水生環(huán)境添加劑配給裝置和系統(tǒng)及其方法和軟件的制作方法
【專利說明】水生環(huán)境添加劑配給裝置和系統(tǒng)及其方法和軟件
[0001] 相關(guān)申請數(shù)據(jù)
[0002] 本申請主張于2013年3月15日提交的標(biāo)題為"水生環(huán)境添加劑配給裝置和系統(tǒng) 以及用于裝置和系統(tǒng)的方法和軟件（Aquatic Environment Additive Dosing Apparatuses and Systems, and Methods and Software Therefor) " 的美國臨時專利申請序列號 61/798, 315的優(yōu)先權(quán)益，所述專利申請以引用的方式整體并入本文。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明大體上涉及維持水生環(huán)境的水質(zhì)領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及了水生環(huán)境 添加劑配給裝置和系統(tǒng)及其方法和軟件。
[0004] 背景
[0005] 在各種各樣情況下，維持水質(zhì)是重要的。例如，為了養(yǎng)魚和/或其他水生生物，水 質(zhì)必須保持在一定容差范圍內(nèi)，以使水生生物保持健康。作為另一實例，游泳和跳水槽、熱 浴盆及其他運動、娛樂消遣和治療用水體中的水需要保持為處于一定質(zhì)量水平，從而不僅 維持水澄清度，而且還使這些水體的使用者保持安全，免受水傳疾病和/或過度暴露于處 理藥劑中。作為另一實例，出于多種原因（諸如使得水被安全飲用、不太損害分配系統(tǒng)、以 及有利于飲用者健康）中的任一個或多個，飲用水的質(zhì)量就各種各樣的化學(xué)成分而論需要 維持在一定容差范圍內(nèi)（例如，在添加氟和/或其他的營養(yǎng)物的情況下）。本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將容易地理解，這些只是其中維持和/或控制水質(zhì)較為重要的環(huán)境的幾個實例。
[0006] 附圖簡述
[0007] 出于說明本發(fā)明的目的，附圖示出本發(fā)明的一個或多個實施方案的各個方面。然 而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于附圖中示出的確切布置以及器械，其中：
[0008] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的各種方面所制成的配給系統(tǒng)的概要框圖；
[0009] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的各種方面所制成的多接收器式配給器的概要框圖；
[0010] 圖3是與水族箱系統(tǒng)槽接合的多接收器式配給器的等距視圖；
[0011] 圖4是圖3的多接收器式配給器的放大后視等距視圖，示出配給器的部件的子設(shè) 備；
[0012] 圖5是圖3的多接收器式配給器的分配站中的一個的放大等距橫截面圖；
[0013] 圖6A是能夠與本公開的配給器（諸如圖3的多接收器式配給器）一起使用的分 配桿的放大等距視圖；
[0014] 圖6B是圖6A的分配桿的另一視圖；
[0015] 圖7A是能夠與本公開的配給器（如圖3的多接收器式配給器）一起使用的分配 箱的放大等距橫截面圖；
[0016] 圖7B是圖7A的分配箱的另一視圖；
[0017] 圖8是示出圖3的多接收器式配給器的分配箱對的放大俯視等距視圖，其中所述 分配箱的一個容納添加劑容器，且另一個并未容納添加劑容器；
[0018] 圖9是圖3的多接收器式配給器的接收器對的放大俯視等距視圖，其中所述接收 器的一個與分配箱接合，且另一個并未與分配箱接合；
[0019] 圖10是圖3的多接收器式配給器的放大后正視圖，示出適合用于對配給器中分配 或存在的添加劑的量進(jìn)行配重的配重系統(tǒng)的懸掛式配給機構(gòu)支撐件；
[0020] 圖11是利用用于為配給系統(tǒng)識別添加劑容器中的添加劑的射頻識別系統(tǒng)的添加 劑容器和分配箱布置的豎直橫截面圖；
[0021] 圖12是適合用于與本公開的配給系統(tǒng)一起使用的離散化分配器的豎直橫截面 圖；
[0022] 圖13A是適合用于與本公開的配給系統(tǒng)一起使用的線性分配機構(gòu)的局部橫截面 圖，示出處于填充位置的分配棒；
[0023] 圖13B是圖13A的線性分配機構(gòu)的局部橫截面圖，示出處于分配位置的分配棒；
[0024] 圖14是能夠用于本公開的添加劑識別系統(tǒng)的多開關(guān)式系統(tǒng)的局部橫截面圖；
[0025] 圖15是本公開的智能配給系統(tǒng)儀器可使用的液體容器的分配蓋的正視圖；
[0026] 圖16是示出能夠用來實現(xiàn)本公開的自動方面、特征、方法中的任一個或多個的計 算系統(tǒng)的概要框圖；以及
[0027] 圖17是用于本公開的配給系統(tǒng)的分配桿的另一實例。
[0028] 詳述
[0029] 本公開涉及用于將一種或多種添加劑配給到各種各樣的水生環(huán)境中的任何水 生環(huán)境的系統(tǒng)、設(shè)備及其相關(guān)裝置及各種方法和軟件等等，諸如上文所列并在2012年12 月13日提交的標(biāo)題為"用于水生環(huán)境監(jiān)測/測量系統(tǒng)的可浸入水中的化學(xué)指示器裝置 (SUBMERSIBLE CHEMICAL INDICATOR APPARATUSES FOR USE IN AQUATIC-ENVIRONMENT MONITORING/MEASURING SYSTEMS) "的美國專利申請序列號13/713, 495提出的水生環(huán)境，所 述專利申請將其以下公開內(nèi)容以引用的方式并入本文：配給有添加劑的水生環(huán)境；監(jiān)測裝 置、系統(tǒng)、方法和軟件；自動和手動的配給，包括利用自動監(jiān)測或不利用自動監(jiān)測的配給計 算器、系統(tǒng)、裝置、方法和軟件；以及可與本公開的配給系統(tǒng)、設(shè)備和裝置及各種方法和軟件 一起使用的計算平臺和網(wǎng)絡(luò)。這些系統(tǒng)、設(shè)備和裝置及各種方法和軟件的多個示例性方面 和實例如下描述。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些實例僅是說明性的，并且許多變 化是可能的，并且此類變化可容易由本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用本公開的基礎(chǔ)教示做出。
[0030] 就此而言，圖1示出適于將添加劑104配給到水生環(huán)境108的示例性配給系統(tǒng) 100,水生環(huán)境108包含水112和可能的一個或多個生命形態(tài)或其他物質(zhì)116 (諸如受到水 影響的無生命物）。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，添加劑104可為水生環(huán)境108可需要 的各種各樣的添加劑中的任何一種，例如，以便維持水112的質(zhì)量和/或性質(zhì)，和/或維持 和/或培養(yǎng)在水中的或以其他方式受到水影響的一個或多個生命形態(tài)或其他物質(zhì)116。添 加劑的實例包括但不限于：鈣、鐵、微量元素、碘、鉀、動物性食品、植物性食品、肥料、鎂、碳 酸鹽硬化劑（carbonate hardness)、ρΗ/ρ0Η調(diào)節(jié)劑、醫(yī)藥添加劑、治療性添加劑等。在配給 系統(tǒng)100的上下文中，添加劑104可為任何合適形式，諸如：微粒（?；?、粉化、切片、研磨、 輾乳、碾磨、擠出和離散化、壓碎，或以其他方式離散化成顆粒）；液體，其包括分散液；以及 凝膠等等。一般來說，添加劑104的形式并不影響配給系統(tǒng)100的高級功能。本領(lǐng)域的且 在特定類型的水生環(huán)境中工作的技術(shù)人員將容易地理解特定應(yīng)用所需要的并將因此適合 用作這個應(yīng)用的添加劑104的添加劑。如上所述，除了與水生環(huán)境大小和配給系統(tǒng)100的 部件大小有關(guān)的實踐性以及配給系統(tǒng)對水生環(huán)境進(jìn)行有意義的改變的能力外，一般未對水 生環(huán)境108形式做出基本約束。應(yīng)當(dāng)注意，如本文和隨附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"水生 環(huán)境"不僅包括水生環(huán)境本身（如水族箱、游泳池、熱浴盆等），而且包括任何附屬設(shè)備（例 如，槽、混合室等）和/或包含來自實際的水生環(huán)境和/或送往實際的水生環(huán)境的水112的 水生環(huán)境維護(hù)系統(tǒng)（例如，過濾系統(tǒng)、再循環(huán)系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、補水系統(tǒng)等）。
[0031] 配給系統(tǒng)100包括配給器120,所述配給器包括適于接收容納添加劑104的添加 劑容器128的接收器124。在這個實例中，容器128可移除地與接收器124接合。在一個 實例中，容器128可為預(yù)包裝的添加劑容器（諸如用戶從合適來源購買的添加劑容器）或 用戶將她/他自己的添加劑添加到其中的用戶填裝容器。在任一情況下，識別關(guān)于添加劑 104和在配給器120中的添加劑的存在的信息132是由配給系統(tǒng)100以多種方式中的任何 方式來自動地獲知或發(fā)現(xiàn)，所述方式中的許多方式在本文中詳細(xì)說明。利用這種關(guān)于添加 劑104的智能性，配給系統(tǒng)100可以做出適當(dāng)決策和/或采取適當(dāng)行動，如下文將描述。
[0032] 為了促進(jìn)這樣的智能性，添加劑容器128包括添加劑識別設(shè)備136,并且配給器 120包括對應(yīng)添加劑存在性檢測設(shè)備140,所述添加劑存在性檢測設(shè)備140與在添加劑容器 上或鄰近添加劑容器的添加劑識別設(shè)備對接，以便實現(xiàn)必要的智能性。如本文和隨附權(quán)利 要求書中使用的術(shù)語"對接"及其言語和復(fù)數(shù)的不同形式表示添加劑識別設(shè)備136專門設(shè) 計用于添加劑存在性檢測設(shè)備140,并且被設(shè)計成使得添加劑識別設(shè)備用識別添加劑容器 128和/或其內(nèi)容或至配給系統(tǒng)100的配給器120和/或另一部分的預(yù)期內(nèi)容的信息進(jìn)行 編碼。就其最簡形式而言，這種信息編碼可僅通過添加劑容器128 (其中容器的獨特形狀提 供添加劑識別設(shè)備136)和配給器120 (其中配給器的一部分的匹配配合形狀提供添加劑存 在性檢測設(shè)備140)之間共形匹配配合和/或容器上的物理結(jié)構(gòu)（即，添加劑識別設(shè)備）和 配給器120上的物理結(jié)構(gòu)（即，添加劑存在性檢測設(shè)備）之間的鍵合配合完成。就更復(fù)雜 的形式而言，這種信息編碼可為對信息的編碼，使得信息能夠通過合適的讀取器（即，添加 劑存在性檢測設(shè)備140)電子地（例如，在固態(tài)存儲器中）、磁性地（例如，在磁性介質(zhì)中）、 光學(xué)地（例如，像條形碼、矩陣碼、文本等）或觸覺地（例如，凸起特征圖案、凹入特征圖案、 凸起和凹入特征的組合的圖案等）讀取。在可讀編碼的上下文中，可讀設(shè)備（即，添加劑識 別設(shè)備136)在這些實例中且分別地將是包含固態(tài)存儲器（如無線射頻識別（RFID)設(shè)備） 的設(shè)備、包含磁性介質(zhì)（如磁條）的設(shè)備、包含光學(xué)可讀信息（如印刷標(biāo)簽）的設(shè)備以及觸 覺可讀結(jié)構(gòu)（諸如添加劑容器128中形成的、在容器形成后或形成時固定到容器的或以其 他方式（諸如通過鍵合系統(tǒng)）與容器相關(guān)聯(lián)的附件上的一個或多個特征）等等。適于添加 劑存在性檢測設(shè)備140的讀取器實例包括但不限于：RFID讀取器、磁性讀取器、光學(xué)讀取器 (例如，基于激光掃描器的、基于光電傳感器的等等）以及觸覺讀取器（例如，基于開關(guān)陣列 的）。無論將哪種讀取器用于添加劑存在性檢測設(shè)備140,讀取器都可以輸出合適的讀取器 信號144以用信號告知添加劑104的存在（或應(yīng)該容納添加劑的至少一個容器的存在）和 /或提供識別添加劑和/或確定添加劑的適當(dāng)劑量可能需要的添加劑的各種屬性的具體信 息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地理解，添加劑識別設(shè)備136和添加劑存在性檢測設(shè)備140 可以采取多種形式，尤其是就本文所提出的實例而言。
[0033] 在這個實例中，配給器120包括響應(yīng)于配給信號152分配添加劑104的分配系統(tǒng) 148。分配系統(tǒng)148包括將添加劑104物理分配到水生環(huán)境104中的一個或多個分配機構(gòu) 156和響應(yīng)于配給信號152驅(qū)動一個或多個分配機構(gòu)的一個或多個致動器160。每個分配 系統(tǒng)156可為許多分配機構(gòu)中的任何一個，諸如但不限于，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)（例如，分配貯槽類型 和螺旋鉆型）、閥機構(gòu)（旋轉(zhuǎn)閥、閘閥、球閥等）、線性移動貯槽機構(gòu)、磨削機構(gòu)以及閘門機構(gòu) 等等，以及它們?nèi)魏谓M合。可用于分配系統(tǒng)148的分配機構(gòu)類型基本不受限制，只要每個選 定分配機構(gòu)適于具體類型的添加劑104即可?？梢杂糜谥聞悠?60的示例性致動器包括但 不限于，旋轉(zhuǎn)電機、氣動致動器、液壓致動器、壓電致動器等等，以及它們?nèi)魏谓M合，這些示 例性致動器具有或不具有連接傳動系統(tǒng)（諸如減速類型傳動系統(tǒng)）和/或任何連接機械聯(lián) 動系統(tǒng)。本文描述適于用作分配系統(tǒng)148的分配系統(tǒng)的一些實施方案。然而，這些實施方 案不被視為限制性的，而是用于說明。如本文提供的具體實例示出，分配系統(tǒng)148的部件 (諸如分配機構(gòu)156、致動器160及其部分）可定位和布置為配給器120或添加劑容器128 的部分或附屬設(shè)備、或這兩者。
[0034] 配給器120可任選地包括添加劑量感測系統(tǒng)164,所述添加劑數(shù)量感測系統(tǒng)164可 以感測和/或收集用于確定分配操作期間容納在添加劑容器128中的添加劑104的量和/ 或從分配系統(tǒng)148分配的添加劑的量的信息。適于用作添加劑量感測系統(tǒng)164的感測系統(tǒng) 的實例包括配重系統(tǒng)（例如，基于測力傳感器的配重系統(tǒng)）、光學(xué)系統(tǒng)（水平感測、流量感 測）、體積系統(tǒng)、流量計、以及液面指示器（例如，基于浮子的液面指示器、基于聲波傳感器 的的液面指示器、基于電容傳感器的液面指示器等）等等?？捎糜谔砑觿┝扛袦y系統(tǒng)164 的系統(tǒng)類型基本不受限制。下文結(jié)合圖8描