專利名稱：測量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種測量器。特別涉及用于游泳池系統(tǒng)的測量器。
背景技術(shù)：
氯經(jīng)常被添加到飲用水供給中，以殺死有害的微生物。氯不僅是一種有效的消毒劑，而且還與阿摩尼亞、鐵和其它金屬及一些有機化合物起化學(xué)反應(yīng)，增進總體水質(zhì)。然而，使用氯是有限度的，因為外加太多的氯則可能帶來否定的結(jié)果。水中不良的味道或氣味往往被加強。如果水包含氮化合物，過量的氯可能對魚類和其它水棲動物是有害的。最終，可能生成三氯甲烷和其它疑似致癌物。因此，對于水供應(yīng)者而言，密切監(jiān)測他們所負責(zé)的水中呈現(xiàn)的氯含量是非常重要的。實際上，水系統(tǒng)期望處理之后保留在水中的氯含量是1mg/L(毫克/公升)，為了使有害影響趨于最小值，或者更少。高于1mg/L，氣味和味道往往變得成問題了。
測量溶液中可任意獲得的氯量的方法和器械已在美國專利No.3,956,094和其它專利中陳述了。該器械包含一個傳感電極，其在內(nèi)部，及一個被支撐在殼內(nèi)的參比電極。該電極表面由pH控制溶液連續(xù)沖洗。本發(fā)明的方法和器械適合，例如，用于測量游泳池水中的可任意獲得的氯濃度。盡管如此，依賴于所述的易碎且有時被堵塞的傳感電極，以及常規(guī)清洗操作的要求，其通常要求定期人工操作分解容納電極的組件，清洗操作和反之亦然，使不需要運用所述的方法。
然而，另一種更有效的方法被提出，例如，見美國專利No.6,180,412，光度測定地測定水中的氯濃度。在這個試驗中，測定氯的方法依靠一個彩色指示器，通常N，N-二乙基的-p-苯基-雙胺，以其縮略和已知的術(shù)語“DPD”表示。在有氯的情況下，DPD快速起反應(yīng)，形成紅色，其強度就是氯濃度的指示符。吸光度愈高，氯濃度愈高。設(shè)想光化反應(yīng)是能感受pH的，DPD/氯系統(tǒng)一般以紅色顯現(xiàn)，以大約515nm測量。在接近中性pH值，主要的氧化產(chǎn)物是稱為沃斯特氏染料的半醌式陽離子性化合物。此DPD沃斯特氏染料顏色已光度測定地測量，波長范圍從490-555nm。
一個可用于常規(guī)流體測定的測量器能夠機械地清洗該測量元件的內(nèi)腔，在該技術(shù)中未被示出。因此，提供一個新型的、分光光度測量器，可用于自動試劑混和與不需使用手的物理清洗是本發(fā)明的目的。
附圖簡述為了理解該發(fā)明并明白它可以如何在實際中被實施，現(xiàn)在一個優(yōu)選實例將予以描述，僅僅借助于非限定的示例，參照附隨的附圖，其中

圖1A和圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實例的測量器的截面；及圖2A和圖2B示出一種搖動器(2A)的截面和該物的頂視圖。
發(fā)明綜述示出一個分光光度測量器是本發(fā)明的目標，可用于自動試劑混合與不需使用手的物理清洗。所述的測量器包括一個測量元件，其具有一個從入口到出口貫穿其內(nèi)腔的自由流體通道，包括一個其特點在于縱向軸線a和直徑b的內(nèi)腔的透光測量管；一個容納在所述的管的內(nèi)腔中的搖動器，能夠沿著軸線a前后敲打，包括一個外直徑b的刷子，所述的刷子，當該搖動器沿著其路線移動時，適合于向此元件的內(nèi)壁提供有效的物理清洗；及一個裝置在所述的管外邊的致動器，適合于可逆地把所述的搖動器致動到預(yù)定速率和路線。充裝該測量管的流體和/或試劑通過至少一次搖動器的敲打被有效地混合，獲得均質(zhì)溶液，且其中必須進行常規(guī)的手工清洗就像這樣得以避免。
該測量器尤其可用于從游泳池挑選出來的水系統(tǒng)、水處理設(shè)施、污水處理廠、飲水系統(tǒng)、冷卻塔，或任何聯(lián)機的水測量。這個測量器還特別可用于游泳池和飲用水，能夠測量從pH、Redox(氧化還原系統(tǒng))、自由氯內(nèi)含物、光散射、混濁度和溫度中挑選出來的參數(shù)。
示出自動測量諸流體預(yù)定參數(shù)的方法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
發(fā)明詳述提供下列描述，以及本發(fā)明的全部章節(jié)，為的是使任何精通此技術(shù)的人能利用所述的發(fā)明并規(guī)定由實施這個發(fā)明的發(fā)明者所設(shè)想的最佳方法。然而，對于那些精通于此技術(shù)的人們，各種各樣的改型將依然是顯而易見的，因為本發(fā)明的一般原則已被專門規(guī)定，提供下面所規(guī)定的測量器。
示出一個新型的分光光度測量器，因而是本發(fā)明的主要目的，可用于自動試劑混合與不需使用手的物理清洗。這所述的測量器至少包括如下3個構(gòu)件測量元件、搖動器和致動器。該測量器的特點在于，其中流體和/或試劑充裝測量管，它們通過搖動器的至少一次敲打被有效地混合，獲得均質(zhì)溶液。這樣，令人生厭的手動常規(guī)清洗就如此被避免了。
該測量元件具有一個從入口到出口貫穿其內(nèi)腔的自由流體通道。此元件是由任一金屬或聚合物制成的，且包括一個其特點在于縱向軸線a和直徑b的內(nèi)腔的透光測量管。此外，該分光光度測量器包括一個探測器，其能夠測量或者單色波長，或者多通道的、寬光譜范圍的RGB光放射。此測量管最好由透光玻璃、石英或聚合物制成。
該搖動器被容納在所述的管的內(nèi)腔中并能夠沿著軸線a前后敲打。所述的搖動器包括外徑b的刷子。當搖動器沿著其路線移動時，該刷子適合于向此元件的內(nèi)壁提供有效的物理清洗。搖動器至少在其部分最好由不銹鋼制造成。刷子最好由尼龍纖維制成。所述的纖維的式樣最好是螺旋線形的，因為所述的式樣給測量管里面的搖動器提供螺絲般的運動，從而成為一個更好的清洗機構(gòu)。在本發(fā)明中，所述的搖動器還和術(shù)語自清組件(亦即，ASCTM)和自行試劑混合器(亦即，ARMTM)有關(guān)。
該致動器被裝置在所述的測量管的外邊，并適合于可逆地把所述的搖動器致動到預(yù)定速率和路線。根據(jù)本發(fā)明的一個實例，前述的致動器由至少一個電磁線圈組成，適合于用磁力致動搖動器。根據(jù)本發(fā)明的另一個實例，所述的致動器包括至少兩個電磁致動器至少一個適合于把搖動器向上移動，且至少一個適合于把搖動器向下移動。
此外，本發(fā)明涉及一個可用于測定生物、物理和/或化學(xué)的預(yù)定參數(shù)的測量器。欲被采樣和測定的流體就這樣被從任一工業(yè)、城市、家用或醫(yī)用的流體中挑選出來，從病人體中排出來的或任何其它流體、液體、溶劑、中毒溶液和任何同一物的混合物中挑選出來，上面所規(guī)定的全部所述的流體在本發(fā)明中均和術(shù)語“流體”有關(guān)。
上面所規(guī)定的測量器可用于從游泳池中挑選出來的水系統(tǒng)、水處理設(shè)施、污水處理廠、飲水系統(tǒng)、冷卻塔，或任何聯(lián)機的水測量。
其中，至此規(guī)定的測量系統(tǒng)專門且特別可用于監(jiān)測并維護游泳池中的水，依然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的這個實例中，如上面的任何一個所規(guī)定的測量，能夠測量從pH、Redox、自由氯內(nèi)含物、光散射、混濁度和溫度中挑選出來的參數(shù)。Hydro GuardTMHG 302是一種市場上可以買到的裝置，包括從現(xiàn)在起本發(fā)明中所規(guī)定的特征，也就是說，自清組件(亦即，ASCTM)，和自行試劑混合器(亦即，ARMTM)。
現(xiàn)在，參照圖1A，示出一些上面的實例中所規(guī)定的測量元件(1)的示意截面。圖1B示出置于轉(zhuǎn)動90°的那完全相同的測量元件。圖2A和2B則會像這樣同時的規(guī)定相同的實例作準備。流體入口(2a)置于搖動器(5)的下邊緣，這樣，欲被采樣的流體流入測量管(3)的內(nèi)容積，測量進行后，該流體通過出口(2c)流出，在管(3)的內(nèi)腔中發(fā)生了光化反應(yīng)，在此處至少一種試劑的入口孔是打開的。圖1中所示出的實例尤其可用于測定游泳池和流動的水中的自由氯。因而，孔(4a)適合于DPD入口，而孔(4b)是為緩沖劑供給而設(shè)計的。
在這方面，大家公認供給DPD和液狀的緩沖劑是只有本發(fā)明才獨有的，其中，使用處于其固體狀態(tài)的DPD，例如片劑或粉劑，在此技術(shù)中是眾所周知的。因而，DPD添加劑與其適當?shù)南♂寗┫嘟Y(jié)合為用戶提供了測定該反應(yīng)的色彩特征的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實例，該DPD沃斯特氏染料顏色被測量，隨著大約490-555nm的彩色生成。
試劑被從其入口孔注入后(4a，4b)，上面規(guī)定的搖動器(5)敲打許多次，大約3次連續(xù)的敲打有效。那些敲打中的每一個，根據(jù)該發(fā)明的一個實例，均可以被稱為逐漸且突然的、搖動器上、下的運動，反之亦然。所述的敲打藉助于該致動器提供。根據(jù)本實例，設(shè)置在一條線上的兩個電磁線圈提供向上運動(致動器10)和向下運動(致動器11)。因而，根據(jù)這個實例，至少該搖動器的一部分是由磁性金屬制造成的，其被涂上適當?shù)南鹉z狀物或者聚合物。
所述的搖動器的多次敲打提供了至少四個優(yōu)點，從流動組挑選出來的(a)把試劑與采樣的流體混合；(b)機械地清洗測量管的內(nèi)腔；(c)通過出口(13)把過量的氣體或空氣泡沫沖洗到液體/氣體分離器中(未示出)；及(d)如果在試劑注入前進行敲打，則提供精確的零讀數(shù)。
該光化反應(yīng)可以或者由單色光源照射(例如，濾過的LED[發(fā)光二極管]，LASER[激光]，等等)，或者由許多光源，或者由多色的單光源照射。因此，參考適合于容納適當?shù)腖ED(7)的開口(6)。
參照開口(6)，設(shè)置在180軸線的開口(8)適合地容納光敏元件(9)。根據(jù)本發(fā)明的新型特征，許多標準化的RGB彩色部分可以同時探測，并實時特技顯示。舉例而言，可以使用馬澤特制造的MCS-EBI化合物。這是一個可編程的CVC，具有下列特征10-BitADC，MC 8052 RS 232接口，4X消色差光LED，操作電壓7.5V，電流輸入150mA，MCS二極管偏壓2.5V，波長區(qū)450-700nm，等照明度線4×5500cd及傳感器工作距離15-25mm。
使用這個光學(xué)傳感器或者另一個多通道光探測器，在單元件管中提供了許多同時的和/或連續(xù)的不同的測量程序。因而，根據(jù)本發(fā)明的一個新型實例，每個此文件中所知的分析的光化反應(yīng)均適于作。為一個示例之故，氯測定后，為氰化物內(nèi)含物、重金屬含量等等進行采樣。
依然參照圖1A和圖1B，示出一個與開口(6)和(8)相垂直的軸線相垂直的開口(8n)。這個任選的開口尤其可用于光散射測量。在這方面，大家公想，更多的開口是可能的，而其位置和大小主要取決于欲進行的測量。
為了密封由該測量元件提供的測量容積，測量管和搖動器，許多O型環(huán)(12a-12d)被出示。根據(jù)本發(fā)明的一個實例，至少部分所述的O型環(huán)被裝置在搖動器(5)上。
如圖1A和1B所示，該搖動器至少具有兩部分位于與測量管(5in)鄰接的部分，及位于稍稍低下的部分，在該測量元件(5out)的下部分。(5in)部分的外徑比(5out)部分更小，提供一個像(5in)邊緣處的結(jié)構(gòu)的凹口。所述的凹口適合于與刷子(未示出)保持聯(lián)系。
現(xiàn)在，參照圖2A，示出一個搖動器的截面，包括低部分(5out)、高部分(5in)和內(nèi)部開口腔，其為自由流體從進口(2a)到出口(2b)的傳輸提供保證。刷纖維制品被裝置在搖動器的(5in)部分。圖2A示出從頂視圖看的同一物。
在這方面，大家公認，各種搖動器形狀均可使用。其中，各種搖動器形狀是為特殊的反應(yīng)和流體特點等等而設(shè)計的，也在該發(fā)明的范圍內(nèi)。因而，各種(5in)部分欲被使用，且各種刷子設(shè)置是可能的。僅僅舉例而言，或(5in)和/或刷子纖維制品的螺絲般的外形，被認為對于測定游泳池水和流動水這采樣是可用的。
最后，為自動混合流體和/或試劑及不需使用手的物理清洗分光光度測量元件之內(nèi)腔提出一種有用的方法是本發(fā)明的另一個目標。所述的方法包括下列步驟(a)用流體充裝測量元件；(b)敲打搖動器至少一次，這樣，刷子物理地清洗測量內(nèi)壁；(c)零讀數(shù)校準；(d)用清潔的流體沖洗測量元件；(e)密封該元件的出口；(f)充裝采樣流體和。或可用于光化反應(yīng)的試劑，從而得到非均質(zhì)混合物；(g)多次敲打搖動器，從而得到均質(zhì)溶液，且截留的空氣和氣體之泡沫被從該元件排出；(h)測量預(yù)定的溶液光譜；及(i)開啟元件的出口，并藉助于清潔的流體把有色的流體沖洗出該元件。
權(quán)利要求
1.一種分光光度測量器，可用于自動試劑混合與不需使用手的物理清洗，包括a.一個測量元件，其具有一個從入口到出口貫穿其內(nèi)腔的自由流體通道，包括一個其特點在于縱向軸線a和直徑b的內(nèi)腔的透光測量管；b.一個搖動器，其容納在所述的管的內(nèi)腔中，能夠沿著軸線a前后敲打，包含一個外直徑b的刷子，當該搖動器沿著其路線移動時，所述的刷子適合于向此元件的內(nèi)壁提供有效的物理清洗；c.致動器，其裝置在所述的管外邊，適合于可逆地把所述的搖動器致動到預(yù)定速率和路線；其中，充裝該測量管的流體和/或試劑通過至少一次搖動器的敲打被有效地混合，獲得均質(zhì)溶液，且其中必須進行常規(guī)的手工清洗就像這樣得以避免。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中分光光度測量器包括一個探測器，其具有的裝置能夠測量或者單色波長，或者多通道的、寬光譜范圍的RGB光放射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中測量管是由透光玻璃、石英或聚合物制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中搖動器至少在其部分是由不銹鋼制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中刷子是由尼龍纖維制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中致動器至少是一個電磁線圈，適合于用磁力致動搖動器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，包括至少兩個電磁致動器，至少一個適合于把搖動器向上移動，且至少一個適合于把搖動器向下移動。
8.如權(quán)利要求1或前面的權(quán)利要求中任何一個所規(guī)定的測量器，可用于從游泳池中挑選出來的水系統(tǒng)、水處理設(shè)施、污水處理廠、飲水系統(tǒng)、冷卻塔，或任何聯(lián)機的水測量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的測量器，特別可用于游泳池，其具有的裝置能夠測量從pH、Redox、自由氯內(nèi)含物、光散射、混濁度和溫度中挑選出來的參數(shù)。
10.為自動混合流體和/或試劑及不需使用手的物理清洗分光光度測量元件之內(nèi)腔的方法，包括a.用流體充裝測量元件；b.敲打搖動器至少一次，這樣，刷子物理地清洗測量管內(nèi)壁；c.零讀數(shù)校準；d.用清潔的流體沖洗測量元件；e.密封該元件的出口；f.充裝采樣流體和/或可用于光化反應(yīng)的試劑，從而得到非均質(zhì)混合物；g.多次敲打搖動器，從而得到均質(zhì)溶液，且截留的空氣和氣體之泡沫被從該元件排出；h.測量預(yù)定的溶液光譜；i.開啟元件的出口，并藉助于清潔的流體把有色的流體沖洗出該元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分光光度測量器，可用于自動試劑混合與不需使用手的物理清洗，包括一個測量元件、一個搖動器、致動器。本發(fā)明還涉及為自動混合流體和/或試劑及不需使用手的物理清洗分光光度測量元件之內(nèi)腔的方法。
文檔編號G01N1/28GK1934437SQ200380111032
公開日2007年3月21日 申請日期2003年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月8日
發(fā)明者T·本戴維 申請人:藍Ⅰ水科技有限公司