自清洁的光学传感器的制造方法_3

文档序号:8435661阅读:来源:国知局
关闭第一流体阀124以阻隔第一气态流体源118与流动室110之间的流体连通,并 且控制器104也打开第二阀128以将第二液态流体源120放置成与流动室流体连通。随着 液体开始进入流动室110以再填充流动室,液体可以从流动室110的流体喷嘴排出并且在 冲击传感器头112的光学窗口之前通过填充气体的空间行进。该通过填充气体的空间行进 的液体可以比液体通过填充液体的同一空间行进的情况更快地行进。例如,通过填充气体 的空间行进的液体可以以这样的速度行进,即,所述速度是液体通过填充液体的同一空间 行进的速度的至少两倍那么快(例如,至少三倍的速度那么快,介于大约3倍和大约5倍的 速度之间那么快)。结果,液体可以承载比流动室110不抽空液体的情况更多的力来用于从 传感器头112的光学窗口去除所积聚的污染材料。
[0039] 与流动室110的特定构造无关地,光学传感器系统100的控制器104可以控制第 一流体源118和第二流体源120,以便以任何适当的频率将流体源之一交替地放置成与流 动室110连通。在一个示例中,控制器104关闭第一阀124以阻隔第一气态流体源118与 流动室110之间的流体连通,并且控制器104也打开第二阀128以打开第二液态流体源120 与流动室之间的流体连通。控制器104可以在大于约30秒的时间段上保持第一阀124关 闭和保持第二阀128打开,允许液态流体流入流动室110中和流过流动室110,所述时间段 例如是大于1分钟、大于5分钟、大于1小时或在从约1分钟至约5分钟的范围内的时间 段。控制器104可以随后关闭第二阀128以阻隔第二液态流体源120与流动室110之间的 流体连通,并且控制器104打开第一阀124以打开第一气态流体源118与流动室之间的流 体连通。控制器104可以继而在大于10秒的时间段上保持第一阀124打开和保持第二阀 128关闭,所述时间段例如是大于1分钟、大于10分钟或在从约1分钟至约30分钟的范围 内的时间段。上述值仅仅是示例,并且能够有和预料到其它时间范围。
[0040] 在某些示例中,控制器104控制气态流体和液态流体至流动室110的供给,使得流 动室填充气体的时间量除以流动室填充液体的时间量的比大于1。例如,控制器104可以控 制气态流体和液态流体至流动室110的供给,以便使流动室填充气体的时间量除以流动室 填充液体的时间量的比大于2、大于5、大于10或介于2和10之间。在这样的示例中,流动 室110填充气体的时间段会长于流动室填充液体的时间段。在由流动室110接收的液体含 有污染材料的实例中,液体穿过流动室的时间量的减少可以减少沉积在室内的污染材料的 量。流动室是可以抽空液体和填充气体,而不是允许流动室110保持填充有会含有污染材 料的液态流体。流动室110可以周期性地填充用于分析的液体并且继而再填充气体,这可 以延长了光学传感器102在需要被去除以用于清洁之前可以保持在使用中的持续时间。
[0041] 在流体穿过流动室110之后,流体可以返回到流体源或被丢弃。在图1的示例中, 流动室110经由出口阀132流体连通到出口导管130并且经由排放阀136流体连通到排放 导管134。在操作中,控制器104可以通信地联接到出口阀132和排放阀136以用于选择性 地打开和关闭阀。例如,当第一阀124被关闭并且第二阀128被打开时,控制器104可以控 制出口阀132以打开阀并且控制排放阀136以关闭阀。这会允许流体从第二流体源120流 过流动室110并且经由出口导管130返回到流体源。相反地,当第一阀124被打开并且第 二阀128被关闭时,控制器104可以控制出口阀132以关闭阀并且控制排放阀136以打开 阀。这会允许流体流出流动室110 (例如,用于从室抽空液体)并且/或者提供单独的流体 路径以用于排出从流动室冲出的所积聚的污染材料。
[0042] 第一流体源118和第二流体源120各自都可以是任何适当类型的流体。在第一流 体源118是气态流体的示例中,气体可以是大气、氧气、氮气、二氧化碳或任何其它可接受 的类型的气体。在某些示例中,气体处于大气压力下。在其它示例中,气体相对于大气压力 处于正压力下。另外,在第二流体源120是液态流体的示例中,流体可以是意欲被光学分析 的液体(例如,确定液体中的化学化合物的浓度)或是设置成清洁光学传感器102的液体。 例如,第二流体源120可以是水或另一种用于从光学传感器102清洁污染材料的清洁流体。 在其它示例中,除了提供单独的清洁液体以外或代替提供单独的清洁液体,意欲被光学分 析的液体可以对着传感器头112的光学窗口指引。即,并非向光学传感器102供给单独的 清洁液体以用于从传感器去除污染材料,进入光学传感器以用于分析的液体可以自身以这 种方式被指引到传感器中,从而帮助减少或消除传感器内的污染物积聚。虽然图1的示例 中的光学传感器系统100包括第一流体源118和第二流体源120,但是在其它示例中,光学 传感器系统可以包括更少的流体源(例如,单个流体源)或更多的流体源(例如,三个、四 个或更多个流体源),并且本公开在该方面不受限制。
[0043] 例如,在一个示例中,光学传感器系统100包括气态流体源、用于清洁光学传感器 102的液态流体的源和待通过光学传感器102分析的液态流体的源。控制器104可以控制 该系统以将气态流体源放置成与流动室110流体连通,而同时阻隔用于清洁的液态流体的 源与待分析的液态流体的源之间的流体连通。这可以从流动室110抽空液体。此后,控制 器104可以控制该系统以将用于清洁流动室110的液态流体的源放置成与流动室110流体 连通,而同时阻隔流动到气态流体源和待分析的液态流体的源。控制器104可以随后控制 该系统以将待分析的液态流体的源放置成与流动室110流体连通,而同时阻隔用于清洁的 液态流体的源与待分析的液态流体的源之间的流体连通。
[0044] 光学传感器系统100中的光学传感器102可以用于分析各种不同类型的液态流 体。可以通过光学传感器102分析的示例性流体包括但不限于,清洁剂、消毒剂、用于工业 冷却塔的冷却水、诸如杀虫剂的杀菌剂、防蚀剂、除垢剂、防污剂、洗衣液、就地清洁的清洁 剂、地坪涂料、汽车护理组合物、水护理组合物、洗瓶组合物和类似物。在某些示例中,流体 是含有一种或多种化学添加剂的化学水溶液。这些或其它流体可以用作第二流体源120。
[0045] 在某些示例中,光学传感器102构造为具有光源的荧光计,所述光源将光能发射 到流过流动室110的流体中。该流体可以响应于指引到流体中的光能而发射荧光辐射。光 学传感器102可以继而检测所发射的荧光辐射并且基于所发射的荧光辐射的量级确定溶 液的各种特征,所述特征例如是溶液中的一种或多种化学化合物的浓度。为了使光学传感 器102能够检测荧光发射物,在这些示例中从流体源提供的液态流体可以包括呈现出荧光 特征的分子。在某些示例中,流体可以包括具有一个或多个取代基的给电子基团的多环化 合物和/或苯分子,所述一个或多个取代基的给电子基团例如是-〇瓜-顯 2和-OCH3,所述一 个或多个取代基的给电子基团可以呈现出荧光特征。依据本申请,因为由化合物给予流体 的功能特性(例如,清洁特性和杀菌特性),所以这些化合物可以本质上存在于进入光学传 感器102的流体中。
[0046] 除了天然荧光化合物以外或代替天然荧光化合物,液态流体可以包括荧光示踪 剂(其也可以称为荧光标记)。荧光示踪剂可以被包含到流体中以特定地给予流体荧光特 性。示例性荧光示踪剂化合物包括但不限于,萘二磺酸盐(NDSA)、2_萘磺酸、酸性黄7(Acid ¥611〇¥7)、1,3,6,8-花四横酸四钠盐(1,3,6,8-卩5^6]16七61^&8111;1^011;[0&(^(180(1;[111118&11:) 和荧光素。
[0047] 与由流动室110所接收的流体的特定成分无关地,光学传感器102可以确定流过 流动室的流体的一个或多个特征。示例性特征包括但不限于,流体内的一种或多种化学化 合物的浓度、流体的温度和/或其它可以帮助确保流体被适当地调配以用于预期应用的流 体特征。光学传感器102可以将所检测到的特征信息通信到控制器104。
[0048] 虽然该系统100内的光学传感器102总体上说明为接收穿过光学传感器的运动流 体的流动,但是在其它示例中光学传感器可以用于确定未流过光学传感器的流动室的、固 定体积的流体的一个或多个特征。当光学传感器102包括具有入口端口和出口端口的流动 室(图7至图10)时,入口端口和出口端口会被堵塞而产生有界限的腔体来用于保持固定 (例如,非流动的)体积的流体。有界限的流动室可以用于校准光学传感器102。在校准期 间,流动室可以填充具有已知特征(例如,一种或多种化学化合物的已知的浓度,已知的温 度)的流体,并且光学传感器102可以确定校准溶液的推定出的特征。由光学传感器所确 定的推定出的特征可以与已知的特征比较(例如,通过控制器104)并且用于校准光学传感 器 102〇
[0049] 在图1的示例中的光学传感器系统100还包括电源106、用户界面108和导管122、 126、130、134。电源106将操作功率输送到光学传感器系统100的各种部件,并且在不同的 示例中可以包括来自电源线或电池的功率,所述电源线例如是交流或直流电源线。用户界 面108可以用于向光学传感器系统100提供输入(例如,用于改变系统的操作参数、运行校 准程序)或从该系统接收输出。用户界面108通常可以包括显示屏或其它输出媒介和用户 输入媒介。在某些示例中,光学传感器系统100可以经由有线或无线连接而与一个或多个 远程计算装置通信。在系统100中的
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