形態，因為預先縮小流量調整閥13的開啟角度，所以可在過越現象亦不會發生下，在體積測量值P達到從設定值L的時間點完全地停止純水之來自噴嘴16的排出。

其次，說明決定校正參數a、b後之定量採水。定量採水之處理係與上述一樣地按照圖4所示之程序所進行。但，在設定值L係被設定成欲採水之體積，被用作體積測量值P之值係根據上述之數學式(1)所隨時計算之校正後的體積Q。在本實施形態，因為對所設定之體積值A₁ 、A₂ 之2點的各個測量實際的體積B₁ 、B₂ 後，決定校正參數a、b，再根據校正參數a、b校正流量感測器12的測量值，所以與例如在專利文獻1所記載之所謂的一點校正的情況相比，可提高流量或體積的精度。進而，使用參數△，在開始排出純水時係使流量大至最大極限，而在停止排出之時序的正前係縮小流量，藉此，在不會浪費長的排出時間下，可排出正確的量。又，此處係說明定量採水時之處理，但是亦可在任意量採水模式根據校正參數a、b隨時計算校正後的體積Q，若將所計算之Q的值顯示於操作面板19，使用者之便利性變成更高。

在本實施形態，對純水製造裝置50連接3個採水分配器10。因為採水分配器10的誤差係因各採水分配器10而異，所以校正參數a、b係對各採水分配器10決定，所決定之校正參數a、b係對各採水分配器10被儲存於控制部20。可是，為了減少決定校正參數a、b之作業的工時，亦可作成藉由在任一個採水分配器10輸入決定校正參數之命令，各採水分配器10都轉移至用以決定校正參數的模式。 在此情況，係從被輸入命令的採水分配器10經由純水製造裝置50之主控制裝置52向其他的採水分配器10傳送命令。

10‧‧‧採水分配器

10a‧‧‧頭部

10b‧‧‧本體部

10c‧‧‧支柱

11‧‧‧配管

12‧‧‧流量感測器

13‧‧‧流量調整閥

14‧‧‧配管

15‧‧‧流路

16‧‧‧噴嘴

18‧‧‧開關

19‧‧‧操作面板

20‧‧‧控制部

21‧‧‧框體

22‧‧‧觸控面板

23‧‧‧鉸鏈

25‧‧‧手柄

26‧‧‧按鈕

50‧‧‧純水製造裝置

51‧‧‧純水製造部

52‧‧‧主控制裝置

53‧‧‧出口通口

55‧‧‧配管

101~107、111~116‧‧‧步驟

【圖1】係表示純水製造裝置及採水分配器之構成的流程圖。 【圖2】係表示一實施形態之採水分配器的外觀之一例的立體圖。 【圖3】係表示對流量感測器之校正參數之決定程序的流程圖。 【圖4】係表示在定量採水模式之動作的流程圖。

Claims (7)

1. 一種採水分配器，使用於純水之採水，具有： 配管，係從純水製造裝置被供給純水，並與排出該純水之噴嘴連通； 流量調整閥，設置於該配管； 流量感測器，與該流量調整閥串列設置於該配管中；以及 控制部，用以控制該流量調整閥； 該控制部執行如下動作， 第1控制，將該流量調整閥開啟至從該流量感測器之檢測結果所得的體積成為第1體積為止； 第2控制，將該流量調整閥開啟至從該流量感測器之檢測結果所得的體積成為與該第1體積相異的第2體積為止； 計算處理，輸入藉由該第1控制實際所採水之量亦即第1量與藉由該第2控制實際所採水之量亦即第2量後，即根據該第1體積、該第2體積、該第1量以及該第2量，計算將「表示該流量感測器之檢測結果與校正後之體積的關係之一次數學式」加以鑑別的2個參數；以及 定量採水模式之控制，係一面根據該2個參數來校正該流量感測器之檢測結果，一面根據校正後之檢測結果將該流量調整閥開啟至流過該流量調整閥的體積成為所指定的體積。
2. 如申請專利範圍第1項之採水分配器，其中，該控制部在將該流量調整閥從關閉狀態控制成開啟狀態時係將流過該流量調整閥的流量控制成第1流量，在從該流量感測器之檢測結果所得的體積成為既定值時進行關閉該流量感測器的控制時，係在該體積達到比該既定值小的臨限值時將流過該流量調整閥的流量縮小至比該第1流量更小的流量，而在該體積達到該既定值時進行完全關閉該流量調整閥的控制。
3. 如申請專利範圍第1或2項之採水分配器，其中，根據在該採水分配器所常使用之採水量來設定該第1流量。
4. 一種採水分配器之校正方法，該採水分配器包括：配管，係從純水製造裝置被供給純水，並與排出該純水之噴嘴連通；流量調整閥，設置於該配管；以及流量感測器，係與該流量調整閥串列地設置於該配管中；該採水分配器並具有定量採水功能， 該採水分配器之校正方法包括如下處理， 第1處理，將該流量調整閥開啟至從該流量感測器之檢測結果所得的體積成為第1體積； 第2處理，將該流量調整閥開啟至從該流量感測器之檢測結果所得的體積成為與該第1體積相異的第2體積；以及 計算處理，根據該第1體積、該第2體積、藉由該第1處理實際所採水之量亦即第1量、以及藉由該第2處理實際所採水之量亦即第2量，計算將「表示該流量感測器之檢測結果與校正後之體積的關係之一次數學式」加以鑑別的2個參數。
5. 如申請專利範圍第4項之採水分配器之校正方法，其中更包括如下之處理：一面根據該2個參數來校正該流量感測器之檢測結果，一面根據校正後之檢測結果將該流量調整閥開啟至流過該流量調整閥的體積成為所指定的體積。
6. 如申請專利範圍第4或5項之採水分配器之校正方法，其中 在將該流量調整閥從關閉狀態控制成開啟狀態時，係將流過該流量調整閥的流量設定成第1流量； 在從該流量感測器之檢測結果所得的體積成為既定值時關閉該流量感測器時，於該體積達到比該既定值小的臨限值時將流過該流量調整閥的流量縮小至比該第1流量更小的流量，而在該體積達到該既定值時完全關閉該流量調整閥。
7. 如申請專利範圍第4~6項中任一項之採水分配器之校正方法，其中，根據在該採水分配器所常使用之採水量來設定該第1流量。