TW202208845A - 水樣品之除了無機碳以外的導電性測量 - Google Patents
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Abstract
揭示用於決定導電性而在水程序流中沒有無機碳貢獻之裝置及方法。尤其是，用於決定含有溶解的CO2
之水程序流的離子導電性之裝置及方法。
Description
本文所述實施例大致上有關用於對水樣品的導電性進行非常精確、可靠及能再現之測量的方法及設備。具體而言，沒有無機碳貢獻之水樣品的導電性測量。例如可使用此等方法及設備來決定用於飲用水、生水、廢水、工業程序流等之離子比導電性值。此測量可利用於諸多重要之商業目的，例如最佳化水淨化過程、偵測溢出物、並監控對環境法規之遵守情況。本文所述的方法及設備對於在製藥和醫療保健行業中常見之清潔水樣品的導電性值進行精確、可靠及能再現之測量係尤其有用的。本文所述之方法及設備大致上既可應用於測量離散的水樣品(例如在實驗室環境中遇到之那些樣品)，亦可應用於監控流動流以提供實時導電性資料。
水中的導電性是量化水之總體離子純度的公認水質參數。水中之導電性是非特定的測量，意指溶液中之所有離子促成導電性測量。
水樣品中有三種主要離子源。第一離子源是作為溫度及pH值的函數而分解成離子之水分子。這是以非常可預測的方法來完成，且比較於以下二離子源係大致上可忽略不計。
第二離子源係溶解在水中並相互作用及形成離子(例如，呈碳酸根及碳酸氫根離子之形式)的二氧化碳(CO2
)。溶解之CO2
及其離解的離子在本文中一起稱為無機碳、或IC。
最後之離子源係外來離子。例如氯及銨之類的外來離子可對水之化學純度及在製藥應用中的使用之適合性具有重大影響。對於環境應用，用作水質的一般測量之外來離子亦為有用的，因為其遭受無機溶解固體(例如氯離子、硝酸根、硫酸根、及磷酸根陰離子或鈉、鎂、鈣、鐵、及鋁陽離子之類)的存在所影響。因此，偵測樣品中之外來離子尤為重要，因為樣品中的外來離子可指示環境監控應用中之污染或製藥應用中的清潔不足。工業界並不將二氧化碳及離解之水分子視為污染源，因為它們並不指示污染或清潔不足。
離解的水分子對樣品之總導電性的總貢獻很小。例如，於25℃處，純水之導電性僅為0.055μS/cm。然而，CO2
可具有遠較大的導電性貢獻。CO2
對樣品的貢獻最大為1.2μS/cm，且甚至當考慮為穩定時，可變動高達0.2 μS/cm。來自CO2
之導電性中的變動是由於例如季節、緯度、高度、大氣壓力、滲透性等之類的環境因素。因為CO2
對導電性之貢獻可能會發生巨大變動，其造成導電性測量不可靠且不一致，尤其是當測量樣品及標準品時，導電性測量之範圍可在用於超純水的0.055μS/cm至用於製藥行業中常用之低位準導電性標準品的10μS/cm之間。
由於CO2
為任何標準品或樣品貢獻了額外的導電性，因此電流導電性測量在它們之準確性及一致性中遭受限制。因此，期望的是於沒有IC貢獻之情況下決定水樣品的導電性。因此，需要一種無需IC貢獻即可決定樣品導電性之分析器。
在一些態樣中，本揭示內容有關用於估計流體的導電性之設備及方法。
在一態樣中，本揭示內容有關用於估計流體的導電性之方法。大致上，流體包含水。在一實施例中，此方法包括以下步驟：提供含有電極系統及流體樣品的流體樣品處理設備；測量流體樣品之無機碳濃度值；測量流體樣品的溫度值；使用電極系統測量流體樣品之總導電性值；使用流體樣品的無機碳濃度值及溫度值決定流體樣品之無機碳導電性值；及藉由從流體樣品的總導電性值減去無機碳導電性值，計算流體樣品之淨導電性值。
於一實施例中，此方法更包括至少部分地由流體樣品的淨導電性值及流體樣品之溫度值來計算用於流體樣品的溫度補償之導電性值。
在一態樣中，本揭示內容有關用於估計大致上為水樣品的流體之淨導電性的設備，在一實施例中，此設備包含：流體導管，建構成裝盛流體，此流體導管與以下者流體連通：電極系統，對測量流體之總導電性值有效；及溫度感測器，對測量流體的溫度值有效；及無機碳感測器，對測量無機碳濃度值有效，其至少部分地由流體之CO2
所構成；流體控制及測量系統，建構成：將流體引導進入流體導管；接收來自電極系統的流體之總導電性值；接收來自溫度感測器的流體之溫度值；接收來自無機碳感測器的流體之無機碳濃度值；至少基於流體的無機碳濃度值及流體之溫度值，計算用於流體的無機碳導電性值；及由用於流體之總導電性值減去用於流體的無機碳導電性值，以決定流體之淨導電性值。
在一實施例中，流體控制及測量系統更建構成由流體之淨導電性值及流體的溫度值計算用於流體之溫度補償的導電性值。
在一實施例中，無機碳感測器包括酸化模組，建構成產生酸化之液體流，以將流體中的至少一些複數碳酸根離子及/或複數碳酸氫根離子轉化為CO2
；CO2
選擇性可滲透轉移膜；其中將樣品中之無機碳擷取進入去離子水流中；及與第二腔室流體連通的導電性及溫度測量單元，其建構成測量用於去離子水流中的離子種類之總濃度值及用於去離子水流的溫度值。
在一實施例中，流體控制及測量系統包含執行電腦可執行指令之處理器，電腦可執行指令造成處理器將流體引導進入流體導管；由電極系統接收流體的總導電性值；由溫度感測器接收流體之溫度值；由無機碳感測器接收流體的無機碳濃度值；至少基於流體之無機碳濃度值及流體的溫度值，計算用於流體之無機碳導電性值；及由用於流體的總導電性值減去用於流體之無機碳導電性值，以決定流體的淨導電性值。
在一實施例中，流體控制及測量系統包含執行電腦可執行指令之處理器，處理器將適當數量的酸加至單元中之樣品流體；由此單元接收導電性及溫度測量；及由此單元的溫度與導電性測量計算流體之無機碳濃度值。
於另一態樣中，本揭示內容有關非暫態電腦可讀媒體。在一實施例中，非暫態電腦可讀媒體建構成儲存指令，此等指令當執行時造成處理器施行：測量無機碳濃度值，此無機碳濃度值至少部分地由流體樣品的CO2
所構成；測量流體樣品之溫度值；測量流體樣品的總導電性值；使用流體樣品之無機碳濃度值和溫度值決定無機碳導電性值；及藉由從流體樣品的總導電性值減去無機碳導電性值，計算流體樣品之淨導電性值。
於一實施例中，非暫態電腦可讀媒體建構成儲存指令，當執行此等指令時造成處理器將酸由貯存器加至水樣品流。
在一實施例中，非暫態電腦可讀媒體建構成儲存指令，當執行此等指令時造成處理器施行：至少部分地由流體樣品的淨導電性值及流體樣品之溫度值計算用於流體樣品的溫度補償之導電性值，此流體樣品為水溶液。
額外的優點將在下面之敘述中部分地闡述，或可藉由實踐獲悉。借助於所附請求項中特別指出的要素及組合將實現並獲得諸多優點。應當理解，上面之大致敘述及下面的詳細敘述都僅是示例性及說明性，而不是限制性，如所主張的。
於揭示及敘述本發明的方法及系統之前，應理解此等方法及系統不限於特定的合成方法、特定之部件、或特定的組成。亦應理解，本文所使用之術語僅出於敘述特定實施例之目的，且無意欲進行限制。
如本說明書及所附請求項中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該」包括複數參考對象，除非上下文清楚地以別的方式指出。範圍可在本文中表達為由「約」一特定值、及/或至「約」另一特定值。當表達此一範圍時，另一實施例包括由一特定值及/或至另一特定值。類似地，當藉由使用先行詞「約」將諸多值表達為近似值時，將理解的是特定值形成另一實施例。將進一步理解的是，每一範圍之端部關於另一端部、及獨立於另一端部兩者都是重要的。
「可選」或「可選地」意指隨後敘述之事件或情況可能發生或可能不發生，且此敘述包括發生該事件或情况的實例和不發生該事件或情况之實例。
遍及本說明書的敘述及請求項，單字「包含(comprise)」及此單字之變體、例如「包含(comprising)」及「包含(comprises)」意指「包括但不限於」，且例如不意欲排除其他加入物、部件、整數或步驟。「範例」意指「...的範例」，且不意欲傳達較佳或理想實施例之指示。「例如...之類」不使用於限制性意義，而是出於解釋目的。
所揭示者係可使用於施行所揭示之方法及系統的部件。本文揭示這些及其他部件，且應當理解，當揭示這些部件之組合、子集、交互作用、群組等時，儘管可能未明確地揭示每一不同的個別及集體之組合及置換的特定參考，本文針對所有方法及系統明確地構思及敘述每種方法。這適用於本申請案之所有態樣，包括但不限於所揭示方法中的步驟。因此，如果可施行多數附加步驟，則應當理解，這些附加步驟之每一者都可用所揭示方法的任何特定實施例或實施例之組合來施行。
藉由參考以下較佳實施例的詳細敘述及包括在其中之實施例和參考附圖及其之前及之後的敘述，可更輕易地理解本方法及系統。
如熟諳本技術領域之人員將理解的，此等方法及系統可採取完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體與硬體態樣之實施例的形式。再者，此等方法及系統可採取電腦可讀儲存媒體上之電腦程式產品的形式，此電腦可讀儲存媒體具有體現於儲存媒體中之電腦可讀程式指令(例如，電腦軟體)。更特別地，本方法及系統可採取網頁建置的電腦軟體之形式。可利用任何合適的電腦可讀儲存媒體，包括硬碟、CD-ROM、光學儲存裝置、或磁性儲存裝置。
下面參考方法、系統、設備及電腦程式產品之方塊圖及流程說明圖來敘述此等方法及系統的實施例。將理解的是，方塊圖及流程說明圖之每一方塊、和方塊圖及流程說明圖中的方塊之組合可分別藉由電腦程式指令來實施。這些電腦程式指令可被載入至通用電腦、專用電腦、或另一可程式化的資料處理設備以生產機器，使得在電腦或另一可程式化之資料處理設備上執行的指令創建用於實行一或複數個流程方塊圖中所指定的功能之機制。
這些電腦程式指令亦可儲存在電腦可讀記憶體中，其可引導電腦或另一可程式化的資料處理設備以特定方式起作用，使得儲存於電腦可讀記憶體中之指令生產製造的物件，包括用於實施一或複數個流程方塊圖中所指定之功能的電腦可讀指令。亦可將電腦程式指令載入至電腦或另一可程式化之資料處理設備上，以造成在電腦或另一可程式化設備上施行一系列操作步驟以產生電腦實施的製程，使得於電腦或另一可程式化設備上執行之指令提供用於在一或複數個流程方塊圖中實施所指定的功能之步驟。
因此，方塊圖及流程說明圖之方塊支援用於施行指定功能的機制之組合、用於施行指定功能的步驟之組合、及用於施行指定功能的程式指令機制。亦將理解的是，方塊圖及流程說明圖之每一方塊、和方塊圖及流程說明圖中的方塊之組合可藉由特殊用途的基於硬體之電腦系統，此等電腦系統施行特殊用途的硬體及電腦指令之指定功能或步驟、或組合。
本揭示內容的實施例包含圖1中所顯示之機械部件，加上需要(1)進行導電性及溫度測量，(2)進行IC濃度測量(3)計算離子導電性的電子裝置。圖1中所顯示之硬體包含連接至液體(例如水)源(未示出)102的入口101、用於測量導電性及/或電阻率103(較佳是具有溫度感測器104)之單元、用於測量IC濃度的電子裝置、及經分析之水經過其排出的出口105。例如，圖1之部件可包含總有機化合物(TOC)分析器、例如1992年7月21日發表的美國專利第5,132,094號，其完全以引用之方式併入本文中，且形成其一部分。
圖2係用於決定沒有無機碳貢獻的流體樣品之導電性的方法之一組構的非限制性說明之方塊圖。在某些情況下，所揭示的方法之所有或部分可為藉由圖1中所顯示及敘述的設備來施行。如圖2中所顯示，測量202樣品中之無機碳濃度、及樣品溫度。使用這些參數，可計算204樣品中的無機碳之導電性。亦測量206樣品的總導電性。可與無機碳濃度及樣品溫度之測量並聯或串聯地測量樣品的總導電性及溫度，只要此二測量值不會不利地彼此影響。樣品中之無機碳的導電性係樣品中之無機碳濃度及樣品溫度的函數。樣品之總導電性係由於樣品中的無機碳之導電性及由於樣品中的溶解之外來離子的導電性之總和。因此，如208中所顯示，由樣品的總導電性減去樣品中之無機碳的導電性，產生由於樣品中之溶解的外來離子之導電性。然後可使用樣品的溫度來決定由於樣品中之溶解的離子而產生之溫度補償導電性。可使用所測量206的樣品溫度及所計算208之導電性來計算樣品210的溫度補償之導電性值。在某些情況下，於相同腔室中測量樣品的無機碳濃度及/或溫度及/或總導電性。在一些實施例中，電極系統可使用於測量樣品之導電性。例如，電極系統可使用於測量樣品的總導電性。
在圖3中顯示用於在沒有IC貢獻之情況下決定樣品的導電性之設備的一實施例之方塊圖。水樣品入口開口301係與導電性/溫度感測器401連通，用於測量水樣品的總導電性及溫度。導電性感測器之輸出隨著水樣品流入單元中而迅速地增加。在短時間段之後，導電性抵達其最大值。此時，導電性被記錄並使用於樣品的離子導電性用之稍後計算中。
在某些情況下，導電性/溫度感測器401含有二個安裝於非導體(例如塑膠之類)中的電極。溫度感測器可為位於固持樣品之單元的外側，但是接近至導電性電極之其中一者。靠近金屬電極提供由水至溫度感測器的有效熱傳送，以進行準確之溫度測量。
在某些情況下，導電性及溫度測量系統中的電極可為耐腐蝕金屬、例如鎳以及其他耐腐蝕金屬之類。
於某些情況下，樣品可含有殘留的痕量氧化劑、例如過氧化氫之類。電極材料對此等氧化劑實質上較佳是惰性的，包括不吸收氧化劑者，且在電極表面上未形成活性氧化物質。如果此等吸附之氧化劑及/或活性氧化劑未被導電性測量所破壞，則於隨後的導電性測量中可造成有機物之痕量氧化。
溫度與電導及/或電阻測量系統大體上包括測量電路及電子裝置，儘管未在圖3中示出。後者可例如施加恆定的聲頻電流(例如1KHz)並測量獲得此電流所需之電壓，或施加恆定的聲頻電壓以測量由此獲得之電流，於任一案例，較佳是校正測量電路中的電容或電抗。
儘管已根據電極敘述溫度與電導及/或電阻測量系統，但是此系統亦可包含無電極系統，在一些實施例中特別有利。此等無電極系統包括測量系統中之無功損耗或纏繞系統周圍的盤管之間的耦接。
水樣品通過導電性及溫度測量單元。藉由導電性/溫度感測器401及相關聯之控制及訊號電子裝置413來測量藉由水樣品中的離子物質之存在所造成的導電性。導電性/溫度感測器401連接至合適之電源(未示出)，且來自微導電性感測器的電輸出連接至控制及訊號電子裝置413。
導電性/溫度感測器401之出口302係經過導管302與酸化模組501中的混合閥402之入口連通。於本發明的此實施例中，酸化模組501包含酸貯存器403、混合閥402及混合盤管404。來自酸貯存器403之水性酸(例如3M磷酸或3M硫酸)經過管道303來與混合閥402的入口連通。至混合閥402之二入口(樣品及酸403)被混合，並導致水樣品的pH中之降低。混合閥402的出口經過導管304來與混合盤管404之入口連通。酸及水樣品在混合盤管404中充分混合，以致酸化模組501的水樣品流流出物之期望pH值係小於約4的pH。無機碳物質--主要是碳酸根及碳酸氫根離子--係與酸反應，以形成二氧化碳。酸化模組501之酸化水樣品流出物經由導管305與二氧化碳感測器模組504連通。
定位二氧化碳感測器405的含有氣體可滲透膜之水樣品入口，使得流動的水樣品流通過可滲透膜之一側。去離子水模組503經由去離子水模組出口導管306來與二氧化碳感測器405的去離子水入口連通。定位此入口，以允許去離子水由水樣品流之一側通過氣體可滲透膜的相反側。二氧化碳選擇性膜定位於二不銹鋼網之間。這些網狀元件支撐二氧化碳選擇性膜，並藉由產生亂流而促進在二水溶液中的混合。在氣體可滲透膜之去離子水側維持相當薄的去離子水層，以加快分析時間。當酸化之水樣品通過二氧化碳感測器模組時，二氧化碳迅速地擴散橫越氣體可滲透膜。氣體可滲透膜由允許二氧化碳及其他無機氣體擴散但將不允許有機酸及其他揮發性有機化合物擴散的材料所構成。
於二氧化碳感測器405之測量週期中，電磁閥409切換至ON位置，以經由導管306將去離子水樣品引入二氧化碳感測器405的去離子水入口。在一段時間之後，電磁閥409返回至OFF位置。當樣品流通過二氧化碳感測器405的氣體可滲透膜之一側時，二氧化碳擴散橫越氣體可滲透膜進入此膜的相反側上之去離子水樣品，於此二氧化碳被轉化為離子物質。在短時間段之後，於流動水樣品流中的二氧化碳濃度與橫越氣體可滲透膜的去離子水樣品之間建立平衡。
感測器405的操作係基於橫越存在於水樣品流與去離子水樣品之間的二氧化碳選擇性氣體可滲透膜之平衡的建立。在已建立平衡之後，將電磁閥409切換至ON位置，並藉著經過導管307的循環泵408使含有呈碳酸根及碳酸氫根水之形式的二氧化碳之去離子水樣品通過進入導電性/溫度感測器406。於此一實施例中，導電性/溫度感測器406係導電性單元，其包括導電性電極及使用於導電性測量中的溫度補償之溫度感測器。隨著去離子水流入此單元，導電性感測器406的輸出迅速增加。在短時間段之後，導電性抵達其最大值。此時，記錄導電性並將其使用於無機碳濃度用的稍後計算中。
藉由導電性單元406及相關聯之控制與訊號模組413測量藉由從二氧化碳形成的離子物質之存在所造成的導電性中之增加。去離子水樣品的導電性中之觀察到的增加可為直接與水樣品流中所存在之二氧化碳濃度有關。二氧化碳感測器對水樣品流中的二氧化碳濃度具有線性反應，用於分析含有0.05至125mg/L之碳的水樣品。
微導電性感測器406之出口係經由導管308連通至第二個T形接頭411的另一入口。微導電性感測器406連接至合適之電源(未示出)，且來自微導電性感測器的電輸出係連接至控制及訊號電子模組413。
去離子水模組503包含陰離子及陽離子交換樹脂407之混合床，此混合床經由導管310與循環泵408連通，此循環泵408經由導管311與T形接頭410連通。T形接頭410的一出口經由導管314與電磁截止閥409連通，且T形接頭之另一出口經由導管312連通至限流器412。電磁截止閥409的出口經由去離子水出口導管306與二氧化碳感測器模組504之去離子水入口連通。限流器412的出口經由導管313連通至第二個T形接頭411之一入口，且T形接頭的出口經由導管309連通至離子交換樹脂床407之入口。
藉著使電磁閥409處於關閉位置的循環泵408，藉由使水之水流通過混合床離子交換樹脂407，在去離子水模組503中產生去離子水的連續供應。
控制及電子模組413係由電腦或可比較之電子裝置所組成，其能夠控制至本發明的所有電氣部件之電壓及電流、以預定的定時順序之閥門及開關的致動、來自微導電性感測器之電訊號的處理、及來自導電性感測器之輸出的總無機碳濃度之計算。
二氧化碳感測器314的水樣品出口係與蠕動取樣泵414之入口連通，且取樣泵的出口經由導管315連接至合適之廢物容器315。
如上所述，蠕動取樣泵414係使用於經過酸化模組501及二氧化碳感測器模組504從樣品入口301抽取水樣品。蠕動取樣泵414在每分鐘大約50至100微升的期望流速下經由樣品入口開口301抽回水樣品。
設備及/或製程之另外實施例及/或態樣包括：(a)省略溫度測量，於此案例中，未對溫度進行補償的導電性及/或電阻測量，(b)用於本揭示內容之設備及製程的一些用途，如果藉由此設備及製程所估計之導電性大於或小於此估計的可預定值，則產生訊號係可期望的。例如，如果所估計之導電性小於可預定值，則設備及製程為綠色發光二極體通電就足夠了，及/或如果所估計的含量為大於此可預定值，則為紅光發光二極體通電(及/或聲音警報)就足夠了。對於此等用途，其可能不必顯示導電性之估計值(c)。已敘述及/或舉例說明一些實施例的設備及製程，可用無電極方法決定導電性及/或電阻。
二氧化碳感測器之第二實施例顯示在圖4中。於此設計中，已消除導管307，且導電性電極及溫度感測器係二氧化碳感測器405的不可或缺部分。
圖5說明示例性電腦，其可包含液體流量控制及測量系統之全部或一部分。相反地，圖5中所說明的電腦之任一部分或諸多部分可包含液體流量控制及測量系統的全部或一部分。例如，圖5中所顯示之所有或一些部件可包含本文所述的控制及訊號電子裝置413。如本文所使用，「電腦」可包括複數電腦。所述電腦可包括一個以上之硬體部件，例如處理器1021、隨機存取記憶體(RAM)模組1022、唯讀記憶體(ROM)模組1023、儲存器1024、資料庫1025、一個以上的輸入/輸出(I/O)裝置1026、及界面1027之類。替代地、及/或附加及地，電腦可包括一個以上之軟體部件、例如電腦可讀媒體，此電腦可讀媒體包括用於施行與示例性實施例相關聯的方法之電腦可執行指令，例如用於決定樣品中的溶解離子之導電性的演算法。預期可使用軟體來實施上面列出之一個以上的硬體部件。例如，儲存器1024可包括與一個以上之其他硬體部件相關聯的軟體分區。應當理解，上面列出之部件僅是示例性的，且不意欲為限制性。
處理器1021可包括一個以上之處理器，每一處理器建構成執行指令及處理資料，以施行與電腦相關聯的一個以上之功能，用於控制系統(例如，TOC分析器)及/或接收及/或處理及/或傳輸與測量裝置的網路相關聯之資料，此測量裝置使用於生成遠程感測資料。處理器1021可通訊地耦接至RAM 1022、ROM 1023、儲存器1024、資料庫1025、I/O裝置1026、及界面1027。處理器1021可建構成執行電腦程式指令的序列，以施行諸多製程。可將電腦程式指令載入RAM 1022以藉由處理器1021執行。
RAM 1022及ROM 1023之每一者可包括用於儲存與處理器1021的操作相關聯之資訊的一個以上之裝置。例如，ROM 1023可包括建構成存取及儲存與電腦相關聯的資訊之記憶體裝置，此資訊包括用於識別、初始化、及監控一個以上的部件及子系統之操作的資訊。RAM 1022可包括用於儲存與處理器1021之一個以上的操作相關聯之資料的記憶體裝置。例如，ROM 1023可將指令載入RAM 1022以藉由處理器1021執行。
儲存器1024可包括任何類型之大容量儲存裝置，其建構成儲存處理器1021可需要施行與所揭示實施例一致的製程之資訊。例如，儲存器1024可包括一個以上的磁碟及/或光碟裝置、例如硬碟驅動器、CD-ROM、DVD-ROM、或任何另一類型之大容量媒體裝置。
資料庫1025可包括一個以上的軟體及/或硬體部件，此等軟體及/或硬體部件協作以儲存、組織、分類、過濾、及/或配置藉由電腦及/或處理器1021所使用之資料。例如，資料庫1025可儲存與訊號衰減相關的遠程感測資料有關之資料。資料庫亦可含有與電腦可執行指令相關聯的資料及指令，用於控制系統(例如，用於分析樣品導電性之系統)及/或接收及/或處理及/或傳輸與感測器節點的網路相關聯之資料，此等感測器節點使用於測量樣品的導電性。可想到的是，資料庫1025可儲存與上面列出者相異之附加及/或不同的資訊。
I/O裝置1026可包括建構成與電腦相關聯之使用者傳達資訊的一個以上之部件。例如，I/O裝置可包括具有整合式鍵盤及滑鼠的控制台，以允許使用者維護數位影像之資料庫、數位影像的分析結果、度量等。I/O裝置1026亦可包括顯示器，此顯示器包括用於在監視器上輸出資訊之圖形使用者界面(GUI)。I/O裝置1026亦可包括週邊裝置，例如印表機、使用者可存取的磁碟驅動器(例如，USB埠口、軟碟、CD-ROM、或DVD-ROM驅動器等)，以允許使用者輸入儲存在可攜式媒體裝置、麥克風、揚聲器系統、或任何另一合適類型的界面裝置上之資料。
界面1027可包括一個以上的部件，其建構成經由通訊網路，例如網際網路、區域網路、工作站對等網路、直接鏈接網路、無線網路、或任何另一合適之通訊平台來傳輸及接收資料。例如，界面1027可包括一個以上的調制器、解調器、多工器、解多工器、網路通訊裝置、無線裝置、天線、調制解調器、無線電、接收器、發射器、收發器、及任何另一類型之裝置，此另一類型的裝置建構成能夠經由有線或無線通訊網路進行資料通訊。
圖面說明根據本揭示內容之諸多實施例的系統、方法及電腦程式產品之可能的實施例之架構、功能性、及操作。就這一點而言，流程圖或方塊圖的每一方塊可代表模組、片段、或代碼之一部分，其包含用於實施所指定的邏輯功能之一個以上的可執行指令。亦應注意的是，在一些替代實施例中，方塊中所特別提到之功能可不按圖面中所特別提到的順序發生。例如，實際上可實質上同時執行連續示出之二方塊，或取決於所涉及的功能性，有時候以相反之順序執行此等方塊。亦將注意的是，方塊圖及/或流程說明圖之每一方塊、和方塊圖及/或流程說明圖中的方塊之組合可藉由施行專用硬體及電腦指令的指定功能或作用、或組合之基於專用硬體的系統來實施。
下面請求項中之所有機制或步驟加上功能元件的對應結構、材料、作用及同等物係意欲包括用於與如具體主張之其他主張元件組合地施行功能的任何結構、材料、或作用。在不脫離本揭示內容之範圍及精神的情況下，許多修改及變型對於普通熟諳本技術領域之那些人員將是顯而易見的。
一個以上之電腦可讀媒體的任意組合可使用於實施上文所敘述之系統及方法。所述電腦可讀媒體可為電腦可讀訊號媒體或電腦可讀儲存媒體。電腦可讀儲存媒體可為例如、但不限於電子、磁性、光學、電磁、紅外線、或半導體系統、設備、或裝置、或前述者的任何合適之組合。電腦可讀儲存媒體的更具體範例(非詳盡列表)將包括以下者：具有一條以上之電線的電連接、可攜式電腦磁片、硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、可攜式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、光學儲存裝置、磁性儲存裝置、或前述者之任何合適的組合。在本文件之上下文中，電腦可讀儲存媒體可為任何實體媒體，其可含有、或儲存供藉由指令執行系統、設備、或裝置所使用或與之結合使用的程式。
可使用任何適當之媒體傳輸在電腦可讀媒體上體現的程式碼，包括但不限於無線、有線、光纖纜線、RF等、或前述者之任何合適的組合。
能在一個以上之可程式化語言的任何組合中寫入用於實行本揭示內容之諸多態樣用的操作之電腦程式碼，所述可程式化語言包括例如Java、Smalltalk、C++等之類的物件導向之可程式化語言、及例如「C」可程式化語言或類似可程式化語言的傳統程序可程式化語言。程式碼可完全在使用者之電腦上執行、部分於使用者的電腦上作為獨立軟體包執行、部分在使用者之電腦上且部分於遠程電腦上執行、或完全在遠程電腦或伺服器上執行。於後一種情況中，遠程電腦可經過包括區域網路(LAN)或廣域網路(WAN)的任何類型的網路連接至使用者之電腦，或此連接可為連接至外部電腦(例如，使用網際網路服務提供商經過網際網路)。
儘管已結合較佳實施例及特定範例敘述此等方法及系統，但是並不意欲使範圍受限於所闡述的特定實施例，因為本文中之實施例在所有態樣中都意欲為說明性而不是限制性。
除非以別的方式明確地陳述，否則絕不意欲將本文所闡述之任何方法解釋為要求其步驟以特定順序施行。因此，於方法請求項沒有實際列舉其步驟要遵循的順序之情況下，或在請求項或說明書中未以別的方式明確地陳述此等步驟將受限於特定順序，其絕不意欲在任何態樣中推斷出順序。這適用於解釋用之任何可能的非表達之基礎，包括：相對於步驟或操作流程的配置之邏輯本質；源自語法組織或標點符號的普通含義；說明書中所敘述之實施例的數量或類型。
遍及此申請案，可參考諸多公告。這些公告之全部揭示內容係以引用的方式併入本申請案中，以便更全面地敘述所述方法及系統所屬之技術水平。
對熟諳本技術領域人員而言將顯而易見的是，在不脫離範圍或精神之情況下可進行諸多修改及變動。經由考慮本文所揭示的說明書及實例，其他實施例對於熟諳本技術領域人員而言將是顯而易見的。說明書及範例係意欲僅考慮為示範性，使真實範圍及精神係藉由以下請求項所指示。
101:入口
102:液體源
103:電阻率
104:溫度感測器
105:出口
301:樣品入口
302:出口
303:導管
305:導管
306:出口導管
307:導管
308:導管
309:導管
310:導管
311:導管
312:導管
313:導管
314:導管
315:廢物容器
401:導電性/溫度感測器
402:混合閥
403:酸貯存器
404:混合盤管
405:二氧化碳感測器
406:導電性/溫度感測器
407:離子交換樹脂
408:循環泵
409:電磁閥
410:T形接頭
411:T形接頭
412:限流器
413:電子裝置
414:蠕動取樣泵
501:酸化模組
503:去離子水模組
504:感測器模組
1021:處理器
1022:隨機存取記憶體
1023:唯讀記憶體
1024:儲存器
1025:資料庫
1026:輸入/輸出裝置
1027:界面
併入本說明書並構成本說明書之一部分的附圖說明諸多實施例，並與說明書一起用於解釋此等方法及系統之原理：
[圖1](方塊圖)說明製程流程組構，顯示高階機械部件及電子裝置。
[圖2]說明藉由本揭示內容的一些實施例所使用以決定樣品之溫度補償的導電性之製程。
[圖3]說明本揭示內容的實施例之方塊圖。
[圖4]係可在本揭示內容的實施例中使用之具有內部導電性感測器的二氧化碳感測器部件之示意圖。
[圖5]說明示例性電腦，此電腦可包含液體流量控制及測量系統、及/或分開的控制系統之全部或一部分；相反地，圖5中所說明的電腦之任一部分或諸多部分可包含液體流量控制及測量系統、及/或分開的控制系統之全部或一部分。
301:樣品入口
302:出口
303:導管
304:導管
305:導管
306:出口導管
307:導管
308:導管
309:導管
310:導管
311:導管
312:導管
313:導管
314:導管
315:廢物容器
401:導電性/溫度感測器
402:混合閥
403:酸貯存器
404:混合盤管
405:二氧化碳感測器
406:導電性/溫度感測器
407:離子交換樹脂
408:循環泵
409:電磁閥
410:T形接頭
411:T形接頭
412:限流器
413:電子裝置
414:蠕動取樣泵
501:酸化模組
503:去離子水模組
504:感測器模組
Claims (19)
- 一種估計流體之導電性的方法，該方法包含以下步驟： 提供含有電極系統及流體樣品之流體樣品處理設備； 測量該流體樣品的無機碳濃度值； 測量該流體樣品之溫度值； 使用該電極系統測量該流體樣品的總導電性值； 使用該流體樣品之無機碳濃度值及溫度值決定該流體樣品的無機碳導電性值；及 藉由從該流體樣品之總導電性值減去該無機碳導電性值，計算該流體樣品的淨導電性值。
- 如請求項1的方法，其中該方法更包含至少部分地由該流體樣品之淨導電性值及該流體樣品的溫度值來計算用於該流體樣品之溫度補償的導電性值。
- 如請求項1或2的方法，其中該無機碳至少部分地包含CO2 。
- 如請求項1至3任一項的方法，其中該流體樣品包含水。
- 一種用於估計流體之淨導電性的設備，該設備包含： 流體導管，建構成裝盛流體，該流體導管與以下者流體連通： 電極系統，對測量該流體之總導電性值有效；及 溫度感測器，對測量該流體的溫度值有效；及 無機碳感測器，對測量該流體之無機碳濃度值有效； 流體控制及測量系統，建構成： 將該流體引導進入該流體導管； 接收來自該電極系統的流體之總導電性值； 接收來自該溫度感測器的流體之溫度值； 接收來自該無機碳感測器的流體之無機碳濃度值； 至少基於該流體的無機碳濃度值及該流體之溫度值，計算用於該流體的無機碳導電性值；及 由用於該流體之總導電性值減去用於該流體的無機碳導電性值，以決定該流體之淨導電性值。
- 如請求項5的設備，其中該流體控制及測量系統更建構成由該流體之淨導電性值及該流體的溫度值計算用於該流體之溫度補償的導電性值。
- 如請求項5或6任一項的設備，其中該無機碳感測器包括：酸化模組，建構成產生酸化之液體流。
- 如請求項7的設備，其中該流體包括複數碳酸根離子及/或複數碳酸氫根離子，且該酸化模組建構成將該流體中之至少一些該複數碳酸根離子及/或複數碳酸氫根離子轉化成CO2 。
- 如請求項7的設備，其中該無機碳感測器包括： CO2 選擇性可滲透轉移膜； 第一腔室及第二腔室，該第一腔室與該酸化之液體流的出口流體連通，其中該第一腔室及該第二腔室係藉由該CO2 選擇性可滲透轉移膜分開， 其中該無機碳感測器建構成將該CO2 擷取進入去離子水流。
- 如請求項9的設備，其中該無機碳感測器包括： 與該第二腔室流體連通之導電性及溫度測量單元，其建構成測量用於該去離子水流中的離子種類之總濃度值及用於該去離子水流的溫度值。
- 如請求項5或6的設備，其中該無機碳包含CO2 。
- 如請求項5或6的設備，其中該流體控制及測量系統包含執行電腦可執行指令之處理器，該等電腦可執行指令造成該處理器將該流體引導進入該流體導管；由該電極系統接收該流體的總導電性值；由該溫度感測器接收該流體之溫度值；由該無機碳感測器接收該流體的無機碳濃度值；至少基於該流體之無機碳濃度值及該流體的溫度值，計算用於該流體之無機碳導電性值；及由用於該流體的總導電性值減去用於該流體之無機碳導電性值，以決定該流體的淨導電性值。
- 如請求項5或6的設備，其中該流體控制及測量系統包含執行電腦可執行指令之處理器，該處理器將適當數量的酸加至單元中之樣品流體；由該單元接收導電性及溫度測量；及由該單元的溫度與導電性測量計算該流體之無機碳濃度值。
- 如請求項5或6的設備，其中該流體係水溶液。
- 一種非暫態電腦可讀媒體，建構成儲存電腦可讀指令，該等電腦可讀指令當執行時造成處理器施行： 測量流體樣品之無機碳濃度值； 測量該流體樣品的溫度值； 測量該流體樣品之總導電性值； 使用該流體樣品的無機碳濃度值和溫度值決定無機碳導電性值；及 藉由從該流體樣品之總導電性值減去該無機碳導電性值，計算該流體樣品的淨導電性值。
- 如請求項15的非暫態電腦可讀媒體，更包含指令，當執行該等指令時造成處理器施行：至少部分地由該流體樣品之淨導電性值及該流體樣品的溫度值計算用於該流體樣品之溫度補償的導電性值。
- 如請求項15或16的非暫態電腦可讀媒體，其中該無機碳至少部分地包含CO2 。
- 如請求項15或16的非暫態電腦可讀媒體，其中該流體樣品包含水。
- 如請求項15或16的非暫態電腦可讀媒體，更包含指令，當執行該等指令時造成處理器將酸由貯存器加至該流體樣品。
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