專利名稱：用于測(cè)量液體比重和高度的裝置的制作方法
用于測(cè)量液體比重和高度的裝置
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1. 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量液體的表面高度(surface level)和比重的裝置。
2. 背景才支術(shù)
不管是工業(yè)的，還是非工業(yè)的許多系統(tǒng)都利用液體。例如，水或主要 由水組成的液體通常用作冷卻劑。如使用在鉛酸電池中的酸和使用在除濕 系統(tǒng)或水收集系統(tǒng)中的液體干燥劑也是經(jīng)常使用的。根據(jù)系統(tǒng)的不同，重 要的是了解特定時(shí)間段的液體特征。
具體地說(shuō)，重要的是了解系統(tǒng)中可利用的液體的量。在液體置于具有 規(guī)則形狀和固定量的容器中時(shí)，確定存在的液體量的一種方法是測(cè)量液體 高度。液體的另一個(gè)重要的特征是其比重，比重表明構(gòu)成液體的組成材料 的濃度。
由于比重和液體高度彼此相關(guān)，所以一些用于測(cè)量液體的高度和比重 的系統(tǒng)只能夠測(cè)量比重的增大或減小或者液體高度的增大或減小。在常規(guī) 的系統(tǒng)中，當(dāng)液體高度或比重變化時(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)并隨后輸出表明這種變化 的單獨(dú)信號(hào)。這些系統(tǒng)不能夠確定所檢測(cè)到的變化是由于液體高度的變 化，還是由于比重的變化引起的，因此它們的應(yīng)用是受限的。這些系統(tǒng)只提供大致的信息，因而在許多應(yīng)用中可能是不夠的。這種系統(tǒng)只能夠表明 液體高度和比重中有一個(gè)發(fā)生了變化，或者兩個(gè)都發(fā)生了變化，但不能表 明是哪一個(gè)發(fā)生了變化。
一種將液體高度的測(cè)量和比重的測(cè)量結(jié)合起來(lái)的系統(tǒng)是1976年11月 30日授權(quán)的題目為"用于檢測(cè)液體的比重和液體高度的設(shè)備(Device for Detecting Specific Gravity and Liquid Level of a Liquid)"的美國(guó)專利US 3,994,175 (，175專利)。'175專利描述了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)液體 高度、比重，或兩者都降低到預(yù)定值之下時(shí)，產(chǎn)生電壓信號(hào)。當(dāng)這樣的情 況發(fā)生時(shí)，信號(hào)觸發(fā)表明這些參數(shù)之一或者兩個(gè)都已經(jīng)降低到臨界值之下 的警才良。雖然在，175專利中所描述的系統(tǒng)受到液體高度和比重的影響，但 是其不能夠表明這些值中的任一個(gè)獨(dú)立于其他值發(fā)生的變化。
常規(guī)系統(tǒng)的另 一個(gè)局限是它們不能夠在腐蝕性的環(huán)境中工作。包括金 屬材料的測(cè)量設(shè)備在諸如水管理系統(tǒng)的干燥劑，或電池中的酸的腐蝕性的 環(huán)境中，不能夠適當(dāng)?shù)毓ぷ骰蚋静荒芄ぷ?。最后，許多常規(guī)系統(tǒng)制造成 本高。這些系統(tǒng)通常需要兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備來(lái)測(cè)量液體高度和液體的比重。 這可能是昂貴的、麻煩的且要求對(duì)空間的低效利用。因此，期望具有一種 系統(tǒng)，其能夠利用單個(gè)的、集成的設(shè)備來(lái)獨(dú)立地測(cè)量并顯示液體高度和液 體比重的讀數(shù)。這種系統(tǒng)還需要能夠在腐蝕性的環(huán)境中良好地運(yùn)轉(zhuǎn)，且其 制造是有成本效益的。
發(fā)明概述
本發(fā)明提供了一種測(cè)量容器內(nèi)的液體的高度和比重的裝置。該裝置包 括用于感測(cè)液體的表面高度的第一傳感器設(shè)備和用于測(cè)量液體比重的第 二傳感器設(shè)備。第一傳感器設(shè)備包括獨(dú)立于其他傳感器來(lái)感測(cè)并輸出與液 體高度有關(guān)的至少一個(gè)信號(hào)的至少一個(gè)第一傳感器。第二傳感器設(shè)備包括 感測(cè)并輸出與液體的比重有關(guān)的至少一個(gè)信號(hào)且上述感測(cè)與輸出都獨(dú)立 于液體高度的至少一個(gè)第二傳感器。
第一傳感器設(shè)備還包括具有安裝到其上的第一傳感器的第一罩(sleeve )。第二傳感器設(shè)備還包括具有安裝到其上的第二傳感器的第二 罩。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，第一罩和第二罩分別包括圓筒(cylinder )。 至少一個(gè)罩被構(gòu)建成相對(duì)于另一個(gè)罩移動(dòng)以致動(dòng)第一或第二傳感器。第一
傳感器設(shè)備還包括第一罩、第二罩和被構(gòu)建成固定到容器的支撐體。第一 罩和第二罩中的至少一個(gè)被構(gòu)建成相對(duì)于另一個(gè)罩移動(dòng)以致動(dòng)第一傳感
器。在一個(gè)實(shí)施方案中，浮動(dòng)物被安裝到第二罩上，從而允許其相對(duì)于容 器內(nèi)的液體的高度移動(dòng)。第二罩的移動(dòng)影響表明液體高度的至少一個(gè)第一 傳感器的內(nèi)部通信。第一和第二傳感器分別沿著第一罩和第二罩的長(zhǎng)度安 裝，且可以包括下面中的至少一個(gè)光傳感器、超聲傳感器或電容傳感器。
在第一傳感器是光傳感器的各實(shí)施方案中，發(fā)光二極管通過(guò)發(fā)送由光 電晶體管接收的光信號(hào)來(lái)與光電晶體管進(jìn)行通信。當(dāng)?shù)诙衷诎l(fā)光二極管 和光電晶體管之間移動(dòng)時(shí)，第二罩阻止發(fā)光二極管與光電晶體管進(jìn)行通 信。接著，傳感器發(fā)送信號(hào)至控制器，表明光電晶體管是否接收到信號(hào)。 在第一傳感器是超聲傳感器的各實(shí)施方案中，超聲傳感器被安裝到第一罩 上且發(fā)送信號(hào)，該信號(hào)從第二罩反射并回到傳感器。接著，可以通過(guò)測(cè)量 信號(hào)回到傳感器所耗費(fèi)的時(shí)間的量來(lái)由傳感器確定液體的高度。當(dāng)液體的 表面高度已經(jīng)到達(dá)使第二罩抬升到阻隔超聲信號(hào)傳送的高度的高度時(shí)，超 聲信號(hào)將從第二罩反射并回到超聲傳感器，這樣耗費(fèi)的時(shí)間比若第二罩不 阻隔信號(hào)且信號(hào)傳輸?shù)降谝徽值南鄬?duì)的壁并回彈所;f毛費(fèi)的時(shí)間短。然后， 將此測(cè)量結(jié)果傳送至控制器。最后，在第一傳感器是電容傳感器的各實(shí)施 方案中，通過(guò)測(cè)量安裝到第一罩的導(dǎo)電板之間的電容的變化來(lái)確定液體的 高度。接著，將這些電容測(cè)量結(jié)果傳送至控制器以確定液體的高度。同樣 的原理可以適用于使用比重計(jì)來(lái)測(cè)量液體的比重，正如下面描述的。
在至少一個(gè)實(shí)施方案中，第二傳感器設(shè)備還包括比重計(jì)。第二罩和比 重計(jì)中的至少一個(gè)被構(gòu)建成相對(duì)于另一個(gè)移動(dòng)以致動(dòng)第二傳感器。比重計(jì) 具有固定的比重，且基于液體的比重而相對(duì)于第二罩在液體內(nèi)移動(dòng)。這影 響表明液體比重的至少一個(gè)第二傳感器的內(nèi)部通信。上述傳感器以類似的 方式使用在第二傳感器設(shè)備中。在此設(shè)備中，不是相對(duì)于第一罩和第二罩 來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而是相對(duì)于第二罩和比重計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，提供了 一種用于測(cè)量容器內(nèi)的液體的比重和 表面高度的裝置。該裝置包括具有第一傳感器的第一構(gòu)件。第二構(gòu)件與第 一構(gòu)件相關(guān)。第二構(gòu)件被支撐在液體的表面上，且包括第二傳感器。第二 構(gòu)件被構(gòu)建成隨著液體的表面高度的變化而相對(duì)于第一構(gòu)件移動(dòng)。第二構(gòu) 件影響第一傳感器，且由此當(dāng)?shù)诙?gòu)件相對(duì)于第一構(gòu)件位于預(yù)定的高度 時(shí)，允許第一傳感器來(lái)測(cè)量液體的表面高度。第三構(gòu)件與第二構(gòu)件相關(guān)。 第三構(gòu)件被液體支撐，且被構(gòu)建成隨著液體比重的變化而相對(duì)于第二構(gòu)件 移動(dòng)。第三構(gòu)件影響第二傳感器，且由此當(dāng)?shù)谌龢?gòu)件相對(duì)于第二構(gòu)件位于 預(yù)定的高度時(shí)，允許第二傳感器來(lái)測(cè)量液體的比重。
在至少一個(gè)實(shí)施方案中，提供了 一種用于控制流體內(nèi)的水含量的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有接納流體的入口和排出流體的出口的第一容器。液體 千燥劑放置在第一容器內(nèi)。還可以包括用于冷卻液體干燥劑的第一子系 統(tǒng)?？梢栽O(shè)置用于使液體干燥劑循環(huán)通過(guò)容器的第二子系統(tǒng)，使得液體干 燥劑接觸流體并從流體中提取水。該系統(tǒng)還包括用于獨(dú)立地測(cè)量容器內(nèi)的 液體千燥劑的比重和表面高度的裝置。該裝置包括具有第一傳感器的第一 構(gòu)件。第二構(gòu)件與第一構(gòu)件相關(guān)。第二構(gòu)件被支撐在液體干燥劑的表面上， 且具有第二傳感器。第二構(gòu)件被構(gòu)建成隨著液體千燥劑的表面高度的變化
而相對(duì)于第一構(gòu)件移動(dòng)。當(dāng)?shù)诙?gòu)件相對(duì)于第一構(gòu)件位于預(yù)定的高度時(shí)， 第二構(gòu)件影響第一傳感器。第三構(gòu)件與第二構(gòu)件相關(guān)。第三構(gòu)件;故液體干
燥劑支撐，且被構(gòu)建成隨著液體千燥劑的比重的變化而相對(duì)于第二構(gòu)件移 動(dòng)。當(dāng)?shù)谌龢?gòu)件相對(duì)于第二構(gòu)件位于預(yù)定的高度時(shí)，第三構(gòu)件影響第二傳 感器。
本發(fā)明的各實(shí)施方案相比常規(guī)的液體高度和比重傳感器提供了諸多 優(yōu)勢(shì)?？梢栽诩傻脑O(shè)備中獨(dú)立地測(cè)量液體的高度和比重。而且，本發(fā)明 的各實(shí)施方案允許在腐蝕性的環(huán)境中，如在水管理系統(tǒng)中的或電池中的干 燥劑中更好地發(fā)揮作用，這是因?yàn)樵撛O(shè)備幾乎可以完全由塑料來(lái)構(gòu)建。最 后，本發(fā)明的各實(shí)施方案可以節(jié)約制造成本。
附圖簡(jiǎn)述
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圖1是根據(jù)本發(fā)明闡釋的用于測(cè)量容器內(nèi)的液體表面高度和比重的裝
置的實(shí)施方案的示意圖；以及
圖2是闡釋了用于控制液體內(nèi)的水含量的系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括 用于收集水和提取水的子系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用了圖l所示的測(cè)量裝置。
優(yōu)選實(shí)施方式的具體描述
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于測(cè)量容器14內(nèi)的液體12 的高度和比重的測(cè)量裝置10。測(cè)量裝置10包括第一傳感器設(shè)備16和第二 傳感器設(shè)備18，正如下面更充分地解釋的，第一和第二傳感器設(shè)備由多個(gè) 部件形成。測(cè)量容器14內(nèi)的液體12的表面21的第一傳感器設(shè)備16包括 第一傳感器20、支撐體22、第一罩24和第二罩26。在圖1中以側(cè)視圖顯 示的第一罩和第二罩在此實(shí)施方案中通常是圓柱形的且具有縱軸。在其他 實(shí)施方案中，第一罩和第二罩可以具有其他形狀和構(gòu)型。第一傳感器20 沿著第一罩24的內(nèi)部長(zhǎng)度安裝，且被構(gòu)建成獨(dú)立地發(fā)送各自的第一信號(hào) 32以測(cè)量容器14內(nèi)的液體12的高度。隨后將所測(cè)得的高度發(fā)送至可以用 于控制容器14內(nèi)的液體12的高度的控制器(未顯示)。在圖1所示的實(shí) 施方案中，支撐體22被固定到容器14的內(nèi)壁28。支撐體22還沿著第二 罩26的長(zhǎng)度固定，并維持內(nèi)壁28與第一罩24之間的距離。雖然圖l所 闡釋的包括兩個(gè)支撐體22，但是應(yīng)理解支撐體22的位置、數(shù)目和尺寸在 不同的實(shí)施方案中可以是不同的。
第二罩26的直徑通常小于第一罩24的直徑，第二罩26位于第一罩 24內(nèi)。雖然并未固定到第一罩24，但是第二罩26被調(diào)整成使得第二罩26 可以隨著容器14內(nèi)的液體高度的升高或降低，而在第一罩24內(nèi)向上和向 下移動(dòng)。浮動(dòng)物34安裝到第二罩26。當(dāng)液體高度升高和降低時(shí)，浮動(dòng)物 34相對(duì)于液體12的表面向上和向下移動(dòng)。因此，由于浮動(dòng)物34連4妻到第 二罩26,所以第二罩26也根據(jù)液體12的高度移動(dòng)。
當(dāng)?shù)诙?6向上和向下移動(dòng)時(shí)，其影響第一傳感器20中的至少一個(gè) 的內(nèi)部通信。在圖1所示的實(shí)施方案中，第一傳感器20是光傳感器，每
10一個(gè)光傳感器包括發(fā)光二極管(LED )36，其與相應(yīng)的光電晶體管38相對(duì) 設(shè)置。當(dāng)?shù)诙?6根據(jù)液體12的高度向上和向下移動(dòng)時(shí)，第二罩26阻 止或允許發(fā)光二極管36的其中一個(gè)與其各自的光電晶體管38之間進(jìn)行通 信。當(dāng)?shù)诙?6位于發(fā)光二極管36與光電晶體管38之間時(shí)，通信中斷， 由此影響第一信號(hào)32。當(dāng)沿著第一罩24的長(zhǎng)度設(shè)置有多于一個(gè)的第一傳 感器20時(shí)，可以測(cè)量液體12的不同液體高度。在只有一個(gè)第一傳感器20 的各實(shí)施方案中，只可以測(cè)量一個(gè)高度，在一些應(yīng)用中可能總共就需要一 個(gè)高度。雖然在上面將光傳感器描述為連接至第一罩24，但是也可以使用 其他類型的傳感器。這種其他的示例包括超聲傳感器和電容傳感器。移動(dòng) 浮動(dòng)的罩26，就會(huì)致動(dòng)每一個(gè)不同類型的傳感器。精確地測(cè)量液體高度至 少部分依賴于沿著第一罩24的長(zhǎng)度所設(shè)置的傳感器的數(shù)目。
在第一傳感器20是超聲傳感器的各實(shí)施方案中，安裝到第一罩24的 超聲傳感器發(fā)送信號(hào)，該信號(hào)從第二罩26反射并回到第一傳感器20。因 為超聲傳感器將利用第二罩26作為反射體，所以它們可以只安裝到第一 罩24的一側(cè)上，類似于沒有相應(yīng)的光電晶體管38的LED36。接著，可以 通過(guò)測(cè)量信號(hào)回到第一傳感器20所耗費(fèi)的時(shí)間的量來(lái)由第一傳感器20測(cè) 得液體的高度。然后，將此測(cè)量結(jié)果傳送至控制器以確定液體的高度。在 第一傳感器20是電容傳感器的各實(shí)施方案中，通過(guò)測(cè)量安裝到第一罩24 上的導(dǎo)電板之間的電容的變化來(lái)確定液體的高度，且可以按類似于LED36 和它們相應(yīng)的光電晶體管38的方式設(shè)置導(dǎo)電板。接著，將這些電容測(cè)量 結(jié)果傳送至控制器以確定液體的高度。同樣的原理可以適用于測(cè)量液體的 比重。
圖1還顯示了第二傳感器設(shè)備18，其包括第二傳感器42、第二罩26 和比重計(jì)44。第二傳感器42發(fā)送各自的第二信號(hào)40來(lái)確定液體12的比 重。第二傳感器42沿著第二罩26的內(nèi)部長(zhǎng)度安裝。比重計(jì)44的直徑小 于第二罩26的直徑，比重計(jì)44設(shè)置在第二罩26內(nèi)。比重計(jì)44能夠隨著 液體12的比重和高度的增大和減小而自由移動(dòng)。
與浮動(dòng)物34連接的第二罩26隨著液體12的高度的升高和降低而向 上和向下移動(dòng)。因此，與第一傳感器設(shè)備16中的連接到固定式第一罩24的第一傳感器20不同，第二傳感器42隨著液體高度的升高或降低與第二 罩26—起移動(dòng)。在圖l所示的實(shí)施方案中，第二傳感器42是光傳感器， 每一個(gè)具有與光電晶體管47相對(duì)設(shè)置的發(fā)光二極管45。當(dāng)容器14內(nèi)的液 體12的比重增大和減小時(shí)，比重計(jì)44相應(yīng)地移動(dòng)。當(dāng)液體12的比重增 大時(shí)，比重計(jì)44將抬升，由此阻止第二傳感器42中的至少一個(gè)進(jìn)行通信。 相反，當(dāng)液體12的比重減小時(shí)，比重計(jì)44下落，由此允許至少一些發(fā)光 二極管45與它們各自的光電晶體管47之間進(jìn)行通信。雖然在上面將光傳 感器描述為固定到第二罩26上，但是還可以使用其他類型的傳感器。這 種其他的示例包括超聲傳感器和電容傳感器?？梢园凑张c上述測(cè)量液體高 度相同的方式來(lái)操作這些可選擇的傳感器，不同在于第二罩26和比重計(jì) 44之間進(jìn)行通信。
當(dāng)沿著第二罩26的長(zhǎng)度設(shè)置有多于一個(gè)的第二傳感器42時(shí)，可以測(cè) 量液體12的不同比重值下的比重。當(dāng)只存在一個(gè)第二傳感器42時(shí)，其只 可以測(cè)量比重是否在單個(gè)的第二傳感器42的水平之上或之下。精確地測(cè) 量比重至少部分依賴于沿著第二罩26的長(zhǎng)度所設(shè)置的傳感器的數(shù)目。
測(cè)量裝置10的大多數(shù)結(jié)構(gòu)可以使用諸如塑料的輕質(zhì)、廉價(jià)的材料制 造。支撐體22、第一罩24、第二罩26和浮動(dòng)物34都可以使用塑料構(gòu)建。 雖然塑料是用于構(gòu)建這些元件的優(yōu)選材料，但是本質(zhì)上它們并不是唯一 的。適合用于制造這些元件的其他材料包括，但不限于，不銹鋼和鋁。另 外，雖然比重計(jì)44可以由玻璃制造，但是其可以由其他任何合適的材料 或多種材料制造。在比重計(jì)44由透明材料制造的各實(shí)施方案中，比重計(jì) 44的至少一部分可以通過(guò)使用標(biāo)志或其他合適的方式被制成不透明的，合 適的方式如比重計(jì)44上的不透明部分49。當(dāng)使用光傳感器時(shí)，可能需要 這種不透明性。
圖2顯示了與用于控制流體內(nèi)的水含量的系統(tǒng)50 —起使用的測(cè)量裝 置10。具體地說(shuō)，系統(tǒng)50被構(gòu)建成控制空氣中的水含量-或者從空氣中 收集水用以存儲(chǔ)和隨后的使用，或者控制空氣的濕度。雖然此處呈現(xiàn)的實(shí) 施例利用環(huán)境空氣作為控制水含量的流體，但是系統(tǒng)50還能夠控制其他 流體的水含量。系統(tǒng)50包括第一室或收集室52以及第二室或再生室54。收集室52包括允許第一空氣流59流經(jīng)收集室52的入口 56和出口 58。當(dāng) 空氣流經(jīng)收集室52時(shí)，其接觸千燥劑60，在圖2所示的實(shí)施方案中，干 燥劑60經(jīng)由導(dǎo)管62噴射入室52中。當(dāng)空氣移動(dòng)穿過(guò)收集室52時(shí)，冷凝出汽化的水，并用干燥劑60將其 收集在室52底部部分中的收集室的池(collection chamber sump ) 64中。 干燥劑60因吸附或吸收來(lái)自空氣中的水而被稀釋。雖然圖2中顯示的干 燥劑60都是液體，但是系統(tǒng)50設(shè)想使用雙相千燥劑-如固體和液體。測(cè) 量設(shè)備10用于測(cè)量收集室52和再生室54內(nèi)的干燥劑的高度和比重。在收集室52內(nèi)是基體材料63。基體材料63可以是海綿或有效促進(jìn)干 燥劑60與流經(jīng)收集室52的空氣之間進(jìn)行接觸的其他介質(zhì)或多種介質(zhì)。干 燥劑60被泵66泵送入導(dǎo)管62。在干燥劑60被引入到收集室52中之前， 泵66將千燥劑60泵送通過(guò)第一換熱器68。通過(guò)冷卻千燥劑60，提高了 千燥劑60從第一空氣流59中除去水的能力。諸如致冷劑的流體經(jīng)由導(dǎo)管 70、 72穿過(guò)第一換熱器68。在第一換熱器68中將干燥劑60冷卻至低于 第一空氣流59的溫度。這樣，當(dāng)空氣流59穿過(guò)收集室52時(shí)被冷卻。再生室54也包括促進(jìn)第二空氣流78移入和移出再生室54的入口 74 和出口76。與收集室52—樣，再生室54也包括用于將干燥劑60經(jīng)由導(dǎo) 管72泵送入再生室54的泵80。干燥劑60被噴射入再生室54中以接觸基 體84,基體84類似于基體63，可以是海綿或其他介質(zhì)或多種介質(zhì)。在兩個(gè)室52、 54之間的是與測(cè)量裝置10相通且可以包括電子閥的流 量控制器86，電子閥是可操作的以允許來(lái)自收集室52的含水的干燥劑與 再生室54內(nèi)的干燥劑60混合，且反之亦然。當(dāng)收集室52內(nèi)的干燥劑60 吸收來(lái)自空氣中的水時(shí)，干燥劑60的液體高度升高，而千燥劑的比重降 低。當(dāng)干燥劑60內(nèi)的水的濃度增大時(shí)，干燥劑60吸收額外的水的能力變 弱。為了使收集室內(nèi)的干燥劑60的吸水能力保持最佳，將測(cè)量裝置10安 裝到收集室52以監(jiān)測(cè)干燥劑的液體高度和比重。當(dāng)液體高度升高到期望 的高度之上時(shí)，或當(dāng)干燥劑60的比重降低到期望值之下時(shí)，可以開啟流 量控制器86，并使來(lái)自再生室54的一些濃度更高的干燥劑與來(lái)自收集室 52的千燥劑進(jìn)行交換。因此，收集室52內(nèi)的千燥劑更易于能夠吸收來(lái)自13濕空氣中的水，而再生室54內(nèi)的千燥劑更易于能夠從千燥劑中釋放水，
此水可以用于飲用或其他用途。
離開再生室54的溫暖的、潮濕的空氣78可以被引入到系統(tǒng)換熱器或 蒸發(fā)器88中。蒸發(fā)器88包括接觸面90，接觸面90造成水92冷凝出濕空 氣流78。水92可以被收集在存儲(chǔ)罐94中用于日后使用。
蒸發(fā)器88是致冷子系統(tǒng)96的一部分，該致冷子系統(tǒng)96包括第一換 熱器68和第二換熱器98。第一換熱器68和第二換熱器98分別用作致冷 子系統(tǒng)96內(nèi)的蒸發(fā)器和冷凝器。致冷劑由壓縮機(jī)100泵送通過(guò)致冷子系 統(tǒng)96，同時(shí)在致冷劑到達(dá)各自的蒸發(fā)器68、 88之前，節(jié)流設(shè)備102、 104 促進(jìn)了致冷劑的膨脹。
為了選擇性地控制通過(guò)蒸發(fā)器68、 88的致冷劑的流量，使用了控制 閥106?？刂崎y106與至少部分設(shè)置在蒸發(fā)器88內(nèi)的傳感器108相通。傳 感器108被構(gòu)建成在第二空氣流78收集再生室54內(nèi)的水之后，感測(cè)第二 空氣流78的參數(shù)。例如，傳感器108可以是濕度計(jì)或能夠測(cè)量空氣流78 的濕度的其他設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)50用作除濕器時(shí)，這是方便的?？蛇x擇地， 傳感器108可以是^皮構(gòu)建成感測(cè)空氣流78的溫度的溫度傳感器，當(dāng)系統(tǒng) 50用于產(chǎn)生水時(shí)，這是方便的。在任一種情形中，傳感器108可以輸出與 感測(cè)到的控制閥106的參數(shù)相關(guān)的信號(hào)。
如圖2所示，傳感器108被構(gòu)建成感測(cè)蒸發(fā)器88內(nèi)的空氣流78的溫 度。當(dāng)開啟閥106時(shí)，由此允許致冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器88，蒸發(fā)器88冷卻空 氣流78。傳感器108被構(gòu)建成使得當(dāng)感測(cè)到的溫度降至預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)時(shí)， 傳感器108發(fā)送關(guān)閉閥106的信號(hào)。這阻止了流經(jīng)蒸發(fā)器88的致冷劑， 并增大了流經(jīng)其他蒸發(fā)器或第一換熱器68的致冷劑的量。這樣，減小了 蒸發(fā)器88的熱吸收容量，而增大了蒸發(fā)器68的熱吸收容量。進(jìn)入收集室 52的干燥劑60的增強(qiáng)的冷卻導(dǎo)致從第一空氣流59中吸收更多的水，且由 此增大了干燥劑60的蒸氣壓。
第二測(cè)量裝置IO，作為設(shè)置在收集室52內(nèi)的測(cè)量裝置10的可替代物 或與其相結(jié)合，可以被安裝在再生室54內(nèi)以監(jiān)測(cè)其內(nèi)的干燥劑高度和比 重。如圖2所示，測(cè)量裝置10，也與流量控制器86相通。在此方案中，如
14果干燥劑液體高度降低到閾值點(diǎn)之下，或比重增大到期望值之上，則可以
開啟流量控制器86,使得再生室54內(nèi)具有較低水含量的干燥劑60與收集 室52內(nèi)具有較高水含量的干燥劑60可以換罐。這樣，收集室52內(nèi)的千 燥劑又可以更易于吸收水，而再生室54內(nèi)的飽和的千燥劑60可以更易于 將水釋》文入空氣流78中。
雖然已經(jīng)闡釋并描述了本發(fā)明，但是并不期望這些實(shí)施方案闡釋并描 迷了本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說(shuō)明書中所采用的詞匯是描述性的 詞匯，而不是限制性的，且應(yīng)理解可以進(jìn)行各種變化而并不偏離本發(fā)明的 才青一申和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于獨(dú)立地測(cè)量容器內(nèi)的液體的比重和表面高度的裝置，所述裝置包括第一構(gòu)件，其具有第一傳感器；第二構(gòu)件，其與所述第一構(gòu)件相關(guān)，所述第二構(gòu)件被支撐在所述液體的表面上，且具有第二傳感器，所述第二構(gòu)件被構(gòu)建成隨著所述液體的表面高度的變化而相對(duì)于所述第一構(gòu)件移動(dòng)，當(dāng)所述第二構(gòu)件相對(duì)于所述第一構(gòu)件位于預(yù)定的高度時(shí)，所述第二構(gòu)件影響所述第一傳感器；以及第三構(gòu)件，其與所述第二構(gòu)件相關(guān)，所述第三構(gòu)件被所述液體支撐，且被構(gòu)建成隨著所述液體的比重的變化而相對(duì)于所述第二構(gòu)件移動(dòng)，當(dāng)所述第三構(gòu)件相對(duì)于所述第二構(gòu)件位于預(yù)定的高度時(shí)，所述第三構(gòu)件影響所述第二傳感器。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一構(gòu)件被構(gòu)建成接納所述第二構(gòu)件，而所述第二構(gòu)件被構(gòu)建成相對(duì)于所述第一構(gòu)件滑動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所迷第二構(gòu)件被構(gòu)建成接納所述第 三構(gòu)件，而所述第三構(gòu)件被構(gòu)建成相對(duì)于所述第二構(gòu)件滑動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的 每一個(gè)都包括各自的罩。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一構(gòu)件包括多個(gè)所述第一傳 感器，所述第 一傳感器中的每一個(gè)被設(shè)置在沿著所述第 一構(gòu)件的長(zhǎng)度的不 同位置處。
6. 如權(quán)利要求1所迷的裝置，其中所述第二構(gòu)件包括多個(gè)所述第二傳 感器，所述第二傳感器中的每一個(gè)被設(shè)置在沿著所述第二構(gòu)件的長(zhǎng)度的不 同位置處。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一構(gòu)件包括多個(gè)所述第一傳 感器，所述第 一傳感器中的每一個(gè)被設(shè)置在沿著所述第 一構(gòu)件的長(zhǎng)度的不 同位置處。
8. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述第二構(gòu)件包括浮動(dòng)設(shè)備。
9. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第三構(gòu)件部分設(shè)置在所述液體 內(nèi)且部分設(shè)置在所述液體的表面之上。
10. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第三構(gòu)件具有大體恒定的比 重，使得所述第三構(gòu)件在液體內(nèi)的豎直位置由流體的比重來(lái)確定，且所述 第三構(gòu)件的豎直位置的變化與流體比重的變化相應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一傳感器是光傳感器、超 聲傳感器、電容傳感器或浮動(dòng)電極傳感器中的至少一個(gè)。
12. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二傳感器是光傳感器、超 聲傳感器、電容傳感器或浮動(dòng)電極傳感器中的至少一個(gè)。
13. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一構(gòu)件被安裝到容器上， 且基本上與所述容器固定在一起。
14. 一種用于控制流體內(nèi)的水含量的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 第一容器，其具有接納流體的入口和排出流體的出口 ； 液體干燥劑，其被放置在所述第一容器內(nèi)； 第一子系統(tǒng)，其用于冷卻所述液體干燥劑；第二子系統(tǒng)，其用于使所述液體千燥劑循環(huán)通過(guò)所述容器，使得所述 液體干燥劑接觸所述流體并從所述流體中提取水；以及測(cè)量裝置，其用于獨(dú)立地測(cè)量所述容器內(nèi)的所述液體干燥劑的比重和 表面高度，所述裝置具有第一構(gòu)件，其具有第一傳感器；第二構(gòu)件，其與所述第一構(gòu)件相關(guān)，所述第二構(gòu)件被支撐在所述液體千燥劑的表面上，且具有第二傳感器，所述第二構(gòu)件被構(gòu)建成隨著所 述液體干燥劑的表面高度的變化而相對(duì)于所述第一構(gòu)件移動(dòng)，當(dāng)所述第二 構(gòu)件相對(duì)于所述第一構(gòu)件位于預(yù)定的高度時(shí)，所述第二構(gòu)件影響所述第一傳感器；以及第三構(gòu)件，其與所述第二構(gòu)件相關(guān)，所述第三構(gòu)件被所迷液體千 燥劑支撐，且被構(gòu)建成隨著所述液體干燥劑的比重的變化而相對(duì)于所述第 二構(gòu)件移動(dòng)，當(dāng)所述第三構(gòu)件相對(duì)于所述第二構(gòu)件位于預(yù)定的高度時(shí)，所 述第三構(gòu)件影響所述第二傳感器。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其還包括第二容器，其與所述第一容器流體相通，所述第二容器具有接納流體 的入口和排出所述流體的出口 ；液體干燥劑，其被放置在所述第二容器內(nèi)；第三子系統(tǒng)，其用于使所述液體干燥劑循環(huán)通過(guò)所述第二容器，使得 所述流體接觸所述液體干燥劑并從所述液體干燥劑中提取水；控制器，其與所述裝置相通，所述控制器根據(jù)感測(cè)到的所述液體千燥 劑的表面高度和感測(cè)到的所述液體干燥劑的比重來(lái)控制所述第 一容器和 所述第二容器之間的液體千燥劑的流量；以及蒸發(fā)器，其用于在所述流體已經(jīng)接觸所述液體千燥劑且已經(jīng)從所述第 二容器被排出之后，將水提取出所述流體。
16. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一構(gòu)件設(shè)置在所述容器 內(nèi)，所述第二構(gòu)件被構(gòu)建成相對(duì)于所述第一構(gòu)件豎直移動(dòng)，且所述第三構(gòu) 件被構(gòu)建成相對(duì)于所述第二構(gòu)件豎直移動(dòng)。
17. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一構(gòu)件包括被構(gòu)建成接納 所述第二構(gòu)件的罩，且所述第二構(gòu)件包括被構(gòu)建成接納所述第三構(gòu)件的罩。
18. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一構(gòu)件包括沿著所述第一構(gòu)件的縱軸間隔開的多個(gè)所述第 一傳感器，且所述第二構(gòu)件包括沿著所述 第二構(gòu)件的縱軸間隔開的多個(gè)所述第二傳感器，所迷第一構(gòu)件被構(gòu)建成通 過(guò)檢測(cè)哪一個(gè)所述第一傳感器受到所述第二構(gòu)件的影響來(lái)確定所述液體 的表面高度，且所述第二構(gòu)件被構(gòu)建成通過(guò)檢測(cè)哪一個(gè)所述第二傳感器受 到所述第三構(gòu)件的影響來(lái)確定所述液體的比重。
全文摘要
一種用于測(cè)量容器內(nèi)的液體高度和比重的裝置包括用于感測(cè)容器內(nèi)的液體高度的第一傳感器設(shè)備和用于感測(cè)液體比重的第二傳感器設(shè)備。第一傳感器設(shè)備測(cè)量，然后獨(dú)立地輸出與容器內(nèi)的液體高度有關(guān)的至少一個(gè)信號(hào)。第二傳感器設(shè)備測(cè)量，然后獨(dú)立地輸出與容器內(nèi)的液體比重有關(guān)的至少一個(gè)信號(hào)，由此提供一種測(cè)量液體的這兩個(gè)參數(shù)的集成的裝置。
文檔編號(hào)G01F23/30GK101506627SQ200780031279
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
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