专利名称：用于确定两种介质分界面位置的一种装置，一种容器和利用装置的一种检测方法，的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来测定两种流体介质之间分界面位置的装置，该两种介质显示了特定的不同物理特性，更具体地说，它用于检测积聚在一容器例如化粪池底部的泥浆的液位或测定该泥浆的高度。
在许多情况下都有测定积聚的泥浆高度的问题。它可以涉及到水处理J或水处理工艺，例如滗析器，化粪池，消化池；或者甚至于净化池。一般说来，它涉及到任何沉淀物质可以被积聚的天然或人工的液体介质。
US-A-4,673,819和US-A-3,551,610专利中描述了这种装置，在这个意义上，检测所积聚的泥浆的液位或测定所积聚的泥浆高度的装置已被公知了。
采用先进技术的红外线探测器也是公知的。美国专利US-A-3,551,690叙述了一种测定泥浆液位的红外线探测器。
这个装置的缺点是需要大量的电线线路和一刚性支承物，因此该装置制造得较笨重，移动困难，维修也困难。
因此本发明的目的是克服上述缺点，更具体地说是提供一种装置，该装置可精确、容易地使用，同时成本还低。
为了这个目的，该发明提供一种装置，该装置用于测定两流体介质间的间隔位置，该两介质显示出特定不同的物理特性，该装置包括光导型的波发射机构，波接收机构和光导型波传送机构。
该发明还涉及一种容器，例如一种化粪池或其他类似的应用场合，用来容纳流体介质，特别是积聚在底部的泥浆和在表面的滗析水，它至少与一种如前面所述的一种装置联接。
通过阅读本发明的说明书，参照下列附图，能够清楚地理解本发明的特征，其中—
图1是根据本发明一个实施例的装置的示意正视图。
—图2是图1装置的部分放大的示意剖面图。
—图3是横过一垂直平面的示意横断面图，用来说明在底部含泥浆和上面含滗析水的容器中采用该装置的情况。
该装置1能确定物理特性不同的两种流体介质M1和M2之间的分界面S的位置。
该装置1配置了一个装置，用来探测液位或测量在一容器2例如一化粪池底部积累的泥浆的高度。
在这种情况下，介质M1是上述泥浆，而介质M2是滗析水。
介质M1泥浆留在该容器的底部3上。介质M2该滗析水在该泥浆M1的上面，并限定了该容器中M1/M2的自由表面4。在介质M1泥浆和介质M2滗析水之间有一个分界面S。
假定该底部3基本上平的和水平的，同时该表面本身基本上也是平的和水平的。
然而，当不完全是这种情况时，也可以采用本发明。
本发明涉及在类似于化粪池以及类似于其他流体介质中的应用。
所考虑的介质M1和M2的物理特性是光学特性，特别是透明度或浑浊度。
该装置1包括一刚性的、沿一纵向V延伸的支承物5。当该装置使用在一化粪池中时，该纵向方向V是垂直方向。
在附图所显示的实施例中，该支承物5包括一主管6，该主管6有两根延伸的第一和第二管8、9，终止在第一末端部分7处。
管6和两根管8、9在纵向方向上延伸。两根管子8、9是相互平行的，并且是相互隔开一定的距离。因此在两节管子之间有一个自由空间10。
该管6和第二根管9是共轴的，而第一根管8与管6和第二根管9形成的共轴组件隔开一定距离。
在第一根管8和管6与第二根管9之间的界面之间设置了一弯头11。
该两根管8、9都通过塞子12向着它们的自由端，尤其是它们各自的自由端13、14被封闭起来。这二个自由端13、14都位于该纵向方向V成横向的同一平面上。
在上述的实施例中，该管6和两根管8、9在内部是彼此连通的。
该管6在纵向V的方向上延伸出一节管子，该延伸长度比第一和第二根管8、9长得多。
例如，该管6和两根管8、9的直径约为40毫米。该两根管8、9的长度为15厘米，而管6的长度可约为1.5米。该两根管子8、9之间的间距可以是约为7厘米。
这些数字仅仅表示一非常满意的实施例。
该支承物5可以套入该管6中，后者由几部分组成。这些部分可以以固定或非固定的方式连接在一起(未示出)。
该装置1包括波发射机构15和接收发射机构15发射的波的机构16。
该机构15和16分别被封在第一和第二根8、9内。
该波发射和接收机构15、16由朝向其空着的第一末端部分7的支承物5支承。这些波发射和接收机构15、16沿着一相同的轴线17水平对准，该轴线与纵向V垂直的横向H平行的同一轴17延伸。
在所考虑的实施方案中，该横向H是水平的。
该两根管8、9分别在侧面设有一个窗口18、19。该两窗口18、19都面向着该空间10并用轴17作为它扪的轴线。该发射机构15和接收机构16被放在与相应窗口18、19相对的位置上。
被保护起来的窗口18、19要适于使由发射机构15和接收机构16所发射/接收的波通过。
该装置1包括用于传送由接收机构16所接收的波的机构20。这些传送机构20分别被放置在第二根管9和管6里。
该传送机构20要保证将接收机构16所接收的波沿着支承物5传送出去，直到到达与两根管子8、9相对的第二个末端部分21为止。
之所以选择波发射、接收和传送部件15、16、20是因为当把发射机构15和接收机构设置在介质M1和M2中时，它们显示了只取决于流体介质M1、M2的物理特性有关的特性。
根据本发明，该发射机构15，接收机构16和传送机构20都是光导型的。
根据与第二根管9和管6的轴相对应的纵向方向，为了反射由接收机构16所接收的波，沿着横向轴17设置了机构22。
在实施例中，该接收机构16和反射机构22是普通的，同时它们都是由与纵向V轴倾斜45°的镜子构成的。该镜子是该传送机构20的一部分。该发射机构15是由发射白光的机构构成的。
在这种情况下，机构15包括一光源15a和为后者的动力供应机构，未示出。
考虑到该结构，显然发射机构15和接收机构16要沿着横向方向17彼此被隔开一给定的距离，并且被介质M1、M2所在的空间10隔开。
该装置1包括机构24，用于分析机构20所传送的波。这些分析机构设置在朝向该第二个末端部分21或者甚至下游，例如设置在它的后边。
可以将这些分析机构连接到某些视觉或声音信息机构25上，当该发射机构15和接收机构16穿过一种介质到另一种分界面S后的介质时，该信息机构25会被起动。
在向着第一和第二根管8、9处，尤其是向着它们的空端13、14处，设置了一个压块23。
该支承物5包括在纵向方向V上，沿长度方向上的两个分别设置的刻度G1和G2。这些刻度是长度的刻度。该第一个刻度G1以轴17为其零点，它延伸直到该第二个末端部分21。该第二个刻度G2以第一和第二根管8、9空端13、14为其零点，它也朝着该第二个末端部分21延伸。
该分析机构要么是视觉的要么是自动的。
所叙述该装置是这样运行的，用所提供的发射机构15、接收机构16和超过分界面S的轴线17的通道，会引起所分析波的物理性能方面显著的变化。这种变化使得能够找出这一分界面S的位置。
该发明涉及到一容器例如2，它与装置1连用。
装置1要么是可移动的，要么以固定方式与容器2连接。
在后一种情况下，该容器2可以包括几个象装置1的装置，其轴线被放在不同液位处。
本发明涉及一种用上述装置1来探测积累在该容器2底部泥浆M1的液位的方法。
以其纵向方向和垂直方式安装装置1，并且对着容器2和它的内含物M1、M2，其第一末端部分7面向自由表面4，而第二末端部分21被放在该第一末端部分7之上。
该装置1以其第一末端部分7为开始被逐渐地浸没在容器和它的内含物M1、M2中。
用所提供的发射机构15，当该轴线17穿过该分界面S时，就探测到所分析的物理性能方面的显著变化。然后就标明该第一个刻度G1的值(a)。
这个值(a)表示相对于该自由表面4泥浆M2的液位，也就是S。
这个方法可能测量泥浆的高度。
在测量了该值(a)后，在容器2中向着底部3继续浸没该装置，直到其自由端13、14接触到该底部3为止。该值(b)就被标示在该第二刻度上。
从(b)-(a)所得的差就得到了该泥浆M1的高度。
在自由表面4的横断面测定该值(a)和(b)。
权利要求
1.一个用于测定两种流体介质(M1、M2)之间的分界面(S)位置的装置，这两种介质显示出特定的不同物理性能，该装置包括一刚性支承物(5)，它沿一纵向方向(V)延伸；在横向方向17，用来发射波的机构(15)，它由向着第一末端部分(7)的支承物(5)支承；用来接收发射机构(15)所发射的波的机构(16)，它由向着第一末端部分(7)的支承物(5)支承；该发射机构(15)和该接收机构(16)沿横向方向(17)彼此间隔一给定的距离，由一自由空间(10)隔开，该空间里有该介质(M1、M2)，用来沿着该支承物(5)传送由接收机构(16)所接收的波，并一直把它传送到第二个末端部分(21)为止的机构(20)；有选择地传送接收到的发射波，因为它们显示出了依赖于该流体介质(M1、M2)物理性能的特性，该发射和接收机构(15、16)位于上述介质中；用来分析所传送的波的装置朝向该支承物的第二末端部分(21)或朝向下游设置；使得超过两流体介质(M1、M2)之间的分界面(S)的该发射机构(15)和接收机构16的通道，在所分析的波的物理性能方面引起显著的变化，其特征在于波发射机构、波接收机构，和波传送机构(15、16、20)是光导型的。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置包括一机构(22)，用来沿一横向方向(H)和按纵向方向(V)反射由接收机构(16)所接收的波。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该支承物(5)是由几个以固定或非固定方式连在一起的部件制成的套筒。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该接收机构(16)和反射机构(22)是通用机构。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于该接收机构和反射机构(16、22)都包括一个与纵向方向(V)呈45°倾斜的镜子。
6.根据权利要求1到5中任一个权利要求所述的装置，其特征在于该装置组成了一个用来探测液位或测定积聚在容器(2)例如一化粪池底部的泥浆高度的装置。
7.一种用来接收流体介质(M1，M2)，特别是积聚在底部(3)的泥浆和在表面的滗析水的容器，和一化粪池，其特征在于至少有一种如权利要求1到6中任一权利要求所述的装置与其相连。
8.根据权利要求7所述的容器，其特征在于该装置(1)是可移动的。
9.根据权利要求7所述的容器，其特征在于该装置(1)是以一种固定方式连到容器(2)上。
10.一种如权利要求(6)所述的装置(1)来探测积聚在容器(2)，例如化粪池底部的泥浆(M1)的液位的方法，其中，相对于该容器(2)垂直放直该装置(1)的第一末端部分(7)；该装置(1)被逐渐浸没到该容器(2)和它的内含物(M1/M2)中；当探测到所分析的波的物理特性有一明显变化时，该值(a)就被标示在第一刻度(G1)上，它表示相对于该自由表面(4)液位该泥浆的液位。
全文摘要
一种用来测定两种流体介质之间的分界面位置的装置，该两种介质显示了特定的不同物理特性，其特征在于波发射机构、该波接收机构，和波传送机构(15、16、20)都是光导型的。
文档编号G01F23/28GK1155074SQ96107330
公开日1997年7月23日 申请日期1996年3月3日 优先权日1996年3月3日
发明者哈维·菲利浦, 西格弗雷德·毛勒 申请人:依帕柯公司