1337659 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明射自動分析裝置，尤其是有關於一種稀 釋法分析水樣所需的定量取樣及稀釋分析褒置。 【先前技術】 在半導體工廠與化學工廠的製程中，常常會使用到各 種化學槽，如活化槽、棕化槽、膨鬆曹與速化槽等等其 鲁 化學槽内的藥劑濃度，關係到產品的良率與品質，因此為 了增加產品良率並維持品質，需要定時檢驗化學槽内的藥 劑濃度。 μ 目前檢驗化學槽内的藥劑濃度已有使用自動化分析裝 置以節省人力之使用’又為了節錢品使用，並增加感測 系統的奇命，一般高濃度的水樣，會經過稀釋程序才加以 處理，目前-般自動分析裝置，多半採用兩部賴同時吸 取水樣與稀釋水，稀釋比例取決於取樣泵與稀釋泵的流速 • 比例，然泵浦在長久使用之用，流量容易改變，而大大影 響稀釋比例的準確性，造成分析上的嚴重誤差，而喪失其 參考價值。 ' 又另一影響自動化分析設備分析準確度的重要因素， 在於定量取樣的精確度，目前定量取樣一般係採用蠕動幫 浦、齒輪幫浦與注射針式取樣幫浦，其目的在於自動化定 時定量取得要分析的樣品，以進行自動化分析。 然蠕動幫浦會有彈性疲乏的問題，且精準型蠕動幫浦 因需採用較微細的管路’其用於具微小顆粒的水樣時，會 6 =者塞的問題。而齒輪幫咖於具微小顆粒的水樣時，則 曰有磨損齒輪’甚至卡死齒輪的問題，因而只適用於純水 取樣系統，而稍用於含有顆粒的製程或廢水之水樣。注 射針式取师浦雖無上述之_，但是注射針式取樣幫 浦，需要控制馬達的前進、後退，且需要近接_控制馬 達的行程’在控虹麟繁额複料賴造成本高昂， 且其需要吸取與排放的時間，而會使分析時間增加兩倍左 右。 【發明内容】 爰此，本發明之主要目的在於提供一種不受流量影響 稀釋比例之稀釋分析裝置，精確的量取稀釋水體積，增加 分析的準確度。 本發明之次要目的在於提供—種可以歧期於各種 水質且快速、精準取得水樣的定量取職置，以減少分析 時間’並增加分析準確度。 本發明係一種定量取樣及稀釋分析裝置，其包含一定 量取樣裝置、-反麟、—轉水管路、—虹吸管路、一 浮球式液位感測器與一抽水管路，其中該定量取樣裝置包 含一内管與一外管，該内管係設置於該外管之内，且該内 管係垂直設置且具有-頂部開口與一底部排放口，該底部 排放口係連接一出水管路，該出水管路設有一水樣流體開 關，該外管則連接一取樣管路，該取樣管路並連接至一生 產線，且设有一取樣流體開關，並讓該外管與該取樣管路 的連接處南於該内營之頂部開口，又該外管之底部連接有 一水樣排放管’該水樣排放管設有一水樣排放流體開關。 該反應槽之底部設一排放口，該稀釋水管路係伸入該 反應槽内’且具有一稀釋水流體開關控制稀釋水是否進入 該反應槽，該虹吸管路係由該反應槽的底部埋入該反應槽 内，該虹吸管路於該反應槽内朝上再朝下轉折而形成倒鉤 形狀並形成一虹吸頂端與一朝下之虹吸口，且該虹吸口設 於該反應槽的一預定高度位置上。 該浮球式液位感測器係伸入該反應槽内且具一感應浮 球’该感應浮球設於該反應槽的預定高度位置上，該抽水 管路係伸入該反應槽内，該抽水管路具有一朝下之抽水 口’該抽水口設於該反應槽的預定高度位置上。 據此，本發明讓水樣進入該外管並充滿該内管之後再 加以排放，即可藉由預定體積的内管，取得所需的定量水 樣，又本發明可開啟該稀釋水流體開關，讓該稀釋水管路 之稀釋水進入該反應槽内直至啟動該虹吸管路的虹吸效 應，並在保持虹吸效應下關閉該稀釋水流體開關，即可讓 該反應槽内的稀釋水之液位保持在該預定高度位置上，同 時若在未保持虹吸效應下即關閉該稀釋水流體開關，亦可 由該浮球^液位感>職與該抽水管路的搭配使帛，抽取稀 釋水以降⑽釋水之液位至該預定高度位置，以提供相同 體積的稀釋水’據而本發明可取得所需的定量水樣與相同 體積的稀釋水，以快速、精準的自動分析。 【實施方式】 為俾使«•委員縣發明之特徵、目的及功效，有著 1337659 更加深入之暸解與認同，茲列舉較佳實施例並配合圖式說 明如后：
請參閱「第1圖」所示，本發明之定量取樣裝置5包 含一内管10與一外管20，該内管1〇係設置於該外管20 之内，且該内管10係垂直設置且具有一頂部開口 1〇1與一 底部排放口 102’該底部排放口 1〇2係連接一出水管路11， 該出水管路11設有一水樣流體開關11丨，該外管2〇則連接 一取樣管路21，該取樣管路21並連接至一生產線（圖未 示）’且設有一取樣流體開關2Π，並讓該外管2〇與該取樣 管路21的連接處高於該内管1〇之頂部開口 a〗，又該外管 20之底部連接有一水樣排放管22，該水樣排放管22設有 一水樣排放流體開關221。
又該外管20係可連接-清洗水管路3〇,該清洗水管路 30设有一清洗水流體開關31，該清洗水管路3〇可由該清 洗水流體開關31控制是否供給清洗水，以供清潔該内管1〇 與該外管20 ;而該外管2〇亦可連接一標準液管路仙，該 ，準液管路4G财-標準液流體開_，其同樣可藉由該 標準液流_關41㈣是否提供標準液，以供分析校正用。 請再參閱「第2圖」所示，該外管2〇可設有一光電液 50，該光電液位感測器5()係當水樣65液位超過 腳時’•所她靖，以避免 <夕而溢出造成危險。又請再參閱「第 該外管㈣可财-溢流D6G，且該溢 9 管10之頂部開口 101，據此若該外管20流進過多的水樣 65時，多餘的水樣65會由該溢流口 60流出，以避免水樣 65過多而溢出造成危險。 凊再參閱「第4-1圖」與「第4-2圖」所示，本發明 在取樣一開始的時候，係開啟該取樣流體開關21卜讓該生 產線之水樣65由該取樣管路21進入該外管2〇内，同時讓 水樣65進入該内管1〇，直至水樣65液位完全高於該内管 10之頂部開口 101為止，再接著關閉該取樣流體開關21卜 此時為確保水樣65液位高於内管1〇之頂部開口 ，其有 多種方式’第-是持續引入水樣65，直至水樣65液位到達 觸發該光電触:感測器5G為止，或者引人大量的水樣， 讓水樣65液位絕對會超過該内管1〇之頂部開口 1〇1，同時 讓多餘的水樣65自該溢流口 6〇排掉。 在關閉該取樣流體開關211之後，接著開啟該水樣排 放流體開關221 ’其可將外管2〇的水樣65排掉此時所需 定量的水樣65會留在該内㈣内，亦即可藉該内管10取 得定量所需的水樣65，最後開啟該水樣流體開關出，即 可將該内管10之輸5魄出水f路〗丨送至所需的地方 谁杆白叙公杯·。 δ月食阅，乐圖」所示 70、-稀釋水管路71、—虹# ^、匕含—反應槽 哭P 及S路72、一浮球式液位感測 ㈣與-财料74，財奴賴7 口 7〇1，該稀釋水管㈣係伸人該反應槽70内，且具有一 1337659 稀釋水流體開關711控制稀釋水80(請見「第6圖」）是否 進入該反應槽70，該稀釋水流體開關711係可為氣動閥， 該虹吸管路72係由該反應槽70的底部埋入該反應槽 内，該虹吸管路72於該反應槽70内朝上再朝下轉折而形 成倒鉤形狀並形成一虹吸頂端721與一朝下之虹吸口 722，且該虹吸口 722設於該反應槽7〇的一預定高度位置 上0 鲁 該浮球式液位感測器73係伸入該反應槽7〇内且具— 感應浮球731，該感應浮球731設於該反應槽7〇的預定高 度位置上，該抽水管路74係伸入該反應槽7〇内，該抽水 管路74具有一朝下之抽水口 741，該抽水口 741設於該反 應槽70的預定高度位置上。又該反應槽7〇的底部可更埋 入一溢流管路75進入該反應槽70内，該溢流管路75具一 朝上之溢流口 75卜且該溢流口 751的位置係高於該虹吸頂 端 721。 # 請參閱「第6圖」與「第7圖」所示，本發明開啟該 稀釋水流體開關711，即可讓該稀釋水管路71之稀釋水肋 進入該反應槽70内，而該反應槽7〇内的稀釋水8〇之液位 超過該虹吸頂端721時(如「第6圖」所示），即會讓該虹 吸管路72開始虹吸效應，而開始排出稀釋水8〇，此時若稀 釋水80之進水量超過虹吸效應之排水量，稀釋水8〇液位 上升至該溢流口 751時，稀釋水8〇可由該溢流口 751經該 溢流管路75排出，⑽免轉水8G衫而滿溢出該反應 1337659 槽70 ;此時在保持虹吸效應下（當稀釋水8〇進水量大於或 等於虹吸的出水量）關閉該稀釋水流體開關711停止入水， 該反應槽70内的稀釋水8〇會被排出直至該虹吸管路72吸 取不到稀釋水80為止(如「第7圖」所示），據此可讓該反 應槽70内的稀釋水80之液位保持在該預定高度位置上， 亦即可每次皆提供固定體積的稀釋水8〇供自動分析使用。 請參閱「第8圖」所示，倘若稀釋水8〇進水量小於虹 鲁 吸效應的出水量，當虹吸效應啟動時，此時就算不關閉該 稀釋水流體開關711，該反應槽70内的稀釋水80液位仍會 慢慢降低直至該虹吸管路72吸取不到壽水8〇而停止虹 吸效應’此時稀釋水8〇持續進水，液位會再回升直至虹吸 效應再人發生，其為不斷重複的循環過程，因此在稀釋水 80進水里小於虹吸的出水量之狀態下，關閉該稀釋水流體 開關71卜若虹吸效應恰為停止狀態時，則反應槽70内的 稀釋水80之液位會停留在該預定高度位置與該虹吸頂端 7f之間’亦即其稀釋水80液位高度為義定值，而無法 提供固讀積之娜水8〇，^此_釋水⑼讀位高度會 使該感應浮球731浮起而觸發該浮球式液位感測器乃，因 此，、θ啟動該抽水官路，以透過該抽水口加排掉稀釋 水80 ’直至稀釋水8〇之液位降低到達該預定高度位置為 止。 另此處值得注意的是，若該浮球式液位感測器73在一 κ f的刀析過程中，都未被觸發，則表示其稀釋水的 12 1337659 進水里過小，其可能是該稀釋水流體開關7li故障其 路被堵塞，導至在稀釋水8〇進水的設定咖内，稀釋^ 之f位高度未能超過該預定高度位置，亦即其稀__ 有嚴重的縣’目*在自動分析的紀射，此次分析必境 忽略不計。 、 請參閱「第9圖」、「第10圖」與「第u圖」所示， 該反應槽70内係供伸入該定量取樣裝置5之出水管路“， 同時可再伸入一感測器90。該感測器9〇可為pH電極氧 化還原電極、離子選擇電極與光學感測系統的任—種，其 端賴分析所採用之方法與水樣的種類而定，其中「第9圖 所示為電極樣態的感測器90 ’「第1()圖」所示為光學感測 樣態的感測器91，該反應槽70内更可設有一磁石攪拌*子 邪，該反應槽70係設於一磁石攪拌器96上，又該反應槽 7〇底部可設一容置凹穴702，該排放口 7〇1係連接至該ς 置凹穴702(如「第10圖」所示）’該容置凹穴7〇2供設該 磁石攪拌子95，以避免該磁石攪拌子95偏離中心，並作為 該磁石攪拌子95的旋轉空間。據而其可藉該出水管路u 之水樣流體開關111將定量要分析的水樣加入固定體積之 稀釋水80内以稀釋之，並藉該磁石攪拌器％驅動該磁石 攪拌子95旋轉以攪拌均勻，即可藉該感測器9〇加以取得 分析結果。另本發明的稀釋水80，亦可作為清洗水之用， 當每次分析結束之後，可先藉該稀釋水管路71供給稀釋水 ，其係用於清洗該反應槽70後再藉該排放口 排掉， 13 1337659 以避免干擾到下次分析的準確度。 如上所述，本發明透過内管1〇與外管2〇的疊套以 藉由預定體積的内管1G取得定量的水樣65，其取樣精確度 與管路之缝㈣受管路聰景彡響，0而可以減少校 正的次數’又其不需採用孔經微小的管路以增加精確度， 故不易堵塞而可減少維修的頻率，因而其為一種可以廣泛 應用於各種水質且快速、精準取得水樣65的定量取樣裝置 • 5。又本發明可以透過虹吸管路72的虹吸效應，只要在保 持虹吸效應下關閉該稀釋水流體開關711，即可藉由虹吸效 絲娜水80之液絲持在該駭高度位置，若在未有虹 吸效應下關閉該稀釋水流體開關71! ’亦可透過該浮球式液 位感測器73與該抽水管路74之抽水口 74卜及取多餘的稀 釋水80，讓稀釋水80之液位降低至該預定高度位置且亦 可透過該浮球式液位感測器73是否有被觸發過，來判斷是 鲁时該轉賴體簡711轉或該轉水管路71堵塞的 情況’以增加分析的準確度’因而其不受流量影響而可精 確的量取稀釋水80之體積，增加分析的準確度。 ^綜上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限 疋本發明之實施範圍，即凡依本發明申請專利範圍之内容 所為的等效變化與修飾，皆應為本發明之技術範嘴。 【圖式簡單說明】 第1圖，係本發明定量取樣裝置系統結構圖。 第2圖，係本發明光電液位感測器啟動水位示意圖。 1337659 第3圖，係本發明水樣溢流示意圖。 第4-1圖，係本發明取樣示意圖一。 第4-2圖，係本發明取樣示意圖二。 第5圖，係本發明稀釋分析裝置之結構圖。 第6圖，係本發明產生虹吸效應之液位示意圖。 第7圖，係本發明虹吸效應結束之液位示意圖。 第8圖，係本發明啟動浮球式液位感測器且尚未產生虹吸 g 效應之液位示意圖。 第9圖，係本發明定量取樣及稀釋分析裝置實施圖一。 第10圖，係本發明定量取樣及稀釋分析裝置實施圖二。 第11圖，係本發明反應槽之底部結構圖。 【主要元件符號說明】 5:定量取樣裝置 10 :内管 101 :頂部開口 • 102 :底部排放口 11 :出水管路 111 :水樣流體開關 20 :外管 21:取樣管路 211 :取樣流體開關 22 :水樣排放管 221 :水樣排放流體開關 15 1337659 30 :清洗水管路 31 :清洗水流體開關 40 :標準液管路 41 :標準液流體開關 50 :光電液位感測器 60 :溢流口 65 :水樣 70 :反應槽 701 :排放口 702 :容置凹穴 71 :稀釋水管路 711:稀釋水流體開關 72 :虹吸管路 721 :虹吸頂端 722 :虹吸口 φ 73 :浮球式液位感測器 731 :感應浮球 74 :抽水管路 741 :抽水口 75 :溢流管路 751 :溢流口 80 :稀釋水 90、91 :感測器 1337659 95 :磁石攪拌子 96 :磁石攪拌器