水生环境添加剂配给装置和系统及其方法和软件的制作方法
【专利说明】水生环境添加剂配给装置和系统及其方法和软件
[0001] 相关申请数据
[0002] 本申请主张于2013年3月15日提交的标题为"水生环境添加剂配给装置和系统 以及用于装置和系统的方法和软件（Aquatic Environment Additive Dosing Apparatuses and Systems, and Methods and Software Therefor) " 的美国临时专利申请序列号 61/798, 315的优先权益，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。 发明领域
[0003] 本发明大体上涉及维持水生环境的水质领域。具体地说，本发明涉及了水生环境 添加剂配给装置和系统及其方法和软件。
[0004] 背景
[0005] 在各种各样情况下，维持水质是重要的。例如，为了养鱼和/或其他水生生物，水 质必须保持在一定容差范围内，以使水生生物保持健康。作为另一实例，游泳和跳水槽、热 浴盆及其他运动、娱乐消遣和治疗用水体中的水需要保持为处于一定质量水平，从而不仅 维持水澄清度，而且还使这些水体的使用者保持安全，免受水传疾病和/或过度暴露于处 理药剂中。作为另一实例，出于多种原因（诸如使得水被安全饮用、不太损害分配系统、以 及有利于饮用者健康）中的任一个或多个，饮用水的质量就各种各样的化学成分而论需要 维持在一定容差范围内（例如，在添加氟和/或其他的营养物的情况下）。本领域的技术人 员将容易地理解，这些只是其中维持和/或控制水质较为重要的环境的几个实例。
[0006] 附图简述
[0007] 出于说明本发明的目的，附图示出本发明的一个或多个实施方案的各个方面。然 而，应当理解，本发明不限于附图中示出的确切布置以及器械，其中：
[0008] 图1是根据本发明的各种方面所制成的配给系统的概要框图；
[0009] 图2是根据本发明的各种方面所制成的多接收器式配给器的概要框图；
[0010] 图3是与水族箱系统槽接合的多接收器式配给器的等距视图；
[0011] 图4是图3的多接收器式配给器的放大后视等距视图，示出配给器的部件的子设 备；
[0012] 图5是图3的多接收器式配给器的分配站中的一个的放大等距横截面图；
[0013] 图6A是能够与本公开的配给器（诸如图3的多接收器式配给器）一起使用的分 配杆的放大等距视图；
[0014] 图6B是图6A的分配杆的另一视图；
[0015] 图7A是能够与本公开的配给器（如图3的多接收器式配给器）一起使用的分配 箱的放大等距横截面图；
[0016] 图7B是图7A的分配箱的另一视图；
[0017] 图8是示出图3的多接收器式配给器的分配箱对的放大俯视等距视图，其中所述 分配箱的一个容纳添加剂容器，且另一个并未容纳添加剂容器；
[0018] 图9是图3的多接收器式配给器的接收器对的放大俯视等距视图，其中所述接收 器的一个与分配箱接合，且另一个并未与分配箱接合；
[0019] 图10是图3的多接收器式配给器的放大后正视图，示出适合用于对配给器中分配 或存在的添加剂的量进行配重的配重系统的悬挂式配给机构支撑件；
[0020] 图11是利用用于为配给系统识别添加剂容器中的添加剂的射频识别系统的添加 剂容器和分配箱布置的竖直横截面图；
[0021] 图12是适合用于与本公开的配给系统一起使用的离散化分配器的竖直横截面 图；
[0022] 图13A是适合用于与本公开的配给系统一起使用的线性分配机构的局部横截面 图，示出处于填充位置的分配棒；
[0023] 图13B是图13A的线性分配机构的局部横截面图，示出处于分配位置的分配棒；
[0024] 图14是能够用于本公开的添加剂识别系统的多开关式系统的局部横截面图；
[0025] 图15是本公开的智能配给系统仪器可使用的液体容器的分配盖的正视图；
[0026] 图16是示出能够用来实现本公开的自动方面、特征、方法中的任一个或多个的计 算系统的概要框图；以及
[0027] 图17是用于本公开的配给系统的分配杆的另一实例。
[0028] 详述
[0029] 本公开涉及用于将一种或多种添加剂配给到各种各样的水生环境中的任何水 生环境的系统、设备及其相关装置及各种方法和软件等等，诸如上文所列并在2012年12 月13日提交的标题为"用于水生环境监测/测量系统的可浸入水中的化学指示器装置 (SUBMERSIBLE CHEMICAL INDICATOR APPARATUSES FOR USE IN AQUATIC-ENVIRONMENT MONITORING/MEASURING SYSTEMS) "的美国专利申请序列号13/713, 495提出的水生环境，所 述专利申请将其以下公开内容以引用的方式并入本文：配给有添加剂的水生环境；监测装 置、系统、方法和软件；自动和手动的配给，包括利用自动监测或不利用自动监测的配给计 算器、系统、装置、方法和软件；以及可与本公开的配给系统、设备和装置及各种方法和软件 一起使用的计算平台和网络。这些系统、设备和装置及各种方法和软件的多个示例性方面 和实例如下描述。然而，本领域的技术人员应当理解，这些实例仅是说明性的，并且许多变 化是可能的，并且此类变化可容易由本领域的技术人员使用本公开的基础教示做出。
[0030] 就此而言，图1示出适于将添加剂104配给到水生环境108的示例性配给系统 100,水生环境108包含水112和可能的一个或多个生命形态或其他物质116 (诸如受到水 影响的无生命物）。如本领域的技术人员将容易理解，添加剂104可为水生环境108可需要 的各种各样的添加剂中的任何一种，例如，以便维持水112的质量和/或性质，和/或维持 和/或培养在水中的或以其他方式受到水影响的一个或多个生命形态或其他物质116。添 加剂的实例包括但不限于：钙、铁、微量元素、碘、钾、动物性食品、植物性食品、肥料、镁、碳 酸盐硬化剂（carbonate hardness)、ρΗ/ρ0Η调节剂、医药添加剂、治疗性添加剂等。在配给 系统100的上下文中，添加剂104可为任何合适形式，诸如：微粒（粒化、粉化、切片、研磨、 辗乳、碾磨、挤出和离散化、压碎，或以其他方式离散化成颗粒）；液体，其包括分散液；以及 凝胶等等。一般来说，添加剂104的形式并不影响配给系统100的高级功能。本领域的且 在特定类型的水生环境中工作的技术人员将容易地理解特定应用所需要的并将因此适合 用作这个应用的添加剂104的添加剂。如上所述，除了与水生环境大小和配给系统100的 部件大小有关的实践性以及配给系统对水生环境进行有意义的改变的能力外，一般未对水 生环境108形式做出基本约束。应当注意，如本文和随附权利要求书中使用的术语"水生 环境"不仅包括水生环境本身（如水族箱、游泳池、热浴盆等），而且包括任何附属设备（例 如，槽、混合室等）和/或包含来自实际的水生环境和/或送往实际的水生环境的水112的 水生环境维护系统（例如，过滤系统、再循环系统、给水系统、补水系统等）。
[0031] 配给系统100包括配给器120,所述配给器包括适于接收容纳添加剂104的添加 剂容器128的接收器124。在这个实例中，容器128可移除地与接收器124接合。在一个 实例中，容器128可为预包装的添加剂容器（诸如用户从合适来源购买的添加剂容器）或 用户将她/他自己的添加剂添加到其中的用户填装容器。在任一情况下，识别关于添加剂 104和在配给器120中的添加剂的存在的信息132是由配给系统100以多种方式中的任何 方式来自动地获知或发现，所述方式中的许多方式在本文中详细说明。利用这种关于添加 剂104的智能性，配给系统100可以做出适当决策和/或采取适当行动，如下文将描述。
[0032] 为了促进这样的智能性，添加剂容器128包括添加剂识别设备136,并且配给器 120包括对应添加剂存在性检测设备140,所述添加剂存在性检测设备140与在添加剂容器 上或邻近添加剂容器的添加剂识别设备对接，以便实现必要的智能性。如本文和随附权利 要求书中使用的术语"对接"及其言语和复数的不同形式表示添加剂识别设备136专门设 计用于添加剂存在性检测设备140,并且被设计成使得添加剂识别设备用识别添加剂容器 128和/或其内容或至配给系统100的配给器120和/或另一部分的预期内容的信息进行 编码。就其最简形式而言，这种信息编码可仅通过添加剂容器128 (其中容器的独特形状提 供添加剂识别设备136)和配给器120 (其中配给器的一部分的匹配配合形状提供添加剂存 在性检测设备140)之间共形匹配配合和/或容器上的物理结构（即，添加剂识别设备）和 配给器120上的物理结构（即，添加剂存在性检测设备）之间的键合配合完成。就更复杂 的形式而言，这种信息编码可为对信息的编码，使得信息能够通过合适的读取器（即，添加 剂存在性检测设备140)电子地（例如，在固态存储器中）、磁性地（例如，在磁性介质中）、 光学地（例如，像条形码、矩阵码、文本等）或触觉地（例如，凸起特征图案、凹入特征图案、 凸起和凹入特征的组合的图案等）读取。在可读编码的上下文中，可读设备（即，添加剂识 别设备136)在这些实例中且分别地将是包含固态存储器（如无线射频识别（RFID)设备） 的设备、包含磁性介质（如磁条）的设备、包含光学可读信息（如印刷标签）的设备以及触 觉可读结构（诸如添加剂容器128中形成的、在容器形成后或形成时固定到容器的或以其 他方式（诸如通过键合系统）与容器相关联的附件上的一个或多个特征）等等。适于添加 剂存在性检测设备140的读取器实例包括但不限于：RFID读取器、磁性读取器、光学读取器 (例如，基于激光扫描器的、基于光电传感器的等等）以及触觉读取器（例如，基于开关阵列 的）。无论将哪种读取器用于添加剂存在性检测设备140,读取器都可以输出合适的读取器 信号144以用信号告知添加剂104的存在（或应该容纳添加剂的至少一个容器的存在）和 /或提供识别添加剂和/或确定添加剂的适当剂量可能需要的添加剂的各种属性的具体信 息。本领域的技术人员将容易地理解，添加剂识别设备136和添加剂存在性检测设备140 可以采取多种形式，尤其是就本文所提出的实例而言。
[0033] 在这个实例中，配给器120包括响应于配给信号152分配添加剂104的分配系统 148。分配系统148包括将添加剂104物理分配到水生环境104中的一个或多个分配机构 156和响应于配给信号152驱动一个或多个分配机构的一个或多个致动器160。每个分配 系统156可为许多分配机构中的任何一个，诸如但不限于，旋转机构（例如，分配贮槽类型 和螺旋钻型）、阀机构（旋转阀、闸阀、球阀等）、线性移动贮槽机构、磨削机构以及闸门机构 等等，以及它们任何组合。可用于分配系统148的分配机构类型基本不受限制，只要每个选 定分配机构适于具体类型的添加剂104即可。可以用于致动器160的示例性致动器包括但 不限于，旋转电机、气动致动器、液压致动器、压电致动器等等，以及它们任何组合，这些示 例性致动器具有或不具有连接传动系统（诸如减速类型传动系统）和/或任何连接机械联 动系统。本文描述适于用作分配系统148的分配系统的一些实施方案。然而，这些实施方 案不被视为限制性的，而是用于说明。如本文提供的具体实例示出，分配系统148的部件 (诸如分配机构156、致动器160及其部分）可定位和布置为配给器120或添加剂容器128 的部分或附属设备、或这两者。
[0034] 配给器120可任选地包括添加剂量感测系统164,所述添加剂数量感测系统164可 以感测和/或收集用于确定分配操作期间容纳在添加剂容器128中的添加剂104的量和/ 或从分配系统148分配的添加剂的量的信息。适于用作添加剂量感测系统164的感测系统 的实例包括配重系统（例如，基于测力传感器的配重系统）、光学系统（水平感测、流量感 测）、体积系统、流量计、以及液面指示器（例如，基于浮子的液面指示器、基于声波传感器 的的液面指示器、基于电容传感器的液面指示器等）等等。可用于添加剂量感测系统164 的系统类型基本不受限制。下文结合图8描