TWI744097B

TWI744097B - 海水質檢測系統

Info

Publication number: TWI744097B
Application number: TW109140313A
Authority: TW
Inventors: 包天一
Original assignee: 包天一
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2021-10-21
Also published as: TW202221297A

Abstract

本發明是一種海水質檢測系統，主要包括:主機、容器及外部設備，其中主機設置複數分別設置有打氣管之打氣馬達、酸鹼值(PH)電極檢測棒、滴定輸送口、海水輸送口、KH轉換PH輸出埠、電源埠、連網控制單元、檢測運算單元及水位控制器，容器設置於主機一側且界定供容納對照溶液的第一檢測容置空間、供容納來自海水輸送口的參考溶液的第二檢測容置空間及供容納完成測試的對照溶液的容置空間，運用本發明上述設備的搭配運作與檢測運算，可在不需使用藥水的條件下，自動偵測海水儲備桶中參考溶液的鹼度值(KH)及控制自動添加添加劑以改變海水儲備桶中參考溶液的第二酸鹼值(PH)。

Description

海水質檢測系統

本發明係一種檢測系統，尤指一種海水質檢測系統。

按，在飼養珊瑚及海水魚的過程中，鹼度值(Alkalinity)是非常重要的，飼養者必須定期檢測水中鹼度值，依據鹼度值進行適度的提升。目前對於鹼度值之測試方法是用「滴定法」，「滴定法」主要的測試方法有「電位滴定法」以及「酸鹼指示劑滴定法」兩種常見的方式；「電位滴定法」是根據滴入酸液時，電位滴定曲線在終點時的突躍，確定特定酸鹼值下的鹼度，此種作法需要較為精密的儀器進行，對於飼養者來說，成本相當的高，而「酸鹼指示劑滴定法」則是利用滴入定量的酸液，以酸鹼值的變化推算出溶液鹼度值。

然而，不論是「電位滴定法」或「酸鹼指示劑滴定法」，皆利用酸液加入待測鹼度值之溶液中，酸液會使溶液中的元素產生化學變化，無法自行還原，因此測試完的溶液即無法再倒回飼養缸中使用，而飼養缸中的水，是經過相當複雜的「養水」過程培養出來，長時間的消耗飼養缸中的水，飼養者必須經常性地進行「養水」過程，來補充飼養缸中的水。

有鑑於上述，利用酸液加入待測鹼度值之溶液中，酸液會使溶液中的元素產生化學變化，無法自行還原，因此測試完的溶液即無法再倒回飼養缸中使用的具體問題，已發展出利用空氣打入已知鹼度值之對照溶液與待測溶液中，讓對照溶液與待測溶液中的二氧化碳(CO2)濃度達到穩定後，再量測對照溶液與待測溶液之酸鹼值，並以對照溶液與待測溶液之酸鹼值差值推算出待測溶液鹼度值(Alkalinity)，且對照溶液以及待測溶液皆可倒入缸中使用。但此種方式均必須透過人力方式進行檢測比對，因此在養水的過程中必須確保有人能檢測，在整體過程中十分不便利且極容易養水失敗。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

本發明之主要目的在於：運用本發明上述設備的搭配運作與檢測運算，可在不需使用藥水的條件下，自動偵測海水儲備桶中參考溶液的鹼度值(KH)及控制自動添加添加劑以改變海水儲備桶中參考溶液的第二酸鹼值(PH)。

為達上述目的，本發明係一種海水質檢測系統，其包括:一主機，其設置複數分別設置有打氣管之打氣馬達、一酸鹼值(PH)電極檢測棒、一滴定輸送口、一連接一海水儲備桶之海水輸送口、一KH轉換PH輸出埠、一連接外部電源之電源埠、一連網控制單元及一檢測運算單元；及一容器，其設置於該主機一側，該容器界定一供容納一對照溶液之第一檢測容置空間、一供容納來自該海水輸送口的參考溶液之第二檢測容置空間及一供容納完成測試的該對照溶液之容置空間，其中該第一檢測容置空間及該第二檢測容置空間分別設置可打入空氣的該打氣管，該酸鹼值(PH)電極檢測棒位於該第一檢測容置空間以對完成打氣的該對照溶液進行測試以產生一第一酸鹼值(PH)，將完成檢測的該對照溶液由該第一檢測容置空間輸送至該容置空間，以及將完成打氣的該參考溶液由該第二檢測容置空間輸送至該第一檢測容置空間，並且由該酸鹼值(PH)電極檢測棒對該參考溶液進行測試以產生一第二酸鹼值(PH)，由該檢測運算單元對該第一酸鹼值(PH)及該第二酸鹼值(PH)分析取得一鹼度值(KH)，依據該鹼度值(KH)透過該滴定輸送口對該海水儲備桶內的該參考溶液補充添加劑以改變該海水儲備桶中該參考溶液的該第二酸鹼值(PH)，由該KH轉換PH輸出埠將該鹼度值(KH)轉換成對應的酸鹼值(PH)而輸出。

根據本發明之一實施例，更包括一外部設備，其安裝一應用程式 (APP)，該應用程式(APP)連結該連網控制單元，該應用程式(APP)包含:一鹼度值(KH)溶液總量設定單元、一滴定濃度設定單元及一每小時滴定最大設定量單元。

根據本發明之一實施例，更包括一設置於該酸鹼值(PH)電極檢測棒的雜訊排除件，該雜訊排除件延伸至該海水輸送口。

根據本發明之一實施例，其中各該打氣管一端設置一打氣石。

根據本發明之一實施例，其中該打氣馬達形成至少一吸氣口及複數插設該打氣管之出氣口，該吸氣口距離該第一檢測容置空間及該第二檢測容置空間一預定距離。

根據本發明之一實施例，其中該預定距離為小於或等於2公分。

根據本發明之一實施例，其中該出氣口出氣量要大於1公升/每分鐘。

根據本發明之一實施例，其中該添加劑為蘇打水。

根據本發明之一實施例，其中該參考溶液為該海水儲備桶內的海水。

根據本發明之一實施例，更包括一可將完成檢測的該對照溶液由該第一檢測容置空間輸送至該容置空間，以及將完成打氣的該參考溶液由該第二檢測容置空間輸送至該第一檢測容置空間之水位控制器及一供啟動該水位控制器之水位偵測器。

以下藉由具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“一”、“兩”、“上”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

請參閱圖1、圖2及圖3所示，為本發明較佳實施例之立體示意圖、主機與容器之分解示意圖及應用程式(APP)之單元方塊示意圖。本發明是一種海水質檢測系統，主要包括:主機1、容器2及外部設備3，其中主機1設置複數分別設置有打氣管100之打氣馬達10、酸鹼值(PH)電極檢測棒11、滴定輸送口12、連接一海水儲備桶之海水輸送口13、KH轉換PH輸出埠14、連接外部電源之電源埠15、連網控制單元16、檢測運算單元17及及一水位控制器18。容器2設置於主機1一側，容器2界定一供容納一對照溶液4(為參考海水)之第一檢測容置空間20、一供容納來自海水輸送口13的參考溶液5(為海水儲備桶中的海水)之第二檢測容置空間21及一供容納完成測試的對照溶液4之容置空間22，其中第一檢測容置空間20及第二檢測容置空間21分別設置可打入空氣的打氣管100，另外，酸鹼值(PH)電極檢測棒11位於第一檢測容置空間20以對完成打氣的對照溶液4進行測試以產生一第一酸鹼值(PH)，將完成檢測的對照溶液由第一檢測容置空間20輸送至容置空間22，而後再利用水位控制器18將第二檢測容置空間21中已完成打氣的參考溶液5抽至第一檢測容置空間20，並且由酸鹼值(PH)電極檢測棒11對參考溶液進行測試以產生一第二酸鹼值(PH)。

由檢測運算單元17對第一酸鹼值(PH)及第二酸鹼值(PH)分析取得一鹼度值(KH)，而第一酸鹼值(PH)及第二酸鹼值(PH)具體是將PH電極輸出類比電壓信號經由ADC變成數位信號給檢測運算單元17，依據鹼度值(KH)透過滴定輸送口12對海水儲備桶內的參考溶液5補充添加劑(為蘇打水)以改變海水儲備桶中參考溶液5的第二酸鹼值(PH)，由KH轉換PH輸出埠14將鹼度值(KH)轉換成對應的酸鹼值(PH)而輸出。外部設備3安裝一應用程式(APP)30，應用程式(APP)30連結連網控制單元16，其中連網控制單元16主要是用於連接至外部網絡，並連結至手機中的應用程式(APP)30，進行訊息傳輸上傳結果及下載控制參數，應用程式(APP)30包含:一鹼度值(KH)溶液總量設定單元300、一滴定濃度設定單元301及一每小時滴定最大設定量單元302。

前述中酸鹼值(PH)電極檢測棒11設置有雜訊排除件110，且延伸至海水輸送口13。

前述裝可在打氣管100一端設置打氣石101，藉由打氣石101可讓氣泡更綿密，讓打氣效果更佳化。

前述中的打氣馬達10形成至少一吸氣口102及複數插設打氣管100之出氣口103，吸氣口102距離第一檢測容置空間20及第二檢測容置空間21有預定距離，此距離為小於或等於2公分，而出氣口102出氣量要大於1公升/每分鐘。

一併參考圖4、圖5及圖6所示，為本發明對照溶液與參考溶液進行打氣之使用狀態示意圖、對照溶液進行測試之使用狀態示意圖及參考溶液進行測試之使用狀態示意圖。由各圖可知，先將對照溶液4(為參考海水)加入容器2的第一檢測容置空間20以及將參考溶液5(為海水儲備桶中的海水)由海水儲備桶中抽至容器2的第二檢測容置空間21，此參考溶液5為已使用過的海水儲備桶內的海水，對照溶液4則為尚未使用過的參考海水或是海水，其中，水位控制器18由水位偵測器6(類似浮球、電容類)啟動後則會輸出信號至控制單元(CPU)，當容置空間22缺水要補充時，就從第二檢測容置空間21抽水到第一檢測容置空間20。控制單元(CPU)會將第一檢測容置空間20的水全部抽至容置空間22，第二檢測容置空間21的水全部抽至海水儲備桶。

如果容置空間22水太多，就從第一檢測容置空間20抽水到第二檢測容置空間21。控制單元(CPU)會將第一檢測容置空間20的水全部抽至容置空間22，第二檢測容置空間21的水全部抽至海水儲備桶。

另外，連接在主機1打氣馬達10上的打氣管100分別至於第一檢測容置空間20及第二檢測容置空間21，並分別對對照溶液4與參考溶液5打氣(打氣時間可視實際需求而定)，而氣泡密度大小可透過打氣石101的加裝而改變氣泡綿密程度。其中打氣馬達10形成至少一吸氣口102及複數插設打氣管100之出氣口103，藉由吸氣口102及出氣口103形成一空氣循環，打氣馬達10上的吸氣口102距離第一檢測容置空間20及第二檢測容置空間21有預定距離，此距離為小於或等於2公分，而出氣口102出氣量要大於1公升/每分鐘。

而後位於第一檢測容置空間20內的酸鹼值(PH)電極檢測棒11則對已完成打氣的對照溶液4進行PH質檢測以取得第一酸鹼值(PH)，檢測後的對照溶液4利用水位偵測器6啟動水位控制器18抽至容器2中的容置空間22，而後再利用水位控制器18將第二檢測容置空間21中已完成打氣的參考溶液5抽至第一檢測容置空間20並由酸鹼值(PH)電極檢測棒11進行PH質檢測以取得第二酸鹼值(PH)，最後再由檢測運算單元17對第一酸鹼值(PH)及第二酸鹼值(PH)分析取得一鹼度值(KH)，且由網路上傳到網站。

除了上述可取得鹼度值(KH)外，利用外部設備3(智慧型手機或電腦)安裝一應用程式(APP)30，應用程式(APP)30連結連網控制單元16以順利連接至主機1並控制添加劑滴定的條件，滴定設定條件主要由應用程式(APP)30中的鹼度值(KH)溶液總量設定單元300、滴定濃度設定單元301及每小時滴定最大設定量單元302進行設定，分別在鹼度值(KH)溶液總量設定單元300、滴定濃度設定單元301及每小時滴定最大設定量單元302中設定設定值，此設定值可依據實際海水儲備桶中海水使用情況而調整。

具體舉例說明，所謂鹼度值(KH)溶液總量設定單元300中的鹼度值(KH)溶液總量是一桶小蘇打水(鹼度值(KH))的體積(例如1000ml)，用來補充，鹼度值(KH)這一個小時缺0.1 dKH 就補0.1*200ml/dKH=20ml的小蘇打水，桶子裡就剩下1000-20=980ml溶液。如果需要補超過20ml，就只給20ml。

滴定濃度設定單元301中對滴定濃度的設定，主要是提升1dKH需要滴定多少ml小蘇打水，至於每小時滴定最大設定量單元302中的每小時滴定最大設定量則視需要補超過20ml，就只給20ml。

另外，分析取得的鹼度值(KH)，依據鹼度值(KH)透過滴定輸送口 12按照應用程式(APP)30完成的數據設定並對參考溶液5補充添加劑(為蘇打水)以改變參考溶液5中的第二酸鹼值(PH)。

再者，當鹼度值(KH)要輸出至外部電腦時，必須轉換為PH值才可呈現，因此必須由KH轉換PH輸出埠14將鹼度值(KH)轉換成對應的酸鹼值(PH)而輸出。更進一步說明，PH標準訊號是類比訊號(約-170mv 到170mv) ，當量設到鹼度值(KH)後，例如KH=7.5, 檢測運算單元17會將此數字轉成PH類比訊號7.5，供外部PH監控器讀取。

由上述可清楚了解，藉由外部設備3(智慧型手機或電腦)安裝的應用程式(APP)30可隨時設定需滴定的數據以達到控制自動添加添加劑以改變海水儲備桶中參考溶液的第二酸鹼值(PH)，以及可在不需使用藥水的條件下，自動偵測海水儲備桶的鹼度值(KH)。

值得一提的是，為了排除在海水儲備桶內的海水因外部設備產生的雜訊以及海水產生的雜訊干擾，首先在位於第一檢測容置空間20中的酸鹼值(PH)電極檢測棒11上設置有雜訊排除件110，此雜訊排除件110一路延伸至海水輸送口13，透過雜訊排除件110可將海水儲備桶內的海水所存在的雜訊經插入海水輸送口13的雜訊排除件110，將雜訊傳導至酸鹼值(PH)電極檢測棒11，此時酸鹼值(PH)電極檢測棒11具接地功效，因此可直接將雜訊排除。

上述實施例僅為例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此項技藝的人士均可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明的權利保護範圍，應如後述申請專利範圍所列。

1:主機 10:打氣馬達 100:打氣管 101:打氣石 102:吸氣口 103:出氣口 110:雜訊排除件 11:酸鹼值(PH)電極檢測棒 12:滴定輸送口 13:海水輸送口 14:KH轉換PH輸出埠 15:電源埠 16:連網控制單元 17:檢測運算單元 18:水位控制器 2:容器 20:第一檢測容置空間 21:第二檢測容置空間 22:容置空間 3:外部設備 30:應用程式(APP) 300:鹼度值(KH)溶液總量設定單元 301:滴定濃度設定單元 302:每小時滴定最大設定量單元 4:對照溶液 5:參考溶液 6水位偵測器

圖1 為本發明較佳實施例之立體示意圖。

圖2 為本發明主機與容器之分解示意圖。

圖3 為本發明應用程式(APP)之單元方塊示意圖。

圖4 為本發明對照溶液與參考溶液進行打氣之使用狀態示意圖。

圖5 為本發明對照溶液進行測試之使用狀態示意圖。

圖6 為本發明參考溶液進行測試之使用狀態示意圖。

1:主機

10:打氣馬達

100:打氣管

101:打氣石

102:吸氣口

103:出氣口

11:酸鹼值(PH)電極檢測棒

16:連網控制單元

17:檢測運算單元

18:水位控制器

2:容器

20:第一檢測容置空間

21:第二檢測容置空間

22:容置空間

3:外部設備

Claims

一種海水質檢測系統，其包括: 一主機，其設置複數分別設置有打氣管之打氣馬達、一酸鹼值(PH)電極檢測棒、一滴定輸送口、一連接一海水儲備桶之海水輸送口、一KH轉換PH輸出埠、一連接外部電源之電源埠、一連網控制單元及一檢測運算單元；及一容器，其設置於該主機一側，該容器界定一供容納一對照溶液之第一檢測容置空間、一供容納來自該海水輸送口的參考溶液之第二檢測容置空間及一供容納完成測試的該對照溶液之容置空間，其中該第一檢測容置空間及該第二檢測容置空間分別設置可打入空氣的該打氣管，該酸鹼值(PH)電極檢測棒位於該第一檢測容置空間以對完成打氣的該對照溶液進行測試以產生一第一酸鹼值(PH)，將完成檢測的該對照溶液由該第一檢測容置空間輸送至該容置空間，以及將完成打氣的該參考溶液由該第二檢測容置空間輸送至該第一檢測容置空間，並且由該酸鹼值(PH)電極檢測棒對該參考溶液進行測試以產生一第二酸鹼值(PH)，由該檢測運算單元對該第一酸鹼值(PH)及該第二酸鹼值(PH)分析取得一鹼度值(KH)，依據該鹼度值(KH)透過該滴定輸送口對該海水儲備桶內的該參考溶液補充添加劑以改變該海水儲備桶中該參考溶液的該第二酸鹼值(PH)，由該KH轉換PH輸出埠將該鹼度值(KH)轉換成對應的酸鹼值(PH)而輸出。
如請求項1所述之海水質檢測系統，更包括一外部設備，其安裝一應用程式(APP)，該應用程式(APP)連結該連網控制單元，該應用程式(APP)包含:一鹼度值(KH)溶液總量設定單元、一滴定濃度設定單元及一每小時滴定最大設定量單元。
如請求項1所述之海水質檢測系統，更包括一設置於該酸鹼值 (PH)電極檢測棒的雜訊排除件，該雜訊排除件延伸至該海水輸送口。
如請求項1所述之海水質檢測系統，其中各該打氣管一端設置一打氣石。
如請求項1所述之海水質檢測系統，其中該打氣馬達形成至少一吸氣口及複數插設該打氣管之出氣口，該吸氣口距離該第一檢測容置空間及該第二檢測容置空間一預定距離。
如請求項5所述之海水質檢測系統，其中該預定距離為小於或等於2公分。
如請求項5所述之海水質檢測系統，其中該出氣口出氣量要大於 1公升/每分鐘。
如請求項1所述之海水質檢測系統，其中該對照溶液為參考海水。
如請求項1所述之海水質檢測系統，其中該參考溶液為該海水儲備桶內的海水。
如請求項1所述之海水質檢測系統，更包括一可將完成檢測的該對照溶液由該第一檢測容置空間輸送至該容置空間，以及將完成打氣的該參考溶液由該第二檢測容置空間輸送至該第一檢測容置空間之水位控制器及一供啟動該水位控制器之水位偵測器。