專利名稱：用于從傳感器機身的端板清潔沉積物和增積物的設備和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于從傳感器機身的端板清潔沉積物(deposit)和增積物(accretion)的設備和方法，其中將傳感器機身實施為用于容納測量設備，該測量設備用于確定一個或更多個物理和/或化學過程變量，其中傳感器機身被密封以防止液體的滲透，并且其中設置有擦拭器，該擦拭器具有擦拭刮片，用于清潔端板。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明的意義下的傳感器用于確認在特別是淡水和工業(yè)用水的液體中以及在氣體中的過程變量。典型的過程變量的示例有濁度、固體含量以及淤泥水平。然而，實施例的形式可以與其他化學和物理過程變量有關(guān)。將在本文中提及的是確定硝酸鹽含量、UV吸 收、壓力測量或特別是使用超聲波的無接觸填充水平測量。大量不同種類的適于確定相應過程變量的測量裝置從恩德萊斯和豪瑟爾(Endress+Hauser)集團可獲得。通常，傳感器布置在傳感器機身中。許多提及的過程變量是光學地確定的。在這種情形下，具有一定波長的電磁波穿過在傳感器機身中的光學窗口被接收。從DE4233218C2中已知一種用于濁度測量的設備，其中，補充設置有光源，該光源經(jīng)由另一光學窗口與傳感器機身相連接。從EP1816462B1中已知一種布置，在該布置的情形下為光源和接收器僅提供一個窗P。如果過程變量是非光學地確定的，則傳感器經(jīng)由膜或相應的適配層(adaptinglayer)接觸介質(zhì)。由于在水介質(zhì)或氣體介質(zhì)中的操作，特別是還在廢水中的操作，在光學窗口或膜上出現(xiàn)結(jié)垢、污垢、沉積物和增積物，由此使測量結(jié)果不可靠或使測量不可能。從恩德萊斯和豪瑟爾集團的手冊“Technical information TurbiMax W CUS41/CUS41-W”(“技術(shù)信息TurbiMax WCUS41/CUS41-W”)中已知的是可以由安裝在傳感器機身的端板上的擦拭器清潔窗P。這種擦拭器由在傳感器機身中的馬達驅(qū)動，其中借助傳動軸傳遞運動。必須注意的是，長時間穩(wěn)定地密封該傳動軸穿過傳感器機身的位置，從而沒有介質(zhì)能夠滲透到傳感器機身中。擦拭器的運動由控制單元控制且交替以順時針和逆時針方向發(fā)生。為防止有缺陷的測量，在清潔結(jié)束后，必須使擦拭器返回到限定的休止位置，將該休止位置定位在離窗口足夠遠的位置。如果擦拭器太過接近測量設備，則測量會被擦拭器干擾和劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種確?？煽壳鍧崅鞲衅鳈C身的端板的設備和方法。
該目的相對于本發(fā)明的設備通過以下特征而實現(xiàn)，包括將擦拭器布置為在傳感器機身的外圍附加模塊上的子組件。擦拭器和外圍附加模塊的幾何形狀被實施為使得擦拭器在回轉(zhuǎn)過程中的旋轉(zhuǎn)運動的情形下從休止位置移動到清潔位置。在清潔位置中，擦拭刮片的下邊緣與端板的上邊緣齊平。以該方式，擦拭器通過擦拭刮片和端板的接觸而清潔端板，且然后擦拭器返回至休止位置。本發(fā)明的在外圍附加模塊上的擦拭器的布置具有如下優(yōu)勢-傳動軸不需要穿過端板。因此，將非密封位置的危險最小化。-在擦拭器的休止位置，擦拭器距端板的表面足夠遠，且由此遠離測量設備。這意味著擦拭器不降低測量的質(zhì)量。
-外圍附加模塊也可隨后安裝在任何傳感器機身上。這意味著擦拭器是選擇可改型的?？梢愿鶕?jù)客戶需求而設置外圍附加模塊。不管是否應用擦拭器，傳感器機身是一樣的,從而能夠保持小的生產(chǎn)成本。在優(yōu)選實施例中，擦拭器從擦拭器的休止位置與端板的表面正交地移動到清潔位置，并且擦拭器從清潔位置與端板的表面正交地返回至休止位置。在有利的實施例中，光學測量設備設置在傳感器機身中并且至少一個光學窗口位于端板中。確切地在光學測量裝置的情形下，需要規(guī)律地清潔用來針對介質(zhì)保護測量設備的光學窗口，從而使得能夠正確測量。光學測量設備定位在光學窗口下方，該光學測量設備能夠具有一個或更多個光學組件，例如光學傳感器。在實施例的優(yōu)選形式中，每一個光學組件具有其自己的光學窗口。然而，利用用于所有光學組件的一個共有的光學窗口也是一種選擇。在本發(fā)明的意義下的光學傳感器是用于確定濁度、淤泥水平或固體含量的傳感器。然而，除了這些，其他光學傳感器、諸如例如用于確定硝酸鹽含量、UV吸收的傳感器、特定的壓力傳感器或根據(jù)超聲波原理工作的填充水平傳感器也可以利用本發(fā)明的設備清潔。光學組件的電磁波的波長通常在近紅外的范圍，例如在880nm。存在如下形式的實施例，在該實施例的情形下非光學地確定過程變量，例如壓力傳感器。在該情形下，傳感器經(jīng)由膜或相應適配層接觸介質(zhì)?？梢允謩拥禺a(chǎn)生擦拭器的旋轉(zhuǎn)運動；然而，優(yōu)選地，應用馬達作為驅(qū)動裝置。以該方法，確保了在時間上的開始和停止點、速度、回轉(zhuǎn)的數(shù)目以及運動方向能夠被確切地設定和控制。馬達的驅(qū)動力經(jīng)由傳動軸傳遞至擦拭器。此外，通過非剛性連接或以無軸方式——例如通過應用磁驅(qū)動一而發(fā)生力傳輸也是一種選擇。馬達例如單向地、因此沿順時針方向或沿逆時針方向移動擦拭器。通過擦拭器和外圍附加模塊的幾何形狀，在擦拭器僅沿一個方向旋轉(zhuǎn)時也確切地清潔端板是一種選擇。當然，馬達可以在兩個方向上轉(zhuǎn)動并且也能夠執(zhí)行前后運動。在有利的實施例中，第一檢測元件位于擦拭器的底部的區(qū)域并且相應的第二檢測元件位于外圍附加模塊的頂部的區(qū)域。這些檢測元件使得能夠確定擦拭器的位置和運動、特別是擦拭器的回轉(zhuǎn)的數(shù)目。有利地，設置了控制單元，利用該控制單元，可以確定和控制擦拭器的回轉(zhuǎn)的數(shù)目、持續(xù)時間、運動方向和速度。因此，使用者能夠確定應該多久、多快和或多久一次清潔端板。
在優(yōu)選實施例中，擦拭器和外圍附加模塊的幾何形狀被實施為使得擦拭器在結(jié)束清潔后，自動或被強制返回至休止位置。如果擦拭器以該方式移動回到其休止位置，則一直確保擦拭器在測量期間位于足夠遠地遠離測量設備的位置并且不干擾測量。優(yōu)選地，彈簧元件布置在外圍附加模塊的內(nèi)部。該彈簧元件將擦拭器拉回至休止位置，或?qū)⒉潦闷鞅３衷谛葜刮恢?。彈簧元件的存在有利地影響了測量的質(zhì)量，因為由此擦拭器在測量階段位于離開檢測設備的遙遠位置、被保持在該位置且不干擾測量。端板關(guān)于傳感器機身的縱向軸線正交地布置或以關(guān)于傳感器機身的縱向軸線呈不等于90°的角度來布置。最后提及的實施例的形式是有利的，因為測量設備能夠防震地并且較小污染敏感地安設在通常的管道中或其他位置處。外圍附加模塊的幾何形狀以及其在傳感器機身上的布置，特別是在外圍附加模塊的上邊緣和端板的上邊緣之間的高度差，即擦拭器的高度，優(yōu)選地被實施為使得出現(xiàn)在擦拭器上的沉積物和增積物在清潔的情形下隨著擦拭刮片在返回休止位置時移過該高度差而被刮除。在該情形下，端板的邊緣實施為“銳利的”邊緣，即端板的邊緣呈直角或尖角，使得擦拭器已經(jīng)從端板移除的污垢從擦拭刮片被刮除，且下一個清潔步驟以“干凈”的擦拭刮片開始。相對于本發(fā)明的方法，通過以下特征來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，包括傳感器機身被實施為用于容納測量設備，該測量設備用于確定一個或更多個物理和/或化學過程變量。在該情形下，傳感器機身被密封以防止液體的滲透。設置擦拭器，該擦拭器具有擦拭刮片，用于清潔端板，該擦拭器布置為在外圍附加模塊上的子組件。在回轉(zhuǎn)過程中，擦拭器從休止位置移動到清潔位置。由此，通過擦拭刮片的接觸而清潔端板。然后，擦拭器移動回到休止位置。在實施例的形式中，通過擦拭器和外圍附加模塊的幾何形狀將擦拭器從休止位置引導至清潔位置，其中擦拭器移過由擦拭器和外圍附加模塊的幾何形狀限定的軌跡。擦拭器、即擦拭刮片清潔傳感器機身的端板的表面并且然后向回掃過到達休止位置。在替代實施例中，擦拭器僅通過輪軸(axle)、傳動軸(shaft)等從休止位置移動到清潔位置，擦拭器即擦拭刮片清潔端板的表面，并且然后擦拭器向回掃過到達休止位置。有利地，擦拭器在力的作用下自動返回至休止位置。如果擦拭器以這種方式回到其休止位置，則一直確保擦拭器在測量期間位于足夠遠地遠離測量的位置并且不干擾測量。擦拭器被保持在休止位置，并且驅(qū)動裝置必須克服所述力從而將擦拭器從休止位置移動到清潔位置。


下面基于附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中圖I是具有外圍附加模塊和在休止位置的擦拭器的傳感器機身的透視圖，圖2是具有外圍附加模塊和在中間位置的擦拭器的傳感器機身的透視圖，圖3是具有外圍附加模塊和在清潔位置的擦拭器的傳感器機身的透視圖，以及圖4是具有外圍附加模塊和在休止位置的擦拭器的傳感器機身的剖視圖。在附圖中，相同的特征提供有相同的附圖標記。
具體實施例方式圖I示出了傳感器機身1，該傳感器I由端板2液密地封閉。端板2例如通過擰緊、粘合或互鎖而與傳感器機身I相連接。傳感器I和端板2由例如不銹鋼制造。依賴于應用，包括硬塑料、特別是PVC、POM或PPS GF40的實施例提供其他選擇。傳感器I和端板2優(yōu)選地被設計成 用于長時間置于液體中，特別是在廢水中，或者在氣體中。傳感器I通常具有直圓柱的形狀；端板2被定位成與傳感器機身的縱向軸線LA正交。然而，實施例的其他形式是可能的。例如，端板2可以布置成與傳感器機身的縱向軸線LA呈不是90°的角。在圖I至圖4中的實施例的形式示出了用于確定光學過程變量的測量設備。這可以包括例如濁度、淤泥水平或固體含量。然而，從根本上講，本發(fā)明的設備還可以用于清潔具有用于非光學過程變量的測量布置的傳感器機身的端板。六個光學窗口 5位于端板2上。位于該六個光學窗口 5下方的光學測量設備6透過窗口 5發(fā)送和接收電磁波，該電磁波通常具有近紅外的波長。窗口 5例如由藍寶石玻璃制造。在圖I所示實施例的形式中，光學測量設備6由六個光學組件組成。每一個光學組件通過其自己的與介質(zhì)接觸的光學窗口來發(fā)送/接收。然而，讓光學組件通過它們共享的窗口發(fā)射、分別接收也是一種選擇。在光學測量設備6的情形下，存在兩個獨立工作的傳感器單元，各具有光源和兩個光接收器。優(yōu)選地，兩個光接收器用于接收以相對于光源的光束方向呈90°或135°角的發(fā)散光。例如，在低濁度值處的濁度傳感器的情形下，優(yōu)選使用90°信道。在中間和高濁度值以及固體測量的情形下，優(yōu)選地使用135°信道。其他形式的實施例具有更少的、有可能更多的光學組件。例如，如可能的情形，具有光源和具有90°或135°角的光接收器的傳感器單元，也可以是一種選擇。外圍附加模塊7位于傳感器機身I上。外圍附加模塊7通過擰緊附接、粘合、焊接等而與傳感器機身I固定連接。值得注意的是，外圍附加模塊7也可以隨后安裝在傳感器機身I上；在該情形下，外圍附加模塊7被夾緊在傳感器機身上，例如借助于適配器夾持在傳感器機身上并且如上所述固定在傳感器機身上。外圍附加模塊7例如由諸如POM的合成材料制造。擦拭器3布置在外圍附加模塊7上。擦拭器3例如由硬塑料或金屬制造。擦拭刮片4在擦拭器3的底側(cè)上。擦拭刮片4用于清潔端板2并且例如由合成材料、塑料、橡膠等生產(chǎn)。擦拭刮片4通過特別借助于粘結(jié)劑連接而接合至擦拭器3而固定。如圖I所示，在休止位置，擦拭器3的上邊緣與端板2的上邊緣齊平。相應的檢測元件IOa和IOb位于擦拭器3的底側(cè)的區(qū)域，或位于外圍附加模塊7的上側(cè)的區(qū)域。每次擦拭器3 (相應為檢測元件IOa)在外圍附加模塊7 (相應為檢測元件IOb)上經(jīng)過，則檢測一次回轉(zhuǎn)。圖4示出在休止位置的傳感器機身I的橫截面。光學測量裝置6位于窗口 5下方。驅(qū)動裝置9借助傳動軸8而向擦拭器3傳遞力。該驅(qū)動裝置可以是手動驅(qū)動裝置；但通常使用馬達。驅(qū)動裝置是沿逆時針方向單向的。當然，可選形式的實施例提供了驅(qū)動裝置9在順時針方向上旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動裝置9的控制由控制單元12執(zhí)行。控制單元12控制擦拭器3的回轉(zhuǎn)數(shù)目、速度、運動方向和/或運動的持續(xù)時間。在該連接中，檢測元件IOa和IOb遞送與擦拭器3的位置和/或運動有關(guān)的信息。彈簧元件11位于外圍附加模塊7中、驅(qū)動裝置9上方和傳動軸8周圍。該彈簧元件11實現(xiàn)將擦拭器3拉回至或保持在休止位置。驅(qū)動裝置9必須克服該回程力，從而將擦拭器移動離開休止位置。此外，彈簧元件11導致擦拭器3、即擦拭刮片4在其掃過端板2時在端板2上施加限定的壓力。
該回程力也可以由除彈簧元件11之外的組件施加，例如由安裝在擦拭器3和外圍附加模塊7上的磁性元件施加。圖I至圖3示出從休止位置(圖I)開始，通過中間位置(圖2)，到達清潔位置(圖3)的清潔步驟。在清潔后，擦拭器3回掃至休止位置(圖I)。圖2以側(cè)視圖示出具有外圍附加模塊7的傳感器機身I。如果驅(qū)動裝置9沿逆時針方向單向移動，則傳動軸8導致擦拭器3執(zhí)行相應的旋轉(zhuǎn)運動。擦拭器3和外圍附加模塊7的幾何形狀確定擦拭器3在運動期間的軌跡、即螺旋路徑擦拭器3通過旋轉(zhuǎn)運動移得離休止位置越遠，則擦拭器沿傳感器機身縱向軸線LA的方向向上升起越高。在圖2所示的中間位置中，擦拭器3的上邊緣位于端板2的上邊緣上方。如已提到的，這通過擦拭器3和外圍附加模塊7的具體實施例實現(xiàn)。相對照地，在休止位置中(圖1)，擦拭器3的上邊緣與端板2的上邊緣齊平。在圖3中的清潔位置中，擦拭器達到其最大高度。在該清潔位置中，擦拭刮片4的下邊緣然后與端板2的上邊緣齊平。通過擦拭器3—相應為擦拭刮片4—在端板2上的連續(xù)、單向的運動，端板2被清潔。依賴于傳感器的類型，一個或更多個窗口 5、在給定情形下還有膜或例如阻抗匹配層的適配層位于端板上，該端板也被清潔。此外，使擦拭器3執(zhí)行前后運動是一種選擇。在端板2上經(jīng)過后，擦拭器3落回到在外圍附加模塊7上的休止位置。除了用來控制擦拭器3運動的驅(qū)動裝置外，這還在彈簧元件11的輔助下發(fā)生，該彈簧元件11在其回程力的基礎上，將擦拭器3拉回并且導致擦拭器3迅速返回其休止位置。在跳過端板2的上邊緣和外圍附加模塊7的上邊緣之間的高度差時，將在擦拭器3上和擦拭刮片4上的沉積物和增積物刮落。在端板2上的銳利邊緣支持這一點。因此，完成了擦拭器3的一次回轉(zhuǎn)。檢測元件IOa和IOb檢測回轉(zhuǎn)的結(jié)束?？刂茊卧狪控制擦拭器3的回轉(zhuǎn)的數(shù)目、清潔的持續(xù)時間、運動方向和/或速度。因此，例如，在固定的時間量之后，擦拭器3改變其運動方向也是一種選擇。在圖I至圖4中所示的實施例中，這意味著從原先沿逆時針方向改變成現(xiàn)在沿順時針方向?；谕鈬郊幽K7和擦拭器3的幾何形狀，擦拭器3在反方向上移動直到其返回至休止位置，在該處這由檢測元件IOa和IOb檢測。清潔步驟由至少一個回轉(zhuǎn)組成；然而，可以根據(jù)期望設定為許多回轉(zhuǎn)或設定為一定量的時間。附圖標記列表I傳感器機身
2端板3擦拭器4擦拭刮片5光學窗口6光學測量設備7外圍附加模塊8傳動軸9驅(qū)動裝置10a，IOb 檢測元件
11彈簧元件12控制單元
權(quán)利要求
1.一種用于從傳感器機身(I)的端板(2)清潔沉積物和增積物的設備， 其中所述傳感器機身(I)被實施為用于容納測量設備，所述測量設備用于確定ー個或更多個物理和/或化學過程變量， 其中所述傳感器機身(I)被密封以防止液體的滲透，并且 其中，設置擦拭器(3 )，所述擦拭器(3 )具有擦拭刮片(4 )，用于清潔所述端板(2 )， 所述設備的特征在于 所述擦拭器(3)被布置作為外圍附加模塊(7)上的子組件， 其中所述擦拭器(3)和所述外圍附加模塊(7)的幾何形狀被實施為使得所述擦拭器(3)在回轉(zhuǎn)過程中的旋轉(zhuǎn)運動的情形下，從休止位置移動到清潔位置， 其中，在所述清潔位置，所述擦拭刮片(4)的下邊緣與所述端板(2)的上邊緣齊平，從 而所述擦拭器(3 )通過所述擦拭刮片(4 )和所述端板(2 )的接觸而清潔所述端板(2 )，并且然后所述擦拭器(3)返回至所述休止位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設備， 其中所述擦拭器(3)從所述休止位置與所述端板(2)的表面正交地移動到所述清潔位置，并且所述擦拭器(3)從所述清潔位置與所述端板(2)的表面正交地返回至所述休止位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設備， 其中，設置光學測量設備(6 )并且 其中至少一個光學窗ロ(5)布置在所述端板(2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的設備， 其中，設置馬達作為用于所述擦拭器(3)的旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動裝置(9)， 并且其中所述馬達經(jīng)由傳動軸(8)將其驅(qū)動カ傳遞至所述擦拭器(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的設備， 其中所述馬達單向地、因此沿順時針方向上或沿逆時針方向移動所述擦拭器(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的設備， 其中第一檢測元件(IOa)位于所述擦拭器(3)的底部的區(qū)域中并且相應的第二檢測元件(IOb)位于所述外圍附加模塊(7)的頂部的區(qū)域中， 所述第一和第二檢測元件(10a、IOb)被設置用于確定所述擦拭器(3)的位置和/或運動、特別是所述擦拭器(3)的回轉(zhuǎn)的數(shù)目。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或更多項所述的設備， 其中，設置控制単元(12)， 所述控制単元(12)確定和/或控制所述擦拭器(3)的回轉(zhuǎn)的數(shù)目、運動的持續(xù)時間、運動的方向和/或速度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或更多項所述的設備， 其中所述擦拭器(3)和所述外圍附加模塊(7)的幾何形狀被實施為使得所述擦拭器(3)在結(jié)束清潔后，自動返回至所述休止位置，或被強制返回至所述休止位置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或更多項所述的設備， 其中，彈簧元件(11)被布置在所述外圍附加模塊(7 )中，使得所述彈簧元件(11)將所述擦拭器(3)拉回至所述休止位置，或?qū)⑺霾潦闷?3)保持在所述休止位置。
10.根據(jù)在前述權(quán)利要求中的一項或更多項所述的設備， 其中所述端板(2)被布置成與所述傳感器機身的縱向軸線(LA)正交或被布置成與所述傳感器機身的縱向軸線(LA)呈不等于90°的角度。
11.根據(jù)在前述權(quán)利要求中的一項或更多項所述的設備， 其中所述外圍附加模塊(7)的幾何形狀以及所述外圍附加模塊(7)在所述傳感器機身(O上的布置——特別是所述外圍附加模塊(7)的上邊緣和所述端板(2)的上邊緣之間的高度差，即所述擦拭器(3)的高度一被實施為使得在清潔的情形下出現(xiàn)在所述擦拭器(3)上的沉積物和增積物隨著所述擦拭刮片(4)在返回所述休止位置時移過所述高度差而被刮除。
12.清潔傳感器機身(I)的端板的沉積物和增積物的方法， 其中所述傳感器機身(I)被實施為用于容納測量設備，所述測量設備用于確定一個或更多個物理和/或化學過程變量， 其中所述傳感器機身(I)被密封以防止液體的滲透，并且 其中，設置擦拭器(3 )，所述擦拭器(3 )設置有擦拭刮片(4 )，用于清潔所述端板(2 )， 所述方法的特征在于 被布置作為外圍附加模塊(7)上的子組件的所述擦拭器(3)在回轉(zhuǎn)過程中從休止位置移動到清潔位置， 其中，通過所述擦拭刮片(4)的接觸而清潔所述端板(2)，并且然后所述擦拭器(3)被移動回到所述休止位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法， 其中所述擦拭器(3)在力的作用下自動返回至所述休止位置和/或被保持在所述休止位置， 且其中驅(qū)動裝置(9)必須克服所述力從而將所述擦拭器(3)從所述休止位置移動到所述清潔位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從傳感器機身的端板清潔沉積物和增積物的設備和方法，其中傳感器機身(1)被實施為用于容納測量設備，該測量設備用于確定一個或更多個物理和/或化學過程變量，其中傳感器機身(1)被密封以防止液體的滲透。并且所述設備中設置擦拭器(3)，該擦拭器具有擦拭刮片(4)，用于清潔端板(2)，其特征在于擦拭器(3)被布置作為外圍附加模塊上的子組件，其中擦拭器(3)和外圍附加模塊的幾何形狀被實施為使得擦拭器(3)在回轉(zhuǎn)過程中的旋轉(zhuǎn)運動的情形下從休止位置移動到清潔位置，其中，在清潔位置中，擦拭刮片(4)的下邊緣與端板(2)的上邊緣齊平，從而擦拭器(3)通過擦拭刮片(4)和端板(2)的接觸而清潔端板(2)，并且然后擦拭器(2)返回至休止位置。
文檔編號B08B1/00GK102861727SQ201210230498
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者哈桑-厄茨康·卡拉格茨, 米夏埃爾·利特曼, 蒂洛·克拉齊穆爾 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾測量及調(diào)節(jié)技術(shù)分析儀表兩合公司