TWM582588U - 水質監測裝置及其系統 - Google Patents

Abstract

本創作係揭露一種水質監測裝置及系統，藉由可露出水面上至少一部分之管體，傳遞出所監測之水面下的水質資料，該水質監測裝置由上至下依序包含：上段管體、第一連接件及中段管體，再藉由該上段管體內之訊號收發模組及該中段管體內之監測器與凸伸出該中段管體的感測部位，組成一種略呈長管狀的水質監測裝置。透過複數個水質監測裝置與網路的連結，更可組成一水質監測系統，供遠端監視水質狀況，而可對水質狀況有即時的監控。

Description

水質監測裝置及其系統

本創作係關於一種水質監測裝置及系統，特別是關於一種可以對漁塭之水面下的水質狀況進行監視的水質監測裝置及系統。

傳統上對於漁塭(aquaculture farm)之水質狀況的監視，通常需要水產養殖業者到漁塭現場，對水採樣以進行後續檢驗或是使用手持式儀器對水樣進行檢測。

當漁塭的數量多或面積較大時，更是需要耗用相當多的時間在水的採樣上，不但費時也費力，對於水產養殖業者來說，是一個非常不便利的處理方式。

此外，由於需要至漁塭現場才能採樣與了解水質現況，往往會延誤了適當的處理時機點，進而導致水產生物的病變甚至死亡而造成不必要的損失。

本創作之一目的在於使水產養殖業者能便利地取得水質監測資料。

本創作之另一目的在於降低水產養殖業者可能的損失。

為達上述目的及其他目的，本創作提出一種水質監測裝置，包含：上段管體、第一連接件、中段管體、監測器及訊號收發模組。該第一連接件係於上端連接該上段管體之下端的開口，並於下端連接該中段管體之上端的開口。監測器具有依序穿過該中段管體之內部及該第一連接件的一訊號傳輸線，該監測器係被以下述二者之其一者來配置：一者為被配置於該中段管體之內部的下端且凸伸出該中段管體的下端開口，以及另一者為被配置於該中段管體之外部且連接該訊號傳輸線的一端，該訊號傳輸線的該端係被固定於該中段管體之內部的下端。訊號收發模組係安裝於該上段管體的內部，耦接該訊號傳輸線，透過無線訊號的傳輸，供遠端監視水質狀況。

於本創作之一實施例中，該第一連接件與該中段管體間更包含一密封環，藉由該第一連接件及配置於該中段管體下端的該監測器，於該中段管體之內部界定出一容置空間，使該容置空間內之氣體保存於內。

於本創作之一實施例中，更包含：一下段管體及一第二連接件。該下段管體係於上端具有開口，且於管壁上具有連通管內的至少一窗口，該下段管體於上端具有與該中段管體之外徑匹配的一擴口。該第二連接件係於上端連接該下段管體的下端。

於本創作之一實施例中，更包含：一配重塊，係配置於該中段管體內、該中段管體外、該下段管體內、該下段管體外、該第二連接件內及該第二連接件外之此六者中的至少其一。

於本創作之一實施例中，該配重塊的配置位置係可使該水質監測裝置的重心位於該水質監測裝置的中間下方，並同時可使該水質監測裝置被佈署於水中時令該訊號收發模組的天線部露出於水面上方。

於本創作之一實施例中，該下段管體係包括覆蓋該至少一窗口的對應網罩。

於本創作之一實施例中，該監測器包含至少一感應單元，該至少一感應單元係選自下述之至少一者：一溫度感應單元、一電導率感應單元、一氧化還原電位感應單元、一溶氧度感應單元、一pH值感應單元及一離子選擇性電極感應單元。

於本創作之一實施例中，更包含設置於該上段管體頂側或管體周圍的一太陽能供電模組，該太陽能供電模組係耦接該訊號收發模組。

於本創作之一實施例中，更包含於下端具有一尖部的一末段管體，該末段管體的上端係連接該第二連接件的下端。

於本創作之一實施例中，該第二連接件係連接一錨定件。

為達上述目的及其他目的，本創作復提出一種水質監測系統，係連結至一遠端伺服器，以提供水質資料予一終端裝置，該水質監測系統包含：前述之水質監測裝置及一無線路由器，該無線路由器係無線連結該等水質監測裝置，以取得各該水質監測裝置之監測器所測得之水質資料。

於本創作之一實施例中，該等水質監測裝置之各該訊號收發模組係為射頻（Radio Frequency，RF）收發模組，而與該無線路由器間建立射頻通訊。

為達上述目的及其他目的，本創作復提出一種水質監測系統，係連結至一遠端伺服器，以提供水質資料予一終端裝置，該水質監測系統包含：前述之水質監測裝置，其中該等水質監測裝置之各該訊號發射模組係為符合行動通訊技術標準(例如第4代、第5代或更新之通訊技術標準)的訊號發射模組。

據此，本創作藉由一種略呈長管狀的水質監測裝置，可使其浮在漁塭的水中，即時地傳送當下的水質資料，進而令水產養殖業者可以便利地取得水質監測資料，並於狀況發生前或發生時，可即時地進行對應的處理，降低損失，達到更有效的維護。

為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：

於本文中，所描述之用語「包含、包括、具有」或其他任何類似用語意係非僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明確列出但卻是所述部件、結構、裝置、模組或系統通常固有的其他要件。

請參照圖1，其係為本創作一實施例中之水質監測裝置的分解示意圖。水質監測裝置100由上至下依序可包含：上段管體110、第一連接件151及中段管體120。以及可再設置：監測器170及訊號收發模組180。如圖1所示，上段管體110及中段管體120係藉由第一連接件151連接在一起。上段管體110於下端具有開口，中段管體120於上端及下端各具有開口。組接後的水質監測裝置100係略呈長型的管體。

該監測器170可被配置在該中段管體120之內部的下端且凸伸出該中段管體120的下端開口，如此，可同時使該中段管體120之下端開口被該監測器170密封。凸伸出該中段管體120的下端開口之監測器170的一部份，係為主要的感測部位，接觸水流以檢測水質狀況。

該訊號收發模組180被安裝於該上段管體110的內部。該訊號收發模組180藉由穿過該中段管體120之內部及該第一連接件151的一訊號傳輸線(圖未示)來耦接至該監測器170。

另一方面，於圖1中未示出，然而該監測器170也可被配置於該中段管體120的外部，且該訊號傳輸線的一端可被固定於該中段管體120之內部的下端。如此，可藉由該訊號傳輸線的一端的固定部來密封該中段管體120之下端開口。以及，還可進一步地藉由該訊號傳輸線的一端凸伸出該中段管體120的下端開口而使該監測器170被該訊號傳輸線的該端吊掛著。舉例來說，該監測器170是一個連接於該訊號傳輸線之末端的探測頭，而可藉由該訊號傳輸線的延長來決定該監測器170被延伸的距離。

如圖1所示，一配重塊160可被配置於該中段管體120之靠近下端處的外圍。該配重塊160可使水質監測裝置100之上端部能浮於水面且不傾倒。再者，於其他實施態樣下，該配重塊160也可被配置於該中段管體120內，或同時在該中段管體120之內與外皆配置該配重塊160。該第一連接件151與該中段管體120間另可包含一密封環182(例如為密封環(O-ring))，同時藉由該第一連接件151及配置於該中段管體120之下端的該監測器170，可在該中段管體120之內部界定出一容置空間，使該容置空間內之氣體或填充物被保存於內。該密封環182係進一步提高該第一連接件151與該中段管體120間的密封性。

該配重塊160也可用於讓該訊號收發模組180中的收發用天線，可露出水面，進而避免發射的無線電波被水吸收。其中，該配重塊160的配置位置可使該水質監測裝置100的重心位於該水質監測裝置100的中間下方，並同時可使該水質監測裝置100被佈署於水中時，令該訊號收發模組180的天線部可露出於水面上方。

接著請參閱圖2，係為本創作另一實施例中之水質監測裝置的分解示意圖。水質監測裝置100由上至下依序可包含：上段管體110、第一連接件151、中段管體120、下段管體130、及第二連接件153。以及再設置有：配重塊160、監測器170及訊號收發模組180。

如圖2所示，下段管體130係於上端具有開口，且於管壁上具有連通管內的至少一窗口132。該下段管體130於上端具有與該中段管體120之外徑匹配的一擴口136，藉由該擴口136來與該中段管體120之下端開口達成密封特性。該第二連接件153則是於上端連接該下段管體130的下端。

如圖2所示，該監測器170可被固定在該中段管體120的下端，而使該監測器170被安裝於該中段管體120內，同時，凸伸的感測部位突出於該中段管體120外。該監測器170突出的感測部位可對應下段管體130上的窗口132(圖2中僅顯示一窗口)。下段管體130上之窗口132的設計係使水中的水流可進入下段管體130內而被監測器170的感測部位檢測到水質狀況。此外，在該窗口132上，還可包括覆蓋該窗口132的網罩134，以阻擋異物進入下段管體130內而造成阻塞，並且可避免水中生物的侵入或污染而造成感測部位的損壞。

監測器170係用於量測水中之水質狀況，監測器170可同時搭載複數感應單元，以提供各種檢測數據，例如：溫度感應單元、電導率感應單元(測EC值，表示液體中之可溶性鹽類的濃度)、氧化還原電位感應單元(測ORP (Oxidation-Reduction Potential)，表示水溶液的氧化還原能力)、溶氧度感應單元(測量溶解於水中的氧的含量)及pH值感應單元(測水中酸鹼程度)及離子選擇性電極(ion-selective electrode)感應單元(用於檢測溶液中指定離子濃度的一種電化學感測器)，其中，監測器170包含一或多個感應單元，該至少一感應單元可選自上述感應單元之至少一者。

此外，配重塊160可被選擇性地配置在該中段管體120內、該中段管體120外、該下段管體130內、該下段管體130外、該第二連接件153內及該第二連接件153外之此六者中的至少其中一者，圖2係示例配置於該第二連接件153內。

訊號收發模組180係產生供近端或遠端直接接收的無線訊號，或自近端或遠端直接接收無線訊號。訊號收發模組180可內置電源模組或搭載太陽能供電模組或前述二者之組合。電源模組可為可充電式電池或一次性電池。太陽能供電模組則可設置於上段管體110之頂側或管體的周圍，藉由能浮於水面且不傾倒的水質監測裝置100，讓浮出水面的部位能結合太陽能供電模組，而達到更長的運作時間。

接著請參閱圖4，係本創作一實施例中之水質監測系統的示意圖。水質監測裝置於其他實施態樣中，例如可於第二連接件153上連接一錨定件142，而呈現如圖4所示之水質監測裝置100′，藉由錨定件142在水底的拉持，可讓水質監測裝置100′不易漂流至其他位置。以及，水質監測裝置於其他實施態樣中，再例如可於第二連接件153的下端更連接一末段管體140，該末段管體140於下端具有一尖部，進而可易於插入至池底土壤內，令水質監測裝置100″被固持於原位置。圖1與圖2所示例的水質監測裝置100、100‴亦同時示例於圖4中。

請再參閱圖4，水質監測裝置(100、100′、100″、100‴)可與一無線路由器200組成一水質監測系統，無線路由器200係藉由無線連結該等水質監測裝置(100、100′、100″、100‴)之訊號收發模組180，以取得各該水質監測裝置(100、100′、100″、100‴)之監測器170所測得的水質資料。

無線路由器200與該等訊號收發模組180間可通過Wi-Fi無線高傳真傳輸通道、RF射頻傳輸通道或其他通訊方式建立連結。無線路由器200可再透過固網或其他連線方式連結至遠端的伺服器300，再由遠端的伺服器300傳遞監測資料予終端裝置400(如：智慧型手機、平板電腦、電腦等通訊裝置)，進而讓水產養殖業者能便利地取得水質監測資料，而當有水質狀況示警時，可及時地做出反應，減少損失。

進一步地，水質監測裝置(100、100′、100″、100‴)之訊號收發模組180也可直接為符合行動通訊技術標準的訊號收發模組，例如：第四代行動通訊技術(4G, The fourth generation of mobile phone mobile communication technology standards)的通訊技術標準，甚至是第五代或更新的通訊技術標準，如此，水質監測裝置可直接與遠端的伺服器300連結，省去無線路由器200的配置。

綜上，本創作實施例中所揭露之水質監測裝置及其系統，係可令水產養殖業者有更便利及更及時的水質監控，並可於水質狀況惡化前或發生時，進行對應的處理，降低損失，達到更有效的維護。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧水質監測裝置 100′‧‧‧水質監測裝置 100″‧‧‧水質監測裝置 100 ‴‧‧‧水質監測裝置 110‧‧‧上段管體 120‧‧‧中段管體 130‧‧‧下段管體 132‧‧‧窗口 134‧‧‧網罩 136‧‧‧擴口 140‧‧‧末段管體 142‧‧‧錨定件 151‧‧‧第一連接件 153‧‧‧第二連接件 160‧‧‧配重塊 170‧‧‧監測器 180‧‧‧訊號收發模組 181‧‧‧密封環 200‧‧‧無線路由器 300‧‧‧伺服器 400‧‧‧終端裝置

[圖1]係為本創作一實施例中之水質監測裝置的分解示意圖。 [圖2]係為本創作另一實施例中之水質監測裝置的分解示意圖。 [圖3]係為本創作一實施例中之水質監測裝置的組合圖。 [圖4]係為本創作一實施例中之水質監測系統的示意圖。

Claims (13)

1. 一種水質監測裝置，包含： 一上段管體，係於下端具有開口； 一中段管體，係於上端及下端各具有開口； 一第一連接件，係於上端連接該上段管體之下端的開口，並於下端連接該中段管體之上端的開口； 一監測器，具有依序穿過該中段管體之內部及該第一連接件的一訊號傳輸線，該監測器係被以下述二者之其一者來配置：一者為被配置於該中段管體之內部的下端且凸伸出該中段管體的下端開口，以及另一者為被配置於該中段管體之外部且連接該訊號傳輸線的一端，該訊號傳輸線的該端係被固定於該中段管體之內部的下端；及 一訊號收發模組，係安裝於該上段管體的內部，耦接該訊號傳輸線。
2. 如請求項1所述之水質監測裝置，其中該第一連接件與該中段管體間更包含一密封環，藉由該第一連接件及配置於該中段管體下端的該監測器，於該中段管體之內部界定出一容置空間，使該容置空間內之氣體保存於內。
3. 如請求項2所述之水質監測裝置，其中更包含： 一下段管體，係於上端具有開口，且於管壁上具有連通管內的至少一窗口，該下段管體於上端具有與該中段管體之外徑匹配的一擴口；及 一第二連接件，係於上端連接該下段管體的下端。
4. 如請求項3所述之水質監測裝置，其中更包含：一配重塊，係配置於該中段管體內、該中段管體外、該下段管體內、該下段管體外、該第二連接件內及該第二連接件外之此六者中的至少其一。
5. 如請求項4所述之水質監測裝置，其中該配重塊的配置位置係使該水質監測裝置的重心位於該水質監測裝置的中間下方，並同時使該水質監測裝置被佈署於水中時令該訊號收發模組的天線部露出於水面上方。
6. 如請求項3所述之水質監測裝置，其中該下段管體係包括覆蓋該至少一窗口的對應網罩。
7. 如請求項1所述之水質監測裝置，其中該監測器包含至少一感應單元，該至少一感應單元係選自下述之至少一者：一溫度感應單元、一電導率感應單元、一氧化還原電位感應單元、一溶氧度感應單元、一pH值感應單元及一離子選擇性電極感應單元。
8. 如請求項1所述之水質監測裝置，其中更包含設置於該上段管體頂側或管體周圍的一太陽能供電模組，該太陽能供電模組係耦接該訊號收發模組。
9. 如請求項3至6中任一項所述之水質監測裝置，其中更包含於下端具有一尖部的一末段管體，該末段管體的上端係連接該第二連接件的下端。
10. 如請求項3至6中任一項所述之水質監測裝置，其中該第二連接件係連接一錨定件。
11. 一種水質監測系統，係連結至一遠端伺服器，以提供水質資料予一終端裝置，該水質監測系統包含： 複數個如請求項1至10中任一項所述之水質監測裝置；及 一無線路由器，係無線連結該等水質監測裝置，以取得各該水質監測裝置之監測器所測得之水質資料。
12. 如請求項11所述之水質監測系統，其中該等水質監測裝置之各該訊號收發模組係為射頻發射模組，而與該無線路由器間建立射頻通訊。
13. 一種水質監測系統，係連結至一遠端伺服器，以提供水質資料予一終端裝置，該水質監測系統包含：複數個如請求項1至10中任一項所述之水質監測裝置，其中該等水質監測裝置之各該訊號收發模組係為符合行動通訊技術標準的訊號收發模組。