專利名稱：流體監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，特別地——但不是排他地——涉及管道水的監(jiān)測(cè)設(shè)備。本發(fā)明還涉及耦合有這種設(shè)備的流體管道，尤其是——但不是排他地——涉及水管。本發(fā)明還涉及流體監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
為了公眾的健康以及幫助維護(hù)和保養(yǎng)管道水供應(yīng)系統(tǒng)，需要對(duì)這些管道水供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。迄今為止，對(duì)這種供應(yīng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)通過(guò)局部檢測(cè)而進(jìn)行。操作人員將對(duì)一個(gè)管道配水栓進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)涵洞等抵達(dá)該處，從配水栓支管采集管道水的水樣并繼續(xù)下一步動(dòng)作，定期地返回。
這具有多個(gè)缺點(diǎn)。其需要大量的熟練技術(shù)人員，并且僅對(duì)配水栓支管內(nèi)的水進(jìn)行了測(cè)試。此外，對(duì)于許多監(jiān)測(cè)形式而言，為了進(jìn)行測(cè)試，水需要從現(xiàn)場(chǎng)移走，從而，水的性質(zhì)可能會(huì)改變。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的一個(gè)目的在于避免或克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，不管在本文中是否提及了這個(gè)缺點(diǎn)或現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體，所述設(shè)備包括將設(shè)備連接到管道供應(yīng)系統(tǒng)的裝置、一個(gè)測(cè)試腔、一個(gè)流體測(cè)試器——該流體測(cè)試器測(cè)試所述測(cè)試腔內(nèi)的流體變量，以及一個(gè)凈化器——該排放器用于排放來(lái)自所述測(cè)試腔的一定體積的流體，所述流體的體積基本上大于測(cè)試腔的體積，從而將測(cè)試腔中的流體替換以新的流體。
從而，可對(duì)新鮮的流體進(jìn)行測(cè)試。
適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備適于耦合到一個(gè)與管道供應(yīng)系統(tǒng)相連接的配水栓上。
適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個(gè)排放控制器，用于對(duì)所述排放器進(jìn)行控制，以確定要排放的體積量。適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個(gè)壓力傳感器，用于測(cè)量流體壓力。適當(dāng)?shù)?，所述排放控制器使用該測(cè)得的壓力來(lái)確定所述排放器需要操作的時(shí)間。適當(dāng)?shù)?，通過(guò)在一個(gè)查詢表中比較該壓力而確定所述的時(shí)間，以獲得一個(gè)合適的排放時(shí)間。適當(dāng)?shù)?，所述排放控制器包括一個(gè)微處理器。
適當(dāng)?shù)?，所述排放器?gòu)造成運(yùn)行一段排放時(shí)間，使得來(lái)自于管道供應(yīng)系統(tǒng)的流體進(jìn)入到所述的測(cè)試腔內(nèi)。
適當(dāng)?shù)兀隽黧w測(cè)試器包括一個(gè)濁度測(cè)試器。適當(dāng)?shù)兀鲈O(shè)備包括一個(gè)導(dǎo)電率測(cè)試器。適當(dāng)?shù)兀鲈O(shè)備包括一個(gè)溫度測(cè)試器。
適當(dāng)?shù)兀瑯?gòu)造所述設(shè)備，其中排出的流體從所述設(shè)備排出到大氣中。
適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個(gè)用于存儲(chǔ)流體測(cè)試信息的存儲(chǔ)器。適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括使得數(shù)據(jù)可以從所述存儲(chǔ)器下載到外部設(shè)備中的裝置。
適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個(gè)電池。
適當(dāng)?shù)?，流體包括液體。適當(dāng)?shù)兀鲆后w包括水。
適當(dāng)?shù)?，所述管道供?yīng)系統(tǒng)為管道水供應(yīng)系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種流體管道，依據(jù)本發(fā)明第一方面的設(shè)備耦合到該流體管道上。
適當(dāng)?shù)?，所述流體管道是一個(gè)液體管道。
適當(dāng)?shù)?，所述液體管道是一個(gè)水管。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種操作流體檢測(cè)設(shè)備、從而對(duì)流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法，該方法包括以下步驟將所述設(shè)備連接到管道供應(yīng)系統(tǒng)、對(duì)測(cè)試腔內(nèi)的流體的變量進(jìn)行測(cè)試、以及將一定體積的流體從所述測(cè)試腔中排出，該流體體積基本上大于所述測(cè)試腔的體積，從而將測(cè)試腔中的流體替換以新的流體。


現(xiàn)在將通過(guò)下文的附圖，僅通過(guò)示例的方式對(duì)本發(fā)明加以描述，其中圖1為一個(gè)立體圖，示出了一個(gè)附接到配水栓上的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
圖2為一個(gè)示于圖1中的設(shè)備的示意正剖視圖。
圖3為一個(gè)濁度傳感器的示意立體圖，所述濁度傳感器用于在上述附圖中示出的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
參照下文的圖1和2，其示出了一個(gè)管道水供應(yīng)系統(tǒng)2(作為流體管道的一個(gè)例子)，一個(gè)配水栓支管4從該供應(yīng)系統(tǒng)延伸到一個(gè)配水栓6。配水栓支管4實(shí)際上可長(zhǎng)達(dá)1米(雖然本發(fā)明不限于這個(gè)長(zhǎng)度或任意得其它長(zhǎng)度)。
一個(gè)依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備8耦合及安裝在配水栓4上。在此情形中，流體監(jiān)測(cè)設(shè)備是一個(gè)水監(jiān)測(cè)設(shè)備。監(jiān)測(cè)設(shè)備8通過(guò)包括有螺紋附接設(shè)備的連接裝置(示意性地以10示出)而附接到配水栓豎管的螺紋(未示)上，所述連接裝置緊固到設(shè)備8的一個(gè)由蓋14封閉的殼體12上。蓋14通過(guò)一個(gè)附接螺母16而緊固到殼體上。一個(gè)感應(yīng)頭18從螺紋附接設(shè)備延伸并部分地延伸入支管4，在所述感應(yīng)頭內(nèi)限定了一個(gè)測(cè)試腔20，來(lái)自于管道2的水流入該測(cè)試腔內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，配水栓支管4從管道水供應(yīng)系統(tǒng)2延伸至測(cè)試腔20的入口。
感應(yīng)頭18分別地承載有濁度傳感器、導(dǎo)電率傳感器以及溫度傳感器20、22、24。這些是流體測(cè)試器。
參照附圖中的圖3，濁度傳感器20通過(guò)一個(gè)散射法測(cè)濁度單元40對(duì)濁度進(jìn)行測(cè)量，所述單元測(cè)量與發(fā)射源成90°的散射光線，其中反射光線的強(qiáng)度與采樣內(nèi)顆粒的濃度成比例。紅外線的發(fā)光二極管(未示)安裝在藍(lán)寶石玻璃窗口42、44之一的后方，而一個(gè)相應(yīng)的探測(cè)器(未示)安裝在另一窗口44、42的后方。這使得可以在小比例(0-10標(biāo)準(zhǔn)濁度單位NTU)時(shí)獲得良好的清晰度和精確度。
對(duì)導(dǎo)電率進(jìn)行測(cè)量以指示是否存在鹽分，并且，導(dǎo)電率常常被用來(lái)替代地測(cè)量溶液內(nèi)的溶解量。導(dǎo)電率傳感器22(也參照?qǐng)D3)采用四極柱式探針，該探針給出了線性輸出以易于標(biāo)定。在某種程度上，這種傳感器自動(dòng)補(bǔ)償了纏繞在板上的藻類及顆粒，確保了偏移很小。例如，這可以是從英國(guó)Essex，Braintree的Sentek公司購(gòu)買的K25傳感器。
溫度傳感器24是一個(gè)封裝在導(dǎo)電率傳感器20內(nèi)的高精度的熱敏電阻。
限定了一個(gè)從傳感頭18通往出口30的流體流通路徑28。在主流體流通路徑28的支管中設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器32。部分的流動(dòng)路徑由一個(gè)電磁閥34限定，而另一部分路徑由一個(gè)位于出口30之前的止回閥36限定。出口30通往大氣中。
本設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)由電池供電的單元38，用于為設(shè)備8供應(yīng)能量。
還設(shè)置有一個(gè)微處理器控制器40以及相關(guān)的存儲(chǔ)器42，該控制器40從傳感器20、22、24接收信號(hào)并對(duì)電磁閥34進(jìn)行控制。
特別地參考圖2，可注意到在支管4和設(shè)備8的流體流通路徑28中存在有相當(dāng)大體積的水。在實(shí)際中，這些水與管道供應(yīng)系統(tǒng)中的水可具有不同的特征。
現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明此實(shí)施方式的操作模式進(jìn)行描述。
控制器40控制設(shè)備8而對(duì)管道供應(yīng)系統(tǒng)2內(nèi)的水進(jìn)行定期的——例如每天一次——采樣。除了進(jìn)行流體監(jiān)測(cè)操作之外，設(shè)備8處于休眠狀態(tài)，并不對(duì)管道供應(yīng)系統(tǒng)2具有任何實(shí)質(zhì)性的影響。當(dāng)控制器40確定要進(jìn)行一個(gè)測(cè)試以對(duì)水進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，其從壓力傳感器32接收一個(gè)指示水壓的信號(hào)，并通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器42中的一個(gè)查詢表而確定電磁閥34需要打開的時(shí)間，從而使足夠的水流過(guò)設(shè)備8，使得傳感頭18內(nèi)的水是管道水。從而，電磁閥34用作一個(gè)排放器，而控制器40用作一個(gè)排放控制器。也就是說(shuō)，所有從測(cè)試腔20流回到水管道2的水都必須被排放掉?？赏ㄟ^(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定基于當(dāng)前壓力而需要的實(shí)際排放時(shí)間。
然后，控制器40控制電磁閥34打開一段時(shí)間——該段時(shí)間由查詢表確定，從而使水流過(guò)設(shè)備8而經(jīng)由出口30排放到大氣中。電磁閥34然后關(guān)閉并記錄來(lái)自于相應(yīng)傳感器20、22、24的濁度、導(dǎo)電率以及溫度。這些數(shù)據(jù)然后存儲(chǔ)在與微處理器控制器40相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器42內(nèi)。
為了從微處理器40上下載信息，可設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)出口(未示)，或者所述設(shè)備設(shè)有藍(lán)牙(BLUETOOTH)功能。在任意情形下，數(shù)據(jù)可由一個(gè)不熟練的操作人員通過(guò)一個(gè)個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或其它的數(shù)據(jù)錄入設(shè)備收集。也可使用調(diào)制解調(diào)器以及無(wú)線鏈接。
在此所描述的設(shè)備可用作一個(gè)流體測(cè)試設(shè)備，但其特別適用于液體，尤其是水。
對(duì)當(dāng)前提交的或先于此說(shuō)明提交的、與此應(yīng)用相關(guān)的、且可為此說(shuō)明書得知的所有論文及文獻(xiàn)都加以注意，在此將所有這些論文和文獻(xiàn)結(jié)合入本文中以作為參考。
所有公開于此說(shuō)明書(包括所有的附隨權(quán)利要求、摘要以及附圖)中的特征、和/或如此公開的所有方法或程序中的步驟可任意地組合，除非這些特征和/或步驟中的至少一些彼此排斥。
公開于本說(shuō)明書(包括所有的附隨權(quán)利要求、摘要以及附圖)中的每個(gè)特征可由具有相同、等同或類似功能的可選特征替代，除非特別聲明不能這樣。從而，除非特別聲明，每個(gè)所公開的特征都只是一組等同或類似特征中的一個(gè)示例。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。本發(fā)明擴(kuò)展到公開于本說(shuō)明書(包括所有的附隨權(quán)利要求、摘要以及附圖)中的特征的所有新穎的實(shí)施方式、或新穎的組合，或擴(kuò)展到所公開的所有方法或程序中的步驟的所有新穎的實(shí)施方式、或新穎的組合。
權(quán)利要求
1.一種流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于對(duì)流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所述設(shè)備包括將所述設(shè)備連接到管道供應(yīng)系統(tǒng)的裝置、一個(gè)測(cè)試腔、一個(gè)流體測(cè)試器、以及一個(gè)排放器，該流體測(cè)試器對(duì)所述測(cè)試腔內(nèi)的流體變量進(jìn)行測(cè)試，所述排放器用于將一定體積的流體從所述測(cè)試腔中排出，所述流體的體積基本上大于所述測(cè)試腔的體積，從而以新的流體替換測(cè)試腔中的流體。
2.如權(quán)利要求1所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述設(shè)備適于耦合到一個(gè)與管道供應(yīng)系統(tǒng)相連接的配水栓上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一個(gè)壓力傳感器，用于對(duì)流體壓力進(jìn)行測(cè)量。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一個(gè)排放控制器，用于對(duì)排放器進(jìn)行控制而確定要排放的體積量。
5.如從屬于權(quán)利要求3的權(quán)利要求4所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，所述排放控制器使用測(cè)得的壓力來(lái)確定所述排放器需要操作的時(shí)間。
6.如權(quán)利要求5所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述的時(shí)間通過(guò)在一個(gè)查詢表中比較該壓力而確定，從而獲得一個(gè)合適的排放時(shí)間。
7.如權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述排放控制器包括一個(gè)微處理器。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述排放器構(gòu)造成運(yùn)行一段排放時(shí)間，使得來(lái)自于管道供應(yīng)系統(tǒng)的流體進(jìn)入到所述測(cè)試腔內(nèi)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述流體測(cè)試器包括一個(gè)濁度測(cè)試器。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個(gè)導(dǎo)電率測(cè)試器。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個(gè)溫度測(cè)試器。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備構(gòu)造成排出的流體從所述設(shè)備排出到大氣中。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個(gè)用于存儲(chǔ)流體測(cè)試信息的存儲(chǔ)器。
14.如權(quán)利要求13所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括使得數(shù)據(jù)可以從所述存儲(chǔ)器下載到外部設(shè)備中的裝置。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個(gè)電池。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述流體包括液體。
17.如權(quán)利要求16所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述液體包括水。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述管道供應(yīng)系統(tǒng)為管道水供應(yīng)系統(tǒng)。
19.一種流體管道，如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的設(shè)備耦合到該流體管道上。
20.如權(quán)利要求19所述的流體管道，其中，所述流體管道是液體管道。
21.如權(quán)利要求19和20之一所述的流體管道，其中，所述液體管道是水管。
22.一種操作流體檢測(cè)設(shè)備而對(duì)流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法，該方法包括以下步驟將所述設(shè)備連接到所述管道供應(yīng)系統(tǒng)、對(duì)測(cè)試腔內(nèi)的流體變量進(jìn)行測(cè)試、以及將一定體積的流體從所述測(cè)試腔中排出，該流體體積基本上大于所述測(cè)試腔的體積，從而以新的流體替換所述測(cè)試腔中的流體。
全文摘要
一種流體監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于對(duì)流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所述設(shè)備包括將所述設(shè)備連接到管道供應(yīng)系統(tǒng)的裝置、一個(gè)測(cè)試腔、一個(gè)流體測(cè)試器、以及一個(gè)排放器，該流體測(cè)試器對(duì)所述測(cè)試腔內(nèi)的流體變量進(jìn)行測(cè)試，所述排放器用于將一定體積的流體從所述測(cè)試腔中排出，所述流體的體積基部上大于所述測(cè)試腔的體積，從而將測(cè)試腔中的流體替換以新的流體。
文檔編號(hào)G01N1/00GK1882834SQ200480033656
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月15日
發(fā)明者內(nèi)森·博伊德 申請(qǐng)人:因特萊西斯有限公司