CN104755147B - 混浊度传感滤波器设备、系统及其方法 - Google Patents

混浊度传感滤波器设备、系统及其方法 Download PDF

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Abstract

一种具有多个可堆叠的滤板组件的压滤机包括：与多个可堆叠的滤板组件内的第一滤板组件(1)连接的至少一个混浊度传感模块(20、220、320、420)。混浊度传感模块(20、220、320、420)通常定位在与过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a‑d)与滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间，以便确定从所述第一滤板组件的滤液(50)排出的混浊度水平。混浊度水平可以与离开压滤内侧的其他滤板组件的滤液(50)的混浊度水平无关地被确定。当混浊度水平达到预定阈值时，警报(80)被激活，这通知操作者需要更换与受影响的滤板组件(1)相关联的滤布。

Description

混浊度传感滤波器设备、系统及其方法
相关申请的交叉引用
本PCT申请要求于2012年10月15日提交的第61/714,036号美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明涉及在工业，废品，尾料，煤，集料，化学，制药学，食品和饮料，以及矿物处理技术中使用的过滤设备，且更具体而言，涉及“智能”混浊度感测过滤设备和方法。
背景技术
压滤机，有时称为“板框”压滤机、“薄膜”压滤机，或“箱式”压滤机，从19世纪左右一直用到现在，并且通常用于脱水处理。它们用于从液体固体悬浮液或具有大量液体部分的浆料中制造滤饼产品。悬浮液或浆料内的固体通常不会溶解在液体部分中，因此固体被携带在悬浮液或浆料中。压滤机将固体从液体中分离出，使得有用部分能够被处理、包装或输送到下一个步骤。在第5,368,751号美国专利中可以看到先前的压滤机的一个非限制性示例，在此结合其作为参考。
压滤机通常以“批量”的方式工作。很多个滤板组件被支撑在金属框架上且沿着该金属框架被引导。多个滤板组件通过使用大的液压缸被压在一起，这时泵将浆料进给到各个过滤室中，该过滤室由各个滤板组件的面之间以及在该面内形成的腔或凹处限定。浆料的液体部分(即，滤液)通过设置在每个滤板组件上的滤布，进入到排放系统，同时固体部分留在过滤室中。当过滤循环完成时，产生一批固体滤过材料，称为“滤饼”。滤板组件的组套被打开，经由重力、振动、摇动和/或人工分离器从过滤室除去固体，且然后滤板组件的组套被重新夹紧，重复过滤循环。
在许多情况下，如果滤布例如因为撕扯、小孔、磨损斑点、折痕或与滤板组件不对齐而损坏，则离开特定滤板组件的滤液最终会带有固体而变得浑浊，过滤处理也将受到危害。高于允许的混浊度水平会对下游的处理(诸如使用再循环进给中的滤液的那些处理)造成负面影响。如果滤饼是期望的产品并且大量固体随滤液一起被丢弃，则高于允许的混浊度水平还可能造成利润受损。因此，确保滤布总是正常工作，并且没有受损是重要的。然而，在具有150个以上的滤板组件或更多个滤板组件的常规压滤机中，确定哪块(些)布受损的工作变成耗时惊人的工作。每个板上通常有两块滤布，在视觉上检查这些全部的滤布可能要耗费许多个小时。滤板组件之间的小间隔通常要求完全移除滤板组件才能进行检查。
为了克服以上问题，通常以例行预定维护间隔同时地更换所有滤布。尽管这样的实践在操作中可减少滤布故障的机会，但这是低效而高费用的。定期的维护时间越多，则意味着生产时间越少，以及工作效率降低更多。换掉可能仍具有充足的使用寿命的滤布会缩减使用者的利润率。
本发明的目标
因此，本发明的目标是提供一种能够最大化可用滤布使用寿命和成本效率的改进的过滤器。
本发明的另一个目标是提供一种监测各个滤布性能的方法，以便防止不必要地丢弃仍余留充足的使用寿命的滤布。
本发明的再一个目标是以对于终端使用者来说很少的资金成本最小化过滤操作的定期和不定期维护时间，和最大化过滤设备的工作时间。
本发明的另一个目标是通过消除对取下过滤器部件以核验滤布损伤的需求来最大化过滤器工作的安全性和性能。
本发明的另一个目标是减少劳力，故障诊断和排除以及维护时间。
本发明的另一个目标是提供“智能的”但不昂贵的用于监测混浊度水平的可抛弃的装置，其将在苛刻的环境中工作。
本发明的另一个目标是提供一种能够监测从压滤机中的一个过滤室到另一个过滤室的滤液混浊度水平的相当小的差异的系统。
根据本文的附图和说明书，本发明的这些和其他目标将变得显而易见。尽管本发明的每个目标都被相信是能够由本发明的至少一个实施例达到的，但没有必要的是，本发明的任意一个实施例都要实现本发明的所有目标。
发明内容
一种压滤机包括多个可堆叠的滤板组件，以及与所述多个可堆叠的滤板组件内的第一滤板组件连接的至少一个混浊度传感模块。所述混浊度传感模块可被设置在与过滤室连通的滤液排放开口与滤液端口或滤液卸料管之间。所述混浊度传感模块被设置成相对于从其它滤板组件排出的滤液的混浊度水平无关地确定从所述第一滤板组件排出的滤液的混浊度水平。
在一些实施例中，多个混浊度传感模块可被设置到所述第一滤板组件。在一些实施例中，在多个可堆叠的滤板组件内的多个滤板组件可各自结合至少一个混浊度传感模块。混浊度传感模块可包括一个或多个光发射器和光检测器，并且在一些实施例中，光检测器的数目可以比光发射器的数目多。光检测器还可被设置在相对于光发射器的不同角度处。光检测器被配置成测量和确定每个光发射器所释放的电磁辐射的量。与该电磁辐射有关的信号信息可以被传送到接口单元，该接口单元经由硬件线路通信装置或无线通信装置与控制系统和/或警报通信。与排放通道相交的混浊度测量室可被设置到滤板组件，该测量室被尺寸设置成接收混浊度传感模块和防止光发射器光检测器引起滤液的流内的过多湍流。混浊度传感模块可以包括限定电路系统外壳的外罩、电路板、至少一个光发射器、至少一个光检测器和封装材料，该封装材料封装或以其他方式保护所述外罩内的所述电路板。在一些实施例中，光发射器和光检测器的仅一小部分保持暴露。
还公开了滤板组件。滤板组件通常包括至少一个滤液排放开口，其将过滤室经由排放通道连接到滤液端口或卸料管。可操作地连接到所述排放通道的至少一个混浊度传感模块被配备给所述滤板组件。在使用时，所述混浊度传感模块被配置成测量和/或指示从所述滤板组件的所述过滤室排出的滤液的混浊度水平。在一些实施例中，多个混浊度传感模块可被设置到滤板组件。
还公开了一种过滤浆料的方法。该方法包括：提供过滤机，诸如具有多个可堆叠的滤板组件的压滤机，为所述多个可堆叠的滤板组件内的第一滤板组件提供至少一个混浊度传感模块，该混浊度传感模块具有至少一个光发射器和至少一个光检测器，设置所述至少一个混浊度传感模块，使得所述至少一个光发射器和所述至少一个光检测器被配置成至少部分地暴露于从所述第一滤板组件的过滤室排出的滤液流，从所述至少一个光发射器发射电磁辐射，使滤液的流在所述至少一个光发射器和所述至少一个光检测器之间流动；以及相对于从所述多个可堆叠的滤板组件内的其他滤板组件排出的滤液的混浊度水平独立地，根据所述至少一个光检测器接收的电磁辐射的量，确定从所述第一滤板组件排出的滤液的混浊度水平。在一些实施例中，如果所述混浊度传感模块确定对于特定滤板组件已经达到阈值混浊度水平则激活警报。警报的激活可以包括，例如，产生光，产生声音，提供电信号，提供诸如字符消息的通信，或向控制系统提供指令。在优选实施例中，在更换、修理，或重新配置滤布之后，可以例如通过将磁性重置棒定位在邻近受影响的混浊度传感模块的位置来将警报去激活。所描述的光发射器可以是发光二极管，其中发射电磁辐射的步骤包括：发射具有在可视和/或不可视的颜色光谱内的波长的光波。在一些实施例中，光发射器和光检测器的某些特性(例如，诸如工作波长范围)可以被调整和/或被优化成对于特定滤液和其中悬浮的微粒最佳地工作。
还公开了，一种用于滤板组件的改造单元，包括：外罩本体，用于将所述改造单元附接到所述过滤设备的部分的连接器，被配置成与所述滤板组件的过滤室连通并且接收来自该过滤室的滤液的至少一个排放通道，和可操作地连接到所述至少一个排放通道的混浊度传感模块。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的第一滤板组件的正视图；
图2是图1中所示的第一滤板组件的前横截面视图；
图3是显示根据图2的第一混浊度传感器布置的细节的详细视图；
图4是显示第二混浊度传感器布置的细节的详细视图；
图5是显示第三混浊度传感器布置的细节的详细视图；
图6是显示第四混浊度传感器布置的细节的详细视图；
图7是显示第五混浊度传感器布置的细节的详细视图；
图8是显示第六混浊度传感器布置的细节的详细视图；
图9是图5中所示的第三混浊度传感器布置的等轴局部剖视图，显示了滤液的迁移和流出(egress)；
图10是根据一些实施例的浅层混浊度传感模块的等轴视图；
图11是根据一些实施例的深层混浊度传感模块的等轴局部剖视图；
图12是显示根据一些实施例的混浊度感测模块的功能的示意性图示；
图13是显示根据一些实施例的混浊度感测系统的示意性图示；
图14是表明根据一些实施例的本地或远程报警的默认值的表格；
图15是曲线图，示意性说明了在压滤机的示例性过滤循环期间混浊度随时间的变化；
图16说明了根据一些实施例确定滤布状态的方法；
图17用曲线示出了针对不同流体作为波长的函数的光透射；以及
图18用曲线示出了针对不同固体作为波长的函数的光透射。
具体实施方式
图1示出了根据一些实施例的第一滤板组件的正视图。该滤板组件1包括包围过滤室14的外周密封表面11，该过滤室14可被配置成容纳滤布、滤网或其它形式的过滤介质。一个或多个固定毂9被设置在过滤室14中，在板堆叠期间提供支撑。滤板组件1进一步包括用于浆料进给的进给眼10，以及上滤液端口7、下滤液端口13或滤液卸料管4g,15中的至少一个。滤板组件1可包括至少一个或多个上滤液排放开口8a、侧滤液排放开口8b、下滤液排放开口8c，或内侧滤液排放开口8d。在一些配置中，滤板组件1可以包括连接到电缆6的一个或多个外部模块2，一个或多个降低的轮廓的集成模块3，或一个或多个改造单元4、5，如此后将进一步的详细描述。
图3是根据本发明的第一混浊度传感器布置的详细视图。上排放通道18a和侧排放通道18b在上滤液端口7处相交。多个上滤液排放开口8a和侧滤液排放开口8b允许上排放通道18a和侧排放通道18b与过滤室14连通。深层混浊度传感模块420可从滤板组件1的上部提供。深层混浊度传感模块420的传感部分从深层混浊度传感模块420延伸出，以便能够测量在上排放通道18a底部处的混浊度水平。这样，流过上排放通道18a的滤液50的混浊度可以被更精确地测量，而不会有在上排放通道18a的上部处可能存在的气泡、空气、飞溅物和湍流的负面影响。一个或多个外部模块2可以经由电缆6可操作地连接到深层混浊度传感模块420。如图所示，模块2可以在距滤板组件1的远距离处安装在任何方便的地方，例如，安装在滤板组件支撑臂、喷射杆上，等等。在所示的具体实施例中，单个外部模块2被在多个混浊度传感模块20、420之间共用。尽管未示出，每个混浊度传感模块20、420可以与其自己的外部模块2通信。此外，尽管也没有示出，然而每个混浊度传感模块20、420可被配置成使用硬线91、93、95或无线90、92、94通信装置与多个外部模块2通信(见图13)。
在一些实施例中，浅层混浊度传感模块20可被配置成自滤板组件1的侧部，并且被设置在与侧排放通道18b相交的混浊度测量室19内。如图所示，浅层混浊度传感模块20的传感部分可被设置在比深层混浊度传感模块420更接近模块20的位置。这样，混浊度测量可在滤板组件1中使流动中断的可能性较小的多个位置处进行，这种中断可能会对混浊度测量造成负面影响。
图4是根据本发明的第二混浊度传感器布置的具体视图。上排放通道18a和侧排放通道18b在上滤液端口7处相交。多个上滤液排放开口8a和侧滤液排放开口8b允许上排放通道18a和侧排放通道18b与过滤室14连通。深层混浊度传感模块320可从滤板组件1的上部被提供。深层混浊度传感模块320的传感部分延伸成以便测量上排放通道18a内的底部位置处的混浊度。这样，流过上排放通道18a的滤液50的混浊度可被更精确地测量，而不会有来自气泡、空气、飞溅物和湍流的负面影响。一个或多个集成模块3可在无需任何必需的外部电缆6的情况下可操作地连接到深层混浊度传感模块320。集成模块3可如所示那样被安装成在便利的位置处从滤板组件1延伸，该便利的位置例如是很容易从压滤机侧面看到的滤板组件1的上部。电路系统可在深层混浊度传感模块320与集成模块3之间共用，以缩小滤板组件1的轮廓以及简化滤板组件1的整体构造。外部的至少部分半透明的或透明的外套3a可被设置成包围集成模块3，以保护该集成模块和深层混浊度传感模块320。如图所示，在一些实施例中，外套3a可形成深层混浊度传感模块320的外壳或本体的一部分。尽管未示出，如果空间局限性排除了对非常明显的突出集成模块3的选择，则集成模块3可被部分地或完全地凹进在滤板组件的外部部分内。
在一些实施例中，浅层混浊度传感模块220可从滤板组件1的侧部被提供，并且可被设置在与侧排放通道18b相交的混浊度测量室19内。与之前提到的深层混浊度传感模块320相比，浅层混浊度传感模块220的传感部分可位于更接近的位置。这样，可以在滤板组件1的不同位置处进行混浊度测量。
现在来看图5，示出了第三混浊度传感器布置。下排放通道18c和侧排放通道18b在下滤液端口13处相交。多个下滤液排放开口8c和侧滤液排放开口8b允许下排放通道18c和侧排放通道18b与过滤室14连通。浅层混浊度传感模块20可被设置在延伸到滤板组件1下部中的混浊度测量室19中。浅层混浊度传感模块20的传感部分被定位成接近下排放通道18c的底部，此处可能对混浊度测量造成负面影响的流动中断的可能性较小。在这一点上，流过下排放通道18c的滤液50的混浊度可以被更精确地测量，而不会有来自在下排放通道18c的上部中可能存在的气泡、空气、飞溅物和湍流造成的负面影响。
通过与图3中所示的第一混浊度传感布置类似的方式，外部模块2可以在深层混浊度传感模块420与浅层混浊度传感模块20之间共用。为了便利，外部模块2可被可视地安装在滤板组件1的拐角部分，如图所示，以便于接近。如图5中所示，深层混浊度传感模块420可以与侧排放通道18b一起使用，而不是图3的第一混浊度传感布置中使用的浅层混浊度传感模块20。如之前提到的，尽管未示出，每个混浊度传感模块20、420可以与其自身的外部模块2连通。此外，尽管未示出，每个混浊度传感模块20、420可以与多个外部模块2连通。图9是滤板组件1的横截面视图，显示了在滤液50移动通过图5的第三混浊度传感器布置时滤液50的移动和流出。
图6是具体视图，示出了根据本发明的第四混浊度传感器布置。第一改造单元4经由连接器4e可操作地连接在滤板组件1的下部。第一改造单元4包括外罩本体4a、横向排放通道4b、下竖直排放通道4c，和上竖直排放通道4d。与横向排放通道4b相交的混浊度测量室19容纳浅层混浊度传感模块20。浅层混浊度传感模块20与附接到外罩本体4a的外侧的外部模块2通信。外部模块2优选地以一方式被定向成与活板门或其它可想到的机构提供间隙，这些机构被非常接近地定位在压滤机板组的下方。外部模块2还优选地以能够容易地在视觉上和物理上通至该模块的方式定向，以便于进行软件更新、报警重置、例行维护、清洁、移除和更换。
在横向排放通道4b一端的塞子4f可被提供至第一改造单元4，以便降低横向排放通道4b的成本和使该横向排放通道4b的制造更容易。在使用中，滤液50离开过滤室14，进入一个或多个内侧滤液排放开口8d。滤液50行进通过内侧排放通道18d，随后经由连接器4e进入上排放通道4d。滤液继续流动通过横向排放通道4b，然后在离开滤液卸料管4g之前向下通过下竖直排放通道4c。浅层混浊度传感模块20测量流动通过第一改造单元4的滤液50的混浊度，如此后将更详细地描述的那样。尽管没有示出，普通技术人员将能够理解和体会到，浅层混浊度传感布置20可改为定向成相对于图中所示的方向成一定角度(例如，90度)。例如，混浊度测量室19可斜向地或基本上垂直地延伸到上竖直排放通道4d或下竖直排放通道4c中。在这样的可选实施例中，外部模块2可被定位在外罩本体4a的底部部分上，且混浊度传感模块20可被设置在外罩本体4a的侧部。
图7是示出了根据本发明的第五混浊度传感器布置的具体视图。该布置包括与内侧排放通道18d连通的第二改造单元5。第二改造单元5类似于图6中所示的第一改造单元4。但是，第二改造单元5与第一改造单元4的区别在于：其包括具有集成模块3的浅层混浊度传感模块220，而不是通过一条或多条电缆6连接的外部模块2。在所示的特定实施例中，第二改造单元5以与图6中所示的第一改造单元4的朝向相反的方向安装至滤板组件1的其余部分(rest)。很容易理解的是，第二改造单元5可以可选地安装成与图6中所示的朝向相同的朝向。此外，尽管未示出，浅层混浊度传感布置220可以改为定向成相对于所示的方向成一定角度(例如，90度)。例如，混浊度测量室19可以斜向地或基本上垂直地延伸到上竖直排放通道4d或下竖直排放通道4c中。此外，尽管未示出，如果空间局限性排除了对非常明显的突出集成模块3的选择，则集成模块3可部分地或完全凹进在外罩4a的外部部分内。
图8是示出了根据本发明的第六混浊度传感器布置的具体视图。下排放通道18c和侧排放通道18b相交，从而允许滤液50从滤液卸料管(卸料管)15排出。多个下滤液排放开口8c和侧滤液排放开口8b允许下排放通道18c和侧排放通道18b与过滤室14连通。深层混浊度传感模块320可以从滤板组件1的侧部被提供。一个或多个集成模块3可在无需使用外部电缆6的情况下可操作地连接到深层混浊度传感模块320。如图所示，集成模块3可被安装成在便利的位置从滤板组件1延伸，该便利的位置例如是能够从压滤机侧面轻易地看到的滤板组件1的侧部。可替换地，集成模块可被设置在滤板组件的凹入部分或腔内，以便实现降低的轮廓(lower profile)。电路系统可以在深层混浊度传感模块320与集成模块3之间共用，以便缩小滤板组件1的轮廓和简化滤板组件1的整体构造。外部的至少部分半透明的或透明的外套3a可被设置成包围集成模块3，以保护该集成模块和深层混浊度传感模块320。如图所示，在一些实施例中，外套3a可形成深层混浊度传感模块320的外壳或本体的一部分。
在一些实施例中，浅层混浊度传感模块220可从滤板组件1的下部提供，并可设置在与下排放通道18c相交的混浊度测量室19内。浅层混浊度传感模块220的传感部分可位于下排放通道18c的下部，在此处可能对混浊度测量造成负面影响的如气泡、空气、飞溅物或湍流这样的中断的可能性较小。
图10是根据一些实施例的浅层混浊度传感模块20的等轴测视图。浅层混浊度传感模块20包括可固定在滤板组件1内的外罩22，一个或多个诸如安装板29的安装特征，和密封装置，该密封装置诸如是设置在外罩22中的一个或多个凹槽27中的一个或多个O形环21，或者是设置在保持部分29a内的至少一个垫片29d。在一些实施例中，保持部分29a可包括凹处、凹坑、沟、环形凹槽等等。在其他实施例中，保持部分29a可以是能够提供密封的平坦的或磨平的面。安装板29可提供一个或多个安装孔29b和一个或多个带螺纹的孔29c，它们被配置成用于接收可移除的起重螺丝(未示出)。随着时间的过去，垫片29d和或O形环21可变得粘贴到滤板组件1的多个部分上，或者浅层混浊度传感模块20可变得结壳在过滤器测量室19内。通过将一个或多个可移除的起重螺丝拧到一个或多个带螺纹的孔29c中，安装板29和外罩22可以经由机械效益轻松地从滤板组件1的支持物(rest)上移去。
混浊度传感模块20包括至少一个光发射器24、24a、24b和至少一个光检测器28、28a、28b、28c。光发射器24、24a、24b能够发射电磁辐射32(包括可视的，红外的，全谱的，UVC,UVA,UVB波长中的一个或多个)，并且可以包括，例如，灯丝、灯泡、激光器、光纤和/或发光二极管(LEDs)。光检测器28、28a、28b、28c可以包括，例如，一个或多个辐射计、光度计、光电检测器、光电探测器、光伏(photovoltaics)、光电导探测器、光电晶体管、光电二极管或类似装置。光发射器24和光检测器28可以包括密封保护窗，诸如光学透明或半透明玻璃或聚合体嵌板或者可用于保护发射器和检测器免受损害(例如，磨损)的透明涂层。优选地，光发射器24、24a、24b产生一种或多种波长，这些波长在策略上匹配由滤板组件1生成的滤液的颜色、固体的百分比容积、固体特性、流体特性和光吸收特征。并且优选地，光检测器28对于在策略上匹配由滤板组件1生成的滤液的颜色、固体的百分比容积、固体特性、流体特性和光吸收特征的那些波长具有更高的敏感性。这样，诊断的“最有效点”用于混浊度测量。多于单个波长可以被间歇地利用(例如，多色L.E.D.)，以便覆盖滤液或包含一批不同的特定成分的滤液的宽频谱，这些特定成分具有不同的光吸收特性。例如，黄/绿色与红色可见光之间的波长可由光发射器24、24a、24b发射，用于进行产生金色氧化铁滤液的过滤处理。作为另一个示例，红色的或红外的光可以由光发射器24、24a、24b发射，用于暗色的重粘土滤液。光发射器24、24a、24b和光检测器28、28a、28b、28c可(例如，经由焊接)被连接到共同的印刷电路板，该共同的印刷电路板由具有良好介电性能的保护性封装材料25封装在外罩22内。“封装材料25”在此说明书和所附权利要求中使用时，可以是适合于封装、保护或密封的任意材料(例如，填隙材料、膨胀闭孔泡沫或其它填充材料)。封装材料25还可包括提供耐磨性，或适合将保护性耐磨板结合到其上的性能，包括粘附。封装材料可包括任意适当的硬度(durometer)或诸如抗张强度或切变强度的性能。封装材料可以进一步包括诸如硬塑料、环氧树脂和橡胶这样的聚合体。凹口31在光发射器24和光检测器28之间延伸，以允许滤液50在其之间经过，如此后将讨论的这样。尽管未示出，小的耐磨盘、拼块、衬里或涂层形式的一个或多个耐磨板可以任意常规方式设置到凹口31。在一个非限制性示例中，由小的玻璃拼块构成的耐磨板可以通过封装材料25或施加到外罩22上的其它粘合剂附接到混浊度传感模块20。
图11是根据一些实施例的深层混浊度传感模块420的等轴测局部剖视图。深层混浊度传感模块420类似地包括可固定在滤板组件1内的外罩422，一个或多个诸如安装板429的安装特征，和密封装置，该密封装置诸如是设置在外罩422中的一个或多个凹槽427中的一个或多个O形环421，或者是设置在保持部分429a内的至少一个垫片429d。在一些实施例中，保持部分429a可以包括凹处、凹坑、沟、凹槽、平坦的密封表面等等。安装板429可包括一个或多个安装孔429b和一个或多个带螺纹的孔429c，它们被配置成用于接收可移除的起重螺丝(未示出)。随着时间的过去，垫片429d和或O形环421可变得粘到滤板组件1的其他部分上，或者深层混浊度传感模块420可变得结壳在过滤器测量室19内。通过将一个或多个可移除的起重螺丝拧到一个或多个带螺纹的孔429c中，安装板429和外罩422可通过机械效益而轻松地被从滤板组件1上移去。
混浊度传感模块420包括至少一个光发射器424和至少一个光检测器428。光发射器424可包括，例如，白炽灯泡、激光、光纤或LED，该LED发射包括可见的、红外的、全频谱的、UVC、UVA、UVB波长中的一者或多者的电磁辐射。光检测器428可包括，例如，辐射计、光度计、光电检测器、光电探测器、光伏、光电导探测器、光电晶体管、光电二极管或类似装置。光发射器424和光检测器428可被连接到共用的印刷电路板426，该印刷电路板由封装材料425封装至电路系统封装423内。连接到印刷电路板426的一条或多条电线426b形成电缆6，该电缆6可连接到外部模块2或集成模块3。凹口431在光发射器和光检测器之间延伸，以允许滤液50在其之间经过，如此后将描述的那样。在外罩422中的中心开口423B可提供用于让电缆6通过的开口。一个或多个横向开口423A可被设置在外罩422中，便于通过使用一个或多个紧固件430将安装板429附接到外罩422。如图所示，在一些实施例中，一个或多个紧固件430可包括直径上对置的螺钉。在其他实施例中，一个或多个紧固件430可以包括但不限于，铆钉、焊接、膨胀紧固件，或诸如工业环氧树脂这样的粘合剂。尽管未示出，小的耐磨盘、拼块、衬里或涂层形式的一个或多个耐磨板可以任意常规方式设置到凹口431。在一个非限制性示例中，由小的玻璃拼块构成的耐磨板可以通过封装材料25或施加到外罩422上的其他粘合剂附接到混浊度传感模块420。
图12是显示根据一些实施例的混浊度传感模块的功能的示意图。在使用时，离开滤板组件1的过滤室14的滤液50(并且具有一定量的悬浮在其中的微粒30)进入排放通道18a-18d，且流动通过分隔开光发射器24a、24b与光检测器s28a、28b、28c的凹口31。根据示例性的且非限制性的实施例，当第一光发射器24a和第二光发射器24b关闭时，由定位在相对于第一光发射器24a的第一方向41中的第一光检测器28a产生的第一电压可被控制系统70记录，以便确定在特定位置处的暗噪声(dark noise)的基线。电压还可以由定位在第二方向42和第三方向43中的第二光检测器28b和第三光检测器28c产生，该第二方向42和第三方向43相对于第一方向41分别以第一散射角47a和第二散射角47b延伸。来自第二光检测器28b和第三光检测器28c的电压值可以由控制系统70记录下来，以便确定在散射角47a、47b处的暗噪声的次级基线。接下来，第一光发射器24a可以被通电，以便发射电磁能量32预定量的时间。第二电压可以由第一光检测器28a产生，该第二电压可以由控制系统70记录下来，以便确定直射光的初级基线(当第一光发射器24a打开时)。同样的，由第二光检测器28b和第三光检测器28c产生的次级电压可以由控制系统70记录下来，以便确定间接的散射光的基线。当记录电压时，控制系统70可以利用策略性的“斩波”算法108，以便适应不同的滞后时间、电压上升和电压下降。
示例1
在一些实施例中，暗噪声的全部基线可以被一起求平均值(average together)，且直射光线和间接的散射光线的全部基线可以被一起求平均值。混浊度可被近似看作总光吸收的函数，其中总光吸收通过暗的和亮的基线平均值的差定义，如下示出。
当第一光发射器24a关闭时：
记录电压@28a＝Vdark28a
记录电压@28b＝Vdark28b
记录电压@28c＝Vdark28c
AVGdark＝(Vdark28a+Vdark28b+Vdark28c)/3
暗噪声基线平均值＝AVGdark
当第一光发射器24a打开时：
记录电压@28a＝Vlight28a
记录电压@28b＝Vlight28b
记录电压@28c＝Vlight28c
AVGlight＝(Vlight28a+Vlight28b+V light28c)/3
第一光发射器24a的亮的基线平均值(light baseline average)＝AVGlight
总光吸收＝AVGlight-AVGdark，
其中瞬时混浊度604＝f(总光吸收)
示例2
以上步骤可用与第一光发射器24a间隔开的第二光发射器24b实施，以便在混浊度传感模块20中提供备份冗余，鲁棒性，和/或精确性。例如，当第一光发射器24a关闭时，第二光发射器24b可以被通电以便发射电磁能量32预定的时间。位于相对于第二光发射器24b在第四方向44上的第三光检测器28c的第三电压可以由控制系统70记录下来，以便确定直射光线的初级基线(当第二光发射器24b接通时)。同样的，由第二光检测器28b和第一光检测器28a产生的第三级电压可以由控制系统70记录下来，以便确定在分别以第三角度48a和第四角度48b延伸的第四方向45和第五方向46处的间接散射光的基线。
当第一24a和第二24b光发射器关闭时：
记录电压@28a＝Vdark28a
记录电压@28b＝Vdark28b
记录电压@28c＝Vdark28c
AVGdark＝(Vdark28a+Vdark28b+Vdark28c)/3
暗噪声基线平均值＝AVGdark
当第一发射器24a打开并且第二光发射器24b关闭时：
记录电压@28a＝Vlight28a1
记录电压@28b＝V light28b1
记录电压@28c＝V light28c1
当第一发射器24a关闭并且第二24b光发射器打开时：
记录电压@28a＝Vlight28a2
记录电压@28b＝V light28b2
记录电压@28c＝V light28c2
AVGlight＝(Vlight28a1+V light28b1+V light28c1+Vlight28a2+V light28b2+V light28c2)/6
两个光发射器24a&24b的亮的基线平均值＝AVGlight
总光吸收＝AVGlight-AVGdark，
其中瞬时混浊度604＝f(总光吸收)
示例3
更多可替换的实施方式，如根据图16中示意性示出的方法100显而易见的是，在一些实施例中，在过滤循环的整个过程的许多测量循环中的每个测量循环期间，光发射器24a、24b可以一种或多种预定频率(例如，在约1Hz至1000Hz之间)间歇地产生脉冲104数次。产生脉冲步骤104可用于获得对从过滤室14排出的滤液50的瞬时混浊度604的更精确的表示。换言之，瞬时混浊度604可从多个非常快速的连续测量值的平均值确定。产生脉冲104的单个循环可以，例如，发生在零点几秒(例如，1/4秒)的时间段中，以接近在所述单个循环期间的瞬时混浊度604。每次产生脉冲可以持续几个毫秒至几百个毫秒。如图15中可视地示出，产生脉冲循环可发生在时刻t2与t3之间，在过滤室14被填充以浆料(在时刻t0至t1之间)之后，以及在初始排料102之后，此时滤液混浊度最高(在时刻t1与t2之间)。在光检测器28a、28b、28c中的每一个之间的平均电压读数的比率可以被控制系统70如下所示那样记录和使用。
当第一光发射器24a和第二光发射器24b关闭时，记录N个暗噪声读数：
记录电压@28a＝[Vdark28a1，Vdark28a2，Vdark28a3，……Vdark28aN]
记录电压@28b＝[Vdark28b1，Vdark28b2，Vdark28b3，……Vdark28bN]
记录电压@28c＝[Vdark28c1，Vdark28a2，Vdark28c3，……Vdark28cN]
AVGdark28a＝(Vdark28a1+Vdark28a2+Vdark28a3……+Vdark28aN)/N
AVGdark28b＝(Vdark28b1+Vdark28b2+Vdark28b3……+Vdark28bN)/N
AVGdark28c＝(Vdark28c1+Vdark28c2+Vdark28c3……+Vdark28cN)/N
当第一发射器24a打开并且第二光发射器24b关闭时，记录N个亮的读数：
记录电压@28a＝[V1light28a1，V1light28a2，V1light28a3……V1light28aN]
记录电压@28b＝[V1light28b1，V1light28b2，V1light28b3……V1light28bN]
记录电压@28c＝[V1light28c1，V1light28c2，V1light28c3……V1light28cN]
AVG1light28a＝(V1light28a1+V1light28a2+V1light28a3……+V1light28aN)/N
AVG1light28b＝(V1light28b1+V1light28b2+V1light28b3……+V1light28bN)/N
AVG1light28c＝(V1light28c1+V1light28c2+V1light28c3……+V1light28cN)/N
平均第一发射器24a直射光吸收＝AVG1light28a-AVG dark28a＝AVGdirect24a
平均第一散射吸收＝AVG1light28b-AVG dark28b＝AVGscatter24a1
平均第二散射吸收＝AVG1light28c-AVG dark28c＝AVGscatter24a2
第一发射器24a的第一散射比率＝AVGscatter24a1/AVGdirect24a＝R124a
第一发射器24a的第二散射比率＝AVGscatter24a2/AVGdirect24a＝R224a当第一发射器24a关闭并且第二光发射器24b打开时，记录N个亮的读数：
记录电压@28a＝V2light28a1，V2light28a2，V2light28a3……V2light28aN
记录电压@28b＝V2light28b1，V2light28b2，V2light28b3……V2light28bN
记录电压@28c＝V2light28c1，V2light28c2，V2light28c3……V2light28cN
AVG2light28a＝(V2light28a1+V2light28a2+V2light28a3……+V2light28aN)/N
AVG2light28b＝(V2light28b1+V2light28b2+V2light28b3……+V2light28bN)/N
AVG2light28c＝(V2light28c1+V2light28c2+V2light28c3……+V2light28cN)/N
平均第二发射器24b直射光吸收＝AVG2light28a-AVGdark28a＝AVGdirect24b
平均第三散射吸收＝AVG2light28b-AVGdark28b＝AVGscatter24b1
平均第四散射吸收＝AVG2light28c-AVGdark28c＝AVGscatter24b2
第二发射器24b的第一散射比率＝AVGscatter24b1/AVGdirect24b＝R124b
第二发射器24b的第二散射比率＝AVGscatter24b2/AVGdirect24b＝R224b
其中总光吸收＝f(AVGdirect24a,AVGdirect24a,R124a,R224a,R124b,R224b)
并且瞬时混浊度604＝f(总光吸收)
示例4
在用于测量穿过滤液50的光透率的简单布置中，单个光发射器24将光直接投向单个光检测器28，其中发射器24和检测器28在待测量的液体滤液50的流的两侧面向彼此。光检测器28信号指示多少比例的光源照度穿过滤液50，而没有被吸收或被成角度地散射离开光检测器28。此比例可以被定义为透射率(T)，与光强度具有简单的线性关系：
其中I0＝没经过吸收的初始强度，I＝测量强度。测量强度I通常在0至1之间，或者在0％至100％之间。透射率T是比率，因此，它是无维特性。穿过其中没有吸收物质的透明滤液50的透射率可以使用参考点，其中T＝1(或100％)。当在光发射器24与光检测器28之间的光学路径吸收性如此强以至于没有光被检测器28接收到时，则可使用T＝0(或0％)的参考点。透射率T与阻挡光发射器24和光检测器28之间的光路径的吸收/散射材料的数量之间的关系通常遵循比尔-朗伯特指数定律：
其中k＝吸收系数，并且x＝光发射器24与光检测器28之间的光学路径长度。由于x是以长度单位定义的测量值，则k必须以1/长度的单位定义，以与无维的T比率相一致。随着混浊度水平升高(即，具有更多微粒30的更脏的滤液50)，k的值增大，并且T的值减小。如果对混浊度有作用的材料的光学特性已知是先验的(a priori)，则穿过测量室的光学路径的长度可被设计成优化敏感度和信号/噪声。在这样的实例中，可以为具体的过滤处理、滤液成份和/或滤饼成份定制凹口31、431的尺寸。
光发射器24可以被持续供电，或者可以在读取之间被选择性地关闭以便减少功率消耗。在这样的实施例中，可以在每当有需要时，例如，仅仅在光发射器28被通电时，测量由光检测器28产生的信号。可基于被供应给光发射器28的电压和电流而保持光强度恒定。
这种基本的测量方案可以在优先考虑的是简单性和低成本时使用。然而，这样的布置可能具有局限性。例如，环境或杂散光(被光检测器28测量的并不是来自光发射器24的光)可导致系统易受不精确的影响。第二，这样的系统可能不能够明确地辨别从发射器24与检测器28之间的直接路径中除去的光是通过吸收还是通过散射(成角度地重定向)被移除的。在一些环境中，这样的辨别可能很重要，如此后将更详细地描述的。第三，这样的基本测量系统缺少内置精确度检验，这在解释电子和光学部件等的“漂移”和/或故障的影响方面可能是有用的。
示例5
根据本发明可为了改善测量精确度而做出精化。混浊度传感模块20、220、320、420的这种改进的实施方式可以减少由于环境杂散光造成的测量误差。几种方法可以单独使用或者彼此结合起来使用，以便提高精确度。
在一些实施例中，可向混浊度传感模块提供屏蔽(shielding)。屏蔽可以通过用不透明的材料在光学上封闭或以其他方式覆盖整个光学系统从而阻止环境光线进入测量系统来实现。屏蔽的水平可以在轻度屏蔽(light shielding)和近乎完全的屏蔽之间变化。
示例6
在一些实施例中，有限波长带通滤波器布置可以用于在此公开的混浊度传感模块。例如，光发射器24a、24b和光检测器28a、28b、28c可以互补地相互匹配，以及为了在波长(即，颜色)的窄范围内实现最佳性能而被调整或设计。这样的特定波长范围可以称为带通(bandpass)或通带带宽(passband bandwidth)。在使用中，任何波长落在带通/带宽以外的杂散光可简单地被忽略。
对于宽带光发射器24，诸如白炽灯，带通可以通过使用光学过滤器来实现。诸如发光二极管(LED)和激光器等的窄带光发射器24比宽带光发射器24更优选，因为它们本来就能发射在窄波长范围内的光。此外，根据所使用的固态(solid-state)技术，LED很容易就能够具有不同波长和宽度的带通。另外，LED是便宜的、通用的，并且为了本文描述的目的和应用构成大的稳定光发射器24。
光检测器28可以结合许多不同的电光技术；然而，优选实施例包括固态硅基光电探测器，其通常是便宜的、通用的、稳定的，并且与LED光发射器24良好匹配。硅光电探测器通常具有从近紫外光或蓝光波长(～350-400nm)到近红外光波长(NIR，～1000-1100nm)的宽带波长敏感度。硅探测器的最高敏感度在NIR中，或者在大约850至950nm之间。为了用硅探测器实现窄的带宽，可需要光学过滤器或其他技术装置进行额外的过滤。光学过滤器或用于提供附加滤波的其他技术装置可以被直接结合到光检测器28中，或被间接地提供到光检测器的部分中。在不需要过度滤波的一些优选实施例中，可使用中心在大致850与950nm之间的匹配的近红外带宽。这不仅仅是LED发射器24和硅基光检测器28的有效波长范围，而且许多室内灯，尤其是荧光灯通常发射很少的或不发射在近红外线范围中的竞争能量(competing energy)。
示例7
从光学测量值中除去可能的杂散环境光线的影响的另一种方式是通过已知为“斩波(chopping)”的技术。这里，从光检测器24产生的信号取得离散的快速测量值。快速测量值既在光发射器24提供光线时取得，又在光发射器24不提供光线时取得。由光检测器28产生的且在发射器24提供光线时测量的信号通常称为亮信号(light signal)。由光检测器28产生的且在光发射器关闭、被阻挡或者因为其他原因没有产生光线时测量的信号称为暗信号(dark signal)。暗信号通常是由于噪声或并非光发射器的环境光源导致的。针对每个测量值进行简单的数学减法(例如，亮信号-暗信号)产生需要的、精确的真实信号(truesignal)或暗修复信号(dark-corrected signal)。
可以有利地利用斩波技术(chopping technique)，诸如结合旋转机械开槽轮以连续地在让光穿过和阻挡光之间交替。例如，水轮型机构(未示出)可被设置在发射器24和检测器28之间的凹口31、431内。水轮型机构可凭借流过排放通道18a-18d以及在凹口31、431之间流动的滤液50的液压力而转动，并且可用于对光检测器测量值进行光学斩波，以便获得暗修复的(dark-correct)信号。
可替换地，如果诸如LED这样的固态装置被用于发射器24，则电子斩波可以通过简单地以脉冲地传递能量至发射器24而快速连续地开启和关闭来执行。应注意的是，光发射器24和光检测器28以及它们的电路可能不会对功率或光信号的突变“立即”响应，但是可以具有电容性时间常数。因此，预想到利用斩波技术的这种装置的设计将结合斩波速度，该斩波速度是：A)快到足以对任何时变杂散光源做出精确的修正，但也是B)慢到足以允许电光部件稳定下来以获得精确的读数。
通过使用诸如LED和光电晶体管这样的便宜的元件，可以利用几百赫兹甚至更低的相对慢的斩波速率。这种速率对于过滤流程中的混浊度测量应用来说已经是足够的。
示例8
由于“吸收”和/或“散射”现象，从光发射器24a、24b、24发射出的形式为集中光束的直接电磁辐射32，可能在其被光检测器28a、28b、28c检测到之前被减弱。当发射器24产生的光能的一部分被经过发射器24的滤液50和/或微粒30吸收时，可发生吸收。散射可能由于反射、折射和衍射的组合而发生，其中由发射器24产生的光能的一部分经由滤液50而扩散，并且被滤液中的微粒30改变，例如，该微粒30为固体悬浮混浊度微粒30或不溶合的液滴的形式。散射的普通示例包括前灯在雾(悬浮在空气中的水滴)中的表现，蓝天(光的短波长由大气分子散射)，以及在水与少量的细粒度白色粉末(例如，面粉、玉米淀粉、清洁尾矿)混合时的乳状外观。散射是波长、流体的折射指数、和微粒30的粒子性能的复杂函数，该粒子性能诸如是折射指数、吸收率、粒子尺寸和形状。通常，以下条件促进了更多散射：a)相对透明的(非吸收性的)粒子；b)折射指数与周围的流体不同的粒子；c)尺寸较小的粒子；以及d)波长较短的光。
重定向的光能量可能不会总能被光检测器28a、28b、8c检测到，因为其可能循着从电磁辐射32的原始光束41、44偏离的其他路径42、43、46、45和角度47a、47b、48a、48b，并且可能在光检测器28a、28b、28c的检测区域以外。根据微粒30的光学性能，经常可以通过除了直射光束光检测器28a以外添加一个或多个“斜的”光检测器28b、28c而补偿散射，来改善混浊度传感模块20、220、320、420得到的测量值。“斜的”光检测器测量在来自光发射器24a的直射光束41以外的角度47a、47b处的散射测量光。
在一个实例中，单个光检测器28a可被设置在第一方向41上，该第一方向遵循离开光发射器24a的电磁辐射射束32的直接瞄准路径。换言之，检测器28a直接看向或面对光发射器28a。第二光检测器28b可被定位在相对于第一方向41的一个或多个角度47a处。例如，第二光检测器28b可被定位在相对于光发射器24a成90°角处(或垂直处)。
比率可以通过记录来自第一光检测器28a(直接信号)和第二光检测器28b(侧信号)的信号测量值而获得。这种比率是混浊度的相当敏感的测量值，并且，因为该结果是用比率计量的，其具有对来自光发射器24a的可能的光强度变化不敏感的优点。对于不具有混浊度的完全透明流体，第一光检测器28a将通常测量到强信号，而90°的第二光检测器28b可能测量不到信号。因此，比率接近0。当添加了导致混浊的杂质时，或在由于故障的滤布导致滤液50内微粒30增多时，越来越多的光从直接射束41漫射离开，在减少直接信号的情况下增大了侧信号，使比率变得更接近于1。
然而，散射的量和散射角47a、47b、48a、48b的范围可能主要取决于微粒30的吸收度和透明度。为了测量来自定位在相对于发射器直射光束的第一方向41成90°之处的光检测器的显著的侧信号，发射出的光的平均光子需要从在微粒30内的许多不同粒子散射，以便使能量的角度分布随机化(“多重散射”)。为了能有大量的多重散射，可需要微粒30是非常透明的，使得给定光子在给定散射事件中被吸收的可能性将是很低的。如果微粒30是1％的吸收的(非常透明)，则从光发射器24a发射的平均光子在统计上可能会经受住几乎70个散射事件而不会被吸收，并且光能够被再分布在范围广泛的角度。然而，若微粒是10％吸收的(例如，相当白的粉末)，则从光发射器24a发射的平均光子通常会经受住仅仅7个散射事件，其中散射光的强度会随着每次散射事件而被减弱，并且将集中在接近直射射束41的角度处(所谓的“前向散射”)。
对于高吸收性的微粒30，诸如碳微粒，铜矿砂微粒，和钼矿微粒，则非常少的或几乎没有散射发生。击中微粒30的大多数光子通常被吸收，并且将不会在任一角度47a、47b处的被第二光检测器24b检测到。幸存到被第一光检测器24a检测到的大多数光子很可能是首先避免击中微粒30的光子，且这些光子将沿着第一方向41，该第一方向41在从发射器24a笔直地到第一检测器28a的初始路径上。
因为这些原因，本发明的混浊度传感模块20、220、320、420可针对微粒30的具体特征而被优化设计。在一些实例中，混浊度传感模块可包括在相对于第一方向41成90°处的第二光检测器28b，其中预期有颜色非常浅、弱吸收的微粒30。这样的配置(未示出)可能对于食品加工、废水处理和环境水监测应用非常有用。然而，大多数地质材料具有更高的光学吸收性，因此表现出降低的散射并且前向散射相对于侧向散射占主导地位。图12示出了设计成具有优化混浊度传感器几何结构的这种模块的代表性示例，其中一个或多个光检测器28b、28c测量在角度47a、47b、48a、48b处的散射光，这些角度相对于第一24a和/或第二24b光发射器小于90°。这些较小的角47a、47b、48a、48b例如可以是小于、稍大于或等于大约30°-45°。
示例9
当被用作光发射器24时，对于给定电功率，LED可以表现出在各单元之间的亮度效率的统计范围。类似地，硅光电检测器在其敏感度方面可以具有单位间变异(unit-to-unitvariation)。这种变异可以通过特征化每个光发射器/检测器对的组合响应然后“等量化”该响应来解决。响应等量化可以例如通过使用硬件(例如，通过调节LED电流以便产生更多的或更少的光)或通过使用软件(例如，通过对给定测量值在数字上应用一个或多个存储的修复因子)来完成。尽管这种附加的校准步骤可稍稍增加混浊度传感模块20、220、320、420的成本，但即使在使用便宜的且高变异性的部件时这些校准步骤通常也提供更高的精确度。可通过利用多个光发射器24a、24b和/或多个光检测器28a、28b、28c进一步改善本文中公开的混浊度传感模块20、220、320、420的性能。用这种方式，冗余可用于改善可靠性，尤其是对于低成本的未校准的光发射器24和检测器28部件。
在一个示例中，至少两个独立的光发射器24a、24b和至少两个光检测器28a、28c可被设置到混浊度传感模块20，其中至少两个光检测器28a、28c中的每一个被定位在第一41和第四44方向上。第一41和第四44方向沿着从至少两个发射器24a、24b离开的电磁辐射32的直射视线路径(即，在第一41和第四44方向上没有散射)。用各成对的发射器/检测器对24a、28a和24b、28c对相同滤液50进行独立的测量。接着两个结果被平均，在统计上减少了与以上描述的零件间变差有关的不精确性。对于许多混浊度测量应用，通过平均产生的精确度将足以消除对自定义校准的需求。使用多个光发射器24a、24b和多个光检测器的第二个好处是“误差检测”和“冗余度(redundancy)”。例如，如果一个光发射器/检测器对24a、28a；或24b、28c始终返回无效结果，或者如果来自多个光发射器/检测器对24a、28a；24b、28c的结果不相符合或超出到预设值的界限以外，则检测到混浊度传感模块20的故障。一但检测到故障，则模块20可以通知误差状态，该误差状态指示局部故障或整体故障。这种通知可以是无线的94或是硬件线路的95，并且可以触发适当的修复动作(例如，指示需要更换混浊度传感模块20的警报80)。如果检测到局部故障，则另一个选择可能包括通知误差，但仍继续从剩余的光发射器/检测器对24a、28a；24b、28c提供混浊度数据。在一些工业应用中，这种通知94、95可有助于辨别需要紧急更换的混浊度传感模块20、220、320、420和可以继续使用直至更方便的更换时间(例如，在预定例行的维护时间期间)的模块。
示例10
可以可替换地使用还结合了散射测量的更复杂的实施方式，如图12中示意性示出。第一测量序列使用第一发射器24a作为光源。依次从光检测器28a、28b和28c取得强度读数。在这样的示例中，第一光检测器28a是直射光束41测量装置，而第二光检测器28b检测在角度47a处的低角度前向散射，第三光检测器28c检测在角47b处的大角度前向散射。第二测量序列使用第二发射器24b作为光源，其中光检测器28c是直接射束44测量装置，光检测器28b测量在角48a处的低角度前向散射，光检测器28a测量在角48b处的高角度前向散射。利用非常精确的且经校准的部件，这两个镜像模式的测量序列在理论上可以提供相同的数据。然而，因为在混浊度传感模块20,220、320、420内使用的部件不是完美的，并且容易有零件间变差，对它们的镜像数据和数据比率进行的比较可用于提高精确度，以及为系统添加冗余度，如上述段落中描述的那样。当然，可预期到许多其它方法的改进，诸如斩波(以上关于图2c中描述的)可有利地与使用多个光发射器24和检测器28的这些和其它算法结合起来，以便进一步提高测量精确度和一致性。
示例11
本发明的另一个独特的特征是：根据滤液50的着色(coloration)(“取决于波长的透射/吸收”)和/或产生混浊度的微粒30，可以在具体分析的基础上谨慎地选择光发射器24a、24b和光检测器28a、28b、28c的工作波长，以优化混浊度测量的敏感度和精确度。图17示出了用于三种无浊度液体的光谱的示意性表示。如图所示，“纯净水”在可视光和近红外光(VNIR)中的所有波长都具有高光透率(低吸收性)，且因此，并不是就其本身而言或自然而然地决定特定波长范围以便实现优化测量。因此，本文中定义的混浊度传感模块包括求精操作，其通过选择光发射器24发射的光能量的适当波长来优化性能。
例如，由水和大量的溶解铜(来自对铜矿的处理)构成的富铜滤液50可包括视觉上透明的蓝色。因此，在涉及富铜滤液50的处理中使用的光发射器24和检测器28最好被选择为在蓝色的或蓝绿色的区域中(或在约350nm与500nm之间)工作，其中流体是几乎全透明的。相比之下，仅仅地在红色的和近红外的区域中(或在约600nm与1050nm之间)工作的光发射器24和检测器28很可能不适合用于这样的富铜滤液，因为由发射器24产生的光的大部分在被光检测器28检测到之前很可能会因为被液体本身吸收而消失。
色彩鲜艳的滤液50的另一个示例可包括氧化铁(Fe3+)。铁在地质材料中非常常见，并且三价(氧化)铁在较短的可视波长(例如，蓝光或绿光)呈现强的光学吸收性。在视觉上，这导致特征强烈的黄色、橙色、生锈棕色和/或红色。穿过这种滤液的最佳光透率将在近红外的范围内(在大致800nmand 1050nm之间)。因此，对于涉及氧化铁滤液50的过滤处理，光发射器24和检测器28将偏向该工作范围，以实现最佳的混浊度感测。
致污物和/或对滤液50的混浊度有作用的其他微粒30还可能具有与波长有关的特征，该特征会对优化起作用。例如，图18示出了对于在采矿工业中常见的三种类型的固体的频谱的示意性表示：
“铜精矿(Cu Concentrate)”是富集铜矿(concentrated copper ore)，其在可视的和近红外(VNIR)波长中的所有波长处都主要是暗灰色至黑色的。几乎所有的与此材料粒子交互的光子将被吸收，且存在非常少的散射(如上讨论的)。在VNIR波长处具有类似的高吸收性的其他材料包括碳、煤和钼砂。这些固体中没有一个能自行地指定优化测量的特定波长。
“洁净的尾矿”代表精碎矿石(通常为硅酸盐和/或碳酸盐)，其已经在提炼过程期间被提取出矿石矿物。在许多实例中，其光透率比铜精矿高出很多(并且吸收性低很多)；然而，这些光特性作为波长的函数并不会改变很多。换言之，如清洁的尾矿这样的材料不会直接基于透射&吸收而坚决地规定优化工作波长。而是，混浊材料的吸收性越小，则散射更显著，这可以用于如上所述的良好诊断利益。
“含有Fe3+的固体”表示具有含氧化铁的固体的频谱特征的通用级别的微粒30。通常，氧化铁的高浓度并不必然会产生具有浓重的颜色特征的滤液。例如，在另外的非吸收性材料(例如，粘土、硅土、氧化铝)中，仅仅几个百分比的铁离子(ferric iron)内容物就能够产生在从UV到大部分可视波长具有强吸收特征而在近IR波长处具有很少的吸收性的频谱。在这样的情况下，对发射器24和检测器28的优化应该考虑微粒30和在滤液50内的不混浊流体这二者的频谱特征。由于纯净水是滤液50内的不混浊流体，所以短的工作波长很可能提供对固体的最大敏感度，这对于检测在短光学路径长度范围的低固体浓度是令人满意的。相反，如果要测量更高的固体浓度和/或光学路径长度更长，则在红光或近红外光的较长的波长将是更令人满意的，其中氧化铁的吸收性较不强。在富铜滤液的情况下，滤液50的液体部分的光谱将实际操作限制到大约550nm以及更短的波长。在这些波长处，富铁固体的表现将类似于铜精矿以及其他颜色非常暗的(基本上是黑的)固体。
示例12
基于滤液50和微粒30成分的优化和调整混浊度传感模块部件的又另一个示例可包括：使发射器24和检测器28适于同时在富铁液体和富铁固体中良好地工作，富铁液体和富铁固体各自具有类似的光谱特征。在这样的情况下，仅考虑滤液50的液体部分，工作波长应该为尽可能长，优选地在近红外(NIR)范围内，在该范围内液体是最透明的。然而，在混浊度测量期间对富铁固体的敏感检测通常规定要使用较短的波长，而在这种较短的波长固体会会具有更强的吸收性。显然，这种情况下，在为发射器24和检测器28确定最佳工作波长范围时，需要仔细地考虑权衡。还应该考虑其它因素，包括：有关的固体浓度的范围，光学路径长度，和对偏角47a,48b光检测器28b、28c的散射测量进行的优化。
以上示例仅仅是为了实践、举例、和非限制性的目的显示的，根据以上示例，可以看出，根据给定混浊度测量应用期望有多高的精确度和敏感度，测量方案在简单至复杂之间变化。因此，可预见本文中讨论的实施选项中的任意一者或多者可以单独使用，也可以一起使用。
可以在过滤循环的不同时刻处计算瞬时混浊度604(图15)。如果在过滤循环内(例如，在时刻t2和t3之间)的时间或时间范围中的任意特定处，滤液50的瞬时混浊度604的平均值602被认为是大于预定的阈值600，则控制系统70可以发布故障代码(例如，二进制的“0”或“假”值)，这触发警报80。警报80可向操作者指示与特定滤板组件1相关联的滤布需要维修或更换。在警报80被重置之后，控制系统可发布校正代码(例如，二进制的“1”或“真”值)，这解除了警报80。在一些实施例中，可通过挥动非常接近混浊度传感模块20的磁性重置棒97，通过接口单元60，或通过控制系统70来将警报80重置，这继而又以与美国专利第4,837,552号中的描述相似的方式重置断路开关(trip switch)。在其他实施例中，警报80可以用来自远程操作者控制面板的键击或通过按压便携式控制装置上的重置按钮来重置。
在一些实施例中，在压滤机的滤板组件上的各个混浊度传感模块20、220、320、420可以在正常的过滤操作期间停留在节电的“待机”状态，其中主混浊度传感模块(未示出)可位于压滤机的主滤液排出口处。主混浊度传感模块可以用于从整体上连续地监测一起流出压滤机的全部滤液50的瞬时混浊度604。如果，在操作内的任意点或时间范围处，(一起，整体上)离开压滤机的滤液混浊度超过了某个预定的阈值600，则控制系统70可命令每个滤板组件1配备的各混浊度传感模块20、220、320、420离开待机状态，并且以全功率被起动，以便确定在组套中的哪个滤板组件1导致滤液混浊度升高。相应地，在此公开的混浊度传感模块20、220、320、420可以适于在不同情况下以不同的能力起作用而没有限制。
图13是显示根据一些实施例的混浊度传感系统的示意性代表。在相同的或不同的滤板组件1上的一个或多个混浊度传感模块20经由无线94或硬件线路装置95与接口单元60通信。接口单元60可以与混浊度传感模块20、220、320、420自身、滤板组件1或压滤机分离开，或者可以与混浊度传感模块20、220、320、420自身、滤板组件1或压滤机集成为一个整体。接口单元60经由无线90或硬件线路装置91与控制系统70通信。控制系统也可以与混浊度传感模块自身、滤板组件或压滤机分离开，或者可以与混浊度传感模块自身、滤板组件或压滤机集成为一个整体。警报80可以经由无线92或硬件线路装置93可操作地连接到控制系统70、接口单元60或混浊度传感模块20。一个或多个电源69，例如诸如电池的直流电源可以被设置到混浊度传感模块20、接口单元60、控制系统70或警报80中的一者或多者。在一些实施例中，磁性重置棒97可以用于重置警报80，其在重置棒97进入警报80附近的范围内时(没有物理接触地)移动磁性断路开关。本领域普通技术人员将理解，重置棒97可以可选地采用RFID或其它远程或无接触接近技术(proximity technology)。此外，警报80的重置可以通过按下可操作地连接到警报和控制系统70的重置按钮来在物理上完成。
对于上述实施例中的任意一个，电源69，诸如12VDC的电池可被设置在所描述的混浊度传感模块20、220、320、420，外部模块2或集成模块3内。此外，控制系统70可被设置到所示的混浊度传感模块20、220、320、420，外部模块2，集成模块3，或滤板组件1中的任意一者或多者。控制系统70可以包括，例如，可编程逻辑控制器(PLC)或可编程自动化控制器(PAC)，其中具有一个或多个预置的串行端口、模块、电缆6、串行总线接口，或本领域众所周知的其它无线通信技术(例如，1Mbits/s蓝牙；802.11Wi-Fi；20，40，或250Kbits/s；100-500Mbits/s超宽带；62.5Kbits/s无线USB；20-40Kbits/s、115Kbits/s、或4&16Mbits/s IR无线)。并行总线接口和无线通信技术可以被结合，以允许滤板组件1之间的模块2能在单个总线或平台上通信。可以有利地利用监督控制和数据获取(SCADA)平台，以便为混浊度传感系统提供CPU功能性，同时还保持PLC的简洁性和可靠性。
警报80还可被设置到深层混浊度传感模块420或模块2、3中的任一个，以便用信号通知发生故障的滤布，验证正常工作的滤布，确定软件误差，或检测混浊度传感系统中的坏掉的硬件。警报可以包括，例如，诸如一个或多个大功率LED的光源。具有不同颜色的多个LED可用于指示不同程度的警报或不同状态。
例如，绿色的LED可被通电，以便用信号指示正常工作的滤板组件1和/或正常工作的混浊度传感模块20。橙色的LED，在被打开时，可以指示局部混浊度升高并且在不久的将来即将需要对滤板组件1的特定滤布进行更换。红色的LED，在打开时，可以指示某种类别的当前故障，诸如严重损坏的滤布。多色LED，以及单色LED也可以用在警报中。在一些实施例中，LED可被预先编程为以不同的频率闪烁，或者以不同的亮度发光，以便传达不同的意思。例如，迅速地脉冲闪烁的(quickly-pulsing)单个LED可以用信号表示对于给定滤板组件1立即需要滤布维修，而单个LED的缓慢脉冲闪烁(slow pulsing)可以用信号通知在特定滤板组件1上的滤布维修可以推迟给定时间或不定期限。可替换地，非脉动的一致的发光可以用作检查指示器，表示内部电池、外部电线或其它电源69仍在满载工作。在一些实例中，LED可用于指示混浊度传感模块20、420或改造单元4、5是有故障的(例如，通过以不同模式或莫斯代码闪烁)。
警报80可以可替换地以声音蜂鸣器提供，其具有不同的音调、音高、频率或旋律，用于指示不同信息。例如一个或多个恒定的或变化的电压的形式的电子信号可被中继转发给控制系统70。在一些实施例中，电子信号可以在大的电子显示板上形成多条预定字符消息中的一者或多者。在一些实施例中，电子信号可以影响压滤机的控制参数(例如，启动切断开关，调节循环时间等)。这种可替换的警报可以单独使用，或者与上述的可视警报中的任意一者或多者一起使用。
为了确保在此公开的混浊度传感模块20、220、320、420的凹口31、431正确地定向成与排放通道18a-18d适当地对齐，可在安装板29,429上采用单定向的键特征。这种键特征可以是仅能以单一的空间定向被接收在滤板组件1的凹处中的突出物。可替换地，这种键特征可以通过布置成独特图案的安装孔29b、429b提供，该安装孔仅仅以单一的定向而与滤板组件1的其他部分相匹配。通过控制或改变安装板29、429的厚度或外罩22、422的总长度，可以控制混浊度传感模块20、220、320、420插入到混浊度测量室19中的深度，进一步优化了光发射器24和检测器28在流过排放通道18a-d的滤液流内的位置。一个或多个专用填片可以用在安装板29、429与滤板组件1之间，以便改变在排放通道18a-d内的测量位置。
承包商或其它实体可以根据如显示和描述的过程整体或部分来提供混浊度传感系统或安装混浊度传感设备。例如，承包商可接收到关于设计混浊度传感系统的项目的投标请求，或者承包商可以主动提出为客户设计或者提供这样的设备或系统。承包商可以然后提供，例如，在上述实施例中显示和/或描述的装置或特征的任意一者或多者。承包商可以通过销售那些装置或者通过主动提出要销售那些装置来提供这样的装置。承包商可以提供不同实施例，其被尺寸设置、形状调整成，和/或在其他方面配置成满足特定客户或顾客的设计标准。承包商可以将所公开的装置或提供所述装置的其他装置的部件或整体的制造、运送、销售或安装转包出去。承包商还可以调查地点，和设计或指定一个或多个存放区域用于堆叠用于制造该装置的材料。承包商还可以维护、修改、更换或更新所提供的装置。承包商可以通过将这种维护或修改的服务转包出去或通过直接提供所述维护或修改所需的那些服务或部件来提供这种维护或修改，并且在一些情况下，承包商可以用“改造单元”修改现有的压滤机、滤板组件或其他过滤单元，来得出经修改的压滤机或其部件，其包括在此讨论的混浊度传感技术的一个或多个方法步骤、装置或特征。
尽管本发明已经依据特定实施例和应用进行了描述，但本领域普通技术人员鉴于此教导，能够得到附加实施例和变型，而不会脱离要求保护的发明的实质或超出其范围。例如，能够设想到图3-图8中显示的混浊度传感配置中的任意一者或多者可以单独使用，或者以任意可想到的模式、数目或布置与彼此结合起来使用。此外，能够设想到本发明的一个或多个特征、概念或方法可以用多种其他类型的过滤设备实施，这些过滤设备包括但不限于烛式过滤机、水平带式过滤机、垂直压力叶滤机、水平堆叠板压滤机、自动压滤机(当前由申请人提供)、转筒真空过滤机、真空盘式过滤机。例如，在烛式过滤机中，在此公开的混浊度传感模块中的一个或多个可以用于在氧化铝制造过程中确定滤液的清澈度。在另一个非限制性示例中，在此公开的混浊度传感模块中的一个或多个可被定位在水平带式过滤机的真空托盘的底部部分上或内，以监测在特定清洗站处的滤液的混浊度，和监测滤布的状态。相应地，能够理解本文的附图和描述是作为示例提供的，以便帮助本发明的理解，而并不应解释为限制本发明的范围。
附图标记列表
1 滤板组件
2 外部模块
3 集成模块
3a 外套
4 第一改造单元
4a 外罩本体
4b 横向排放通道
4c 下竖直排放通道
4d 上竖直排放通道
4e 连接器
4f 塞子
4g 滤液卸料管
5 第二改造单元
6 电缆
7 滤液端口(上)
8a-d 滤液排放开口(上、侧、下、内侧)
9 固定毂
10 进给眼
11 外周密封表面
13 滤液端口(下)
14 过滤室
15 滤液卸料管
18a-d 排放通道(上、侧、下、内侧)
19 混浊度测量室
20 混浊度传感模块(浅层)
21 O形环
22 外罩
24 光发射器
24a-b 光发射器
25 封装材料
27 凹槽
28 光检测器(例如，光电晶体管/光电二极管)
28a-c 光检测器(例如，光电晶体管/光电二极管)
29 安装板
29a 保持部分(例如，凹处)
29b 安装孔
29c 带螺纹的孔(可移除的起重螺丝)
29d 垫片
30 微粒
31 凹口
32 电磁辐射
41 第一方向
42 第二方向
43 第三方向
44 第四方向
45 第五方向
46 第六方向
47a 第一角
47b 第二角
48a 第三角
48b 第四角
50 滤液
60 接口单元
69 电源
70 控制系统
80 警报(例如，灯、蜂鸣器、电子信号)
90，92，94 无线通信
91，93，95 硬件线路通信
97 磁性重置棒
220 混浊度传感模块(浅层)
320 混浊度传感模块(深层)
420 混浊度传感模块 (深层)
421 O形环
422 外罩
423 电路系统外壳
423A 横向开口
423B 中心开口
424 光发射器
425 封装材料
426 印刷电路板
426B 电线
427 凹槽
428 光检测器s
429 安装板
429a 保持部分(例如，凹处)
429b 安装孔
429c 带螺纹的孔(起重螺丝)
429d 垫片
430 紧固器(例如，螺丝)
431 凹口
600 工作滤布的上阈值
602 在t2和t3之间的平均瞬时混浊度
604 瞬时混浊度

Claims (28)

1.一种水平堆叠板压滤机，包括：
框架；
由所述框架支撑的多个可水平堆叠的滤板组件(1)；
所述滤板组件(1)分别被配置成支撑滤布；
与所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的第一滤板组件(1)连接的第一混浊度传感模块(20、220、320、420)；和
与所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的第二滤板组件(1)连接的第二混浊度传感模块(20、220、320、420)；
其中所述第一滤板组件和所述第二滤板组件被压在一起以在其之间形成并保持滤饼；所述第一滤板组件和所述第二滤板组件还被配置成彼此离开以释放和排出所述滤饼；
其中所述第一混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在第一滤板组件的与第一滤板组件的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与第一滤板组件的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间；以及
其中所述第二混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在第二滤板组件的与第二滤板组件的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与第二滤板组件的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间，以相对于从所述第二滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平无关地确定从所述第一滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平。
2.如权利要求1所述的压滤机，其中所述第一滤板组件(1)包括多个混浊度传感模块(20、220、320、420)。
3.如权利要求1所述的压滤机，其中在所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的多于两个滤板组件(1)包括至少一个混浊度传感模块(20、220、320、420)。
4.如权利要求1所述的压滤机，其中所述第一混浊度传感模块(20)和所述第二混浊度传感模块(20、220、320、420)包括至少一个光发射器(24、424)和至少一个光检测器(28、428)。
5.如权利要求4所述的压滤机，其中光检测器(28、428)的数目超过光发射器(24、424)的数目。
6.如权利要求5所述的压滤机，其中所述光检测器(28、428)被设置在相对于所述至少一个光发射器(24、424)成不同的角(27a、27b、28a、28b)处。
7.如权利要求4所述的压滤机，其中每个光检测器(28、428)测量和确定每个光发射器(24、424)接收的电磁辐射(32)的量，并且其中所述第一混浊度传感模块(20)和所述第二混浊度传感模块(20)向接口单元(60)提供有关该电磁辐射(32)的量的信号信息。
8.如权利要求7所述的压滤机，其中所述接口单元(60)经由硬件线路通信装置(91、93、95)或无线通信装置(90、92、94)与控制系统(70)和/或警报(80)通信。
9.如权利要求1所述的压滤机，其中所述混浊度传感模块(20、220、320、420)被插入到所述第一滤板组件(1)所配备的混浊度测量室(19)中，所述混浊度测量室(19)与排放通道(4b、18a-18d)相交，并且其尺寸被设置成防止所述混浊度传感模块(20、220、320、420)上的光发射器(24、424)和光检测器(28、428)导致滤液(50)流束内的过多湍流。
10.如权利要求1所述的压滤机，其中所述第一混浊度传感模块(20、220、320、420)或所述第二混浊度传感模块(20、220、320、420)包括限定电路系统外壳(423)的外罩(22、422)、电路板(426)、至少一个光发射器(24、424)、至少一个光检测器(28、428)和封装材料(25、425)，该封装材料(25、425)封装或以其他方式保护所述外罩(422)内的所述电路板(426)，仅让所述至少一个光发射器(24、424)和所述至少一个光检测器(28、428)的一小部分暴露。
11.一种用于水平堆叠板压滤机的置换滤板组件(1)，所述水平堆叠板压滤机具有框架；由该框架支撑的多个可水平堆叠的滤板组件(1)；所述滤板组件(1)分别被配置成支撑滤布；以及与所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的第一滤板组件(1)连接的第一混浊度传感模块(20、220、320、420)；与所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的第二滤板组件(1)连接的第二混浊度传感模块(20、220、320、420)；
其中所述第一滤板组件(1)和所述第二滤板组件(1)被压在一起以在其之间形成并保持滤饼；所述第一滤板组件(1)和所述第二滤板组件(1)还被配置成彼此离开以释放和排出所述滤饼；
其中所述第一混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在所述第一滤板组件(1)的与所述第一滤板组件(1)的过滤室(14)连通的第一滤液排放开口(8a-d)与所述第一滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间；以及
其中所述第二混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在所述第二滤板组件(1)的与所述第二滤板组件(1)的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与所述第二滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间，以便相对于从所述第二滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平无关地确定从所述第一滤板组件(1)排出的滤液(50)的第一混浊度水平，所述置换滤板组件(1)包括：
与所述置换滤板组件(1)连接的混浊度传感模块(20、220、320、420)；其中所述混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在所述置换滤板组件(1)的与所述置换滤板组件(1)的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与所述置换滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间，以便相对于从所述第一滤板组件(1)或所述第二滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平无关地确定从所述置换滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平。
12.如权利要求11所述的置换滤板组件(1)，进一步包括多个混浊度传感模块(20、220、320、420)。
13.如权利要求11所述的置换滤板组件(1)，其中所述混浊度传感模块(20、220、320、420)包括至少一个光发射器(24、424)和至少一个光检测器(28、428)。
14.如权利要求13所述的置换滤板组件(1)，其中所述混浊度传感模块(20、220、320、420)包括的光检测器(28、428)的数目超过光发射器(24、424)的数目。
15.如权利要求14所述的置换滤板组件(1)，其中所述光检测器(28、428)被设置在相对于所述至少一个光发射器(24、424)的不同角度(27a、27b、28a、28b)处。
16.如权利要求13所述的置换滤板组件(1)，其中每个光检测器(28、428)测量和确定每个光发射器(24、424)接收的电磁辐射(32)的量，并且其中每个光检测器(28、428)向接口单元(60)提供有关该电磁辐射(32)的量的信号信息。
17.如权利要求11所述的置换滤板组件(1)，其中所述混浊度传感模块(20、220、320、420)被插入到所述置换滤板组件(1)所配备的混浊度测量室(19)中，所述混浊度测量室(19)与排放通道(4b、18a-18d)相交，并且其尺寸被设置成防止所述混浊度传感模块(20、220、320、420)上的光发射器(24、424)和光检测器(28、428)在滤液(50)流中引起湍流。
18.如权利要求11所述的置换滤板组件(1)，其中所述混浊度传感模块(20、220、320、420)包括具有电路系统外壳(423)的外罩(22、422)、至少一个光发射器(24、424)、至少一个光检测器(28、428)和封装材料(25、425)，其中该电路系统外壳(423)容纳电路板(426)，该封装材料(25、425)将所述印刷电路板(426)封装在所述外罩(22、422)内，仅让所述至少一个光发射器(24、424)和所述至少一个光检测器(28、428)的一本体部分暴露。
19.如权利要求18所述的置换滤板组件(1)，其中在所述至少一个光发射器(24、424)与所述至少一个光检测器(28、428)之间设置凹口(31、431)，所述凹口(31、431)的一部分被衬有保护性的耐磨板以减少由所述滤液(50)造成的磨损。
20.一种过滤浆料的方法，包括：
提供水平堆叠板压滤机，该水平堆叠板压滤机具有框架；由该框架支撑的多个可水平堆叠的滤板组件(1)；所述滤板组件(1)分别被配置成支撑滤布；与所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的第一滤板组件(1)连接的第一混浊度传感模块(20、220、320、420)；与所述多个可堆叠的滤板组件(1)内的第二滤板组件(1)连接的第二混浊度传感模块(20、220、320、420)；
其中所述第一滤板组件(1)和所述第二滤板组件(1)被压在一起以在其之间形成并保持滤饼；所述第一滤板组件(1)和所述第二滤板组件(1)还被配置成彼此离开以释放和排出所述滤饼；
其中所述第一混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在所述第一滤板组件(1)的与所述第一滤板组件(1)的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与所述第一滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间；
其中所述第二混浊度传感模块(20、220、320、420)被定位在所述第二滤板组件(1)的与所述第二滤板组件(1)的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与所述第二滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间；且
其中可相对于从所述第二滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平无关地确定从所述第一滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平；
所述第一混浊度传感模块(20、220、320、420)和所述第二混浊度传感模块(20、220、320、420)还分别包括光发射器(24、424)和光检测器(28、428)；
从所述光发射器(24、424)发射电磁辐射(32)；
使滤液(50)流在所述光发射器(24、424)和所述光检测器(28、428)之间流动；和
根据所述光检测器(28、428)接收的电磁辐射(32)的量而相对于从所述第二滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平独立地确定从所述第一滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括以下步骤：如果所述第一混浊度传感模块和所述第二混浊度传感模块中的一个确定已经达到阈值混浊度水平则激活警报(80)。
22.如权利要求21所述的方法，其中激活警报(80)的步骤包括以下方式中的至少一者：产生光；产生声音；提供电信号；提供诸如字符消息的通信；或向控制系统(70)提供指令。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述激活警报(80)的步骤是连续的或间歇的，诸如脉冲形式的警报(80)或定时的连续警报(80)。
24.如权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤：在更换、修理，或重新配置与已受影响的滤板组件(1)相关联的滤布之后，将被激活的警报(80)去激活。
25.如权利要求21所述的方法，其中将被激活的警报(80)去激活的步骤包括：将磁性重置棒(97)设置在邻近混浊度传感模块(20、220、320、420)的位置。
26.如权利要求20所述的方法，其中所述至少一个光发射器(24、424)是发光二极管，所述发射电磁辐射(32)的步骤包括发射具有在可视和/或不可视的颜色光谱内的波长的光波。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述波长被调整为适合匹配所述滤液(50)和/或微粒(30)的特定特征。
28.一种改造单元(4、5)，用于监测水平堆叠板压滤机的多个可水平堆叠的滤板组件(1)内的第一滤板组件(1)产生的滤液的混浊度，或者用于监测所述水平堆叠板压滤机的多个可水平堆叠滤板组件(1)内的第二滤板组件(1)产生的滤液的混浊度，且该改造单元被配置成附接到所述第一滤板组件(1)或者附接到所述第二滤板组件(1)；所述水平堆叠板压滤机包括支撑所述多个可水平堆叠的滤板组件(1)的框架；所述滤板组件(1)分别被配置成支撑滤布；所述第一滤板组件(1)具有与过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)以及滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)；所述第二滤板组件(1)具有与过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)，以及滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)；其中所述第一滤板组件(1)和所述第二滤板组件(1)被压在一起，从而形成滤饼并且在其之间保持所述滤饼；所述第一滤板组件(1)和所述第二滤板组件(1)还被配置成彼此移动离开，从而释放以及排出所述滤饼；
该改造单元(4、5)包括：
至少一个混浊度传感模块(20、220、320、420)，该混浊度传感模块(20、220、320、420)被配置成定位在所述第一滤板组件(1)的与该第一滤板组件(1)的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与所述第一滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间；
该至少一个混浊度传感模块(20、220、320、420)还被配置成定位在所述第二滤板组件(1)的与该第二滤板组件(1)的过滤室(14)连通的滤液排放开口(8a-d)与所述第二滤板组件(1)的滤液端口(7、13)或滤液卸料管(4g、15)之间，以便相对于从所述第二滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平无关地确定从所述所述第一滤板组件(1)排出的滤液(50)的混浊度水平。
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