TW202238124A

TW202238124A - 可自動清潔感測器的水質監測裝置

Info

Publication number: TW202238124A
Application number: TW110111512A
Authority: TW
Inventors: 劉鑑德; 張育斌; 周煥銘; 林水木
Original assignee: 崑山科技大學
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-01
Also published as: TWI770916B

Abstract

一種水質監測裝置，具有自動清潔感測器的功能，包括水質檢測盒、水泵、水質感測器、清洗裝置與風機組。水泵耦接水質檢測盒，用於抽取水液至水質檢測盒內。水質感測器耦接水質檢測盒，用於檢測水質檢測盒內的水液的水質。清洗裝置耦接水質檢測盒，用以引入清水來清洗水質感測器。風機組耦接该水質檢測盒，用於抽取氣體至水質檢測盒內，以風乾清洗後的水質感測器。此種水質監測裝置可以固定於地面上抽水進行水質監測，同時可選用太陽能供電及自動控制水質檢測及感測器的清潔操作，既便於裝置維護也更加安全。

Description

可自動清潔感測器的水質監測裝置

本發明涉及水質監測設備技術領域，尤其涉及一種可自動清潔感測器的水質監測裝置與太陽能水質監測裝置。

水質監測，是監視和測定水體中污染物的種類、各類污染物的濃度及變化趨勢，評價水質狀況的過程。監測範圍十分廣泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各種各樣的工業排水等。主要監測項目可分為兩大類：一類是反映水質狀況的綜合指標，如溫度、色度、濁度、pH值、電導率、懸浮物、溶解氧、化學需氧量和生化需氧量等；另一類是一些有毒物質，如酚、氰、砷、鉛、鉻、鎘、汞和有機農藥等。為客觀的評價江河和海洋水質的狀況，除上述監測項目外，有時需進行流速和流量的測定。

傳統的水質監測方法，一般是在水面上設置浮筒，將水質監測系統設置在浮筒上。水下的感測器量測數據後經由監控箱發射至雲端紀錄，並將資料透過網頁或App等方式呈現。這種水質監測方式需以繩索進行固定，除了造成不美觀之外，還需要設置水底電纜為監測裝置供電，亦有露電的風險。此外，由於感測器需要長時間浸泡在水中，容易被水中的雜質、污物、真菌或藻類植物所污染，從而造成水質監測的數據不準確，並且設備易損壞，造成經濟損失。有些感測器還無法長時間泡於水中，特別是污水，例如可用於檢測溶氧度的感測器，其於混水中使用時，感測器前的帽蓋需1~2個月進行更換，在湖上不易維護及保養。

若是將水樣品用容器打撈上來後，再帶到實驗室進行檢測，會存在時效性差、數據可靠性差等問題。

因此，本發明的主要目的在於提供一種水質監測裝置與太陽能水質監測裝置，以解決上述問題。

本發明的目的在於提供一種水質監測裝置與太陽能水質監測裝置，其可以在固定於地面上的同時，抽水進行水質監測，既便於裝置維護也更加安全，使用方便。並且，無需再將感測器置於水中，大幅提升設備之使用壽命，保證監測數據的準確性。此外，還可對感測器進行清洗，進一步提升監測數據的準確性。

為達所述優點至少其中之一或其他優點，本發明的一實施例提出一種水質監測裝置，其包括水質檢測盒、水泵、水質感測器、清洗裝置與風機組。

水泵耦接水質檢測盒，用於抽取水液至水質檢測盒內。水質感測器耦接水質檢測盒，用於檢測水質檢測盒內的水液的水質。清洗裝置耦接水質檢測盒，用以引入清水來清洗水質感測器。風機組耦接该水質檢測盒，用於抽取氣體至水質檢測盒內，以風乾清洗後的水質感測器。

在一些實施例中，該水質檢測盒具有一進氣口、一出氣口、一進水口與一出水口，該水質監測裝置還包括一進水管、一出水管、一進氣管與一出氣管，該進水管連接於該進水口，該出水管連接於該出水口，該進氣管連接於該進氣口，該出氣管連接於該出氣口，該水泵抽取之該水液係經由該進水管流入該水質檢測盒，再經由該出水管排出，該風機組抽取之該氣體係經由該進氣管流入該水質檢測盒，再經由該出氣管排出

在一些實施例中，水質監測裝置更包括一第一逆止閥，設置於該出水管靠近該出水口之一端。

在一些實施例中，水質監測裝置更包括一第二逆止閥，設置於該清洗裝置與該水質檢測盒之間。

在一些實施例中，水質監測裝置更包括一第一電動閥，設置於該清洗裝置與該水質檢測盒之間，用於控制該清洗裝置內的水流入該水質檢測盒。

在一些實施例中，水質監測裝置更包括一第二電動閥，設置於該出水管靠近該出水口之一端，用於控制該水質檢測盒內的該水液流出至該出水管。

在一些實施例中，該風機組包括一第一風扇與一第二風扇，該第一風扇設置於該進氣管靠近該進氣口之一端，用於將氣體自該進氣管抽取至該水質檢測盒內，該第二風扇設置於該出氣管靠近該出氣口之一端，用於排出該水質檢測盒內的氣體。

在一些實施例中，該進水管與該出水管位於該水質檢測盒之同一側。

為達所述優點至少其中之一或其他優點，本發明的另一實施例進一步提出一種太陽能水質監測裝置，其包括前述任一實施例所述之水質監測裝置、箱體、控制器以及太陽能板。

箱體容納水質監測裝置。控制器連接於該水質監測裝置。太陽能板連接於控制器，以提供電力。

在一些實施例中，太陽能水質監測裝置更包括二個L型支撐架，固定於該箱體之頂部，以承載該太陽能板。

因此，利用本發明所提供一種水質監測裝置與太陽能水質監測裝置，其可以在固定於地面上的同時，抽水進行水質監測，既便於裝置維護也更加安全，使用方便；並且，無需再將感測器長時間設置於水中，大幅提升設備之使用壽命，保證監測數據的準確性。此外，根據不同感測器的需求，量測後可進行自動清潔與乾燥。再者，整個裝置可使用獨立太陽能進行供電，無需設置複雜線路，更為便捷、美觀。

上述說明僅是本創作技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本創作的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本創作的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合圖式，詳細說明如下。

10:水質監測裝置

12:水質檢測盒

122:進氣口

124:出氣口

126:進水口

128:出水口

14:進水管

16:出水管

18:進氣管

20:出氣管

22:水泵

24:水質感測器

26:風機組

262:第一風扇

264:第二風扇

28:清洗裝置

29:送水管

30:第一逆止閥

32:第二逆止閥

34:第一電動閥

36:第二電動閥

50:太陽能水質監測裝置

52:箱體

54:控制器

56:太陽能板

58:L型支撐架

所包括的圖式用來提供對本申請實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部分，用於例示本申請的實施方式，並與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。在圖式中：

〔圖1〕是本發明水質監測裝置第一視角的立體示意圖。

〔圖2〕是本發明水質監測裝置第二視角的立體示意圖。

〔圖3〕是本發明水質監測裝置的剖面示意圖。

〔圖4〕是本發明太陽能水質監測裝置第一視角的立體示意圖。

〔圖5〕是本發明太陽能水質監測裝置第二視角的立體示意圖。

〔圖6〕是本發明太陽能水質監測裝置的剖面示意圖。

這裏所公開的具體結構和功能細節僅僅是代表性的，並且是用於描述本發明的示例性實施例的目的。但是本發明可以通過許多替換形式來具體實現，並且不應當被解釋成僅僅受限於這裏所闡述的實施例。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“橫向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或組件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。另外，術語“包括”及其任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“耦接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個組件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

這裏所使用的術語僅僅是為了描述具體實施例而不意圖限制示例性實施例。除非上下文明確地另有所指，否則這裏所使用的單數形式“一個”、“一項”還意圖包括複數。還應當理解的是，這裏所使用的術語“包括”和/或“包含”規定所陳述的特徵、整數、步驟、操作、單元和/或組件的存在，而不排除存在或添加一個或更多其他特徵、整數、步驟、操作、單元、組件和/或其組合。

請參閱圖1、圖2和圖3，圖1是本發明水質監測裝置10第一視角的立體示意圖，圖2是本發明水質監測裝置10第二視角的立體示意圖，圖3是本發明水質監測裝置10的剖面示意圖。為達所述優點至少其中之一或其他優點，本發明的一實施例提供一種水質監測裝置10，其能夠自動清潔感測器，並用於監測水質。如圖中所示，水質監測裝置10包括水質檢測盒12、進水管14、出水管16、進氣管18、出氣管20、水泵22、水質感測器24、風機組26以及清洗裝置28。

水質檢測盒12內部是中空的，形成有檢測池空間，可以容納待測水液，以進行水質檢測。水質檢測盒12具有進氣口122、出氣口124、進水口126與出水口128。換言之，水質檢測盒12上開設有進氣口122、出氣口124、進水口126與出水口128。

進水管14連接於進水口126，其透過此進水口126連通於水質檢測盒12的檢測池空間。出水管16連接於出水口128，其透過此出水口128連通於水質檢測盒12的檢測池空間。進氣管18連接於進氣口122，其透過此進氣口122連通於水質檢測盒12的檢測池空間。出氣管20連接於出氣口124，其透過此出氣口124連通於水質檢測盒12的檢測池空間。

水泵22耦接進水管14與水質檢測盒12，用於抽取水液至水質檢測盒12內。舉例來說，水泵22啟動後，可將湖泊中的水液抽取至進水管14內，水液經由進水管14再流入水質檢測盒12內，待水質檢測完成後，再將水液透過出水管16排出。

水質感測器24耦接水質檢測盒12，用於檢測水質檢測盒12內的水液的水質情況。

清洗裝置28耦接於水質檢測盒12。具體而言，在本實施例中，清洗裝置28是透過送水管29連通於水質檢測盒12，以將清水送入水質檢測盒12內，對水質感測器24以及水質檢測盒12內部進行清潔。並且，在水洗清潔之後，可再啟動風機組26，進行快速風乾。在其他實施例中，清洗裝置28亦可是透過其它方式或直接將清水送入水質檢測盒12內。

風機組26耦接於水質檢測盒12。具體而言，在本實施例中，風機組26是設置於進氣管18與出氣管20內，用於抽取氣體至水質檢測盒12內。舉例來說，風機組26啟動後，可將氣體抽取至進氣管18內，氣體經由進氣管18再流入水質檢測盒12內，風乾清洗後的水質感測器24以及水質檢測盒12，後續再將氣體透過出氣管20排出。藉由此種水洗再風乾清潔的方式，可保證水質感測器24的感測結果可靠性，提高水質監測數據的準確性。

由於本案之水質監測裝置10是透過進水管14抽取水液以進行水質監測，因此其無需再將感測器長時間放置於水中，只需要在監測時間，抽取水液進行檢測，待檢測完畢後，再將水液透過出水管16排出即可。如此，可大幅提升設備之使用壽命，保證監測數據的準確性；並且，水質監測裝置10可以直接固定於地面上，進行水質監測，既便於裝置維護也更加安全，使用起來也很方便。

值得說明的是，本案抽取水液、氣體的方式不限於使用上述進水管14、出水管16、進氣管18、出氣管20之方式。在其他實施例中，亦可使用水泵22、風機組26透過其它任意方式或是以直接抽取的方式，達到將水液、氣體抽取至水質檢測盒12的效果即可。

進一步看，如圖中所示，水質監測裝置10還可包括第一逆止閥30、第二逆止閥32、第一電動閥34、第二電動閥36。

第一逆止閥30設置於出水管16靠近出水口128之一端。具體而言，第一逆止閥30設置於出水管16上，且靠近水質檢測盒12之一端，其可以使得水液只朝離開水質檢測盒12之方向移動，避免水液在出水管16中倒流回水質檢測盒12，保證監測數據的準確性。

第二逆止閥32設置於清洗裝置28與水質檢測盒12之間。具體而言，第二逆止閥32設置於送水管29上，且靠近水質檢測盒12之一端，其可以防止清水在管道中倒流，使得清水只朝一個方向移動。

第一電動閥34門設置於清洗裝置28與水質檢測盒12之間，用於控制清洗裝置28內的清水流入水質檢測盒12。具體而言，第一電動閥34門是連接送水管29，其在日常情況下為關閉狀態，避免清洗裝置28中的清水流入到水質檢測盒12內，在需要清潔水質檢測盒12的檢測池空間與水質感測器24時，會變為開啟狀態，讓清洗裝置28中的清水流入水質檢測盒12內，以進行清潔作業。

第二電動閥36設置於出水管16靠近出水口128之一端，用於控制水質檢測盒12內的水液流出至出水管16。具體而言，第二電動閥36是連接出水管16，其在水質檢測情況下為關閉狀態，待水質檢測完成後，再打開第二電動閥36，以使得水質檢測盒12內的水液透過出水管16排出。

在一實施例中，風機組26包括第一風扇262與第二風扇264，第一風扇262設置於進氣管18靠近進氣口122之一端，用於將氣體自進氣管18抽取至水質檢測盒12內，第二風扇264設置於出氣管20靠近出氣口124之一端，用於排出水質檢測盒12內的氣體。不過，本案亦不限於此。在其他實施例中，風機組26亦可是其它任意可提供風力的結構。

在一實施例中，進水管14與出水管16皆為軟管，便於擺放和抽取水液。進水管14與出水管16位於水質檢測盒12的同一側邊，有利於抽水與排水。

請參閱圖4、圖5和圖6，圖4是本發明太陽能水質監測裝置50第一視角的立體示意圖，圖5是本發明太陽能水質監測裝置50第二視角的立體示意圖，圖6是本發明太陽能水質監測裝置50的剖面示意圖。為達所述優點至少其中之一或其他優點，本發明的另一實施例進一步提供一種太陽能水質監測裝置50，用於監測水質。如圖中所示，太陽能水質監測裝置50包括前述任一實施例中之水質監測裝置10，並包括箱體52、控制器54以及太陽能板56。

箱體52容納水質監測裝置10，以提供防護、支撐作用。換言之，水質監測裝置10設置於箱體52內。

控制器54連接於水質監測裝置10，用於控制水質監測裝置10進行相應操作，可實現遠程操控。例如，控制水泵22、風機組26、第一電動閥34、第二電動閥36的啟閉狀態等。

太陽能板56連接於控制器54，其可以將太陽能轉換為電能，以為控制器54、水質監測裝置10等需要電力運作的設備提供電力。並且，由於獨立使用太陽能進行供電，可以使得太陽能水質監測裝置50進行全自動的水質監測、清潔、風乾等工作。

進一步說明，太陽能水質監測裝置50還可包括二個L型支撐架58，固定於箱體52之頂部，以承載太陽能板56，增強其穩定性。可預先設定定時檢測水質、清潔等功能，以取代手動取樣之複雜程序，更為高效便捷。

綜上所示，利用本發明所提供的一種水質監測裝置10與太陽能水質監測裝置50，其可以在固定於地面上的同時，抽水進行水質監測，既便於裝置維護也更加安全，使用方便；並且，無需再將感測器長時間設置於水中，大幅提升設備之使用壽命，保證監測數據的準確性。此外，根據不同感測器的需求，量測後可進行自動清潔與乾燥。再者，整個水質監測裝置10裝置可使用獨立太陽能進行供電，無需設置複雜線路，更為便捷、美觀。

藉由以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請的專利範圍的範疇內。