專利名稱：線上光學分析儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種藥劑濃度分析儀，特別是涉及一種可自動分析的線上 光學分析儀。
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、膨松槽與速化槽等等，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。
目前要檢驗化學槽內的藥劑濃度，多半是藉由人力定時由生產線上抽 取水樣加以檢驗，并由人力于實驗室中加以檢驗并紀錄之，然由于人力的 成本昂貴，且易有疏忽甚至造假的疑慮，因而導致其成本居高不下，亦難 確保檢驗結果的正確性，因此目前亦有自動化分析設備可用于半導體工廠 與化學工廠。
又在分析化學分析中，所謂的比色法，是在含有待測物質的水樣中加 入顯色劑，以依據顏色深淺的變化，判定待測物質的含量。目前自動分析 設備一般采用光學反應系統來判定顏色深淺變化，請參閱"圖1"所示，其
主要讓顯色劑與水樣分別由一三通接頭1混合通過一量測室2,該量測室2 的兩端分別設置一光發射器3與一光接收器4，因此透過該光發射器3的發 射量與該光接收器4的接收量，即可推算出其色差變化。
然此一光學反應系統，其為密閉式設計，其組裝不易且不易清潔，又 容易受到水樣色度與懸浮微粒的影響，又容易被水樣懸浮粒堵塞管路，因 而影響分析準確度甚巨。
由此可見，上述現有的自動分析設備在結構與使用上，顯然仍存在有 不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，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。因此如何能創設一種新型結構的線上光學分析儀，便成 為當前業界極需改進的目標。
有鑒于上述現有的自動分析設備存在的缺陷，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，并配合學理的運用，積極 加以研究創新，以期創設一種新型結構的線上光學分析儀，能夠改進一般現有的自動分析設備，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經 過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，克服現有的自動分析設備存在的缺陷，而提 供一種新型結構的線上光學分析儀，所要解決的技術問題是使其具開放式 的光學反應系統，其組裝方^f更快速，因而可依據水樣的種類更換光源，并 不易受到懸浮微粒的影響，而可提高分析準確度，從而更加適于實用。
本發明的另一目的在于，提供一種新型結構的線上光學分析儀，所要 解決的技術問題是使其用以監控濃度變化，并可供連結生產線的藥劑添加 系統，^v而更加適于實用。
本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。依據本 發明提出的一種線上光學分析儀，用于自動檢驗一取自一生產線上的水樣，
其包括 一反應槽，該反應槽供容置該水樣，且該反應槽連接一排放管， 該排放管設有一排放流體開關； 一水樣汲取裝置，該水樣汲取裝置連接該 生產線與該反應槽； 一開放式光學反應系統，該開放式光學反應系統位于 該反應槽內，該開放式光學反應系統具有一光接收器、 一光發射器、 一中 空橋接玻璃管柱、 一光源導線與一光接收器導線，該中空橋接玻璃管柱具 有二具固定距離的透明管伸入該水樣之中，該光接收器與該光發射器分別 設于該二透明管內，且該光接收器導線與該光源導線分別連接該光接收器 與該光發射器，以讓該光發射器發射光，讓該光接收器接收光，而量測光 吸收度； 一藥劑添加系統，該藥劑添加系統具有至少一添加裝置連接至該 反應槽； 一攪拌裝置，該攪拌裝置設于該反應槽內； 一去離子水管路，該 去離子水管路連接該反應槽與一去離子水來源，且設有一去離子水流體關 關；以及一控制系統，該控制系統裝載一控制軟體，以自動執行程式控制， 該控制系統控制該水樣汲取裝置自生產線上吸取定量的該水樣，并流入該 反應槽，其先由該開放式光學反應系統取得該水樣的光吸收度的背景值， 再控制該藥劑添加系統，依據該水樣要檢驗的成份，利用該添加裝置加入 一反應劑，同時藉該攪拌裝置對該水樣進行攪拌，待反應完成之后，再由 該開放式光學反應系統測量光吸收度，以讓該控制系統藉光吸收度的變化 推算該水樣的成份濃度，接著開啟該排放流體開關以使該水樣由該排放管 加以排放，并開啟該去離子水流體關關，使該去離子水來源提供去離子水 流入該反應槽加以清洗，并由該排放管加以排放。
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。' 前述的線上光學分析儀，其中所述的攪拌裝置包括一攪拌子與一攪拌 器，該攪拌器置于該反應槽之下，而該攪拌子置于該反應槽內部。前述的線上光學分析儀，其中所述的反應槽內朝下形成一內陷槽，該 內陷槽供容置該攪拌子。
前述的線上光學分析儀，其中所述的水樣汲取裝置包括一取樣杯、一 水樣溢流管、 一水樣管路與一取樣泵，該水樣溢流管設置在該取樣杯內， 該取樣泵設置該水樣管路上，該水樣管路一端伸入該反應槽，另一端伸入 該取樣杯且超過該水樣溢流管，其先自該生產線取得該水樣進入該取樣杯， 并使該水樣滿溢至該水樣溢流管，再藉該取樣泵加壓，吸取該水樣由該水 樣管路進入該反應槽。
前述的線上光學分析儀，其中所述的反應槽內可設置一開口朝下的虹 吸管并與該反應槽的底部具預定高度。
前述的線上光學分析儀，其中所述的反應槽內設一保護溢流管。
前述的線上光學分析儀，其中設一標準液添加裝置連接至該反應槽， 該標準液添加裝置裝填有一標準液。
前述的線上光學分析儀，其中所述的控制系統具有數據擷取功能，以 記錄自動分析的歷史資料。 .
前述的線上光學分析儀，其中所述的控制系統具有一傳輸介面，該傳 輸介面供連接一遠端設備，以藉由該遠端設備進行遠端遙控。
前述的線上光學分析儀，其中所述的控制系統具有一溫度補償裝置。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為了 達到上述目的，本發明提供了一種線上光學分析儀，用于自動檢驗一取自 一生產線上的水樣，其包括一反應槽、 一水樣汲取裝置、 一開放式光學反 應系統、 一藥劑添加系統、 一攪拌裝置、 一去離子水管路與一控制系統， 其透過該控制系統的控制，于該反應槽內，藉由該水樣汲取裝置、該開放 式光學反應系統、該藥劑添加系統與該攪拌裝置，進行自動分析，并藉該 去離子水管路提供去離子水以沖洗干凈，以再次進行自動分析。
該開放式光學反應系統具有一中空橋接玻璃管柱以容置一光接收器與 一光發射器，該中空橋接玻璃管柱具有二具固定距離的透明管伸入該水樣 之中，以讓該光發射器發射的光經過該水樣，再被該光接收器所接收，其 可藉發射與接受的強度變化，量測光吸收度。
據此，本發明至少具有下列優點
1、 可自動批次分析于生產線上所抽取的水樣。
2、 其開放式光學反應系統組裝方便快速，因而可依據水樣的種類更換 光源，并不易受到懸浮微粒的影響，而可提高分析準確度。
綜上所述，本發明新穎的線上光學分析儀，包括一控制系統、 一反應 槽、 一開放式光學反應系統、 一水樣汲取裝置、 一去離子水管路、 一攪拌 裝置與一藥劑添加系統，本發明藉由該控制系統的控制，使各個元件自動配合運作，其先讓該水樣汲取裝置，取得定量要分析的水樣置入該反應槽， 先由該開放式光學反應系統取得該水樣的光吸收度的背景值，再藉該藥劑 添加系統于該水樣加入反應劑，藉該攪拌裝置自動攪拌，再由該開放式光 學反應系統測量光吸收度，因而可藉由光吸收度換算得知該水樣的濃度，
本發明的開放式光學反應系統透過中空橋接玻璃管柱伸入該反應槽內，其 不但可以依據不同的水樣更換適合的光源，且可避免懸浮物干擾，以增加 產品良率，并降#<生產成本。
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，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和 其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細說明如下。
圖l是習知光學反應系統的結構圖。
圖2是本發明第一實施例的系統結構圖。 圖3是本發明第二實施例的系統結構圖。 圖4是本發明第三實施例的系統結構圖。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的線上光學分析儀其具 體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖2所示，其為本發明第一實施例，其包括一反應槽IO、 一水 樣汲取裝置20、 一開放式光學反應系統30、 一藥劑添加系統40、 一攪拌裝 置50、 一去離子水管路60與一控制系統(圖未示)其中該反應槽10供容 置自生產線80上取得的水樣90，且該反應槽IO連接一排放管11,該排放 管11設有一排放流體開關12,該排放流體開關12可為電磁閥，該排放管 11供排放分析后的廢水。該去離子水管路60連接該反應槽10與一去離子 水來源61，且設有一去離子水流體關關62，該去離子水流體關關62可為 電磁閥，其可藉該去離子水來源61提供干凈的去離子水。
該水樣汲取裝置20連接該生產線80與該反應槽10,該水樣汲取裝置 20包括一取樣杯21、 一水樣溢流管22、 一水樣管路23與一取樣泵24,該 水樣溢流管22設置在該取樣杯21內，該取樣泵24設置該水樣管路23上， 該水樣管路23 —端伸入該反應槽10，另 一端伸入該取樣杯21且超過該水 樣溢流管22。 其先自該生產線80取得所需的水樣90進入該取樣杯21, 并使該水樣90滿溢至該水樣溢流管22， 再藉該取樣泵24加壓，吸取水樣90由該水樣管路23進入該反應槽10。
該藥劑添加系統40具有一至少添加裝置41連接至該反應槽10,該添 加裝置41內存放有反應劑431,以供該添加裝置41添加反應劑431至該反 應槽10的水樣90內，該反應劑431依據該水樣90的種類，而有所不同， 舉例來說，若該水樣90為含磷酸根的溶液，磷酸根與鉬酸銨、酒石酸銻鉀 反應成錯合物之后，再加入維生素C即可反應生成一藍色高吸光度的產物， 故其反應劑431即為維生素C、鉬酸銨與酒石酸銻鉀，此處值得注意的是若 該反應劑431需要多種藥劑，則該添加裝置41,亦需要設置對應的數量， 以加入該反應劑431。
該攪拌裝置50設于該反應槽10內，該攪拌裝置50包括一攪拌子51 與一攪拌器52,該攪拌器52置于該反應槽IO之下，而該攪拌子51置于該 反應槽10內部，該攪拌器52藉由磁力驅動攪拌子51轉動。
該開放式光學反應系統30位于該反應槽10內，該開放式光學反應系 統30具有一光接收器31、 一光發射器32、 一中空橋接玻璃管柱33、 一光 源導線34與一光接收器導線35,該中空橋接玻璃管柱33具有二具固定距 離的透明管331伸入該水樣90之中，該光接收器31與該光發射器32分別 設于該二透明管331內，且該光接收器導線35與該光源導線34分別連接 該光接收器31與該光發射器32，以讓該光發射器32發射光，讓該光接收 器31接收光，其讓該光發射器32發射的光經過該水樣90，再被該光接收 器31所接收，其可藉發射與接受的強度變化，量測光吸收度。
該控制系統裝載一控制軟體，以自動執行程控控制各個元件的運作， 以進行自動分析，該控制系統控制該水樣汲取裝置20吸取定量的該水樣90 流入該反應槽10,其先由該開放式光學反應系統30取得該水樣90的光吸 收度的背景值，再控制該藥劑添加系統40,依據該水樣90要檢驗的成份， 加入反應劑431,同時藉該攪拌裝置50對該水樣90進行攪拌，待反應完成 之后，再由該開》文式光學反應系統30測量光吸收度，因而可讓該控制系統 藉光吸收度的變化推算該水樣90的成份濃度。在自動分析完成之后，該控 制系統即可開啟該排放流體開關12以使該水樣90由該排放管11加以排放， 且開啟該去離子水流體關關62,使該去離子水來源61提供去離子水流入該 反應槽10加以清洗，并由該排放管11加以排放。
又該控制系統可供手動控制各程序的執行，且該控制系統具有數據擷 取功能，以記錄批次自動分析的歷史資料，以方便監控管理，該控制系統 亦可具有一傳輸介面，該傳輸介面供連接一遠端設備，以藉由該遠端設備 進行遠端遙控，此外，該控制系統可更具有一溫度補償裝置，其可增加分 析的準確度。
又其可設一標準液添加裝置70連接至該反應槽10，該標準液添加裝置70裝填有標準液71,其可供自動校正之用，以提升自動分析的準確性。
請再參閱圖，，所示，其為本發明第二實施例，其結構大致與第一實施 例相同，于本實施例中，該反應槽10內朝下形成一內陷槽101，該內陷槽 101供容置該攪拌子51，據而可避免該攪拌子51撞擊伸入該反應槽10內 的各種管路。
請再參閱圖4所示，其為本發明第三實施例，該反應槽10內可設置一開 口朝下的虹吸管13，并與反應槽10的底部具預定高度，當該去離子水來源 61注入超過該虹吸管13的去離子水于該反應槽10中，即可藉該虹吸管13的 吸取，留下固定量去離子水，以作為稀釋該水樣90之用，以提高光吸收度 變化的識別度。此外該反應槽10內亦可設一保護溢流管14，當該反應槽IO 內的水位不正常升高至超過該保護溢流管14時，可藉該保護溢流管14加以 排除，以避免該反應槽10滿溢造成危險。
如上所述，本發明提供一種可自動化分析的線上光學分析儀，其可自 動分析于生產線80上所抽取的水樣90，以提高分析頻率，且可監控濃度變 化，并連結生產線80的藥劑添加系統40,其不但可減少人需求，且可維持 線上水樣90的濃度，以增加產品良率，并降低生產成本。
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 所作的任何筒單修改、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、一種線上光學分析儀，用于自動檢驗一取自一生產線(80)上的水樣(90)，其特征在于包括一反應槽(10)，該反應槽(10)供容置該水樣(90)，且該反應槽(10)連接一排放管(11)，該排放管(11)設有一排放流體開關(12)；一水樣汲取裝置(20)，該水樣汲取裝置(20)連接該生產線(80)與該反應槽(10)；一開放式光學反應系統(30)，該開放式光學反應系統(30)位于該反應槽(10)內，該開放式光學反應系統(30)具有一光接收器(31)、一光發射器(32)、一中空橋接玻璃管柱(33)、一光源導線(34)與一光接收器導線(35)，該中空橋接玻璃管柱(33)具有二具固定距離的透明管(331)伸入該水樣(90)之中，該光接收器(31)與該光發射器(32)分別設于該二透明管(331)內，且該光接收器導線(35)與該光源導線(34)分別連接該光接收器(31)與該光發射器(32)，以讓該光發射器(32)發射光，讓該光接收器(31)接收光，而量測光吸收度；一藥劑添加系統(40)，該藥劑添加系統(40)具有至少一添加裝置(41)連接至該反應槽(10)；一攪拌裝置(50)，該攪拌裝置(50)設于該反應槽(10)內；一去離子水管路(60)，該去離子水管路(60)連接該反應槽(10)與一去離子水來源(61)，且設有一去離子水流體關關(62)；以及一控制系統，該控制系統裝載一控制軟體，以自動執行程式控制，該控制系統控制該水樣汲取裝置(20)自生產線(80)上吸取定量的該水樣(90)，并流入該反應槽(10)，其先由該開放式光學反應系統(30)取得該水樣(90)的光吸收度的背景值，再控制該藥劑添加系統(40)，依據該水樣(90)要檢驗的成份，利用該添加裝置(41)加入一反應劑(431)，同時藉該攪拌裝置(50)對該水樣(90)進行攪拌，待反應完成之后，再由該開放式光學反應系統(30)測量光吸收度，以讓該控制系統藉光吸收度的變化推算該水樣(90)的成份濃度，接著開啟該排放流體開關(12)以使該水樣(90)由該排放管(11)加以排放，并開啟該去離子水流體關關(62)，使該去離子水來源(61)提供去離子水流入該反應槽(10)加以清洗，并由該排放管(11)加以排放。
2、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述攪拌 裝置(50)包括一攪拌子(51)與一攪拌器(52),該攪拌器(52)置于該 反應槽(10)之下，而該攪拌子(51)置于該反應槽(10)內部。
3、 依據權利要求2所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述反應槽(10 )內朝下形成一內陷槽(101 )，該內陷槽(101 )供容置該攪拌子(51 )。
4、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述水樣 汲取裝置(20 )包括一取樣杯(21 )、 一水樣溢流管(22 )、 一水樣管路(23 ) 與一取樣泵(24 )，該水樣溢流管(22 )設置在該取樣杯(21 )內，該取樣 泵(24 )設置該水樣管路(23 )上，該水樣管路(23 ) —端伸入該反應槽(10)，另一端伸入該取樣杯(21)且超過該水樣溢流管(22),其先自該 生產線(80 )取得該水樣(90 )進入該取樣杯(21 )，并使該水樣(90 )滿 溢至該水樣溢流管(22)，再藉該取樣泵(24)加壓，吸取該水樣(90)由 該水樣管路(23 )進入該反應槽(10 )。
5、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述反應 槽(10)內可設置一開口朝下的虹吸管(13)并與該反應槽(10)的底部 具預定高度。 .
6、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述反應 槽(10)內設一保護溢流管(14)。
7、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于設一標準液添 加裝置(70)連接至該反應槽(10)，該標準液添加裝置(70)裝填有一標 準液(71)。
8、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述控制 系統具有數據擷取功能，以記錄自動分析的歷史資料。
9、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述控制 系統具有一傳輸介面，該傳輸介面供連接一遠端設備，以藉由該遠端設備 進行遠端遙控。
10、 依據權利要求1所述的線上光學分析儀，其特征在于其中所述控 制系統具有一溫度補償裝置。
全文摘要
一種線上光學分析儀，其包括一控制系統、一反應槽、一開放式光學反應系統、一水樣汲取裝置、一去離子水管路、一攪拌裝置與一藥劑添加系統，本發明藉由該控制系統的控制，使各個元件自動配合運作，其先讓該水樣汲取裝置，取得定量要分析的水樣置入該反應槽，先由該開放式光學反應系統取得該水樣的光吸收度的背景值，再藉該藥劑添加系統于該水樣加入反應劑，藉該攪拌裝置自動攪拌，再由該開放式光學反應系統測量光吸收度，因而可藉由光吸收度換算得知該水樣的濃度，本發明的開放式光學反應系統透過中空橋接玻璃管柱伸入該反應槽內，其不但可以依據不同的水樣更換適合的光源，且可避免懸浮物干擾，以增加產品良率，并降低生產成本。
文檔編號G01N21/17GK101315327SQ200710105278
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月28日 優先權日2007年5月28日
發明者趙銘輝, 邱顏慧 申請人:趙銘輝;邱顏慧