溢流器的原理

作者 MaxwellsEQ (馬克士威爾方程式) 看板 Aquarium 標題 Re: [問題] 黃金蜆淨化水質？水草淨化水質？ (溢流器的設計) 時間 Wed Nov 26 20:48:29 2008───────────────────────────────────────
※ 引述《motogi (雞)》之銘言：: 最近要去當兵了，魚寶寶們要託給家人照顧: 但是家人沒有耐心一個禮拜換兩次水，所以想請問版上的大大們: 有什麼東西可以淨化水質，能延緩水質惡化: 目前有這兩種目標: 想請問黃金蜆有人用過嗎？真的如他所說的？: 還有種些陰性草活的了嗎？對水質有幫助？: http://tw.myblog.yahoo.com/jw!9aecQ0WVBEdyUhLlWXdjnKsmYe0-/: 缸的環境：養在陽台的五呎缸(太陽不會直射)，鋪黑膽石、有打氣、水溫28度: 魚：四隻30cm恐龍、25cm紅豬、29cm紅銀版、57cm尼羅河魔鬼、19cm皇冠狗頭: 二隻9cm血鸚鵡: 懇請大大們賜教了！: 謝謝！
回應：
如果是怕麻煩家人換水,建議原PO可以裝個溢流器,
什麼是溢流器呢?就是當水位超過你設定的高度時,這種東西會自動把多餘
的水排開,所以一般換水的程序原本分為兩大步驟,先用虹吸管吸水,再倒入
新的水,使用溢流器後,換水就只是單純的加水了,因為多餘的水會自動流出來.
我在台南讀書,我的魚缸放在高雄家中,我自己裝了一款簡單的溢流器,
多餘的水用5800cc那種大寶特瓶收集,我家的人只要每天幫我倒一個寶特瓶的水進去,
大約4天才需要把收集的廢水拿去倒,免去了最麻煩的吸水步驟,我媽每天幫我倒水
也很方便.
至於這種東西,一般是用在系統缸上,我問過許多店的的老闆,他們的溢流器都是必須
在玻璃上挖洞,就像家裡的臉盆上一樣,這種洞也是溢流器的一種,但也非常不方便.
那有沒有不必挖洞就能溢流的設備呢?
有的,但是都必須自己親手做,一般水族館沒有再賣,老爹孔雀魚網上的DIY版有很多
人的教學,有興趣的可以去參考參考.以下將本人觀察到的溢流器原理,做個簡單的
敘述:
(一)溢流方式的分類
首先溢流器大約分成兩型,觀察自己家裡的臉盆就能明白了,我們臉盆上有一個洞, (洗手台)水位一超過這個洞的高度,水就會被排到水管理,我把這型的叫做A式,一般水族館
用的就是這種方法,挖個洞,水位超過這個洞,自然就被排出.
另一種我稱之為B式,世界上的臉盆都有這三個洞,一個在底部負責排水,另一個洞
就是上一段說的,負責控制水位,那第三的洞呢?沒錯,就是臉盆的一整個盆口,我們洗
了一輩子的手,不管水開的再急再快,也沒看過水未能超過盆口的,因為多餘的水也會
從盆口排出,只是一般很少見到這種況狀就是了.
(二)實務上的做法
但是話說回來,我們還是無法在魚缸上搞上面這兩種東西阿!首先A式的挖玻璃,真的是
想太多,而且一個缸子只能挖一次,B式更是"太超過了",這根本不叫溢流器,只要懶的吸水,
水自己會滿出來....
所以我們不能在魚缸上動手腳,但是又非得動手腳不可,那怎麼辦呢?很簡單,
在魚缸旁邊弄一個容器,用連通管原理把這個容器跟魚缸連在一起,這樣這個容器
的"水位",會完全"複製"原缸水的水位,這樣一來只要把這個容器當成"魚缸的複製品",
我們"控制"容器的水位,自然會影響魚缸的水位(因為有連通管連接),理論如下所示:
我們可以整理得到下列的狀況:
1.若魚缸的水位高於容器的水位:
因為連通管效應與壓力不平衡的緣故,魚缸裡多餘的水會透過連通管跑到外面的
容器裡.
2.若魚缸的水位等於容器的水位:
兩造的水因為壓力平衡,啥也不會流動.
3.若魚缸水位低於容器水位:
容器的水會跑到魚缸中.
其中狀況1.可以讓吾人設計溢流器,狀況3.可以讓吾人設計滴流器.
吾人在外接容器上敲敲打打,挖挖補補,也不會影響到魚缸的本身,因此A式可以
應用在這個容器上,我目前實作出來的溢流器,都是A式.下面是一個老爹的版友設計出來
的溢流器,分類上來說就是A式.
http://0rz.tw/b955v
好處是只要設計得宜,設定的水位高度可以任你調整,美觀大方又好用.另外要注意的是
外接容器可大可小,可以離地懸空,但是容器面一定要高過魚缸水面...不然就會變成B
式溢流器了.
B式就比較麻煩了,我目前還在構思階段,要做的話A式10分鐘就可以搞定了,
而且器材也相對便宜,我家的溢流器設計簡單陳述如下:
1.水由風管經連通管原理到外接容器
2.外接容器上弄個洞接風管讓水流走(洞的高度就是設定的水位高度)
3.水流到廢水桶
風管:10元 外掛容器:ikea購得,39元 風管吸盤:2個10元 接廢水桶:不要的拿來用.
更詳細的敘述勒?簡單敘述都落落長了,實際的圖,或是組裝步驟就改天再說吧!

回到原PO的問題,原PO的五呎缸設在戶外,就不必像我家客廳的魚缸一樣,多餘的水
還得弄個水桶來接,在陽台的魚缸直接排到排水口就好了...換水的工作只剩下加水,
我想應該會比較方便吧!
(當然還有更方便的,連加水都自動化,但還在構思階段...老爹上有蠻多人在玩的)
如果版友有更好的方法,也請通知我交流一下喔!

其實這個有點像控制理論中的觀測器...算了,再打下去應 該一堆人看不懂

溢流器實際製作

高度可調式的簡易溢流器
這次本人將實作A式溢流器，有關A式的定義可以見我之前的文章，一般也叫做溢流盒，但是這次的溢流器不但簡單，要調整水面高度也很容易，整體實作大約10分鐘解決，預算也在50元上下。
本人是很懶惰的，所以在DIY中能不鑽洞就不鑽洞，能避開矽力康或AB膠就避開，盡量只靠剪刀跟膠帶克服問題，這個溢流器也是，過程中完全不用到鑽子，而且材料在小北百貨等一般大賣場就能取得了。以下列出本次DIY會用到的材料：
(1) 美耐瓶 10元

注意事項：瓶身要柔軟，這樣才方便等一下用剪刀剪開，尖嘴頭處的大小跟風管大小
差不多，等一下才方便塞風管進去。(如下圖)

(2) 準備兩段風管 5元
注意事項：兩段長度最好長一點，事後可以再來修改

(3)風管吸盤一個
這是等一下要來把風管固定在水槽內的
(4)簡易夾一個 兩個40元

製作步驟：
(1) 首先不客氣地把灌底剪個洞。

挑柔軟的瓶身才能剪的方便

(2)把風管由尖嘴頭塞入，這個步驟是最麻煩的

上圖：因為風管太大，拿剪刀修剪一下尖嘴頭

上圖：總算一點一滴的擠進去了

(3)先不忙調風管長度，把罐子跟簡易夾黏在一起，當然懶惰的我隨便用膠帶綁一綁了事。

(4)接著把塞著風管的上蓋跟瓶身結合

(5)掛上水槽(我是拿戶外培育鹿角台的桶子)

注意：此時罐子裡風管口的高度，就是自訂的水面高度

(6)調整罐內風管的長度，也就是決定未來溢流面的高度，水位一旦超過這個高度，就會自己流出去。

(7)完全設定好
(8)拿出另一段風管，啟動連通管效應，先把這段風管充滿水，迅速的放置好，當然想用嘴巴吸也無所謂。

注意事項：這段風管越長越好，而且在美耐瓶那頭的出口一定要低於設定水面。

(9)連通管效應啟動，外接容器開始注水，一旦水面超過設定水位，開始把多餘的水由美耐瓶內的風管口排走。

好處：這個簡易溢流器的好處是不必用膠去補洞，因為我們風管是硬擠進美耐管瓶口的，所以很貼和，很密，不會漏水，如果洞口在大一點，就必須用止洩帶或是矽力康去補好了。
另外的好處在於水面的高度隨時可調，整體簡單又容易。

補充：放在客廳的溢流器，外接容器在ikea買的，本身底部就有洞，而且買來就能掛起來，方便，只是需要用矽力康把底部的縫補好。

數位影像處理(Digital Image Process, DIP)

上課日誌

97.2.19(二)

◎ Attitude → Altitude

態度 高度

◎ 交作業或報告時，引用者請註明被用者，被用者也要註明是誰有引用。

◎ 腦 ← Eye ← image 在腦中的成像機制與影像處理仍是謎。
Eyes：The windows of the soul.

◎ 影音≡Signal
聲音：1-Dimension signal
影像：2-D signal
Imformation ≡ 有意義的signal。

◎ A picture is wroth one thousand words.
一圖值千字。

◎ 影像處理包含
Image enhancement
transformation
restoration 回復
segmentation
encoding
reconstruction 重建
description
edge detection

◎ 業外補充
做事勿太苦，待人勿太枯。
Work hard but not too hard. Want nothing from others, but do not be indifferent.
菜根譚 明 萬歷 洪應明 字自誠

◎ Quiz#1
修這門課是值得的。
翻譯：It is wroth taking this course.

◎ Preview
Gradient, Laplacian, wave equation, diffusion equation

97.2.20(三)
◎ Attitude determines altitude.
態度 決定 高度 By台大校長李嗣涔

◎ 宇宙間的物理量，若數值函數以時間為軸描述之，則不太可能發生跳躍的情形，即一個時間不太可能有兩個狀態(State)，由狀態A至狀態B，必有中間轉換過程。
confer. 控制工程中之step response。

◎ image imagine imagination imaginary
image：象，相，像。若翻為「象」，則可指「意象」。

◎ Analog→Digital
人體的感官均為Analog。
耳 20~20kHz (時間軸的 frequency)(cycle/sec)
目 6cycle/deg (空間的 frequency)(cycle/degree) degree：視角。

◎ 書本 Visual Perception

◎ Pixel (像素) = Picture + element (圖像+元素)
Pixel也有波的性質：
強度：grey(=gray) level (灰階)
頻率：亮度(尚不確定)

◎ God does not play dice. 上帝不玩骰子。

◎ Activity
找盲點(blind spot)，在紙上畫如下兩個點。
■ ←相距8.3cm→ ★
閉左眼睜右眼看■，或閉右眼睜左眼看★，前後移動紙，直到右眼或左眼看不見圖案，即是盲點。

◎ 日誌同步發表於google文件
http://docs.google.com/Doc?id=dwms835_532kcb4s8s
縮短網址
http://0rz.tw/993HR (不一定有效，0為數字零)
或是blog
http://skyhank.blogspot.com

97.2.26(二)

◎ Attitude determines altitude.

◎ Concession is progression.退即是進。
Giving is gaining.與即是得。

◎ Life is art. DIP is also.
Life is short. Art is long.

◎ Grey level之特色：越大越亮。
由0～255 共256levels

◎ 人眼對於不同灰階值的邊界處，存在Mach Band現象。

◎ 講述time frequency與spatial frequency之觀念。
[EX] sinωt [ω]=rad/sec 為 time frequency
[A]=[B]=rad/m 為 spatial frequency

◎ Activity鬼影現象
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
眼睛注視上面的圖，會發現十字路口處產生黑影的錯覺。

◎ Quiz # 2
1.f(x , y)= ，求 f ( Gradient of f )
2. (x , y)= ，求 ( Laplacian of )
3.寫出 diffusion equation.

◎ 梯度( Gradient 之運算子)
≡

◎ Laplacian 之 operator (運算子)
≡ =

◎ Diffusion equation
空間的二次偏微和時間的一次微分之關係
or

◎ Wave equation
空間的二次偏微與時間的二次微分之關係

◎ analog system 之微分表示為
discrete system 之微分表示為何？
離散系統之一階微分有兩種方向：
在某一點N上
(1) forward ： ( 其中 常令為1 )
(2) backward ： ( 其中 常令為1 )

◎ 在DIP中，處理的影像皆為離散系統，而微分常用來做邊緣偵測(edge detection)。

◎ Haste makes waste.
Slow and stead wins the race.

◎ Know + edge = knowledge
知邊知界，則近道矣。

◎ Homework # 1
due 97.3.4(二)
用軟體繪出上課所教灰階方程式的image。

97.2.27(三)

◎ 人如一把劍，不快需自磨。
—易德坤

◎ 梯度(Gradient)之意義：
梯度之方向—純量場(scalar field)某點最大變化率的方向。
梯度之大小—純量場(scalar field)某點的最大變化率。

◎ 介紹離散時間系統的二次微分
↑y
´ ´ ´
G C E
´ ´ ´
B O A
´ ´ ´
F D H x→
若考量image上一點O之二次空間微分（令 與 均＝1）
(1)若只考量O周圍之四個點（上下左右），則

(2)若考量O點周圍之八個點（A ,B ,C ,D ,E ,F ,G ,H），則

◎ Mathematics is a kind of language with rigorous grammar and vigorous representation.
在研究科學上
r-type（rigorous-type）：quantitative （定量分析）
v-type（vigorous-type）：qualitative （定性說明）

97.3.4(二)

◎ 肺 大腸

脾 胃 氣經過每一個器官，約兩小時輪一次。
肝臟為晚上1：00～3：00。
心 小腸 熬夜傷肝

腎 膀胱

心包 三焦 [歌訣]：肺大胃脾心小，膀腎包三焦，膽肝來相照。

肝 膽

◎ 一些有趣的記法：
<壹>1馬力 = 746 瓦特
(一馬 騎 死 牛)
<貳>電容器公式
Q = V C
小蘋果 富含 維他命 C

◎ 1-D image 一次與二次微分的實例。

◎

0

影像之明顯化
之處即為image之邊界。
將原image減去 能使原來image的邊界處，其灰階值產生擾動，使得邊界處更能讓人眼辨識，此為影像由blur(模糊)→clear(明顯)之步驟。即：
為更明顯的image function。
⊕理論分析
[EX]：毛筆寫宣紙，假定影像方程 。
則
剛落筆時的clear image 後影像暈開的blurred image
現考慮 at 之Taylor開展：

欲反求 時之clear影像，另上式 ：
若模糊之因為擴散

◎ Homework#2
due 97.3.11(二)
找一張模糊的image，利用上課所教的影像清晰方法，將結果製成報告。

◎ Quiz #3 (1)繪 之簡圖
(2) 的Taylor展開。

97.3.11(二)

◎ If you want to thrive, you must get up at five.

◎ spine(脊椎) → keel(龍骨)
直挺 歪

有gap必生雜七雜八的東西。

Nature abhors vac uum. 自然憎恨真空。故
◎ 自然界兩大原則
(1) minimum energy principle.

(2) least time principle.

◎ Tongue twister (繞口令)
Of all the saws I ever saw, I never saw a saw saw like this saw saws.

◎ Twist the tongue (繞舌)
赤龍攪海：舌頭沿上下唇繫帶、臉頰，繞順逆十圈。如右上圖。

◎ 說明摺積(convolution)之意義。
◎ 2-D image 之convolution

蓋上

10 30 50 80 60 15 30 25 70 50 70 10 100 200 150 80 90 20 31 20 50 80

1 1 1 1 1 1 1 1 1

3 3 mask

10 30 50 30 A 70 100 200 150

◎ Time comes from the past, flashes through the present, and goes into the future.

◎ 業外補充
寧可遭人妒，不可惹人憐。

0 1 2 3 4 5

n

1

2

3

◎ Quiz #4

0 1 2 3 4 5

n

2

3

2

4

5

1

求 。