CN113924490B - 传感器清洁和校准装置以及系统 - Google Patents

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Abstract

一种电极清洁和校准系统通常包括由固体丙烯酸或类似塑料材料的块加工而成的传感器保持器组件，传感器保持器组件可以适应多种类型和大小的传感器，以在水加工和处理过程的检测和测量中使用。适于在系统中使用的传感器的示例包括pH值传感器、溶解氧传感器、氯传感器、臭氧传感器、总悬浮固体传感器、混合液悬浮固体传感器、氨传感器、一氯胺传感器以及紫外线透射传感器。

Description

传感器清洁和校准装置以及系统
技术领域
本发明总体上涉及用于保持、清洁和校准分析传感器的装置以及系统，并且尤其涉及其中可以以手动模式或自动模式保持、检查、清洁和/或校准传感器的装置以及系统，而无需从装置或系统中移除传感器。
背景技术
为维护和准确地验证水质和工艺性能，并遵守监管要求，水加工和处理设施(例如市政饮用水和废水设施以及食品加工工厂、化学加工工厂、精炼厂、工业工厂等中的水加工单元)可以利用分析传感器来测量各种变量中的任何一个或多个，包括但不一定限于pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮物含量、混合液悬浮物含量以及紫外线透射率。这些测量需要使用灵敏的直列式传感器，这些传感器采用各种传感方法来测量和监测引起关注的变量，但一般来说，这种传感器包括电极，电极包含灵敏的玻璃膜或其他传感尖端。在大多数或所有情况下，异物积聚在传感器电极上会影响传感器的准确性；因此，传感器电极必须保持清洁且没有积聚的污染物，从而总是提供精确的测量，这反过来对于可靠地分析被加工和处理的水以及因此对于整个水加工或处理设施的功能至关重要。
目前，所推荐的传统传感器系统的维护项包括定期手动抽取、清洁和校准单个传感器。在一些情况下，根据被处理的水质，这种维护必须每天或甚至更频繁地进行，以满足监管要求和/或维护传感器的准确性。
虽然已经开发了一些能够自动清洁传感器以防止污垢积聚的方法和系统，但这些装置通常被配置为仅采用单一清洁功能，或在某些情况下采用双重清洁功能，这通常不足以防止全部可能出现的污垢的积聚。例如，许多这样的方法和系统仅使用空中爆炸或水力喷射(或在一些情况下使用两者)来维护电极和/或传感器表面的清洁度，可能无法移除许多类型的有机或无机污染物。因此，即使是那些采用自动清洁功能的系统也需要定期手动清洁以移除那些通过空中爆炸和/或水力喷射未移除或未完全移除的污垢。
现有自动传感器清洁方法和系统的其他复杂性和缺点包括这样的事实，即当传感器浸没在含水分析物流中时，这种方法和系统对于清洁传感器通常是无效的。在水下进行时，通过水力喷射或曝气来清洁传感器是无效的或不太有效，并且除非物理地从含水分析物流中移除传感器，否则使用在外来化学品(例如酸或热水)中冲洗或浸泡传感器的清洁处理是不可行的。当传感器定位在水中时，超声波清洗同样是无效的，这是因为换能器产生的声波会通过水流消散并远离目标传感器。
许多水处理设施采用有助于侧流流过传感器保持器的方法或系统，这允许更容易地访问以抽取用于清洁和/或校准的传感器/电极。尽管这种系统会提高清洁和校准的便利性，但无论是在手动模式还是自动模式下，这种方法和系统仍需要在被清洁和/或校准之前抽取传感器/电极。
因此，在本领域中需要允许采用多种传感器清洁功能和技术的传感器保持器组件，以及结合这些组件的装置、方法和系统。对于这种装置、方法和系统来说，进一步有利的是能够实现以下任何一项或多项：(1)通过含水分析物流绕过传感器以隔离传感器；(2)在不从水加工或处理系统移除的情况下来清洗和校准传感器；(3)在操作之前、期间或之后来视觉地检查传感器和/或电极；(4)在没有人为干预的情况下来自动清洁和校准；以及(5)抗腐蚀剂、强酸以及其他可能的损害化学剂的耐久性。
发明内容
本公开的实施例和配置可以解决这些和其他需要。
本发明的装置、方法和系统包括实现和/或提供用于清洁传感器和/或电极的多个功能中的任何一个或多个的特征。在实施例中，所述特征可以包括用冷水或热水、酸、氧化剂、表面活性剂、酶或其他化学清洁剂喷洒或冲洗，或超声波清洁。根据本发明的传感器保持器组件通常由一块丙烯酸或类似塑料材料制成，这些材料对可能够在清洁和校准过程中使用的酸、氧化剂和其他可能的损害性化学品具有抵抗力，并且传感器保持器组件在实施例中可以配备有放大镜、一个或多个发光二极管(LED)或其他类似装置，用于允许技术人员或用户在视觉上检查传感器或传感器的部分。在一些实施例中，本发明的装置、方法和系统可以包括可编程逻辑控制器(PLC)，可编程逻辑控制器可以包括启用诸如自动清洁或校准一个或多个传感器和/或允许在多个点分析含水分析物流的交替采样逻辑等功能的软件。
本发明的传感器保持器组件可以被配置为使含水分析物流绕过传感器，从而隔离传感器/电极以允许例如对电极的改进的浸泡或冲洗移除污垢。这种旁路还可以提供各种其他优点，例如在不从保持器组件移除电极/传感器的情况下，具有(使用缓冲溶液或其他标准参考材料)校准传感器或提供超声波清洁功能的能力。
本发明的另一个优点是可以使用户或技术人员能够在正常操作和清洁或校准程序期间在视觉上检查电极本身。尤其是，因为本发明的传感器保持器组件可以由透明或半透明材料(例如透明或半透明的丙烯酸塑料或类似塑料的固体块)制造，技术人员可以在不从保持器上移除电极的情况下检查电极。在实施例中，传感器保持器组件可以包括与电极传感器相对的放大镜和/或一个或多个LED，以提高电极/传感器对技术人员的可见性。一个或多个LED(可能与用于提高电极/传感器的可见性的LED相同或不同)也可以被配置以(例如通过闪烁或改变颜色)提供清洁或校准状态或故障状况的视觉指示器。
本发明的实施例包括或适于与计算机化系统结合工作以激活和自动化期望的清洁和校准功能。作为非限制性示例，主控制面板可以配备可编程逻辑控制器(PLC)或微处理器，微处理器包括用于安排、启动和执行清洁和校准功能的软件。这种PLC或微处理器可以启用附加功能，例如时间延迟，以确保电极在清洁或校准程序期间不主动监测含水分析物流(和/或传感器所获取的数据不被登记或记录)。在其他实施例中，例如那些自动化系统的成本过高的实施例中，本发明的传感器保持器组件可以不设置计算机化操作系统，在这种情况下，组件可以装配有(1)鲁尔锁或允许附接实验室注射器的类似设备，以便技术人员可以手动注入材料以清洁和校准传感器；和/或(2)在保持器组件内加工的内部化学品分配歧管。这些特征中的任何一个都可以允许清洁和校准传感器，而无需从组件中移除传感器或传感器的电极或提供单独的外部歧管，并且可以通过限制人类用户或技术人员暴露于清洁和校准材料来提高安全性。
本发明的实施例包括用于清洁和校准水加工和处理系统中的传感器，并且尤其是传感器电极的完整的自动化系统，并且尤其包括减少清洁和校准传感器所需的劳动力的系统，通过限制技术人员和用户暴露于可能危险的清洁和校准材料来提高技术人员和用户的安全性，并且允许传感器能够总是提供准确和可靠的测量。这种系统可以适应各种分析传感器，并且可以在各种水质状况上操作和/或通过经由重力和泵送中的一个或多个提供持续的流体流在“旁路”或“穿过”模式下操作。在一些实施例中，本发明的传感器保持器组件可以适应多个传感器清洁方法，传感器清洁方法可以从如下项中选择：用冷水或热水喷洒或冲洗、用表面活性剂喷洒或浸泡、用氧化剂喷洒或浸泡、用酶喷洒或浸泡、用另一化学清洁剂喷洒或浸泡，或超声波清洁。一些实施例包括可编程逻辑控制器(PLC)或微处理器，微处理器包括允许对传感器清洁和校准功能进行安排、对清洁或校准步骤进行定时以及对与传感器(在一般情况下)和/或电极(在特殊情况下)相关的信息进行记录和存储的软件。传感器保持器组件可以由单一的丙烯酸塑料或类似塑料材料的实心块制成，并且可以被配置以容纳一个传感器/电极或一个以上的传感器/电极。在包括溶解氧传感器或特别适于结合溶解氧传感器操作的实施例的情况下，本发明可以包括自动化交替采样过程，自动化交替采样过程在不同时间向传感器提供来自曝气池的不同区域的混合液或其他液体分析物的样品，从而无需多个传感器来监测曝气池的不同区域。有利地，本发明的装置、方法和系统可以包括使本发明特别适用于接收、加工和/或处理特别脏或受污染的含水流的系统的特征。
本发明的实施例可以有利地提高传感器或电极本身对用户或技术人员的可见性，和/或可以向用户或技术人员提供传感器/电极的状态和/或清洁或校准过程的清晰视觉指示。作为非限制性示例，一些实施例通过在传感器保持器组件内提供放大镜或LED照明中的一个或两个允许用户或技术人员在不从传感器保持器组件移除传感器的情况下在视觉上检查传感器。可以包括一个或多个LED(可以与被提供使得用户或技术人员能够在视觉上检查电极的LED相同或不同)，以提供清洁或校准循环的状态、传感器故障或异常状况(例如超出探头斜率)等的视觉指示器(例如闪烁、闪光、改变颜色等)。
本发明的一些实施例可以通过在传感器保持器组件块内设置内部化学品歧管来限制用户和技术人员暴露于可能危险的清洁和校准化学品。在实施例中，歧管可以通过耐化学腐蚀的快速断开阀与无通风的可折叠存储容器互连和/或流体连通，并且旋塞关闭阀可以设置在歧管的一个或多个入口处，以允许手动引入清洁和校准化学品。附加地和/或替代地，本发明的装置和系统可以将针阀或球阀合并到传感器保持器组件的塑料块中。
在本发明的一个方面中，一种传感器清洁和校准系统包括传感器保持器组件，该传感器保持器组件包括固体塑料材料块，该固体塑料材料被配置为通过机械互连件来接收和牢固地保持传感器电极，其中传感器电极包括电极头并且被配置为测量含水分析物流的参数，其中固体塑料材料块围绕并限定电极柱，电极柱被配置以容纳传感器电极的电极头；用于接收含水分析物流的分析物入口；用于排放含水分析物流的分析物出口；止回阀，止回阀与分析物入口相关联，被配置以防止含水分析物流的逆流；主排出组件，包括第一排出阀，其中，第一排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，第一排出阀允许含水分析物流流入电极柱，并且当处于致动配置时，将含水分析物流从电极柱排出；次排出组件，包括第二排出阀，其中，第二排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，第二排出阀允许含水分析物保留在电极柱中，并且当处于致动配置时，第二排出阀将含水分析物的电极柱排出；清洁或校准流体入口，其适于接收清洁或校准流体；以及喷射/填充扩散器，可操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入电极柱来清洁或校准传感器电极或传感器电极的一部分。
在实施例中，机械互连件可以包括螺纹或插座连接件。
在实施例中，系统还可以包括视觉检查装置，视觉检查装置安装在传感器保持器组件之上或之内并且定位成使用户能够视觉检查电极头。视觉检查装置可以但不是必须包括从如下组中选择的一项或多项：放大镜、至少一个发光二极管(LED)和可远程操作的照相机。
在实施例中，系统还可以包括用于接收淡水或饮用水流的设备，其中喷射/填充扩散器可操作以用所接收的淡水或饮用水来喷射或冲洗传感器电极以及传感器电极的一部分。系统还可以但不是必须包括加热器，该加热器用于在喷射或冲洗传感器电极以及传感器电极的一部分之前来加热所接收的清洁水。加热器可以但不是必须包括使用点的水加热器。
在实施例中，系统还可以包括手动流体注射端口，该手动流体注射端口包括锁定配件和手动阀，手动阀被配置以将手动施加的清洁和校准流体试样接收和分配到电极柱中。
在实施例中，系统还可以包括超声换能器，该超声换能器邻近电极头设置并且被配置以向传感器电极提供超声波清洁功能。
在实施例中，参数可以选自如下组：pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量和紫外线透射率。这些参数仅仅是非限制性示例，并且传感器测量的附加或替代参数在本发明的范围内。
在实施例中，系统还可以包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时通过执行步骤(致动第一排出阀；致动第二排出阀；并激活喷射/填充扩散器)使计算机处理器启动清洁或校准程序。
在本发明的另一方面中，传感器清洁和校准系统包括传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置以通过机械互连件来接收并牢固地保持至少第一传感器电极和第二传感器电极中的每个传感器电极，其中，所述第一传感器电极和第二传感器电极中的每个传感器电极都包括电极头并且被配置以测量含水分析物流的参数，其中固体塑料材料块围绕并限定至少第一电极柱和第二电极柱，第一电极柱被配置以容纳第一传感器电极的电极头，并且第二电极柱被配置以容纳第二传感器电极的电极头；至少一个分析物入口，用于接收含水分析物流；至少一个分析物出口，用于排放含水分析物流；止回阀，止回阀与分析物入口相关联并被配置以防止含水分析物流的逆流；主排出组件，包括第一排出阀，其中，第一排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，第一排出阀允许含水分析物流流入电极柱，并且当处于致动配置时，将含水分析物流从至少一个所选择的电极柱排出；次排出组件，包括第二排出阀，其中，第二排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，第二排出阀允许含水分析物保留在至少一个所选择的电极柱中并且在至少一个所选择的电极柱内至少部分地围绕电极头，并且当处于致动配置时，将含水分析物的至少一个所选择的电极柱排出；至少一个清洁或校准流体入口，其适于接收清洁或校准流体；与第一电极柱相关联的第一喷射/填充扩散器，可操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入第一电极柱来清洁或校准第一传感器电极或第一传感器电极的一部分；以及与第二电极柱相关联的第二喷射/填充扩散器，可操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入第二电极柱来清洁或校准第二传感器电极或第二传感器电极的一部分。
在实施例中，至少一个分析物入口可以由单个分析物入口组成，并且至少一个分析物出口由单个分析物出口组成，单个分析物入口可以将含水分析物流的一部分引导到第一电极柱和第二电极柱两者中，并且单个分析物出口可以从第一电极柱和第二电极柱两者排放含水分析物流。
在实施例中，至少一个清洁或校准流体入口可以由单个清洁或校准流体入口组成。
在实施例中，至少一个所选择的电极柱可以包括第一电极柱和第二电极柱两者。
在实施例中，参数可以选自如下组：pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量和紫外线透射率。这些参数仅仅是非限制性示例，并且传感器测量的附加或替代参数在本发明的范围内。
在实施例中，系统还可以包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时通过执行步骤(致动第一排出阀；致动第二排出阀；并激活第一喷射/填充扩散器和第二喷射/填充扩散器中的至少一个)使计算机处理器启动清洁或校准程序。
在本发明的另一方面中，传感器清洁和校准系统包括传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置以通过机械互连件来接收并牢固地保持传感器电极，其中传感器电极包括电极头并且被配置以测量含水分析物的参数，其中固体塑料材料块围绕并限定电极柱，其中电极柱被配置以容纳电极头；分析物入口，用于接收含水分析物；分析物出口，用于排放含水分析物；止回阀，止回阀与分析物入口相关联并被配置以防止含水分析物流的逆流；主排出组件，包括第一排出阀，其中，第一排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，第一排出阀允许含水分析物流入电极柱，并且当处于致动配置时，将含水分析物从电极柱排出；次排出组件，包括第二排出阀，其中，第二排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，第二排出阀允许含水分析物保留在电极柱中并且至少部分地围绕电极头，并且当处于致动配置时，将含水分析物的电极柱排出；清洁或校准流体入口，其适于接收清洁或校准流体；喷射/填充扩散器，可操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入电极柱来清洁或校准传感器电极或传感器电极的一部分；以及存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时使计算机处理器执行包括以下至少一项的方法：(i)通过将与第一样品管线相关联的电磁阀打开或维持打开状态以及将与第二样品管线相关联的电磁阀关闭或维持关闭状态，允许含水分析物从分析物容器内的第一区域流入分析物入口；(ii)通过将与第一样品管线相关联的电磁阀关闭或维持关闭状态以及将与第二样品管线相关联的电磁阀打开或维持打开状态，允许含水分析物从分析物容器内的第二区域流入分析物入口；(iii)通过将与第一样品管线和第二样品管线两者相关联的电磁阀打开或维持打开状态，允许含水分析物从第一区域和第二区域两者流入分析物入口；以及(iv)通过将与第一样品管线和第二样品管线两者相关联的电磁阀关闭或维持关闭状态，防止含水分析物从第一区域或第二区域流入分析物入口，其中，第一样品管线和第二样品管线均与分析物入口处于流体连通，第一样品管线被配置以从分析物容器的第一区域抽取含水分析物，并且第二样品管线被配置以从分析物容器的第二区域抽取含水分析物。
在实施例中，参数可以选自如下组：pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量和紫外线透射率。这些参数仅仅是非限制性示例，并且传感器测量的附加或替代参数在本发明的范围内。
在本发明的另一方面中，传感器清洁和校准系统包括传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置以通过机械互连件来接收并牢固地保持传感器电极，其中传感器电极包括电极头并且被配置以测量含水分析物的参数，其中固体塑料材料块围绕并限定电极柱，电极柱被配置以容纳电极头(并且电极柱具有至少一个侧壁；柱隔离组件，柱隔离组件包括柱隔离阀，其中柱隔离阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中在处于非致动配置时，柱隔离阀允许含水分析物流流入电极柱，并且在处于致动配置时，柱隔离阀引导含水分析物流离开电极柱)；排出组件，包括排出阀，其中排出阀可在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，当处于非致动配置时，排出阀允许含水分析物保留在电极柱中并且至少部分地围绕电极头，并且当处于致动配置时，排出阀排出含水分析物的电极柱；至少一个流体注射端口，每个流体注射端口包括选择性可重新配置阀；内部化学品歧管，其与至少一个流体注射端口流体连通；以及上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器，其被配置以从内部化学品歧管接收流体并在电极柱内喷射流体，其中中部喷射扩散器的喷射图案比上部喷射扩散器和下部喷射扩散器中的至少一个喷射扩散器的喷射图案窄，其中上部喷射扩散器和下部喷射扩散器被配置以在电极柱的至少一个侧壁上的至少一部分上喷射流体，并且中部喷射扩散器被配置以在电极头的至少一部分上喷射流体，并且其中上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器的扩散器表面基本上与电极柱的至少一个侧壁齐平。
在实施例中，机械互连件可以包括螺纹或插座连接件。
在实施例中，系统还可以包括视觉检查装置，视觉检查装置安装在传感器保持器组件之上或之内并且定位成使用户能够在视觉上检查电极头。视觉检查装置可以但不是必须包括从如下组中选择的一项或多项：放大镜、至少一个发光二极管(LED)和可远程操作的照相机。视觉检查装置可以但不是必须是具有4倍放大率并且定位在距电极头的中心大约0.8英寸和大约1.0英寸之间的距离处的放大镜。视觉检查装置和电极头可以但不是必须相对于彼此成角度设置。
在实施例中，选择性可重新配置阀可以选自如下组：旋塞阀和球/杆式针阀。
在实施例中，中部喷射扩散器的喷射图案的直径可以在电极头的直径的大约90％和大约120％之间。
在实施例中，上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器中的至少一个的外表面的至少一部分可以由聚四氟乙烯构成。
在实施例中，系统还可以包括发光二极管，该发光二极管被配置以提供系统的操作状况的视觉指示器。操作状况可以但不是必须选自由进行中的清洁程序、进行中的校准程序、以及传感器故障状况组成的组。
在实施例中，传感器电极可以包括电极帽。电极帽可以但不是必须与电极柱的至少一个侧壁的一部分基本齐平。电极帽可以但不是必须至少部分地由聚四氟乙烯构成。
在实施例中，参数可以选自如下组：pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量和紫外线透射率。这些参数仅仅是非限制性示例，并且传感器测量的附加或替代参数在本发明的范围内。
在实施例中，系统还可以包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时通过执行步骤(即致动柱隔离阀；致动排出阀；并激活上部喷射扩散器、中部喷射扩散器以及下部喷射扩散器中的至少一个)使计算机处理器启动清洁或校准程序。
在本发明的另一方面中，用于清洁或校准传感器的方法包括：(a)致动主排出组件的阀，以重新引导含水分析物流离开传感器保持器组件的电极柱的流动，其中传感器的电极头设置在电极柱内；(b)致动次排出组件的阀，以将残留的含水分析物从电极柱排出；以及(c)在电极柱内分配清洁或校准流体，以使清洁或校准流体的至少一部分接触传感器电极。
在实施例中，步骤(a)和(b)可以同时进行。
在实施例中，方法还可以包括：(d)将主排出组件和次排出组件的阀返回到非致动状态，以使含水分析物流流入电极柱并至少部分地围绕传感器的电极头。
从在此包含的其他方面、实施例和配置的公开中，这些优点和其他优点将是显而易见的。
如本文所用，“至少一个”、“一个或多个”以及“和/或”是开放式表述，在操作中既是联系的又是分离的。例如，每个表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和/或C”以及“A、B或C”是指单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起。上述表述中的A、B、C分别指一个元件(例如X、Y和Z)或元件类别(例如X1-Xn、Y1-Ym以及Z1-Zo)，短语意指选自X、Y和Z的单个元件、选自相同类别(例如X1和X2)的元件的组合以及选自两个或更多个类别(例如Y1和Zo)的元件的组合。
应注意，术语“一个”或“一”实体指的是该实体中的一个或多个。因此，术语“一个”(或“一”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。还应注意，术语“包括”、“包含”和“具有”可以互换使用。
本文使用的术语“设备”应当根据美国法典第35编第112(f)节和/或第112节第6段给出其尽可能广泛的解释。因此，并入术语“设备”的权利要求应涵盖所有的结构、材料或本文所阐释的行为，以及其所有的替代物。此外，结构、材料或行为以及其所有的替代物应包含在公开的发明内容、附图的简要说明、具体说明、摘要和权利要求中描述的所有那些公开。
除非另有说明，所有组分或组合物水平均参照该组分或组合物的活性部分，并且不包括杂质，例如残留溶剂或副产物，残留溶剂或副产物可能存在于市售此类组分或组合物的来源中。
除非另有说明，所有百分比和比率均按组合物总重量计算。
应当理解，贯穿本公开给出的每个最大数字限制都被视为包括每个更低的数字限制作为替代，如同更低的数字限制在本文中被明确地写入。贯穿本公开给出的每个最小数字限制都被视为包括每个更高的数字限制作为替代，如同该更高的数字限制在本文中被明确写入。贯穿本公开给出的每个数值范围被视为包括落入该更宽数值范围内的每个更窄数值范围，如同该更窄的数值范围在本文中被明确写入。例如，短语从大约2到大约4包含从大约2到大约3、从大约3到大约4的整数和/或整数范围以及基于实数(例如无理数和/或有理数)的每个可能的范围，例如从大约2.1到大约4.9，从大约2.1到大约3.4等等。
前面是本公开的简化概述，以提供对本公开的某些方面的理解。该概述不是对本公开及其各个方面、实施例和配置的广泛或详尽的综述。既不旨在确定本公开的主要或关键元件，也不旨在描绘本公开的范围，而是以简化形式呈现本公开的选定概念作为对以下更详细描述的介绍。应当理解，在单独或组合利用上述或下文详细描述的一个或多个特征的情况下，本公开的其他方面、实施例和配置是可能的。
附图说明
附图被并入并形成说明书的一部分以示出本公开的几个示例。这些附图与说明一起解释了本公开的原理。附图简单地示出了如何制造和使用本公开的优选和替代示例，并且不应被解释为将本公开仅限制为图示和描述的示例。从以下对本公开的各个方面、实施例和配置的详细描述中，其他特征和优点将是显而易见的，如下面参考的附图所示。
图1是示出可以实施本公开的实施例的示例性计算装置的元件的框图。
图2是根据本发明的实施例的用于单个pH值传感器具有侧入口配置的传感器保持器组件的透视图。
图3是根据本发明的实施例的用于单个pH值传感器的具有侧入口配置作为半自动清洁和校准系统的部分的传感器保持器组件的透视图。
图4是根据本发明的实施例的用于单个pH值传感器的具有后入口和后出口配置的传感器保持器组件的透视图。
图5是根据本发明的实施例的用于多个pH值传感器的由单个丙烯酸块构造的传感器保持器组件的透视图。
图6是根据本发明的实施例的用于单个pH值传感器的具有后入口和出口连接的传感器保持器组件的透视图。
图7是根据本发明的实施例的传感器保持器组件的透视图，传感器保持器组件具有带旁路的单流通配置以及作为半自动清洁和校准系统的部分的手动计量端口。
图8和图9是根据本发明的实施例的用于在交替采样过程中使用的多个溶解氧或氨传感器的传感器保持器组件的透视图。
图10是根据本发明的实施例的用于单个溶解氧或其他传感器的具有后入口和出口配置的传感器保持器组件的透视图。
图11A是根据本发明的实施例的丙烯酸块传感器组件的图示。
图11B是根据本发明的实施例的丙烯酸块传感器组件的压力配合环的透视图。
图12A是根据本发明的实施例的利用“杆”型针阀或球阀的传感器组件的透视图。
图12B是图12A的丙烯酸块传感器组件的针阀或球阀的横截面细节图。
图13A是根据本发明的实施例的示出操作阀的位置和数量的传感器组件的透视图。
图13B是根据本发明的实施例的与饮用水喷射扩散器的管线连接的图示。
图14A和图14B是根据本发明的实施例的由可容纳多个传感器的单个丙烯酸块加工而成的传感器组件的透视图。
图15是根据本发明的实施例的传感器帽或保持器材料的图示。
图16A是根据本发明的实施例的化学品存储系统的透视图。
图16B和图16C是根据本发明的实施例的化学品存储连接的透视图。
图17A和图17B是根据本发明的实施例的安装有传感器和放大镜的成角度放置的机器的透视图。
图18是根据本发明的实施例的包括具有齐平安装的电极/二极管以采用成角度放置的端部或“帽”的传感器的传感器组件的图示。
在附图中，相似的部件和/或特征可能具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种部件可以通过在附图标记后面加上字母来区分相似的部件。如果说明书中仅使用第一附图标记，则描述适用于具有相同第一附图标记的任何一个相似部件，而与第二附图标记无关。
具体实施方式
在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对本文所公开的各种实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些细节的情况下，实践本公开的各种实施例。随后的描述仅提供示例性实施例，并不旨在限制本公开的范围或适用性。此外，为了避免不必要地混淆本公开，前面的描述省略了大量已知的结构和装置。这种省略不应被解释为对权利要求范围的限制。相反，示例性实施例的随后描述将为本领域技术人员提供用于实施示例性实施例的使能描述。然而，应当理解，可以以超出本文阐述的具体细节的多种方式来实践本公开。
虽然本文示出的示例性方面、实施例和/或配置示出了被布置的系统的各种部件，但系统的某些部件可以在远程、在分布式网络(例如LAN和/或互联网)的远处部分或在专用系统内设置。因此，应当理解，系统的部件可以组合成一个或多个装置或布置在分布式网络(例如模拟和/或数字电信网络、包交换网络、或电路交换网络)的特定节点上。从下面的描述中以及出于计算效率的原因可以理解，系统的部件可以布置在部件的分布式网络内的任何位置，而不影响系统的操作。
此外，应当理解，连接元件的各种链路可以是有线或无线链路，或其任何组合，或者是能够向和从所连接的元件供应和/或传送数据的任何其他已知或后来开发的元件。这些有线或无线链路也可以是安全链路，并且可以能够传送加密信息。用作链路的传输媒体例如可以是任何合适的用于电信号的载体，包括同轴电缆、铜线和光纤，并且可以采用声波或光波的形式，例如在无线电波和红外数据通信期间产生的那些声波或光波。
如本文所用，短语“至少一个”、“一个或多个”、“或”以及“和/或”是开放式表述，在操作中既是联系的又是分离的。例如，每个表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和/或C”以及“A、B或C”是指单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起。
术语“一个”或“一”实体指的是该实体中的一个或多个。因此，术语“一个”(或“一”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。还应注意，术语“包括”、“包含”和“具有”可以互换使用。
如本文所用，术语“自动”及其变体是指在执行过程或操作时无需实质性人工输入而完成的任何过程或操作。然而，如果在过程或操作执行之前接收到输入，即使过程或操作的执行使用实质性或非实质性的人工输入，过程或操作也可以是自动的。如果人工输入影响了过程或操作将如何执行，则人工输入被视为是实质性的。允许过程或操作执行的人工输入不被视为“实质性的”。
本文使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器提供指令以供执行的任何有形存储和/或传输介质。这种介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如NVRAM、磁盘或光盘。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质、磁光介质、CD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、固态介质(如存储卡)、任何其他存储芯片或盒式磁带、下文所述的载波，或任何其他计算机可以读取的介质。电子邮件或其他自包含信息记录或记录集的数字文件附件被视为与有形存储介质等效的分发介质。当计算机可读介质被配置为数据库时，应当理解，数据库可以是任何类型的数据库，例如关系型、分层型、面向对象型等。因此，本公开被认为包括有形存储介质或分发介质以及现有技术认可的替代物和后继介质，其中存储有本公开的软件实施方式。
“计算机可读信号”介质可以包括传播的数据信号，其中包含计算机可读程序代码，例如，在基带中或作为载波的部分。这种传播的信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不为计算机可读存储介质且可以通信、传播或传送程序以由或结合指令执行系统、设备或装置使用的任何计算机可读介质。在计算机可读介质上实施的程序代码可以使用任何合适的介质来传输，包括但不限于无线、电线、光纤电缆、RF等或上述任何合适的组合。
如本文所用，术语“确定”、“估算”和“计算”以及其变体可互换地使用并且包括任何类型的方法论、过程、数学运算或技术。
应当理解，本文使用的术语“设备”应当根据美国法典第35编第112(f)节给予其尽可能广泛的解释。因此，并入术语“设备”的权利要求应涵盖本文中阐述的所有结构、材料或行为，以及其所有的替代物。此外，结构、材料或行为以及其所有的替代物应包含在公开的发明内容、附图的简要说明、具体说明、摘要和权利要求中描述的所有那些公开。
本公开的各方面可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，硬件方面在本文中通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。
在又一个实施例中，本公开的系统和方法可以结合专用计算机、可编程微处理器或微控制器和外围集成电路元件、ASIC或其他集成电路、数字信号处理器、硬接线电子或逻辑电路如分立元件电路、可编程逻辑装置或门阵列如PLD、PLA、FPGA、PAL、专用计算机、任何类似设备等来实施。一般而言，能够实施本文所示方法论的任何装置或设备可以是用于实施本公开的各方面。可以用于所公开的实施例、配置和各方面的示例性硬件包括计算机、手持设备、电话(例如，蜂窝电话、支持互联网的电话、数字电话、模拟电话、混合电话等)和本领域已知的其他硬件。其中一些装置包括处理器(例如单个或多个微处理器)、存储器、非易失性存储设备、输入装置以及输出装置。此外，包括但不限于分布式处理或部件/对象分布式处理、平行处理或虚拟机器处理的替代性软件实施方式也可以构成以实施本文所述的方法。
本文描述的处理器的示例可以包括但不限于如下至少一项：800和801、具有4G LTE集成和64位计算的610和615、具有64位架构的/>A7处理器、/>M7运动协处理器、/>系列、/>CoreTM系列处理器、/>系列处理器、/>AtomTM系列处理器、Intel/>系列处理器、/>i5-4670K以及i7-4770K 22nm Haswell、/>i5-3570K 22nm Ivy Bridge、/>FXTM系列处理器、/>FX-4300、FX-6300和FX-8350 32nm Vishera、/>Kaveri处理器、Texas/>Jacinto C6000TM汽车信息娱乐处理器、Texas/>OMAPTM汽车级移动处理器、/>CortexTM-M处理器、/>Cortex-A和ARM926EJ-STM处理器、其他行业等效处理器，并且可以使用任何已知或未来开发的标准、指令集、库和/或架构来执行计算功能。
在又一个实施例中，所公开的方法可以容易地结合使用对象或面向对象的软件开发环境的软件来实施，这些环境提供可在各种计算机或工作站平台上使用的便携式源代码。在另外的实施例中，所公开的方法可以结合函数式编程来实施。替代地，可以使用标准逻辑电路或VLSI设计部分或全部以硬件来实施所公开的系统。使用软件还是硬件来实施根据本公开的系统取决于系统的速度和/或效率要求、特定功能以及所使用的特定软件或硬件系统或微处理器或微处理器系统。
在又一个实施例中，所公开的方法可以部分地以软件来实施，软件可以在存储介质上存储，配合控制器和存储器在编程的通用计算机、专用的计算机、微处理器等上执行。在这些情况下，本公开的系统和方法可以实施为嵌入在个人计算机上的程序(例如小程序、或CGI脚本)，驻留在服务器或计算机工作站上的资源，嵌入专用测量系统、系统部件的例程等。系统也可以通过物理地将系统和/或方法并入软件和/或硬件系统来实施。
尽管本公开参照特定标准和协议描述了在各方面、实施例和/或配置中所实施的部件和功能，但各方面、实施例和/或配置并不限于这种标准和协议。本文未提及的其他类似标准和协议存在并且被认为包含在本公开中。此外，本文提及的标准和协议以及本文未提及的其他类似标准和协议由具有基本相同功能的更快或更有效的替代物周期性地取代。这种具有相同功能的替代标准和协议被认为是包含在本公开中的替代物。
图1是示出其中可以实现本公开的实施例的示例性计算装置的元件的框图。更具体地，该示例示出了计算机系统200的一个实施例，在该计算机系统200上可以部署或执行上述服务器、用户计算机、计算装置或其他系统或部件。计算机系统200被示出为包括可以通过总线204电耦合的硬件元件。硬件元件可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)208；一个或多个输入装置212(例如，鼠标、键盘等)；以及一个或多个输出装置216(例如，显示装置、打印机等)。计算机系统200还可以包括一个或多个存储装置220。例如，存储装置220可以是磁盘驱动器、光存储装置、诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)之类的固态存储装置，其可以是可编程的、可闪速更新的和/或类似的。
计算机系统200可以附加地包括计算机可读存储介质读取器224；通信系统228(例如，调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信装置等)；以及工作存储器236，工作存储器236可以包括如上所述的RAM和ROM装置。计算机系统200还可以包括处理加速单元232，处理加速单元232可以包括数字信号处理器(DSP)、专用处理器等。
计算机可读存储介质读取器224还可以连接到计算机可读存储介质，一起(并且，可选地，与存储装置220结合)综合地代表远程、本地、固定和/或可移动的存储装置外加用于临时和/或更长久地包含计算机可读信息的存储介质。通信系统228可以允许使用关于本文所述的计算机环境的网络和/或上述的任何其他计算机来交换数据。此外，如本文所公开的，术语“存储介质”可以代表用于存储数据的一个或多个装置，包括ROM、RAM、磁性RAM、磁芯存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置和/或用于存储信息的其他机器可读介质。
计算机系统200还可以包括显示为当前位于工作存储器236内的软件元件，包括操作系统240和/或其他代码244。应当理解，计算机系统200的替代实施例可以具有上述中的许多变体。例如，也可以使用定制的硬件和/或可以以硬件、软件(包括便携式软件，例如小程序)或这两者来实施特定的元件。此外，可以连接到其他计算装置，例如网络输入/输出装置。
本文描述的处理器208的示例可以包括但不限于如下至少一项：800和801、具有4G LTE集成和64位计算的620和615、具有64位架构的/>A7处理器、/>M7运动协处理器、/>系列、/>CoreTM系列处理器、/>系列处理器、/>AtomTM系列处理器、Intel/>系列处理器、/>i5-4670K以及i7-4770K 22nm Haswell、/>i5-3570K 22nm Ivy Bridge、/>FXTM系列处理器、/>FX-4300、FX-6300和FX-8350 32nm Vishera、/>Kaveri处理器、Texas/>Jacinto C6000TM汽车信息娱乐处理器、Texas/>OMAPTM汽车级移动处理器、/>CortexTM-M处理器、/>Cortex-A和ARM926EJ-STM处理器、其他行业等效处理器，并且可以使用任何已知或未来开发的标准、指令集、库和/或架构来执行计算功能。
现在参考图2，示出了用于传感器401(在这种情况下为pH值传感器)的清洁和校准组件(“装置”)的各种元件。包括电极头405的pH值传感器401通过组件块402的机械互连件(例如螺纹或插座连接件)牢固地被接收和被保持。在图2所示的实施例中，组件块402包括各种其他部件或结合各种其他部件操作，例如流体排放出口403、放大镜404、流体入口406，喷射/填充扩散器407、入口止回阀408、淡水或饮用水入口组件411、主排出组件412、次排出组件413以及化学品计量入口414。
组件块402通常由丙烯酸塑料或类似塑料材料(即具有高度结构完整性、耐化学腐蚀和物理降解(例如氧化、酸降解、水损害等)的材料)的单个固体块加工而成，并且尺寸可以被设计以适应任何尺寸的传感器401和/或电极头405。除丙烯酸塑料之外的其他类似材料也可以被使用。组件块402可以被配置以通过重力诱导流或泵送流接收和/或排放任何一种或多种流体——含水分析物流、清洁或校准流体流、淡水或饮用水流等，并且可以在大气压力或高于大气压力的压力下操作(例如通过与加压管线或储罐流体连通)。在正常的传感器操作期间(即当没有执行清洁或校准程序时)，主排出组件412和次排出组件413没有被致动，并且含水分析物流(即旨在通过传感器401被测量和被监测的含水流体流)因此可以经由流体入口406进入组件块402，流向并且至少部分地围绕或浸没电极头405，并且经由流体排放出口403离开组件块402。
在图2所示的实施例中，邻近电极头405设置放大镜404，以允许用户或技术人员在不从组件块402移除传感器401或传感器的任何部分的情况下在视觉上检查电极头405(在图2中示出为在放大镜404下的放大)。放大镜404可以压力配合或压装在组件块402的路径段或加工段内。应明确理解，放大镜404仅是多个视觉检查装置(可以适当地在本发明的实施例中使用)中的一个，并且可以设置其他视觉检查装置(例如LED照明或远程可操作的照相机)来代替放大镜404或是放大镜404的附加。
如图2所示，大部分传感器401，并且尤其是电极头405，被保持在由组件块402限定和围绕的空隙或空间内；虽然此空隙或空间在下文中被称为电极“柱”，但应明确理解的是，在实施例中，传感器可以垂直、水平或在水平轴线与垂直轴线之间以任何角度安装。本发明的优点在于能够在清洗或校准程序期间将电极柱与含水分析物流的流动隔离并且将任何残留的含水分析物从电极柱排出，这可以通过使用入口止回阀408、主排出组件412以及次排出组件413来完成。入口止回阀408可以安装在内部(即在组件块402内)或外部，防止含水分析物流的逆流，并且清洁或校准循环可以通过致动主排出组件412的电磁阀来启动，以使含水分析物流经由主排出组件412从组件块402排出。这样，可以启动清洁或校准循环，而无需停止或关闭含水分析物流到组件块402的流动，确保当清洁/校准循环完成并且系统返回到正常的测量操作时，电极头405将接收“洁净”的分析物样品。在致动主排出组件412的电磁阀的同时或之后，致动次排出组件413的电磁阀，以使电极柱中剩余的任何流体(即分析物)经由次排出组件413从组件块402排出。由于电极柱现在缺乏可能阻碍清洁或校准过程的液体，经由化学品计量入口414注入到组件块402中的适当的清洁或校准流体(例如酸、氧化剂、表面活性剂、酶、缓冲液等)可以在大气压力或高于大气压力的压力下经由喷射/填充扩散器407被喷射或冲洗到电极柱中以及电极头405上或周围。
在一些实施例中，包括淡水或饮用水入口组件411可以是有利的。淡水或饮用水入口组件411互连到诸如市政供水的淡水或饮用水的水源，并且包括电磁阀，当致动电磁阀时，允许淡水或饮用水流向电极柱并通过喷射/填充扩散器407喷射到电极柱中。在这种配置中，可以用淡水或饮用水流喷射、冲洗或浸泡电极头405，作为清洁或校准过程的第一步骤、最后步骤或中间步骤。在一些实施例中，可以设置逆流防止装置，以防止任何残留分析物或清洁或校准化学品朝淡水或饮用水的水源逆流。在其他实施例中，淡水或饮用水入口组件411可以被配置以提供期望温度的水，例如通过包括将加热的淡水或饮用水输送到喷射/填充扩散器407的使用点的水加热器。
现在参考图3，装置可以设置端口，端口包括鲁尔锁配件(或其他相似类型的配件)415和手动阀416。该配置允许用户或技术人员经由鲁尔锁配件415将注射器或相似的流体计量装置连接到装置、手动地致动手动阀416以及手动地对清洁或校准化学品(例如进入装置的缓冲溶液)进行计量。图3所示的特征对于非自动化或半自动化的清洁和校准过程可以是有利的或有益的，非自动化或半自动化的清洁和校准过程因此可以得益于组件块402以及相关部件的构造，即使不提供用于自动启动和控制清洁和校准步骤的可编程逻辑控制器。这种非自动和半自动清洁过程因此在本发明的范围内。
现在参考图4，装置的实施例可以设置超声换能器418，超声换能器418邻近电极头405布置，在这种情况下，超声换能器418与电极头405相对布置。像放大镜404或其他视觉检查装置一样，换能器418可以以如下深度压装在组件块402的路径段或加工段内，即在超声换能器418被激活时该深度提供期望的振动和/或振荡模式。超声换能器418的表面可以直接暴露于电极柱，或者可以偏移以允许声波通过组件块402的固体塑料材料传导。该实施例还包括LED灯420以照亮电极头。
现在参考图5，可以设置可以容纳多个传感器401的组件块402，每个这样的传感器布置在组件块402的几个电极柱中的单独一个电极柱内。在图5所示的实施例中，除了每个电极柱可以具有专用的主排出组件412和/或次排出组件413以允许独立于其他电极柱和传感器401来隔离每个电极柱，并且进而清洁或校准每个传感器401，装置的其他部件与图2中所示的实施例相比大致保持不变(并因此未示出)。
现在参考图6，示出了多传感器组件块402的另一个实施例。在该实施例中，多个电极柱中的每个电极柱可以共享单个流体排放出口403，而保持单独的各喷射/填充扩散器407。
现在参考图7，示出了清洁和校准组件的替代设计。图7所示的实施例允许嵌入式地安装需要侧入装配的传感器电极。在该实施例中，装置可以被安装和被配置为与含水分析物的“旁路”流动路径(例如如流动路径点430、439、440所定义的，可以被操纵以将装置与分析物的“主要”或“首要”流动流隔离的流动路径)一起工作。尤其是，可以设置手动阀429，以使用户或技术人员能够选择性地允许分析物流在正常的操作期间流动经过装置，并且选择性地防止分析物流在清洁或校准期间流动经过装置；在后一种情况下，用户或技术人员然后可以经由手动排出阀437移除保留在装置中的任何残留含水分析物。一旦装置已排出分析物，用户或技术人员可以经由鲁尔锁或类似配件415以及手动阀416(如上关于图3所示的类似特征所述)手动地(例如从注射器)提供清洁或校准流体。在图7所示的实施例中，淡水或饮用水入口组件(与图2所示的组件411类似)设置有手动阀，在这种情况下，手动阀与止回阀438互连，用户或技术人员可以致动止回阀以允许淡水或饮用水经由扩散器或类似元件435流入装置。如图2所示的实施例中，图7所示的实施例设置有放大镜404(或其他视觉检查装置)，以允许用户或技术人员在不从装置中移除传感器401的情况下在视觉上检查电极头405。在不脱离本发明范围的情况下，可以提供附加或替代的特征，例如图2-6中示出的那些特征。
现在参考图8，示出了能够对所关注体积内的多个区域进行采样的自动清洁和校准系统的实施例。在该实施例中，多个样品管线442穿过曝气池或其他分析物容器443的壁并经由各自的电磁阀或电动阀447与传感器组件块402互连。通过选择性地打开和关闭电磁阀或电动阀447，可以将含水分析物从曝气池443内的各个区域吸入装置，并且然后排放到公共返回管线(或排水管)449。这样，对曝气池443的多个区域进行采样所需的进给泵和传感器的数量可以减少和/或由单个传感器采样的区域的数量可以增加，这对于监测可能够在所关注体积内变化的状况(例如溶解氧或氨含量)的传感器来说可以是特别有利的。
现在参考图9，示出了能够对所关注体积内的多个区域进行采样的自动清洁和校准系统的替代实施例。尤其是，如图9所示，本发明实践中的样品管线442可以适当地从曝气池443的中心部分抽取含水分析物，与常规系统(或图8所示的实施例)相比，在常规系统中通常仅从曝气池443的边缘或外围抽取分析物。
现在参考图10，本发明的装置和系统可以设置旋转喷射嘴457来代替图2所示的喷射/填充扩散器407或是图2所示的喷射/填充扩散器407的附加。旋转喷射嘴可以在传感器柱内的更宽的面积上分配清洁或校准流体，这例如对于清洁或校准具有大横截面的电极头405(如图10所示)的传感器而言以及对于使用单个的喷射嘴457来同时或按顺序地清洁或校准多个电极头405而言可以是有利的。与其他图所示的实施例一样，这种实施例可以适于多种传感器401中的任何一种，包括但不限于pH值传感器、溶解氧传感器、氨传感器、总悬浮固体传感器、臭氧传感器、紫外线(UV)透射传感器及其组合。如图10所示，包括旋转喷射嘴457的实施例还可以结合其他图中所示的元件，例如超声换能器418和/或电磁阀控制的淡水或饮用水入口组件411。
现在参考图11A，示出了用于传感器(在这种情况下是pH值传感器)的清洁和校准组件(“装置”)的各种元件。包括电极头的pH值传感器通过组件块601的机械互连件(例如螺纹或插座连接件)被牢固地接收和保持。组件块601通常由丙烯酸塑料或类似塑料材料(即具有高度结构完整性、耐化学腐蚀和物理降解(例如氧化、酸降解、水损害等)的材料)的单个固体块加工而成，并且尺寸可以被设计以适应任何尺寸的传感器和/或电极头。组件块601可以被配置以通过重力诱导流或泵送流来接收和/或排放任何一种或多种流体——含水分析物流、清洁或校准流体流、淡水或饮用水流等，并且可以在大气压力或高于大气压力的压力下操作(例如通过与加压管线或储罐流体连通)。
在图11A所示的实施例中，组件块601包括多个流体注射端口602和内部化学品歧管603，或与多个流体注射端口602和内部化学品歧管603一起操作。歧管603允许将多个不同的流体注射到组件块601中并因此以期望的方式施加到传感器电极上。尤其是，可以期望经由距电极最近的流体注射端口(由此减少暴露于攻击性的流体的内部化学品歧管603的长度)将最“攻击性”，也就是说可能的损害的(腐蚀的、酸的等)流体与较少“攻击性”的流体一起引导。“侧”流体注射端口602，也就是将在内部化学品歧管603的整个长度上行进的流体引入的流体注射端口在某些情况下可以反转以用于蒸馏水或去离子水或类似流体。应当清楚地理解，流体注射端口602的数量没有上限或下限，并且在本发明的范围内可以设置包括任意数量的流体注射端口602的装置。
如图11A所示，根据本发明的实施例的装置可以设置多个喷射扩散器或喷射扩散器组；在这种情况下，设置上部喷射扩散器606、中心或电极喷射扩散器611和下部喷射扩散器614。每个喷射扩散器可以被配置以提供不同的喷射图案；尤其是，上部喷射扩散器和下部喷射扩散器606、614可以提供宽的喷射图案以清洁电极柱的侧壁，而中部喷射扩散器611可以提供较窄的喷射图案以在某些情况下匹配或仅略微超过传感器电极的外径，从而确保清洁或校准流体完全覆盖传感器电极，而不会浪费该流体。在实施例中，中部喷射扩散器611的喷射图案的直径可以在电极头的直径的大约90％和大约120％之间。喷射扩散器606、611、614或至少喷射扩散器606、611、614的外表面优选由耐化学腐蚀、不粘/低摩擦的材料构成，例如聚四氟乙烯(PTFE，也称为特氟隆)，并且可以通过“压力配合件”或类似安装件604安装在组件块601内，“压力配合件”或类似安装件604将扩散器表面与电极柱的壁对齐校准，以防止流体或碎屑在扩散器和柱之间的“间隙”中积聚。为了适应扩散器606、611、614，装置的其他流体入口和出口连接件(例如用于接收或排放含水分析物流或淡水/饮用水)，例如流体连接件610，可以相对于图2所示的实施例，重新定位到装置的后面。
现在参考图11B，示出了压力配合安装件604的细节。尤其是，压力配合安装件包括压力配合“环”605，压力配合“环”605插入加工到电极柱的壁中的空间中。将环605胶合、黏结或塑料焊接到空间中，从而消除扩散器的表面和电极柱的壁之间的间隙。
现在参考图12A，示出了组件块601的阀的实施例。在图12A所示的实施例中，设置杆型“球”阀616，作为安装在流体注射端口602的入口上的旋塞阀的附加或代替。旋塞阀允许手动引导以及快速关闭进入流体注射端口602的流体流，但在某些实施例中可以期望用位于端口602的底部的球阀616来补充或替换这些旋塞阀，这可以在进入端口602的流体流已停止(例如通过移除流体注射端口602与流体的外部水源的互连或通过关闭与流体注射端口602相关联的旋塞阀)之后，防止流体“滴落”或泄露到流体注射端口602中(并因此到电极柱中)。
现在参考图12B，示出了球阀616的细节。尤其是，球阀616可以通过球阀616的中心轴618对流体注射端口602的流体流动孔617进行物理阻塞来防止在端口602中的滴落或泄漏。从图12B中显而易见的是，球阀616不仅可操作以(通过最大程度地拧紧阀616/插入轴618)完全隔离/关闭通过端口602的流体流动，而且也可操作以(通过部分地拧紧阀616/插入轴618)部分地限制通过端口602的流体流动。
现在参考图13A，进一步详细地示出了本发明的实施例中的阀的位置和数量。在图13A所示的实施例中，仅需要安装在同一连接管线内的两个操作阀(柱隔离阀621a和排出阀621b)来隔离用于清洁和校准程序的装置。清洁或校准循环可以通过致动柱隔离阀621a来启动，以使含水分析物流经由共享的连接管线从组件块601排出。与致动柱隔离阀621a的同时或之后，致动排出阀621b，以使残留在电极柱中的任何流体(即分析物)经由共享的连接管线从组件块601排出。柱隔离阀621a和排出阀621b因此起到与图2所示实施例的主和次排出组件412、413的阀差不多相同的作用。
如图13A中所示，在与柱隔离阀621a相关联的阀连接件622a处的共享连接管线的直径可以大于在与排出阀621b相关联的阀连接件622b处的共享连接管线的直径。管道直径中的这种变化允许在清洁或校准模式期间含水分析物流从组件块601持续流出，进而无需停止或关闭含水分析物流到组件块601的流动，并确保当清洁/校准循环完成并且系统返回到正常的测量操作时，电极头405将接收“洁净”的分析物样品，并且管道直径中的这种变化减少了所需的连接件和操作阀的数量。
图13A还示出了喷射扩散器606、611、614可以如何“压力配合”到组件块601中。尤其是，如关于中心扩散器611所示，扩散器611的外部螺纹连接件可以与管道连接件619的部分620配合，管道连接件619在内表面上具有螺纹，也就是说以在管道连接件619内接收扩散器611的一部分。管道连接件619的相同部分620或不同部分也在外表面上具有螺纹，该螺纹与加工到电极柱的壁中的相应螺纹配合或与组件块601的另一邻近部分配合。因此，设置密封的扩散器组件，其中喷射扩散器611的端部压力配合到组件块601中并且与电极柱的侧壁齐平。如图13A所示，电极本身和/或传感器作为一个整体可以通过类似类型的螺纹连接件620“压力配合”在组件块601内。这种螺纹连接件可以包括在管道连接件619上的阴螺纹部分632以及在扩散器611上的阳螺纹部分633，如图13B所示。
现在参考图14A和图14B，分别示出了配置为与多个传感器一起使用的组件块601的透视图及其细节图。在图14A和图14B所示的实施例中，多个传感器623，在这种情况下为pH值传感器(但可以想象具有大致圆柱形形状的任何类型的传感器)，或至少该传感器的电极，通过本领域已知的或如本文所述的任何合适的流体密封安装件或互连件安装在组件块601的单独的电极柱内。与与每个传感器623相关联的单独的内部歧管603互连的流体注射端口602在组件块601的顶部设置有旋塞阀625(如图14A所示)或在流体注射端口602的底部处的加工槽中设置有球阀616(如图14B所示)；在一些实施例中，球/杆型针阀616可以是优选的，以防止在关闭后流体的“滴落”或泄漏。在该实施例中，LED照明626被设置并被保持在组件块601的加工槽内；通过将布置在LED照明的底部上的钢板经由螺丝钉附接至组件块601，并且进一步包括在LED照明626的底部上经由磁条来保持LED照明626就位，来实现LED照明626的安装。如图11A所示的实施例中，入口和出口连接件，例如流体连接件610、630，设置在组件块601的后面，以适应喷射扩散器的安装。淡水/饮用水入口组件628与每个电极柱相关联地设置。这种配置在可用于安装装置的空间受限的应用中可以特别有用。
现在参考图15，示出了用于传感器623的帽或保持器材料631。帽631优选地由耐化学性、不粘/低摩擦材料例如PTFE制成。如前所述，可以制造传感器端部，以允许压力配合安装到与电极柱的侧壁对齐的组件块601的丙烯酸塑料或类似塑料材料中。
现在参考图16A至图16C，示出了本发明的化学品存储组件，化学品存储组件适合于存储与本发明的装置结合使用的清洁或校准流体等。化学品存储组件优选地由耐化学腐蚀的材料构成，包括但不限于可以制成组件块402/601的丙烯酸塑料或类似塑料材料。化学品存储组件被密封以不漏流体且不通风以防止化学品存储组件内的化学品由于与空气或其他环境材料接触而发生氧化或其他化学降解。在一些实施例中，化学品存储组件可以被分隔成多个独立的可折叠容器634，容器可以采用矩形棱柱的形状并且尤其是立方体的形状。优选地，化学品存储组件的至少一个容器634装配有连接部分635，并且优选地在容器634的下部前面640上装配有连接器639；连接器639又优选地包括带阀的、耐化学腐蚀的密封件637，密封件637与例如本发明的装置的流体注射端口602的连接器638接合并在未连接时保持容器634的不漏流体的密封。附加地，作为额外的安全预防措施(例如，在断开连接器639时，防止操作员或技术人员的眼睛受伤的风险)，化学品存储组件可以包括面板636，面板636在连接器639下方延伸并且由透明或半透明材料制成，从而允许在视觉上检查容器634内的化学品。
现在参考图17A至图17B，传感器安装件641和/或放大镜安装件642可以相对于彼此和/或相对于组件块601的周围部分成角度地设置。尤其是，传感器电极头可以与传感器的端部齐平，也就是说可以不突出超过传感器壳体或传感器的其他纵向部分；在这种情况下，可以通过相对于彼此斜置电极头和/或放大镜643使电极头相对放大镜更可见来方便对电极头的视觉检查。在这些实施例中，放大镜643和电极头之间的距离以及放大镜643的放大率可以相互结合进行选择，从而提供期望的总体上的放大效果；作为非限制性示例，放大镜643和电极头的中心之间的距离可以优选地在大约0.8英寸和大约1.0英寸之间并且放大镜可以具有大约4x的放大率。
现在参考图18，示出了具有成角度放置的头645的传感器。在该实施例中，电极头645与圆柱形传感器主体644的端部齐平安装，除非如图17A所示电极头645和放大镜643相对于彼此成角度地安装，否则这防止通过放大镜643(或其他视觉检查装置)对电极头645进行检查。如图18所示，传感器还可以包括由PTFE或类似耐化学腐蚀的材料制成的可拆卸帽646(帽646可以与图15所示的帽631相同或不同)和安装螺纹647，以允许将传感器主体644安装到具有互补螺纹的管道或组件中。
可以使用本公开的多种变化和修改。提供本公开的某些特征而不提供其他特征将是可行的。
本公开在各个方面、实施例和配置中包括基本上如本文所示出和描述的部件、方法、过程、系统和/或设备，包括各个方面、实施例、配置、子组合以及其子集。本领域技术人员将理解在理解本公开之后如何制作和使用各个方面、方面、实施例和配置。本公开在各个方面、实施例和配置中包括：提供在本文未示出和/或描述的项目的缺乏情况下的装置和过程或其各个方面、实施例和配置中的装置和过程，这包括已经在先前的装置或过程中使用的这种项目的缺乏情况，例如以提高性能、容易地实现和/或降低实施成本。
出于说明和描述的目的，已对本公开的前述讨论进行呈现。前述并非旨在将本公开限制于本文所公开的形式或各个形式。在前述具体的描述中，例如，出于精简本公开的目的，将本公开的各个特征在一个或多个方面、实施例以及配置中组合在一起。本公开的各个方面、实施例以及配置的特征可以组合成交替的方面、实施例以及配置，而非上述所讨论的那些方面、实施例以及配置。不应将公开的这种方法解释为反映要求保护的公开与每个权利要求中明确所示相比需要更多特征的意图。相反，如权利要求所反映的，创造性方面少于单个前述公开的方面、实施例或配置的所有特征。因此，将权利要求在此并入本详细说明中，每个权利要求就其本身而言独立作为本公开的单独的优选实施例。
此外，尽管本公开的描述包括对一个或多个方面、实施例或配置以及某些变化和修改的描述，但其他变化、组合和修改也在本公开的范围内，例如在理解本公开之后可以在本领域技术人员的技术和知识内。旨在获得包括在允许范围内的替代方面、实施例和配置的权利，包括那些要求保护的替代、可互换和/或等效的结构、功能、范围或步骤，无论这种替代、可互换和/或等效的结构、功能、范围或步骤在本文中是否公开，而不旨在公开地提供任何可授予专利的主题。作为第一个非限制性示例，各种阀在本文中被描述为电磁(即电致动)阀或手动(即机械致动)阀，并且应明确理解的是，除非另有说明，否则在不脱离本发明的范围的情况下，电磁阀可以用手动阀代替，反之亦然。电磁阀也可以用电动阀或其他自动阀代替。类似地并且作为第二个非限制性示例，除非另有说明，否则在不脱离本发明的范围的情况下，本文中描述为“手动”的任何方法或过程可以部分或完全由可编程逻辑控制器或微处理器实施，并因此被实践为“半自动”或“自动”方法，以及本文描述为“半自动”或“自动”的任何方法或过程可以由用户或技术人员实施，并因此被实践为“手动”方法。
本申请要求于2020年2月18日提交的美国临时专利申请62/995，873以及于2019年6月7日提交的美国临时专利申请62/921，281的优先权权益，这两个美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

Claims (38)

1.一种传感器清洁和校准系统，包括：
传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置为通过机械互连件来接收并牢固地保持传感器电极，其中，所述传感器电极包括电极头并且被配置为测量含水分析物流的参数，其中，所述固体塑料材料块围绕并限定电极柱，所述电极柱被配置以容纳所述传感器电极的所述电极头并且所述电极柱具有至少一个侧壁；
用于接收所述含水分析物流的分析物入口；
用于排放所述含水分析物流的分析物出口；
与所述分析物入口相关联的止回阀，该止回阀被配置以防止所述含水分析物流的逆流；
主排出组件，包括第一排出阀，其中，所述第一排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述第一排出阀当处于非致动配置时允许所述含水分析物流流入所述电极柱中，并且所述第一排出阀当处于致动配置时将所述含水分析物流从所述电极柱排出；
次排出组件，包括第二排出阀，其中，所述第二排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述第二排出阀当处于非致动配置时允许含水分析物被保留在所述电极柱中并至少部分地围绕所述电极头，并且所述第二排出阀当处于致动配置时将含水分析物从所述电极柱排出；
清洁或校准流体入口，其适于接收清洁或校准流体；以及
喷射/填充扩散器，其能够操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入所述电极柱中，从而清洁或校准所述传感器电极或传感器电极的一部分，
其特征在于，所述喷射/填充扩散器包括：上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器，其被配置以在所述电极柱内喷射流体，
其中，所述中部喷射扩散器的喷射图案比所述上部喷射扩散器和所述下部喷射扩散器中的至少一个的喷射图案窄，其中，所述上部喷射扩散器和下部喷射扩散器被配置以在所述电极柱的所述至少一个侧壁上的至少一部分上喷射流体，并且所述中部喷射扩散器被配置以在所述电极头的至少一部分上喷射流体，并且其中，所述上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器的扩散器表面与所述电极柱的所述至少一个侧壁基本齐平。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机械互连件包括螺纹或插座连接件。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括视觉检查装置，该视觉检查装置安装在所述传感器保持器组件上或内并且定位成使用户能够在视觉上检查所述电极头。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述视觉检查装置包括从由放大镜、至少一个发光二极管(LED)、以及能够远程操作的照相机组成的组中选择的一项或多项。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括用于接收淡水或饮用水流的设备，其中，所述喷射/填充扩散器能够操作以用所接收的淡水或饮用水来喷射或冲洗所述传感器电极或传感器电极的一部分。
6.根据权利要求5所述的系统，还包括加热器，该加热器用于在喷射或冲洗所述传感器电极或传感器电极的一部分之前加热所接收的清洁水。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述加热器包括使用点的水加热器。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括手动流体注射端口，该手动流体注射端口包括锁定配件和手动阀，被配置以将手动注入的清洁或校准流体试样接收并分配到所述电极柱中。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括超声换能器，该超声换能器邻近所述电极头设置并且被配置以向所述传感器电极提供超声清洁功能。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，参数选自由pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量、以及紫外线透射率组成的组。
11.根据权利要求1所述的系统，还包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时通过执行如下步骤使计算机处理器启动清洁或校准程序：
致动所述第一排出阀；
致动所述第二排出阀；以及
激活所述喷射/填充扩散器。
12.一种传感器清洁和校准系统，包括：
传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置为通过机械互连件来接收并牢固地保持至少第一传感器电极和第二传感器电极中的每个传感器电极，其中，所述第一传感器电极和第二传感器电极中的每个传感器电极都包括电极头并且被配置为测量含水分析物流的参数，其中，所述固体塑料材料块围绕并限定至少第一电极柱和第二电极柱，所述第一电极柱被配置以容纳所述第一传感器电极的所述电极头并且所述第一电极柱具有至少一个侧壁，并且所述第二电极柱被配置以容纳所述第二传感器电极的所述电极头；
用于接收所述含水分析物流的至少一个分析物入口；
用于排放所述含水分析物流的至少一个分析物出口；
与所述分析物入口相关联的止回阀，该止回阀被配置以防止所述含水分析物流的逆流；
主排出组件，包括第一排出阀，其中，所述第一排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述第一排出阀当处于非致动配置时允许所述含水分析物流流入至少一个所选择的电极柱，并且所述第一排出阀当处于致动配置时将所述含水分析物流从所述至少一个所选择的电极柱排出；
次排出组件，包括第二排出阀，其中，所述第二排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述第二排出阀当处于非致动配置时允许含水分析物保留在所述至少一个所选择的电极柱中并在所述至少一个所选择的电极柱内至少部分地围绕所述电极头，并且所述第二排出阀当处于致动配置时将含水分析物从所述至少一个所选择的电极柱排出；
至少一个清洁或校准流体入口，其适于接收清洁或校准流体；
与所述第一电极柱相关联的第一喷射/填充扩散器，其能够操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入所述第一电极柱，从而清洁或校准所述第一传感器电极或第一传感器电极的一部分；以及
与所述第二电极柱相关联的第二喷射/填充扩散器，其能够操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入所述第二电极柱，从而清洁或校准所述第二传感器电极或第二传感器电极的一部分，
其特征在于，所述第一喷射/填充扩散器包括：上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器，其被配置以在所述第一电极柱内喷射流体，
其中，所述中部喷射扩散器的喷射图案比所述上部喷射扩散器和所述下部喷射扩散器中的至少一个的喷射图案窄，其中，所述上部喷射扩散器和下部喷射扩散器被配置以在所述第一电极柱的所述至少一个侧壁上的至少一部分上喷射流体，并且所述中部喷射扩散器被配置以在所述第一传感器电极的所述电极头的至少一部分上喷射流体，并且其中，所述上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器的扩散器表面与所述第一电极柱的所述至少一个侧壁基本齐平。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个分析物入口由单个分析物入口组成，并且所述至少一个分析物出口由单个分析物出口组成，其中，所述单个分析物入口将所述含水分析物流的一部分引导到所述第一电极柱和第二电极柱两者中，并且其中，所述单个分析物出口从所述第一电极柱和第二电极柱两者排放所述含水分析物流。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个清洁或校准流体入口由单个清洁或校准流体入口组成。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个所选择的电极柱包括所述第一电极柱和第二电极柱两者。
16.根据权利要求12所述的系统，其中，参数选自由pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量、以及紫外线透射率组成的组。
17.根据权利要求12所述的系统，还包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时通过执行如下步骤使计算机处理器启动清洁或校准程序：
致动所述第一排出阀；
致动所述第二排出阀；以及
激活所述第一喷射/填充扩散器和所述第二喷射/填充扩散器中的至少一个。
18.一种传感器清洁和校准系统，包括：
传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置以通过机械互连件来接收并牢固地保持传感器电极，其中，所述传感器电极包括电极头并且被配置以测量含水分析物的参数，其中，所述固体塑料材料块围绕并限定电极柱，其中，所述电极柱被配置以容纳所述电极头并且所述电极柱具有至少一个侧壁；
用于接收所述含水分析物的分析物入口；
用于排放所述含水分析物的分析物出口；
与所述分析物入口相关联的止回阀，该止回阀被配置以防止所述含水分析物流的逆流；
主排出组件，包括第一排出阀，其中，所述第一排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述第一排出阀当处于非致动配置时允许所述含水分析物流入所述电极柱中，并且所述第一排出阀当处于致动配置时将所述含水分析物从所述电极柱排出；
次排出组件，包括第二排出阀，其中，所述第二排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述第二排出阀当处于非致动配置时允许含水分析物被保留在所述电极柱中并且至少部分地围绕所述电极头，并且所述第二排出阀当处于致动配置时将含水分析物从所述电极柱排出；
清洁或校准流体入口，其适于接收清洁或校准流体；
喷射/填充扩散器，其能够操作以使所接收的清洁或校准流体喷射或流入所述电极柱中，从而清洁或校准所述传感器电极或传感器电极的一部分；以及
存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时使计算机处理器执行包括以下至少一项的方法：
(i)通过将与第一样品管线相关联的电磁阀打开或维持打开状态以及将与第二样品管线相关联的电磁阀关闭或维持关闭状态，允许含水分析物从分析物容器内的第一区域流入所述分析物入口；
(ii)通过将与所述第一样品管线相关联的电磁阀关闭或维持关闭状态以及将与所述第二样品管线相关联的电磁阀打开或维持打开状态，允许含水分析物从所述分析物容器内的第二区域流入所述分析物入口；
(iii)通过将与所述第一样品管线和第二样品管线两者相关联的电磁阀打开或维持打开状态，允许含水分析物从所述第一区域和第二区域两者流入所述分析物入口；以及
(iv)通过将与所述第一样品管线和第二样品管线两者相关联的电磁阀关闭或维持关闭状态，防止含水分析物从所述第一区域或第二区域流入所述分析物入口，
其中，所述第一样品管线和第二样品管线均与所述分析物入口处于流体连通，所述第一样品管线被配置以从所述分析物容器的所述第一区域抽取含水分析物，并且所述第二样品管线被配置以从所述分析物容器的所述第二区域抽取含水分析物，
其特征在于，所述喷射/填充扩散器包括：上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器，其被配置以在所述电极柱内喷射流体，
其中，所述中部喷射扩散器的喷射图案比所述上部喷射扩散器和所述下部喷射扩散器中的至少一个的喷射图案窄，其中，所述上部喷射扩散器和下部喷射扩散器被配置以在所述电极柱的所述至少一个侧壁上的至少一部分上喷射流体，并且所述中部喷射扩散器被配置以在所述电极头的至少一部分上喷射流体，并且其中，所述上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器的扩散器表面与所述电极柱的所述至少一个侧壁基本齐平。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，参数选自由pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量、以及紫外线透射率组成的组。
20.一种传感器清洁和校准系统，包括：
传感器保持器组件，包括固体塑料材料块，该固体塑料材料块被配置以通过机械互连件来接收并牢固地保持传感器电极，其中，所述传感器电极包括电极头并且被配置以测量含水分析物的参数，其中，所述固体塑料材料块围绕并限定电极柱，所述电极柱被配置以容纳所述电极头并且所述电极柱具有至少一个侧壁；
柱隔离组件，包括柱隔离阀，其中，所述柱隔离阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述柱隔离阀当处于非致动配置时允许所述含水分析物流流入所述电极柱中，并且所述柱隔离阀当处于致动配置时引导所述含水分析物流离开所述电极柱；
排出组件，包括排出阀，其中，所述排出阀能够在致动配置和非致动配置之间重新配置，其中，所述排出阀当处于非致动配置时允许含水分析物被保留在所述电极柱中并且至少部分地围绕所述电极头，并且所述排出阀当处于致动配置时将含水分析物从所述电极柱排出；
至少一个流体注射端口，每个流体注射端口包括能够选择性地重新配置的阀；
内部化学品歧管，其与所述至少一个流体注射端口流体连通；以及
上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器，其被配置以从所述内部化学品歧管接收流体并在所述电极柱内喷射流体，
其中，所述中部喷射扩散器的喷射图案比所述上部喷射扩散器和所述下部喷射扩散器中的至少一个的喷射图案窄，其中，所述上部喷射扩散器和下部喷射扩散器被配置以在所述电极柱的所述至少一个侧壁上的至少一部分上喷射流体，并且所述中部喷射扩散器被配置以在所述电极头的至少一部分上喷射流体，并且其中，所述上部喷射扩散器、中部喷射扩散器和下部喷射扩散器的扩散器表面与所述电极柱的所述至少一个侧壁基本齐平。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述机械互连件包括螺纹或插座连接件。
22.根据权利要求20所述的系统，还包括视觉检查装置，该视觉检查装置安装在所述传感器保持器组件之上或之内并且定位成使用户能够在视觉上检查所述电极头。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述视觉检查装置包括从由放大镜、至少一个发光二极管(LED)、以及能够远程操作的照相机组成的组中选择的一项或多项。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述视觉检查装置是具有4倍放大率并且定位在距所述电极头的中心0.8英寸和1.0英寸之间的距离处的放大镜。
25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述视觉检查装置和所述电极头相对于彼此成角度地设置。
26.根据权利要求20所述的系统，其中，所述能够选择性地重新配置的阀选自由旋塞阀和球阀组成的组。
27.根据权利要求20所述的系统，其中，所述中部喷射扩散器的喷射图案的直径在所述电极头的直径的90％和120％之间。
28.根据权利要求20所述的系统，其中，所述上部喷射扩散器、所述中部喷射扩散器和所述下部喷射扩散器中的至少一个的外表面的至少一部分由聚四氟乙烯构成。
29.根据权利要求20所述的系统，还包括发光二极管，该发光二极管被配置以提供所述系统的操作状况的视觉指示器。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述操作状况选自由进行中的清洁程序、进行中的校准程序、以及传感器故障状况组成的组。
31.根据权利要求20所述的系统，其中，所述传感器电极包括电极帽。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述电极帽与所述电极柱的所述至少一个侧壁的一部分基本齐平。
33.根据权利要求31所述的系统，其中，所述电极帽至少部分地由聚四氟乙烯构成。
34.根据权利要求20所述的系统，其中，参数选自由pH值、溶解氧含量、氨含量、氯含量、一氯胺含量、臭氧含量、总悬浮固体含量、混合液悬浮固体含量、以及紫外线透射率组成的组。
35.根据权利要求20所述的系统，还包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器执行时通过执行如下步骤使计算机处理器启动清洁或校准程序：
致动所述柱隔离阀；
致动所述排出阀；以及
激活所述上部喷射扩散器、所述中部喷射扩散器和所述下部喷射扩散器中的至少一个。
36.一种使用根据前述权利要求中任一项所述的系统来清洁或校准传感器的方法，包括：
(a)致动主排出组件的阀，以重新引导含水分析物流离开传感器保持器组件的电极柱的流动，其中，所述传感器的电极头设置在所述电极柱内；
(b)致动次排出组件的阀，以将残留的含水分析物从所述电极柱排出；以及
(c)在所述电极柱内分配清洁或校准流体，以使所述清洁或校准流体的至少一部分接触所述传感器电极。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，步骤(a)和(b)同时进行。
38.根据权利要求36所述的方法，还包括：
(d)将所述主排出组件的阀和所述次排出组件的阀返回到非致动状态，从而使所述含水分析物流流入所述电极柱并至少部分地围绕所述传感器的所述电极头。
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