專利名稱：定量取樣及稀釋分析裝置的制作方法
技術領域：
本發明是有關于自動分析裝置，尤其是有關于一種稀釋法分析水樣所 需的定量取樣及稀釋分析裝置。
背景技術：
在半導體工廠與化學工廠的制程中，常常會使用到各種化學槽，如活 化槽、棕化槽、膨松曹與速化槽等等，其化學槽內的藥劑濃度，關系到產 品的良率與品質，因此為了增加產品良率并維持品質，需要定時檢驗化學 槽內的藥劑濃度。目前檢驗化學槽內的藥劑濃度已有使用自動化分析裝置以節省人力的 使用，又為了節省藥品使用，并增加感測系統的壽命， 一般高濃度的水樣， 會經過稀釋程序才加以處理，目前一般自動分析裝置，多半釆用兩部泵同 時吸取水樣與稀釋水，稀釋比例取決于取樣泵與稀釋泵的流速比例，然泵 在長久使用，流量容易改變，而大大影響稀釋比例的準確性，造成分析上 的嚴重誤差，而喪失其參考價值。又另一影響自動化分析設備分析準確度的重要因素，在于定量取樣的 精確度，目前定量取樣一般采用蠕動泵、齒輪泵與注射針式取樣泵，其目 的在于自動化定時定量取得要分析的樣品，以進行自動化分析。然蠕動泵會有彈性疲乏的問題，且精準型蠕動泵因需采用較微細的管 路，其用于具微小顆粒的水樣時，會有堵塞的問題。而齒輪泵用于具微小 顆粒的水樣時，則會有磨損齒輪，甚至卡死齒輪的問題，因而只適用于純 水取樣系統，而不適用于含有顆粒的制程或廢水的水樣。注射針式取樣泵 雖無上述的問題，但是注射針式取樣泵，需要控制馬達的前進、后退，且 需要近接開關控制馬達的行程，在控制上較為繁瑣與復雜導致制造成本高 昂，且其需要吸取與排放的時間，而會使分析時間增加兩倍左右。由此可見，上述現有的分析裝置仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進 一步改進。為了解決分析裝置存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求 解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒 有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。有鑒于上述現有的分析裝置存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品 設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，積極加以研究創新，以期創設 一種新型的定量取樣及稀釋分析裝置，能夠改進一般現有的分析裝置，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終 于創設出確具實用價值的本發明。發明內容本發明的主要目的在于，克服現有的分析裝置存在的缺陷，而提供一 種新的定量取樣及稀釋分析裝置，所要解決的技術問題是使其不受流量影 響稀釋比例的稀釋分析裝置，精確的量取稀釋水體積，增加分析的準確度， 從而更加適于實用。本發明的次要目的在于，提供一種定量取樣及稀釋分析裝置，所要解 決的技術問題是使其可以廣泛應用于各種水質且快速、精準取得水樣的定 量取樣裝置，以減少分析時間，并增加分析準確度，從而更加適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是釆用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種定量取樣及稀釋分析裝置，其包含 一定量取樣裝置，該 定量取樣裝置包含一內管、 一外管，該內管設置于該外管內，且該內管垂 直設置且具有一頂部開口與一底部排放口 ，該底部排放口連接一出水管路， 該出水管路設有一水樣流體開關，該外管則連接一取樣管路，且設有一取 樣流體開關，并讓該外管與該取樣管路的連接處高于該內管的頂部開口，又 該外管的底部連接有 一水樣排放管，該水樣排放管設有 一水樣排放流體開 關； 一反應槽，該反應槽的底部設一排放口 ，該底部排方文口伸入該反應槽 內； 一稀釋水管路，該稀釋水管路伸入該反應槽內，且具有一稀釋水流體開關控制稀釋水是否進入該反應槽； 一虹吸管路，該虹吸管路由該反應槽 的底部埋入該反應槽內，該虹吸管路于該反應槽內朝上再朝下轉折而形成 倒鉤形狀并形成一虹吸頂端與一朝下的虹吸口 ，且該虹吸口設于該反應槽 的一預定高度位置上； 一浮球式液位感測器，該浮球式液位感測器伸入該 反應槽內且具一感應浮球，該感應浮球設于該反應槽的預定高度位置上； 一抽水管路，該抽水管路伸入該反應槽內，該抽水管路具有一朝下的抽水 口，該抽水口設于該反應槽的預定高度位置上。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的反應槽的底部更埋入一 溢流管路進入該反應槽內，該溢流管路具一朝上的溢流口，且該溢流口的 位置高于該虹吸頂端。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的反應槽內更伸入有一感 測器，且該反應槽內更設有一磁石攪拌子，該反應槽設于一磁石攪拌器上。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的感測器為PH電極、氧化 還原電極、離子選擇電極與光學感測系統的任一種。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的反應槽底部設一容置凹穴，該容置凹穴供設該磁石攪拌子，且該排放口連接至該容置凹穴。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的稀釋水流體開關是氣動閥。 前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的外管設有一溢流口，且該溢流口高于該內管的頂部開口 。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的外管連接一清洗水管路，該清洗水管路設有一清洗水流體開關。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的外管連接一標準液管路，該標準液管路設有一標準液流體開關。前述的定量取樣及稀釋分析裝置，其中所述的外管設有一光電液位感測器。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，為了達到前述發明目的，本發明的主要技術內容如下本發明提出一種定量取樣及稀釋分析裝置，其包含一定量取樣裝置、一 反應槽、 一稀釋水管路、 一虹吸管路、 一浮球式液位感測器與一抽水管路， 其中該定量取樣裝置包含一內管與 一外管，該內管設置于該外管內，且該內 管垂直設置且具有一頂部開口與一底部排放口 ，該底部排放口連接一出水 管路，該出水管路設有一水樣流體開關，該外管則連接一取樣管路,該取樣 管路并連接至一生產線，且設有一取樣流體開關，并讓該外管與該取樣管 路的連接處高于該內管的頂部開口 ，又該外管的底部連接有一水樣排放管， 該水樣排放管設有一水樣排放流體開關。該反應槽的底部設一排放口，該稀釋水管路伸入該反應槽內，且具有 一稀釋水流體開關控制稀釋水是否進入該反應槽，該虹吸管路由該反應槽 的底部埋入該反應槽內，該虹吸管路于該反應槽內朝上再朝下轉折而形成 倒鉤形狀并形成一虹吸頂端與一朝下的虹吸口 ，且該虹吸口設于該反應槽 的一預定高度位置上。該浮球式液位感測器伸入該反應槽內且具一感應浮球，該感應浮球設 于該反應槽的預定高度位置上，該抽水管路伸入該反應槽內，該抽水管路 具有一朝下的抽水口 ，該抽水口設于該反應槽的預定高度位置上。借由上述技術方案，本發明至少具有下列優點本發明定量取樣及稀 釋分析裝置讓水樣進入該外管并充滿該內管之后再加以排放，即可藉由預 定體積的內管，取得所需的定量水樣，又本發明可開啟該稀釋水流體開關， 讓該稀釋水管路的稀釋水進入該反應槽內直至啟動該虹吸管路的虹吸效 應，并在保持虹吸效應下關閉該稀釋水流體開關，即可讓該反應槽內的稀 釋水的液位保持在該預定高度位置上，同時若在未保持虹吸效應下即關閉 該稀釋水流體開關，亦可由該浮球式液位感測器與該抽水管路的搭配使用， 抽取稀釋水以降低稀釋水的液位至該預定高度位置，以提供相同體積的稀釋水。據而本發明可快速取得所需的定量水樣與每次相同體積的稀釋水，其 應用于自動分析，相較習知而言，具有快速、精準等優點。綜上所述，本發明特殊結構的定量取樣及稀釋分析裝置，其具有上述 諸多的優點及實用價值，并在同類產品中未見有類似的結構設計公開發表 或使用而確屬創新，其不論在結構上或功能上皆有較大的改進，在技術上 有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的分析裝置具有增 進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產業的廣泛利用價值，誠為一 新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例 并配合附圖詳細說明如后。
圖1是本發明定量取樣裝置系統結構圖。圖2是本發明光電液位感測器啟動水位示意圖。圖3是本發明水樣溢流示意圖。圖4-1是本發明取樣示意圖一。圖4-2是本發明取樣示意圖二。圖5是本發明稀釋分析裝置的結構圖。圖6是本發明產生虹吸效應的液位示意圖。圖7是本發明虹吸效應結束的液位示意圖。圖8是本發明啟動浮球式液位感測器且尚未產生虹吸效應的液位示意圖。 圖9是本發明定量取樣及稀釋分析裝置實施圖一。 圖IO是本發明定量取樣及稀釋分析裝置實施圖二。 圖ll是本發明反應槽的底部結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的定量取樣及稀釋分 析裝置其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。請參閱圖1所示，本發明的定量取樣裝置5包含一內管10與一外管20, 該內管IO是設置于該外管20內，且該內管IO是垂直設置且具有一頂部開 口 101與一底部排放口 102,該底部排放口 102是連接一出水管路11，該出 水管路11設有一水樣流體開關111,該外管20則連接一取樣管路21,該取 樣管路21并連接至一生產線(圖未示)，JL^^取樣流偉開美^1V并讓該 外管2 0與該取樣管路21的連接處高于該內管10的頂部開口 101,又該外管20的底部連接有一水樣排放管22,該水樣排放管22設有一水樣排放流體 開關221。又該外管20是可連接一清洗水管路30,該清洗水管路30設有一清洗 水流體開關31,該清洗水管路30可由該清洗水流體開關31控制是否供給 清洗水，以供清潔該內管10與該外管20;而該外管20亦可連接一標準液 管路40，該標準液管路40設有一標準液流體開關41，其同樣可藉由該標 準液流體開關41控制是否提供標準液，以供分析校正用。請再參閱圖2所示，該外管20可設有一光電液位感測器50,該光電液 位感測器50是當水樣65液位超過該光電液位感測器50時，會停止所有的 進水動作，以避免水樣65過多而溢出造成危險。又請再參閱圖3所示，該 外管20亦可"&有一溢流口 60,且該溢流口 60高于該內管10的頂部開口 101，據此若該外管20流進過多的水樣65時，多余的水樣65會由該溢流 口60流出，以避免水樣65過多而溢出造成危險。請再參閱圖4-1與圖4-2所示，本發明在取樣一開始的時候，是開啟 該取樣流體開關211,讓該生產線的水樣65由該取樣管路21進入該外管 20內，同時讓水樣65進入該內管10,直至水樣65液位完全高于該內管10 的頂部開口 101為止，再接著關閉該取樣流體開關211。此時為確保水樣 65液位高于內管10的頂部開口 101,其有多種方式，第一是持續引入水樣 65，直至水樣65液位到達觸發該光電液位感測器50為止，或者引入大量 的水樣65,讓水樣65液位絕對會超過該內管10的頂部開口 101，同時讓 多余的水樣65自該溢流口 60排掉。在關閉該取樣流體開關211之后，接著開啟該水樣排放流體開關221, 其可將外管20的水樣65排掉，此時所需定量的水樣65會留在該內管10 內，亦即可藉該內管10取得定量所需的水樣65，最后開啟該水樣流體開關 111,即可將該內管10的水樣65經該出水管路11送至所需的地方進行自 動分析。請參閱圖5所示，稀釋分析裝置包含一反應槽70、 一稀釋水管路71、 一虹吸管路72、 一浮球式液位感測器73與一抽水管路74,其中該反應槽 70的底部設一排放口 701,該稀釋水管路71是伸入該反應槽70內，且具 有一稀釋水流體開關711控制稀釋水80(請見圖6)是否進入該反應槽70， 該稀釋水流體開關711是可為氣動閥，該虹吸管路72是由該反應槽70的 底部埋入該反應槽70內，該虹吸管路72于該反應槽70內朝上再朝下轉折 而形成倒鉤形狀并形成一虹吸頂端721與一朝下的虹吸口 722,且該虹吸口 722設于該反應槽70的一預定高度位置上。該浮球式液位感測器73是伸入該反應槽70內且具一感應浮球731,該 感應浮球731設于該反應槽70的預定高度位置上，該抽水管路74是伸入該反應槽70內，該抽水管路74具有一朝下的抽水口 741,該抽水口 741設 于該反應槽70的預定高度位置上。又該反應槽70的底部可更埋入一溢流 管路75進入該反應槽70內，該溢流管路75具一朝上的溢流口 751，且該 溢流口 751的位置是高于該虹吸頂端721。請參閱圖6與圖7所示，本發明開啟該稀釋水流體開關711，即可讓該 稀釋水管路71的稀釋水80進入該反應槽70內，而該反應槽70內的稀釋 水80的液位超過該虹吸頂端721時(如圖6所示)，即會讓該虹吸管路72 開始虹吸效應，而開始排出稀釋水80,此時若稀釋水80的進水量超過虹吸 效應的排水量，稀釋水80液位上升至該溢流口 751時，稀釋水80可由該 溢流口 751經該溢流管路75排出，以避免稀釋水80過多而滿溢出該反應 槽70;此時在保持虹吸效應下(當稀釋水80進水量大于或等于虹吸的出水 量)關閉該稀釋水流體開關711停止入水，該反應槽70內的稀釋水80會被 排出直至該虹吸管路72吸取不到稀釋水80為止(如圖7所示)，據此可讓 該反應槽70內的稀釋水80的液位保持在該預定高度位置上，亦即可每次 皆提供固定體積的稀釋水80供自動分析使用。請參閱圖8所示，倘若稀釋水8G進水量小于虹吸效應的出水量，當虹 吸效應啟動時，此時就算不關閉該稀釋水流體開關711，該反應槽70內的 稀釋水80液位仍會慢慢降低直至該虹吸管路72吸取不到稀釋水80而停止 虹吸效應，此時稀釋水80持續進水，液位會再回升直至虹吸效應再次發生， 其為不斷重復的循環過程，因此在稀釋水80進水量小于虹吸的出水量的狀 態下，關閉該稀釋水流體開關711，若虹吸效應恰為停止狀態時，則反應槽 70內的稀釋水80的液位會停留在該預定高度位置與該虹吸頂端721之間， 亦即其稀釋水80液位高度為非固定值，而無法提供固定體積的稀釋水80， 然此時稀釋水80的液位高度會使該感應浮球731浮起而觸發該浮球式液位 感測器73,因此其會啟動該抽水管路74,以透過該抽水口 741排掉稀釋水 80，直至稀釋水80的液位降低到達該預定高度位置為止。另此處值得注意的是，若該浮球式液位感測器73在一次循環的分析過 程中，都未被觸發，則表示其稀釋水80的進水量過小，其可能是該稀釋水 流體開關711故障或是管路被堵塞，導至在稀釋水80進水的設定時間內， 稀釋水80的液位高度未能超過該預定高度位置，亦即其稀釋的比例有嚴重 的誤差，因而在自動分析的紀錄中，此次分析必須忽略不計。請參閱圖9、圖10與圖11所示，該反應槽70內是供伸入該定量取樣 裝置5的出水管路11,同時可再伸入一感測器90、 91。該感測器90可為 PH電極、氧化還原電極、離子選擇電極與光學感測系統的任一種，其端賴 分析所采用的方法與水樣的種類而定，其中圖9所示為電極樣態的感測器 90,圖10所示為光學感測樣態的感測器91,該反應槽70內更可設有一;茲9石攪拌子95，該反應槽70是設于一磁石攪拌器96上，又該反應槽70底部 可設一容置凹穴702，該排放口 701是連接至該容置凹穴702 (如圖IO所示)， 該容置凹穴702供設該i茲石攪拌子95，以避免該不茲石攪拌子95偏離中心， 并作為該磁石攪拌子95的旋轉空間。據而其可藉該出水管路11的水樣流 體開關111將定量要分析的水樣加入固定體積的稀釋水80內以稀釋之，并 藉該磁石攪拌器96驅動該磁石攪拌子95旋轉以攪拌均勻，即可藉該感測 器90加以取得分析結果。另本發明的稀釋水80，亦可作為清洗水之用，當 每次分析結束之后，可先藉該稀釋水管路71供給稀釋水80,其是用于清洗 該反應槽70后再藉該排放口 701排掉，以避免干擾到下次分析的準確度。如上所述，本發明透過內管10與外管20的疊套，以藉由預定體積的 內管10取得定量的水樣65，其取樣精確度與管路的流量無關，不受管路堵 塞影響，因而可以減少校正的次數，又其不需采用孔徑微小的管路以增加 精確度，故不易堵塞而可減少維修的頻率，因而其為一種可以廣泛應用于 各種水質且快速、精準取得水樣65的定量取樣裝置5。又本發明可以透過 虹吸管路72的虹吸效應，只要在保持虹吸效應下關閉該稀釋水流體開關 711,即可藉由虹吸效應讓稀釋水80的液位保持在該預定高度位置，若在 未有虹吸效應下關閉該稀釋水流體開關711，亦可透過該浮球式液位感測器 73與該抽水管路74的抽水口 741吸取多余的稀釋水80，讓稀釋水80的液 位降低至該預定高度位置，且亦可透過該浮球式液位感測器73是否有被觸 發過，來判斷是否有該稀釋水流體開關711故障或該稀釋水管路71堵塞的 情況，以增加分析的準確度，因而其不受流量影響而可精確的量取稀釋水 80的體積，增加分析的準確度。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并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，然而并非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，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，均仍屬于本發明技術方案的范圍 內。
權利要求
1、一種定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于包含一定量取樣裝置(5)，該定量取樣裝置(5)包含一內管(10)、一外管(20)，該內管(10)設置于該外管(20)內，且該內管(10)垂直設置且具有一頂部開口(101)與一底部排放口(102)，該底部排放口(102)連接一出水管路(11)，該出水管路(11)設有一水樣流體開關，該外管(20)則連接一取樣管路，且設有一取樣流體開關(211)，并讓該外管(20)與該取樣管路的連接處高于該內管(10)的頂部開口(101)，又該外管(20)的底部連接有一水樣排放管(22)，該水樣排放管(22)設有一水樣排放流體開關(221)；一反應槽(70)，該反應槽(70)的底部設一排放口(701)，該底部排放口(102)伸入該反應槽(70)內；一稀釋水管路(71)，該稀釋水管路(71)伸入該反應槽(70)內，且具有一稀釋水流體開關(711)控制稀釋水(80)是否進入該反應槽(70)；一虹吸管路(72)，該虹吸管路(72)由該反應槽(70)的底部埋入該反應槽(70)內，該虹吸管路(72)于該反應槽(70)內朝上再朝下轉折而形成倒鉤形狀并形成一虹吸頂端(721)與一朝下的虹吸口(722)，且該虹吸口(722)設于該反應槽(70)的一預定高度位置上；一浮球式液位感測器(73)，該浮球式液位感測器(73)伸入該反應槽(70)內且具一感應浮球(731)，該感應浮球(731)設于該反應槽(70)的預定高度位置上；一抽水管路(74)，該抽水管路(74)伸入該反應槽(70)內，該抽水管路(74)具有一朝下的抽水口(741)，該抽水口(741)設于該反應槽(70)的預定高度位置上。
2、 根據權利要求1所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該反 應槽(70)的底部更埋入一溢流管路(75)進入該反應槽(70)內，該溢 流管路(75)具一朝上的溢流口 (751),且該溢流口 (751)的位置高于該 虹吸頂端(721)。
3、 根據權利要求1所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該反 應槽(70)內更伸入有一感測器(90、 91),且該反應槽(70)內更設有一 磁石攪拌子(95 )，該反應槽(70 )設于一磁石攪拌器(96 )上。
4、 根據權利要求3所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該感 測器(90、 91)為PH電極、氧化還原電極、離子選擇電極與光學感測系統 的任一種。
5、 根據權利要求3所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該反應槽(70)底部設一容置凹穴(702 )，該容置凹穴(702 )供設該磁石攪拌 子(95)，且該排放口 (7G1)連接至該容置凹穴(702 )。
6、 根據權利要求1所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該稀 釋水流體開關(711)是氣動閥。
7、 根據權利要求l所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該外 管(20)設有一溢流口 (60)，且該溢流口 (60)高于該內管(10)的頂部 開口 (101)。
8、 根據權利要求l所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該外 管(20 )連接一清洗水管路(30 )，該清洗水管路(30 )設有一清洗水流體 開關(31)。
9、 根據權利要求l所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該外 管(20)連接一標準液管路(40),該標準液管路(40)設有一標準液流體 開關(41)。
10、 根據權利要求1所述的定量取樣及稀釋分析裝置，其特征在于該 外管(20)設有一光電液位感測器(50)。
全文摘要
本發明是關于一種定量取樣及稀釋分析裝置，其包含一定量取樣裝置、一反應槽、一稀釋水管路、一虹吸管路、一浮球式液位感測器與一抽水管路，該定量取樣裝置是讓水樣注入一外管內，并讓水位高過一迭套在外管內的內管，即可將該外管的水樣排放掉，以取得定量的水樣，而該稀釋水管路提供稀釋水進入該反應槽，并在稀釋水管路停止供水后藉虹吸管路的虹吸效應，使稀釋水的液位下降至預定高度位置，以提供定量的稀釋水，并配置該浮球式液位感測器的高度，確認提供固定體積的稀釋水，據而可將該定量的水樣加入該稀釋水內以進行分析。
文檔編號G01N1/10GK101324487SQ20071011107
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者趙銘輝, 邱顏慧 申請人:趙銘輝;邱顏慧
專業數控銑床產品供應商
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