MX2015003086A

MX2015003086A - Aparato de filtro de deteccion de turbidez, sistemas y metodos del mismo.

Info

Publication number: MX2015003086A
Application number: MX2015003086A
Authority: MX
Inventors: Anders Fougner; Alexander Helm; Robert B Singer; Mike Phillips; Flemming Jørgensen
Original assignee: Smidth As F L
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-07-14
Also published as: EP2906319B1; EA029464B1; CN104755147A; WO2014062670A1; MX357024B; AU2013331413A8; EP2906319A4; CA2887630C; AU2013331413B2; ZA201501951B; CA2887630A1; ES2796741T3; CL2015000924A1; PE20150749A1; US9709492B2; AU2013331413A1; EP2906319A1; EA201500418A1; US20150316474A1; PL2906319T3

Abstract

Un filtro prensa que tiene una pluralidad de montajes apilables de placas de filtro comprende al menos un módulo de percepción de turbidez [20, 220, 320, 420] acoplado a un primer montaje de placa de filtro [1] dentro de una pluralidad de montajes apilables de placas de filtro. El módulo de percepción de turbidez [20, 220, 320, 420] se coloca en general entre una abertura de drenaje de filtrado [8a-dl que se comunica con una cámara de filtro [14] , y ya sea un orificio de filtrado [7, 13] o tubo de descarga de filtrado [4g, 15], a fin de determinar un nivel de turbidez del filtrado [50] que sale del primer montaje de placa de filtro. Los niveles de turbidez se pueden determinar de manera independiente de los niveles de turbidez de los filtrados [50] que salen de otros montajes de placa de filtro [1] dentro del filtro prensa. Cuando los niveles de turbidez alcanzan un umbral predeterminado, y se activa la alarma [80], que informa a un operador de la necesidad de reemplazar una tela de filtro asociada con el montaje de placa de filtro [1] afectado.

Description

APARATO DE FILTRO DE DETECCIÓN DE TURBIDEZ, SISTEMAS Y MÉTODOS DEL MISMO Campo de la Invención La invención se refiere a equipo de filtración utilizado en teenologías industriales de desecho, residuos, carbón, agregados, químicos, farmacéuticos, alimentos y bebidas, y procesamiento de minerales, y de manera más particular a un aparato de filtro de detección "inteligente" de turbidez y métodos del mismo.

Antecedentes de la Invención Los filtros prensa, algunas veces llamados filtros prensa de "placa y marco", filtros prensa de "membranas", o filtros prensa de "cámara", han existido desde el siglo 19 y se utilizan en general para procesos de deshidratación. Estos se utilizan para fabricar productos de torta de filtración a partir de suspensiones líquidas-sólidas o suspensiones espesas que tienen una gran fracción líquida. Los sólidos dentro de las suspensiones o suspensiones espesas convencionalmente no se disuelven en la fracción líquida y por lo tanto, se llevan en la misma. Los filtros prensa separan los sólidos de los líquidos, de tal forma que se puede procesar la parte útil, envasar o distribuir al siguiente paso. Un ejemplo no limitante de un filtro prensa anterior se puede ver en la patente de los Estados Unidos No.

REF.:254852 5,368,751, que se incorpora por la presente como referencia.

Los filtros prensa en general funcionan de una forma por "lotes". Un gran número de montajes de placas de filtro se soportan y se guían a lo largo de una estructura de metal. La pluralidad de montajes de placas de filtro se fuerzan juntas utilizando grandes arietes hidráulicos, en cuyo punto una bomba alimenta suspensión espesa en cámaras de filtro individuales que se definen por cavidades o muescas entre y formadas dentro de las caras de cada montaje de placa de filtro. La fracción líquida de la suspensión espesa (es decir, filtrado) pasa a través de la tela de filtro provista a cada montaje de placa de filtro y en un sistema de drenaje, en tanto que la fracción sólida permanece detrás en las cámaras de filtro. Cuando se completa el ciclo de filtración, se produce un lote de material filtrado sólido, llamado "torta de filtración". Se abre la pila de montajes de placas de filtro, los sólidos se remueven de las cámaras de filtro mediante uno o más de la gravedad, vibración, sacudida, y/o extractores manuales, y entonces la pila de montajes de placas de filtro se re-sujeta y se repite el ciclo de filtración.

En muchos casos, si se daña una tela de filtro, por ejemplo por un desgarre, pequeño agujero, punto de desgaste, un pliegue, o desalineación con el montaje de placa de filtro, el filtrado que sale de un montaje de placa de filtro particular con el tiempo se convertirá turbio con sólidos y se verá comprometido el proceso de filtración. Los niveles de turbidez más altos que los permitidos pueden afectar de forma negativa los procesos corriente abajo tal como aquellos que utilizan el filtrado en una alimentación de reciclo. Los niveles de turbidez más altos que los permitidos también pueden dar por resultado pérdida de beneficios si la torta de filtración es el producto deseable y una cantidad de sólidos que se descartan con el filtrado. Es, por lo tanto, importante asegurar que las telas de filtro siempre funcionen apropiadamente y no estén dañadas. Sin embargo, en un filtro prensa convencional que tiene más de 150 montajes de placas de filtro o más, la tarea de determinar cuáles telas están dañadas llega a ser una increíblemente larga. Cada placa convencionalmente tiene dos telas de filtro en la misma, y puede tomar varias horas para inspeccionar de forma visual todas estas. La pequeña separación entre los montajes de placas de filtro requiere en general la remoción completa de los montajes de placas de filtro para inspección.

Para superar los problemas anteriores, todas las telas de filtro se reemplazan generalmente de forma simultánea en intervalos de mantenimiento predeterminados de rutina. En tanto que estas prácticas pueden reducir las posibilidades de la falla de la tela de filtro durante la operación, esto es ineficiente y costoso. Más tiempo de mantenimiento programado significa menos tiempo de producción y eficiencia de operación reducida. El reemplazo de las telas de filtro que pueden tener aún una vida útil amplia se entrecorta con el margen de beneficio del usuario.

Breve Descripción de la Invención Es, por lo tanto, un objeto de la invención proporcionar un filtro mejorado capaz de aumentar al máximo la vida útil y rentabilidad de la tela de filtro útil.

Es otro objeto de la invención proporcionar un método de monitoreo del rendimiento de la tela de filtro individual a fin de impedir descarte innecesario de telas de filtro que de otra forma tendrían una amplia vida útil restante.

Aun otro objeto de la invención es reducir al mínimo de tiempo de mantenimiento programado y no programado para operaciones de filtración y aumentar al máximo en tiempo de operación del equipo de filtración a un bajo costo de capital para el usuario final.

Otro objeto de la invención es aumentar al máximo la seguridad y rendimiento de las operaciones del filtro al eliminar la necesidad de remover los componentes del filtro para verificar el daño la tela de filtro.

Otro objeto de la invención es reducir el tiempo laboral, de solución de problemas y de mantenimiento.

Otro objeto de la invención es proporcionar medios desechables aun de bajo costo "inteligentes", para monitorear los niveles de turbidez que trabajaran en ambientes hostiles.

Es otro objeto de la invención proporcionar un sistema capaz de monitorear incluso pequeñas diferencias en los niveles de turbidez del filtrado a partir de una cámara de filtro a otra en un filtro prensa.

Estos y otros objetos de la invención serán evidentes a partir de las Figuras y la descripción en la presente. Aunque se cree que cada objeto de la invención se va a lograr mediante al menos una modalidad de la invención, no existe necesariamente alguna modalidad de la invención que logre todos los objetos de la invención.

Una filtro prensa comprende una pluralidad de montajes de placas de filtro apilables, y al menos un módulo de detección de turbidez acoplado a un primer montaje de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables. El módulo de detección de turbidez se puede colocar entre una abertura de drenaje de filtrado que se comunica con una cámara de filtro, y un puerto de filtrado o tubo de descarga. El módulo de detección de turbidez se proporciona a fin de determinar un nivel de turbidez del filtrado que sale del primer montaje de placa de filtro, independientemente de los niveles de turbidez del filtrado que sale de otros montajes de placas de filtro.

En algunas modalidades, una pluralidad de módulos de detección de turbidez se puede proporcionar al primer montaje de placa de filtro. En algunas modalidades, múltiples montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables pueden incorporar cada uno al menos un módulo de detección de turbidez. Los módulos de detección de turbidez pueden comprender uno o más emisores ópticos y detectores ópticos, y en algunos casos, el número de detectores ópticos puede superar el número de emisores ópticos. Los detectores ópticos también se pueden proporcionar en diferentes ángulos con respecto a los emisores ópticos. Los detectores ópticos se configuran para medir y determinar una cantidad de radiación electromagnética liberada por cada emisor óptico. La información de señales con respecto a la radiación electromagnética se puede distribuir a una unidad de interfaz, que se comunica con un sistema de control y/o una alarma mediante un medio de comunicación cableado o inalámbrico. Una cámara de medición de turbidez que se cruza con un canal de drenaje se puede proporcionar al montaje de placa de filtro que se hace de un tamaño para aceptar un módulo de detección de turbidez e impedir que los emisores ópticos y los detectores ópticos provoquen flujo turbulento excesivo dentro de las corrientes del filtrado. Los módulos de detección de turbidez pueden comprender un alojamiento que define un gabinete de circuitería, una placa de circuito, al menos un emisor óptico, al menos un detector óptico, y material de encapsulamiento que encapsula o de otra forma protege de la placa de circuito dentro del alojamiento. En algunas modalidades permanece expuesta solo una pequeña porción de los emisores y detectores ópticos.

También se describe un montaje de placa de filtro. El montaje de placa de filtro comprende en general al menos una abertura de drenaje de filtrado que conecta una cámara de filtro con un puerto de filtrado o tubo de descarga mediante un canal de drenaje. Al menos un módulo de detección de turbidez que se conecta de forma operativa al canal de drenaje se proporciona con el montaje de placa de filtro. En uso, el módulo de detección de turbidez se configura para medir y/o indicar los niveles de turbidez del filtrado que sale de la cámara de filtro del montaje de placa de filtro. En algunas modalidades, una pluralidad de módulos de detección de turbidez se puede proporcionar al montaje de placa de filtro.

También se describe un método de filtración de suspensión espesa. El método comprende proporcionar un filtro, tal como un filtro prensa que tiene una pluralidad de montajes de placas de filtro apilables, proporcionar al menos un módulo de detección de turbidez que tiene al menos un emisor óptico y al menos un detector óptico a un primer montaje de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables, colocar el al menos un módulo de detección de turbidez de tal forma que el al menos un emisor óptico y el al menos un detector óptico se configuran para que estén al menos parcialmente expuestos a una corriente del filtrado que sale de una cámara de filtro del primer montaje de placa de filtro, emitir radiación electromagnética del al menos un emisor óptico, permitiendo que pase una corriente del filtrado entre el al menos un emisor óptico y el al menos un detector óptico, y determinar, mediante la cantidad de radiación electromagnética recibida por el al menos un detector óptico, un nivel de turbidez del filtrado que sale del primer montaje de placa de filtro independiente de los niveles de turbidez del filtrado que sale de otros montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables. En algunas modalidades, se activa una alarma si el módulo de detección de turbidez determina que un nivel de turbidez umbral se ha alcanzado por un montaje de placa de filtro particular. La activación de la alarma puede comprender, por ejemplo, producir una luz, producir un sonido, proporcionar una señal eléctrica, proporcionar una comunicación tal como un mensaje de caracteres, o proporcionar instrucciones a un sistema de control. En una modalidad preferida, la alarma se puede desactivar después de reemplazar, reparar o re configurar una tela de filtro, por ejemplo, al colocar una varilla de reinicio magnética adyacente al módulo de detección de turbidez afectado. Los emisores ópticos descritos pueden ser un diodo emisor de luz, en donde el paso de emitir radiación electromagnética comprende emitir de ondas de luz que tienen longitudes de onda dentro del espectro de colores visibles y/o invisibles. En algunas modalidades, ciertas propiedades de los emisores ópticos y los detectores ópticos (por ejemplo, tal como intervalo operacional de longitudes de onda) se pueden adaptar y/u optimizar para funcionar mejor con filtrados particulares y partículas suspendidas en los mismos.

También se describe una unidad de modernización para un montaje de placa de filtro que comprende un cuerpo de alojamiento, un conector para unir la unidad de modernización a porciones del montaje de placa de filtro, al menos un canal de drenaje configurado para comunicarse y recibir filtrado a partir de una cámara de filtro del montaje de placa de filtro, y un módulo de detección de turbidez conectado de forma operativa a el al menos un canal de drenaje.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 ilustra una vista frontal del primer montaje de placa de filtro de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 2 es una vista en sección transversal, frontal del primer montaje de placa de filtro mostrado en la Figura 1; La Figura 3 es una vista detallada que muestra las indicaciones de un primer arreglo de sensores de turbidez de acuerdo a la Figura 2; La Figura 4 es una vista detallada que muestra las indicaciones de un segundo arreglo de sensores de turbidez; La Figura 5 es una vista detallada que muestra las indicaciones de un tercer arreglo de sensores de turbidez; La Figura 6 es una vista detallada que muestra las indicaciones de un cuarto arreglo de sensores de turbidez; La Figura 7 es una vista detallada que muestra las indicaciones de un quinto arreglo de sensores de turbidez; La Figura 8 es una vista detallada que muestra las indicaciones de un sexto arreglo de sensores de turbidez; La Figura 9 es una vista en corte, parcial, isométrica del tercer arreglo de sensores de turbidez mostrado en la Figura 5 que muestra la migración y la salida del filtrado; La Figura 10 es una vista isométrica de un módulo de detección de turbidez superficial de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 11 es una vista en corte, parcial, isométrica de un módulo de detección de turbidez profundo de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 12 es una representación esquemática que muestra la función de un módulo de detección de turbidez de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 13 es una representación esquemática que muestra un sistema de detección de turbidez de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 14 es una tabla que indica los valores por defecto para una alarma local o remota de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 15 es una gráfica que ilustra esquemáticamente la turbidez en el tiempo durante un ciclo de filtración de ejemplo de un filtro prensa; La Figura 16 ilustra un método para determinar la condición de una tela de filtro de acuerdo a algunas modalidades; La Figura 17 representa gráficamente la transmisión óptica como una función de longitud de onda para diferentes fluidos; y La Figura 18 representa gráficamente la transmisión óptica como una función de longitud de onda para diferentes sólidos.

Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 ilustra una vista frontal de un primer montaje de placa de filtro de acuerdo a algunas modalidades. El montaje de placa de filtro 1 comprende una superficie de sellado periférico 11 que circunda una cámara de filtro 14 que se puede configurar para aceptar una tela de filtro, pantalla, u otra forma de medio de filtración. Una o más salientes de apoyo 9 se proporcionan dentro de la cámara de filtro 14, que proporcionan soporte durante el apilamiento de placas. El montaje de placa de filtro 1 comprende además un agujero de alimentación 10 para la alimentación de la suspensión espesa, y al menos uno de un puerto de filtrado superior 7, un puerto de filtrado inferior 13, o un tubo de descarga de filtrado 4g, 15. El montaje de placa de filtro 1 puede comprender al menos una o más aberturas de drenaje de filtrado superiores 8a, aberturas de drenaje de filtrado laterales 8b, aberturas de drenaje de filtrado inferiores 8c, o aberturas de drenaje de filtrado interiores 8d. En algunas configuraciones, el montaje de placa de filtro 1 puede comprender uno o más módulos externos 2 conectados a cables 6, uno o más módulos integrales de perfil inferiores 3, o una o más unidades de modernización 4,5 como se analizará en detalle adicional en lo sucesivo.

La Figura 3 es una vista detallada de un primer arreglo de sensores de turbidez de acuerdo a la invención. Un canal de drenaje superior 18a y un canal de drenaje lateral 18b se cruzan en un puerto de filtrado superior 7. Una pluralidad de aberturas de drenaje filtrado superiores 8a y aberturas de drenaje filtrado laterales 8b permiten que los canales de drenaje superior 18a y lateral 18b se comuniquen con la cámara de filtro 14. Un módulo de detección de turbidez profundo 420 se puede proporcionar de una porción superior del montaje de placa de filtro 1. Las porciones de detección del módulo de detección de turbidez profundo 420 se extienden del módulo de detección de turbidez profundo 420 para permitir la medición del nivel de turbidez en porciones inferiores del canal de drenaje superior 18a. De esta forma, la turbidez del filtrado 50 que fluye a través del canal de drenaje superior 18a se puede medir de forma más exacta y sin efectos negativos de burbujas, aire, salpicaduras, y flujo turbulento que pueden estar presentes en porciones superiores del canal de drenaje superior 18a. Uno o más módulos externos 2 se pueden conectar de forma operativa al módulo de detección de turbidez profundo 420 mediante los cables 6. Un módulo 2 puede como, se muestra, montarse de forma remota del montaje de placa de filtro 1 en cualquier lugar conveniente, por ejemplo, en brazos de soporte de montaje de placa de filtro, barras rociadoras, etcétera. En la modalidad mostrada particular, un solo módulo externo 2 se comparte entre múltiples módulos de detección de turbidez 20, 420. En tanto que no se muestra, cada módulo de detección de turbidez 20,420 puede comunicarse con su propio módulo externo 2. Además, en tanto que tampoco se muestra, cada módulo de detección de turbidez 20,420 se puede configurar para comunicarse con múltiples módulos externos 2 utilizando medios de comunicación cableados 91, 93, 95 o inalámbricos 90, 92, 94 (ver Figura 13).

En algunas modalidades, un módulo de detección de turbidez superficial 20 se puede proporcionar de una porción lateral del montaje de placa de filtro 1 y se puede colocar dentro de una cámara de medición de turbidez 19 que se cruza con el canal de drenaje lateral 18b. Como se muestra, las porciones de detección del módulo de detección de turbidez superficial 20 se pueden colocar más proximal al módulo 20, en comparación con el módulo de detección de turbidez profundo 420. A este respecto, son posibles las mediciones de turbidez en diferentes ubicaciones del montaje de placa de filtro 1, donde existe menos probabilidad de interrupción en el flujo que podría afectar de forma negativa la medición de turbidez.

La Figura 4 es una vista detallada de un segundo arreglo de sensores de turbidez de acuerdo a la invención. Un canal de drenaje superior 18a y un canal de drenaje lateral 18b se interceptan en un puerto de filtrado superior 7. Una pluralidad de aberturas de drenaje de filtrado superiores 8a y aberturas de drenaje de filtrado laterales 8b permiten que los canales de drenaje superior 18a y lateral 18b se comuniquen con la cámara de filtro 14. Un módulo de detección de turbidez profundo 320 se puede proporcionar de una porción superior del montaje de placa de filtro 1. Las porciones de detección del módulo de detección de turbidez profundo 320 se extienden para medir la turbidez en ubicaciones inferiores dentro del canal de drenaje superior 18a. De esta manera, la turbidez del filtrado 50 que fluye a través del canal de drenaje superior 18a se puede medir de forma más exacta y sin efectos negativos de burbujas, aire, salpicaduras, y flujo turbulento. Uno o más módulos integrales 3 se pueden conectar de forma operativa al módulo de detección de turbidez profundo 320 sin necesidad de cables externos 6. El módulo integral 3 puede como se muestra, montarse para extenderse del montaje de placa de filtro 1 en un lugar conveniente, por ejemplo, una porción superior del montaje de placa de filtro 1, que es fácilmente visible desde el lado del filtro prensa. Se puede compartir circuitería entre el módulo de detección de turbidez profundo 320 y el módulo integral 3 para reducir el perfil y simplificar la construcción total del montaje de placa de filtro 1. Una carcasa exterior al menos parcialmente translúcida o transparente 3a se puede proporcionar alrededor del módulo integral 3 para protegerlo y el módulo de detección de turbidez profundo 320. Como se muestra, en algunas modalidades, la carcasa 3a puede formar parte del alojamiento o cuerpo del módulo de detección de turbidez profundo 320. En tanto que no se muestra, el módulo integral 3 puede estar parcialmente o completamente empotrado dentro de porciones exteriores del montaje de placa de filtro si las limitaciones de espacio impiden la opción de un módulo integral saliente altamente visible 3.

En algunas modalidades, un módulo de detección de turbidez superficial 220 se puede proporcionar de una porción lateral del montaje de placa de filtro 1 y se puede colocar dentro de una cámara de medición de turbidez 19 que se cruza con el canal de drenaje lateral 18b. Las porciones de detección del módulo de detección de turbidez superficial 220 se pueden colocar más proximal en comparación con el módulo de detección de turbidez profundo 320 como se mencionó previamente. A este respecto, se pueden realizar las mediciones de turbidez en diferentes ubicaciones del montaje de placa de filtro 1.

Volviendo ahora a la Figura 5, se muestra un tercer arreglo de sensores de turbidez. Un canal de drenaje inferior 18c y un canal de drenaje lateral 18b se cruzan en un puerto de filtrado inferior 13. Una pluralidad de aberturas de drenaje de filtrado inferiores 8c y aberturas de drenaje de filtrado laterales 8b permiten que los canales de drenaje inferior 18c y lateral 18b se comuniquen con la cámara de filtro 14. Se puede proporcionar un módulo de detección de turbidez superficial 20 en una cámara de medición de turbidez 19 que se extiende en una porción inferior del montaje de placa de filtro 1. Las porciones de detección del módulo de detección de turbidez superficial 20 se colocan cerca de la parte inferior del canal de drenaje inferior 18c donde existe menos probabilidad de interrupciones en el flujo que podrían afectar de forma negativa la medición de turbidez. De esta forma, la turbidez del filtrado 50 que fluye a través de canal de drenaje inferior 18c se puede medir de forma más exacta y sin efectos negativos de burbujas, aire, salpicaduras, y flujo turbulento que pueden estar presente en porciones superiores del canal de drenaje inferior 18c.

De una forma similar al primer arreglo de sensores de turbidez mostrado en la Figura 3, un módulo externo 2 se puede compartir entre un módulo de detección de turbidez profundo 420 y el módulo de detección de turbidez superficial 20. Por conveniencia, el módulo externo 2 se puede montar de forma visible en una porción de esquina del montaje de placa de filtro 1 como se muestra para un fácil acceso. En lugar del módulo de detección de módulo de detección de turbidez superficial 20 utilizado en el primer arreglo de detección de turbidez de la Figura 3, se puede utilizar un módulo de detección de turbidez profundo 420 con un canal de drenaje lateral 18b como se muestra en la Figura 5. Como se mencionó previamente, en tanto que no se muestra, cada módulo de detección de turbidez 20,420 puede comunicarse con su propio módulo externo 2. Además, en tanto que no se muestra, cada módulo de detección de turbidez 20,420 puede comunicarse con múltiples módulos externos 2. La Figura 9 es una vista en sección transversal del montaje de placa de filtro 1, que muestra migración y salida del filtrado 50 conforme éste se mueve a través del tercer arreglo de sensores de turbidez de la Figura 5.

La Figura 6 es una vista detallada que muestra un cuarto arreglo de sensores de turbidez de acuerdo a la invención. Una primera unidad de modernización 4 se conecta de forma operativa a una porción inferior del montaje de placa de filtro 1 mediante un conector 4e. La primera unidad de modernización 4 comprende un cuerpo de alojamiento 4a, un canal de drenaje transversal 4b, un canal de drenaje vertical inferior 4c, y un canal de drenaje vertical superior 4d. Una cámara de medición de turbidez 19 que se cruza con el canal de drenaje transversal 4b aloja un módulo de detección de turbidez superficial 20. El módulo de detección de turbidez superficial 20 se comunica con un módulo externo 2 unido a la parte exterior del cuerpo de alojamiento 4a. El módulo externo 2 se orienta de manera preferente de una forma que proporciona holgura con trampillas u otros mecanismos concebibles que se colocan aproximadamente por debajo de la pila de placa del filtro prensa. El módulo externo 2 también se orienta de manera preferente de una manera que proporciona acceso físico y visual fácil al módulo para actualizaciones de software, restablecimientos de la alarma, mantenimiento de rutina, limpieza, remoción y reemplazo.

Se puede proporcionar un tapón 4f en un extremo del canal de drenaje transversal 4b a la primera unidad de modernización 4 a fin de reducir costos y facilitar la fabricación del canal de drenaje transversal 4b. En uso, el filtrado 50 deja la cámara de filtro 14 y entra a una o más aberturas de drenaje de filtrado interiores 8d. El filtrado 50 viaja a través de un canal de drenaje interior 18d y entra posteriormente al canal de drenaje vertical superior 4d mediante el conector 4e. El filtrado continúa fluyendo a través del canal de drenaje transversal 4b y entonces hacia abajo a través del canal de drenaje vertical inferior 4c antes de salir del tubo de descarga de filtrado 4g. El módulo de detección de turbidez superficial 20, mide la turbidez del filtrado 50 que pasa a través de la primera unidad de modernización 4, como se describirá en más detalle en lo sucesivo. Se entenderá y apreciará por aquellos expertos en la téenica, que en tanto que no se muestra, el arreglo de detección de detección de turbidez superficial 20 se puede orientar en su lugar en un ángulo (por ejemplo, 90 grados) con respecto a lo que se muestra. Por ejemplo, la cámara de medición de turbidez 19 puede extenderse de forma diagonal o en general de forma perpendicular en el canal de drenaje vertical superior 4d o el canal de drenaje vertical inferior 4c. En estas modalidades alternativas, el módulo externo 2 se puede colocar en una porción inferior del cuerpo de alojamiento 4a, y el módulo de detección de turbidez 20 se puede proporcionar en una porción lateral del cuerpo de alojamiento 4a.

La Figura 7 es una vista detallada que muestra un quinto arreglo de sensores de turbidez de acuerdo a la invención. El arreglo comprende una segunda unidad de modernización 5 que se comunica con un canal de drenaje interior 18d. La segunda unidad de modernización 5 es similar a la primera unidad de modernización 4 mostrada en la Figura 6. Sin embargo, la segunda unidad de modernización 5 difiere de la primera unidad de modernización 4, en que comprende un módulo de detección de turbidez superficial 220 que tiene un módulo integral 3, en lugar de un módulo externo 2 conectado por uno o más cables 6. En la modalidad particular mostrada, la segunda unidad de modernización 5 se monta en el resto del montaje de placa de filtro 1 en una orientación opuesta de lo que se muestra para la primera unidad de modernización 4 en la Figura 6. Se entenderá fácilmente que la segunda unidad de modernización 5, se puede montar de forma alternativa en la misma orientación como lo que se muestra en la Figura 6. Además, en tanto que no se muestra, el arreglo de detección de turbidez superficial 220 se puede orientar en su lugar en un ángulo (por ejemplo, 90 grados) con respecto a lo que se muestra. Por ejemplo, la cámara de medición de turbidez 19 puede extenderse de forma diagonal o en general de forma perpendicular en el canal de drenaje vertical superior 4d o en el canal de drenaje vertical inferior 4c. Además, en tanto que no se muestra, el módulo integral 3 puede estar parcialmente o completamente empotrado dentro de porciones exteriores del alojamiento 4a si las limitaciones de espacio impiden la opción de un módulo integral saliente altamente visible 3.

La Figura 8 es una vista detallada que muestra un sexto arreglo de sensores de turbidez de acuerdo a la invención. Se cruza un drenaje canal inferior 18c con un canal de drenaje lateral 18b, lo que permite que el filtrado 50 se descargue de un tubo de descarga de filtrado 15. Una pluralidad de aberturas de drenaje de filtrado inferiores 8C y aberturas de drenaje filtrado laterales 8b permiten que los canales de drenaje inferior 18c y lateral 18b se comunique con la cámara de filtro 14. Se puede proporcionar un módulo de detección de turbidez profundo 320 de una porción lateral del montaje de placa de filtro 1. Uno o más módulos integrales 3 se pueden conectar de forma operativa al módulo de detección de turbidez profundo 320 sin la necesidad de utilizar cables externos 6. El módulo integral 3 puede, como se muestra, montarse para extenderse del montaje de placa de filtro 1 en un lugar conveniente, por ejemplo, una porción lateral del montaje de placa de filtro 1 que es fácilmente visible desde el lado del filtro prensa. De forma alternativa, el módulo integral se puede proporcionar dentro de una porción o cavidad ahuecada del montaje de placa de filtro para un perfil inferior. Se puede compartir circuitería entre el módulo de detección de turbidez profundo 320 y el módulo integral 3 para reducir el perfil y simplificar la construcción total del montaje de placa de filtro 1. Una carcasa exterior al menos parcialmente translúcida o transparente 3a se puede proporcionar alrededor del módulo integral 3 para protegerlo y el módulo de detección de turbidez 320. Como se muestra, en algunas modalidades, la carcasa 3a puede formar parte del alojamiento o cuerpo del módulo de detección de turbidez profundo 320.

En algunas modalidades, se puede proporcionar un módulo de detección de turbidez superficial 220 de una porción inferior del montaje de placa de filtro 1 y se puede colocar dentro de una cámara de medición de turbidez 19 que se cruza con el canal de drenaje inferior 18c. Las porciones de detección del módulo de detección de turbidez superficial 220 se pueden colocar en porciones inferiores del canal de drenaje inferior 18c donde existe menos probabilidad de interrupciones como burbujas, aire, salpicaduras, o flujo turbulento que podrían afectar de forma negativa la medición de turbidez.

La Figura 10 es una vista isométrica de un módulo de detección de turbidez superficial 20 de acuerdo a algunas modalidades. El módulo de detección de turbidez superficial 20 comprende un alojamiento 22 aseguradle dentro de un montaje de placa de filtro 1, una o más características de montaje tal como una placa de montaje 29, y medios selladores tal como uno o más anillos tóricos 21 colocados en una o más ranuras 27 en el alojamiento 22 o al menos un empaque 29d provisto dentro de una porción de sujeción 29a. En algunas modalidades, la porción de sujeción 29a puede comprender una muesca, cavidad, ranura anular, o similares. En otras modalidades, la porción de sujeción 29a puede ser una cara plana o solapada capaz de proporcionar a sello. La placa de montaje 29 puede comprender uno o más agujeros de montaje 29b y uno o más agujeros roscados 29c configurados para recibir un tornillo extractor (no mostrado). Con el tiempo, el empaque 29d y/o los anillos tóricos 21 pueden atorarse en porciones del montaje de placa de filtro 1, o un módulo de detección de turbidez superficial 20 se puede incrustar dentro de una cámara de medición de filtro 19. Al enroscar uno o más tornillos extractores en los uno o más agujeros roscados 29c, la placa de montaje 29 y el alojamiento 22 se pueden desalojar fácilmente del resto del montaje de placa de filtro 1 mediante la ventaja mecánica.

El módulo de detección de turbidez 20 comprende al menos un emisor óptico 24, 24a, 24b y al menos un detector óptico 28, 28a, 28b, 28c. Los emisores ópticos 24, 24a, 24b son capaces de emitir radiación electromagnética 32, que incluye uno o más del espectro visible, infrarrojo, completo, longitudes de onda UVC, UVA, UVB, y puede comprender, por ejemplo, filamentos, bulbos, láser, fibra óptica, y/o diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés). Los detectores ópticos 28, 28a, 28b, 28c, puede comprender, por ejemplo, uno o más radiómetros, fotómetros, fotodetectores, detectores fotoiónicos, detector fotovoltaicos , fotoconductores, fototransistores, fotodiodos, o similares.

Los emisores ópticos 24 y los detectores ópticos 28 puede comprender ventanas protectoras selladas, tal como vidrio ópticamente transparente o traslúcido o paneles de polímero o revestimientos transparentes que pueden funcionar para proteger que se dañen los emisores y detectores (por ejemplo, abrasión) . De manera preferente, los emisores ópticos 24, 24a, 24b producen una o más longitudes de onda que complementan de forma estratégica el color, % en volumen de sólidos, propiedades sólidas, propiedades de fluido, y características de absorción de luz del filtrado que se produce mediante el montaje de placa de filtro 1. También de manera preferente, los detectores ópticos 28 tienen una sensibilidad mayor para aquellas longitudes de onda que complementan de forma estratégica el color, % en volumen de sólidos, propiedades sólidas, propiedades de fluido, y características de absorción de luz del filtrado que se produce mediante el montaje de placa de filtro 1. De esta forma, se utiliza un "punto óptimo" de diagnóstico para la medición de turbidez. Se puede utilizar más de una sola longitud de onda de forma intermitente (por ejemplo, led multicolor) a fin de cubrir un espectro amplio de filtrados o filtrados que contienen una variedad de composiciones en partículas diferentes con diferentes propiedades de absorción de luz. Por ejemplo, una longitud de onda entre amarillo/naranja y luz visible roja se puede emitir mediante los emisores ópticos 24, 24a, 24b para procesos de filtración que producen filtrados de óxido férrico de color dorado. Como otro ejemplo, se puede emitir luz roja o infrarroja mediante los emisores ópticos 24, 24a, 24b para filtrados de arcilla pesados oscuros. Los emisores ópticos 24, 24a, 24b y los detectores ópticos 28, 28a, 28b, 28c se pueden conectar (por ejemplo, mediante soldadura) a una placa de circuito impreso común encapsulada dentro del alojamiento 22 mediante el material de encapsulamiento protector 25 que tiene buenas propiedades dieléctricas. "Material de encapsulamiento" 25 como se utiliza a lo largo de esta especificación y en las reivindicaciones anexas, puede ser cualquier material que es adecuado para encapsular, proteger o sellar (por ejemplo, un enmasillado, espuma de célula cerrada expansible, u otro material de relleno). El material de encapsulamiento 25 puede comprender también propiedades que proporcionan una resistencia a la abrasión, o son adecuados para unir placas de desgaste protectoras a los mismos, que incluyen adhesivos. El material de encapsulamiento puede comprender cualquier durómetro o propiedad adecuada, tal como resistencia a la tracción o resistencia a la cizalladura. El material de encapsulamiento puede comprender además polímeros, tal como plásticos duros, resinas epoxi, y cauchos. Un espacio 31 se extiende entre los emisores ópticos 24 y los detectores ópticos 28 para permitir que el filtrado 50 pase entre el mismo como se analizará en lo sucesivo. En tanto que no se muestra, una o más placas de desgaste en la forma de pequeños discos, baldosas, forros o revestimientos resistentes a la abrasión se pueden proporcionar en el espacio 31 de cualquier forma convencional. En un ejemplo no limitante, una placa de desgaste construida de una baldosa pequeña de vidrio puede fijarse al módulo de detección de turbidez 20 mediante el material de encapsulamiento 25 u otro adhesivo aplicado al alojamiento 22.

La Figura 11 es una vista en corte, parcial isométrica de un módulo de detección de turbidez profundo 420 de acuerdo a algunas modalidades. El módulo de detección de turbidez profundo 420 comprende de forma similar un alojamiento 422 asegurable dentro de un montaje de placa de filtro 1, una o más características de montaje tal como una placa de montaje 429, medios selladores tal como uno o más anillos tóricos 421 colocados en una o más ranuras 427 en el alojamiento 422 o al menos un empaque 429d provisto dentro de una porción de sujeción 429a. En algunas modalidades, la porción de sujeción 429a comprende una muesca, cavidad, canal, o ranura, superficie de sellado plana, o similares. La placa de montaje 429 puede comprender uno o más agujeros de montaje 429b y uno o más agujeros roscados 429c configurados para recibir un tornillo extractor (no mostrado). Con el tiempo, el empaque 29d o los anillos tóricos 421 se pueden atascar en otras porciones del montaje de placa de filtro 1, o el módulo de detección de turbidez profundo 420 se puede incrustar dentro de una cámara de medición de filtro 19. Al roscar uno o más tornillos extractores en los uno o más agujeros roscados 429c, la placa de montaje 429 y el alojamiento 422 se pueden desalojar fácilmente desde el montaje de placa de filtro 1 mediante la ventaja mecánica.

El módulo de detección de turbidez 420 comprende al menos un emisor óptico 424 y al menos un detector óptico 428. Los emisores ópticos 424 pueden comprender, por ejemplo, bombillas de filamento, láser, fibra óptica, o led que emiten radiación electromagnética, que incluye uno o más del espectro visible, infrarrojo, completo, longitudes de onda UVC, UVA, UVB. Los detectores ópticos 428 pueden comprender, por ejemplo, radiómetros, fotómetros, fotodetectores/detectores fotoiónicos, detectores fotovoltaicos, fotoconductores, fototransistores, fotodiodos, o similares. Los emisores ópticos 424 y los detectores ópticos 428 se pueden conectar a una placa de circuito impreso compartida 426, que se encapsula dentro de un gabinete de circuitería 423 con el material de encapsulamiento 425. Uno o más alambres 426b conectados a la placa de circuito impreso 426 forman un cable 6 que se puede conectar a un módulo externo 2 o integral 3. Un espacio 431 se extiende entre los emisores ópticos y los detectores ópticos a fin de permitir que el filtrado 50 pase entre el mismo como se analizará en lo sucesivo. Una abertura central 423B en el alojamiento 422 puede proporcionar una abertura para que pase el cable 6. Se pueden proporcionar una o más aberturas laterales 423A en el alojamiento 422 para la unión de la placa de montaje 429 con el alojamiento 422 utilizando uno o más sujetadores 430. Como se muestra, en algunas modalidades, los uno o más sujetadores 430 pueden comprender tornillos diametralmente opuestos. En otras modalidades, los uno o más sujetadores 430 pueden comprender, sin limitación, remaches, soldaduras, sujetadores expansibles, o adhesivos tal como epoxis industriales. En tanto que no se muestra, una o más placas de desgaste en la forma de pequeños discos, baldosas, forros, o revestimientos resistentes a la abrasión se pueden proporcionar en el espacio 431 de cualquier forma convencional. En un ejemplo no limitante, una placa de desgaste construida de una pequeña baldosa de vidrio puede fijarse al módulo de detección de turbidez 420 mediante el material de encapsulamiento 425 u otro adhesivo aplicado al alojamiento 422.

La Figura 12 es una representación esquemática que muestra la función de un módulo de detección de turbidez de acuerdo a algunas modalidades. Cuando está en uso, el filtrado 50 deja la cámara del filtro 14 del montaje de placa de filtro 1 (y que tiene una cantidad de partículas 30 suspendidas en el mismo) entra en un canal de drenaje 18a-d y fluye a través del espacio 31 que separa los emisores ópticos 24a, 24b y los detectores ópticos 28a, 28b, 28c. De acuerdo a una modalidad no limitante y de ejemplo, cuando están apagados un primer emisor óptico 24a y un segundo emisor óptico 24b, un primer voltaje producido mediante un primer detector óptico 28a colocado en una primera dirección 41 con respecto al primer emisor óptico 24a se puede grabar mediante un sistema de control 70 a fin de determinar una línea base para ruido oscuro en aquella ubicación particular. Los voltajes también se pueden producir mediante un segundo detector óptico 28b y un tercer detector óptico 28c que se colocan la segunda dirección 42 y la tercera dirección 43 que se extienden en un primer ángulo de dispersión 47a y un segundo ángulo de dispersión 47b, con respecto a la primera dirección 41, respectivamente. Los valores de voltaje del segundo detector óptico 28b y el tercer detector óptico 28c se pueden grabar mediante un sistema de control 70, a fin de determinar líneas base secundarias para ruido oscuro en los ángulos de dispersión 47a, 47b. Después, el primer emisor óptico 24a se puede energizar para emitir energía electromagnética 32 durante un período predeterminado de tiempo. Se puede producir un segundo voltaje mediante el primer detector óptico 28a que también se graba mediante el sistema de control 70 a fin de determinar una línea base principal para luz directa (cuando el primer emisor óptico 24a está encendido). Igualmente, los voltajes secundarios producidos por el segundo detector óptico 28b y el tercer detector óptico 28c se pueden grabar mediante el sistema de control 70 a fin de determinar líneas base para luz dispersada indirecta. Cuando se graban los voltajes, se pueden emplear algoritmos de "recorte" estratégicos 108 mediante el sistema de control 70 a fin de ajustar diferentes tiempos de retardo, aumentos de voltaje, y reducciones de voltaje.

Ejemplo 1 En algunas modalidades, se pueden promediar todas las líneas base para ruido oscuro y se pueden promediar todas las líneas base para luz dispersa directa e indirecta. La turbidez se puede aproximar como una función de la absorción de luz total, en donde la absorción de luz total se define por la diferencia de los promedios de referencia claros y oscuros como se muestra más adelante.

Cuando el primer emisor óptico 24a está apagado: Voltaj e grabado @ 28a = VOScuro28a Voltaj e grabado @ 28b = VOScuro28b Voltaj e grabado @ 28c = VOScuro28c AVGoscuro = (Voscuro28a + Voscuro28b + Voscuro28c ) / 3 Promedio de línea base de ruido oscuro = AVGoscuro Cuando está encendido el primer emisor óptico 24a: Voltaj e grabado @ 28a = Vciaro28a Voltaj e grabado @ 28b = Vciaro28b Voltaj e grabado @ 28 = Vciaro28c AVGclaro = (Vclaro28a + Vclaro28b + Vclaro28c)/3 Promedio de línea base claro para el primer emisor Óptico 24a = AVGclaro Absorción de luz total = AVGclaro - AVGoscuro donde la turbidez instantánea 604 = f(absorción de luz total) Ejemplo 2 Los pasos anteriores se pueden practicar con un segundo emisor óptico 24b separado del primer emisor óptico 24a, a fin de proporcionar redundancia de respaldo, robustez, y/o exactitud en el módulo de detección de turbidez 20. Por ejemplo, cuando el primer emisor óptico 24a está apagado, se puede energizar el segundo emisor óptico 24b para emitir energía electromagnética 32 durante un período predeterminado de tiempo. Un tercer de voltaje del tercer detector óptico 28c, que se coloca en una cuarta dirección 44 del segundo emisor óptico 24b, se puede grabar mediante el sistema de control 70 a fin de determinar una línea base principal para la luz directa (cuando está encendido el segundo emisor óptico 24b). Igualmente, los voltajes terciarios producidos por el segundo detector óptico 28b y el primer detector óptico 28a se pueden grabar mediante el sistema de control 70 a fin de determinar líneas base para luz dispersa indirecta en una cuarta dirección 45 y una quinta dirección 46 que se extienden en un tercer ángulo 48a y un cuarto ángulo 48b, respectivamente.

Cuando están apagados el primer emisor óptico 24a y el segundo emisor óptico 24b: Voltaj e grabado @ 28a = VOScuro28a Voltaj e grabado @ 28b = VOScuro28b Voltaj e grabado @ 28 = V0scuro28c AVGoscuro = (Voscuro28a + V0scuro28b + Voscuro28c) /3 Promedio de línea base de ruido oscuro = AVGoscuro Cuando el primer emisor 24a está encendido y el segundo emisor óptico 24b está apagado : Voltaj e grabado @ 28a = Vciaro28ai Voltaj e grabado @ 28b = Vciaro28bi Voltaj e grabado @ 28 = Vciaro28ci Cuando el primer emisor 24a está apagado y el segundo emisor óptico 24b está encendido: Voltaj e grabado @ 28a = Vciaro28a2 Voltaj e grabado @ 28b = Vciaro28b2 Voltaj e grabado @ 28 = Vciaro28c2 AVGclaro = (Vclaro28al + Vclaro28bl + Vclaro28cl + Vclaro28a2 + Vclaro28b2 + Vclaro28c2 ) / 6 Promedio de línea base claro para ambos emisores ópticos 24a y 24b = AVGclaro Absorción de luz total = AVGclaro - AVGoscuro, donde turbidez instantánea 604 = f(absorción de luz total) Ejemplo 3 Incluso más alternativamente, y como será evidente a partir del método 100 mostrado esquemáticamente en la Figura 16, los emisores ópticos 24a, 24b pueden, en algunas modalidades, emitir pulsos de forma intermitente 104 en una o más frecuencias predeterminadas (por ejemplo, entre aproximadamente 1 Hz a 1000 Hz) para un número de veces durante cada uno de los muchos ciclos de medición en el transcurso de un ciclo de filtración. El paso de generación de pulsos 104 se puede utilizar para obtener una representación más exacta de la turbidez instantánea 604 del filtrado 50 que sale de la cámara de filtro 14. En otras palabras, la turbidez instantánea 604 se puede determinar a partir de un promedio de múltiples mediciones sucesivas muy rápidas. Se puede presentar un solo ciclo de generación de pulsos 104, por ejemplo, durante el período de una fracción de un segundo (por ejemplo, ¼ de segundo) para aproximar la turbidez instantánea 604 durante el único ciclo. Cada pulso puede durar entre unos cuantos milisegundos a unos cientos de milisegundos. Como se representa visualmente en la Figura 15, los ciclos pulsantes se pueden presentar entre un tiempo de t y t3, después de que se rellenan cámaras de filtro 14 con suspensión espesa (entre el tiempo to y ti) , y después de la purga inicial 102 cuando la turbidez del filtrado es más alta (entre el tiempo ti y t). Las relaciones de las lecturas de voltaje promediadas entre cada uno de los detectores ópticos 28a, 28b, 28c se pueden grabar y utilizar mediante el sistema de control 70, como se muestra más adelante.

Cuando están apagados el primer emisor óptico 24a y el segundo emisor óptico 24b, grabar N lecturas de ruido oscuro: Voltaj es grabados @ 28a = [VOScuro28ai , VOScuro28a2 , Voscuro28a3, Voscuro28a/N] Voltajes grabados @ 28b tVoscuro28bl, Voscuro28b2, Voscuro28b3, Voscuro28b/N] Voltajes grabados @ 28c [Voscuro28cl, Voscuro28c2, Voscuro28c3, Voscuro28c/N] AVGoscuro28a — (Voscuro28al + Voscuro28a2 + Voscuro28a3 + Voscuro28aN) /N AVGoscuro28b — (Voscuro28bl + Voscuro28b2 + Voscuro28b3 + Voscuro28bN) / AVGoscuro28c = (Voscuro28cl + Voscuro28c2 + Voscuro28c3 . + Voscuro28cN) /N Cuando está encendido el primer emisor 24a y está apagado el segundo emisor óptico 24b, grabar N lecturas de luz: Voltaj es grabados @ 28a = [Vlciaro28ai , Vlciaro28a2 , VI claro28a3 . Vlclaro28aN] Voltaj es grabados @ 28b = [Vlciaro28bi , Vlciaro28b2 , Vlclaro28b3 . VI claro28bli Voltaj es grabados @ 28c = [Vlciaro28c , Vlciaro28c2 , Vlclaro28c3 . Vlclaro28cN] AVGlclaro28a = (Vlclaro28al + Vlclaro28a2 + Vlclaro28a3 . + VI claro28aN) /N AVGlclaro28b = (Vlclaro28bl + Vlclaro28b2 + Vlclaro28b3 . + VI claro28bN) /N AVGlclaro28c = (Vlclaro28cl + Vlclaro28c2 + Vlclaro28c3 . + Vlclaro28cN ) /N Promedio de la absorción directa del primer emisor 24 a = AVGlclaro28a AVGoscuro28a = AVGdirecta24a Promedio de la primera absorción de la dispersión= AVGlclaro28b _ AVGoscuro28b = AVGdispersión24al Promedio de la segunda absorción de dispersión = AVGlclaro28c - AVGoscuro28c = AVGdispersión24a2 Primera relación de dispersión del primer emisor 24 a =AVGdispersión24al/AVGdirecta24a = Rl24a Segunda relación de dispersión del primer emisor 24a = AVGd ispersión24a2 /AVGdirecta24a — R224a Cuando está apagado el primer emisor 24a y está encendido el segundo emisor óptico 24b, grabar N lecturas de luz: Voltaj es grabados @ 28a = V2ciaro28ai , V2ciaro28a2 , V2claro28a3 . V2claro28aN Voltaj es grabados @ 28b = V2ciaro28bi , V2ciaro28b2 , V2claro28b3 . V2claro28bN Voltaj es grabados @ 28c = V2ciaro28ci , V2ciaro28c2 , V2claro28c3 . V2claro28cN AVG2 claro28a — (V2claro28al + V2claro28a2 + V2claro28a3 . + V2claro28aN) /N AVG2claro28b = (V2claro28bl + V2claro28b2 + V2claro28b3 . + V2 claro28bN) /N AVG2claro28c = (V2claro28cl + V2claro28c2 + V2claro28c3 . + V2 claro28cN) /N Promedio de la absorción de luz directa del segundo emi sor 24b = AVG2olaro28a - AVGoscuro28a = AVGdirecta24b Promedio de la tercera absorción de dispersión = AVG2claro28b AVGoscuro28b = AVGdispersión24bl Promedio de la cuarta absorción de dispersión = AVG2 claro28c AVGoscuro28c — AVGdispersión24b2 Primera relación de dispersión del segundo emisor 24b =AVGdispersión24bl/AVGdirecta24b = Rl24b Segunda relación de dispersión del segundo emisor 24b =AVGdispersión24b2/AVGdirecta24b = R224b donde la absorción de luz total =f (AVG irec a a, AVGdirecta24a , Rl24a , R224a , Rl24b R224b ) y la turbidez instantánea 604 = f (absorción de luz total) Ejemplo 4 En un arreglo simple para medir la transmisión óptica a través de un filtrado 50, un solo emisor óptico 24 hace brillar luz directamente hacia un solo detector óptico 28, en donde el emisor 24 y el detector 28 están uno frente al otro a través del flujo del filtrado líquido 50 que se va a medir. La señal del detector óptico 28 indica cuál fracción de la iluminación de fuente se transmite a través del filtrado 50 sin que se absorba o se disperse de forma angular lejos del detector óptico 28. Esta fracción se puede definir como transmisión (T), que tiene una relación lineal simple con intensidad de luz: T =I/lo donde lo intensidad inicial sin absorción, e I = intensidad medida. La intensidad medida I está generalmente entre O y 1, o 0% y 100%). La transmisión T es una relación, y por lo tanto, es una propiedad adimensional. La transmisión a través de los filtrados claros 50 que no tienen sustancias absorbentes en los mismos, puede utilizar un punto de referencia donde T = 1 (o 100%). Cuando la ruta óptica entre el emisor óptico 24 y el detector óptico 28 es tan fuertemente absorbente que no se recibe luz por el detector 28, entonces se puede utilizar un punto de referencia de T = 0 (o 0%). La relación entre T y la cantidad de material absorbente/de dispersión que bloquea la ruta de luz entre el emisor óptico 24 y el detector óptico 28 generalmente sigue la lcy de Beer-Lambert exponencial: T= I/I0= e-kx donde k = el coeficiente de absorción, y x = la longitud de ruta óptica entre el emisor óptico 24 y el detector óptico 28. Ya que x es una medición definida en unidades de longitud, k también se debe definir en unidades de 1/longitud, a fin de ser consistentes con una relación T adimensional. Con los niveles de turbidez más altos (es decir, filtrados 50 más sucios con más partículas 30), incrementa el valor de k, y disminuye el valor de T. Si las propiedades ópticas del material que contribuyen a la turbidez se conocen a prior i , entonces la longitud de la ruta óptica a través de la cámara de medición se puede diseñar para optimizar la sensibilidad y la señal/ruido. En estos casos, las dimensiones del espacio 31,431 se pueden personalizar para un proceso de filtración específico, composición de filtrado, y/o composición de torta de filtración.

Los emisores ópticos 24 se pueden energizar de forma continua o se pueden opacar de forma selectiva entre lecturas a fin de reducir el consumo de potencia. En estas modalidades, una señal producida mediante un detector óptico 28 se puede medir cuantas veces se desee, por ejemplo, solo en momentos cuando se energiza un emisor óptico 28. La intensidad de luz se puede mantener constante, con base en el voltaje y la corriente provistos al emisor óptico 28.

Este esquema de medición básico se puede utilizar cuando la simplicidad y el bajo costo son una prioridad alta. Sin embargo, estos arreglos pueden tener limitaciones. Por ejemplo, la luz ambiental o parasita (luz medida por un detector óptico 28 que no provino un emisor óptico 24) puede provocar que el sistema sea susceptible a inexactitudes. Segundo, este sistema puede no ser capaz de distinguir claramente sí o no la luz removida de una ruta directa entre el emisor 24 y el detector 28 se removió por absorción o por dispersión (redirección angular). En algunas circunstancias estas distinciones pueden ser importantes como se analizará en más detalle en lo sucesivo. Tercero, este sistema de medición básica carece de comprobaciones de precisión incorporadas, lo que puede ser útil en la contabilidad para efectos de "arrastre" y/o falla de componentes electrónicos y ópticos, etcétera.

Ejemplo 5 Se pueden realizar mejoras para aumentar la precisión de medición de acuerdo a la invención. Estas implementaciones mejoradas de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 pueden reducir el error de medición debido a la luz parasita ambiental. Se pueden utilizar varios métodos de forma individual o en conjunto el uno con el otro, a fin de mejorar la exactitud.

En algunas modalidades, se puede proporcionar blindaje a los módulos de detección de turbidez. El blindaje se puede lograr al sellar de forma óptica o de otra forma cubrir el sistema óptico completo con materiales opacos a fin de impedir que entre la luz ambiental al sistema de medición. El nivel de blindaje puede variar entre un blindaje contra la luz, y un blindaje casi perfecto.

Ejemplo 6 En algunas modalidades, se puede utilizar un arreglo de filtros pasa banda de longitud de onda limitada con los módulos de detección de turbidez descritos en la presente. Por ejemplo, los emisores ópticos 24a, 24b y los detectores ópticos 28a, 28b, 28c pueden estar acoplados y adaptados de forma complementaria y diseñados para mejor rendimiento dentro de un intervalo angosto de longitudes de onda (es decir, colores). Estos intervalos de longitud de onda específica pueden ser referidos como el paso de banda o ancho de banda pasa banda. En uso, simplemente se puede ignorar cualquier luz parasita que tiene una longitud de onda que cae fuera del ancho de banda/paso de banda.

Para emisores ópticos de banda ancha 24, tal como lámparas incandescentes, los pasos de banda se pueden llevar a cabo utilizando un filtro óptico. Los emisores ópticos de banda angosta 24, tal como diodos emisores de luz (led) y láser son preferibles con respecto a los emisores ópticos de banda ancha 24, debido a que estos emiten luz inherentemente en intervalos angostos de longitud de onda. Además, los led están fácilmente disponibles con pasos de banda de diferentes longitudes de onda y anchos, dependiendo de la teenología de estado sólido utilizada. De forma adicional, los led son económicos, versátiles, y hacen ampliamente estables a los emisores ópticos 24 para los propósitos y aplicaciones descritos en la presente.

Los detectores ópticos 28 pueden incorporar varias tecnologías electro-ópticas diferentes; sin embargo, las modalidades preferidas incluyen fotodetectores a base de silicio de estado solido, que son generalmente económicos, versátiles, estables, y son un buen complemento para los emisores ópticos led 24. Los fotodetectores de silicio generalmente tienen sensibilidad de longitud de onda de banda ancha que varía de cercana a UV o longitudes de onda azules (~350-400nm) a longitudes de onda cercanas a infrarrojo (NIR,~1000-1100nm). La sensibilidad más grande para los detectores de silicio está en el NIR, o entre aproximadamente 850 y 950nm. A fin de lograr un paso de banda angosto, con detectores de silicio, puede ser necesario un filtro óptico u otro medio teenológico para filtración adicional. El filtro óptico u otros medios tecnológicos para proporcionar filtración adicional se pueden incorporar directamente en el detector óptico 28 o de forma indirecta aplicados a porciones del mismo. En algunas modalidades preferidas donde no es necesario la filtración excesiva, se puede utilizar un paso de banda cercano a IR adaptado, centrado entre aproximadamente 850 y 950nm. Esto no solo es un intervalo de longitud de onda eficiente para los emisores led 24 y los detectores ópticos a base en silicio 28, sino que muchas luces interiores, especialmente fluorescentes, en general emiten poca o ninguna energía competente en el intervalo cercano al infrarrojo.

Ejemplo 7 Otra forma de eliminar los efectos de la posible luz ambiental parasita de las mediciones ópticas es a través de una técnica conocida como "recorte". Aquí, se toman mediciones rápidas separadas de la señal producida por un detector óptico 24. Las mediciones rápidas se toman tanto mientras un emisor óptico 24 suministra luz, como cuando el emisor óptico 24 no está suministrando luz. Las señales producidas por los detectores ópticos 28 y medidas mientras los emisores 24 suministran luz en general son referidas como señales claras. Las señales producidas por los detectores ópticos 28 y medidas mientras los emisores ópticos están apagados, bloqueados, o de otra forma no producen luz, son referidas como señales oscuras. Las señales oscuras en general se deben al ruido o fuentes ambientales de luz diferentes de los emisores ópticos. Una simple resta matemática para cada medición (por ejemplo, señal clara -señal oscura) produce la señal oscura corregida o señal verdadera, exacta, deseada.

Las téenicas de recorte tal como aquellas que incorporan una rueda ranurada mecánica giratoria para alternar de forma continua entre dejando a travesar la luz y bloqueándola se puede usar de forma ventajosa. Por ejemplo, un mecanismo tipo molino de agua (no mostrado) se puede colocar dentro del espacio 31,431 entre un emisor 24 y un detector 28. El mecanismo tipo molino de agua se puede hacer girar en virtud de fuerzas hidráulicas del filtrado 50 que fluye a través del canal de drenaje 18a-d y entre los espacios 31,431 y puede funcionar para recortar de forma óptica las mediciones del detector óptico a fin de obtener señales oscuras corregidas.

De forma alternativa, si los dispositivos de estado sólido tal como led, se utilizan para los emisores 24, entonces se puede realizar recorte electrónico al hacer pulsar simplemente la energía al emisor 24 encendiendo y apagando en sucesión rápida. Se debe señalar que los emisores ópticos 24 y los detectores ópticos 28 y sus circuitos pueden no responder "de forma instantánea" a cambios abruptos en la potencia o la señal de luz, pero pueden en su lugar tener constantes de tiempo capacitivas. Por lo tanto, se prevé que el diseño de estos dispositivos que utilizan téenicas de recorte incorporarán una velocidad de recorte, que es: A) suficientemente rápida para corregir de forma exacta cualquier fuente de luz parásita que varía en el tiempo, pero B) suficientemente lenta como para permitir que se estabilicen los componentes electro-ópticos para lecturas exactas.

Al utilizar componentes económicos, tal como led y fototransistores, se pueden utilizar velocidades de recorte relativamente lentas de unos cuantos cientos de Hz o menos. Estas velocidades son más que adecuadas para las aplicaciones de medición de turbidez en procesos de filtración.

Ejemplo 8 A través de los fenómenos de "absorción" y/o "dispersión", la radiación electromagnética dirigida 32 que se emite a partir de los emisores ópticos 24a, 24b, 24c en la forma de haces de luz concentrados se puede debilitar antes de su detección por los detectores ópticos 28a, 28b, 28. La absorción se puede presentar cuando alguna parte de la energía de luz producida por un emisor 24 se absorbe por el filtrado 50 y/o las partículas 30 que pasan por el emisor 24. La dispersión se puede presentar a través de una combinación de reflexión, refracción, y difracción, donde una porción de la energía de luz producida por un emisor 24 se difunde a través del filtrado 50 y se cambia por las partículas 30 en el mismo, por ejemplo, en la forma de partículas de turbidez, suspendidas, sólidas 30 o gotitas líquidas inmiscibles. Los ejemplos comunes de dispersión incluyen el comportamiento de faros de niebla (gotitas de agua suspendidas en el aire), cielo azul (cortas longitudes de onda de luz dispersada por moléculas atmosféricas), y el aspecto lechoso del agua cuando se mezcla con una pequeña cantidad de polvo blanco de granos finos (por ejemplo, harina, almidón de maíz, relaves minerales limpios). La dispersión es una función complicada de la longitud de onda, índice refractivo del fluido, y propiedades de las partículas 30, tal como índice refractivo, absorbancia, tamaño y forma de partícula. En general, las siguientes condiciones favorecen más la dispersión: a) partículas relativamente transparentes (no absorbentes); b) partículas con un índice de refracción diferente del fluido circundante; c) partículas que son menores en tamaño; y d) luz que es de longitud de onda más corta.

La energía de luz redirigida puede no siempre detectarse mediante los detectores ópticos, 28a, 28b, 28c, ya que puede seguir otras rutas 42, 43, 46, 45 y ángulos 47a, 47b, 48a, 48b que se desvía más allá del haz original 41, 44 de la radiación electromagnética 32 y así fuera de la zona de detección de los detectores ópticos 28a, 28b, 28c. Dependiendo de las propiedades ópticas de las partículas 30, las mediciones realizadas por los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 pueden a menudo mejorarse al compensar la dispersión al añadir uno o más detectores ópticos "fuera de ángulo" 28b, 28c, además de un detector óptico de haz directo 28a. Los detectores ópticos "fuera de ángulo" miden la dispersión de la luz en ángulos 47a, 47b fuera del haz directo 41 de un emisor óptico 24a.

En un caso, un solo detector óptico 28a se puede colocar en una primera dirección 41 que sigue la ruta de línea de vista directa de un haz de la radiación electromagnética 32 que deja un emisor óptico 24a. En otras palabras, el detector 28a mira directamente a o está enfrente del emisor óptico 28a. Se puede colocar un segundo detector óptico 28b en uno o más ángulos 47a con respecto a la primera dirección 41. Por ejemplo, el segundo detector óptico 28b se puede colocar a 90° (o perpendicular) con respecto al emisor óptico 24a.

La relación señal lateral/señal directa se puede obtener al grabar mediciones de señales del primer detector óptico 28a (señal directa) y el segundo detector óptico 28b (señal lateral). Esta relación es una medición bastante sensible de la turbidez, y, debido a que el resultado es radiométrico, tiene la ventaja de que es insensible de posibles variaciones de intensidad de luz del emisor óptico 24a. Para un fluido perfectamente claro sin turbidez, el primer detector óptico 28a medirá generalmente una señal fuerte, en tanto que el segundo detector óptico 28b a 90° es probable que no mida ninguna señal. Por lo tanto, la relación se aproximará a 0. Conforme se añaden contaminantes que provocan la turbidez, o conforme incrementan las partículas 30 dentro del filtrado 50 debido a telas de filtro fallidas, se difunde luz de forma progresiva fuera del haz directo 41, incrementando la señal lateral a costa de la señal directa, moviendo la relación cerca de 1.

Sin embargo, la cantidad de dispersión y el intervalo de ángulos de dispersión 47a, 47b, 48a, 48b pueden ser altamente dependientes de la absorbencia o transparencia de las partículas 30. A fin de medir una señal lateral significativa de un detector óptico que se coloca a 90° con respecto a la primera dirección 41 del haz directo del emisor, el fotón promedio de la luz emitida podría necesitar dispersarse fuera de muchas partículas diferentes dentro de las partículas 30, a fin de escoger al azar la distribución angular de energía ("dispersión múltiple"). A fin de que exista una cantidad significativa de dispersión múltiple, las partículas 30 pueden necesitar ser muy transparentes, de tal forma que es baja la probabilidad que un fotón dado se absorba en un evento de dispersión dado. Si las partículas 30 son 1% absorbentes (muy transparentes), entonces el fotón promedio emitido del emisor óptico 24a puede sobrevivir estadísticamente cerca de 70 eventos de dispersión sin que se absorba y la luz será capaz de redistribuirse a través de un intervalo amplio de ángulos. Sin embargo, con partículas que son 10% absorbentes (por ejemplo, un polvo bastante blanco), entonces el fotón promedio emitido del emisor óptico 24a en general sobrevivirá solo 7 eventos de dispersión, en donde la intensidad de la luz dispersada se disminuirá con cada evento de dispersión y se concentrará en ángulos más estrechos al haz directo 41 (llamada "dispersión frontal").

Con partículas altamente absorbentes 30 tal como partículas de carbono, partículas de mineral de cobre, y partículas de mineral de molibdeno, toma lugar muy poca dispersión o esencialmente nada. La mayoría de los fotones que golpean las partículas 30 se absorben generalmente y no se detectaran por un segundo detector óptico 24b en cualquier ángulo 47a, 47b. La mayoría de los fotones que sobreviven para ser detectados mediante el primer detector óptico 24a son los probables que eviten el golpe con las partículas 30 en primer lugar, y estos fotones seguirán la primera dirección 41 en su ruta original directamente del emisor 24a al primer detector 28a.

Por estas razones, los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 de la presente invención se pueden diseñar de forma óptima para las características específicas de las partículas 30. En algunos casos, un módulo de detección de turbidez puede comprender un segundo detector óptico 28b a 90° con respecto a la primera dirección 41 donde, se esperan partículas débilmente absorbentes de color muy ligero 30. Estas configuraciones (no mostradas) pueden ser particularmente útiles para procesamiento de alimentos, tratamiento de aguas residuales, y aplicaciones de monitoreo ambiental de agua. La mayoría de los materiales geológicos, sin embargo, tienen mayor absorción óptica, y por lo tanto, exhiben dispersión reducida y un dominio de dispersión frontal con respecto a la dispersión lateral. La Figura 12 muestra un ejemplo representativo de este módulo diseñado con geometrías de sensores de turbidez, mejoradas, en donde uno o más detectores ópticos 28b, 28c miden la luz dispersada en ángulos 47a, 47b, 48a, 48b, que son más pequeños que 90° con respecto al primer emisor 24a y/o segundo emisor óptico 24b. Estos ángulos más pequeños 47a, 47b, 48a, 48b pueden ser, por ejemplo, menores que, ligeramente mayores que, o iguales a aproximadamente 30° - 45°.

Ejemplo 9 Cuando se utilizan como emisores ópticos 24, los led pueden exhibir un intervalo estadístico de eficiencia de brillo de unidad a unidad, para una energía eléctrica dada. De forma similar, los fotodetectores de silicio pueden tener variaciones de unidad a unidad en su sensibilidad. Estas variaciones se pueden abordar al caracterizar la respuesta combinada de cada emisor/detector óptico y, entonces, igualar la "respuesta". La igualación de respuesta se puede lograr, por ejemplo, utilizando hardware (por ejemplo, al ajustar la corriente de led para más o menos luz) o al utilizar software (por ejemplo, al aplicar de forma numérica uno o más factores de corrección almacenados a una medición dada). En tanto que estos pasos de calibración errónea pueden incrementar ligeramente el costo de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420, estos proporcionan generalmente mayor exactitud incluso cuando se utilizan componentes altamente variables y económicos. El rendimiento de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 descrito en la presente se puede mejorar de forma adicional al utilizar múltiples emisores ópticos 24a, 24b y/o múltiples detectores ópticos 28a, 28b, 28c. De esta manera, la redundancia puede servir para mejorar la confiabilidad, especialmente con componentes de emisor óptico no calibrado de bajo costo 24 y detector óptico no calibrado de bajo costo 28.

En un ejemplo, al menos dos emisores ópticos independientes 24a, 24b y al menos dos detectores ópticos 28a, 28c se pueden proporcionar a un módulo de detección de turbidez 20 en donde cada uno de los al menos dos detectores ópticos, 28a, 28c se colocan en una primera dirección 41 y una cuarta dirección 44. Las primera dirección 41 y la cuarta dirección 44 siguen las rutas de línea de vista directa de la radiación electromagnética 32 dejando los al menos dos emisores, 24a, 24b (es decir, no existe dispersión en la primera dirección 41 y la cuarta dirección 44). Se pueden tomar mediciones independientes a través del mismo filtrado 50 con cada par de emisor/detector acoplado 24a, 28a; y 24b, 28c. Los dos resultados entonces se promedian, reduciendo estadísticamente las inexactitudes relacionadas con las variaciones de parte a parte descritas anteriormente. Para muchas aplicaciones de medición de turbidez, la exactitud resultante a través de promedio será adecuada para eliminar la necesidad de calibración personalizada. Un segundo beneficio del uso de múltiples emisores ópticos 24a, 24b, y múltiples detectores ópticos es "la detección de errores" y la "redundancia". Por ejemplo, si un par emisor/detector óptico 24a, 28a; o 24b, 28c devuelve constantemente resultados inválidos, o, si los resultados de los múltiples pares de emisor/detector ópticos 24a, 28a; 24b, 28c no concuerdan o se extienden fuera de los límites preestablecidos, se detecta una falla en el módulo de detección de turbidez 20. Tras la detección de una falla, el módulo 20 puede comunicar una condición de error que indica una falla parcial o falla total. Estas comunicaciones pueden ser inalámbricas 94 o cableadas 95 y pueden activar acción correctiva apropiada (por ejemplo, una alarma 80 que indica una necesidad de reemplazar un módulo de detección de turbidez 20). Si se detecta una falla parcial, otra opción puede comprender comunicar un error, pero aun se seguirá proporcionando datos de turbidez de los pares de emisores/detector ópticos restantes 24a, 28a; 24b, 28c. En algunas aplicaciones industriales, estas comunicaciones 94, 95 pueden ayudar a distinguir entre los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 que necesitan que se reemplacen de una forma urgente, y los módulos que pueden continuar siendo utilizados hasta un momento más conveniente para el reemplazo (por ejemplo, durante un período de mantenimiento de rutina programada).

Ejemplo 10 Se puede utilizar de forma alternativa una implementación más sofisticada que también incorpora mediciones de dispersión, como se muestra explícitamente en la Figura 12. Una primera secuencia de medición utiliza un primer emisor 24a como una fuente de luz. Las lecturas de intensidad se toman a su vez para detectores ópticos 28a, 28b, y 28c. En este ejemplo, un primer detector óptico 28a es el dispositivo de medición del haz directo 41, en tanto que un segundo detector óptico 28b detecta dispersión frontal de bajo ángulo en un ángulo 47a, y un tercer de detector óptico 28c detecta dispersión frontal de mayor ángulo en un ángulo 47b. Una segunda secuencia de medición utiliza un segundo emisor 24b como una fuente de luz, donde el detector óptico 28c es el dispositivo de medición del haz directo 44, el detector óptico 28b mide la dispersión frontal de bajo ángulo en un ángulo 48a, y el detector óptico 28a mide dispersión frontal de ángulo mayor en ángulo 48b. Con componentes perfectamente precisos y calibrados, estas dos secuencias de medición de imagen de espejo pueden proporcionar de forma teórica datos idénticos. Sin embargo, debido a que los componentes utilizados dentro de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 no son perfectos y son susceptibles a variación de unidad a unidad, una comparación de los datos de imagen de espejo y las relaciones de los datos de los mismos se pueden utilizar para mejorar la precisión y añadir redundancia al sistema como se describe en los párrafos anteriormente mencionados. Desde luego, se anticipa que se pueden combinar de forma ventajosa muchas otras mejoras de metodología tal como recorte (descrito en 2c, anterior) con estos y otros algoritmos que utilizan múltiples emisores ópticos 24 y detectores ópticos 28, a fin de mejorar de forma adicional la exactitud y consistencia de medición.

Ejemplo 11 Otra característica única de la presente invención, es que dependiendo de la coloración ( "transmisión/absorción dependiente de longitud de onda") del filtrado 50 y/o las partículas que provocan la turbidez 30, la longitud de onda operativa de los emisores ópticos 24a, 24b y la detectores ópticos 28a, 28b, 28c se puede elegir de forma juiciosa de una forma de caso por caso, a fin de optimizar la sensibilidad y exactitud de las mediciones de turbidez. La Figura 17 muestra representaciones esquemáticas de los espectros para tres líquidos libres de turbidez. Como se muestra, el "agua pura" tiene alta transmisión óptica (baja absorción) en todas las longitudes de onda en el espectro visible y cercano al infrarrojo (VNIR, por sus siglas en inglés), y por lo tanto, no tiene, en sí mismo que dictar un intervalo de longitudes de onda específica para mediciones óptimas. En consecuencia, los módulos de detección de turbidez en la presente comprenden mejoras que optimizan el rendimiento al seleccionar una longitud de onda apropiada de energía de luz emitida por los emisores ópticos 24.

Por ejemplo, los filtrados ricos en cobre 50 comprendidos de agua y una cantidad significativa de cobre disuelto (del procesamiento de minerales de cobre) pueden comprender un color azul visualmente transparente. Por lo tanto, los emisores ópticos 24 y los detectores ópticos 28 para su uso en procesos que implican filtrados ricos en cobre 50 se elegirían mejor para operar en la región azul o azul-verde (o entre aproximadamente 350 nm y 500 nm), donde el fluido es más transparente. Por comparación, los emisores ópticos 24 y los 28 detectores ópticos que operan de forma pura la región roja y cercana al infrarrojo (o entre aproximadamente 600 nm y 1050 nm) probablemente no serían adecuados para utilizarse para estos filtrados ricos en cobre, debido a que la mayoría de la luz producida por los emisores 24 probablemente terminaría siendo absorbida por el propio líquido antes de la detección por los detectores ópticos 28.

Un ejemplo diferente de un filtrado de color fuerte 50 puede incluir óxido férrico (Fe3+). El hierro es muy común en materiales geológicos, y el hierro férrico (oxidado) exhibe absorción óptica intensa en longitudes de onda visibles más cortas (por ejemplo, azul y verde). Visualmente, esto conduce a fuertes colores amarillo, naranja, marrón oxidado, y/o rojo característicos. La mejor transmisión óptica a través de este filtrado sería en su lugar, en el intervalo cercano al IR (entre aproximadamente 800 nm y 1050 nm). En consecuencia, para procesos de filtración que implican filtrados de óxido férrico 50, los emisores ópticos 24 y los detectores 28 favorecerían de manera preferente este intervalo de operación para mejor detección de turbidez.

Los contaminantes y/u otras partículas 30 que contribuyen a la turbidez de un filtrado 50 también puede tener características dependientes de longitud de onda que entran en juego para la optimización. Por ejemplo, la Figura 18 muestra representaciones esquemáticas de espectros para tres tipos de sólidos que son comunes en la industria minera: "Concentrado de Cu" es mineral de cobre concentrado, que es principalmente gris oscuro a negro en todas las longitudes de onda en las longitudes de onda visibles y cercanas al infrarrojo (VNIR). Se absorberán casi todos los fotones que interactúan con una partícula de este material, y existirá muy poca dispersión (como se analizó anteriormente). Otros materiales con absorción alta similar con longitudes de onda VNIR incluyen carbono, carbón y mineral de molibdeno. Ninguno de estos sólidos de sí mismos dictaría una longitud de onda particular para la optimización de las mediciones.

"Residuos o relaves minerales limpios" representan rocas finamente trituradas (típicamente silicatos y/o carbonatos) que se han agotado de minerales durante el proceso de refinación. En muchos casos, la transmisión óptica es mucho mayor (y la absorción mucho menor) que el concentrado de cobre; sin embargo, estas propiedades ópticas no varían mucho de función de la longitud de onda. En otras palabras, los materiales como relaves limpios no dictan fuertemente una longitud de onda de operación óptima basada directamente en la transmisión y absorción. En su lugar, entre menos absorbente sea el material de turbidez, la dispersión será más prominente, lo que se puede utilizar para buen beneficio de diagnóstico como se analizó anteriormente.

"Sólidos que tienen Fe3+" representa una clase común de partículas 30 que tienen características espectrales de sólidos que tienen óxido férrico. En general, las altas concentraciones de óxido férrico son generalmente innecesarias para producir filtrados que tienen fuertes características de color. Por ejemplo, en un material de otro modo no absorbente (por ejemplo arcilla, sílice, alúmina), tan bajo como un contenido de hierro férrico de bajo porcentaje puede producir un espectro que tiene fuertes características de absorción de la UV a través de la mayoría de las longitudes de onda visibles, con poca absorción en el espectro cercano a IR. En este ejemplo, la optimización de los emisores 24 y detectores 28 debe tomar en cuenta las características espectrales de tanto las partículas 30 como las del fluido no turbio dentro del filtrado 50. Con el agua pura que es el fluido no turbio dentro del filtrado 50, una corta longitud de onda de operación dará probablemente una sensibilidad máxima a sólidos, lo que es deseable para detectar bajas concentraciones de sólidos a través de una longitud de ruta óptica corta. Por el contrario, si se van a medir mayores concentraciones de sólidos y/o es más larga la longitud de ruta óptica, sería más deseable una longitud de onda más larga en el espectro rojo o cercano al IR, donde el óxido férrico es fuertemente menos absorbente. En el caso de filtrados ricos en cobre, el espectro de la fracción líquida del filtrado 50 limitaría la operación práctica a longitudes de onda de aproximadamente 550 nm y más cortas. En estas longitudes de onda, los sólidos ricos en hierro se comportarían de forma similar al concentrado de cobre y a otros sólidos muy oscuros - esencialmente negros.

Ejemplo 12 Aun otro ejemplo de optimización y adaptación de los componentes del módulo de detección de turbidez basado en la composiciones del filtrado 50 y las partículas 30 puede comprender adaptar emisores 24 y detectores 28 para funcionar así con líquidos ricos en hierro y sólidos ricos en hierro de forma simultánea, cada uno que tiene características espectrales similares. En estos casos, considerando solo la fracción líquida del filtrado 50, la longitud de onda de operación debe ser tan larga como sea posible, de manera preferente en el espectro cercano al infrarrojo (NIR), donde el líquido es más transparente. Sin embargo, la detección sensible de los sólidos ricos en hierro durante la medición de turbidez generalmente dicta utilizar longitudes de onda más cortas, donde el sólido es más fuertemente absorbente. Claramente, en este caso, las compensaciones se necesitarán considerar de forma más cuidadosa cuando se determinan los intervalos de longitud de onda operacional óptima para los emisores 24 y los detectores 28. También se deben considerar otros factores, que incluyen: el intervalo de la concentración de los sólidos de interés, la longitud de ruta óptica, y la optimización de las mediciones de dispersión por los detectores ópticos fuera de ángulo 47a, 48b y los detectores ópticos 28b, 28c.

A partir de los ejemplos anteriores, que se han mostrado solamente para propósitos prácticos, de ejemplo, y no limitantes, se puede ver que los sistemas de medición varían de simple a complejo, dependiendo de cuanta exactitud y sensibilidad se desea para una aplicación de medición de turbidez dada. Por lo tanto, se anticipa que cualquiera de una o más de las opciones de implementación analizadas en la presente se puede utilizar de forma separada o en combinación.

La turbidez instantánea 604 se puede calcular en diferentes momentos durante un ciclo de filtración (Figura 15). Si, en cualquier punto particular en el tiempo o periodo de tiempo dentro de un ciclo de filtración (por ejemplo, entre el tiempo Ü2 y t3 el promedio 602 de la turbidez instantánea 604 del filtrado 50 se considera que va a ser mayor que un valor de umbral predeterminado 600, el sistema de control 70 puede emitir un código de falla (por ejemplo, un valor binario "0" o "falso"), lo que activa una alarma 80. La alarma 80 puede indicar a un operador que la tela de filtro asociada a un montaje de placa de filtro particular 1 necesita mantenimiento o reemplazo. Después de que se restablece la alarma 80, el sistema de control puede emitir un código rectificado (por ejemplo, un valor binario "1" o "verdadero"), que deshabilita la alarma 80. En algunas modalidades, la alarma 80 se puede restablecer al agitar una varilla de reinició magnética 97 en proximidad cercana al módulo de detección de turbidez 20, la unidad de interfaz 60, o el sistema de control 70 que, a su vez, restablece un interruptor de desconexión de una forma similar a lo que se describe en la patente de los Estados Unidos No.4,837,552. En otras modalidades, la alarma 80 se puede restablecer con una pulsación de un panel de control de operador remoto o al presionar un botón de reinicio en un dispositivo de control portátil.

En algunas modalidades, los módulos de detección de turbidez individuales 20, 220, 320, 420 en los montajes de placas de filtro de un filtro prensa pueden permanecer en un estado de "espera" de ahorro de energía durante la operación de filtro normal, en donde un módulo de detección de turbidez principal (no mostrado) se puede colocar en la descarga del filtrado principal de un filtro prensa. El módulo de detección de turbidez principal puede funcionar para monitorizar de forma continua la turbidez instantánea 604 de todo el filtrado 50 que sale del filtro prensa de forma colectiva como un todo. Si, en cualquier punto o periodo de tiempo dentro de la operación, la turbidez de filtrado que deja el filtro prensa (colectivamente, como un todo) excede un cierto umbral predeterminado 600, el sistema de control 70 puede instruir a los módulos de detección de turbidez individuales 20, 220, 320, 420 provistos con cada montaje de placa de filtro 1 que se retiren de su estado de espera y se activen a potencial completa, a fin de determinar cuál de los montajes de placas de filtro 1 en la pila provoca la turbidez de filtrado incrementada. En consecuencia, los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 descritos en la presente se pueden adaptar para funcionar en diferentes capacidades durante situaciones diferentes sin limitación.

La Figura 13 es una representación esquemática que muestra un sistema de detección de turbidez de acuerdo a algunas modalidades. Uno o más módulos de detección turbidez de detección 20 en el mismo o diferentes montajes de placas de filtro 1 se comunican con una unidad de interfaz 60 mediante medios inalámbricos 94 o cableados 95. La unidad de interfaz 60 puede estar separado de, o integral con los propios módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420, un montaje de placa de filtro 1, o un filtro prensa como un todo. La unidad de interfaz 60 se comunica con un sistema de control 70 mediante medios inalámbricos 90 o cableados 91. El sistema de control también puede estar separado o provisto de forma integral con los propios módulos de detección de turbidez, el montaje de placa de filtro, o el filtro prensa como un todo. Una alarma 80 se puede conectar de forma operativa al sistema de control 70, la unidad de interfaz 60, o módulos de detección de turbidez 20 mediante medios inalámbricos 92 o cableados 93. Una o más fuentes de alimentación 69, por ejemplo, una fuente de alimentación de corriente directa tal como una batería se puede proporcionar a uno o más de los módulos de detección de turbidez 20, unidad de interfaz 60, sistema de control 70, o alarma 80. En algunas modalidades, se puede utilizar una varilla de reinicio magnética 97 para restablecer la alarma 80 que mueve (sin contacto físico) un interruptor de desconexión magnética cuando la varilla de reinicio 97 dentro en proximidad con la alarma 80. Se entenderá por aquellos expertos en la téenica que la varilla de reinicio 97 puede utilizar de forma alternativa tecnologías RFID u otras tecnologías remotas o de proximidad sin contacto. Además, el restablecimiento de la alarma 80 se puede realizar físicamente al presionar un botón de reinicio conectado de forma operativa a la alarma y el sistema de control 70.

Para cualquiera de una de las modalidades anteriormente mencionadas, una fuente de alimentación 69, tal como una batería de 12 VCD se puede proporcionar dentro del módulo de detección de turbidez 20, 220, 320, 420, módulos externos 2 o módulos integrales 3 descritos. Además, un sistema de control 70 se puede proporcionar a cualquiera de uno o más de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420, módulos externos 2, módulos integrales 3, o montajes de placas de filtro 1 mostrados. El sistema de control 70 puede comprender, por ejemplo, un controlador lógico programable (PLC, por sus siglas en inglés) o controlador de automatización programable (PAC, por sus siglas en inglés) con uno o más puertos seriales precableados, módulos, cables 6, interfaces de bus serial, u otros teenologías de comunicación inalámbrica que son bien conocidas en la técnica (por ejemplo, Bluetooth de 1 Mbits/s ; Wi-Fi 802.11; ZigBeeMR de 20,40, o 250 Kbits/s; banda ultra ancha de 100-500 Mbits/s; USB inalámbrico de 62.5 Kbits/s; IR inalámbrico de 20-40 Kbits/s, 115 Kbits/s, o 4 y 16 Mbits/s). Las interfaces de bus paralelo y las tecnologías de comunicación inalámbrica se pueden incorporar para permitir que los módulos 2 entre los montajes de placas de filtro 1 se comuniquen en un solo bus o plataforma. Se pueden utilizar de forma ventajosa plataformas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA, por sus siglas en inglés) a fin de proporcionar funcionalidad de CPU al sistema de detección de turbidez, mientras se mantiene la simplicidad y confiabilidad del PLC.

También se puede proporcionar una alarma 80 a cualquiera de los módulos de detección de turbidez profundo 420 o los módulos 2, 3 a fin de indicar una dalla de la tela de filtro, verificar que funcione una tela de filtro, determinar un error en el software, o detectar hardware roto en el sistema de detección de turbidez. La alarma puede comprender, por ejemplo, una fuente de luz tal como uno o más led brillante. Múltiples led que tienen diferentes colores se pueden utilizar para indicar diferentes grados de alarma o diferentes estados.

Por ejemplo, un led de color verde se puede energizar a fin de indicar que está funcionando apropiadamente un montaje de placa de filtro 1 y/o está funcionando apropiadamente un módulo de detección de turbidez 20. Un led de color naranja, cuando está encendido, puede indicar que la turbidez local se está elevando y que es inminente un cambio de tela de filtro para un montaje de placa de filtro 1 en un futuro cercano. Un led de color rojo, cuando está encendido, puede indicar una falla actual de algún tipo, tal como una tela de filtro severamente dañada. Los led multicolor también se pueden utilizar en las alarmas, así como led de un solo color. En algunas modalidades, los led se pueden pre-programar para parpadear a diferentes frecuencias o encender en diferentes brillos a fin de transmitir diferentes significados. Por ejemplo, un solo led que parpadea rápidamente puede indicar que es necesario de forma inmediata el mantenimiento de tela de filtro para un montaje de placa de filtro dado 1, mientras una pulsación lenta de la alarma de un solo led 80 puede indicar que el mantenimiento de la tela de filtro en un montaje de placa de filtro particular 1 se puede posponer por un tiempo dado o de forma indefinida. De forma alternativa, un brillo fuerte, no pulsante, puede servir como un indicador de comprobación que una batería interna, alambre externo, u otra fuente de alimentación 69 es todavía plenamente operativo. En algunos casos, los led pueden servir para indicar que los módulos de detección de turbidez 20, 420 o las unidades de modernización 4, 5 son defectuosos (por ejemplo, al parpadear en diferentes patrones o código Morse).

Las alarmas 80 se pueden proporcionar de forma alternativa como zumbadores de sonido que tienen diferentes tonos, alturas de tono, frecuencias, o melodías que indican información diferente. Las señales electrónicas, por ejemplo, en la forma de uno o más voltajes constantes o variables se pueden retransmitir a un sistema de control 70. En algunas modalidades, las señales electrónicas pueden formar uno o más de una pluralidad de mensajes de caracteres predeterminados en una gran tarjeta de visualización electrónica. En algunas modalidades, la señal electrónica puede afectar un parámetro de control del filtro prensa (por ejemplo, acoplar un interruptor general, ajustar tiempo de ciclo, etcétera). Estas alarmas alternativas se pueden utilizar de forma separada o en combinación con cualquiera de una o más de las alarmas visuales descritas anteriormente.

A fin de asegurar que los espacios 31, 431 de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 descritos en la presente se orienten de forma correcta para estén en una alineación apropiada con los canales de drenaje 18a-d, se puede emplear una característica clave de una sola orientación en la placa de montaje 29,429. Esta característica clave puede ser una saliente que se puede aceptar en una muesca dentro de un montaje de placa de filtro 1 en solamente una sola orientación espacial. De forma alternativa, esta característica clave se puede proporcionar por los agujeros de montaje 29b, 429b arreglados en un patrón único que solo coincidirá con otras porciones del montaje de placa de filtro 1 en una sola orientación. Al controlar o variar el grosor de las placas de montaje 29, 429 o las longitudes completas de los alojamientos 22, 422, se puede controlar la profundidad de inserción de los módulos de detección de turbidez 20, 220, 320, 420 en las cámaras de medición de turbidez 19, optimizando de forma adicional la colocación de los emisores ópticos 24 y detectores 28 dentro de las corrientes de filtrado que fluyen a través de los canales de drenaje 18a-d. Una o más cuñas especiales se pueden utilizar entre las placas de montaje 29, 429 y el montaje de placa de filtro 1 a fin de cambiar la ubicación de medición dentro de los canales de drenaje 18a-d.

Un contratista u otra entidad pueden proporcionar un sistema de detección de turbidez o instalar un aparato de detección de turbidez de acuerdo a un proceso en su conjunto, o en parte, como se muestra y describe. Por ejemplo, el contratista puede recibir una petición de oferta para un proyecto relacionado con el diseño de un sistema de detección de turbidez, o el contratista puede ofrecer diseñar o proporcionar este aparato o sistema para un cliente un cliente. El contratista entonces puede proporcionar, por ejemplo, cualquiera de uno o más de los dispositivos o características de los mismos mostradas y/o descritas en las modalidades analizadas anteriormente. El contratista puede proporcionar estos dispositivos al vender aquellos dispositivos o al ofrecer vender aquellos dispositivos. El contratista puede proporcionar diferentes modalidades que se hacen de un tamaño, forma, y/o de otra forma se configuran para satisfacer los criterios de diseño de un cliente o consumidor particular. El contratista puede subcontratar la fabricación, entrega, venta, o instalación de un componente o la totalidad de los dispositivos descritos, o de otros dispositivos utilizados para proporcionar los dispositivos. El contratista también puede examinar un sitio y diseñar o designar una o más áreas de almacenamiento para apilar el material utilizado para fabricar los dispositivos. El contratista puede también mantener, modificar, reemplazar o actualizar los dispositivos provistos. El contratista puede proporcionar este mantenimiento o modificaciones al subcontratar estos servicios o al proporcionar directamente aquellos servicios o componentes necesarios para el mantenimiento o modificaciones, y en algunos casos, el contratista puede modificar un filtro prensa existente, montaje de placa de filtro, u otra unidad de filtración con un "equipo de modernización" para llegar a un filtro prensa modificado o componente del mismo, que comprende uno o más pasos de método, dispositivos o características de las teenologías de detección de turbidez analizadas en la presente.

Aunque se ha descrito la invención en términos de modalidades y aplicaciones particulares, una persona experta en la técnica, teniendo en cuenta esta enseñanza, puede generar modalidades y modificaciones adicionales sin apartarse del espíritu o exceder el alcance de la invención reivindicada. Por ejemplo, se prevé cualquiera de una o más de las configuraciones de detección de turbidez mostradas en las Figuras 3-8 se puede utilizar de forma separada o en combinación una con otra en cualquier patrón, número o arreglo concebible. Además, se prevé que una o más características, conceptos o métodos de la invención se pueden practicar con otros diferentes tipos de equipo de filtración, que incluye, pero no se limita a filtros de vela, filtros de cinta horizontal, filtros verticales de hojas de presión, filtro prensas de placas apiladas horizontales, filtros de presión automáticos PneumapressMR (que se ofrecen actualmente por el solicitante), filtros de tambor de vacío giratorios y filtros de disco de vacío. Por ejemplo, en un filtro de vela, uno o más de los módulos de detección de turbidez descritos en la presente se pueden utilizar para determinar la claridad del filtrado durante un proceso de fabricación de alúmina. En otro ejemplo no limitante, uno o más de los módulos de detección de turbidez descritos en la presente se pueden colocar en o con porciones inferiores de una bandeja de charola de vacío de un filtro de cinta horizontal para monitorear la turbidez del filtrado en estaciones de lavado particulares y monitorizar la condición de la tela de filtro. En consecuencia, se va entender que las figuras y descripciones en la presente se ofrecen a modo de ejemplo para facilitar la comprensión de la invención y no se deben considerar que limiten el alcance de la misma.

Lista de Números de Referencia 1 Montaje de placa de filtro 2 Módulo externo 3 Módulo integral 3a Carcasa 4 Primera unidad de modernización 4a Cuerpo de alojamiento 4b Canal de drenaje transversal 4c Canal de drenaje vertical inferior 4d Canal de drenaje vertical superior 4e Conector 4f Tapón 4g Tubo de descarga de filtrado 5 Segunda unidad de modernización 6 Cable 7 Puerto de filtrado (superior) 8a-d Aberturas de drenaje de filtrado (superiores, laterales, inferiores, interiores) 9 Saliente de apoyo 10 Agujero de alimentación 11 Superficie de sellado periférico 13 Puerto de filtrado (inferior) 14 Cámara de Filtro 15 Tubo de descarga de filtrado 18a-d Canal de drenaje (superior, lateral, inferior, interior) 19 Cámara de medición de turbidez 20 Módulo de detección de turbidez (superficial) 21 Anillo tórico 22 Alojamiento 24 Emisor óptico 24a-b Emisores ópticos 25 Material de encapsulamiento 27 Ranuras 28 Detector óptico (por ejemplo, fototransistor/fotodiodo) 28a-c Detectores ópticos (por ejemplo, fototransistor/ fotodiodo) 29 Placa de montaje 29a Porción de sujeción (por ejemplo, muesca) 29b Agujero de montaje 29c Agujero roscado (tornillo extractor) 29d Empaque 30 Partículas 31 Espacio 32 Radiación electromagnética 41 Primera dirección 42 Segunda dirección 43 Tercera dirección 44 Cuarta dirección 45 Quinta dirección 46 Sexta dirección 47a Primer ángulo 47b Segundo ángulo 48a Tercer ángulo 48b Cuarto ángulo 50 Filtrado 60 Unidad de interfaz 69 Fuente de alimentación 70 Sistema de control 80 Alarma (por ejemplo, luz, zumbador de sonido, señal electrónica) 90, 92, 94 Comunicación inalámbrica 91, 93, 95 Comunicación cableada 97 Varilla de reinicio magnética 220 Módulo de detección de turbidez (superficial) 320 Módulo de detección de turbidez (profundo) 420 Módulo de detección de turbidez (profundo) 421 Anillo tórico 422 Alojamiento 423 Gabinete de circuitería 423A Aberturas laterales 423B Abertura central 424 Emisor óptico 425 Material de encapsulamiento 426 Placa de circuito impreso 426B Alambre 427 Ranura 428 Detectores ópticos 429 Placa de montaje 429a Porción de sujeción (por ejemplo, muesca) 429b Agujero de montaje 429c Agujero roscado (tornillo extractor) 429d Empaque 430 Sujetador (por ejemplo, tornillo) 431 Espacio 600 Umbral superior de la tela de funcionamiento 602 Promedio de turbidez instantánea entre Ü y 604 Turbidez instantánea Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un filtro prensa, caracterizado porque comprende: una pluralidad de montajes de placas de filtro apilables; y al menos un módulo de detección de turbidez acoplado a un primer montaje de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables; en donde el módulo de detección de turbidez se coloca entre una abertura de drenaje de filtrado que se comunica con una cámara de filtro, y un puerto de filtrado o tubo de descarga de filtrado, a fin de determinar un nivel de turbidez del filtrado que sale del primer montaje de placa de filtro independientemente de los niveles de turbidez del filtrado que salen de otros montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables.

2. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer montaje de placa de filtro comprende una pluralidad de módulos de detección de turbidez.

3. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque múltiples montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables comprenden al menos un módulo de detección de turbidez.

4. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez comprende al menos un emisor óptico y un detector óptico.

5. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el número de detectores ópticos excede el número de emisores ópticos.

6. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque los detectores ópticos se proporcionan en ángulos diferentes con respecto al el menos un emisor óptico.

7. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada detector óptico mide y determina una cantidad de radiación electromagnética recibida por cada emisor óptico, y en donde el módulo de detección de turbidez proporciona información de señales con respecto al mismo, a una unidad de interfaz.

8. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de interfaz se comunica con un sistema de control y/o una alarma mediante medios comunicación cableados o inalámbricos.

9. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez se inserta en una cámara de medición de turbidez provista con el montaje de placa de filtro, la cámara de medición de turbidez que se cruza con el canal de drenaje y que se hace de un tamaño para impedir que los emisores ópticos y los detectores ópticos en el módulo de detección de turbidez provoquen flujo turbulento excesivo dentro de corrientes del filtrado.

10. El filtro prensa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez comprende un alojamiento que define un gabinete de circuitería, una placa de circuito, al menos un emisor óptico, al menos un detector óptico, y material de encapsulamiento que encapsula o de otra forma protege la placa de circuito dentro del alojamiento, dejando expuesta solo una pequeña porción del menos un emisor óptico y el al menos un óptico.

11. Un montaje de placa de filtro de reemplazo para un filtro prensa, el filtro prensa que tiene una pluralidad de montajes apilables de placa de filtro y al menos un primer módulo de percepción de turbidez acoplado a un primer montaje de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes apilables de placas de filtro, en donde el primer módulo de percepción de turbidez está colocado entre una primera abertura de drenaje de filtrado que se comunica con una primera cámara de filtro, y un primer orificio de filtrado o primer tubo de descarga de filtrado del primer montaje de placa de filtro, a fin de determinar un primer nivel de turbidez de filtrado que sale del primer montaje de placa de filtro independientemente de los niveles de turbidez del filtrado que salen de otros montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes apilables de placa de filtro, el montaje de placa de filtro de reemplazo, caracterizado porque comprende: al menos un módulo de percepción turbidez acoplado al montaje de placa de filtro de reemplazo; en donde el módulo de percepción de turbidez está colocado entre una abertura de drenaje de filtrado que se comunica con una cámara de filtro, y un orificio de filtrado o tubo de descarga de filtrado, a fin de determinar un nivel de turbidez de filtrado que sale del montaje de placa de filtro de reemplazo independientemente de niveles de turbidez de filtrado que salen de otros montajes de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes apilables de placa de filtro

12. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque comprende además una pluralidad de módulos de detección de turbidez.

13. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez comprende al menos un emisor óptico y al menos un detector óptico.

14. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez comprende un número de detectores ópticos, que excede el número de emisores ópticos.

15. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque los detectores ópticos se proporcionan en ángulos diferentes con respecto a, el menos un emisor óptico.

16. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque cada detector óptico mide y determina una cantidad de radiación electromagnética recibida por cada emisor óptico, y en donde cada detector óptico proporciona información de señales con respecto a los mismos, en una unidad de interfaz.

17. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez se inserta en una cámara de medición de turbidez que se proporciona con el montaje de placa de filtro de reemplazo, la cámara de medición de turbidez que se cruza con el canal de drenaje y que se hace de un tamaño para impedir que los emisores ópticos y los detectores ópticos en el módulo de detección de turbidez provoquen flujo turbulento en corrientes del filtrado.

18. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el módulo de detección de turbidez comprende un alojamiento que tiene un gabinete circuitería que contiene una placa de circuito, al menos un emisor óptico, al menos un detector óptico, y material de encapsulamiento que encapsula la placa de circuito impreso dentro del alojamiento, dejando expuesta solo una porción de cuerpo del al menos un emisor óptico y el al menos un detector óptico.

19. El montaje de placa de filtro de reemplazo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque se proporciona un espacio entre el al menos un emisor óptico y el al menos un detector óptico, y una porción del espacio se forra con una placa de desgaste protectora para reducir la abrasión del filtrado.

20. Un método de filtración de suspensión espesa, caracterizado porque comprende: proporcionar un filtro prensa que tiene una pluralidad de montajes de placas de filtro apilables; el filtro prensa que comprende al menos un módulo de percepción de turbidez acoplado a un primer montaje de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables, en donde el módulo de percepción de turbidez está colocado entre una abertura de drenaje filtrado que se comunica con una cámara de filtro, y un orificio de filtrado o tubo de descarga de filtrado, a fin de determinar un nivel de turbidez de filtrado que sale de al menos una de la pluralidad de montajes apilables de placa de filtro independientemente de los niveles de turbidez de los filtrados que salen de otros montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes apilables de placas de filtro; el módulo de detección de turbidez que comprende además al menos un emisor óptico y al menos un detector óptico; el al menos un módulo de detección de turbidez que se coloca tal que el al menos un emisor óptico y el al menos un detector óptico se configuran para que se expongan al menos parcialmente a una corriente del filtrado que sale de una cámara de filtro del al menos uno de la pluralidad de montajes apilables de placa de filtro: emitir radiación electromagnética del al menos un emisor óptico; permitir que pase una corriente de filtrado entre el al menos un emisor óptico y el al menos un detector óptico; y determinar, por la cantidad de radiación electromagnética recibida por el al menos un detector óptico, un nivel de turbidez del filtrado que sale de al menos uno de la pluralidad de montajes apiladles de placas de filtro, independientemente de los niveles de turbidez del filtrado que sale de otros montajes de placas de filtro dentro de la pluralidad de montajes de placas de filtro apilables.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además el paso de activar una alarma si el módulo de detección de turbidez determina que se ha alcanzado un nivel de turbidez umbral.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el paso de activar una alarma comprende al menos uno de: producir una luz; producir un sonido; proporcionar una señal eléctrica; proporcionar una comunicación tal como un mensaje de caracteres; o proporcionar instrucciones a un sistema de control.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el paso de activar una alarma es continuo o intermitente, tal como una alarma pulsante o una alarma continúa temporizada.

24. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque comprende además el paso de desactivar la alarma activada después de reemplazar, reparar, o reconfigurar de una tela de filtro asociada con un montaje de placa de filtro afectado.

25. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porgue el paso de desactivar la alarma activada comprende colocar una varilla de reinicio magnética adyacente al módulo de detección de turbidez.

26. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el al menos un emisor óptico es un diodo emisor de luz, y el paso de emitir radiación electromagnética comprende emitir ondas de luz que tienen longitudes de onda dentro del espectro de color visible y/o invisible.

27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las longitudes de onda se adaptan para complementar características o composiciones específicas del filtrado y/o partículas.

28. Una unidad de modernización para monitorear la turbidez de un filtrado producido por un primer montaje de placa de filtro dentro de una pluralidad de montajes apilables de placa de filtro de un filtro prensa, y configurado para la unión al primer montaje de placa de filtro, el primer montaje de placa de filtro que tiene una abertura de drenaje de filtrado que se comunica con una cámara de filtro, y un orificio de filtrado o tubo de descarga de filtrado, caracterizada porque comprende: al menos un módulo de percepción de turbidez que se configura para que se coloque entre una abertura de drenaje filtrado que se comunica con una cámara de filtro, y un orificio de filtrado o tubo de descarga de filtrado, a fin de determinar un nivel de turbidez de filtrado que sale del primer montaje de placa de filtro independientemente de los niveles de turbidez de filtrado que salen de otros montajes de placa de filtro dentro de la pluralidad de montajes apiladles de placa de filtro.