專利名稱：流體監(jiān)測設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體監(jiān)測設(shè)備，特別地——但不是排他地——涉及管道水的監(jiān)測設(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)，需要對這些管道水供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。迄今為止，對這種供應(yīng)系統(tǒng)的監(jiān)測通過局部檢測而進(jìn)行。操作人員將對一個管道配水栓進(jìn)行調(diào)查，通過涵洞等抵達(dá)該處，從配水栓支管采集管道水的水樣并繼續(xù)下一步動作，定期地返回。
這具有多個缺點。其需要大量的熟練技術(shù)人員，并且僅對配水栓支管內(nèi)的水進(jìn)行了測試。此外，對于許多監(jiān)測形式而言，為了進(jìn)行測試，水需要從現(xiàn)場移走，從而，水的性質(zhì)可能會改變。
本發(fā)明優(yōu)選實施方式的一個目的在于避免或克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，不管在本文中是否提及了這個缺點或現(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)測設(shè)備，用于監(jiān)測流體管道供應(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、一個測試腔、一個流體測試器——該流體測試器測試所述測試腔內(nèi)的流體變量，以及一個凈化器——該排放器用于排放來自所述測試腔的一定體積的流體，所述流體的體積基本上大于測試腔的體積，從而將測試腔中的流體替換以新的流體。
從而，可對新鮮的流體進(jìn)行測試。
適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備適于耦合到一個與管道供應(yīng)系統(tǒng)相連接的配水栓上。
適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個排放控制器，用于對所述排放器進(jìn)行控制，以確定要排放的體積量。適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個壓力傳感器，用于測量流體壓力。適當(dāng)?shù)?，所述排放控制器使用該測得的壓力來確定所述排放器需要操作的時間。適當(dāng)?shù)?，通過在一個查詢表中比較該壓力而確定所述的時間，以獲得一個合適的排放時間。適當(dāng)?shù)?，所述排放控制器包括一個微處理器。
適當(dāng)?shù)兀雠欧牌鳂?gòu)造成運行一段排放時間，使得來自于管道供應(yīng)系統(tǒng)的流體進(jìn)入到所述的測試腔內(nèi)。
適當(dāng)?shù)?，所述流體測試器包括一個濁度測試器。適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個導(dǎo)電率測試器。適當(dāng)?shù)?，所述設(shè)備包括一個溫度測試器。
適當(dāng)?shù)?，?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)備包括一個用于存儲流體測試信息的存儲器。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)備包括一個電池。
適當(dāng)?shù)兀黧w包括液體。適當(dāng)?shù)?，所述液體包括水。
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)兀隽黧w管道是一個液體管道。
適當(dāng)?shù)?，所述液體管道是一個水管。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種操作流體檢測設(shè)備、從而對流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測的方法，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)、對測試腔內(nèi)的流體的變量進(jìn)行測試、以及將一定體積的流體從所述測試腔中排出，該流體體積基本上大于所述測試腔的體積，從而將測試腔中的流體替換以新的流體。


現(xiàn)在將通過下文的附圖，僅通過示例的方式對本發(fā)明加以描述，其中圖1為一個立體圖，示出了一個附接到配水栓上的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
圖2為一個示于圖1中的設(shè)備的示意正剖視圖。
圖3為一個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。
具體實施例方式
參照下文的圖1和2，其示出了一個管道水供應(yīng)系統(tǒng)2(作為流體管道的一個例子)，一個配水栓支管4從該供應(yīng)系統(tǒng)延伸到一個配水栓6。配水栓支管4實際上可長達(dá)1米(雖然本發(fā)明不限于這個長度或任意得其它長度)。
一個依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的流體監(jiān)測設(shè)備8耦合及安裝在配水栓4上。在此情形中，流體監(jiān)測設(shè)備是一個水監(jiān)測設(shè)備。監(jiān)測設(shè)備8通過包括有螺紋附接設(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的一個由蓋14封閉的殼體12上。蓋14通過一個附接螺母16而緊固到殼體上。一個感應(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)限定了一個測試腔20，來自于管道2的水流入該測試腔內(nèi)。為了實現(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。這些是流體測試器。
參照附圖中的圖3，濁度傳感器20通過一個散射法測濁度單元40對濁度進(jìn)行測量，所述單元測量與發(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，而一個相應(yīng)的探測器(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)時獲得良好的清晰度和精確度。
對導(dǎo)電率進(jìn)行測量以指示是否存在鹽分，并且，導(dǎo)電率常常被用來替代地測量溶液內(nèi)的溶解量。導(dǎo)電率傳感器22(也參照圖3)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Essex，Braintree的Sentek公司購買的K25傳感器。
溫度傳感器24是一個封裝在導(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)置有一個壓力傳感器32。部分的流動路徑由一個電磁閥34限定，而另一部分路徑由一個位于出口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)置有一個微處理器控制器40以及相關(guān)的存儲器42，該控制器40從傳感器20、22、24接收信號并對電磁閥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)在將對本發(fā)明此實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)測操作之外，設(shè)備8處于休眠狀態(tài)，并不對管道供應(yīng)系統(tǒng)2具有任何實質(zhì)性的影響。當(dāng)控制器40確定要進(jìn)行一個測試以對水進(jìn)行監(jiān)測時，其從壓力傳感器32接收一個指示水壓的信號，并通過存儲在存儲器42中的一個查詢表而確定電磁閥34需要打開的時間，從而使足夠的水流過設(shè)備8，使得傳感頭18內(nèi)的水是管道水。從而，電磁閥34用作一個排放器，而控制器40用作一個排放控制器。也就是說，所有從測試腔20流回到水管道2的水都必須被排放掉。可通過經(jīng)驗來確定基于當(dāng)前壓力而需要的實際排放時間。
然后，控制器40控制電磁閥34打開一段時間——該段時間由查詢表確定，從而使水流過設(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)然后存儲在與微處理器控制器40相關(guān)聯(lián)的存儲器42內(nèi)。
為了從微處理器40上下載信息，可設(shè)置一個數(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)可由一個不熟練的操作人員通過一個個人數(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)器以及無線鏈接。
在此所描述的設(shè)備可用作一個流體測試設(shè)備，但其特別適用于液體，尤其是水。
對當(dāng)前提交的或先于此說明提交的、與此應(yīng)用相關(guān)的、且可為此說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。
公開于本說明書(包括所有的附隨權(quán)利要求、摘要以及附圖)中的每個特征可由具有相同、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，每個所公開的特征都只是一組等同或類似特征中的一個示例。
本發(fā)明并不限于上述實施方式的細(xì)節(jié)。本發(fā)明擴(kuò)展到公開于本說明書(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施方式、或新穎的組合。
權(quán)利要求
1.一種流體監(jiān)測設(shè)備，用于對流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測，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、一個測試腔、一個流體測試器、以及一個排放器，該流體測試器對所述測試腔內(nèi)的流體變量進(jìn)行測試，所述排放器用于將一定體積的流體從所述測試腔中排出，所述流體的體積基本上大于所述測試腔的體積，從而以新的流體替換測試腔中的流體。
2.如權(quán)利要求1所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中所述設(shè)備適于耦合到一個與管道供應(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)測設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一個壓力傳感器，用于對流體壓力進(jìn)行測量。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一個排放控制器，用于對排放器進(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)測設(shè)備，所述排放控制器使用測得的壓力來確定所述排放器需要操作的時間。
6.如權(quán)利要求5所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述的時間通過在一個查詢表中比較該壓力而確定，從而獲得一個合適的排放時間。
7.如權(quán)利要求4至7中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述排放控制器包括一個微處理器。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中所述排放器構(gòu)造成運行一段排放時間，使得來自于管道供應(yīng)系統(tǒng)的流體進(jìn)入到所述測試腔內(nèi)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述流體測試器包括一個濁度測試器。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個導(dǎo)電率測試器。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個溫度測試器。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(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)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個用于存儲流體測試信息的存儲器。
14.如權(quán)利要求13所述的流體監(jiān)測設(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)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括一個電池。
16.如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(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)利要求中任一項所述的流體監(jiān)測設(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設(shè)備而對流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測的方法，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)、對測試腔內(nèi)的流體變量進(jìn)行測試、以及將一定體積的流體從所述測試腔中排出，該流體體積基本上大于所述測試腔的體積，從而以新的流體替換所述測試腔中的流體。
全文摘要
一種流體監(jiān)測設(shè)備，用于對流體管道供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行監(jiān)測，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、一個測試腔、一個流體測試器、以及一個排放器，該流體測試器對所述測試腔內(nèi)的流體變量進(jìn)行測試，所述排放器用于將一定體積的流體從所述測試腔中排出，所述流體的體積基部上大于所述測試腔的體積，從而將測試腔中的流體替換以新的流體。
文檔編號G01N1/00GK1882834SQ200480033656
公開日2006年12月20日 申請日期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 申請人:因特萊西斯有限公司