CN103348233A - 电流型传感器系统 - Google Patents

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Abstract

在此提供了一种测量水的至少一个参数的传感器系统，该传感器系统包括一个电子设备子系统并且包括电联接且机械联接到该电子设备子系统上的一个传感器壳体。该传感器壳体封闭了一个腔室，该腔室经由至少一个进口接收水并且经由至少一个出口释放水。至少一个传感器具有暴露于该腔室内的水中的至少一个电极。一个流量发生器致使水流过该腔室。该腔室内的多个物体响应于该水流动而移动并且磨蚀性地清洁该至少一个电极。优选的是，该传感器系统包括具有至少两个电极的一个氯传感器。该电子设备子系统在一个测量时间间隔期间在这两个电极之间施加第一差动电压并且随后在该测量时间间隔之后的一个时间间隔期间在这两个电极之间施加第二差动电压。

Description

电流型传感器系统
技术领域
本发明属于测试水化学的系统的领域并且更具体来说是属于电流型传感器的领域。
背景技术
电流型氯传感器被用于测量饮用水、废水、冷却塔中的余氯。一些较新的应用是测量海水中的总残余氧化剂（TRO）。近来的监管行动要求处理船上的压载水，以便将入侵物种灭活并防止它们排放到非原生水中。另一个新的应用是测量海水中高达500ppm的TRO，以用于反渗透脱盐系统中所使用的预处理微滤膜的生物污垢反冲洗。
本领域中水化学的在线测量遇到的一个常见问题是传感器系统中被污染的电极。当工作电极被覆盖有抑制电极过程的无机（盐，如碳酸钙）层或者有机（生物污垢）层时，可能使电极测量不可靠。
某些传感器的另一个问题是缺乏一种独立于流动的测量方法，该方法可以被设置于一个过程流中而没有变化的流速对传感器信号造成的不良影响。电流型传感器特别受到流速的显著影响。优选的是，传感器系统应对于范围从0英尺每秒至超过7英尺每秒的流速提供精确的测量，而传感器输出信号不发生明显变化。大多数传感器的另一个限制是缺乏将传感器直接插入一个过程流动管或配件中以便简单安装（如在饮用水配送系统中可能是必要的）的能力。
在线氯监测器的维护成本经常大大超出机组的成本。由于变化的电极表面、污染、电解质耗竭、膜污染或膜拉伸、压力变化或尖峰、流量变化以及pH变化，对于大多数（如果不是全部）可商购的传感器来说频繁的重新校准是必要的。
很多传感器系统都要求碘化物溶液或者缓冲剂的试剂供给，以便将pH降低至4.0。其他系统则依赖于流量或压力并且需要用排放装置进行排放的受控流动，以便为传感器提供一个恒定的流速。这个要求进一步使安装、维护以及后勤的需要复杂化。这导致过度的水损失或不必要的消耗。溶液的消耗和补充导致了更高的成本和维护要求。
很多传感器的极化造成在最初的2至24个小时内敏感度的丧失，从而需要进行重新校准。如果传感器被移除并更换，那么敏感度降低并且校准发生变化。
当具有暴露的电极的电流型系统与甚至低水平的氰尿酸（CYA）一起使用时，电极的极化通过抑制电子过程的CYA层而发生，从而致使该电极在不到一天的操作之后由于低的信号响应而不可用。
氧化还原电位（ORP）常被用于余量控制并提供杀菌剂功效的一种定性指示。用于ORP感测的这些探针经常遭受由有机物造成的敏感度降低，特别是当存在高水平的氰尿酸时。需要的是不具有此限制的一种ORP传感器。
绝大多数的商用电流型系统使用膜和电解质来控制在工作（测量）电极处发生的反应。这些系统的多个问题是众所周知的。膜发生拉伸且被油和有机物污染并且必须频繁地被更换。大多数这些系统的另一个问题是它们仅测量次氯酸——一个游离氯分数，而不是如DPD试剂盒所测量的游离氯。其结果是，与裸电极传感器相比，膜传感器的信号随着pH的变化而彻底变化。这得到了6.0pH至8.0pH的一个有限的操作范围。在超出8.0的pH的情况下，这些传感器产生非常小的信号，这可能产生大的误差。
电解质必须在持续基础上得到更换，通常每月一次。除了这些缺点外，膜传感器还受到流量和压力变化的影响，当任一者发生变化时都要求进行重新校准。
已知的传感器使用形成于基板上的一个可更换的薄膜传感器，该传感器具有多个电极和在用于氯的工作电极上的一个丝网印刷膜。该传感器具有大约6个月的非常短的寿命。
已知传感器的另一个问题是饮用水中的氯胺类的检测和/或干扰。氯胺（一氯胺）是用于处理饮用水的一种消毒剂。当氨被添加到氯中来处理饮用水时，最常形成氯胺。氯胺的典型目的是在水移动穿过管道到达消费者时提供更持久的余量以供消毒。这种类型的消毒被称为二次消毒。氯胺已由自来水公司使用了将近90年，并且氯胺的使用受到了严密监管。超过五分之一的美国人使用用氯胺处理过的饮用水。含有氯胺并且满足EPA监管标准的水对于饮用、烹饪、洗澡以及其他家庭使用而言是安全的。
很多公用事业使用氯作为二次消毒剂；然而近年来，一些公用事业已将这种二次消毒剂改为一氯胺，以便满足消毒副产物的监管。
一氯胺（NH2Cl）普遍地作为一种二次消毒剂以低浓度用于城市用水配送系统中，作为游离氯氯化的一种替代物。一氯胺的使用正在增加。氯（有时称为“游离氯”）正被一氯胺所取代，一氯胺要稳定得多并且在水到达消费者之前不从水中散失。与游离氯相比，一氯胺还具有将有机物质转化成氯烃（如氯仿）的一种低很多的、但仍然存在的趋势。此类化合物已被鉴定为是致癌物；并且在1979年，美国环境保护局开始监管此类化合物在饮用水中的水平。此外，用氯胺处理过的水没有该气态处理的独特氯气味并且因此具有改善的味道。在游泳池中，通过游离氯与有机物质的反应而形成氯胺。与游离氯相比，氯胺既是作为一种杀菌剂不那么有效的，又对游泳者的眼睛更具刺激性。当游泳者抱怨由于池中“太多的氯”造成眼睛刺激时，问题典型地是高水平的氯胺。被设计成由业主使用的一些泳池用试剂盒对游离氯和氯胺都敏感，这可能是误导性的。
以下图表展示了用于确定存在哪种物质的电流对Cl电位以及电流对一氯胺电位：
在以上图表中，Cl的浓度是20百万分率（ppm），而NH2Cl的浓度按照Cl是20.5ppm。两栏中的“空白”读数是通过测量具有0浓度的氯或一氯胺的一种已知液体来确定的。用于氯和一氯胺的修正的分析信号是通过从每个所施加电位下的测量值中减去空白值来确定的。在图40所示的图中绘制了修正的分析信号对电位电压的数据点。
以下图表展示了对于电位的相应比率而言分析信号的比率：
Figure BDA00003610731600051
如从以上数据中可以看出，可能通过两个电位的测量比率来确定该物种是一氯胺还是游离氯。大于5的比率表明该物种是一氯胺。显示图标可以用于表明存在一氯胺，从而邀请用户来执行一个动作。例如，当用于游泳池时，该图标可以警告操作员需要对水进行过氯化或需要添加一种非氯的冲击性化合物来降低一氯胺水平。
该数据还展示了由相似水平的游离氯和一氯胺产生的信号的显著差异。可以使用两个存储的校准值——一个用于游离氯并且一个用于总氯。该比率还可以用于基于比率的量值来量化一氯胺和游离氯的分数。如果一氯胺存在，那么可以调整所存储的校准值，以便读出一氯胺的百万分率（ppm）。在一个饮用水应用中，可以调整所显示的余量，以便显示一氯胺而不是游离氯的ppm，从而更精确地显示氯水平。不然，该传感器系统可能由于一氯胺的较低的信号响应而彻底低估杀菌剂水平。
发明的披露内容
需要一种具有低维护要求的电流型系统。该系统应能够在无人值守的情况下工作延长的时期。该系统应在不进行传感器更换或其他维护的情况下工作延长的时期（例如，多达一年时间）。优选地，氯传感器和pH传感器应是可单独更换的，以便降低操作成本。优选地，该传感器结合了克服氰尿酸（CYA）的极化效应的一种方法。该传感器应该不要求频繁的重新校准，并且如果一个传感器被移除或更换，那么一个传感器应迅速地稳定并报告可靠的读数。
根据本发明的多个实施例的一个方面是一种传感器系统，该传感器系统提供了一个可靠的传感器平台，该传感器平台具有长寿命的氯传感器、提供了一个可更换的pH传感器并且仅要求不频繁的校准。该传感器系统提供快速的测量响应时间，大体上不受流量、pH、温度或传导性的变化的影响，并且能够直接插入一个管道中。该传感器抵抗生物污垢和高水平的水硬度，这使得该传感器可实际用在最有挑战性的应用（包括海水和废水）中以及用在用于测量饮用水中的氯的清洁器应用中。
在此所披露的传感器系统可以与接收恒定流速的水的一个流动池或者与可以独立于流速来操作并能够进行直接的管道插入的一个一体式泵形式一起使用。
该传感器系统的一个实施例包括多个清洁球，这些清洁球被来自泵或者被供应给流动池的水的流动所移动，以便磨蚀这些电极和该pH传感器的表面，从而去除由于水硬度以及在某些情况下的氧化物生成而积聚的盐类。优选地，该传感器系统使用聚四氟乙烯（PTFE）（例如，
Figure BDA00003610731600071
树脂）球或其他聚合球来同时从该pH电极和参比电极两者上并且从用于氯传感器的辅助电极和工作电极上清除水垢。在某些情况下，优选的是在一种海水氧化剂传感器中使用多个PEEK（聚醚醚酮）球。流动池有利地被设计成使得这些球在正常操作期间无法逃离。进口端口基本上小于球直径，这防止了球在流动被中断且传感器被移除时流出。传感器与流动池壁之间的小间隙防止球经由流动池的出口端口逃离。壳体被配置成使得所捕集的空气可以在操作期间被清除。具体来说，当该传感器系统被插入水平取向的管道配件中时，该出口端口位于传感器末端的上方。出口端口的位置使得空气能够离开该流动池。
根据一种具有一体式泵的自清洁传感器的另一个实施例，该传感器对于从0至7英尺每秒（FPS）的变化的流速提供一致的读数。该传感器在具有挑战性的条件下是自清洁的。该传感器由于这些电极上的较高速度而提供一个较高敏感度的信号，该较高速度是在传感器盖件内由一体式泵产生的。该一体式泵在这些氯电极上提供一致的流量。该传感器同时清洁所有三个电极。该传感器还清洁pH传感器的玻璃。该传感器是一体式的，以便提供自动pH补偿。该传感器具有多个长寿命的电极。
在该传感器中，一个电动机使一个磁耦合的叶轮旋转，该电动机在这些电极上以总体上恒定的流速产生一个水流。这个流速还改善了在这些电极上具有较高速度时该电极对氯的敏感度。一个盖件保持这些球并且形成一个泵蜗壳来产生流动并移动这些球，以便磨蚀传感器的电极表面和内部，从而去除水垢和生物涂层。在一个优选实施例中，该电动机是具有低噪声并要求低电流的一个3相无刷式DC（BLDC）电动机。该泵是自吸式的。该泵包括用于检测电动机运动并控制电动机速度的一个一体式转速计。
在多个优选实施例中，传感器的遭受生物污垢的润湿部分是由PTFE或超高分子量聚乙烯（UHMW）（例如，树脂）制成的并且抵抗有机凝胶和微生物的粘附。该传感器具有一种半球形状，这允许当该传感器被安装在一个管道三通中并经受横穿该浸入式传感器的流动的物流时释放大颗粒。
在传感器的多个优选实施例中，在施加测量电位之后，向这些电极施加一个负电位。负电位的施加提供了当存在氰尿酸（CYA）时防止电极钝化的一个意料之外的好处。在不存在随后施加的负电位的情况下，该电极迅速钝化，使得在大约24小时内，来自该传感器的信号下降大约90%并且因此不再与正被测量的氯水平相关联。该随后施加的负电位通过防止敏感度的逐渐丧失来使极化效应最小化，这使得能够无限期地进行可重复的测量。
在此所披露的传感器系统包括一种长寿命的氯传感器，该氯传感器可以具有不同的构型。在一个有利的构型中，该氯传感器包括一个铂工作电极和一个铂辅助电极。在另一个有利的构型中，该氯传感器包括一个铂辅助电极和一个金工作电极。该铂电极可以包含一种铂合金。该金电极可以包含一种金合金。在另一个构型中，这两个电极均为铂。在另一个构型中，这两个电极均为金。优选的是，该氯传感器被封闭在一个壳体内，该壳体包含聚醚醚酮（PEEK），该聚醚醚酮是一种具有优异的机械特性（包括疏水性）和化学耐受性特性的半晶质热塑性塑料。可替代地，可以使用UHMW。
当使用两个铂电极来测量海水或具有氰尿酸的游泳池中的水时，施加大约0.25伏的一个测量电位持续大约30秒。在该测量电位之后施加-2.0伏的一个电位持续大约5秒。当使用多个金电极来测量饮用水和废水时，施加大约0.25伏的一个测量电位持续大约5至30秒，随后施加-0.6伏的一个电位持续大约1至10秒。当使用多个铂电极来测量饮用水和废水时，施加大约0.25伏至大约0.4伏的一个测量电位持续大约5至30秒，随后施加-0.6伏的一个电位持续大约1至5秒。使用在此所披露的传感器进行的测量的结果与DPD分光光度法测量的结果是可比较的。
由于同一个传感器可以用于具有不同水构成的若干不同的应用中，因此，某些参数设置（如测量时间和电位）可以针对每种水类型进行优化。通过一个菜单选择，用户可以选择水类型并且改变这些参数设置。这个特征简化了操作并有助于该传感器在不同应用中的使用，其中将该单一的传感器针对某种水类型进行优化。例如，在一个实施例中，可以选择“海水”或者可以选择“饮用水”。
除了氯之外，该传感器还连续地测量若干水参数，包括ORP、pH以及传导性。可以在5秒的一个非常短的时间间隔内执行ORP测量。多次测量之间的周期性变化外加了一个电位，该电位防止了电极表面上的有机物的吸收。为了加速ORP测量的平衡，在ORP测量开始之前，将该电位设定为0.0伏。这使得能够在具有挑战性的水条件下进行快速、可靠的ORP测量。
在此所披露的传感器系统包括一种可更换的pH传感器，该pH传感器可以是一个单结传感器或一个双结传感器。在多个优选实施例中，该pH传感器是一个双结传感器或一个差动样式的pH传感器。可替代地，在pH测量是不必要的多个应用中，一个固态参比电极可以取代该pH传感器。例如，海水的pH是相当恒定的并且一般不需要进行测量。固体参比电极的使用消除了大多数pH传感器所需要的易碎玻壳并且实现了长寿命和低维护要求。这些参比/pH盒各自都可以通过由用户经由软件接口做出的仅仅一个单一变化而被使用。
在此所披露的传感器系统包括具有蜗壳盖件的一个泵。该泵包括一个叶轮，该叶轮移动多个清洁球，这些清洁球从电极上去除水垢及其他污染物。优选的是，这些清洁球包含
Figure BDA00003610731600101
树脂；然而，这些清洁球可以包含陶瓷、玻璃或其他合适的材料。该叶轮通过多个径向磁化的磁铁被耦合到一个电动机上。在某些优选实施例中，这些径向磁化的磁铁是钕磁铁。
优选的是，在此所披露的传感器系统包括一个一体式温度传感器和位于一个印刷电路板（PCB）上的一个存储装置。在某些实施例中，该温度传感器是使用一种导热环氧树脂被灌封到传感器壳体中的。在多个特别优选的实施例中，传感器本体壁的厚度为大约0.03英寸，以便最小化从所测量的流体到该温度系统的热时间常数。该存储装置（它优选是一个电可擦可编程只读存储器（EEPROM））储存了用于该传感器系统的校准值和该传感器系统的序列号。
根据在此所披露的多个实施例的一个方面是一种用于测量水的至少一个参数的传感器系统。该传感器系统包括一个电子设备子系统和一个传感器壳体。该传感器壳体被电联接且机械联接到该电子设备子系统上。该传感器壳体包括一个腔室，该腔室经由至少一个进口接收水并且经由至少一个出口释放水。该传感器壳体内的至少一个传感器具有暴露于该腔室内的水中的至少一个电极。一个流量发生器致使水流过该腔室。
优选的是，该传感器壳体被配置成有待插入一个输送着将测量其参数的水的管道中。
优选的是，该流量发生器是包括电动机和叶轮的一个泵。该传感器壳体包括暴露于水中的一个湿侧和与水隔离的一个干侧。该电动机被安装在该传感器壳体的干侧上；而该叶轮被安装在该传感器壳体的湿侧上。该叶轮被磁耦合到该电动机上，使得在该壳体的干侧上该电动机的旋转使在该壳体的湿侧上的该叶轮进行旋转。在某些实施例中，该电动机包括一种无刷式DC电动机。
在一个所展示的实施例中，该传感器系统是一个电流型传感器系统。
优选的是，该传感器系统进一步包括多个可移动的物体，这些可移动的物体被约束在该腔室内并且通过在该腔室中流动的水是可移动的，以便冲击并清洁该至少一个电极的表面。例如，这些可移动的物体可以包括多个玻璃球体或可以包括多个聚四氟乙烯（PTFE）球体。优选的是，这些可移动的物体具有充分大于该至少一个进口和该至少一个出口的尺寸，以使得这些可移动的物体被局限于该腔室中。
在该系统的某些实施例中，该至少一个传感器包括至少三个电极，并且当水流过腔室时，该至少三个电极被在该腔室内移动的多个可移动的物体同时进行清洁。
在该系统的某些实施例中，该至少一个电极包括在一个氯传感器中的多个电极和在一个pH传感器中的多个电极，其中该氯传感器中的这些电极和该pH传感器中的这些电极同时被清洁。优选的是，当水流过腔室时，该至少三个电极被该腔室内的多个可移动的物体同时清洁。
在该系统的某些实施例中，该腔室的该至少一个出口被定位成使得该腔室中的任何空气经由该至少一个出口排出。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种用于测量水的至少一个参数的电流型传感器系统。该传感器包括被定位成与具有待测量的参数的水处于流体连通的至少一个传感器探针。该探针包括多个电极。该传感器响应于待测量的参数的浓度而生成一个输出信号。电联接到该传感器探针上的一个控制系统在该多个电极中的至少第一电极与该多个电极中的至少第二电极之间施加多个差动电压。该控制系统被配置成用于在该第一电极与该第二电极之间产生范围在-0.2伏与+0.5伏之间的第一差动测量电压、并且在该第一电极与该第二电极之间产生在0伏与-5伏之间的第二差动测量电压。在该第一差动测量电位之后施加该第二差动测量电压并持续至少0.1秒的持续时间。
在该系统的某些实施例中，该第一电极和该第二电极各自包含铂。优选的是，该第一电极和该第二电极是沉积在一块非传导性基板上的多个平面电极。例如，该传感器系统被配置成用于包含氰尿酸的水。
在该系统的某些实施例中，该第一电极和该第二电极中的至少一个包含金。
在该系统的某些实施例中，该传感器系统被配置成用于包括海水的水。
在该系统的某些实施例中，该传感器系统被配置成用于包含超过1,000百万分率（ppm）氯化钠的水。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种用于量化水中的两个物种的方法。该方法包括：在至少一个传感器探针的至少第一电极与第二电极之间施加第一差动测量电位；并且响应于有待测量的水的一个参数的浓度并响应于该第一差动测量电位来测量一个第一输出信号。该方法进一步包括在该至少一个传感器探针的该至少第一电极与第二电极之间施加第二差动测量电位，其中该第二差动测量电位不同于该第一差动测量电位。该方法进一步包括响应于有待测量的水的参数的浓度并且响应于该第二差动测量电位来测量一个第二输出信号。该方法进一步包括：确定该第一输出信号与该第二输出信号的比率；并且基于该第一输出信号与该第二输出信号的该比率来确定这两个物种中的哪一个是存在的。随后，该方法计算并量化被确定为存在的物种。在该方法的某些实施例中，当这两个物种都存在时，该方法根据该第一输出信号与该第二输出信号的该比率来量化每个物种。在该方法的某些方面，第一物种包含游离氯而第二物种包含氯胺；并且第一输出信号与第二输出信号的比率在当水中的物种包含游离氯时具有处于第一范围内的一个值、而当水中的物种包含氯胺时具有处于第二范围内的一个值。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种用于感测水中的pH的多用途传感器系统。该传感器系统包括一个电子设备基本单元，该电子设备基本单元包封了多个传感器应用程序所共用的电子电路。该传感器系统进一步包括一个可移除的传感器盒，该可移除的传感器盒包封了至少一个可更换的pH传感器，其中该可移除的传感器盒中的该可更换的pH传感器被配置成是以下各项之一：(1)一个差动pH传感器；(2)一个复合的pH传感器与参比电极；或(3)一个仅供参比的传感器。
在该多用途传感器系统的某些实施例中，该可更换的pH传感器具有一个带有喇叭形本体部分的第一感测端并且具有一个带有固定于其上的传感器连接器的第二连接端。该可更换的pH传感器在该喇叭形本体部分与传感器连接器之间具有一个固定的长度。该可移除的传感器盒包括被配置成用于接纳该可更换的pH传感器的喇叭形本体部分的一个喇叭形空腔、并且具有被配置成用于与该传感器连接器相匹配的一个匹配连接器。该匹配连接器被定位成当该可更换的pH传感器的喇叭形本体部分被定位在该喇叭形空腔内时，电接合且机械接合该传感器连接器。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种用于在使用多个电极测量氧化还原电位（ORP）时防止这些电极的极化的方法。该方法包括在一个传感器的两个电极之间外加一个电压电位持续第一预定时间。该方法进一步包括去除该传感器的这两个电极之间的该电压电位持续第二预定时间、并测量ORP。该方法进一步包括重复这些外加动作和去除动作、持续对应的第一预定时间和第二预定时间，其中外加该电压电位并去除该电压电位防止了这些电极的极化。
在该方法的某些实施例中，该第一预定时间和之后的该第二预定时间的总时间是小于一分钟。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种可重新配置的电流型传感器，该电流型传感器具有第一电极和第二电极以用于测量水的至少一个参数，其中对其参数进行测量的水的类型可以是饮用水、海水和池水中的一种。该电流型传感器包括一个选择器，该选择器用于选择将对其至少一个参数进行测量的该水的类型。响应于该选择器的一个装置根据所选择的水的类型将该电流型传感器配置成根据针对每种水类型预设的一组操作参数来改变至少一个操作参数。这些操作参数包括在第一电极与第二电极之间施加第一电压电位以测量该水的该至少一个参数所持续的一个测量时间，并且进一步包括由该传感器在一个非测量时间期间施加的、用于防止由该第一电压电位引起的极化的一个第二电压电位的量值。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种清洁电流型传感器的方法，该电流型传感器具有定位在传感器本体的面上的多个电极。该多个电极各自具有暴露于水中的一个表面，该水具有有待由该多个电极进行测量的至少一个参数。该方法包括将多个可移动的物体局限在一个空腔中，该空腔包括暴露于该多个电极的表面的一定体积的水。该方法进一步包括使水流入、流过和流出该空腔，以使得该水在该多个电极的表面上流动。该方法进一步包括使该多个可移动的物体在该空腔内循环，以便使得当水流过该空腔时，该多个可移动的物体冲击该多个电极的表面。该多个可移动的物体磨蚀该多个电极的表面，从而清洁这些电极。
在该方法的某些实施例中，这些可移动的物体是球形的。在该方法的某些实施例中，这些可移动的物体包含玻璃。在该方法的某些实施例中，这些可移动的物体包含聚四氟乙烯（PTFE）。
在该方法的某些实施例中，电联接到传感器探针上的一个控制系统在至少该多个电极中第一电极与该多个电极中第二电极之间施加多个差动电压。优选的是，该控制系统在第一电极与第二电极之间产生一个范围在-0.2伏与+0.5伏之间的第一差动测量电压、并且在该第一电极与该第二电极之间产生一个在0伏与-5.0伏之间的第二差动电压。在该第一差动测量电位之后施加该第二差动电压持续至少0.1秒的持续时间。
在该方法的某些实施例中，该水是海水并且所测量的氧化剂水平是在1ppm与500ppm之间。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种防止电流型传感器系统中的钝化的方法。该方法包括将至少一个传感器探针定位成与具有有待测量的一个参数的水处于流体连通。该探针包括多个电极。该传感器响应于有待测量的该参数的浓度而生成一个输出信号。该方法进一步包括将一个控制系统电联接到该传感器探针上，以便在至少该多个电极的第一电极与该多个电极的第二电极之间施加多个差动电压。该控制系统被配置成用于在第一电极与第二电极之间产生一个范围在-1.0伏与+0.5伏之间的第一差动测量电压、并且在该第一电极与该第二电极之间产生一个在0伏与-5.0伏之间的第二差动电压。在该第一差动测量电位之后施加该第二差动电压并持续至少0.1秒的持续时间。
在该方法的某些实施例中，该水包含氰尿酸。
在该方法的某些实施例中，该水是海水，并且有待测量的该参数是该海水中的一种氧化剂。在此类实施例中，该多个电极包括一个固态参比电极并且这些电极中的至少一个的表面涂有铂。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种操作电流型传感器的方法，该电流型传感器具有定位在传感器本体的面上的多个电极。该多个电极各自具有暴露于水的一个表面，该水具有有待由该多个电极进行测量的至少一个参数。该方法包括将该多个电极的表面定位在一个空腔中，该空腔包含一定体积的水。该方法进一步包括操作一个流量发生器来使具有有待测量的该至少一个参数的水流入、流过和流出该空腔，以便使得该水在该多个电极的表面上以一个基本上恒定的速度流动。该方法进一步包括当水在该多个电极的表面上流动时，测量该水的该至少一个参数。
在该方法的某些实施例中，该流量发生器包括一个叶轮并且包括一个用于使该叶轮旋转的电动机。该方法进一步包括将该叶轮定位在该空腔中以使得该叶轮暴露于该空腔内的水中、并且将该电动机定位在该空腔之外的与水隔离的一个位置中。该电动机被机械联接到该空腔之外的一个第一可旋转的耦合装置上。向该电动机施加能量，以便使该第一可旋转的耦合装置旋转。该第一可旋转的耦合装置被磁耦合到该空腔内的叶轮上，以使得该叶轮在该空腔内旋转。在所展示的实施例中，该电动机具有一个电动机转矩。该第一可旋转的耦合装置至少以最小耦合力耦合到该叶轮上，其中该最小耦合力被选择成大于该电动机转矩，这样使得如果该叶轮无法旋转，那么该电动机将不旋转该第一耦合装置。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面的是一种用于减少污染物在传感器上的积聚的方法。该方法包括将传感器的一个表面定位在一个外壳中，该外壳具有至少一个进口以允许水进入该外壳并且具有至少两个出口以允许水离开该外壳。该外壳包含多个可移动的颗粒。这些可移动的颗粒具有被选择用于防止这些可移动的颗粒经由这些出口穿出该外壳的多个尺寸。该方法进一步包括使水在该外壳内从进口流到出口，以使得水在该传感器的表面上流过。该水的流动致使这些可移动的颗粒中的至少一些冲击该传感器的表面，从而从该传感器的表面上驱逐污染物。这些出口是相对于水的一个流动方向来定向的，以便阻止这些可移动的颗粒阻塞该至少两个出口。
根据在此所披露的多个实施例的另一个方面是一种器具。该器具包括一个外壳，该外壳包封了被适配成用于来测量水的特征的一个传感器的表面。该外壳具有至少一个进口以允许水进入该外壳并且具有至少两个出口以允许水离开该外壳。该外壳包含多个可移动的颗粒。这些可移动的颗粒具有被选择用于防止这些可移动的颗粒经由这些出口穿出该外壳的多个尺寸。该器具进一步包括一个流量发生器，该流量发生器产生了在该外壳内从进口到出口的一个水流，以使得水在传感器的表面上流过。该水的流动致使这些可移动的颗粒中的至少一些冲击该传感器的表面，以便阻止污染物在该表面上积聚。该外壳的这些出口是相对于该水流来定向的，以便阻止这些可移动的颗粒阻塞这些出口。
在该器具的某些实施例中，该外壳包括一个内空腔，该内空腔被配置成用于将这些可移动的颗粒约束在邻近该传感器的表面的一个体积中。优选的是，该内空腔具有被选择用于致使这些可移动的颗粒在该内空腔内以循环模式移动的一种形状。
附图简要说明
在下文中结合附图来描述根据本发明的多个方面的多个实施例，在附图中：
图1展示了传感器系统的一个实施例在从该传感器系统的近端观察时的透视图；
图2展示了图1的传感器系统的一个实施例在从该传感器系统的远端观察时的透视图；
图3展示了图1的传感器系统的右侧正视图；
图4展示了图1的传感器系统在与水系统中的一个管道配件相接合时的透视图；
图5展示了图4的传感器系统和管道配件的右侧正视图，示出了延伸到该管道配件中的传感器系统的传感器壳体；
图6展示了图1的传感器系统在从该传感器系统的近端观察时的分解透视图；
图7展示了图1的传感器系统在从该传感器系统的远端观察时的分解透视图；
图8展示了图1的传感器系统的传感器壳体在从该传感器系统的近端观察时的放大的分解透视图；
图9展示了图1的传感器系统的传感器壳体在从该传感器系统的的远端观察时的放大的分解透视图；
图10展示了图8和图9的传感器壳体的pH传感器在从该pH传感器的远端观察时的透视图；
图11展示了图8和图9的传感器壳体的氯传感器在从该氯传感器的远端观察时的透视图；
图12展示了图8和图9的传感器壳体的温度传感器在从该温度传感器的远端观察时的透视图；
图13展示了图8和图9的传感器本体在向该传感器本体添加部件之前其远端的正视图；
图14展示了图8和图9的传感器本体在向该传感器本体添加部件之前其近端的正视图；
图15展示了图8和图9的传感器本体在从近端观察时的截面透视图，该截面是沿图14中的线15--15截取的，穿过了接纳电动机和叶轮的这些孔的中心；
图16展示了图8和图9的传感器本体在从近端观察时的截面透视图，该截面是沿图14中的线16--16截取的，穿过了接纳氯传感器的该孔的近似中心；
图17展示了该传感器壳体的电动机组件和叶轮组件在从该传感器系统的远端观察时的分解透视图；
图18展示了图17的叶轮组件在从该叶轮组件的近端观察时的分解透视图；
图19展示了在无传感器盖件的情况下图9的组装好的传感器壳体的截面正视图，该截面是沿图9中的线19--19截取的，穿过了传感器本体的近似中心；
图20展示了图8和图9的传感器壳体的盖件在从该传感器盖件的近端观察时的透视图；
图21展示了图8和图9的传感器壳体的盖件在从该传感器盖件的远端观察时的透视图；
图22展示了图8和图9的传感器壳体的盖件的近端的正视图；
图23展示了沿图20中的线23--23截取的、图22的传感器壳体的盖件的截面透视图；
图24展示了传感器壳体的远端的正视图，其中壳体盖件以虚线展示，以便示出该壳体盖件内的部件；
图25展示了图1的传感器系统的电子设备外壳的面板和印刷电路板在从该面板的近端表面观察时的分解透视图；
图26展示了图1的传感器系统的电子设备外壳的面板和电路板在从该印刷电路板的远端表面观察时的分解透视图；
图27展示了图1的传感器系统的电子系统的框图；
图28展示了当图1的传感器系统用于测量海水或用于测量经氯化的游泳池中的水时，施加于氯传感器上的差动电压的时序图；
图29展示了当图1的传感器系统用于测量饮用水时，施加于氯传感器上的差动电压的时序图；
图30展示了传感器系统的又一个实施例在从该传感器系统的近端观察时的透视图；
图31展示了图30的传感器系统在从该传感器系统的远端观察时的透视图；
图32展示了图30的传感器系统在从该传感器系统的近端观察时的分解透视图；
图33展示了图30的传感器系统在从该传感器系统的远端观察时的分解透视图；
图34展示了图32和图33的电子设备壳体在从该电子设备壳体的近端观察时的分解透视图；
图35展示了图32和图33的电子设备壳体在从该电子设备壳体的远端观察时的分解透视图
图36展示了图32和图33的传感器壳体在从该传感器壳体的近端观察时的分解透视图；
图37展示了图32和图33的传感器壳体在从该传感器壳体的远端观察时的分解透视图；
图38展示了被结合在图32和图33的传感器壳体中的pH/参比探针在从该pH/参比探针的近端观察时的透视图；
图39展示了被结合在图32和图33的传感器壳体中的pH/参比探针在从该pH/参比探针的远端观察时的透视图；并且
图40展示了传感器电流（I）（以微电流型为单位）对针对氯以及NH2Cl的施加电位（V）的图；并且
图41展示了由传感器系统实施的对水中的两个物种进行量化的一种方法的流程图。
实施本发明的模式
在此披露了关于多个示例性实施例的电流型传感器。这些实施例是被披露用于展示传感器系统并且不是限制性的，在所附权利要求书中限定的除外。
图1展示了根据本发明的方面的传感器系统100的一个实施例的透视图。该传感器系统包括一个电子设备外壳110、一个中间壳体112、一个传感器壳体114以及一条通信电缆116。该通信电缆在一个自由端处以连接器118终止。该通信电缆的相反端经由一个液密的压线装置120进入该电子设备外壳。该通信电缆内的导线如下文所述在该电子设备外壳内的一个印刷电路板（图1中未示出）上终止。
图2展示了图1的传感器系统100在从传感器端部观察时的透视图。图3展示了图1的传感器系统的右侧正视图。图4展示了与一个三通管道配件124相接合的该传感器系统的透视图。图5展示了图4的传感器系统和管道配件的端部正视图，示出了在该管道配件内的传感器壳体114，该传感器壳体的位置是使得当水流过该管道配件时，该传感器壳体将浸没于该水中。图6展示了与图1中的视图相对应的分解透视图。图7展示了与图2中的视图相对应的分解透视图。
如以下说明中所使用的，“近端”指的是传感器系统100和子组件的朝向电子设备外壳110（例如，在图1中朝向左边）的部分，而“远端”指的是该传感器系统和子组件的朝向传感器壳体114（例如，在图1中朝向右边）的部分。因此，在图4和图5中，例如，在传感器系统的近端处的电子设备外壳在各图中位于左边，而在传感器系统的远端处的传感器壳体被定位在各图中的右边的管道配件124内。
传感器系统100的中间壳体112大体上与一个圆柱形区段130相对应，该圆柱形区段的标称内径和标称外径分别与一个11/2英寸的管的内径和外径相对应。该中间区段在近端与远端之间的全长为大约41/2英寸。对于大约0.4英寸的长度而言，该中间壳体在远端处的第一端部132具有减小的外径。邻近该第一端部的一个外螺纹部分134具有与一个11/2英寸管的阳螺纹相对应的阳螺纹，这样使得可以通过使该中间壳体的阳螺纹与一个常规的11/2英寸的管道配件的阴螺纹相接合来将该第一端部和该外螺纹部分插入该配件（例如，在图4和图5中为配件124）中。
如图7中所示，第一端部132的内表面和外螺纹部分134的内表面具有形成于其中的阴螺纹136，这些阴螺纹与11/4英寸的管道配件相兼容。当传感器壳体114如图1至图5中所示被附接到该中间壳体上时，该中间壳体的阴螺纹接纳该传感器壳体的阳螺纹138。该中间壳体在近端处的第二端部140具有减小的外径并且其大小被确定成用于在该电子设备外壳110的远端表面中的一个圆形开口142（图7）内紧密地配合。
在所展示的优选实施例中，中间壳体112进一步包括第一平坦部分144和第二平坦部分146，这些平坦部分沿该中间壳体的中心体130彼此是在直径上相反的。这两个平坦部分是通过扳手（未示出）可接合的，这样使得中间该壳体可以很容易地转动，以便使该中间壳体的外部阳螺纹与图4和图5中示出的管道配件的阴螺纹相接合。
如图6和图7中的传感器系统100的分解透视图中所示，中间壳体112是用于多条互联电缆和从传感器壳体114延伸至电子设备外壳110中的其他设备的一个导管。
如图8和图9中的传感器壳体114的放大的分解透视图中所示，该传感器壳体包括一个传感器本体150和一个传感器盖件152。该传感器本体具有一个近端表面154和一个远端表面156。该传感器盖件被定位在传感器本体的远端表面之上。
当该传感器系统如图1至图5中所示被组装时，一个pH传感器单元160（在图10中更详细示出）从传感器本体150的远端表面156延伸穿过该传感器本体并从该传感器本体的近端表面154伸入中间壳体112中。一条pH传感器电缆162从该pH传感器单元的近端延伸到一个连接器164上。优选的是，该pH传感器电缆是一条屏蔽电缆。该连接器接合该电子设备外壳110内的印刷电路板上的一个匹配连接器（在下文中进行描述）。该pH传感器在pH信号电缆的一条导线上提供pH信号并且在该pH信号电缆的另一条导线上提供一个共用的参比信号。该pH传感器的有效远端166在该传感器本体的远端表面出暴露出。优选的是，该pH传感器是一种可更换的pH传感器，它可以是一个单结传感器或一个双结传感器。在多个优选实施例中，该pH传感器是一个双结传感器。
一个氯传感器170（在图11中更详细示出）延伸穿过传感器本体150并且从该传感器本体的远端表面156朝向该传感器本体的近端表面154延伸。一条氯传感器电缆172从该氯传感器的近端延伸并且穿过中间壳体112。该氯传感器电缆包括一对氯传感器导线。在每一条氯传感器导线的近端处的一个对应的连接器174接合在电子设备外壳110内的印刷电路板上的一个对应的匹配连接器。该氯传感器的有效远端176在该传感器本体的远端表面处暴露出。该氯传感器的有效远端包括一对电极178。这些电极中的一个是工作电极，而另一个电极是辅助电极。这些电极中的对应的一个被连接到这些氯传感器导线中的对应的一条上。
氯传感器170是一种长寿命的氯传感器，它可以具有不同的构型。在一个有利的构型中，该氯传感器包括一个铂工作电极和一个铂辅助电极。在另一个有利的构型中，该氯传感器包括一个铂辅助电极和一个金工作电极。该铂电极可以包含一种铂合金。该金电极可以包含一种金合金。在另一个构型中，这两个电极均为铂。在另一个构型中，这两个电极均为金。优选的是，该氯传感器被封闭在一个壳体内，该壳体包含聚醚醚酮（PEEK），该聚醚醚酮是一种具有优异的机械特性和化学耐受性特性的半晶质热塑性塑料。可替代地，铂金属可以通过镀覆、气相沉积或其他手段沉积在一个非传导性耐水性基板（如陶瓷PCB材料）上，以便形成一个同心环和一个圆盘。使用被称为“垫中通孔，具有平坦表面铜的传导性银通孔插塞”的一种印刷电路板工艺，使用一种所选择的金属（如银）来形成一条传导通路。由IPC（IPC，3000湖岸道，309S套房，班诺克本，伊利诺斯州，60015-1219（3000Lakeside Drive,Suite309S,Bannockburn,Illinois60015-1219））的刚性印刷电路板委员会[Rigid Printed CircuitBoard Committee]（D-30）的通孔保护任务组[Via Protection Task Group]（D-33d）开发的这个工艺提供了一个传导垫，而没有在印刷电路板中产生任何孔洞，从而促进了密封和防水。
一个温度传感器180（在图12中更详细示出）被嵌入在传感器本体150内。一条温度传感器电缆182从该温度传感器的近端延伸并从传感器本体的近端表面154穿出并且随后穿过中间壳体112。该温度传感器电缆的近端上的一个连接器184接合该电子设备外壳110内的印刷电路板上的一个匹配连接器。在所展示的实施例中，该温度传感器电缆包括多条信号导线（例如，4条信号导线），并且该连接器包括相应的多个连接器元件。在所展示的实施例中，该温度传感器包括一个印刷电路板186，多个部件被安装到该印刷电路板上，这些部件响应于这些部件的温度而产生多个信号。优选的是，该印刷电路板由一个柱形插塞188（以虚线示出）环绕，该柱形插塞包含一种导热罐封化合物。因此，该传感器本体的温度被传达给温度传感器。
一个电动机组件190被安装在传感器本体150的近端表面154上。该电动机组件包括一个电动机192，该电动机经由一个电动机组件托架194安装到传感器本体上。一条电动机电力电缆196从电动机延伸并且穿过中间壳体112。该电动机电力电缆上的一个连接器198接合该印刷电路板上的一个匹配连接器。
在图13至图16中示出了组装之前的传感器本体150。如图15中的截面视图中所示，该传感器本体包括一个第一通孔200，该第一通孔从远端表面156延伸到近端表面154上。该第一通孔的邻近远端表面的一个第一部分202的直径大于该第一通孔的邻近近端表面的一个第二部分204的直径，这样使得该第一通孔在这两个部分之间包括一个锥形部206。该pH传感器单元160（图10）包括一个锥形部210，该锥形部在该pH传感器被插入第一通孔中时抵靠在该传感器本体的锥形部上。在该锥形部远端的一个围绕该pH传感器单元的O形环212密封了该第一通孔的第一部分，以便抑制液流穿过该第一通孔。如果必要的话，可以如下来更换pH传感器：将该pH传感器从传感器本体的远端推出并将更换的pH传感器与附接的O形环一起插入该第一通孔中直到该更换的pH传感器坐抵在锥形部上。
如图16的截面视图中所示，传感器本体150包括一个第二通孔220。该第二通孔具有邻近远端表面156的一个第一较大直径部分222和邻近近端表面154的一个第二较小直径部分224。一个锥形部226将这两个部分互联。该氯传感器170（图11）包括一个锥形部230，该锥形部在该氯传感器被插入该第二通孔中时抵靠在该传感器本体的锥形部上。在氯传感器上邻近该锥形部的一个O形环232密封了该第二通孔，以便抑制液流穿过该第二通孔。如果必要的话，可以通过以下方式来更换该氯传感器：将该氯传感器从传感器本体的远端推出并将更换的氯传感器与附接的O形环一起插入第二通孔中直到该更换的氯传感器坐抵在该锥形部上。
如图15的截面视图中所示，传感器本体150的远端表面152包括一个第一远端盲孔240，该第一远端盲孔向该传感器本体中延伸了第一选定距离。在该第一远端盲孔的底部处的一个二级远端盲孔242具有较小的直径、向该传感器本体中进一步延伸了一个第二距离。该二级远端盲孔是围绕一条公共轴线244与第一远端盲孔同心的。
如图15的截面视图中所示，传感器本体150进一步包括一个第一近端盲孔250，该第一近端盲孔的直径的大小被确定成用于接纳该温度传感器180（图12）。如图12中所示，该温度传感器优选地嵌入在该圆柱形的导热环氧树脂插塞188中，该导热环氧树脂插塞的外径与该第一近端盲孔的直径相对应，这样使得该温度传感器在该第一近端盲孔内紧密地配合。因此，该传感器本体的温度经由该插塞传达给该温度传感器的印刷电路板186。
传感器本体150的近端表面154包括一个第二近端盲孔260，该第二近端盲孔在该近端表面处具有一个较大直径的第一部分262并且在朝向远端表面156的方向上具有一个较小直径的第二部分264。在该第一部分与该第二部分之间形成一个突出台266。第二近端盲孔是相对于公共轴线244同心的并且由此与第一远端盲孔240和二级远端盲孔242对准。第二近端盲孔的一个第二部分的远端部分270是环形的，这样使得在该第一远端盲孔和该第二远端盲孔周围形成了一个包壳272。如图15中所示，该包壳阻止液体从第一远端盲孔和二级远端盲孔通向第一近端盲孔中。
传感器本体150的第二近端盲孔260接纳在图17的分解透视图中所示的电动机组件190的这些部件。该电动机组件包括电动机192。在所展示的实施例中，该电动机包括Nidec-17S无刷式DC（BLDC）电动机，这可商购自马萨诸塞州布伦特里的尼迪克美国公司（Nidec America,Braintree,Massachusetts）。在某些实施例中，该电动机可以装备有一个一体式转速计。该电动机经由多个紧固件（例如，3个螺钉）270附接到电动机支撑托架194上。该托架经由多个紧固件（例如，2个螺钉）272附接到传感器本体的近端表面154上（图13至图16），这些紧固件接合了该传感器本体的近端表面中的相应的多个螺纹孔274（图14）。该托架经由一对对准螺栓276与传感器本体对准，这些对准螺栓配合在传感器本体的近端表面中的相应的一对对准孔278（图14）中。当该托架被对准且固定时，该托架的位置使电动机的旋转轴线与公共轴线244对准。该电动机的一个输出轴280延伸到第二近端盲孔的第一部分242中。一个联接器282将该输出轴联接到一块环形磁铁284上。优选的是，该环形磁铁包括钕磁铁。该电动机是由电力电缆196（在图8和图9中示出）所提供的电力来驱动的。
第一远端盲孔240接纳了在图17的分解透视图中示出并且也在图18中示出的一个叶轮组件300的轴302。该叶轮组件包括一个叶轮盘304，该叶轮盘具有多个弯曲的叶轮叶片306，这些叶轮叶片被附接到该远端面上。该轴从叶轮盘的近端面延伸。该轴包括具有空腔312的一个远端轴部分310（图18）和具有空腔316的一个近端轴部分314。这两个轴部分中的这些空腔接纳一块杆磁铁318。接着将这两个轴部分进行附接（例如，通过粘合剂），以便使该杆磁铁固定于其中。叶轮轴的这两个轴部分的外径略微小于第一远端盲孔240的内径。该叶轮组件进一步包括一个第一轴向轴承320，该第一轴向轴承从这些叶轮叶片的中心向远端延伸。如图18中所示，该近端轴部分进一步包括一个第二轴向轴承322，该第二轴向轴承从该近端轴部分的中心向近端延伸。该第二轴向轴承的大小被确定成用于配合在该二级远端盲孔242内。可以通过注塑模制该叶轮并且插入模制该磁铁而使得该磁铁被完全封装在叶轮轴内，来将该叶轮构造成一个无缝块。
如图19的截面视图中所示，当电动机组件190被固定到传感器本体150的近端表面154上时，该环形磁铁284被定位在围绕第一远端盲孔240和二级远端盲孔242形成的这个包壳272的周围。当该轴被完全插入第一远端盲孔中时，杆磁铁314被定位在环形磁铁284的磁场内（例如，该杆磁铁与该环形磁铁是同心的并且与该环形磁铁总体上横向对准）。因此，当该环形磁铁被电动机192旋转时，该杆磁铁与环形磁铁同步地旋转并且致使叶轮组件300进行旋转。因此，该电动机旋转该叶轮，而无需连续的机械接触，该机械接触将需要穿过传感器本体150的一个开口。因此，不要求任何O形环或其他密封件来防止围绕旋转轴的流体流动。优选的是，该电动机具有一个已知的最大转矩。在所展示的实施例中，该环形磁铁与杆磁铁之间的磁耦合力被选择成大于该电动机的最大转矩。因此，如果出现叶轮被锁定的情况，那么该电动机的转矩将不足以使该环形磁铁相对于不能动的杆磁铁进行旋转。因此，该环形磁铁和杆磁铁都不会被这两块磁铁之间的任何相对旋转运动所去磁。
可以看出，传感器本体150和传感器壳体114的相应的远端表面构成该传感器壳体的“湿侧”。传感器本体和传感器壳体的近端表面是与湿侧上的任何水隔离的并且由此构成该传感器壳体的“干侧”。电动机192被安装在传感器壳体的干侧上。叶轮组件300被安装在传感器壳体的湿侧上。环绕叶轮轴302的这个包壳272使湿侧与干侧相隔离。环形磁铁284和杆磁铁318提供了穿过包壳的磁耦合，这样使得在壳体的干侧上的该电动机的旋转使得在壳体的湿侧上的叶轮进行旋转。
如以上在图8和图9中所示，例如，传感器壳体114的传感器本体150的远端表面156是被传感器盖件152所覆盖的。该传感器盖件被配置成用于在pH传感器160的暴露的远端166和氯传感器170的暴露的远端176之上引导流体流动。如图20至图24中更详细示出，该传感器盖件具有一个近端表面400和一个远端表面402。多个凸出部410（例如，3个凸出部）从传感器盖件的近端表面延伸并接合了在传感器本体150的远端表面中的相应的多个凹陷412（图9），以便使传感器盖件与传感器本体对准。一个埋头孔414从传感器盖件的远端表面延伸到近端表面。如图9中所示，该埋头孔接纳一个紧固件（例如，螺钉）416，该紧固件接合了传感器本体的远端表面中的一个盲孔418（参见图13），以便将传感器盖件固定到传感器本体上。
传感器盖件152的近端表面具有一条形成于其中的凹入的流体通道430。该凹入的流体通道具有一个第一总体上圆柱形部分432、一个第二锥形部分424以及一个第三总体上椭圆形（卵形）部分436。第一流体通道部分被配置成用于接纳叶轮组件300的圆盘304和叶片306，这样使得该圆盘和这些叶轮叶片能够在该第一部分内自由地旋转。在图24的远端视图中示出了叶轮与第一流体通道部分之间的关系，其中传感器盖件被示出为是透明的而流体通道则以虚线示出。一个第一孔450从该第一部分向远端延伸并且被定位并确定大小，以便接纳叶轮组件的轴向延伸部320（在图17中示出）。传感器盖件的该第一孔充当用于叶轮的一个远端轴承。多个通孔452（例如，6个通孔）围绕该第一孔进行布置并且提供了从传感器盖件的远端表面到该流体通道的第一部分中的流体通路。
流体通道430的第一部分432被直接联接到该流体通道的锥形第二部分434的较宽入口处。该流体通道的第二部分逐渐变细到第三部分436的入口处的一个较窄的截面。
如图24中所示，流体通道430的第三部分436被定位成总体上环绕pH传感器160的远端166和氯传感器170的远端176。进入该第三部分的流体经由形成于传感器盖件152的近端表面上的一个径向出口通道460离开。该径向出口通道的位置是有利的，这是因为当传感器系统100被水平地插入一个管道配件中时（如在例如图4和图5中所示），该径向出口通道如图所示是向上取向的，这样使得所捕集的空气可以在操作过程中被清除。
流体通道430的第三部分436内的流体还经由一个L形出口通道462离开，该L形出口通道具有在径向出口通道460对面的一个入口。如图23的截面视图中所示，该L形通道从流体通道的第三部分径向地向内退出并且随后转而从传感器盖件的远端表面402垂直向外退出。
当电动机192致使叶轮组件300进行旋转时，来自正被测量的流体系统的流体经由该多个通孔452被引入流体通道430的第一部分432中并由这些叶轮叶片306向外推动。该流体经由锥形第二部分434离开该第一部分并进入该椭圆形的第三部分436。该流体贯穿第三部分流动并且随后经由这两个出口通道460、462排出，以便返回到正被测量的流体系统中。因此，pH传感器160的远端166和氯传感器170的远端176被来自正被测量的流体系统的流体连续地更新。
如图9和图24中进一步示出，例如，流体通道430的第三部分436具有定位于其中的多个可移动的物体（或颗粒）470。例如，在所展示的实施例中，这些可移动的物体是球形的并且在此被称为球。应当理解的是，这些可移动的物体可以具有其他形状。在所展示的实施例中，这些球响应于该叶轮组件300在流体通道的第一部分432中所产生的流体而贯穿第三部分进行移动。在所展示的实施例中，这些球有利地包括聚四氟乙烯（PTFE）（例如，
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树脂）球、玻璃球或其他合适材料的球。在某些情况下，优选的是在一种海水氧化剂传感器中使用多个PEEK球。例如，在一个实施例中，这些球具有大约0.125英寸的直径。这些球响应于移动的流体而进行的运动同时从pH传感器160的远端166并且从氯传感器170的远端176处的电极远端上清洁水垢及其他污染物。
这些可移动的物体470的尺寸（例如，在所展示的实施例中的这些球的直径）相对于第二部分434并且相对于出口通道460、462是足够大的，从而使得这些可移动的物体（例如，这些球）被阻止进入流体通道的第二部分434的狭窄末端中并且被阻止经由这些出口通道中的任一个而排出。如图23中所示，例如，该流体通道的第三部分在邻近该流体通道的第二部分的进口处较深，从而致使这些球返回到该进口附近并在该流体通道的总体上椭圆形的第三部分436内在pH传感器和氯传感器的远端之上再循环。在一个替代实施例中（未示出），该流体通道的第三部分可以被配置成使得这些球被约束成仅在pH传感器附近循环，这样使得仅该pH传感器受到这些球的清洁动作的影响。
图25展示了电子设备外壳110内的一个显示和开关面板500以及一个印刷电路板510的相应的近端表面的分解透视图。图26展示了该显示和开关面板以及该印刷电路板的对应的远端表面的分解透视图。该显示和开关面板的近端表面包括一个显示窗口520和一组膜片开关522（在下文描述）。该显示和开关面板的远端表面包括连接到这组膜片开关上的一条柔性电缆524，该柔性电缆终止于一个连接器526中。该印刷电路板的近端表面支撑一个液晶显示器（LCD）530，该液晶显示器与该显示和开关面板的显示窗口对准。印刷电路板的近端表面进一步包括一个连接器532，该连接器接合了来自该显示和开关面板的连接器，以便将这组膜片开关电连接到印刷电路板上。
印刷电路板510的远端表面包括一个第一连接器550，该第一连接器接合pH传感器电缆162上的连接器164。一个第二连接器552接合氯传感器电缆172上的这两个连接器174。一个第三连接器554接纳温度传感器电缆182上的连接器184。一个第四连接器556接合电动机电力电缆196上的连接器198。一个第五连接器560接合电缆116上的一个连接器（图1至图5）。例如，在一个实施例中，该第五连接器包括用于电力和地面的两个触头以及用于数据通信信号的两个触头。
印刷电路板510的远端表面上的一个处理器600通过经由电动机电力电缆196向电动机192提供信号来控制该电动机。该处理器从pH传感器160、氯传感器170以及温度传感器180接收信号并且将这些信号作为格式化的输出信号经由电缆116来提供。例如，这些输出信号可以经由连接器560通过一条标准的双线RS-232电流回路来提供。该处理器进一步控制在该LCD530上显示的信息。该处理器对从该显示和开关面板500上的这组膜片开关522接收的信号作出响应。例如，该处理器在该LCD上有利地显示一个用户菜单，并且用户能够使用向上滚动开关、向下滚动开关、向左滚动开关以及向右滚动开关来滚动该菜单。用户能够使用这些滚动开关和一个选择开关来选择多个菜单选项并且输入多个值。用户能够通过一个菜单返回开关返回至先前的多个菜单选项。
在对传感器系统100的控制和对测量值的监测完全是由一个远程系统经由电缆116来进行的一个替代实施例中，可以省略LCD面板和膜片开关。在这样一个实施例中，电子设备外壳110的近端表面是用一块空白面板（未示出）来覆盖的。
图27展示了系统100的电路的简化框图。这组膜片开关522和LCD530连接到如上所述的处理器600上。该处理器包括一个系统控制器650，该系统控制器有利地是经由常规的输入/输出端口与其他装置通信的一个可编程处理器。
系统控制器650被联接到一个电动机控制器660上，该电动机控制器生成三个电动机相位信号ΦA、ΦB以及ΦC并且经由电动机控制电缆196以所选择的顺序向电动机192提供这些信号，以便控制该电动机的旋转。
系统控制器650被联接到一个pH传感器接口670上，该pH传感器接口经由电缆162来监测该pH传感器160。例如，该pH传感器接口有利地包括一个模拟数字转换器，该模拟数字转换器用于将由pH传感器所测量的电压转换成所测量的电压的数字表示。
系统控制器650被联接到一个氯传感器接口680上，该氯传感器接口在氯传感器电缆172中的一条辅助（AUX）电极导线上向氯传感器170施加电压并且经由该氯传感器电缆中的一条工作（WRK）电极导线从该氯传感器接收一个可测的电流。氯传感器接口与pH传感器接口670经由pH传感器电缆162共享一个参比（REF）电极。在监测参考电压并测量工作电极上所产生的电流的同时氯传感器进行向辅助电极施加一个电压的操作是本领域的普通技术人员所熟知的。
系统控制器650被联接到一个温度接口690上，该温度接口经由温度传感器导线182监测温度传感器180上的温度读数。
系统控制器650被联接到一个通信接口700上。该通信接口经由电缆116和连接器118（图1至图5）发送并接收多个信号。在一个实施例中，该通信接口被配置成一个常规的RS-232接口。在另一个实施例中，该通信接口被配置成一个常规的USB接口。
在所展示的实施例中，该处理器与电动机控制器650同步地操作该氯传感器接口680，以便将这些氯传感器电极在操作条件下维持延长的时期。例如，如通过图28中的第一时序图所展示，当传感器系统100被配置成用于测量海水或测量经氯化的游泳池中的水时，施加在工作电极与参比电极之间的差动电压在测量周期开始时以+0.25伏开始。该差动电压保持在+0.25伏下持续大约60秒。在这60秒的测量时间间隔的最后2秒期间，测量出电流并对其求平均。然后，使该差动电压逆转并增加该差动电压的量值，以使得该差动电压为大约-0.6伏。这个差动电压保持在大约-0.6伏下持续大约10秒，以便稳定化这些电极。然后重复该测量周期。在这些测量周期过程中，该电动机控制器操作该电动机192，以便在这些测量电极上提供一致的水流并且在这些电极的表面上移动这些球470来防止水垢及其他材料的积聚。
图29展示了针对于测量饮用水的一个相应的时序图。像在针对海水和经氯化的游泳池水的测量周期中一样，针对饮用水的测量周期在该测量周期开始时以+0.25伏的差动电压开始。该差动电压保持在+0.25伏下仅持续大约5秒。在这5秒时间间隔的最后2秒内对电流求平均。然后，降低差动电压并增加该差动电压的量值，以使得该差动电压为大约-2.0伏。该差动电压保持在大约-2.0伏下持续大约1秒，以便稳定化这些电极。然后重复该测量周期。可以对若干后续测量值求平均，以便“消除”所测量的值中的噪声。这个特征可以由软件接口来启用或禁用。在这些测量周期过程中，电动机控制器650如上所述地操作该电动机192，以使得这些球470去清洁这些电极的表面。
上文结合附图来描述的电流型系统具有低维护要求。该系统能够在无人值守的情况下工作延长的时期。该系统在不进行传感器更换或其他维护的情况下工作延长的时期（例如，长达一年时间）。该氯传感器和pH传感器是可单独更换的，以便降低操作成本。该传感器根据所述方法进行操作，以便克服氰尿酸（CYA）的极化效应。该传感器不要求进行广泛的重新校准，并且如果传感器被移除或更换，那么该传感器迅速稳定并报告可靠的读数。
图30至图39展示了系统800的又一个实施例。具体来说，在图30至图39中，与先前所述的元件相对应的元件用对应的元件号来标识出。
图30展示了传感器系统800在从该传感器系统的近端观察时的透视图。图31展示了图30的传感器系统在从该传感器系统的远端观察时的透视图。图32展示了图30的传感器系统在从传感器壳体的近端观察时的分解透视图。图33展示了图30的传感器系统在从该传感器系统的远端观察时的分解透视图。该传感器系统在近端处包括一个电子设备壳体810并且在远端处包括一个传感器壳体820。如这些分解视图中所展示的，该传感器壳体的圆柱形中心壳体部分824的一个圆柱形近端部分822被插入该电子设备壳体中的一个远端开口830中并且由一个螺纹套环832固定于其中。如以下结合图36和图37所描述的，多个O形环密封了该圆柱形近端部分，使得水无法经由电子设备壳体中的远端开口进入该电子设备壳体。
图34展示了图30至图33的电子设备壳体810在从近端观察时的分解视图，而图35展示了该电子设备壳体在从远端观察时的分解视图。该电子设备壳体包括由多个螺钉844固定在一起的一个近端部分840和一个远端部分842。一个O形环846被置于该电子设备壳体的这两个部分之间，以便在这些螺钉相接合时密封这两个部分。在该壳体的这两个部分相接合之前，将电子系统印刷电路板（PCB）850通过多个螺钉852固定到近端部分上。该电子系统PCB的近端侧包括该显示和开关面板500，该显示和开关面板包括这组膜片开关522和一个显示窗口520。电子系统PCB上的显示器530（在图30和图32中示出）如上所述是与该显示窗口对准的。该电子系统PCB进一步包括到这组膜片开关上的多个连接件（未示出）。电子系统PCB的远端侧包括多个部件和连接器。具体来说，提供了一个连接器860来与传感器壳体820相连接，如下文描述的。
图36展示了传感器壳体820在从近端观察时的分解透视图。图37展示了该传感器壳体在从远端观察时的透视图。该传感器壳体的远端支撑一个传感器本体870，该传感器本体与上述传感器本体150类似。该传感器壳体的圆柱形中心壳体部分824从传感器本体延伸到一个近端传感器端盖874上，该近端传感器端盖被安装到该圆柱形中心壳体的近端部分上。
与先前所述的传感器本体150不同，图36和图37中的传感器本体870支撑一个修改的pH/参比探针880，该pH/参比探针在图38和图39中更详细地示出。具体来说，如图39中所示，在pH/参比探针的远端处的一个电极支撑部分882包括由同心的环形外电极886环绕的一个圆柱形内电极884。该内电极被形成为一个玻壳，该玻壳具有一个平坦的暴露端并且具有一个内部电连接件。该内电极与外电极间隔开一个选定距离（例如，大约0.03英寸）。一个常规的pelon带888被定位在这两个电极的部分之间。该内电极内的电连接件是测量电极。外电极是参比电极。到该内电极上的一个电连接件延伸到一个插塞890的一个中心触头892上，以便提供到测量电极上的一个连接件。到该外电极上的一个电连接件延伸到该插塞的外包壳894上。在所展示的实施例中，该插塞是一种常规的RCA唱机插塞。该ph/参比探针具有一个坚硬的圆柱形外包壳896，该外包壳使该插塞与这些内电极和外电极维持一种固定的关系。
如图34和图35中进一步展示的，传感器壳体820支撑一个传感器壳体印刷电路板（PCB）900。该传感器壳体PCB具有一个近端面902（图37）和一个远端面904（图36）。该远端面支撑第一连接器910，该第一连接器被配置为插塞890的一个匹配插孔，这样使得该插塞与该插孔是可接合的。该远端面还支撑一个连接器912，该连接器接纳来自氯传感器（未示出）的一对线916上的一对触头914（图36），该氯传感器与先前所述实施例中的氯传感器176相对应。该远端面还支撑一个连接器920，该连接器接纳通向叶轮电动机组件926的一组导线924上的一个连接器922，该叶轮电动机组件与上述叶轮电动机组件190相对应。该远端面还支撑一个连接器930，该连接器接纳一组温度传感器导线932（图37）。
传感器壳体PCB900的近端面902支撑一个连接器940，该连接器被电连接到该PCB的远端面上的四个连接器910、912、920、930上。该印刷电路板的近端面上的连接器延伸穿过近端端盖874的一个开口942，该端盖被固定到传感器壳体的圆柱形中心壳体824的近端上。该端盖通过一个垫圈950和一个六角螺母952被固定到该圆柱形部分的近端上。该六角螺母被旋拧到一根杆954上，该杆从传感器本体870延伸穿过该端盖中的一个孔956。当该六角螺母收紧时，该传感器壳体从远端到近端形成一个刚性结构，从而防止在ph/参比传感器880的玻璃内电极884上产生应力。传感器本体上的一个凹槽962中的O形环960提供了相对于环绕的圆柱形中心壳体的一种不透水的密封。
当传感器壳体820的圆柱形部分824的近端822被插入电子设备壳体810的远端开口830中时，传感器壳体PCB900的近端表面904上的连接器930接合该电子设备壳体内的电子系统PCB850上的连接器860。端盖874包括一个平坦部980，该平坦部与电子设备壳体的远端开口内的一个相应的平坦部（未示出）对准，以便将该端盖完全插入该远端开口中。这两个平坦部的对准确保了传感器壳体内的电路板的近端面上的连接器与电子设备壳体内的匹配连接器正确地对准。此外，一对栓钉982配合在该端盖中的一对孔洞984中并且配合在电子系统PCB中的相应的一对孔洞（未示出）中，以便提供这两个连接器的另外的对准保证。在传感器本体830与电子系统PCB之间的所有电互联都是通过一个连接器接合步骤完成的。在将这些连接器接合之后，螺纹套环832与电子设备外壳的远端开口内的螺纹相接合，以便在传感器壳体与电子设备外壳之间提供一种机械上牢固的且不透水的连接。近端上的第一凹槽992中的一个O形环990接合了电子设备外壳的远端开口的内表面，而一个第二凹槽996中的一个O形环994接合了该螺纹套环的内表面，从而完成该不透水的密封。
如上所述，传感器系统800是模块化的，使得传感器壳体820可以被很容易地从电子设备壳体810上移除并更换成具有多个部件的一个传感器壳体，这些部件被配置成用于一个不同的应用，
尽管在此是关于用于池或矿泉的一个传感器进行描述，但应当理解的是，传感器800可以在其他应用中有利地用于测量氯水平。例如，该传感器可以用于分析船的压载舱中的氯水平，以使得当压载物由于船装满了货物而被泵出船外时，氯水平处于环境可接受的范围内。作为另一个实例，在此所披露的传感器可以用于监测饮用水中的氯水平。
虽然本说明中描述了用于氯测量的一种传感器，但该传感器也可以用于溴或TRO（总残余氧化剂——可能含有溴或氯和溴两者的经氯化的海水）的测量。通过一些小变动，本发明的这个传感器同样可以被修改以用于测量过乙酸、过氧化氢以及溶解氧。
在此所披露的传感器系统可以用于实施如由图41中的流程图1000所展示的用于量化水中的两个物种的一种方法。在动作框1010中，该系统在至少一个传感器探针的至少第一电极与第二电极之间施加一个第一差动测量电位。然后，在动作框1012中，该系统响应于有待测量的水的一个参数的浓度并且响应于该第一差动测量电位来测量一个第一输出信号。然后，在动作框1014中，该系统在该至少一个传感器探针的至少第一电极与第二电极之间施加一个第二差动测量电位。该第二差动测量电位不同于该第一差动测量电位。在动作框1016中，该系统响应于有待测量的水的参数的浓度并且响应于该第二差动测量电位来测量一个第二输出信号。在动作框2020中，该系统确定该第一输出信号与该第二输出信号的比率。在动作框1022中，该系统基于该第一输出信号与第二输出信号的该比率来确定这两个物种中的哪一个是存在的。在动作框1024中，该系统计算并量化被确定为是存在的物种。
在一个可选的实施例（在图41中由虚线展示）中，在决定框1030中，该系统确定这两个物种是否都存在。如果这两个物种都存在，那么在动作框1032中，该系统根据第一输出信号与第二输出信号的该比率来量化每个物种。如果这两个物种都不存在，那么该系统结束该方法而不执行动作框1032。在该方法的某些方面，第一物种包括游离氯而第二物种包括氯胺；并且第一输出信号与第二输出信号的比率在当水中的物种包括游离氯时具有处于一个第一范围内的值而在当水中的物种包括氯胺时具有处于一个第二范围内的值。
本发明能够在重复的实验轮次内测量海水中高达500ppm的TRO，而不遭受敏感度的丧失。
由于可以在以上构造中做出各种改变而不脱离本发明的范围，因此预期的是，以上说明中所含有的或在附图中示出的所有内容均应被解释为是说明性的而不是具有限制性意义的。

Claims (45)

1.一种用于测量水的至少一个参数的传感器系统，该传感器系统包括：
一个电子设备子系统；
一个传感器壳体，该传感器壳体被电联接且机械联接到该电子设备子系统上，该传感器壳体包括：
一个腔室，该腔室经由至少一个进口接收水并且经由至少一个出口释放水；
至少一个传感器，该传感器具有暴露于该腔室内的水中的至少一个电极；以及
一个流量发生器，该流量发生器致使水流过该腔室。
2.如权利要求1所述的传感器系统，其中该传感器壳体被配置成有待插入到输送着将测量其参数的水的一个管道中。
3.如权利要求1所述的传感器系统，其中：
该流量发生器是包括一个电动机和一个叶轮的一个泵；
该传感器壳体包括暴露于水中的一个湿侧和与水隔离的一个干侧；
该电动机被安装在该传感器壳体的该干侧上；
该叶轮被安装在该传感器壳体的该湿侧上；并且
该叶轮被磁耦合到该电动机上，这样使得在该壳体的干侧上的该电动机的旋转使在该壳体的湿侧上的该叶轮进行旋转。
4.如权利要求3所述的传感器系统，其中该电动机包括一种无刷式DC电动机。
5.如权利要求1所述的传感器系统，其中该传感器系统是一种电流型传感器系统。
6.如权利要求1所述的传感器系统，其中该传感器系统进一步包括多个可移动的物体，这些可移动的物体被约束在该腔室内并且是由在该腔室中流动的水可移动的，以便冲击并清洁该至少一个电极的表面。
7.如权利要求6所述的传感器系统，其中这些可移动的物体包括多个玻璃球体。
8.如权利要求6所述的传感器系统，其中这些可移动的物体包括多个聚四氟乙烯（PTFE）球体。
9.如权利要求6所述的传感器，其中这些可移动的物体具有充分大于该至少一个进口和该至少一个出口的多个尺寸，这样使得这些可移动的物体被局限于该腔室内。
10.如权利要求1所述的传感器系统，其中该至少一个传感器包括至少三个电极，并且其中该至少三个电极被同时清洁。
11.如权利要求10所述的传感器系统，其中当水流过该腔室时，该至少三个电极被在该腔室内移动的多个可移动的物体同时清洁。
12.如权利要求1所述的传感器系统，其中该至少一个电极包括在一个氯传感器中的多个电极和在一个pH传感器中的多个电极，并且其中在该氯传感器中的这些电极和在该pH传感器中的这些电极被同时清洁。
13.如权利要求12所述的传感器系统，其中当水流过该腔室时，该至少三个电极被该腔室内的多个可移动的物体同时清洁。
14.如权利要求1所述的传感器系统，其中该腔室的该至少一个出口被定位成使得该腔室中的任何空气经由该至少一个出口排出。
15.一种用于测量水的至少一个参数的电流型传感器系统，该电流型传感器系统包括：
至少一个传感器探针，该至少一个传感器探针被定位成与具有有待测量的参数的水处于流体连通，该探针包括多个电极，该传感器响应于有待测量的该参数的浓度生成一个输出信号；
一个控制系统，该控制系统被电联接到该传感器探针上，以便至少在该多个电极中的一个第一电极与该多个电极中的一个第二电极之间施加多个差动电压，该控制系统被配置成用于在该第一电极与该第二电极之间产生一个范围在-0.2伏与+0.5伏之间的第一差动测量电压、并且在该第一电极与该第二电极之间产生一个在0伏与-5伏之间的第二差动测量电压，在该第一差动测量电位之后施加该第二差动测量电压持续至少0.1秒的持续时间。
16.如权利要求15所述的电流型传感器系统，其中该第一电极和该第二电极各自包含铂。
17.如权利要求16所述的电流型传感器系统，其中该第一电极和该第二电极是沉积在一块非传导性基板上的平面电极。
18.如权利要求16所述的电流型传感器系统，其中该水包含氰尿酸。
19.如权利要求15所述的电流型传感器系统，其中该第一电极和该第二电极中的至少一个包含金。
20.如权利要求15所述的电流型传感器系统，其中该水包括海水。
21.如权利要求15所述的电流型传感器系统，其中该水包含大于1,000百万分率（ppm）的氯化钠。
22.一种用于量化水中的两个物种的方法，该方法包括：
在至少一个传感器探针的至少第一电极与第二电极之间施加一个第一差动测量电位；
响应于有待测量的水的一个参数的浓度并且响应于该第一差动测量电位来测量一个第一输出信号；
在该至少一个传感器探针的该至少第一电极与第二电极之间施加一个第二差动测量电位，该第二差动测量电位不同于该第一差动测量电位；
响应于有待测量的水的该参数的浓度并且响应于该第二差动测量电位来测量一个第二输出信号；
确定该第一输出信号与该第二输出信号的比率；并且
基于该第一输出信号与该第二输出信号的该比率来确定这两个物种中的哪一个是存在的；并且
计算并量化该存在的物种。
23.如权利要求22所述的方法，其中：
这两个物种都存在；并且
根据该第一输出信号与该第二输出信号的该比率来量化这两个物种中的每一个。
24.如权利要求22所述的方法，其中：
该第一物种包括游离氯而该第二物种包括氯胺；
该第一输出信号与该第二输出信号的比率在当该水中的物种包括游离氯时具有在一个第一范围内的一个值而在当该水中的物种包括氯胺时具有在一个第二范围内的一个值。
25.一种用于感测水中的pH的多用途传感器系统，包括：
一个电子设备基本单元，该电子设备基本单元包封了多个传感器应用所共用的电子电路；
一个可移除的传感器盒，该传感器盒包封了至少一个可更换的pH传感器，其中该可移除的传感器盒中的该可更换的pH传感器被配置为以下各项之一：
一个差动pH传感器；
一个复合的pH传感器与参比电极；以及
一个仅供参比的传感器。
26.如权利要求25所述的多用途传感器系统，其中：
该可更换的pH传感器具有一个带有喇叭形本体部分的第一感测端并且具有一个带有固定于其上的传感器连接器的第二连接端，该可更换的pH传感器在该喇叭形本体部分与该传感器连接器之间具有一个固定的长度；并且
该可移除的传感器盒包括被配置成用于接纳该可更换的pH传感器的该喇叭形本体部分的一个喇叭形空腔，并且具有一个匹配连接器，该匹配连接器被配置成用于与该传感器连接器相匹配并且在当该可更换的pH传感器的该喇叭形本体部分被定位在该喇叭形空腔内时，被定位成电接合且机械接合该传感器连接器。
27.一种用于在使用多个电极测量氧化还原电位（ORP）时防止这些电极的极化的方法，该方法包括：
在一个传感器的两个电极之间外加一个电压电位持续一个第一预定时间；
去除该传感器的这两个电极之间的该电压电位持续一个第二预定时间并测量ORP；并且
重复这些外加动作和去除动作持续对应的第一预定时间和第二预定时间，其中外加该电压电位并去除该电压电位防止了这些电极的极化。
28.如权利要求27所述的方法，其中该第一预定时间和之后的该第二预定时间的总时间是小于一分钟。
29.一种可重新配置的电流型传感器，该电流型传感器具有第一电极和第二电极以测量水的至少一个参数，其中对其参数进行测量的水的类型可以是饮用水、海水和池水中的一种，该电流型传感器包括：
一个选择器，该选择器用于选择有待对其至少一个参数进行测量的该水的类型；以及
响应于该选择器而根据所选择的水的类型将该电流型传感器配置成根据每种水类型的预设的一组操作参数来改变至少一个操作参数的装置，这些操作参数包括：
一个测量时间，在该测量时间期间在该第一电极与第二电极之间施加一个第一电压电位以便测量该水的该至少一个参数；以及
由该传感器在一个非测量时间期间施加的、用于防止由该第一电压电位引起的极化的一个第二电压电位的量值。
30.一种用于清洁电流型传感器的方法，该电流型传感器具有定位在一个传感器本体的面上的多个电极，该多个电极中的每一个都具有暴露于水中的一个表面，该水具有有待由该多个电极测量的至少一个参数，该方法包括：
将多个可移动的物体局限在一个空腔中，该空腔包括暴露于该多个电极的表面的一定体积的水；
使水流入、流过和流出该空腔，以使得该水在该多个电极的表面上流动；并且
使该多个可移动的物体在该空腔内循环，以使得当该水流过该空腔时，该多个可移动的物体冲击该多个电极的表面，该多个可移动的物体磨蚀该多个电极的表面，从而清洁这些电极。
31.如权利要求30所述的方法，其中这些可移动的物体是球形的。
32.如权利要求30所述的方法，其中这些可移动的物体包含玻璃。
33.如权利要求30所述的方法，其中这些可移动的物体包含聚四氟乙烯（PTFE）。
34.如权利要求30所述的方法，其中电联接到该传感器探针上的一个控制系统至少在该多个电极中的一个第一电极与该多个电极中的一个第二电极之间施加多个差动电压，该控制系统：
在该第一电极与该第二电极之间产生一个范围在-0.2伏与+0.5伏之间的第一差动测量电压；并且
在该第一电极与该第二电极之间产生一个在0伏与-5.0伏之间的第二差动电压，在该第一差动测量电位之后施加该第二差动电压持续至少0.1秒的持续时间。
35.如权利要求30所述的方法，其中该水是海水并且所测量的氧化剂水平是在1ppm与500ppm之间。
36.一种防止电流型传感器系统中的钝化的方法，该方法包括：
将至少一个传感器探针定位成与具有有待测量的一个参数的水处于流体连通，该探针包括多个电极，该传感器响应于有待测量的该参数的浓度而生成一个输出信号；并且
将一个控制系统电联接到该传感器探针上，以便至少在该多个电极中的一个第一电极与该多个电极中的一个第二电极之间施加多个差动电压，该控制系统被配置成用于在该第一电极与该第二电极之间产生一个范围在-1.0伏与+0.5伏之间的第一差动测量电压、并且在该第一电极与该第二电极之间产生一个在0伏与-5.0伏之间的第二差动电压，在该第一差动测量电位之后施加该第二差动电压持续至少0.1秒的持续时间。
37.如权利要求36所述的方法，其中该水包含氰尿酸。
38.如权利要求36所述的方法，其中：
该水是海水；
有待测量的该参数是该海水中的一种氧化剂；并且
该多个电极包括一个固态参比电极并且这些电极中的至少一个的表面涂有铂。
39.一种操作电流型传感器的方法，该电流型传感器具有定位在一个传感器本体的面上的多个电极，该多个电极中的每一个都具有暴露于水中的一个表面，该水具有有待由该多个电极测量的至少一个参数，该方法包括：
将该多个电极的表面定位在一个空腔中，该空腔包含一定体积的水；
操作一个流量发生器来使具有有待测量的该至少一个参数的该水流入、流过和流出该空腔，以使得该水在该多个电极的表面上以一个基本上恒定的速度流动；并且
当该水在该多个电极的表面上流动时，测量该水的该至少一个参数。
40.如权利要求39所述的方法，其中该流量发生器包括一个叶轮并且包括使该叶轮旋转的一个电动机，该方法进一步包括：
将该叶轮定位在该空腔中，以便使该叶轮暴露于该空腔内的该水中；
将该电动机定位在该空腔之外与该水隔离的一个位置中，该电动机被机械联接到该空腔之外的一个第一可旋转的耦合装置上；
向该电动机施加能量，以便旋转该第一可旋转的耦合装置；并且
将该第一可旋转的耦合装置磁耦合到该空腔内的该叶轮上，以使得该叶轮在该空腔内旋转。
41.如权利要求40所述的方法，其中：
该电动机具有一个电动机转矩；并且
该第一可旋转的耦合装置以至少一个最小耦合力耦合到该叶轮上，该最小耦合力被选择成大于该电动机转矩，这样使得如果该叶轮无法旋转，那么该电动机将不旋转该第一耦合装置。
42.一种用于减少污染物在传感器上的积聚的方法，该方法包括
将一个传感器的表面定位在一个外壳中，该外壳具有至少一个进口以允许水进入该外壳并且具有至少两个出口以允许水离开该外壳，该外壳含有多个可移动的颗粒，这些可移动的颗粒具有被选择用于防止这些可移动的颗粒经由这些出口穿出该外壳的多个尺寸；并且
使水在该外壳内从该进口流到这些出口，以使得该水在该传感器的表面上流动，该水的流动致使这些可移动的颗粒中的至少一些冲击该传感器的表面，以便从该传感器的表面上驱逐污染物，这些出口是相对于该水的一个流动方向定向的，以便阻止这些可移动的颗粒阻塞该至少两个出口。
43.一种器具，包括
一个外壳，该外壳包封了被适配成用于测量水的特征的一个传感器的表面，该外壳具有至少一个进口以允许水进入该外壳并且具有至少两个出口以允许水离开该外壳，该外壳含有多个可移动的颗粒，这些可移动的颗粒具有被选择用于防止这些可移动的颗粒经由这些出口穿出该外壳的多个尺寸；以及
一个流量发生器，该流量发生器在该外壳内产生从该进口到这些出口的水流动，以使得该水在该传感器的表面上流动，该水的流动致使这些可移动的颗粒中的至少一些冲击该传感器的表面，以便阻止污染物在该表面上的积聚，这些出口是相对于该水的流动定向的以便阻止这些可移动的颗粒阻塞这些出口。
44.如权利要求43所述的器具，其中该外壳包括一个内空腔，该内空腔被配置成用于将这些可移动的颗粒约束在邻近该传感器的表面的一个体积中，该内空腔具有被选择用于致使这些可移动的颗粒在该内空腔内以循环模式移动的一种形状。
45.如权利要求44所述的器具，其中该内空腔的形状总体上是卵形的。
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