专利名称：包括用于测量代表水质量的至少一参数的值的测量装置的配水设备的制作方法
技术领域：
本发明的领域在于对在配水管网中流动的水的质量进行监测的领域。更为确切地说，本发明涉及被实施用以测量这些水的质量的装置的设计和实施。
背景技术：
常见地实施水处理方法来例如进行水的饮用化、净化、淡化...通过实施这些方法所产生的被处理水通过一管网在其分配点进行。被处理水的质量通常在处理单元一被实施用以产生被处理水一的出口处直接地进行监测。因此可知晓所产生的水的质量等级是否足以进行分配。如果探测到所处理的水并不具有合适的质量，所处理的水的分配从而会被中断。不过会出现的是，被处理水的质量在其所来自的处理单元的出口和其分配点之间劣化。这会引起低等质量的被处理水的分配。为了防止这种缺点，设计使得水质量测量装置不再是安装在水处理单元的出口处，而是直接地安装在管网中和优选地安装在分配点附近。水质量测量装置通常包括探头，探头具有主体，主体的头部配有一个或多个测量部件，所述测量部件能够测量代表水质量的参数，例如其氯含量、其温度、其浑浊度...。这类探头的主体被插入旁路管路——与被处理水的主分配管路相连接——中，以使得承载测量部件的所述头部浸没在在其中流动的水中。旁路水被重新引入主管路中或被排弃。这类技术在日本专利申请JP-A1-2008058024中进行了描述。该旁路测量技术从而具有这样的优点当位于其分配点，或至少接近其分配点时，允许知晓所产生的水的质量。在根据旁路水被重新引入主管路中的技术中，为此这种旁路测量技术要求使用昂贵的和耗能的部件，或赋予旁路管路以特定的几何形状一这在旁路管路中产生速度减缓的风险，甚至产生“死支”，即在其中水的流动速度为零或几乎为零的区域，使测量出错。此外，由实施这样的技术——在其中，旁路水被排弃到自然界中，例如河流中——所造成的水损耗引起生产率的降低和逆污染的风险。逆污染现象在于通过旁路管路将来自自然界的水注入到主管路中。自然界的水从而与在主管路中流动的管网水混合，这使得该管网水的质量劣化。为了消除这些缺点，在现有技术中提出这样一种技术将这类装置的探头的主体直接地插入被处理水的分配管路中，以使得承载测量部件的其头部浸没在在其中流动的水中。这类技术例如在国际专利申请W0-A1-2007/049003中进行了描述。不过这种实施一当位于其分配点，或至少接近其分配点时，也允许知晓所产生的水的质量——经受数个缺点。现有技术的这种技术特别是具有这样一缺点，该缺点与这样的事实相关联在配水管路——在其中插入一探头——中流动的仅仅小部分被处理水相对于承载测量部件的头部流过。由此，通过探头所实施的测量并不完全代表水的实际质量。现有技术的这种技术的另一缺点与这样的事实相关联在现有技术的这种技术中实施的某些测量部件消耗这些测量部件允许测量其浓度的化学物质。因此，当某些氯测量部件测量氯浓度时，这些氯测量部件消耗在水中存在的氯。从而会出现的是，在测量部件附近，所测量的化学物质在水中的局部浓度小于其在管路中流动的水中的实际浓度。如果要分析的水的更新在这些测量部件附近较弱，所实施的测量从而较不代表实际情况。现有技术的这些探头的头部还趋于随着时间积垢。通过实施这些探头所进行的测量的质量从而趋于逐步降低。从而需要定期拆卸头部以清洁头部。现有技术的这些探头通常具有就直径而言和就长度而言相对较大的尺寸，直径和长度分别地通常在35mm到60mm之间和在30mm到IOOOmm之间。然而,许多分配管路额定直径较小一常见地在大约15mm到IOOmm之间。从而不能将根据现有技术的探头插入特别是非常普遍的这类管路中。这类探头需要被供给电能以运行。这类探头通常位于这样的位置在其中，不能将探头连接到电网。这些探头从而通过容置在其主体中的电池被供给电能。这些电池应定期被更换，以保证探头的良好运行。不过这些探头被布置在难以到达的位置，这会使得电池的更换变得棘手。此外，会出现的是，给探头供电的电池放电，而没有被更换，这使得不再实现对水的质量的监测。对所分配的水的监测从而不再得到保证。
发明内容
本发明的目的特别是在于克服现有技术的这些缺点。更为确切地说，本发明的一目的在于，在至少一实施方式中，提供对代表水的质量的至少一参数进行监测的监测技术，所述监测技术的实施允许具有与水的质量相关的显示，该显示代表实际的情况。本发明的另一目的在于，在本发明的至少一实施方式中，实施这类技术所述技术能够在被处理水的配水管网一其管路的尺寸较小一中实施。本发明的目的还在于，在本发明的至少一实施方式中，提供这类技术所述技术允许限制对被实施用以监测水的质量的设备进行的维护。特别是，本发明旨在在至少一实施方式中提供这类技术所述技术能够在较长的时期中被使用，而不需要进行检修。特别地，本发明旨在在至少一实施方式中提供这类技术所述技术有助于限制其设备的积垢。本发明还旨在在至少一实施方式中产生这类技术所述技术较少地受限于与其设备的供给电能相关的问题。本发明的另一目的在于提供这类技术所述技术可靠、耐用和易于实施。这些目的以及在下文中将出现的其它目的，根据本发明，借助于用于测量代表在配水管路中流动的水的质量的至少一参数的值的测量装置达到，所述测量装置包括用于测量所述参数的至少一测量部件，和用于相对于所述测量部件引导在所述配水管路中流动的全部所述水的引导部件。因此，本发明建立在完全原创的方法上，所述方法在于实施用于监测水的质量的监测装置，所述监测装置包括一测量室，容纳有至少一测量部件和用于与进水管路和排水管路相连接，和一被设置以使得从这些管路中一个向另一个流动的全部水在该测量部件前面流过的部件。因此，相对于根据现有技术的探头，在配水管网的管路中流动的全部体积的被处理水经过容纳有一个或多个测量部件的测量室，以使得对所述水的质量的测量对其实际质量非常具有代表性。此外，相对于根据现有技术的探头，根据本发明的装置并不是插入在配水管路中。相反地，根据本发明的装置被插置在这类管路的两部分之间。根据本发明的装置从而可被实施以监测在小尺寸管路中流动的水的质量，特别地其直径小于探头直径的管路。优选地，所述装置包括测量室，测量室容纳所述测量部件，所述测量室包括进口和出口，进口用于与所述水的所述配水管路的进水部分相连接，出口用于与所述水的所述配水管路的出水部分相连接。根据一有利的特征，根据本发明的装置包括与所述测量部件相面对的用于生成所述水的湍流的生成部件。该特征的实施，通过在其表面产生流体动力一趋于防止物质沉积于此和/或去除将沉积于此的物质，有助于限制容置在测量室中的该或多个测量部件的积垢。根据一优选的方面，根据本发明的装置包括与所述测量部件相面对的用于加速所述水的流动的加速部件。该特征的实施，通过在其表面产生流体动力一趋于防止物质沉积于此和/或去除将沉积于此的物质，也有助于限制容置在测量室中的该或多个测量部件的积垢。在测量部件附近加快被处理水的流动速度的事实使得，在水中存在的化学物质的局部浓度非常接近这些化学物质在在测量室中流动的水中的总体浓度。在此情形下，当所使用的测量部件是消耗化学物质——测量部件能够测量该化学物质的浓度——的这类测量部件时，这些测量部件消耗这些化学物质的速度小于由于水流动的水的更新速度。从而，与根据现有技术的探头相比较，该特征的实施还允许改进测量的代表性。在这两种情形中，提供装置积垢的速度被显著降低的装置的事实，允许限制维护活动的实施频率。在与现有技术的技术相比较而言，相对于测量部件流过的水的体积较大的情况下，这是特别有利的。根据本发明的装置有利地包括将液动力能——起因于所述水在所述测量室中的流动——转化为电能的液动力能转化部件。从而可回收起因于水在测量室中的流动的能量，以将该能量转化为电——其将优选地被使用于给测量装置供电。这可允许有助于延长电池寿命，所述电池可被使用于给测量部件供电，甚至允许其独立地运行。这从而允许减少在测量点上的维护检修。根据本发明的装置优选地包括将所述水的热量转化为电能的热量转化部件。从而可回收在测量室中流动的水的热量，以将热量转化为电——其将优选地被使用于给装置供电，以使得装置能够独立地运行。当在测量室中流动的水是热水(优选地从40°C到80°C)时，例如家用热水，该特征优选地被实施。
在这两种情形中，能够提供在能量方面独立的装置的事实允许限制维护活动的实施频率。这还允许保证装置持续地运行。根据一具体实施方式
，根据本发明的装置包括探头，所述探头包括主体，所述主体具有头部，所述测量部件与头部固连，所述主体与所述测量室的壁体限定流动通道，所述流动通道使水在所述进口和所述出口之间流动和使水相对于所述头部流过。通过该通道限定的测量室的容积从而被减�。庥兄诟慕饬康拇硇院驮诟貌饬渴抑邢非蚝�/或小流量区域。根据本发明的一优选特征，用于生成湍流的所述生成部件包括螺旋桨和/或用于缩小所述通道的截面的缩小元件，所述螺旋桨被布置在所述测量室的壁体和所述测量部件之间，所述缩小元件被布置在所述测量室的壁体和所述测量部件之间。这类螺旋桨的实施允许，当螺旋桨在水在测量室中的流动的作用下被带动转动时，在测量部件附近产生限制测量部件的积垢和/或方便其去垢的扰动现象。仅在该螺旋桨在水在测量室中流动的作用下被带动的事实允许独立地产生这类扰动现象，而不需要外部供能。用于缩小通道的截面的缩小部件的实施还允许仅在水在测量室中的流动的作用下，在此处生成湍流。根据另一有利特征，用于加速流动的所述加速部件包括用于缩小所述通道的截面的缩小元件和/或螺旋桨，所述缩小元件被布置在所述测量室的壁体和所述测量部件之间，所述螺旋桨被布置在所述测量室的壁体和所述测量部件之间。在测量部件附近缩小测量室的截面或在测量部件附近布置自由转动螺旋桨的事实允许自然地增大水流动的速度，而不需要外部供能。根据一优选方面，所述液动力能转化部件包括所述螺旋桨，所述螺旋桨安装成在所述测量室内部自由转动和连接到至少一磁体，将液动力能转化为电能的所述液动力能转化部件还包括至少一感应线圈，所述感应线圈与所述磁体相面对地被布置在所述测量室外。因此，螺旋桨与磁体一螺旋桨带动磁体与布置在测量室外的线圈相对地转动——相连接。通过水在测量室中的流动使螺旋桨转动从而允许通过感应产生电流，电流例如可蓄积在用于给装置供电的电池中。在一变型中，所述液动力能转化部件包括所述螺旋桨，所述螺旋桨在轴体上安装，所述轴体安装成在所述测量室内部自由转动，该轴体的一端部延伸到所述测量室外并与一电流发生器相连接。上文所述的第一解决方案——在其中螺旋桨并不是安装在穿过测量室底部的轴体上——具有这样的优点避免在测量室和轴体之间出现渗漏，和减少起因于该轴体在连结件中的摩擦的能量散逸，通过所述连结件轴体连接到测量室的底部。装置从而在能量方面是独立的和其实施不需要任何外部电流供给。所述热量转化部件优选地包括热电材料制成的元件。这类材料允许有效地转变在容纳在管路中的水和该管路外的环境之间的温度梯度。在此情形下，所述缩小元件至少部分地覆盖有所述热电材料。
本发明还涉及一种测量室，用于根据本发明的用于测量代表水的质量的至少一参数的值的测量装置。这类测量室包括进口和出口以及接收件，进口用于与所述水的所述配水管路的进水部分相连接，出口用于与所述水的所述配水管路的出水部分相连接，接收件用于容纳探头，探头包括主体和头部，所述参数的至少一测量部件与头部固连，当所述探头容置在所述接收件中时，所述测量室的壁体与所述主体限定流动通道，所述流动通道使所述水在所述进口和所述出口之间流动和使所述水相对于所述头部流过。本发明还涉及一种配水设备，所述配水设备包括配水管路和根据上文所述的任一变型所述的测量装置，所述测量装置测量代表在所述配水管路中流动的水的质量的至少一参数的值。
通过阅读接下来的仅仅作为非限定性示例给出的优选实施方式的说明，本发明的其它特征和优点将更为清晰地得到展示，参照附图，附图中一图1是使用坡道的根据本发明的装置的示意性剖视图；一图2是在图1上所示的装置的透视图；一图3是使用螺旋桨的根据本发明的装置的示意性剖视图；一图4是在图3上所示的装置的透视图；—图5示出图3和图4的装置的一变型；一图6是根据本发明的测量装置的视图，该测量装置安装在处理设备的出口处的配水管路上。
具体实施例方式本发明的主要原理在于实施水质监测装置，所述水质监测装置包括—测量室，其容纳有至少一测量部件和用于与进水和排水管路相连接，和一被设置以使得从这些管路中一个向另一个流动的全部水在该测量部件之前流过的部件。相对于根据现有技术的探头，在配水管网的管路中流动的全部体积的被处理水从而经过容纳有一个或多个测量部件的测量室。因此，对所述水的质量的测量对其实际质量非常具有代表性。此外，由于根据本发明的装置用于被插置在配水管路的两部分之间，根据本发明的装置从而可被实施用以监测在小尺寸管路中流动的水的质量。参照图1和图2示出根据本发明的用于测量代表水的质量的至少一参数的值的测
量装置的第一实施方式。如在图1和图2上所示的，这类装置包括测量室10。在该实施方式中，该测量室10具有环形的截面和呈中空圆柱体的形状。测量室10包括进口 11和出口 13，进口用于与进水管路12相连接，出口用于与排水管路14相连接。根据本发明的装置被设置用以安装在配水管路的两部分之间。进水管路从而是配水管路的进水部分，而排水管路是配水管路的排水部分。测量室10限定接收件(r6ceptacle) 15,接收件能够容纳探头16,探头包括主体17和头部18，被设置用以测量代表在测量室10中流动的水的质量的参数的测量部件(未显/In)与头部固连。测量室10包括开口 19，用以允许将探头16容置在接收件15中。当探头16容置在接收件15中时，其主体17与测量室10的内壁限定通道20，通道使水流经进口 11、探头15的头部18和出口 13。侧止挡件21在探头16的主体17两侧插置在测量室10的壁体和主体17之间。其尺寸被选择以使得在测量室10中流动的水并不能围绕探头16流动，而是相反地被迫在探·头16的头部18下方流过。测量室10的底部容纳与和头部18固连的测量部件相面对的用于加速水的流动和用于生成湍流的部件。这些部件包括用于缩小布置在测量室10的底部22和测量部件之间的通道20的截面的缩小元件。该缩小元件包括形成坡道23的元件。根据本发明的该装置还包括将在在测量室10中流动的水和外部环境之间的温度梯度转化为电能的转化部件。这些转化部件包括部分地覆盖坡道的热电材料24。在一变型中，该热电材料24将完全覆盖坡道。该材料与允许给探头16供电的电池(未显示)相连接。每个止挡件21在下部分具有限位器25，探头16的头部18支撑在限位器上，以使得头部以在Imm到IOcm之间的距离“D”与坡道的表面相隔开。参照图3和图4，示出根据本发明的用于测量代表水的质量的至少一参数的值的测量装置的第二实施方式。该第二实施方式与上文所述的第一实施方式具有很大的相似性。更为确切地说，该第二实施方式与第一实施方式的区别之处在于这样的事实 第二实施方式不使用将在测量室10中流动的水的热量转化为电能的转化部件。相反地，根据第二实施方式的装置包括将起因于水在测量室10中的流动的液动力能转化为电能的转化部件。此外，加速和湍流生成部件不再是包括用于缩小截面的缩小元件，而是螺旋桨26，所述螺旋桨被布置在测量室10的底部22和测量部件之间。该螺旋桨26与轴体32固连，所述轴体基本上垂直于测量室10的底部22和安装成在与该底部22固连的轴承33中自由转动。在一变型中，螺旋桨26将可与轴体固连，所述轴体安装成在与探头的头部18固连的轴承中自由转动。将起因于水在测量室10中的流动的液动力能转化为电能的转化部件包括该螺旋桨26。转化部件还包括磁体34和线圈31，磁体与螺旋桨26固连，线圈被布置在测量室外，与磁体34相面对。在一变型中，磁体可由与轴体32固连的构件承载。当螺旋桨26在水在测量室10中的流动的作用下被带动转动时，磁体34和线圈31通过电荷调节器28给电池29供电。电池29通过电缆30与探头16相连接，以允许保证其运行。将测量部件的表面从螺旋桨26的上部分分开的距离“d”在Imm到20mm之间。如在图6上所示，根据本发明的测量装置62，无论是其哪种实施方式，用于被安装在位于水处理设备60的出口和配水点61之间的配水管路上。配水管路包括进水管路或进水部分12和出水管路或出水部分14,该进水管路或进水部分与出水管路或出水部分分别地与测量装置62的测量室的进口 11和出口 13相连接。在配水管路中流动的水从而全部流经测量装置的测量室，而不分流。在变型中，根据本发明的装置将可包括一与测量部件相面对的用于加速水流动的加速部件；和/ 或一与测量部件相面对的用于生成水的湍流的生成部件；和/或一将在测量室10中流动的水和外部环境之间的温度梯度转化为电能的转化部件；和/或一将起因于水在测量室10中的流动的液动力能转化为电能的转化部件。在图5上所示的一变型中，螺旋桨26与轴体50固连，轴体具有穿过测量室的底部22的一端部，经过所述底部轴体安装成通过密封轴承51自由转动。轴体50的该端部与电流发生器27在机械上相连接。当螺旋桨26在水在测量室10中的流动的作用下被带动转动时，该电流发生器27通过电荷调节器28给电池29供电。电池29通过电缆30与探头16相连接，以允许保证其运行。试验在于使水分别地在以下的根据本发明的装置的测量室中流动一既不容纳有坡道，也不容纳有螺旋桨；一容纳有坡道；一容纳有螺旋桨。在这些试验的过程中，水以等于5001/h的流量在容积等于25cm3的测量室中流动。将探头16的头部18从坡道的表面分开的距离“D”等于I厘米。将测量部件的表面从螺旋桨的上部分分开的距离“d”也等于I厘米。距测量部件I毫米的水流速度等于- O. 6m/s,没有坡道，也没有螺旋桨；— lm/s,具有坡道；- O. 7m/s,具有螺旋桨。相对于测量部件的水流速度从而增加- 67%，通过实施坡道；一 17%，通过实施螺旋桨。距测量部件I毫米的湍流强度等于- 11%，没有坡道，也没有螺旋桨；—14%，具有坡道；一 12%，具有螺旋桨。相对于测量部件的水的湍流强度从而增加- 27%，通过实施坡道；- 9%，通过实施螺旋桨。
权利要求
1.一种配水设备，其包括配水管路(12，14)， 其特征在于，所述配水设备包括测量装置(62)，所述测量装置用于测量代表在所述配水管路(12，14)中流动的水的质量的至少一参数的值，所述测量装置(62)包括用于测量所述参数的至少一测量部件，和用于相对于所述测量部件引导在所述配水管路中流动的全部所述水的引导部件。
2.根据权利要求1所述的配水设备，其特征在于，所述测量装置包括测量室(10)，所述测量室容纳所述测量部件，所述测量室(10)包括进口(11)和出口(13)，所述进口用于与所述水的所述配水管路(12)的进水部分相连接，所述出口用于与所述水的所述配水管路的出水部分(14)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的配水设备，其特征在于，所述测量装置包括与所述测量部件相面对的用于生成所述水的湍流的生成部件(23，26)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的配水设备，其特征在于，所述测量装置包括与所述测量部件相面对的用于加速所述水的流动的加速部件(23，26 )。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的配水设备，其特征在于，所述测量装置包括用于将液动力能转化为电能的液动力能转化部件(26，27，28)，所述液动力能起因于所述水在所述测量室(10)中的流动。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的配水设备，其特征在于，所述测量装置包括将所述水的热量转化为电能的热量转化部件。
7.根据权利要求2到6中任一项所述的配水设备，其特征在于，所述测量装置包括探头(16)，所述探头(16)包括主体(17)，所述主体具有头部(18)，所述测量部件与所述头部固连，所述主体(17)与所述测量室(10)的壁体限定流动通道(22)，所述流动通道使所述水在所述进口(11)和所述出口(12)之间流动和使所述水相对于所述头部(18)流过。
8.根据权利要求3到7中任一项所述的配水设备，其特征在于，用于生成所述水的湍流的所述生成部件包括螺旋桨(26)和/或用于缩小所述通道(22)的截面的缩小元件(23)，所述螺旋桨被布置在所述测量室(10)的壁体和所述测量部件之间，所述缩小元件被布置在所述测量室(10)的壁体和所述测量部件之间。
9.根据权利要求4到7中任一项所述的配水设备，其特征在于，用于加速所述水的流动的所述加速部件包括用于缩小所述通道(22)的截面的缩小元件(23)和/或螺旋桨(26)，所述缩小元件被布置在所述测量室(10)的壁体和所述测量部件之间，所述螺旋桨被布置在所述测量室(10)的壁体和所述测量部件之间。
10.根据权利要求8或9所述的配水设备，其特征在于，所述液动力能转化部件包括所述螺旋桨(26)，所述螺旋桨(26)安装成在所述测量室内部自由转动和连接到至少一磁体(34)，用于将液动力能转化为电能的所述液动力能转化部件还包括至少一感应线圈(31)，所述至少一感应线圈与所述至少一磁体(34)相面对地被布置在所述测量室(10)外。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的配水设备，其特征在于，所述液动力能转化部件包括所述螺旋桨(26)，所述螺旋桨(26)在轴体(50)上安装，所述轴体安装成在所述测量室(10)内部自由转动，所述轴体(50)的一端部延伸到所述测量室(10)外并与电流发生器(27)相连接。
12.根据权利要求6到9中任一项所述的配水设备，其特征在于，所述热量转化部件包括热电材料制成的元件。
13.根据权利要求8或9和12所述的配水设备，其特征在于，所述缩小元件(23)至少部分地覆盖有所述热电材料。
全文摘要
本发明涉及一种包括配水管路的配水设备。根据本发明，这种配水设备包括用于测量代表在所述配水管路(12，14)中流动的水的质量的至少一参数的值的测量装置(62)，所述测量装置(62)包括用于测量所述参数的至少一测量部件，和用于相对于所述测量部件引导在所述配水管路中流动的全部所述水的引导部件。
文档编号G01N27/06GK103026226SQ201180035772
公开日2013年4月3日 申请日期2011年6月6日 优先权日2010年6月4日
发明者A·热南, A·蒙索雷, C·勒穆瓦纳 申请人:威立雅水务解决方案与技术支持公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
