CN101203751B - 测量仪器 - Google Patents
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Abstract
一种用于测量液体中的污染物如水中油的测量仪器，所述测量仪器包括主单元(1)和传感器单元(5)，上述主单元(1)设置在第一外壳中，而上述传感器单元(5)设置在第二外壳中。外壳用电绝缘材料制造，所述外壳和相关的电连接部分(4)贴着气体和液体的通道密封。传感器单元(5)具有连接部分(6和7)，所述连接部分(6和7)连接到待检查测量的液体于其中流动的管道系统上。在传感器单元(5)中还设置传感器机构用于发射测量信号。传感器单元(5)及其电子装置与主单元(1)中的导电元件没有电连接，测量信号在上述主单元(1)和传感器单元(5)二者之间的传输通过光学能量传递、电容或电感传输进行。各外壳具有用于测量信号传输的孔，所述孔用不导电的箔材闭合，当主单元(1)和传感器单元(5)安装在一起时，上述箔材相互贴紧，以保护它们免受外部损伤。
Description
技术领域
本发明涉及用于测量液体中污染物如水中油的测量仪器，所述测量仪器包括主单元和传感器单元，上述主单元设置在第一外壳或机盒中并具有电力连接部分，而上述传感器单元设置在第二外壳或机盒中，该第二外壳或机盒具有到待测量液体的管道系统的连接部分及用于发射测量信号的传感器机构。
背景技术
在抽吸船中舱底废水时，如果允许把水抽向船外，有一些涉及舱底废水可能含有的污染物(主要是油)的最大量的严格限制。本发明涉及一种测量仪器，所述测量仪器用于连续监测这种水中污染物的浓度，并且如果浓度变得太高则发出报警信号并中断抽吸。
用于上述目的和通过引言所提及类型的设备和仪器以前在该技术中已知。在这些测量仪器中，利用主单元和传感器单元之间的电缆通信。这种电缆通信一方面用它运行时所必需的电力馈送给传感器单元，而且还将来自传感器单元的测量信号反馈到主单元，在所述主单元上进行信号处理，并在显示装置上表示测量值。
如果拆卸传感器单元例如用于校准、清洗或一般维修，则自然必须切断传感器单元和主单元之间的电缆通信。因为按照本发明所述的测量仪器是在极脏的海洋环境中使用，所以有一主要危险是当打开电缆通信时，水可能渗透到主单元和传感器单元二者中。此外，自然还有相当大的异脏上述接触表面的危险。因为通过电缆通信传输的电流很微小，所以在接触表面上即使有很轻微的污物含量也会造成主要问题。结果，在不用经过良好培训的维修人员的情况下，事先不能进行传感器单元的更换和校准。
事实是在主单元和传感器单元之间有电通信要求传感器单元中的电子装置有一电位，所述电位由主单元中的电位决定，并且不必与传感器单元的外壳中或穿过传感器单元的液体通道中的电位相对应。这可以导致具有伴随腐蚀问题的电流。
问题结构
本发明为它的目的必须设计引言所提及的测量仪器，以便减少现有技术工艺中所固有的缺点。因此，本发明为它的目的必需如此设计测量仪器，以便显著方便校准、拆卸、清洗和其它维护。另外，本发明为它的目的必需如此设计测量仪器，以便清除包括弄脏、漏泄和腐蚀等问题。
解决方案
如果作为引言所提出的测量仪器其特征在于：第一和第二外壳或机盒二者具有用于在它们之间进行电感或电容式能量传递的相互协同工作的装置；及第二外壳或机盒固定在第一外壳或机盒上，或者相反，则达到构成本发明基础的目的。
附图简介
现在将参照附图，在下面更详细说明本发明。在附图中：
图1是按照本发明所述的测量仪器处于安装好的状态时的前视图；
图2示出测量仪器中所包括的主单元，为了示出内部元件，将所述主单元部分切去；
图3是穿过在按照本发明所述的测量仪器中所包括的传感器单元的垂直剖视图；
图4是主单元外壳的垂直侧视图；和
图5是沿着图4中的剖面线A-A所取的穿过主单元外壳的剖视图。
优选实施例说明
从图1显而易见，按照本发明所述的测量仪器具有一主单元1，所述主单元1装有显示器2和用于操纵测量仪器的按钮组成阵列3。因此，主单元也可以看成是操纵装置或显示装置。
主单元1具有用于供电的电连接部分4，所述电连接部分4为测量仪器工作所必需。或许，也可能提供了用于与数据系统进行数据通信的连接部分。另外，各连接部分自然也包括与警告或报警系统或者流动信号的连接，上述流动信号反映污染物的浓度。
因为本发明的主题原则上是在极脏的潮湿环境，通常是在船上的容器中应用，所以很显然，电连接部分4也包括用于保护性接地(接地)的连接。这意味着在主单元内部的电子装置将有一电位，所述电位由保护性接地决定。
在所示的实施例中，装入主单元的外壳或机盒用电绝缘材料制造，优选的是用塑料制造。外壳或机盒还贴着气体和液体二者的通道密封。这也适用于电连接部分4。
从图1中另外显而易见，按照本发明所述的测量仪器有一传感器单元5，所述传感器单元5装有与管道系统的连接部分6和7，待监测和检查测量的液体在上述管道系统中流动。从图1另外显而易见，传感器单元5在其上侧有一插塞8，所述插塞8与传感器单元5有一气密密封式连接，并且当把插塞8取下时，它使得可以触及测量元件，所述测量元件设置在传感器单元内部。因此，当需要时，能用取下插塞的简单方式清洗测量元件除去任何可能的污染物。
传感器单元5具有一外壳或机盒9，所述外壳或机盒9用金属生产。通过与外壳9的液体连接部分6和7，外壳9有与流过传感器单元的液体相同的电位。传感器单元的外壳9用金属生产的事实还要求能为设置在传感器单元5内部的电子装置完全筛除外部击穿。
从图1显而易见，传感器单元5是用螺栓10，11固定在主单元1上。这些螺栓10和11与主单元1的外壳或机盒内部的电子装置及其它导电元件没有任何电通信。结果，传感器单元5与设置在主单元内部的电子装置电绝缘。因此，传感器单元5及其电子装置与主单元1中的导电元件没有电通信。
按照本发明，主单元1的外壳和传感器单元5二者没有用于在它们之间非电传输电力的机构。另外，提供了一种用于传输测量信号的装置，所述装置与上述主单元1和传感器单元5二者也没有电通信。因此，实际上，信号传输是通过光学传递进行。
在优选实施例中，用于在主单元1和传感器单元5之间非电能传输的装置包括一变压器，所述变压器具有芯的第一部分12和芯的第二部分14，上述芯的第一部分12装有设置在主单元1中的初级绕组13，而上述芯的第二部分14装有设置在传感器单元5中的次级绕组15。在这个实施例中，能量传递因此是电感性的。然而，一些实施例它们能量传递用电容式亦即借助于电容器进行也是可接受的。由于这个原因，重要的特点是在主单元1和传感器单元5之间完全没有导电通信的情况下进行。
从图2和3一起显而易见，上述变压器具有芯，所述芯具有第一部分12和第二部分14，上述第一部分12包括在主单元1中的初级绕组13，而上述第二部分14包括在传感器单元5中的次级绕组15。芯的每个部分都取E的形状。
从图2中显而易见，芯的第一部分12具有若干磁极16，所述磁极16伸入到孔中，孔设置在主单元的外壁17的壁中。磁极16具有平面端表面即磁极表面，所述磁极表面保持与主单元1的外壳17的外侧18齐平。设置在外壳17中的孔用不导电的材料优选的塑料制成的箔材或薄层闭合。在图2中，该箔材用标号19表示。箔材19优选的是自粘式的，并用这种方式贴着外壳17的外侧密封，以使密封不漏气和不漏液体。另外，各磁极16的极表面紧靠在箔材19的内侧上，并借助于箔材的胶粘剂固定式紧固，上述箔材的胶粘剂还密封式把箔材固定在外壳的外侧上。外壳17的外侧在箔材19的周围的区域优选的是平面。
从图2还显而易见，外壳17在它面向传感器单元5的侧面有螺母20和21，所述螺母20和21用于容纳上述那些螺栓10和11，利用螺栓10和11把传感器单元固定在主单元上。从图2显而易见，这里螺母20和21埋置在制造外壳17的塑料中。因此，它们不能从外壳17的内部接近。
与主单元1相似，传感器单元5在变压器芯的第二部分14上有若干磁极22，所述磁极22与上述磁极16完全类似设置。另外，传感器单元5的外壳9与用于主单元1的外壳类似，有若干孔，上述磁极22伸入这些孔中。另外与主单元1类似，在外壳19中有孔的那个区域用箔材23或者不导电材料制成的薄片形材料覆盖并密封。
图2和3分别用标号24和25示出用于光学传递在传感器单元5中得到的测量信号的机构。为了能进行光学传递，箔材19和23二者分别有与传递机构24和25对齐的透明窗口。其它类型的传递如通过无线电、电容式或电感式，例如通过把信号叠加在变压器上也是可行的，上述变压器向传感器供给能量。
如图1所示，当传感器单元5用螺栓固定在主单元1上时，箔材19和23二者彼此相对夹紧，由于这个原因，完全保护它们以防弄脏或机械作用。此外，由于传感器单元5和主单元1之间预拉伸的结果，两个芯12和14之间磁场的传递在极轻微损失的情况下进行，因为两个箔材彼此压紧。另外，悬挂磁芯的两个部分12和14可以有一定的预拉伸，因此达到进一步安全性防止磁场损失。
从图4和5在一起显而易见，主单元1的外壳17有两个孔26和一个较大的孔27，上述两个孔26用于光学信号传递，而上述较大的孔27用于磁芯的第一部分12。
用于磁芯的较大孔27在相对的边缘(在图5中翻转)处有若干凹槽28，所述凹槽28用来如此给磁极16导向，以便它们用这种方式精确定位，以使在主单元1和传感器单元5上的各磁极精确地相互齐平定心。
用于传感器单元5的外壳9也有相应的设计，具有若干孔，所述孔一方面用于变压器磁芯的第二部分14，而另一方面用于光学信号传递。
在不脱离所附权利要求书的范围情况下，本发明可以进一步修改。
Claims (8)
1.一种测量仪器，所述测量仪器用于测量液体中的污染物，该测量仪器包括主单元(1)，上述主单元(1)设置在第一外壳(17)中，该主单元(1)有用于电力的连接部分(4)，以及传感器单元(5)，上述传感器单元(5)设置在第二外壳(9)中，第二外壳或机盒有到用于待测量液体的管道系统的连接部分(6，7)，以及用于发射测量信号的传感器机构，其特征在于：第一和第二外壳具有用于在它们之间进行电感式或电容式能量传输的装置(12，14；13，15)；及第二外壳(9)固定在第一外壳(17)上，其中电感式能量传输的装置包括一变压器，所述变压器具有芯的第一部分(12)和芯的第二部分(14)，上述芯的第一部分(12)装有设置在主单元(1)中的初级绕组(13)，而上述芯的第二部分(14)装有设置在传感器单元(5)中的次级绕组(15)。
2.如权利要求1所述的测量仪器，其特征在于：第一外壳(17)和第二外壳(9)具有用于能量传输的相互对应的孔(27)；及各孔被电绝缘材料制成的箔材(19，23)或薄层以不漏气和不漏液体的型式闭合。
3.如权利要求2所述的测量仪器，其特征在于，当传感器单元(5)安装在主单元(1)上，箔材(19，23)或薄层用它们的外侧相互贴紧。
4.如权利要求3所述的测量仪器，其特征在于：箔材(19，23)或薄层敷贴于其上的外壳(17，9)的表面是平面的；当传感器单元(5)安装在主单元(1)上，箔材或薄层相互压紧，因而箔材或薄层不可触及，并受保护免受外部损伤和弄脏。
5.如权利要求2-4其中之一所述的测量仪器，其特征在于：芯的第一部分(12)和第二部分(14)分别具有若干磁极(16，22)，所述磁极(16，22)具有磁极表面；磁极伸入第一和第二外壳(17，9)的壁上的孔(27)中，以便贴着箔材(19，23)的内部或薄层的内部与磁极表面贴合。
6.如权利要求5所述的测量仪器，其特征在于，箔材(19，23)或薄层在它们的内侧上具有胶粘剂，所述胶粘剂用于磁极(16，22)的位置固定。
7.如权利要求2-4中之一所述的测量仪器，其特征在于：箔材(19，23)或薄层具有透明部分；及设置了把测量信号光学传递到主单元(1)上的机构(24，25)。
8.如权利要求1-4中之一所述的测量仪器，其特征在于：污染物为水中的油。
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