CN115200665A - 用于流量传感器的传感器支架和维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于流量传感器(20)的传感器支架(10)和维护方法，该传感器支架包括基本圆柱形的外壳(11)，该外壳具有外壳内部(12)，其具有在第一前面处的开口(13)，该开口被设计用以接纳流量传感器，外壳在第二前面(即与第一前面相对的前面)处是锥形的(1)，该外壳具有第一冲洗开口(8)，其通向外壳内部，该开口通到所述锥体(1)的端部区域，该外壳具有第二冲洗开口(9)，其通向外壳内部；紧固单元(3)，其被设计用以将流量传感器紧固到外壳；以及第一墙壁支架(30)，其被设计用以紧固到墙壁(41)，第一墙壁支架包括接头(2)，该接头在第二前面的区域中，该接头连接到外壳，外壳能够经由接头从测量位置移动到维护位置。

Description

用于流量传感器的传感器支架和维护方法

技术领域

本发明涉及一种用于流量传感器的传感器支架，并且涉及其维护方法。

背景技术

用于液体分析的传感器通常被设计为应用于开放式水盆(open basin)的浸没式传感器。另一方面，存在用于如下过程的流量容器，在这些过程中，介质在管道中受压。于是，传感器测量流量，因而被称为流量传感器。

传感器和流量容器在操作期间可能会被弄脏。为了清洁传感器的敏感区域，流量容器通常具有清洁喷嘴。因而，可以使用压缩空气或液体清洁介质进行自动清洁。由于过程介质和空气清洁，气泡可能干扰测量，或者大量空气可能积聚在流量容器中。为了去除顽固的污垢，传感器的拆卸必须尽可能简单。在这方面，必须考虑到由流量容器和传感器组成的单元通常被安装在空间条件非常有限的保护柜中。

发明内容

本发明基于在受限空间条件下使流量容器易维护的目的，其中，流量容器还应适合无气泡测量。

该目的通过一种用于流量传感器的传感器支架实现，该传感器支架包括基本圆柱形的外壳，所述外壳具有外壳内部，其具有在第一前面处的开口，所述开口被设计用以接纳流量传感器，其中，外壳在第二前面处是锥形的，该第二前面是与第一前面相对的前面，该外壳具有第一冲洗开口，其通向外壳内部，该开口通到所述锥体的端部区域，该外壳具有第二冲洗开口，其通向外壳内部；紧固单元，其被设计用以将流量传感器紧固到外壳；以及第一墙壁支架，其被设计用以紧固到墙壁，其中，第一墙壁支架在第二前面的区域中包括接头，该接头连接到外壳，其中，外壳能够经由接头从测量位置移动到维护位置。

因而，可以在有限的空间条件下轻松拆卸传感器，同时确保抗压强度。这导致易维护性，主要是易于清洁内部，并且易于更换或清洁密封。

在这种情况下，选择传感器支架的材料、表面质量和轮廓，使得液体体积尽可能小，并且所测量的变量不受墙壁效应(wall effect)的影响。这一设计还应尽可能抵消污垢的积累。

一个实施例规定，传感器支架包括第二墙壁支架，该第二墙壁支架被设计用以紧固到墙壁；尤其是，该第二墙壁支架被布置在距第一墙壁支架的一定偏移处，

其中，第二墙壁支架包括用于流量传感器的容座。

一个实施例规定，第一墙壁支架包括缓冲器，该缓冲器对外壳从测量位置到维护位置的移动进行制动。

一个实施例规定，具有接头的第一墙壁支架被设计成并且尤其是还与第二墙壁支架一起被设计成使得：外壳的纵向轴线相对于纵向方向成一角度布置，该角度≥5°，尤其是在5°至45°之间，尤其是在5°至20°之间。

一个实施例规定，传感器支架包括通向外壳内部的清洁开口，该清洁开口被布置成使得：在流量传感器的安装状态下，该清洁开口指向流量传感器的敏感区域。

一个实施例规定，紧固单元是联管螺母，并且外壳在第一前面的区域中具有相应的外螺纹。

一个实施例规定，传感器支架包括保持件，尤其是环形保持件，其被设计用以固定到流量传感器或围绕流量传感器固定，其中，保持件被设计用以在第一前面处附接到外壳，其中，紧固单元接合在保持件中，并且防止安装在传感器支架中的流量传感器移动。

一个实施例规定，保持件包括轴环，其中，联管螺母被支撑在轴环上，由此将保持件压到外壳上并防止流量传感器移动。

一个实施例规定，传感器支架包括密封元件，密封元件被设计用以防止介质从外壳内部流到外部，其中，外壳在第一前面的区域中具有凹槽，密封元件能够***凹槽内。

一个实施例规定，密封元件是环形的，并且包括其内侧上的第一O形环和其外侧上的第二O形环。

一个实施例规定，流量传感器是：光学传感器，该光学传感器尤其是荧光传感器，尤其是用于确定水包油含量；浊度传感器；氧传感器。

此外，该目的通过一种用于维护上述传感器支架中的流量传感器的方法实现，至少包括下列步骤：经由接头将外壳从测量位置移动到维护位置；释放紧固单元，尤其是联管螺母；从外壳内部移除附接有流量传感器的保持件；移除密封元件；可选地是，清洁或更换密封元件；清洁外壳内部，并且若需要的话，清洁第一冲洗开口和/或第二冲洗开口和/或清洁开口；可选地是，清洁保持件，并清洁流量传感器；附接密封元件；将保持件与流量传感器附接在一起；附接紧固单元；以及将外壳移动到测量位置。

所要求保护的传感器支架和所要求保护的方法在不影响测量信号的情况下使流量池(flow cell)的体积最小化，这使得在受限空间条件下最容易维护，并且能够有效防止由于气泡引起的测量误差，同时在压缩空气清洁之后可进行快速测量。

附图说明

这将参考以下附图更详细地解释。

图1示出了所要求保护的传感器支架的横截面图。

图2示出了带有第二墙壁支架的所要求保护的传感器支架。

图3示出了所要求保护的传感器支架，其中传感器处于测量位置。

图4示出了流量传感器。

图5示出了处于保护柜中的带发射器的传感器支架。

图6示出了所要求保护的传感器支架的横截面分解图。

图7示出了处于紧固单元中的保持件。

图8示出了密封元件。

图9示出了带有第二墙壁支架的所要求保护的传感器支架的部分横截面分解图。

在附图中，相同的特征以相同的附图标记标识。

具体实施方式

所要求保护的传感器支架的整体由附图标记10表示，并且在图1中以横截面示出，没有传感器20。

传感器支架10包括基本圆柱形的外壳11，该外壳11具有外壳内部12。在第一侧上，在图1的顶部处，支架10具有通向内部12的开口13，流量传感器20能够***开口中。外壳11在相对一侧上为锥形的。这由附图标记1表示。锥形设计防止光反射并避免污垢积累。

外壳11包括通向外壳内部12的第一冲洗开口8，该开口通到锥体1的端部区域；以及第二冲洗开口9。通过第一冲洗开口，冲洗/校准或清洁介质被引入到内部12，并且介质通过第二冲洗口再次离开内部12。

传感器支架10包括紧固单元3，紧固单元3被设计用以将流量传感器10紧固在外壳11中。紧固单元例如是联管螺母3，其中，外壳11在第一前面13的区域中具有对应于联管螺母的外螺纹14。在一个实施例中，紧固单元3包括一个或多个径向开口(例如作为螺纹)，一个或多个螺钉能够被引导穿过该径向开口，其中，相应的开口(例如，螺纹)被布置在外壳11中。同样地是，径向内部的保持件4(参见下文)能够具有相应的开口(例如螺纹)。传感器20也能够具有相应的接纳装置。传感器因而能够固定在外壳中/外壳上。

保持件4，尤其是环形保持件，被设计用以固定到流量传感器20或围绕流量传感器20固定。为此，传感器20包括标记21，尤其是在工厂施加的标记，以便用户准确地知道保持件4必须在什么位置附接到传感器20；参见图4。标记21例如通过激光打标或压印而施加到传感器20上，使得如此布置的传感器20借助保持件而位于传感器支架10中，并且其敏感区域22处于清洁开口16的水平高度。为此，保持件4被设计成使得它可以在第一前面13处附接至外壳11。紧固单元3，即：例如联管螺母，接合在保持件4中，由此防止安装在传感器支架中的流量传感器20移动。

经由清洁开口16，能够将压缩空气引导到传感器20的敏感区域23上，以便去除存在的任何残留物。清洁开口16具有带有合适取向(即，具有相应角度)的喷嘴形状，以便有效地去除中心传感器窗口的污染。

保持件4包括轴环17，其中，联管螺母3被支撑在轴环17上，由此将保持件4压在外壳11上并防止流量传感器20移动。图6示出了分解图。在图6中可以看到保持件4的轴环17。联管螺母3包括作为一种悬垂部或具有较小内径的相应的匹配部分。

图7示出了联管螺母3和保持件的孤立视图，但是处于组装状态。

在第一前面13的区域中，外壳11具有凹槽18，密封元件6能够***凹槽18中。凹槽18直接邻接外壳11的上边缘(即，在开口13的这一侧上)。密封元件6被设计用以防止介质从外壳内部12流到外部。密封元件6能够设计成O形环或密封带。在图1中所示的一个实施例中，密封元件6是环形的，例如由塑料或金属制成。在这种情况下，密封元件6具有位于内侧上的周向凹槽和位于外侧上的周向凹槽两者，O形环6a、6b分别***这些周向凹槽中。为了维护传感器20，现在能够根据需要替换整个密封元件6，或者能够更换O形环中的仅一个或两者。使用双密封环6密封使得容易清洁和更换密封。图8示出了密封元件6的孤立图；图6将密封元件示出为分解图的一部分。

在下部区域中，即在锥体1的这一侧上，传感器支架10包括第一墙壁支架30，其被设计用以固定到墙壁42。在这种情况下，第一墙壁支架30包括接头2(例如，铰链)，其连接到外壳11，其中，外壳11能够经由接头2从测量位置移动到维护位置。具有接头2的第一墙壁支架30，尤其是还与第二墙壁支架31一起(参见下文)，被设计成使得：外壳11的纵向轴线相对于竖直方向(即，相对于墙壁42)成一角度布置，该角度≥5°，尤其是在5°至45°之间，尤其是在5°至20°之间。略微倾斜的传感器组件和环形的气泡捕集器7防止空气或气泡的积聚。在气泡捕集器7中，空气可以积聚在该环中，而不会损害传感器功能。为此，必须将传感器前面至少向前推至环形凹槽的中心。这可以防止气泡聚集在传感器前方。此外，这确保了由于根源(即，来自压缩空气清洁)而引入的空气尽可能快速并且有效地被排出。

通过将外壳11连同传感器20一起向下折叠到维护位置，接头2使得即使在保护外壳40中的有限空间条件下也能够容易地拆卸带有联管螺母3的传感器20。在图5中，连接到传感器20的发射器41在保护外壳40中可见，其中，传感器20在该图中处于测量位置。

例如，选择下列材料：PE制成的外壳11，PE制成的联管螺母3，PVDF制成的密封元件6，以及PE制成的保持件4。

图2示出了具有第一和第二墙壁支架30、31的传感器支架(在该图中的底部/顶部处)。传感器支架10包括第二墙壁支架31，其被设计用以紧固到墙壁42。第二墙壁支架31被布置在距第一墙壁支架30的一定偏移处，其中，第二墙壁支架包括用于流量传感器20的容座32，该容座视需要具有锁定或闩锁作用。传感器20能够被锁定，例如被卡扣或闩锁在容座中。

第一墙壁支架30包括缓冲器5，其对外壳11从测量位置到维护位置的移动进行制动。缓冲器，例如橡胶缓冲器5，限制了外壳11的纵向轴线相对于竖直方向的角度，使得即使在维护位置，来自内部12的液体也不会泄漏。

图3示出了安装在传感器支架10中的、处于测量位置的传感器20，其中，两个墙壁支架30、31被紧固到墙壁42。

图9示出了与传感器20一起的传感器支架10，传感器20被接纳在第二墙壁支架31中。传感器20被联管螺母3围封，该联管螺母3在组装期间接合在螺纹14中，因而固定传感器。

下面讨论传感器20；参见图4或图9。传感器例如是光学传感器，该光学传感器尤其是荧光传感器，尤其是用于确定水包油含量；浊度传感器；氧传感器。

传感器20包括光源。光源将激发光辐射到内部20中的待测介质中，其中，激发光被介质转换成荧光。荧光被光电二极管接收并转换为第一信号。光电二极管测量荧光的衰减曲线。可替选地是或另外，在激发之后，直接测量荧光强度。衰减时间经由衰减曲线确定。所获得的衰减时间是没有光谱信息的积分值。特征“确定衰减曲线”也意味着在周期性激发的情况下通过测量相移来确定衰减时间。可替选地是或另外，荧光也可以被光谱仪捕捉。光谱仪测量荧光的光谱并将其转换为第二信号。光源、光谱仪和光电二极管与发射器41一起，从第一信号和/或第二信号确定样品的水包油含量。该浓度通过校准模型确定，该校准模型结合了关于离散波长间隔中的衰减时间和关于荧光强度的测得的信息，并从中确定浓度。有关油的附加信息被包括在荧光的光谱分布、其衰减时间及其对激发波长的依赖性中。

传感器20的维护程序可以如下：首先，外壳11经由接头2从测量位置移动到维护位置。这样做时，传感器20从第二墙壁支架31松脱或从开口32释放。如果需要，则必须打开夹具。如果传感器20(以及外壳11)处于维护位置，则释放紧固单元3，即联管螺母。然后，将传感器20从支架10移除。保持件4可以保留在传感器20上。最后，可以移除密封元件6。所述密封元件被清洁或完全更换，或者一个或两个O形环被更换。这随后是清洁外壳内部12，并且若需要的话，清洁第一和/或第二冲洗开口8、9和/或清洁开口16。由于传感器20被拆卸，因此可以清洁传感器20以及还有保持件4。最后，组装以相反的顺序进行，即首先附接密封元件6，然后将保持件4和流量传感器20一起附接，附接并拧紧联管螺母，最后，将外壳11(即，传感器20的外壳11)移动到测量位置。

附图标记列表

1 锥形区域

2 接头、铰链

3 紧固单元，联管螺母

4 保持件

5 缓冲器

6 密封元件

6a O型圈

6b O形圈

7 气泡捕集器

8 第一冲洗开口

9 第二冲洗开口

10 传感器支架

11 外壳

12 11的内部

13 用于20的开口

14 外螺纹

16 清洁开口

17 4的轴环

18 凹槽

20 流量传感器

21 标记

22 20的敏感区域

30 第一墙壁支架

31 第二墙壁支架

31 31中的用于20的容座

40 保护外壳

41 发射器

42 墙壁

Claims (12)

1.一种用于流量传感器(20)的传感器支架(10)，所述传感器支架(10)包括：

-基本圆柱形的外壳(11)，所述外壳具有外壳内部(12)，并且具有

■在第一前面处的开口(13)，所述开口(13)被设计用以接纳所述流量传感器(20)，

■其中，所述外壳(11)在第二前面处是锥形的(1)，所述第二前面是与所述第一前面相对的前面，

■第一冲洗开口(8)，所述第一冲洗开口(8)通向所述外壳内部(12)，所述开口(8)通到所述锥体(1)的端部区域中，

■第二冲洗开口(9)，所述第二冲洗开口(9)通向所述外壳内部(12)；

-紧固单元(3)，所述紧固单元(3)被设计用以将所述流量传感器(20)紧固在所述外壳(11)中，以及

-第一墙壁支架(30)，所述第一墙壁支架(30)被设计用以紧固到墙壁(41)，

其中，所述第一墙壁支架(30)包括接头(2)，所述接头(2)在所述第二前面的区域中连接到所述外壳(11)，其中，所述外壳(11)能够经由所述接头(2)从测量位置移动到维护位置。

2.根据权利要求1所述的传感器支架(10)，包括：

-第二墙壁支架(31)，所述第二墙壁支架(31)被设计用以紧固到墙壁(41)；尤其是，所述第二墙壁支架(31)被布置在离所述第一墙壁支架(30)的一定偏移处，

其中，所述第二墙壁支架(31)包括用于所述流量传感器(20)的容座。

3.根据权利要求1或2所述的传感器支架(10)，

其中，所述第一墙壁支架(30)包括缓冲器(5)，所述缓冲器(5)对所述外壳(11)从所述测量位置到所述维护位置的移动进行制动。

4.根据权利要求1至3中的至少一项所述的传感器支架(10)，

其中，具有所述接头(2)的所述第一墙壁支架(30)被设计成，尤其是还与所述第二墙壁支架(31)一起被设计成使得：所述外壳(11)的纵向轴线相对于竖直方向成一角度布置，所述角度≥5°，尤其是在5°至45°之间，尤其是在5°至20°之间。

5.根据前述权利要求中的一项所述的传感器支架(10)，包括：

-清洁开口(13)，所述清洁开口(13)通向所述外壳内部(12)，所述清洁开口被布置成使得：在所述流量传感器(20)的安装状态下，所述清洁开口指向所述流量传感器(20)的敏感区域(21)。

6.根据前述权利要求中的一项所述的传感器支架(10)，

其中，所述紧固单元(3)是联管螺母，并且所述外壳(11)在所述第一前面的区域中具有相应的外螺纹(14)。

7.根据前述权利要求中的一项所述的传感器支架(10)，包括：

-保持件(4)，所述保持件尤其是环形保持件，所述保持件被设计成固定到所述流量传感器(20)或围绕所述流量传感器固定，

其中，所述保持件(4)被设计用以在所述第一前面处附接到所述外壳(11)，

其中，所述紧固单元(3)接合在所述保持件(4)中，并且防止安装在所述传感器支架(10)中的所述流量传感器(20)移动。

8.根据权利要求7所述的传感器支架(10)，

其中，所述保持件(4)包括轴环(17)，其中，所述联管螺母被支撑在所述轴环(17)上，由此将所述保持件(4)压到所述外壳(11)上并防止所述流量传感器(20)移动。

9.根据前述权利要求中的一项所述的传感器支架(10)，包括：

-密封元件(6)，所述密封元件被设计用以防止介质从所述外壳内部(12)流到外部，

其中，所述外壳(11)在所述第一前面的区域中具有凹槽(18)，所述密封元件(6)能够***所述凹槽内。

10.根据权利要求9所述的传感器支架(10)，

其中，所述密封元件(6)是环形的，并且包括在其内侧上的第一O形环和在其外侧上的第二O形环。

11.根据前述权利要求中的一项所述的传感器支架(10)，

其中，所述流量传感器(20)是：光学传感器，该光学传感器尤其是荧光传感器，尤其是用于确定水包油含量；浊度传感器；氧传感器。

12.用于维护根据前述权利要求中的一项所述的传感器支架(10)中的流量传感器(20)的方法，所述方法包括下列步骤：

-经由所述接头(2)将所述外壳从所述测量位置移动到所述维护位置；

-释放所述紧固单元(3)，尤其是释放所述联管螺母；

-从所述外壳内部(12)移除附接有所述流量传感器(20)的所述保持件(4)；

-移除所述密封元件(6)；

-可选地是，清洁或更换所述密封元件(6)；

-清洁所述外壳内部(12)，并且若需要的话，清洁所述第一冲洗开口和/或所述第二冲洗开口(13)和/或所述清洁开口(13)；

-可选地是，清洁所述保持件(4)并清洁所述流量传感器(20)；

-附接所述密封元件(6)；

-将所述保持件(4)与所述流量传感器(20)附接在一起；

-附接所述紧固单元(3)；以及

-将所述外壳移动到所述测量位置。

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