CN219552239U - 异质微粒检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种异质微粒检测系统,其用于检测液体中的异质微粒,该系统包括:发射器,其被配置为向填充有液体的液体管道发射辐射的发射脉冲;其中,发射脉冲包括因与不同异质微粒的吸收频率相关联而各不相同的脉冲;接收器,其被配置为接收由于多个发射脉冲的发射而传播通过液体的接收脉冲;以及控制器,其被布置成在发射脉冲和接收脉冲之间进行比较以提供比较结果并且基于比较结果确定液体污染;清洗单元,其被配置成用清洗液来清洗液体管道;以及可压缩清洗材料储存器,其被配置成选择性地提供至少清洗液的清洗材料。
Description
交叉引用
本申请要求提交日为2019年9月26日的第16/583,332号美国专利申请的优先权,该美国专利申请通过引用并入本文。
实用新型领域
本实用新型涉及测量装备领域。特别是,设想了用于水监测的新方法和仪器设计。
背景
为了提高流体中微粒检测的准确性,用于检测流体中的微粒的系统应不时进行清洗。
系统包括用于清洗异质微粒(foreign particle)检测单元的清洗单元,该异质微粒检测单元被配置为检测液体中的异质微粒。
清洗单元可能会使用有毒的清洗材料(如酸)。清洗材料应不时被更换。
越来越需要提供一种简单和安全的方法来更换清洗材料。
概述
可以提供一种用于检测液体中的异质微粒的异质微粒检测系统,该系统可以包括:发射器,该发射器可以被配置成向可以填充有液体的液体管道发射辐射的发射脉冲;其中,发射脉冲可以包括因与不同异质微粒的吸收频率相关联而各不相同的脉冲;接收器,该接收器可以被配置为接收由于多个发射脉冲的发射而传播通过液体的接收脉冲;以及控制器,该控制器可以被布置成在发射脉冲和接收脉冲之间进行比较以提供比较结果并基于比较结果确定液体污染;清洗单元,该清洗单元可以被配置成用清洗液来清洗液体管道;以及可压缩清洗材料储存器,该可压缩清洗材料储存器可以被配置成选择性地提供至少清洗液的清洗材料。
可压缩清洗材料储存器可以是液袋(infusion bag)。
在异质微粒检测系统中,可压缩清洗材料储存器的形状和尺寸跟踪存储在可压缩清洗材料储存器中的清洗材料的体积。
异质微粒检测系统可以包括壳体,其中壳体封闭液体管道,并且其中可压缩清洗材料储存器可以被定位于壳体的外部。
壳体可以是密封壳体。
异质微粒检测系统可以包括防护件(shield),防护件用于保护可压缩清洗材料储存器。
异质微粒检测系统可以包括流量控制器,流量控制器可流体地耦合在可压缩清洗材料储存器和清洗单元之间,其中,流量控制器可以被配置成控制来自可压缩清洗材料储存器的流体的流量。
异质微粒检测系统可以包括管道和接口,其中,管道和接口可以流体地耦合在可压缩清洗材料储存器和清洗单元之间。
接口可以是尖状物(spike)。
接口可以是可拆卸的接口。
可以提供一种用于检测液体中的异质微粒的方法,该方法可以包括通过发射器,向可以填充有液体的液体管道发射辐射的发射脉冲;其中,发射脉冲可以包括因与不同异质微粒的吸收频率相关联而各不相同的脉冲;通过接收器,接收由于多个发射脉冲的发射而传播通过液体的接收脉冲;在发射脉冲和接收脉冲之间进行比较,以提供比较结果;基于比较结果确定液体污染;以及通过清洗单元,用清洗液清洗液体管道;其中,清洗液的清洗材料可以从可压缩清洗材料储存器供应。
可压缩清洗材料储存器可以是液袋。
在该方法中,可压缩清洗材料储存器的形状和尺寸跟踪存储在可压缩清洗材料储存器中的清洗材料的体积。
液体管道可以被封闭在壳体中,并且其中可压缩清洗材料储存器可以被定位于壳体的外部。
壳体可以是密封壳体。
该方法可以包括通过防护件来保护可压缩清洗材料储存器。
该方法可包括通过可流体地耦合在可压缩清洗材料储存器和清洗单元之间的流量控制器来控制来自可压缩清洗材料储存器的流体的流量。
该方法可以包括经由管道和接口供应清洗材料,该管道和接口可以流体地耦合在可压缩清洗材料储存器和清洗单元之间。
接口可以是尖状物。
接口可以是可拆卸的接口。
附图简述
关于本实用新型的主题在说明书的结束部分被特别指出并被清楚地要求保护。然而,本实用新型关于操作的组织和方法以及其目的、特征和优点,在参照附图一起阅读时,通过参考以下详细描述可得到最好的理解,其中:
图1示出了根据本实用新型的实施例的异质微粒检测系统(系统)和液体管道;
图2示出了根据本实用新型的实施例的接收器和发射器以及液体管道;
图3示出了根据本实用新型的实施例的发射器;
图4示出了根据本实用新型的实施例的接收器;
图5示出了根据本实用新型的实施例的包括起泡瓶(bubble flask)的系统;
图6示出了根据本实用新型的实施例的起泡瓶;
图7示出了根据本实用新型的实施例的起泡瓶;
图8示出了根据本实用新型的实施例的系统;
图9示出了根据本实用新型的实施例的系统和被监测设备;
图10示出了根据本实用新型的实施例的两个系统和被监测设备;
图11示出了根据本实用新型的实施例的系统和被监测设备;
图12示出了根据本实用新型的实施例的多个采样点和冲洗系统(irrigationsystem);
图13示出了根据本实用新型的实施例的系统和清洗单元;
图14示出了根据本实用新型的实施例的开关;
图15示出了根据本实用新型的实施例的系统和多个被监测设备;
图16示出了根据本实用新型的实施例的系统和采样单元;
图17示出了根据本实用新型的实施例的方法;
图18示出了一种系统;
图19示出了一种系统;
图20A-20B示出了一种系统及其环境;
图21A示出了一种系统及其环境;
图21B示出了一种系统及其环境;
图21C示出了一种系统及其环境;
图21D示出了一种系统及其环境;
图22A示出了一种系统及其环境;
图22B示出了一种系统及其环境;
图22C示出了一种系统及其环境;
图22D示出了一种系统及其环境;
图23A示出了一种系统及其环境;
图23B示出了一种系统及其环境;
图23C示出了一种系统及其环境;
图23D示出了一种系统及其环境;以及
图24示出了一种方法。
附图的详细描述
在以下详细描述中,阐述了许多具体细节以便提供对本实用新型的透彻理解。然而,本领域技术人员将理解,可以在没有这些具体细节的情况下实践本实用新型。在其他情况下,没有详细描述公知的方法、过程和部件,以免模糊本实用新型。
关于本实用新型的主题在说明书的结束部分被特别指出并被清楚地要求保护。然而,当与附图一起阅读时,通过参考以下详细描述,可最好地理解本实用新型的关于操作的方法和组织以及其目的、特征和优点。
将理解的是,为了说明的简单和清楚,图中所示的元素不一定按比例绘制。例如,为了清楚起见,一些元素的尺寸可能相对于其他元素被放大。此外,在认为适当的情况下,参考数字可在多个图中重复以指示对应的或类似的元素。
因为本实用新型的所示实施例在很大程度上可以使用本领域技术人员已知的电子部件和电路来实现,所以对细节的解释程度将不会比如上所述的必须考虑的程度更大,以便理解和领悟本实用新型的基本概念,并且以便不混淆或分散本实用新型的教导。
说明书中对方法的任何引用经适当修改都应适用于能够执行该方法的系统。
说明书中对系统的任何引用经适当修改都应适用于可以由系统执行的方法。
遥感方法应解决污染检测问题,即污染事实的发现。所有的遥感方法都是基于纯水和含油水在电学或光学性质上的差异。以下技术可称作远程方法:照相法;基于直接和水面反射的漫射的太阳辐射配准的被动方法;基于杂质暴露于强UV辐射源而诱导的荧光光谱配准的方法;辐射测量法(radiometric method)和无线电反射法(radio-reflectionmethod)。
另一种方法是基于飞行器装备组的直接和直接及水面反射的漫射的太阳辐射记录而可用。采用光谱辐射计或差动辐射计(differential radiometer)作为记录仪(logging unit)。当使用后一种方法时,两个波长间隔的辐射强度差被记录,或者反射辐射的两个正交组成部分的强度差被记录。在<0,4和>0,6μm内接收到最大对比度。它的缺点是对气象条件有很强的依赖性:只有在完全阴天(在没有太阳直接辐射的情况下)才能进行杂质检测,并依赖于地平线以上的太阳高度角。
对于在现场和流通方式下对处理后的水进行评估,使用光学方法的水质监测设备得到了广泛的应用,即基于水透明度原则。然而,“透明度”只能给出处理模式规律性或异常性的大体上的描绘,但它不允许量化水中的杂质。此外,由于玻璃表面的快速污染,这种设备只能在有限的时间内操作,而且在被分析水流过的情况下,通常不可能定期清洗这些表面。
通常,接触式流入浊度计(contact type in-flow turbidity meters)是光学浊度计或雾度计(haze meters)[Andryeyev V.S.,Popechitelev Ye.P.的Laboratoryinstruments to explore liquid fluids(探索液体流的实验室仪器)。-L:Mashinostroyeniye,1981年-第99-101页]。它们的一般缺点是直接与受控介质接触的发射器和接收器的透明窗口的污染导致测量非常不准确,或者甚至仪器故障。有许多方法可以使这一因素最小化,例如玻璃加热,玻璃涂上防水剂,机械收集器的使用,可变厚度工作层测量单元的使用等(Belyakov V.L.的Oil and water field treatment automation(油水现场处理自动化)。-M:Nedra-1988年-第133页)。所有这些都相当复杂,且效率低。
消除窗口污染的有效方法之一是采用四光束电路,该四光束电路提供两个发射器和两个光电接收器。按照这种电路工作的设备(GB 2251682、G01N21/49,21/59,1992年7月15日发布)包含带有受控液体的测量室,测量室的壁有两个发射器和两个光电接收器,其中第一光电接收器的轴线与第一发射器(第一发射器与第一光电接收器相对)的轴线一致并垂直于第二发射器的轴线,以及第二光电接收器的轴线与第二发射器(第二发射器与第二光电接收器相对)的轴线一致并垂直于第一发射器的轴线。发射器和光电接收器的输出端连接到信号控制与处理电路。发射器的交替激活允许从每个光电接收器获得两个信号,其中一个信号对应于直接衰减辐射(透射比浊法(turbidimetry)),以及第二个信号对应于散射辐射(散射比浊法(nephelometry))。应对接收到的四个信号进行特殊的数学表达式计算,使最终结果不受每个窗口透明度不稳定的影响。然而,在严重污染下,特别是存在粘性相(sticky phase)时,这种设备就不适合使用。
各种非接触式雾度计可用于光学部件和液体介质之间的气隙。它们通常是基于提供永久流动的恒定液位液体的自由表面的设计,发射源被安装在该自由表面上方。光电接收器被安装在液体的同一表面上方,或者垂直于流出的射流。光电接收器的输出信号通常与悬浮物浓度成正比。
例如,Sigrist光度计AG(瑞士)制造的WTM500浊度计[Rogner A.的TurbidityMeasurement in drinking water applications-new requirements and approaches(饮用水浊度测量应用—新要求和新方法)//国际环境技术-1998年的第8、6卷-第9-10页]包括:顶部开口的主容器,其底部部分有供应流体的分支管,以及底部有开口以产生自由下落的均匀流;收集槽,用于去除流过主容器顶部的液体并作为下落射流排出;发射器,其位于液面上方并发送通过下落射流的光通量,光电接收器安装在其旁边,其轴线垂直于射流方向。发射器和光电接收器的输出端连接到控制和信号处理电路。
该设备具有以下特征缺点:在严重污染条件下,当出口开口逐渐由于沉积物而缩小时,保持射流截面均匀的复杂度,以及光电接收器或发射器变暗和溅射可能导致测量不准确。
非接触式流入浊度计也是可用的。仪器包括:顶部开口的主容器,该主容器的底部部分有供应流体的分支管;收集槽,该收集槽用于处理流过主容器顶部的液体;以及位于液面上方的发射器和光电接收器。主容器垂直布置,第二发射器和第二光电接收器也放置在液面上方,发射器的轴线和光电接收器的轴线是平行和垂直的,它们共面,发射器的轴线面向主容器的壁,以及光电接收器的轴线面向容器的中心。第一发射器和光电接收器用垂直不透明挡板分开,挡板所具有的水平狭缝位于液体中,靠近液面,以及底部边缘折叠到容器中心,并且不接触主容器底部。第二发射器和光电接收器与第一发射器和光电接收器相对于容器轴线对称地定位,并且也用类似的挡板分开,所有发射器和光电接收器的输出连接到控制和信号处理电路(RU 2235310,G01N21/49,公布于2004年8月27日)。它被接受为原型。
同一来源描述了利用光学方法进行连续水监测、乳化液和悬浮液浓度测量。它被接受为所要求保护的方法的原型。
按照这种方法,受控液体通过管路连续地流向主容器。液体沿容器的中部和两侧壁向上流动,然后溢出容器壁。以这样方式,容器的顶部部分具有固定水平的自由液面。处理后的液体被收集到收集槽中,并利用重力流排到管线中。在测量周期开始时,控制和信号处理电路激活发射器的发射脉冲。即使发射器的发散流处于零微粒含量,这种发射也不会引起第一光电接收器的闪光,因为挡板的顶部部分阻止了液面反射,而容器底部反射由于同一挡板的近底部弯曲而被切断。挡板狭缝被做成防止发射器的射束以零微粒含量到达该狭缝边缘。悬浮微粒浓度的增加会导致被微粒水平分散并通过狭缝的流部分增加,其中从左到右通过狭缝的分散流依据布格-朗伯-比尔定律(Bouguer-lambert-Beer law)而呈指数相关性减少。水平流在所有方向(包括液面方向)上都有耗散。由第一光电接收器和第二光电接收器测量从表面发射的亮度。另外,在光电接收器相同的情况下,第一光电接收器的输出端处的光电电流I1L总是高于第二光电接收器的输出端处的光电电流I2L,并且浊度(微粒含量c)越高,第一与第二的比率的重复度(multiplicity)则越高。下标L对应于左侧激活的发射器。测量的I1L和I2L值被存储到电路的操作存储器中。此外,在相同的电路上关断发射器,接通另一个发射器6(图中的右手侧),并且以与第一操作周期相同的方式测量第一光电接收器和第二光电接收器的光电电流。在这种情况下,第二光电接收器的光电电流将高于第一光电接收器的光电电流。以类似的方式将I1R和I2R值存储到电路的随机存取存储器中。然后电路计算作为浓度的函数的下一关系,并且不受数据通信(光)信道不稳定性影响
其中,R是计算结果,
I1L、L2L—在左手侧发射器接通时第一光电接收器和第二光电接收器相应的光电电流;
I1R、L2R—在右手侧发射器接通时第一光电接收器和第二光电接收器相应的光电电流;
F(c)—悬浮微粒浓度的某种函数。
然后,利用预存到存储器中的校准曲线,发现期望的浓度其中,/>是F的逆函数。计算值将通过接口电缆传输到(外部)设备(指示器、控制装置等)。
于是循环重复。
同一来源描述了一种非接触式流入浊度计,其包括:顶部开口的主容器,该主容器在底部部分有供应流体的分支管;收集槽,该收集槽用于处理从主容器的顶部流过的液体;以及位于液面上方的发射器和光电接收器。主容器垂直布置,第二发射器和第二光电接收器也放置在液面上方,发射器的轴线和光电接收器的轴线是平行和垂直的,它们共面,发射器的轴线面向主容器壁,以及光电接收器的轴线面向容器的中心。第一发射器和光电接收器用垂直不透光挡板分开,挡板所具有的水平狭缝位于液体中靠近液面,以及底部边缘折叠到容器的中心,且不接触主容器底部。第二发射器和光电接收器与第一发射器和光电接收器相对于容器轴线对称地定位,并用类似的挡板分开,所有发射器和光电接收器的输出端连接到控制和信号处理电路。
方法的缺点是,它允许基于水面层反射来识别一般污染,而不允许识别污染的类别或类型。因此,设备本身的缺陷影响了结果的可靠性。设备的不足点是由以下事实导致的测量装备的计量可靠性低:发射器和光电接收器的窗口透明度(由于雾化(fogging)、溅射、灰尘和老化而导致)的可能下降将导致测量不准确。发射器和光电接收器参数的不稳定也会导致测量不准确。液体消耗的变化可以引起微小的(1-3毫米)液位变化,这也会导致光电接收器输出处的信号的变化。从容器底部和壁的再反射和从液面的漫反射也会引起明显的误差。
提供了一种方法和系统,该方法和系统实现了采集数据的可靠性和获得关于液体或空气污染类别的高质量图像的设备的简化。
该方法的所述技术效果是通过基于以下原理在液体中进行微粒检测来实现的:光通量从发射器侧穿过被分析液体时光电接收器记录从被分析液体输出的光通量强度,同时根据进入被分析液体的光通量和离开被分析液体的光通量的差的大小来评估液体的污染。发射器以不同的脉冲频率、脉冲强度和在不同纳米范围内的光波长——其中每一种对应于特定类型的污染微粒——向被分析液体发送光通量。对于每个光波长范围,在进入被分析液体的光通量和离开该被分析液体的光通量之间进行了比较,并且如果识别到差异,则在液体中检测到与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的掺杂物。
所报告的关于设备的技术结果是借助于液体检测系统中的微粒来实现的,该液体检测系统包含:光通量源和相对布置的穿过被分析液体的光通量的接收器;光通量强度比较器单元,用于比较光通量穿过被分析液体之前和之后的光通量强度;连接有计算机辅助设备以根据液体的吸收特性识别污染类型;以及供应被分析液体和从光通量通道区域去除被分析液体的设施;其配有带有被分析液体供应喷嘴的全玻璃管和带有被分析液体去除喷嘴的另一个全玻璃管。发射器是安装在玻璃管端部的单元,该玻璃管端部安装有用于供应被分析液体的喷嘴。发射器包括布置在玻璃管入口正前方的透镜,在其前方布置了倾斜的光学透明板,用于将来自特定发光源(该特定发光源以相对于该板定向的发射方向向量定位)的光通量引向透镜,以及光通量强度传感器位于光学透明板上方。用于记录光通量的接收器包括安装在玻璃管端部的单元,安装有释放被分析液体的喷嘴,包括与分束器所定位的地方相对的透镜以及来自分束器的光发射的IR接收器和UV接收器。
此处的计算机辅助设备具有:控制功能,用于以具有各种脉冲频率、强度和在各种纳米范围内的光波长——其中每一种对应于单独类型的污染微粒——的脉冲向被分析液体供应来自各个发射源的光通量;以及比较功能,用于针对每个光波长范围,比较进入被分析液体的光通量和从该液体离开的光通量,并且如果识别到差异,则识别出存在于液体中的与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
关于该方法的所述技术结果还通过基于以下原理的空气中的微粒检测来实现:当被分析空气穿过液体时,则当空气穿过液体时,光通量从发射器侧供应并穿过液体,以及光电接收器记录液体输出处的光通量强度,同时发射器以不同的脉冲频率、脉冲强度和各种纳米范围内的光波长——其中每种对应于特定类型的污染微粒——向液体发送光通量。关于每个光波长范围,在进入液体的光通量和离开液体的光通量进行比较,且如果识别到差异,则检测到在空气中对应于引起液体的吸收特性变化的污染类型的掺杂物。
所述特征是基本特征,并与足以获得所需的技术结果的稳定的基本特征创造集相互关联。
本实用新型以实施例进行解释,实施例虽然不是唯一可能的实施例,但清楚地展示了达到所需的技术结果的可能性,并带来了累积特征。
根据本实用新型,考虑到了液体中微粒检测(识别)的新方法。
这里的微粒(或元素)是指以微米微粒或纳米微粒的形式存在于液体(水)中的污染。这里的污染是指:
-生物(细菌、病毒、各种微生物等)。
-化学品(任何类型的毒素、微量化学制剂、洗涤剂、矿物肥料和无机肥料的碎片、药物制剂等)
-一般污染。
液体中的微粒检测方法——首先是所有微粒都污染液体——是基于以下原理:当光通量从发射器侧穿过被分析液体,光电接收器记录从被分析液体输出的光通量强度,同时液体污染是根据进入被分析液体的光通量和离开被分析液体的光通量的差异大小来评估的。这一原理目前被广泛使用。然而,该技术只允许检测单一类型或类别的污染。这是由于液体的透明度依赖于穿过被分析液体的光发射波长的事实。结果还受到光反射部件的可用性和引起干扰的元素的影响,这些元素总是存在于液体或其环境中。
为了获得可靠的结果,并提供不仅识别特定类型的污染以及不仅确定总雾度(total haze)而且还确定详细的污染类别或类型的可能性,新的方法建议从发射器以不同的脉冲频率、强度和在不同纳米范围内的波长——其中每种对应于特定类型的污染微粒——的脉冲向要进行分析的液体供应光通量。
然后,针对每个光波长范围,对进入被分析液体的光通量和离开被分析液体的光通量进行比较,并且如果发现差异,则识别出在液体中存在的与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
方法是基于以下原理:具有特定波长的光对存在于透明液体(在这种特殊情况下是存在于水)中的微米微粒产生效应。下面的分析过程就是利用上述原理进行的。
根据分析目的选择不同波长和强度的光通量穿过被分析液体。因此,利用波长为280-285纳米的波长来识别生物微粒。为了识别其他类型的微粒,波长的选择应以对微粒产生最大影响的方式进行。以不同频率和强度的脉冲供应光通量。频率调制被用于提高噪声稳定性。通过特殊的算法控制上述光通量的参数,实现了被分析微粒在液体中的强烈随机运动。这导致被测液体吸收特性的变化被接收传感器所感知。得到的数据采用特殊的算法进行处理。处理结果允许以高灵敏度识别微米微粒浓度,高达在1毫升液体中几十个微米微粒。
以这种方式,所提供的方法具有足够的通用性,允许使用其来设计和制造分析液体和气体二者的设备。
光效应被用来激发微米微粒在液体中的强烈随机运动。这引起液体吸收特性的变化。
光通量以脉冲形式供应。通过改变脉冲频率、强度和光波长,我们得到了被分析液体对光的最大吸收值。
开发出了一种基于光吸收以高灵敏度识别液体中微米微粒的算法。
该技术通过以下系统来实现,该系统可被如下安装:
-在供水系统中:城市、建筑群、住宅、工业设施和任何其他需要持续监测水质的场所。它利用分支管与供水系统连接。该系统独立操作,并且如果发生水污染,向控制中心发送定义污染位置和污染程度的信号。
-开阔的水域。该设备可安装在水质均匀的各种开阔的水上活动中。用微型泵将被分析的水泵送到设备(微型泵被包括在该设备的供应范围内)。如有污染,向控制中心发送指示污染位置和程度的信号。每一个流域所需设备的数量根据水质的异质性和具有不同均匀度的区域的数量而建立。
根据本实用新型,在液体中的微粒检测系统包括液体通量发射器1和布置成与其相对的记录穿过被分析液体的光通量的光传感器2、以及被分析液体供应装置3和用于将其从光通量中取出的释放装置4(图1和图2)。
该系统配有玻璃管5,玻璃管的一端有用于供应被分析液体的连接分支6以及另一端有被安置用于释放被分析液体的连接分支7。
发射器(图3)是安置在玻璃管5的端部的单元8,被分析液体分支连接件6安装在其上。
所述单元8包括透镜9,该透镜9被直接放置在玻璃管5的入口之前,在透镜9的前方,倾斜的光学透明板10被布置成将来自11个(LED源)的单独的发光辐射源的光\通量引导到透镜侧9,这些发光辐射源被布置成具有相对于该板定向的辐射向量。单元还包括位于光学透明板上方的光强度传感器12。
用于记录光通量的接收器(图4)是安置在玻璃管5的端部的单元13,该玻璃管5具有用于释放被分析液体的分支连接件7。该单元13包括位于玻璃透镜出口处的透镜14。分束器15被布置成与透镜14相对,以及分束器的光通量接收器IR 16、UV 17位于分束器的后面。
系统基于光通量比较原理操作,比较光通量穿过被分析液体前和通过后的光通量。该数据通过相对应的单元传送到计算机辅助设备18(也称为控制器),以根据预编程算法通过液体吸收特性的变化来识别污染类型,根据预编程算法,每种类型的污染表现为在特定光波下液体光吸收特性的降低。该系统还可以包括通信单元19,以用于与诸如服务器、另一计算机、另一液体中微粒检测系统的其他设备通信。通信可以是短距离传输、远距离传输、无线通信、有线通信和已知的通信类型。
该计算机辅助设备18具有以下功能:控制功能,用于控制以具有各种脉冲频率、强度和在各种纳米范围内的光波长——其中每种对应于单独类型的污染微粒——的脉冲向被分析液体供应光通量的各个发光源;以及比较功能,用于针对每个光波长范围对进入被分析液体的光通量和从该液体离开的光通量进行比较,并且如果识别到差异,则识别出在液体中存在与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
该系统:
a.允许提供高灵敏度水平来检测各种类型的微粒(包括生物微粒)及其浓度。
b.具有相当简单的设计,且制造成本低。其合理的总体尺寸使其可以在不同的位置放置该设备。
c.由于简单的设计,该设备可靠性程度相当高。
d.该设备不需要辅助设施或材料对其进行校准。
e.该设备操作简单且具成本效益,不需要任何耗材。
f.分析结果可以通过电子方式传送到控制中心。
同样的原理被用来分析空气污染。为了做到这一点,空气(气体)流经特殊的腔室(起泡瓶),在该特殊的腔室中空气(气体)被液体吸收。然后基于上述方法对液体进行分析。它允许以高灵敏度检测空气(气体)中存在的各种污染微粒。
所声称的检测液体中污染的方法也可用于检测空气中的微粒。该替代方法包括将被分析的空气发送通过(具有预先设定的已知和不变的光学特性的)液体,然后当空气穿过液体时,从发射器侧发送穿过液体的光通量,以及光通量接收器记录其离开液体时的光通量强度。
在此,发射器的光通量以具有可变脉冲频率和在各种纳米范围内光波长——其中每一种对应于特定类型的污染微粒——的脉冲形式发送到液体。然后,针对每个光波长范围,对进入液体的光通量和离开该液体的光通量进行比较,且如果发现差异,则识别出空气中与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
该替代方法是基于上述液体中污染检测的相同原理工作的。当受污染空气进入光学特性已知的液体时,液体光学特性发生变化。
参见图5中设备允许评估空气污染的流程图。用泵20(压缩空气泵)泵送的空气穿过管21到填充有液体的浴池(bath)22,在浴池中空气与液体混合。因此,(当管具有正压时)空气离开液体并且在管周围的腔中上升通过出口连接23释放到大气中。这个设备使用起泡瓶来检测空气中的微粒。起泡瓶包括管状主体,其两端被堵塞,其中一个端部用作被分析液体浴池的底部,在该主体中布置有沿浴池底部方向供应空气的管,在管的底部部分设置有使空气从管进入浴池腔的开口。管的外壁和主体内壁具有凸台布置或凹槽,以形成从浴池到大气的迷宫式(labyrinth form)空气通道。
浴池底部的特征有凹槽或凸台布置,以混合穿过浴池的液体和空气,以及浴池区域的主体壁有开口,以连接被分析液体的供应和去除设备。
该设备还配备了与图2-图4所示的上述系统相同的设计方式的水中微粒检测系统24。可靠的数据获得算法是基于水污染向空气污染的转变,反之亦然。
图6展示了使用液体(水)检测空气中微粒的设备的总体视图和布置。起泡瓶26固定在主体25(图7)中。起泡瓶包含管27,空气从抽吸风扇28供应到管27的顶部。管27浸入浴池29,并且其下部部分浸入浴池中底部开口30附近,以向浴池腔31提供部分加压的空气输出。浴池腔填充有液体(水)。浴池设计的具体特征是在空气穿过液体时必定提供空气和水的混合,以形成均匀的气液介质。这是通过布置在浴池底部和可能在其壁上的凹槽和/或凸台32或促进液体和空气起泡(混合它们)的其他元件以及通过空气离开液体的迷宫形式的移动来实现的。此外,在起泡瓶的管状主体的内壁和管27的外表面上提供了凸台布置33,以使离开浴池的空气减速,空气通过起泡瓶的管状主体34壁中的开口以迷宫形式的气流运动释放到大气中,该起泡瓶的管状主体34壁中的开口可用于安装连接分支23。起泡瓶的这些设计特征是有意为之的,以实现浴池中液体与整个浴池中空气的均匀混合。光学部件的液体分析必须在液体的结构组成和体积均一的条件下进行。因此,这些凸台或凹槽或其他元件用于将被空气诱使的液体飞溅物带回浴池。
主体25还包含连接有控制阀36的起泡瓶26的称重传感器(load cell)35、安装在与起泡瓶连接的储蓄罐38中的液位传感器37、用于保持浴池中和玻璃管5中的预设液位的分配器微型泵单元39以及电子控制单元,其中在玻璃管5的端部布置有与前面依照图2-图4描述的设计完全一致的单元8和13。
单元8和13的连接分支被以这样方式连接到起泡瓶浴池,从而提供通过管的液体通道。
本实用新型具有工业适用性,且可用于环境监测。
可以提供一种用于检测液体中微粒的方法,该方法可以包括使光通量从发射器侧穿过被分析液体,并且当其从被分析液体出来时光通量接收器记录光通量强度,由此利用进入液体的光通量和离开液体的光通量的差异来评估液体污染,将光通量以具有不同频率、强度和在不同纳米范围内的光波长——其中每一种对应于各个类型的污染微粒——的脉冲从发射器发送到被分析液体,然后针对每个光波长范围对进入被分析液体的光通量和离开被分析液体的光通量进行比较,且如果发现差异,则识别出在液体中的与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
可以提供一种系统。液体中微粒检测系统包括:光通量发射器和与该发射器相对定位的接收器,该接收器用于记录穿过被分析液体的光通量;比较器单元,该比较器单元用于比较光通量进入被分析液体前和离开被分析液体后的光通量强度;连接有计算机辅助设备,以基于液体吸收特性的变化来检测污染类型;以及用于供应被分析液体和从光通量通道区域去除被分析液体的设备,该设备由玻璃管完成,该玻璃管的一端有用于供应被分析液体的连接分支,以及该玻璃管的另一端有用于去除被分析液体的连接分支。发射器是安装在玻璃管端部的单元,该玻璃管端部安置有用于被分析液体供应的喷嘴。发射器包括布置在玻璃管入口正前方的透镜,透镜前面设置有倾斜的光学透明板,用于将来自各个发光源的光通量引导到透镜,这些发光源以被定向到该板的发射方向向量定位,以及发射器包括位于光学透明板上方的光通量强度传感器,用于记录光通量的接收器由安装在光学透明板上方的单元组成。光发射通量接收器是安装在玻璃管端部的单元,该玻璃管端部具有被安装以去除被分析液体的连接分支。该单元包含布置在玻璃管出口处的透镜,与透镜相对地布置了倾斜的分束器以及接收分束器发出的光的IR和UV传感器。
该系统具有计算机辅助设备,该计算机辅助设备具有对各个光源的控制功能,这些光源以具有不同频率、强度和在不同纳米范围内的光波长——其中每一种对应于各种类型的污染微粒——的脉冲向被分析液体提供光通量,然后针对每个光波长范围,对进入被分析液体和离开被分析液体的光通量进行比较,且如果发现差异,则识别出液体中的与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
该方法可以包括将被分析的空气发送通过液体,然后当空气穿过液体时,从发射器侧将光通量发送通过液体,并且光通量接收器在光通量离开液体时记录光通量强度。因此,发射器的光通量以具有可变脉冲频率和在不同纳米范围的光波长的脉冲被发送到液体,每一种脉冲频率和光波长对应于特定类型的污染微粒。然后,针对每个光波长范围,对进入液体的光通量和离开液体的光通量进行比较,且如果发现差异,则识别出空气中的与引起液体吸收特性变化的污染类型相对应的异质微粒。
该系统可以包括:起泡瓶,用于混合空气和水;光通量发射器和相对布置的用于记录穿过被分析液体的光通量的接收器;比较器单元,用于对进入被分析液体前的光通量和离开被分析液体后的光通量进行比较;连接有计算机辅助设备以基于液体吸收特性的变化检测污染类型,以及用于供应被分析液体和从光通量通道区域去除被分析液体的设备,系统配有玻璃管,玻璃管的一端有用于供应来自起泡瓶的被分析液体的连接分支,以及玻璃管的另一端有被安置用于释放被分析液体的连接分支。发射器是安置在玻璃管的端部的单元,在该玻璃管的端部上安装有被分析液体供应分支连接件,该发射器包括透镜,透镜被放置在玻璃管的正前方的入口,在透镜的前面定位倾斜的光学透明板以将来自各个光源的光通量引导到透镜侧,各个光源具有引导到该板的光向量,以及该发射器包括布置在光学透明板上方的光通量强度传感器。记录光通量的接收器是安装在玻璃管的端部的单元,该玻璃管的端部上安置有被分析液体释放连接分支,该接收器包括在玻璃管出口处的透镜以及与该透镜相对的倾斜的分束器和分束器的IR和UV光通量接收器。
用于检测空气中微粒的起泡瓶包括管状主体,该管状主体的端部被堵塞,该管状主体的一端用作被分析液体浴池的底部,在该主体中布置有沿浴池底部方向供应空气的管,在该管的底部部分设置有使空气从该管通过到达浴池腔的开口。管的外壁和主体内壁具有凸台布置或凹槽特征,以形成从浴池到大气的迷宫式空气通道。
起泡瓶在浴池底部具有凹槽或凸台布置,以混合穿过起泡瓶的液体和空气。
起泡瓶可以在浴池区的主体壁上设置有开口,以连接被分析液体的供应和去除设备。
图8示出了根据本实用新型的实施例的系统。图8示出了一个系统,其中浴池22的入口301和浴池的出口302彼此液体耦合——离开出口302的流体在重新进入入口301之前可穿过一个或更多个液体管道。流体可以经由第一采样点201供应到入口301。部分或全部液体可经由出口303排出(或送到入口301和出口302之间的回路的外部)。第一采样点201可以在分析过程期间以连续或非连续的方式供应液体。出口302可以在分析过程之后或期间以连续或非连续的方式排出液体。
图9示出了根据本实用新型的实施例的系统101和被监测设备201(例如容器、液体净化器或可处理液体的任何其他设备)。第一采样点121在被监测设备201之前。第二采样点122在被监测设备201之后。
开关111流体地耦合到第一采样点121和第二采样点122,并且可以选择打开哪个采样点。这允许分析在被监测设备对流体进行操作之前和之后的液体,以及评估被监测设备执行的过程的质量、效率(或任何其他参数)。
从系统101输出的液体可以被排出或发送到其他地方。
应注意的是,不同的被监测设备可能需要不同的液体纯度水平。可能需要液体净化器来提供比储存容器更纯净的液体。偏离要求的液体纯度可能会触发警报。
图10示出了根据本实用新型的实施例的两个系统101和102、被监测设备201。
在图10中没有开关——系统101分析来自第一采样点121的液体以及系统102分析来自第二采样点122的液体。
从系统101和系统102中的每一个输出的液体可以被排出或发送到其他地方。
图11示出根据本实用新型的实施例的系统和被监测设备。
系统101流体地耦合到多个采样点121、122和123,并且可以(经由开关——未示出)对来自这些采样点的流体进行采样。第一采样点121在被监测设备202(例如建筑物蓄水器)之前,第二采样点122和第三采样点123可以接收来自被监测设备202的不同位置的流体。
图12示出了根据本实用新型的实施例的多个采样点和冲洗系统。
冲洗系统包括水源211、泵212、水处理设施213、分配系统的蓄水器214、多个分支215、216、217和218(通向不同建筑物)。
第一采样点201被定位于泵212和水处理设施213之间。
第二采样点202被定位于水处理设施213和蓄水器214之间。
第三采样点203位于蓄水器214之后和分支215-218之前。
第四采样点204位于第三采样点之后,但在分支215-218之前。
第五采样点205位于分支215内。
第六采样点206位于分支216内。
第七采样点207位于分支217内。
第八采样点208位于分支218内。
图13示出了根据本实用新型的实施例的系统和清洗单元。
系统101具有通过开关111供给(流体)的流体入口。系统101可以发送用于控制开关111的控制信号。系统101包括(通信单元的)天线191,并且还可以包括可将液体输出到排水口(或另一位置)的出口。
开关111包括第一入口1111和第二入口1112。第一入口1111接收来自第一采样点201的液体(第一采样点对来自管道250的液体采样)。第二入口1112从清洗单元220接收液体(带有清洗材料)。清洗单元可以由来自第一采样点201的流体供给,并且可以将该液体与清洗溶剂混合。
当系统101被清洗时,开关111选择第二入口1112。否则,开关111可以选择入口1111。
图14示出了根据本实用新型的实施例的开关。
第一入口1111之后是第一阀43。
第二入口1112之后是第二阀44。
第一阀和第二阀之后是混合器41和出口1113。
第一阀43和第二阀44可以打开或关闭,以便确定哪种流体将通过开关111输出。
清洗单元220被示为包括用于接收与流体(标记为46)混合48的清洗材料(例如清洗溶剂)的容器47。
图15示出了根据本实用新型的实施例的系统和多个被监测设备。
系统101耦合到开关111,开关111可以从第一采样点201和第二采样点202接收流体。第一采样点201在制造单元205、206和207之前,而第二采样点在制造单元205、206和207之后。
制造单元205、206和207可以处理液体,可以是液体的来源(例如但不限于牛奶)。
来自制造单元205、206和207的液体可分别由阀255、256和257控制。存储在清洗液储存器221-224中的清洗液可以在清洗过程中(例如经由第一采样点201)被供给到制造单元205、206和207。
系统101可以将信息(例如分析结果)传输到控制系统410。可以提供任何类型的控制系统410。控制系统可以是有人控制的,也可以是无人控制的。人可以从系统101接收分析信息。控制系统410可以控制系统101、和/或开关111和/或第一采样点和第二采样点、和/或清洗液储存器和/或制造单元205、206和207。
图16示出了根据本实用新型的实施例的系统和采样单元270。
采样单元270可以被包括在系统101内。
采样单元270可以包括一个或更多个容器271,以用于在系统101确定发生特定事件(例如,液体被特定异质微粒污染,污染的总体水平已经超过阈值和/或低于阈值或等于阈值,特定异质微粒的总体水平超过阈值和/或低于阈值或等于阈值)时(在系统101的控制下)接收流体。通过采样单元270的采样可以周期性地、以任何预定义方式、以随机方式、以伪随机方式等触发。
一旦触发采样,采样单元270获得刚刚由系统101分析的液体的样本,并将该样本存储在容器271中。
容器271可以由单元272(例如冷却器)保持在预定义条件下(例如在特定温度下),直到样本(以及可能容器271)被取来进行另外的分析。
采样单元270允许对液体进行实时采样。
已经发现,包括在对应于750至820纳米的第一波长范围的第一频率范围内的频率分量的脉冲的传输提供了关于液体的总体浊度的信息,包括在对应于280至280纳米的第二波长范围的第二频率范围内的频率分量的脉冲提供关于细菌的存在的信息,以及包括在对应于450至454纳米的第三波长范围的第三频率范围内的频率分量的脉冲提供关于有机物质的信息。
根据本实用新型的实施例,当(a)因第二频率范围脉冲的传输而检测到的检测信号的强度与(b)因第一频率范围脉冲的传输而检测到的检测信号的强度之间的比值超过2或3时,可以感测到细菌的存在(或细菌的显著存在)。
根据本实用新型的实施例,当(a)因第三频率范围脉冲的传输而检测到的检测信号的强度与(b)因第一频率范围脉冲的传输而检测到的检测信号的强度之间的比值超过2或3时,可以感测到有机物质的存在(或有机物质的显著存在)。
在多阶段清洗过程中,可以应用不同的化学物质,并且这些阶段(至少是完成这些阶段的完成标准)可以通过流体分析的不同迭代来测量。最后一个阶段可以包括用纯水清洗,并且分析可以包括发射第一频率范围脉冲和在第二频率范围脉冲与第三频率范围脉冲中的至少一个。可以通过仅使用(例如)第一频率范围脉冲来监测先前的阶段。可以使用脉冲的任何组合来监测每个阶段。
图17示出了根据本实用新型的实施例的方法300。
方法300可以从步骤320和330开始。
步骤320可以包括通过流体入口向液体管道供应液体,并通过流体出口从流体管道输出流体。流体入口和流体出口中的每一个的一部分可以定向到流体管道,也可以不定向到流体管道。例如,请参见图3和图4。
流体入口可以流体地耦合到流体出口,也可以不流体地耦合到流体出口。例如,请参见图8和图9-图12。
流体管道可具有可至少部分透明的内层和可反射的外层。在该流体管道中,脉冲可以从内层反射(流体和内层之间的折射差),也可以从外层反射。
使用这样的流体管道增加了液体污染测量的灵敏度,因为由于来自内层和外层的反射和/或散射,接收脉冲的数量增加。
流体管道可具有可反射的内层。在这种流体管道中,脉冲将从内层反射。
步骤330可以包括通过发射器向可以填充有液体的液体管道发射辐射的多个发射脉冲。
多个发射脉冲可以包括因与不同异质微粒的吸收频率相关联而各不相同的脉冲。
发射脉冲可以具有相同的强度,或者可以由于强度而彼此不同。一些脉冲可能具有相同的强度,而其他脉冲可能因其强度而彼此不同。
例如,发射脉冲可以包括与第一异质微粒相关联的第一吸收频率相关联的第一组脉冲,并且可以包括与不同于第一异质微粒的第二异质微粒相关联的第二吸收频率相关联的第二组脉冲。
组的数量(和不同吸收频率的数量)可以超过两个,可以超过三个,等等。
发射脉冲可以包括提供关于流体的总体浊度的指示的脉冲。
发射脉冲可以包括紫外线脉冲和红外脉冲。步骤330可以包括由紫外线源产生紫外线脉冲和由红外源产生红外脉冲。
紫外线源可以具有光轴,该光轴可以与红外源的光轴垂直、定向到红外源的光轴或与红外源的光轴平行。
步骤330还可以包括在发射脉冲通过液体之前检测发射脉冲的强度。
步骤330可以包括,例如,发射可包括以下项的任何组合的发射脉冲:(a)可包括在对应于750至820纳米的第一波长范围的第一频率范围内的频率分量的一个或更多个脉冲,(b)可包括在对应于280至285纳米的第二波长范围的第二频率范围内的频率分量的一个或更多个脉冲,以及(c)可包括在对应于450至454纳米的第三波长范围的第三频率范围内的频率分量的一个或更多个脉冲。
步骤330之后可以是步骤340,由接收器接收由于发射脉冲的发射而传播通过液体的接收脉冲。注意,接收脉冲的数量可以不同于发射脉冲的数量。例如,由于来自液体管道和/或液体中的异质微粒的散射和/或反射,接收脉冲的数量可能增加。然而,对于另一个示例,由于对一个或更多个发射脉冲的总吸收度,接收脉冲的数量可能减少。
步骤340还可以包括检测接收脉冲的强度。
步骤330可以通过发射器执行,发射器可以包括紧接在透明管的第一侧前面布置的发射器透镜。步骤340可以通过接收器执行,接收器可以包括紧接在透明管的第二侧之后布置的接收器透镜。发射器透镜可以在发射器分束器之前,以及接收器透镜可以在接收器分束器之前。
步骤330和340之后可以是步骤350,在发射脉冲和接收脉冲之间进行比较以提供比较结果。该比较可以包括在发射脉冲和接收脉冲的强度之间进行比较。该比较结果提供关于脉冲在液体中的吸收度的指示。该比较结果可以提供关于每吸收频率范围的衰减的指示。存在多个发射脉冲和多个接收脉冲,并且可以通过对这多个脉冲的强度应用任何函数(统计的或不统计的函数)来生成比较结果。
步骤350之后可以是步骤360,基于比较结果确定液体污染。
衰减和液体污染之间的关系可以在学习期间学习,可以作为查找表或方程(或以任何其他方式)被提供。从一个异质微粒到另一个异质微粒的映射可能不同——但这不一定如此。
可以执行步骤320、330、340、350和360的一次或更多次迭代。
在步骤320、330、340、350和360的一次或更多次迭代之后,该方法可以包括用清洗液来清洗液体管道的步骤370。
步骤370可以基于液体污染(例如,当步骤360确定液体在需要清洗液体管道(暴露于液体)的污染范围内时)来被触发。触发可响应于污染水平和污染水平存在的时间段。
步骤370可以包括从用于提供液体的第一流体入口和用于提供清洗液的第二流体入口中选择第二流体入口。例如,请参见图13和图14。
当执行步骤320、330、340、350和360的多次迭代时,该方法可包括生成反映多次迭代结果的统计数据。
根据本实用新型的实施例,步骤320之前可以是选择要分析哪种液体的步骤310。
步骤310可以由异质微粒检测系统或由另一实体(例如但不限于控制系统410)执行。
步骤310可以包括,例如,从流体地耦合到液体管道的多个采样点中选择选定的采样点。
采样点的选择可涉及从多个液体路径中选择一个液体路径。
步骤310可以包括选择开关的配置(例如,参见图9),选择用于液体分析的系统(例如,参见图10),或者选择液体控制元件的任何其他值(例如,参见图15的阀255、256和257)。
该选择可以重复一次或更多次,并且可以分配步骤320、330、340、350和360的不同迭代来分析来自不同来源的液体。
根据本实用新型的实施例,在选择多次迭代中的第一迭代之前,选择第一液体采样点以提供在第一迭代期间要分析的液体。在多次迭代中的第二迭代之前,选择第二液体采样点以提供在第二迭代期间要分析的液体。
步骤320、330、340、350和360中的两次(或更多次迭代)的执行可包括在液体经历特定过程之前从第一采样点对液体进行采样;以及在液体经过特定过程后,从第二采样点对液体进行采样。
当这样的采样发生时,方法300可以包括步骤380,通过比较第一迭代和第二迭代的结果来评估特定过程。注意,第一采样点可以在多于单次迭代期间被采样,以及第二采样点可以在多于单次迭代期间被采样。
特定过程可以是液体净化过程、液体的储存、液体制造过程、液体混合过程等等。
步骤380可以包括评估液体净化过程的效率。
根据本实用新型的实施例,步骤320、330、340、350和360的多次迭代处于不同的时间点,以便监测特定过程的进展。
可以在特定过程的不同阶段之前、期间和/或之后执行不同的迭代。
不同迭代中的至少两次迭代因在迭代期间发射的脉冲而彼此不同。
不同迭代中的一次迭代可包括发射(i)第一组脉冲和(ii)第二组脉冲,该第一组脉冲包括提供关于液体的总体浊度的信息的脉冲,该第二组脉冲包括对应于特定类型的异质微粒的第二吸收度频率的脉冲。
不同迭代中的另一次迭代包括仅发射第一组脉冲,该第一组脉冲包括提供关于液体的总体浊度的信息的脉冲。
特定过程可以是特定系统的清洗过程,清洗过程可以包括多个阶段,这些阶段可因所使用的清洗材料而彼此不同。不同的清洗材料(在经过特定系统之后)的特性可以使用不同的发射脉冲来监测。
一个或更多个阶段的完成可以取决于特定系统的清洁度水平。
例如,清洗过程可以包括涉及使用清洁水的多个阶段。例如,可以在清洗过程的最后阶段使用清洁水。可以通过执行步骤320-360的迭代来评估水的清洁度。
根据本实用新型的实施例,步骤320之前是步骤305,将(待评估)气体与初始液体混合来提供液体;并且其中对液体污染的确定包括确定气体的污染。术语初始液体是与气体混合以提供(被监测)液体的液体。初始液体可以具有已知的组成。
气体可以是空气。
步骤305可包括以下至少一项:
a.将气体与初始液体混合包括使用起泡瓶。
b.将空气泵送到起泡瓶的输入管道,起泡瓶的底部浸入液体中。
c.迫使离开液体的空气在离开起泡瓶之前穿过迷宫。迷宫可以防止空气以纯垂直路径从液体传播到起泡瓶的空气出口。
d.使用非平坦浴池混合初始液体和空气。非平坦浴池可包括凹槽和凸台布置中的至少一种。
图18示出了包括监测系统101、清洗单元220和可压缩清洗材料储存器221的系统444的示例。
系统444可以包括最初填充有清洗材料的可压缩清洗材料储存器221(例如但不限于液袋)。适配器224(例如尖状物)进入可压缩清洗材料储存器221,并经由管道223流体地耦合到清洗单元220,并向清洗单元220提供清洗材料。
壳体400可以包括管道223可以穿过的开口(例如密封开口)。
清洗单元220、监测系统101、采样点201和开关119可以位于壳体400内。
开关119可包括第一开关119(1),其流体地耦合到可压缩清洗材料储存器221并由监测系统101(或由其自身的控制器)控制,以允许流体流动或防止清洗材料流向监测系统101。
开关119还可以包括第二开关119(2),其流体地耦合到采样点201,以用于监测系统101并由监测系统101(或由其自身的控制器)控制,以允许或防止流体从采样点201流向监测系统101。
两个开关的输出可经由流体耦合器119(3)流体地耦合,耦合器119(3)的输出流体地耦合到监测系统的入口。
可压缩清洗材料储存器221、适配器224和管道223提供用于提供清洗材料的密封路径。一旦置空,可压缩清洗材料储存器221可更换为另一可压缩清洗材料储存器221。
可压缩清洗材料储存器221的更换是在不打开壳体400的情况下进行的,并且简化了更换过程。
在壳体外部提供可压缩清洗材料储存器221防止了由于清洗材料从可压缩清洗材料储存器221中非期望的泄漏而对系统101造成的损害,并因此增加了系统101的寿命。
可压缩清洗材料储存器221内的清洗材料的量可以从可压缩清洗材料储存器221的形状和/或尺寸获知,当可压缩清洗材料储存器221相当大地改变其形状时并且同时清洗材料从可压缩清洗材料储存器221排出时,因而允许用户确定何时应该以简单和安全的方式甚至不打开壳体的方式来更换可压缩清洗材料储存器221。
开关119可以被更换为任何流体控制单元,该流体控制单元可以仅输出来自采样点201的流体和清洗材料中的一种和/或可以提供来自采样点201的流体和清洗材料的混合物。开关或流体控制单元可以控制向监测系统101输出的流体和/或清洗材料的量。
开关或任何其他流体控制单元可以包括一个或更多个阀或任何其他流体流动控制元件,单元可以由系统101、由用户(使用例如无线通信)和/或由任何其他控制器来控制(例如参见控制线432)。
图19示出了系统444’的示例,系统444’与系统444的不同之处在于包括单向阀225’,该单向阀225’防止流体从开关119进入可压缩清洗材料储存器221。单向阀225’有助于系统的安全性。它防止来自采样点201的高压流体进入可压缩清洗材料储存器221并防止损坏可压缩清洗材料储存器221。
在图18和图19中,壳体400仅包围清洗单元220。壳体可以包围系统444的任何部分。
图20A示出了包括监测系统101、清洗单元220和可压缩清洗材料储存器221的系统445的示例。图20A还示出了台面(countertop)420。台面可以被定位在厨房中。可压缩清洗材料储存器221、管道223的一部分和显示与流体分析结果有关的信息的显示器410可以被定位于台面420的上方,而系统445的其他部分可以被定位于台面的下方并且可以被隐藏。图20A还示出了用于保持可压缩清洗材料储存器221的保持元件222。保持元件可以是钩、螺钉或任何其他机械支撑元件。
开关119耦合在可压缩清洗材料储存器221、采样点201和监测系统101之间。
图20B示出了系统445’,该系统445’与图20A的系统445的不同之处在于包括单向阀225’,该单向阀225’防止流体从开关119进入可压缩清洗材料储存器221。单向阀225’有助于系统的安全性。它防止来自采样点201的高压流体进入可压缩清洗材料储存器221并防止损坏可压缩清洗材料储存器221
图21A和图21B示出了系统446和446’的示例,它们包括监测系统101、清洗单元220、开关119和可压缩清洗材料储存器221。
图21A和图21B还示出了洗涤槽(sink)422、台面420和旋塞(faucet)424。
可压缩清洗材料储存器221、管道223的一部分和显示与流体分析结果有关的信息的显示器410可位于台面420上方,而系统446的其他部分可位于台面下方和洗涤槽下方并且可被隐藏。图21A和图21B还示出了用于保持可压缩清洗材料储存器221的保持元件222。保持元件可以是钩、螺钉或任何其他机械支撑元件。
旋塞424可以在采样点之前接收流体,并且排放管(未示出)流体地耦合到洗涤槽和系统101。
开关119耦合在可压缩清洗材料储存器221、采样点201和监测系统101之间。
图21A和图21B因可压缩清洗材料储存器221的位置——在台面上方(图21A)或在台面下方(图21B)——而彼此不同。
图21C示出了系统447的示例,系统447与图21A的系统446的不同之处在于包括单向阀225’,该单向阀22’防止流体从开关119进入可压缩的清洗材料储存器221。单向阀225’有助于系统的安全性。它防止来自采样点201的高压流体进入可压缩清洗材料储存器221并防止损坏可压缩清洗材料储存器221。
图21D示出了系统447’的示例,系统447’与图21B的系统446’的不同之处在于包括单向阀225’,该单向阀225’防止流体从开关119进入可压缩清洗材料储存器221。单向阀225’有助于系统的安全性。它防止来自采样点201的高压流体进入可压缩清洗材料储存器221并防止损坏可压缩清洗材料储存器221。
图22A、图22B、图23A、图23B、图23C和图23D示出了系统448、448’和450的示例,其包括监测系统101、清洗单元220、防护件226、流量控制器225和可压缩清洗材料储存器221。
开关119耦合在可压缩清洗材料储存器221、采样点201和监测系统101之间。
图22A-22D和图23A-23D还示出了洗涤槽422、台面420和旋塞424。
防护件226保护可压缩清洗材料储存器221。防护件可以由透明或非透明材料制成。防护件可以包括至少一个透明部分,当不打开防护件或从可压缩清洗材料储存器去除防护件时,该透明部分将允许用户跟踪可压缩清洗材料储存器221的形状和尺寸。在图23A-23D中,防护件包括允许用户跟踪可压缩清洗材料储存器221的形状和/或尺寸的孔。
图22A和图22B还示出开关119,其可以手动或自动地控制从可压缩清洗材料储存器221排出的清洁元素的量。流量控制器可以被包括在任何一个先前的系统中。
图22A和图22B由于可压缩清洗材料储存器221的位置——在台面上方(图22A)或在台面下方(图22B)——此不同。
图22C示出了系统449的示例,系统449与图22A的系统448的不同之处包括单向阀225’,该单向阀225’防止流体从开关119进入可压缩清洗材料储存器221。单向阀225’有助于系统的安全性。它防止来自采样点201的高压流体进入可压缩清洗材料储存器221并防止损坏可压缩清洗材料储存器221。
图22D示出了系统449’的示例,系统449’与图22B的系统448’不同之处在于包括单向阀225’,该单向阀225’防止流体从开关119进入可压缩清洗材料储存器221。单向阀225’有助于系统的安全性。它防止来自采样点201的高压流体进入可压缩清洗材料储存器221并防止损坏可压缩清洗材料储存器221。
图23A、图23B、图23C和图23D示出了以下项的不同组合:(a)包括缺少保护可压缩清洗材料储存器221的单向阀225',以及(b)可压缩清洗材料储存器221及其防护件在台面上方或在台面下方的位置。
图24示出了方法301。方法301与方法300不同,其不同之处在于包括从可压缩清洗材料储存器供应清洗液的清洗材料的步骤371。
应当注意的是,可压缩清洗材料储存器可以提供给以任何方式测量液体中微粒的测量系统。
在前述说明书中,已经参考本实用新型的实施例的具体示例描述了本实用新型。然而,显然,在不脱离如所附权利要求中阐述的本实用新型的更广泛的精神和范围的情况下,可以在其中进行各种修改和改变。
此外,在说明书中和权利要求中的术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“在......之上”、“在......之下”等(如果有的话)用于描述性目的,而不一定用于描述永久相对位置。应当理解,这样使用的术语在适当的情况下是可互换的,使得本文所描述的本实用新型的实施例例如能够在除了本文所示出或另外描述的那些方向之外的其它方向上操作。
如在本文讨论的连接可以是适合于例如经由中间设备从相应的节点、单元或设备传送信号或者将信号传送到相应的节点、单元或设备的任何类型的连接。因此,除非另外暗示或规定,否则连接可以例如是直接连接或间接连接。可以参考单个连接、多个连接、单向连接或双向连接来示出或描述连接。然而,不同的实施例可以改变连接的实现。例如,可以使用单独的单向连接而不是双向连接,反之亦然。而且,多个连接可以用连续地或以时间复用方式传送多个信号的单个连接代替。同样,携带多个信号的单个连接可以被分离成携带这些信号的子集的各种不同的连接。因此,用于传送信号的很多选择存在。
虽然在例子中描述了电位的特定的导电类型或极性,但是应该认识到,电位的导电类型和极性可以反转。
本文描述的每个信号可以被设计为正逻辑或负逻辑。在负逻辑信号的情况下,在逻辑真状态对应于逻辑电平零的情况下,信号是低电平有效的。在正逻辑信号的情况下,在逻辑真状态对应于逻辑电平一的情况下,信号是高电平有效的。注意,本文描述的任何信号可以被设计为负逻辑信号或正逻辑信号。因此,在可选的实施例中,被描述为正逻辑信号的那些信号可以被实现为负逻辑信号,以及被描述为负逻辑信号的那些信号可以被实现为正逻辑信号。
此外,当提到信号、状态位或类似装置分别转化成它的逻辑真或逻辑假状态时,本文使用术语“断言”或“置位”和“否定”(或“解除断言”或“清除”)。如果逻辑真状态是逻辑电平一,则逻辑假状态是逻辑电平零。而且如果逻辑真状态是逻辑电平零,则逻辑假状态是逻辑电平一。
本领域技术人员将认识到,逻辑块之间的边界仅仅是说明性的,并且可选实施例可以合并逻辑块或电路元件,或者对各种逻辑块或电路元件施加功能的替代分解。因此,应当理解,本文所描述的体系结构仅仅是示例性的,并且实际上可以实施实现相同功能的许多其它体系结构。
实现相同功能的部件的任何布置被有效地“关联”,使得实现期望的功能。因此,本文组合以实现特定功能的任何两个部件可以被看作彼此“相关联”,使得实现期望的功能,而与体系结构或中间部件无关。
同样,这样关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能。
此外,本领域技术人员将认识到上述操作之间的边界仅是说明性的。多个操作可以组合成单个操作,单个操作可以分布在附加操作中,并且操作可以在时间上至少部分地重叠地执行。此外,替代实施例可以包括特定操作的多个实例,并且在各种其它实施例中可以改变操作的顺序。
然而,其它修改、变化和替代也是可能的。因此,说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。
在权利要求中,置于括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些之外的其他元件或步骤的存在。此外,如本文所使用的术语“一(a)”或“一(an)”被定义为一个或多于一个。此外,在权利要求中的引导性短语(例如“至少一个”和“一个或更多个”)的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一(a)”或“一(an)”引入另一个权利要求要素将包含这样引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制到仅包含一个这样的要素的实用新型,即使同一权利要求包括引导性短语“一个或更多个”或“至少一个”和不定冠词(例如“一(a)”或“一(an)”)。除非另有说明,否则诸如“第一”和“第二”的术语用于任意地区分开这样的术语所描述的要素。因此,这些术语不一定旨在指示这样的要素的时间或其他优先级。某些度量在相互不同的权利要求中被叙述的不争事实并不指示这些度量的组合不能有利地被使用。
虽然本文已经图示和描述了本实用新型的某些特征,但是本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此,应当理解,所附权利要求旨在覆盖落入本实用新型的真实精神内的所有这样的修改和改变。
Claims (10)
1.一种异质微粒检测系统,其用于检测液体中的异质微粒,所述异质微粒检测系统包括:发射器,所述发射器被配置为向填充有液体的液体管道发射辐射的发射脉冲;其中,所述发射脉冲包括因与不同异质微粒的吸收频率相关联而各不相同的脉冲;接收器,所述接收器被配置为接收由于多个发射脉冲的发射而传播通过液体的接收脉冲;以及控制器,所述控制器被布置成在所述发射脉冲和所述接收脉冲之间进行比较以提供比较结果并且基于所述比较结果确定液体污染;清洗单元,所述清洗单元被配置成用清洗液来清洗所述液体管道;以及可压缩清洗材料储存器,所述可压缩清洗材料储存器被配置成选择性地提供至少所述清洗液的清洗材料。
2.根据权利要求1所述的异质微粒检测系统,其中,所述可压缩清洗材料储存器是液袋。
3.根据权利要求1所述的异质微粒检测系统,其中,所述可压缩清洗材料储存器的形状和尺寸跟踪存储在所述可压缩清洗材料储存器中的清洗材料的体积。
4.根据权利要求1所述的异质微粒检测系统,其包括壳体,其中所述壳体封闭所述液体管道,并且其中所述可压缩清洗材料储存器被定位于所述壳体的外部。
5.根据权利要求4所述的异质微粒检测系统,其中,所述壳体是密封壳体。
6.根据权利要求1所述的异质微粒检测系统,其包括防护件,所述防护件用于保护所述可压缩清洗材料储存器。
7.根据权利要求1所述的异质微粒检测系统,其包括流量控制器,所述流量控制器流体地耦合在所述可压缩清洗材料储存器和所述清洗单元之间,其中,所述流量控制器被配置成控制来自所述可压缩清洗材料储存器的流体的流量。
8.根据权利要求1所述的异质微粒检测系统,其包括管道和接口,其中所述管道和所述接口流体地耦合在所述可压缩清洗材料储存器和所述清洗单元之间。
9.根据权利要求8所述的异质微粒检测系统,其中,所述接口是尖状物。
10.根据权利要求8所述的异质微粒检测系统,其中,所述接口是可拆卸接口。
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