TWI812251B - 水下光學檢測裝置的檢測探頭 - Google Patents
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Abstract
一種水下光學檢測裝置的檢測探頭，其包括二固定座與一柵欄框，該柵欄框係可拆卸地裝設在該二固定座之間的一檢測通道中，該柵欄框具有一頂部、一底板與二側板，該柵欄框之頂部的內側凸起形成一導引凸部，該導引凸部之一凸弧面沿一擺線路徑延伸，該柵欄框之兩側板上分別貫穿形成有延伸至底板的水流孔，每一水流孔的一上端銜接該導引凸部之凸弧面。該擺線型態的凸弧面能輔助導引卡在該檢測通道內的氣泡移出，使氣泡不易殘留在該檢測通道中，避免影響所得到的光譜資訊，確保該水下光學檢測裝置對溶液中之成分的判斷結果正確。
Description
本發明是關於一種用於偵測溶液成分的水下光學檢測裝置，尤指一種水下光學檢測裝置的檢測探頭。
尿液分析儀、酸鹼值檢測儀、血紅素感測器、農藥檢測裝置……等用於偵測溶液成分的水下光學檢測裝置，主要利用一光源模組從該水下光學檢測裝置的一側產生一檢測光束照射待檢測的溶液，再利用另一側的光譜感測器接收通過該溶液後的檢測光束，該光譜感測器可視需求選用感測不同波長範圍的光譜感測器，根據接收到的所述檢測光束能產生一光譜資訊，該光譜資訊紀錄所接收到之檢測光束的波長與光強度，其中，由於該溶液內的不同成分對該檢測光束中的各種光線有不同的吸收能力，故藉由分析該光譜資訊，可以得到該溶液內之特定成分的濃度。
其中一種能簡易使用的水下光學檢測裝置，是在其檢測端設有一檢測探頭，該檢測探頭內裝設有前述光源模組和光譜感測器，該光源模組和該光譜感測器之間還設有一檢測通道，以供待檢測的溶液流入該光源模組和該光譜感測器之間。
然而，在將該水下光學檢測裝置從空氣插入該待檢測之溶液的過程容易產生氣泡，若該些氣泡卡在該檢測通道之中，將會影響所得到的光譜資訊，並因而影響溶液中之成分的判斷結果。一般來說，流體內之氣泡能以震動方式來消除，震動除了可以促使氣泡向上流動、排出流體之外，也能促使微小氣泡聚集成浮力較大的大氣泡，從而自然地向上流動、排出流體。惟由於震
動會對該水下光學檢測裝置內的光學元件造成結構鬆脫、電路短路等不良影響，故不適合用於排除卡在該水下光學檢測裝置之檢測通道內的氣泡。
有鑑於前述現有技術所存在的問題，本發明的目的在於提供一種水下光學檢測裝置的檢測探頭，其具有讓氣泡溶液自然排出的結構，且能夠良好地防止漏水和髒污的現象發生。
為了達到上述目的，本發明採用的技術手段為設計一種水下光學檢測裝置的檢測探頭，其包括：二固定座，其係相互對接，每一固定座具有一內側壁，該二固定座的內側壁互相面對且相間隔設置，從而在該二固定座的內側壁之間形成一檢測通道；一柵欄框，其為一環形框體，且係可拆卸地裝設在該二固定座之間的檢測通道中，該柵欄框具有一頂部、一底板、二側板、一導引凸部以及二水流孔，該導引凸部凸起形成於該柵欄框之頂部的內側，該導引凸部具有朝向該柵欄框之底板的一凸弧面，該凸弧面沿一擺線路徑延伸形成在該二側板之間，且該凸弧面的相對兩端形成為二端邊，該二端邊分別連接該二側板，該二水流孔分別貫穿形成於該二側板上，並且延伸至該底板，每一水流孔的一上端銜接該導引凸部之其中一相對應的端邊。
所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭中：前述每一固定座能進一步具有一穿孔，該穿孔貫穿形成於該固定座之內側壁而與該固定座的內部相連通；每一固定座之內側壁能進一步設有一外凹部、一內凹部與一點膠槽，該外凹部內凹形成於該固定座之內側壁，該內凹部進一步內凹形成於該外凹部之一底部，前述穿孔貫穿形成於該內凹部之一底部，該點膠槽內凹形成於該內凹部之底部，並且環繞於該穿孔周圍，該點膠槽內填充有接合膠；
前述每一固定座上裝設一窗鏡，該窗鏡嵌設在該內凹部中，並且經由該點膠槽內的接合膠而固設在該固定座上，該窗鏡覆蓋該穿孔；每一固定座上進一步裝設一環形銘版，該銘版嵌設並且固定在該外凹部中，該銘版覆蓋該窗鏡之周緣與該固定座的銜接處。
所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭中，該窗鏡能與該固定座之外凹部的底部齊平。
所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭中，該窗鏡朝向該檢測通道的一外側面上能鍍有疏水膜，該窗鏡朝向該固定座之內部的一內側面上能鍍有親水膜。
所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭中：每一固定座能具有一側凸部，該側凸部突伸形成於該固定座之內側壁，並且位於靠近該固定座之一頂部處，一第一磁性元件部分嵌設於其中一固定座之側凸部中、部分嵌設於另一固定座之側凸部中；該柵欄框之頂部埋設一第二磁性元件，該第二磁性元件的位置對應該第一磁性元件，且該第二磁性元件與該第一磁性元件以相異的磁極相對。
所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭中：每一固定座之側凸部之一底面能進一步形成一對位凸部，該對位凸部朝前述檢測通道突伸；該柵欄框之頂部的外側面能進一步內凹形成一定位凹部，前述二固定座之對位凸部對應設置於該定位凹部中。
藉由如上所述之設計，該柵欄框內所設之呈擺線型態的凸弧面能輔助導引卡在該檢測通道內的氣泡移出該檢測通道，使氣泡不易殘留在該檢測通道中，避免氣泡影響所得到的光譜資訊，而在該窗鏡的外側面和內側面分別鍍上疏水膜和親水膜也能進一步防止該窗鏡髒污及起霧，避免遮擋檢測光
線，確保設有本發明之檢測探頭的水下光學檢測裝置對溶液中之成分的判斷結果正確。再者，該接合膠埋設在該點膠槽內的設計則能使該窗鏡貼靠於該內凹部的底部，進而有效避免溶液滲入該固定座之中，達到良好的防水效果。
1:檢測探頭
10:固定座
101:內側壁
11:穿孔
12:側凸部
13:對位凸部
14:外凹部
15:內凹部
16:點膠槽
17:窗鏡
18:銘版
19:接合膠
20:柵欄框
21:頂部
22:底板
23:側板
24:定位凹部
25:導引凸部
251:凸弧面
26:水流孔
31:第一磁性元件
32:第二磁性元件
40:容器
41:溶液
42:氣泡
CC:檢測通道
50:水下光學檢測裝置
51:防水殼體
52:檢測端
圖1為具有本發明之檢測探頭的一水下光學檢測裝置的立體外觀圖。
圖2為圖1之水下光學檢測裝置於使用狀態的立體示意圖。
圖3為本發明之檢測探頭的立體分解圖。
圖4為本發明之檢測探頭的側視剖面圖，其中該檢測探頭裝設在水下光學檢測裝置之檢測端。
圖5為將圖4之檢測探頭插入待檢測溶液中的使用狀態側視剖面圖。
圖6為本發明之檢測探頭的另一側視剖面圖，其中該檢測探頭裝設在水下光學檢測裝置之檢測端。
以下配合圖式及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。
參見圖1所示，本發明之水下光學檢測裝置50的檢測探頭1係裝設在該水下光學檢測裝置50之一防水殼體51的一檢測端52處。
進一步參見圖2所示，以用於檢測溶液中是否含有農藥為例，該水下光學檢測裝置50使用時係設置在一容器40中，該容器40可為用於洗滌蔬果的任意水桶，藉此利用溶液41沖洗該容器40中的蔬果來稀釋蔬果表皮的殘留農藥，該溶液41通常為自來水，該水下光學檢測裝置50則浸泡在該溶液41中持續檢測該溶液41中之農藥的濃度，以最即時且直接的方式讓洗滌者知道該些蔬果上的農藥殘留狀況。
進一步參見圖3所示，該檢測探頭1包括二固定座10與一柵欄框20。
配合參見圖6所示，該二固定座10相互對接而構成一概呈倒U型的結構，其中一固定座10的內部用以設置一光源模組，另一固定座10的內部用以設置一光譜感測器，每一固定座10具有一內側壁101、一穿孔11、一側凸部12以及一對位凸部13。該二固定座10的內側壁101互相面對且相間隔設置，從而在該二固定座10的內側壁101之間形成一檢測通道CC。該穿孔11貫穿形成於該固定座10之內側壁101而與該固定座10的內部相連通。每一固定座10上裝設一窗鏡17，該窗鏡17覆蓋該穿孔11。
該側凸部12突伸形成於該固定座10之內側壁101，並且位於靠近該固定座10之一頂部處，一第一磁性元件31部分嵌設於其中一固定座10之側凸部12中、部分嵌設於另一固定座10之側凸部12中，從而將該二固定座10組接在一起。該對位凸部13形成於該側凸部12之一底面，並朝前述檢測通道CC突伸。
配合參見圖3及圖4所示，該柵欄框20為一概呈環形的框體，其係可拆卸地裝設在該二固定座10之間的檢測通道CC中，以初步過濾流入該檢測通道CC的溶液41，該柵欄框20具有一頂部21、一底板22、二側板23、一定位凹部24、一導引凸部25以及二水流孔26。
該柵欄框20之頂部21和底板22位於該柵欄框20的其中兩相對側，該柵欄框20之頂部21對應抵接於該二固定座10之側凸部12，該二側板23位於該柵欄框20的另兩相對側。
該柵欄框20之頂部21埋設一第二磁性元件32，該第二磁性元件32的位置對應該第一磁性元件31，且該第二磁性元件32與該第一磁性元件31以相異的磁極相對，使得當將該柵欄框20裝進該檢測通道CC時，能藉該第一磁性
元件31和該第二磁性元件32之間相吸的效果來將該柵欄框20固定在該檢測通道CC內。
該定位凹部24內凹形成於該柵欄框20之頂部21的外側面，前述二固定座10之對位凸部13對應設置於該定位凹部24中，藉此固定該柵欄框20與該固定座10的相對位置，使得當該柵欄框20裝設在該檢測通道CC內時，位置不會任意偏移，又，前述第二磁性元件32埋設於該定位凹部24的底部。
該導引凸部25凸起形成於該柵欄框20之頂部21的內側，該導引凸部25具有朝向該柵欄框20之底板22的一凸弧面251，該凸弧面251沿一擺線路徑延伸形成在該二側板23之間，且該凸弧面251的相對兩端形成為二端邊，該二端邊分別連接該二側板23。該二水流孔26分別貫穿形成於該二側板23上，並且延伸至該底板22，使得每一水流孔26呈L形長孔狀，又，每一水流孔26的一上端銜接該導引凸部25之其中一相對應的端邊。
其中，所述擺線(Cycloid)的定義為一個圓在一條直線上不滑動地滾動時，圓邊界上一定點所形成的軌跡，根據計算及實驗，在只有均勻的重力作用而沒有摩擦力的前提下，從一高點放開一個靜止的質點讓該質點沿著一路徑滑到一低點，能使這段行程的時間最短的路徑為擺線路徑，而非直線路徑或者曲線路徑。
進一步參見圖4所示，根據上述擺線的特性，當將設有本發明之檢測探頭1的水下光學顯側裝置50插入該待檢測之溶液41時，過程中產生且進入該檢測通道CC的氣泡42會因浮力而向上移動至碰到該導引凸部25的凸弧面251，其中由於該凸弧面251呈擺線型態，故有助於導引該些氣泡42沿著該凸弧面251向上移動，進而快速地從其中一水流孔26排出該檢測通道CC。其中，擺線擁有將速度快速提升的特性，且本案使用的是反轉的擺線，具有擺線原有的
完美曲線(速度與距離最完美的坡度)，並且能夠在平滑與末速度間取得平衡，讓氣泡42排除時有更強的力道，且能平順無阻的滑出該柵欄框20。
配合參見圖3及圖6所示，前述每一固定座10之內側壁101進一步設有一外凹部14、一內凹部15與一點膠槽16，該外凹部14內凹形成於該固定座10之內側壁101，該內凹部15進一步內凹形成於該外凹部14之一底部，前述穿孔11則貫穿形成於該內凹部15之一底部，該點膠槽16內凹形成於該內凹部15之底部，並且環繞於該穿孔11周圍，該點膠槽16內填充有接合膠19。
前述窗鏡17嵌設在該內凹部15中，並且經由該點膠槽16內的接合膠19而固設在該固定座10上，該窗鏡17覆蓋該穿孔11，且較佳地，該窗鏡17還與該外凹部14之底部齊平。每一固定座10上進一步裝設一銘版18，該銘版18為一環形框板，其係嵌設並且固定在該外凹部14中，該銘版18覆蓋該窗鏡17之周緣與該固定座10的銜接處。
其中，由於該接合膠19埋設在該點膠槽16內，故能使該窗鏡17貼靠於該內凹部15的底部，進而有效避免外部的溶液41滲入該固定座10之中，達到良好的防水效果。再者，藉由該銘版18覆蓋該窗鏡17之周緣與該固定座10的銜接處，也能先一步防止溶液41流入該窗鏡17與該固定座10之間，進一步提升防水效果。
又，該窗鏡17的相對兩側分別為一外側面與一內側面，該窗鏡17之外側面朝向該檢測通道CC，並且鍍有疏水膜，該疏水膜能使污水不易黏附於該窗鏡17的外側面，從而達到抗污的效果，該窗鏡17之內側面朝向該固定座10之內部，並且鍍有親水膜，該親水膜能使水分子在未形成水滴之前就均勻散佈於該窗鏡17的內側面，從而達到防霧的效果。
本發明之檢測探頭1的優點在於，其柵欄框20內所設之呈擺線型態的凸弧面251使得無須震動該檢測探頭1也能以結構設計的方式輔助導引卡在
該檢測通道CC內的氣泡42離開該檢測通道CC，使氣泡42不易殘留在該檢測通道CC中，避免氣泡42影響所得到的光譜資訊，而在該窗鏡17的外側面和內側面分別鍍上疏水膜和親水膜也能進一步防止該窗鏡17髒污及起霧，避免遮擋檢測光線，確保設有本發明之檢測探頭1的水下光學檢測裝置50對溶液41中之成分的判斷結果正確。再者，該接合膠19埋設在該點膠槽16內的設計則能使該窗鏡17貼靠於該內凹部15的底部，進而有效避免溶液41滲入該固定座10之中，達到良好的防水效果。
以上所述僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在未脫離本發明技術方案的範圍內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
10:固定座
101:內側壁
11:穿孔
12:側凸部
13:對位凸部
14:外凹部
15:內凹部
17:窗鏡
18:銘版
20:柵欄框
21:頂部
22:底板
23:側板
24:定位凹部
25:導引凸部
251:凸弧面
26:水流孔
31:第一磁性元件
32:第二磁性元件
Claims (8)
- 一種水下光學檢測裝置的檢測探頭，其包括二固定座與一柵欄框，其中：該二固定座相互對接，每一固定座具有一內側壁，該二固定座的內側壁互相面對且相間隔設置，從而在該二固定座的內側壁之間形成一檢測通道；該柵欄框為一環形框體，其係可拆卸地裝設在該二固定座之間的檢測通道中，該柵欄框具有一頂部、一底板、二側板、一導引凸部以及二水流孔，該導引凸部凸起形成於該柵欄框之頂部的內側，該導引凸部具有朝向該柵欄框之底板的一凸弧面，該凸弧面沿一擺線路徑延伸形成在該二側板之間，且該凸弧面的相對兩端形成為二端邊，該二端邊分別連接該二側板，該二水流孔分別貫穿形成於該二側板上，並且延伸至該底板，每一水流孔的一上端銜接該導引凸部之其中一相對應的端邊。
- 如請求項1所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中：前述每一固定座進一步具有一穿孔，該穿孔貫穿形成於該固定座之內側壁而與該固定座的內部相連通；前述每一固定座之內側壁進一步設有一外凹部、一內凹部與一點膠槽，該外凹部內凹形成於該固定座之內側壁，該內凹部進一步內凹形成於該外凹部之一底部，前述穿孔貫穿形成於該內凹部之一底部，該點膠槽內凹形成於該內凹部之底部，並且環繞於該穿孔周圍，該點膠槽內填充有接合膠；前述每一固定座上裝設一窗鏡，該窗鏡嵌設在該內凹部中，並且經由該點膠槽內的接合膠而固設在該固定座上，該窗鏡覆蓋該穿孔；每一固定座上進一步裝設一環形銘版，該銘版嵌設並且固定在該外凹部中，該銘版覆蓋該窗鏡之周緣與該固定座的銜接處。
- 如請求項2所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中，該窗鏡與該固定座之外凹部的底部齊平。
- 如請求項2或3所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中，該窗鏡朝向該檢測通道的一外側面上鍍有疏水膜，該窗鏡朝向該固定座之內部的一內側面上鍍有親水膜。
- 如請求項1至3中任一項所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中：每一固定座進一步具有一側凸部，該側凸部突伸形成於該固定座之內側壁，並且位於靠近該固定座之一頂部處，一第一磁性元件部分嵌設於其中一固定座之側凸部中、部分嵌設於另一固定座之側凸部中；該柵欄框之頂部埋設一第二磁性元件，該第二磁性元件的位置對應該第一磁性元件，且該第二磁性元件與該第一磁性元件以相異的磁極相對。
- 如請求項4所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中：每一固定座進一步具有一側凸部，該側凸部突伸形成於該固定座之內側壁，並且位於靠近該固定座之一頂部處，一第一磁性元件部分嵌設於其中一固定座之側凸部中、部分嵌設於另一固定座之側凸部中；該柵欄框之頂部埋設一第二磁性元件，該第二磁性元件的位置對應該第一磁性元件，且該第二磁性元件與該第一磁性元件以相異的磁極相對。
- 如請求項5所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中：每一固定座之側凸部之一底面進一步形成一對位凸部，該對位凸部朝前述檢測通道突伸；該柵欄框之頂部的外側面進一步內凹形成一定位凹部，前述二固定座之對位凸部對應設置於該定位凹部中。
- 如請求項6所述之水下光學檢測裝置的檢測探頭，其中： 每一固定座之側凸部之一底面進一步形成一對位凸部，該對位凸部朝前述檢測通道突伸；該柵欄框之頂部的外側面進一步內凹形成一定位凹部，前述二固定座之對位凸部對應設置於該定位凹部中。
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2022
- 2022-05-31 TW TW111120250A patent/TWI812251B/zh active
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