发明创造名称：一种室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存系统和方法
外观设计名称：
决定号：192102
决定日：2019-10-10
委内编号：1F265937
优先权日：
申请（专利）号：201710467230.2
申请日：2017-06-20
复审请求人：中国水利水电科学研究院 环境保护部环境规划院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：关元
合议组组长：刘畅
参审员：王蕊娜
国际分类号：G01N1/20,G01N5/04,G01N35/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果一项发明专利请求保护的技术方案与最接近的对比文件之间存在区别技术特征，但该区别技术特征既没有被其他对比文件所公开，也没有证据或充分理由证明该区别技术特征属于本领域中的公知常识，则仅凭当前证据不足以影响该技术方案的创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710467230.2，名称为“一种室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存系统和方法”的发明专利申请（下称本申请），其申请日为2017年06月20日，申请公布日为2017年08月25日，申请人为中国水利水电科学研究院，共同申请人为环境保护部环境规划院。
国家知识产权局专利实质审查部门依法对本申请进行了实质审查，并于2018年08月16日以本申请的权利要求1-5不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为理由作出驳回决定，驳回决定所依据的文本为2018年07月19日提交的权利要求第1-5项，以及申请日2017年06月20日提交的说明书第1-58段、附图1-6、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存系统，其特征在于，包括：取样子系统、测量子系统、样品存储子系统、控制子系统、清理子系统；所述的取样子系统包括：多个环绕在根据取水状况而间歇转动的环形取样履带周围的取样桶，所述的取样桶通过自动解锁机构与环形取样履带连接；所述的取样子系统还设有与土槽径流出水口管道连接的取样口，所述的取样口对准一个取样桶的上口并设有初测水位计，所述的初测水位计与控制子系统电连接，所述的控制子系统与带动环形取样履带运行的电机连接，所述的控制子系统中设有计算雨水充盈一个取样桶时间的计时器和一场降雨充盈取样桶次数的计次器；所述的样品存储子系统为设有蛇形轨道的样品存储区，所述的蛇形轨道起点设在一个取样桶的停止位上，所述的蛇形轨道起点设有环形存储履带，所述的测量子系统包括：环形取样履带下落机构和设置在环形取样履带一侧的轨道，所述的轨道上设有复测水位计、超声波振动器和称重传感器，所述的取样桶上设有二维码，所述的控制子系统中设有二维码读取器，所述的取样桶为上部为倒圆台，下部为圆柱形，底部设有活门，圆柱部分至少设有两个卡固环。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的取样桶的圆台部分设有与轨道相配合的凹弧形卡固槽。
3. 根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述的清理子系统包括：设置在一个取样桶停止位上的可开合震动环和自动冲洗器。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的自动清洗器包括：与供水管道连接的冲洗泵管，所述的冲洗泵与能够自动伸缩的喷头连接。
5. 一种使用权利要求4所述系统的室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存方法，其特征在于，所述的方法的步骤如下：
启动自动控制子系统的步骤：开启人工降雨时，同时开启自动控制子系统；
取样的步骤：土槽产生径流时，径流经过取样口流入第一个取样桶，初测水位计以至少50次/秒的频率计量取样桶中的水位，控制子系统开始记录出水口产流时间计时，当取样桶中的水位达到设定值时，控制子系统停止计时并驱动环形取样履带转动，使下一个取样桶进入取样口下方，进入下一轮取样，如此循环往复，控制子系统不断的记录取样桶的取样次数和出水口产流时间，作为计量径流量、含沙量的依据；
精确计量的步骤：取样桶取水后，在下一个停止位进行精确测定：首先控制子系统的二维码读取器读取取样桶上带有该取样桶重量的二维码，同时环形取样履带整体下降，使取样桶落在轨道上，轨道上的超声波振动器对取样水进行超声波震动，以排除水中的空气，并粉碎水样中可能存在的大块泥土，震动之后，复测水位计测定取样桶内水深；称重传感器对取样桶称重，去除取样桶重量后得到精确的取样重量；
选择存储水样的步骤：对经过精确计量后的取样桶，根据观测需求依据设定间隔或者随机抽取取样桶送入存储器存储；
清洗的步骤：没有被选中存储的取样桶沿环形取样履带进入清洗区，打开取样桶底部活门，放出取样桶中的水和泥沙，可开合震动环夹住取样桶并震动，开启冲洗泵，喷头伸出对取样桶进行清洗，清洗后取样桶随环形取样履带继续前行，准备下一次取样；
实验结束的步骤：关闭人工降雨后，控制子系统收到降雨停止的信号，控制子系统根据径流状况适时停止运行，进入待机，如果继续进行实验则再次进入工作状态，如果停止实验则进入关闭状态。”
驳回决定中共使用了如下1篇对比文件进行评述：
对比文件1：申请公布号为CN103744131A的中国发明专利申请，申请公布日为2014年04月23日。
驳回决定中认为，对比文件1中的承接雨水器1及其下部的计量室11、采样检测室12及其中的采样转盘、记录仪15、采用工业控制计算机分别相当于权利要求1中的取样子系统、样品存储子系统、测量子系统、控制子系统。权利要求1与对比文件1相比，其区别在于：1）本申请是用于室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存系统，取样口与土槽径流出水口管道相连，而不是与降雨的接水口连接用于降雨中泥沙杂质等的检测。2）取样桶设置在转动的环形取样履带周围，取样桶通过自动解锁机构与环形取样履带连接；样品存储区的轨道为蛇形，轨道起点设有环形存储履带。所述的取样桶为上部为倒圆台，下部为圆柱形，底部设有活门，圆柱部分至少设有两个卡固环。即给出了另一种取样桶的传送方式。3）还包括清理子系统和计算雨水充盈一个取样桶时间的计时器；驱动机构为电机。4）所述的测量子系统包括：环形取样履带下落机构和设置在环形取样履带一侧的轨道，所述的轨道上设有复测水位计、超声波振动器和称重传感器，所述的取样桶上设有二维码，所述的控制子系统中设有二维码读取器。然而上述区别都是本领域惯用的技术手段，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4的附加技术特征均属于本领域的公知常识，因此同样不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求5与权利要求1的区别为：1）本申请是针对径流泥沙的检测；对应于未公开部件的执行步骤也未公开，如二维码的精确计量步骤以及取样传送和清洗步骤；2）具体的实验细节。然而，上述区别都是本领域惯用的技术手段，因此权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人中国水利水电科学研究院、环境保护部环境规划院(下称复审请求人)不服上述驳回决定，于2018年11月14日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了权利要求书的全文修改替换页。
修改后的权利要求为：
“1. 一种室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存系统，其特征在于，包括：取样子系统、测量子系统、样品存储子系统、控制子系统、清理子系统；所述的取样子系统包括：多个环绕在根据取水状况而间歇转动的环形取样履带周围的取样桶，所述的取样桶通过自动解锁机构与环形取样履带连接；所述的取样子系统还设有与土槽径流出水口管道连接的取样口，所述的取样口对准一个取样桶的上口并设有初测水位计，所述的初测水位计与控制子系统电连接，所述的控制子系统与带动环形取样履带运行的电机连接，所述的控制子系统中设有计算雨水充盈一个取样桶时间的计时器和一场降雨充盈取样桶次数的计次器；所述的样品存储子系统为设有蛇形轨道的样品存储区，所述的蛇形轨道起点设在一个取样桶的停止位上，所述的蛇形轨道起点设有环形存储履带，所述的测量子系统包括：环形取样履带下落机构和设置在环形取样履带一侧的轨道，所述的轨道上设有复测水位计、超声波振动器和称重传感器，所述的取样桶上设有二维码，所述的控制子系统中设有二维码读取器，所述的取样桶为上部为倒圆台，下部为圆柱形，底部设有活门，圆柱部分至少设有两个卡固环；控制子系统记录降雨开始时间t1、降雨强度i、降雨量p，监测小区出水口出流时间t2，取样桶接取水样开始时间t3、结束时间t4，记录复测水位计测定的取样桶内水深h1，记录取样桶 水样重量m总，记录取样桶重量m桶，根据公式计算清水量、泥沙量、含沙量。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的取样桶的圆台部分设有与轨道相配合的凹弧形卡固槽。
3. 根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述的清理子系统包括：设置在一个取样桶停止位上的可开合震动环和自动冲洗器。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的自动清洗器包括：与供水管道连接的冲洗泵管，所述的冲洗泵与能够自动伸缩的喷头连接。
5. 一种使用权利要求4所述系统的室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存方法，其特征在于，所述的方法的步骤如下：
启动自动控制子系统的步骤：开启人工降雨时，同时开启自动控制子系统；
取样的步骤：土槽产生径流时，径流经过取样口流入第一个取样桶，初测水位计以至少50次/秒的频率计量取样桶中的水位，控制子系统开始记录出水口产流时间计时，当取样桶中的水位达到设定值时，控制子系统停止计时并驱动环形取样履带转动，使下一个取样桶进入取样口下方，进入下一轮取样，如此循环往复，控制子系统不断的记录取样桶的取样次数和出水口产流时间，作为计量径流量、含沙量的依据；
精确计量的步骤：取样桶取水后，在下一个停止位进行精确测定：首先控制子系统的二维码 读取器读取取样桶上带有该取样桶重量的二维码，同时环形取样履带整体下降，使取样桶落在轨道上，轨道上的超声波振动器对取样水进行超声波震动，以排除水中的空气，并粉碎水样中可能存在的大块泥土，震动之后，复测水位计测定取样桶内水深；称重传感器对取样桶称重，去除取样桶重量后得到精确的取样重量；取样桶中水和泥沙重量的计算公式：
根据取样桶内水深h1计算取得的水和泥沙样总体积：
h1≤h2时：V总＝3.14×h2×(D2/2)2
h1＞h2时：V总＝3.14×h2×(D2/2)2 1/3π(h1－h2)((D1)2 (D2)2 D1×D2)/4
根据取样桶 水样质量m总和m桶计算取得的水和泥沙样总质量m样：
m样＝m总－m桶
根据公式计算含沙量：
S沙＝γ沙/V总×(m样－γ水×V总)/(γ沙－γ水)
其中：S沙为含沙量，γ沙为取样桶中的泥沙总体积，γ沙和γ水分别为泥沙和水的容重；
选择存储水样的步骤：对经过精确计量后的取样桶，根据观测需求依据设定间隔或者随机抽取取样桶送入存储器存储；
清洗的步骤：没有被选中存储的取样桶沿环形取样履带进入清洗区，打开取样桶底部活门，放出取样桶中的水和泥沙，可开合震动环夹住取样桶并震动，开启冲洗泵，喷头伸出对取样桶进行清洗，清洗后取样桶随环形取样履带继续前行，准备下一次取样；
实验结束的步骤：关闭人工降雨后，控制子系统收到降雨停止的信号，控制子系统根据径流状况适时停止运行，进入待机，如果继续进行实验则再次进入工作状态，如果停止实验则进入关闭状态。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月26日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，降水检测领域中，固体泥沙、水中化学成分的检测都是十分常见常规的，而且雨水和径流的采样检测装置也常互换使用，且由于固体杂质的计算独立于采样检测部分，在采样检测部分都是截取样品测量基本参数，这部分是十分通用的，二者在规模和取样数量上的差别不构成二者不能互换使用的本质区别。在具体的实验过程中，为了对径流中固体泥沙进行检测，通过质量体积的换算获得是十分常规的方法，该系统各部分也是独立地实现相应的功能，采样、检测、计时、存储等，没有导致其基本测量方法有其他的显著改进，只是执行了公知的液体中固体杂质含量的检测，测量了基本的参数，在其测量原理和目的明确的情况下，这些部件模块的选择都是常规的。因此权利要求1仍不具备专利法第22条第3款规定的创造性，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
本案合议组于2019年07月03日向复审请求人发出复审通知书，指出本专利权利要求5不清楚，不符合专利法第26条第4款的规定。
针对复审通知书，复审请求人于2019年07月25日提交了意见陈述书，并于2019年08月14日再次提交了意见陈述书以及权利要求书的替换页，将权利要求5删除。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年08月14日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，修改符合专利法第33条的规定。因此本复审决定所针对的文本是：复审请求人于2019年08月14日提交的权利要求第1-4项，以及申请日2017年06月20日提交的说明书第1-58段、附图1-6、说明书摘要及摘要附图。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
本申请权利要求1请求保护一种室内土槽试验径流泥沙连续取样测量保存系统，而对比文件1公开了一种在线监测降雨水质的雨量计，并具体公开了（参见对比文件1第0032-0043段）由储存室（10）、计量室（11）和采样检测室（12）组成，储存室（10）、计量室（11）和采样检测室（12）通过传送装置（7）相连接，计量室（11）的一侧设置采样检测室（12），计量室（11）的另一侧设置储存室（10）。计量室（11）的顶部外安设承接雨水器（1），承接雨水器（1）的上端部的承接端口在计量室（11）外承接雨水，承接雨水器（1）的下端部的引水管插入计量室（11）的外壁进入计量室（11）内，计量室（11）的上部安设计量翻斗（2）。承接雨水器（1）的引水管把接收的雨水引入计量翻斗（2）内，雨水的积水量达到设计要求，计量翻斗（2）失去平衡翻转倾倒，计量翻斗（2）内的雨水倾倒到聚集雨水漏斗（3）内，倾倒完雨水的计量翻斗（2）复位，计量翻斗（2）与记录仪（15）相连接，记录仪（15）记录计量翻斗（2）翻转倾倒到聚集雨水漏斗（3）的数据信息。聚集雨水漏斗（3）整体呈Y形漏斗状，聚集雨水漏斗（3）上部的承接口聚集接收计量翻斗（2）倾倒的雨水，聚集雨水漏斗（3）下部引流管的端口对准传送装置（7）上待装区（16）的待装雨水采样瓶（8）的瓶口，聚集雨水漏斗（3）的引流管把计量翻斗（2）翻转倾倒的雨水装入待装雨水的采样瓶（8）内。在传送装置（7）待装区（16）的下部设置压力传感器（14），待装雨水的采样瓶（8）内装入的雨水量达到设计要求，压力传感器（14）获得待装雨水的采样瓶（8）内雨水量的数据信息，压力传感器（14）通过线路与驱动机构（13）相连接，待装区（16）待装雨水的采样瓶（8）装满雨水后，驱动机构（13）驱动传送装置（7）把装满雨水的采样瓶（8）移出待装区（16），输送到计量室（11）一侧的采样检测室（12），压力传感器（14）通过线路与记录仪（15）相连接，把移出待装区（16）的装满雨水的采样瓶（8）移送到采样检测室（12）。采样检测室（12）内设置采样转盘支撑架（18），采样转盘支撑架（18）上安设采样转盘（17），采样转盘（17）与传送装置（7）相对连接，采样转盘（17）上放置装满雨水的采样瓶（8），传送装置（7）把装满雨水的采样瓶（8）从待装区（16）移出，沿着传送装置（7）输送到采样检测室（12）内的采样转盘（17）上，采样转盘（17）转动，装满雨水的采样瓶（8）旋转到采样区（19），把装满雨水的采样瓶（8）的瓶口对准取样器（9），采样检测室（12）上部安设取样器（9），取样器（9）通过线路与记录仪（15）相连接，取样器（9）的取样端头插入装满雨水的采样瓶（8），取样器（9）从装满雨水的采样瓶（8）中取样实施检测，取样后采样转盘（17）转动，取样后的采样瓶（8）移出采样区（19）。计量室（11）另一侧的储存室（10）存储待用采样瓶（8），储存室（10）内设置转盘支撑架（5），转盘支撑架（5）上安设转盘（4），转盘（4）与传送装置（7）相对接，转盘（4）上放置待用采样瓶（8），待装区（16）移走装满雨水的采样瓶（8），储存室（10）就补充待用采样瓶（8）。
对比文件1虽然公开了由传送带和放置在其上的大量采样瓶所构成的类似于本申请的取样履带和取样桶的取样子系统，但对比文件1与本申请在技术领域上就存在差别。对比文件1是监测降雨水质的雨量计，其采集的样品是未落到地面上的雨水，检测的物质是已经存在于雨水中的溶解性气体、悬浮物和溶解性固体，检测手段更多的是化学检测。而本申请是应用于室内土槽试验径流泥沙测量，采集的样品是人工降雨后从倾斜土槽上形成的径流水，其中携带了大量的泥沙。为了计算清水量、泥沙量、含沙量等而采用了特定的测量子系统，包括履带下落机构和轨道、复测水位计、超声波振动器和称重传感器等，与对比文件1中为测量雨水中溶解物的测量装置完全不同。对比文件1虽然也包括压力传感器，但其是用于取样时判断采样瓶是否装满，而不是用于样品的测量。由此可知，对比文件1至少未公开权利要求1中的测量子系统，而由于对比文件1与本申请的技术领域存在一定差别，所测量样品完全不同，实际上在直接的降雨中肯定不会掺杂大量泥沙，使得本领域技术人员不会有动机在对比文件1的监测降雨水质的雨量计的基础上设置用于测量泥沙量的测量装置。并且，依据目前的证据，也不能认为权利要求1中的测量子系统的具体结构为本领域的公知常识。
因此，权利要求1具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定，进而使得权利要求2-4同样具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年08月16日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在复审请求人于2019年08月14日提交的权利要求1-4的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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