TWI487909B - 智慧型可攜式水質分析裝置 - Google Patents

Description

智慧型可攜式水質分析裝置

本發明是有關於一種水質分析裝置，特別是指一種具智慧型且可攜式之水質分析裝置。

為保護環境及維護生態水質達到安全標準，確保全體國人身體健康，在執行飲用水、飲用水水源、地面水體、海域水體、地下水、放流水及廢(污)水等水質樣品之法規管制檢測時，都需要使用到對應的水質檢驗儀器。

一般水質參數的測定方法基本上屬於物理和化學檢驗，依據的原理和採用的儀器與操作來自一般的分析化學方法，近來趨向於採用快速、靈敏和準確的儀器分析方法，如溶解氧、生化需氧量、總需氧量、化學需氧量、總有機碳等參數都有專用的分析儀器幫忙測定。

參閱圖1，為目前一般常見之水質檢驗儀1，該水質檢驗儀1通常具有一個運算單元11、二金屬探頭12，及連接該運算單元11與該二金屬探頭12之導線13，且該運算單元11上具有一顯示螢幕111。實際使用時是將該二金屬探頭12插入欲檢測之水中，藉由該二金屬探頭12量測水質檢測數值，經由該運算單元11運算後自該顯示螢幕111將檢驗結果呈現出來。例如要檢測水質中的總溶解固體量，就是利用該二金屬探頭12來量測水源的導電率，並將所得到的數值藉由該導線13傳送至該運算單元11處理，進而推估水源中的總溶解固體量，了解水質的狀況。

通常該水質檢驗儀1是屬於便攜式的水質檢測設備，適用於需要跋山涉水之處，但也由於其輕便好攜帶故檢驗能力有限，難以進行多參數較為全面性之檢測。當然，使用者也能同時攜帶多部不同檢測參數之便攜式水質檢驗儀1來進行水質監測，或是使用大而笨重但具有綜合功能之水質檢驗儀1，可是這同時也喪失了攜帶便利的優點。

有鑒於此，水質監測斷不能荒廢而流於形式，完整的水質檢測確屬必要，工欲善其事必先利其器，提供監測人員完善的工具，進一步開發可以輕便攜帶且具有多功能之水質檢測裝置，已成為相關業者亟需改善的課題。

因此，本發明之目的，即在提供一種智慧型可攜式水質分析裝置，主要用於環境中水質監測，該智慧型可攜式水質分析裝置包含：一手持式智慧通訊單元、一感測單元，及一訊號轉換單元。

該手持式智慧通訊單元可提供網路通訊服務、視訊通話及GPS位置資訊，該感測單元與該手持式智慧通訊單元電性連接，並具有一握柄及一設於該握柄前端之感測器，該感測器所偵測之水質檢測資料可以藉由該手持式智慧通訊單元連結網路進行傳輸。

該訊號轉換單元是可分離地連接該手持式智慧通訊單元，並包括一座體，及一設置於該座體上之第一傳輸介面，該訊號轉換單元透過該第一傳輸介面與該手持式智慧通訊單元電性連接，可將該感測單元所取得之水質檢驗回授 訊號，轉換成數位資料，再藉由該第一傳輸介面將資料傳回該手持式智慧通訊單元，進行水質判斷與分析，以取得該位置水質資料。

本發明之有益功效在於，該感測器所偵測之水質檢測資料及所處地理位置資訊可以藉由該手持式智慧通訊單元連結網路傳輸至後臺的大型運算單元進行深入的分析與詳盡的檢測作業，該智慧型可攜式水質分析裝置本身不須負擔笨重且昂貴的分析儀器，後臺分析結果亦可即時回傳，兼具輕便、可攜與多樣性的高度分析運算功能，如遇緊急狀況時，該裝置亦可做為即時性的通話設備。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖2、3，為本發明智慧型可攜式水質分析裝置之較佳實施例，該智慧型可攜式水質分析裝置包含一手持式智慧通訊單元3、一感測單元4、一訊號轉換單元5、一背包6，及一雲端運算基地台7。

在本較佳實施例中，該手持式智慧通訊單元3可以是一智慧型手機，或是具通訊功能的平板裝置，由於智慧型手機通常具備GPS衛星定位、語音、視訊通訊，及資料傳輸等功能，藉由該手持式智慧通訊單元3可提供網路通訊服務及所在位置資訊之傳遞，例如支援Google Map的位置資訊。

該感測單元4與該手持式智慧通訊單元3電性連接，並具有一握柄41，及一設於該握柄41前端之感測器42。

該感測器42具有一殼體421、一可分離地與該殼體421套接在一起之蓋體422，及複數可分離地插置於該殼體421中用以感測水質參數的感測棒423。在本較佳實施例中，該握柄41與該感測器42之殼體421是一體成型設計，該複數感測棒423之功能可以是用以檢測水質之酸鹼值、導電度、溫度、懸浮濁度、還氧度，及此等之組合，不同的感測棒423可以是具有不同的檢測功能或是同時具備多種感測功能於一身，且以上所列舉之水質檢測項目亦不應以此為限。

配合參閱圖4，該訊號轉換單元5是可分離地與該手持式智慧通訊單元3連接在一起，並包括有一座體51、一設置於該座體51上兩側之定位件52、一可分離地設置於該座體51下方之行動電源53、一設置於該座體51上之第一傳輸介面54，及一設置於該座體51一側邊上之第二傳輸介面55。

該座體51是用以承載該手持式智慧通訊單元3，該定位件52可用以固定該手持式智慧通訊單元3，達到防止滑落的功能，該行動電源53可提供該感測單元4之備用電力，當在野外進行水質監測時也不虞電力匱乏。該訊號轉換單元5是透過該第一傳輸介面54與該手持式智慧通訊單元3電性連接，並將該感測單元4所取得之水質檢測回授訊號，轉換成數位資料，再藉由該第一傳輸介面54將資料傳回 該手持式智慧通訊單元3，以進行水質判斷與分析，以取得該位置水質資料。而該第二傳輸介面55用以當該手持式智慧通訊單元3結合於該座體51時，可以提供外部資料輸出或輸入。在此，應注意的是，該第一傳輸介面54是一USB連接埠，該第二傳輸介面55可以是USB、RS-232或是兩者皆可包括，本較佳實施例中是揭露兩種態樣的傳輸介面。

配合參閱圖5、6，該背包6是用以容置上述之手持式智慧通訊單元3、該感測單元4，及該訊號轉換單元5。在本較佳實施例中，該背包6包括有一本體61、一設置於該本體61底部的底座62、一設置於該本體61前側之用以接收太陽能之太陽能板63、一設置於該底座62上並與該太陽能板63電性連接用以儲存電力之蓄電器64，及複數設置於該背包6內側可供該感測棒423插置之複數固定套65。

該蓄電器64所儲存之電力也可以提供給該手持式智慧通訊單元3、該訊號轉換單元5之行動電源53以及該感測器42使用，該複數固定套65則可供該背包6容置備用之感測棒423。

該背包6之底座62更包括一與該蓄電器64電性連接之市電充電座621，該市電充電座621是用以連接外部電源以直接對該蓄電器64進行充電。當該太陽能板63在夜間或其他無法接收太陽能的時候，即可利用該市電充電座621連接外部電源對該蓄電器64進行充電。

使用者實際使用時，該感測器42所偵測之水質檢測數 位資料藉由該手持式智慧通訊單元3做數位訊號之處理，以取得即時性的偵測資料，並可連結網路傳輸將所測得之水質資料與所處GPS資料給該後方管理之雲端運算基地台7。而該雲端運算基地台7在接收到檢測資料後，亦可將之儲存於資料庫內，以做為日後研究與舉證之資料。

值得一提的是，該手持式智慧通訊單元3由於不須負擔笨重且昂貴的分析儀器功能，所以可以減少重量以及體積，而內建位置資訊的功能可以在上傳水質檢測資料的同時，確認其檢測位置，當然也可以作為規劃檢測人員進行水質檢測路線的重要依據，讓後方管理人員對於水質檢測作業的進度可以一目瞭然。

依據上述說明可知，本發明之智慧型可攜式水質分析裝置確實具有以下功效增進之處：

一、方便攜帶

由於該智慧型可攜式水質分析裝置本身不須負擔笨重且昂貴的分析儀器，所以整體的重量及體積可以減少，對於需要野外檢測跋山涉水之處，具有高度的輕便性，便於移動。

二、檢測功能齊全

本發明之感測器42是由複數感測棒423所組成，要使用不同的檢測功能時，只要更換對應的感測棒423即可進行檢測，而該感測器42所偵測之水質檢測資料經由該手持式智慧通訊單元3連結網路，傳輸給該後方管理之雲端運算基地台7進行完整的檢驗，不因檢 測裝備簡便而喪失完整的檢測功能。

三、具備額外補充電力

本發明之座體51下方配置有該行動電源53，該背包6本身亦可接收太陽能並儲存於該蓄電器64中，且該背包6之底座62更包括有該市電充電座621，可作為無法接收太陽能時之備援電力，電力解決方案齊全，便於野外作業。

四、便於確認檢測行程與進度

本發明之手持式智慧通訊單元3內建有位置資訊與照相功能，可以在上傳水質檢測資料的同時，確認其檢測的位置及現場水質實際照片，作為規劃檢測人員進行水質檢測路線的行程資料，讓後方管理人員對於水質檢測作業的進度可以一目瞭然，並且實際觀測到水質周遭環境與情況。

綜上所述，本發明之智慧型可攜式水質分析裝置，藉由該感測器42所偵測之水質檢測資料、GPS地理位置資料與水質環境實際照片，可以經由該手持式智慧通訊單元3連結網路傳輸至後方的雲端運算基地台7進行深入的分析與詳盡的檢測作業，再藉由該手持式智慧通訊單元3具有語音、視訊通訊功能，所以該智慧型可攜式水質分析裝置本身不須負擔笨重且昂貴的分析儀器，後臺分析結果亦可即時回傳，兼具輕便、可攜與多樣性的高度分析運算功能，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧手持式智慧通訊單元

4‧‧‧感測單元

41‧‧‧握柄

42‧‧‧感測器

421‧‧‧殼體

422‧‧‧蓋體

423‧‧‧感測棒

5‧‧‧訊號轉換單元

51‧‧‧座體

52‧‧‧定位件

53‧‧‧行動電源

54‧‧‧第一傳輸介面

55‧‧‧第二傳輸介面

6‧‧‧背包

61‧‧‧本體

62‧‧‧底座

621‧‧‧市電充電座

63‧‧‧太陽能板

64‧‧‧蓄電器

65‧‧‧固定套

7‧‧‧雲端運算基地台

圖1是一示意圖，說明習知一水質檢驗儀的基本結構；圖2是一方塊示意圖，說明本發明智慧型可攜式水質分析裝置之水質檢測方式；圖3是一立體示意圖，說明本發明智慧型可攜式水質分析裝置之較佳實施例；圖4是一側視示意圖，說明該本發明較佳實施例中一訊號轉換單元的態樣；圖5是一立體示意圖，說明該較佳實施例中一背包之外觀態樣；及圖6是一立體示意圖，說明該背包內側包括有複數供該感測棒插置之固定套。

3‧‧‧手持式智慧通訊單元

4‧‧‧感測單元

41‧‧‧握柄

42‧‧‧感測器

421‧‧‧殼體

422‧‧‧蓋體

423‧‧‧感測棒

5‧‧‧訊號轉換單元

51‧‧‧座體

52‧‧‧定位件

53‧‧‧行動電源

54‧‧‧第一傳輸介面

55‧‧‧第二傳輸介面

6‧‧‧背包

Claims (8)

1. 一種智慧型可攜式水質分析裝置，包含：一手持式智慧通訊單元，可提供網路通訊服務及位置資訊；一感測單元，與該手持式智慧通訊單元電性連接，並具有一握柄，及一設於該握柄前端之感測器，該感測器所偵測之水質檢測資料可以藉由該手持式智慧通訊單元連結網路進行傳輸；一訊號轉換單元，是可分離地連接該手持式智慧通訊單元，並包括一座體、一設置於該座體上之第一傳輸介面、一設置於該座體上兩側之用以固定該手持式智慧通訊單元的定位件、一可分離地設置於該座體下方之行動電源，及一設置於該座體一側並可供外部輸出入資料之第二傳輸介面，該訊號轉換單元透過該第一傳輸介面與該手持式智慧通訊單元電性連接，可將該感測單元所取得之水質檢驗回授訊號，轉換成數位資料，再藉由該第一傳輸介面將資料傳回該手持式智慧通訊單元，進行水質判斷與分析，以取得該位置水質資料；及一雲端運算基地台，用以傳接該手持式智慧通訊單元之資料。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之智慧型可攜式水質分析裝置，更包含一用以容置該手持式智慧通訊單元、該感測單元，及該訊號轉換單元之背包。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之智慧型可攜式水質分析裝 置，其中，該背包包括有一本體、一設置於該本體底部的底座、一設置於該本體前側之用以接收太陽能之太陽能板，及一設置於該底座上並與該太陽能板電性連接用以儲存電力之蓄電器。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之智慧型可攜式水質分析裝置，其中，該感測器具有一殼體、一可分離地與該殼體套接在一起之蓋體，及複數可分離地插置於該殼體中用以感測水質參數的感測棒。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之智慧型可攜式水質分析裝置，其中，該背包內側更包括有複數供該感測棒插置之固定套。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之智慧型可攜式水質分析裝置，其中，該複數感測棒是用以檢測水質之酸鹼值、導電度、溫度、懸浮濁度、還氧度，及此等之組合。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之智慧型可攜式水質分析裝置，其中，該背包之底座更包括一與該蓄電器電性連接之市電充電座，用以連接外部電源直接對該蓄電器進行充電。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之智慧型可攜式水質分析裝置，其中，該蓄電器具有一充電線，該蓄電器所儲存之電 力可藉由該充電線對該行動電源、該手持式智慧通訊單元，及該感測器提供電力。