TWM560018U - 液體濃度檢測系統 - Google Patents

Abstract

本揭示提供一種液體濃度檢測系統，包含：一儲液槽，用於承裝一待測液體；一光學檢測裝置；一循環管路，連接該儲液槽與該光學檢測裝置，用於將該儲液槽內之該待測液體傳輸至該光學檢測裝置內，如此藉由該光學檢測裝置檢測該待測液體進而輸出一電訊號；以及一微處理器，與該光學檢測裝置電性連接，用於接收該電訊號，並且將該電訊號轉換為該待測液體的濃度值，其中該微處理器包含一第一無線通訊單元，用於以無線傳輸技術將該濃度值傳輸至一電腦裝置。

Description

液體濃度檢測系統

本揭示是關於一種液體濃度檢測系統，特別是關於一種可供用戶端實時且遠距監控液體濃度之液體濃度檢測系統。

目前產業上主要是採用人工檢測的方式來檢測儲液槽內部之液體的濃度。檢測的方法包括以滴定化驗、原子吸收光譜儀(Atomic absorption)、和感應耦合電漿原子發射光譜儀等等。然而，在執行上述檢驗時均須透過人工來調配液體，或者是以人工滴定進行顏色之判定。也就是說，現行主要的量測方式為採用人工滴定檢驗或是藉由人工調配稀釋之藥液並透過光譜儀等方式量測，故在執行以上檢驗方式均容易因為人工主觀判定標準不一或是實驗誤差等而發生量測誤差。舉例來說，以人工滴定而言，每位操作者對於特定藥水顏色的判定並非一致，因此對於滴定液配置多寡存在很大的不確定性與風險，致使之後在經由滴定量計算化學液體內所含之金屬離子濃度時易產生較多之誤差。

再者，採用人工檢測的方式來檢測儲液槽內部之化學液體，不僅化驗步驟繁瑣、需要大量的樣品數、且耗費人力，並且對於操作人員而言也存在一定的安全風險，此外也難以做到對儲液槽內之化學液體的實時監控。

另一方面，目前市面上已有販售一種貴重儀器，用以分析儲液槽內之化學液體。然，該貴重儀器的體積龐大，需占用較大的空間場地，並且還需要專門的維修人員進行定期的保養與維修，如此使得生產成本相對提高。

有鑑於此，有必要提供一種液體濃度檢測系統，以解決習知技術所存在的問題。

為解決上述技術問題，本揭示之目的在於提供一種液體濃度檢測系統，藉由自動化且小型的檢測系統對儲液槽內的化學液體的進行檢測，並且提供用戶端實時且遠距監控儲液槽內的液體濃度。

為達成上述目的，本揭示提供一種液體濃度檢測系統，包含：一儲液槽，用於承裝一待測液體；一光學檢測裝置；一循環管路，連接該儲液槽與該光學檢測裝置，用於將該儲液槽內之該待測液體傳輸至該光學檢測裝置內，如此藉由該光學檢測裝置檢測該待測液體進而輸出一電訊號；一微處理器，與該光學檢測裝置電性連接，用於接收該電訊號，並且將該電訊號轉換為該待測液體的濃度值；以及一第一無線通訊單元和該微處理器相連接，用於以無線傳輸技術將該濃度值傳輸至一電腦裝置。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該光學檢測裝置包含：一發光部，具有至少一光源用以接受該微處理器的控制以發出一具特定波長的光線；以及一光接收部，用於接收該光線照射該待測液體之後的光訊號，並將該光訊號轉換為該電訊號。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該發光部對準該循環管路 之一部分以對該循環管路內之該待測液體照射該光線，如此該微處理器根據所接收的該電訊號決定該待測液體內所包含之該濃度值，該濃度值為該待測液體之一特定溶質之濃度值。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該發光部包含複數個光源，且該複數個光源可分別發出不同波長的光線。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該光學檢測裝置包含一暗室，且該發光部、該光接收部、以及該循環管路之一部分位在該暗室內。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該循環管路包含：一檢測段，位在該光學檢測裝置內部；一輸出段，連接在該儲液槽與該檢測段之間，用於將該儲液槽內之該待測液體傳輸至該檢測段內；以及一回送段，連接在該儲液槽與該檢測段之間，用於將該待測液體從該檢測段回送至該儲液槽內。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該循環管路之該檢測段的材質為透明的石英管。

於本揭示其中之一較佳實施例中，液體濃度檢測系統還包含一主機，包含該微處理器與一第一顯示單元，其中該第一顯示單元與該微處理器電性連接，用於顯示該待測液體之該濃度值。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該電腦裝置包含：一第二無線通訊單元，與該微處理器之該第一無線通訊單元無線連接；以及一儲存單元，用於儲存該第二無線通訊單元接收之該待測液體之該濃度值。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該電腦裝置與至少一用戶端無線連接，如此該電腦裝置通過該第二無線通訊單元實時且遠距地將儲 存在該儲存單元內之該待測液體之該濃度值傳輸至該至少一用戶端。

本揭示還提供一種液體濃度檢測系統，包含：一儲液槽，用於承裝一待測液體；一光學檢測裝置和該儲液槽相連通以接收該儲液槽中的待測液體，該光學檢測裝置具有一發光部用來產生一特定波長的光線通過該待測液體，及一光接收部依據所接受到的該特定波長的光線來產生一電訊號；一微處理器，與該光學檢測裝置電性連接，用於控制該光學檢測裝置之發光部產生該特定波長的光線，和用於接收該光學檢測裝置之光接收部所產生的電訊號，並且將該電訊號轉換為該待測液體的濃度值；一無線通訊單元和該微處理器相連接；及一電腦裝置和該無線通訊單元透過無線網路相連接；其中該無線通訊單元係透過該無線網路將該待測液體的濃度值傳送至該電腦裝置上。

相較於習知技術，本揭示的光學檢測裝置中是依據光學原理選用可發出特定波長之發光部，以及採用可吸收該特定波長光線的感測器作為光接收部，如此構成小型化的光學檢測裝置。此外，藉由配置有無線通訊單元和微處理器的主機與光學檢測裝置電性連接，使得經由微處理器轉換而得到的待測液體的濃度值，可以無線傳輸技術將該濃度值傳輸至電腦裝置，並且在進一步供客戶端使用，進而可提供用戶端實時且遠距監控待測液體的濃度值。

1‧‧‧液體濃度檢測系統

2‧‧‧光學檢測裝置

21‧‧‧暗室

22‧‧‧發光部

221‧‧‧光源

23‧‧‧光接收部

3‧‧‧儲液槽

4‧‧‧主機

41‧‧‧微處理器

411‧‧‧第一無線通訊單元

42‧‧‧第一顯示單元

5‧‧‧電腦裝置

51‧‧‧儲存單元

52‧‧‧第二無線通訊單元

6‧‧‧循環管路

61‧‧‧輸出段

62‧‧‧檢測段

63‧‧‧回送段

P‧‧‧幫浦

第1圖顯示一種根據本揭示較佳實施例之液體濃度檢測系統之方塊圖；以及 第2圖顯示第1圖之液體濃度檢測系統之局部構件示意圖。

為了讓本揭示之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本揭示較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照第1圖，其顯示一種根據本揭示較佳實施例之液體濃度檢測系統1之方塊圖。液體濃度檢測系統1包含光學檢測裝置2、儲液槽3、主機4、電腦裝置5、和循環管路6。儲液槽3是用於承裝一待測液體，且儲液槽3可為設置在各種工業生產領域中的化學製程液體、或各式處理液體儲存槽。光學檢測裝置2為小型化設計，包括有依據光學原理選用可發出特定波長之發光部，以及可吸收該特定波長光線的光接收部。光接收部為一光感測器。光學檢測裝置2的具體結構將於後詳述。循環管路6連接儲液槽3與光學檢測裝置2，用於將儲液槽3內之待測液體傳輸至光學檢測裝置2內。同樣地，循環管路6的具體結構將於後詳述。

如第1圖所示，主機4設置在儲液槽3和光學檢測裝置2一側且與光學檢測裝置2電性連接，並且主機4內部包含微處理器41和第一顯示單元42。微處理器41用於接收來自於光學檢測裝置2之帶有檢測結果的電訊號，以及將該電訊號轉換為與待測液體相關的濃度值。第一顯示單元42與微處理器41電性連接，並且可用於將上述待測液體之濃度值顯示於一介面中，以提供位於儲液槽3旁的人員就地監控。

如第1圖所示，主機4內還包含第一無線通訊單元411和微處理器41相連接，用於以無線傳輸技術將該待測液體之濃度值傳輸至電腦裝置5，例如伺服器，像是雲端伺服器。具體來說，電腦裝置5包含儲存單元 51和第二無線通訊單元52。儲存裝置51可為雲端儲存裝置，例如雲端硬碟。第二無線通訊單元52與微處理器41之第一無線通訊單元411無線連接，例如Wi-Fi。儲存單元51用於儲存第二無線通訊單元52接收之待測液體之濃度值。再者，位於遠方的用戶端可藉由各自的第三無線通訊單元與電腦裝置5無線連接，例如Wi-Fi。如此電腦裝置5通過第二無線通訊單元52實時且遠距地將儲存在儲存單元51內之待測液體之濃度值傳輸至不同的用戶端。應當注意的是，電腦裝置5與不同的用戶端通常是架設在與儲液槽3和光學檢測裝置2相隔一定空間距離的位置，例如在不同的廠房空間、不同的縣市區域、甚至是不同的國家。因此，有別於有線傳輸技術，藉由無線傳輸技術可克服地理位置上的限制，致使用戶端可通過電腦裝置5實時且遠距地監控儲液槽3內之待測液體之濃度值。

請參照第2圖，顯示第1圖之液體濃度檢測系統1之局部構件示意圖，其中第2圖顯示液體濃度檢測系統1之光學檢測裝置2、儲液槽3、循環管路6和微處理器41之示意圖。循環管路6包含輸出段61、檢測段62、和回送段63。檢測段62位在光學檢測裝置2內部。輸出段61連接在儲液槽3與檢測段62之間，用於將儲液槽3內之待測液體傳輸至檢測段62內。回送段63連接在儲液槽3與檢測段62之間，用於將待測液體從檢測段62回送至儲液槽3內。此外，輸出段61設置有幫浦P，用於驅動待測液體從儲液槽3通過輸出段61進入檢測段62內。應當注意的是，由於本揭示是採用光學檢測裝置2，因此檢測段62的管路較佳為透明材質，並且較佳是選用透明的石英管。

通過上述可知，本揭示藉由循環管路6將光學檢測裝置2與儲液槽3連接，並且結合自動化的系統，自動地通過輸出段61將儲液槽3內之 待測液體傳輸至光學檢測裝置2，並且藉由光學檢測裝置2實時地檢測儲液槽3內之待測液體所含之特定溶質之種類與濃度，以避免對操作人員因接觸待測液體而造成的危害。再者，藉由回送段63將檢測後的待測液體回送至儲液槽3內，可將待測液體重覆使用並避免產生額外的廢液處理作業。

如第2圖所示，光學檢測裝置2包含暗室21、發光部22、和光接收部23。其中，發光部22、和光接收部23、以及循環管路6之一部分(即檢測段62)位在暗室21內。發光部22具有至少一光源，用以發出一種特定波長的光線。舉例來說，上述光源可為能發出特定波長的LED燈，如紅光LED燈、藍光LED燈等。發光部22對準循環管路6之檢測段62以對檢測段62內之該待測液體照射具有該特定波長的光線。光接收部23用於接收光線照射待測液體之後的光訊號，並將該光訊號轉換為電訊號。微處理器41與發光部22和光接收部23電性連接，並且可根據所接收的電訊號決定待測液體內所包含之特定溶質之濃度值。具體來說，根據Beer’s Law(比爾定律)所描述，當某特定波長之光線持續照射檢測段62內之待測液體時，檢測段62內待測液體之吸光值會與液體濃度成正比關係。在可量測吸收波長範圍內，其吸光值可以藉由相對應之待測液體濃度得知。因此，經由具有高靈敏光電模組的光接收部23將帶有量測結果的數位電訊號傳送至微處理器41，即可藉由微處理器41內部之相關運算程式計算獲得待測液體內所包含之特定溶質之濃度值。

如第2圖所示，在本揭示中是採用模組化的發光部22，其上設計有複數個(如第2圖顯示之4個)光源221，每一個光源221可發出一種有別於另一光源221之波長的光線。並且，在使用時，藉由微處理器41控制 每一個光源221的明滅，以將不同的光源221分段地點亮，且一次只會點亮一種光源221。因此，藉由本揭示之光學檢測裝置2可藉由不同的光源221量測不同的特定溶質之種類與濃度，而非如傳統的檢測裝置只能量測單一種離子或溶質之濃度，進而不需為了檢測不同的離子或溶質濃度而設置多個檢測裝置，故能有效地降低生產成本。再者也可以有效地將光學檢測裝置2達到小型化，並且節省整體之液體濃度檢測系統所占用之空間。

綜上所述，本揭示的光學檢測裝置中是依據光學原理選用可發出特定波長之發光部，以及採用可吸收該特定波長光線的感測器作為光接收部，如此構成小型化的光學檢測裝置。此外，藉由配置有無線通訊單元和微處理器的主機與光學檢測裝置電性連接，使得經由微處理器轉換而得到的待測液體的濃度值，可以無線傳輸技術將該濃度值傳輸至電腦裝置，並且在進一步供客戶端使用，進而可提供用戶端實時且遠距監控待測液體的濃度值。

Claims (11)

1. 一種液體濃度檢測系統，包含：一儲液槽，用於承裝一待測液體；一光學檢測裝置；一循環管路，連接該儲液槽與該光學檢測裝置，用於將該儲液槽內之該待測液體傳輸至該光學檢測裝置內，如此藉由該光學檢測裝置檢測該待測液體進而輸出一電訊號；一微處理器，與該光學檢測裝置電性連接，用於接收該電訊號，並且將該電訊號轉換為該待測液體的濃度值；以及一第一無線通訊單元和該微處理器相連接，用於以無線傳輸技術將該濃度值傳輸至一電腦裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液體濃度檢測系統，其中該光學檢測裝置包含：一發光部，具有至少一光源用以接受該微處理器的控制以發出一具特定波長的光線；以及一光接收部，用於接收該光線照射該待測液體之後的光訊號，並將該光訊號轉換為該電訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液體濃度檢測系統，其中該發光部對準該循環管路之一部分以對該循環管路內之該待測液體照射該光線，如此該微處理器根據所接收的該電訊號決定該待測液體內所包含之該濃度值，該濃度值為該待測液體之一特定溶質之濃度值。
4. 如申請專利範圍第2項所述之液體濃度檢測系統，其中該發光部包含複 數個光源，且該複數個光源可分別發出不同波長的光線。
5. 如申請專利範圍第2項所述之液體濃度檢測系統，其中該光學檢測裝置包含一暗室，且該發光部、該光接收部、以及該循環管路之一部分位在該暗室內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液體濃度檢測系統，其中該循環管路包含：一檢測段，位在該光學檢測裝置內部；一輸出段，連接在該儲液槽與該檢測段之間，用於將該儲液槽內之該待測液體傳輸至該檢測段內；以及一回送段，連接在該儲液槽與該檢測段之間，用於將該待測液體從該檢測段回送至該儲液槽內。
7. 如申請專利範圍第6項所述之液體濃度檢測系統，其中該循環管路之該檢測段的材質為透明的石英管。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液體濃度檢測系統，還包含一主機，包含該微處理器與一第一顯示單元，其中該第一顯示單元與該微處理器電性連接，用於顯示該待測液體之該濃度值。
9. 如申請專利範圍第1項所述之液體濃度檢測系統，其中該電腦裝置包含：一第二無線通訊單元，與該微處理器之該第一無線通訊單元無線連接；以及一儲存單元，用於儲存該第二無線通訊單元接收之該待測液體之該濃度值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之液體濃度檢測系統，其中該電腦裝置與至少一用戶端無線連接，如此該電腦裝置通過該第二無線通訊單元實時且遠 距地將儲存在該儲存單元內之該待測液體之該濃度值傳輸至該至少一用戶端。
11. 一種液體濃度檢測系統，包含：一儲液槽，用於承裝一待測液體；一光學檢測裝置和該儲液槽相連通以接收該儲液槽中的待測液體，該光學檢測裝置具有一發光部用來產生一特定波長的光線通過該待測液體，及一光接收部依據所接受到的該特定波長的光線來產生一電訊號；一微處理器，與該光學檢測裝置電性連接，用於控制該光學檢測裝置之發光部產生該特定波長的光線，和用於接收該光學檢測裝置之光接收部所產生的電訊號，並且將該電訊號轉換為該待測液體的濃度值；一無線通訊單元和該微處理器相連接；及一電腦裝置和該無線通訊單元透過無線網路相連接；其中該無線通訊單元係透過該無線網路將該待測液體的濃度值傳送至該電腦裝置上。