粉末流檢測(cè)的制作方法
【專利摘要】一種用于沿著粉末流路徑檢測(cè)粉末流的設(shè)備，包括光源和光檢測(cè)器，光檢測(cè)器用于當(dāng)粉末流通過所述粉末流路徑時(shí)檢測(cè)來自光源的被引導(dǎo)橫過粉末流路徑的光。電路接收來自光檢測(cè)器的輸出并且確定被光檢測(cè)器接收的信號(hào)的平均值或RMS。電路能夠確定是否存在粉末流動(dòng)或無流動(dòng)，或者是否存在粉末流量的變化。優(yōu)選地，設(shè)備與密相粉末泵組合地使用，密相粉末泵使粉末從泵出口以脈動(dòng)方式流入粉末流路徑內(nèi)。更優(yōu)選地，光源和光檢測(cè)器被包封在被連接在泵出口和粉末供料軟管之間的殼體內(nèi)，粉末供料軟管將粉末供應(yīng)到噴槍或料斗。
【專利說明】粉末流檢測(cè)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)通常涉及檢測(cè)粉末涂料是否正在流動(dòng)通過管道。更具體地，本申請(qǐng)涉及檢測(cè)粉末涂料流動(dòng)的流動(dòng)/無流動(dòng)情形，并且可選地涉及檢測(cè)流量的變化。
【背景技術(shù)】
[0002]通常利用已知的噴涂技術(shù)將粉末涂料涂覆到物體或工件上。如眾所周知的，這些技術(shù)可以包括靜電的和非靜電的過程。而且，如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的，一些粉末涂料涂覆系統(tǒng)將粉末涂料以稀相或者替代地以密相方式輸送到噴槍或其它涂覆裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本文公開的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明的一個(gè)方面，粉末涂料流檢測(cè)概念利用光能來檢測(cè)管狀部件內(nèi)存在或不存在粉末流。傳輸通過管狀部件的光的強(qiáng)度與是否存在粉末涂料相關(guān)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，電路接收與穿過管狀部件的光的強(qiáng)度相關(guān)的信號(hào)，并且確定是否存在粉末流。在一個(gè)更具體的實(shí)施例中，光檢測(cè)器產(chǎn)生響應(yīng)于穿過管狀部件的光的強(qiáng)度的輸出，并且電路確定該輸出的平均值。該電路能夠隨后基于該平均信號(hào)來確定是否存在粉末流。
[0004]在本文公開的一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的另一個(gè)方面，該電路確定穿過管狀部件的光強(qiáng)的平均值，并且從該平均值中確定流經(jīng)管狀部件的粉末的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，該特征可以是對(duì)流動(dòng)/無流動(dòng)的確定。在一個(gè)替代的實(shí)施例中，該特征可以是流量是否已改變。
[0005]在各種實(shí)施例中，平均值計(jì)算可以例如是RMS計(jì)算，或者是所需的其它計(jì)算。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，光源和檢測(cè)器被包封在殼體內(nèi)，該殼體被連接到在泵出口和粉末供料軟管之間的泵出口處，其中，粉末供料軟管將粉末供應(yīng)至粉末料斗或噴槍。
[0007]從下文中的以下詳細(xì)描述和附圖中將很容易理解和意識(shí)到一個(gè)或多個(gè)發(fā)明的這些和其它方面以及優(yōu)勢(shì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為利用了本文公開的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明的實(shí)施例的粉末涂料涂覆系統(tǒng)的方框示意圖；
[0009]圖2為圖1的感測(cè)功能的實(shí)施例的放大圖；
[0010]圖2A為圖2的感測(cè)功能的替代實(shí)施例，以剖視圖示出了圖2的側(cè)視圖；
[0011]圖3為圖1的響應(yīng)功能的實(shí)施例；
[0012]圖4A-4E例示了對(duì)于不同的粉末流情形的來自光檢測(cè)器的示范性的輸出信號(hào)，為容易理解，以簡(jiǎn)化的方式示出了單個(gè)波形；
[0013]圖5為本文公開的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明的實(shí)施例的密相泵的正視圖；
[0014]圖6為沿著圖5的線6-6截取的圖5的縱向橫截面；以及
[0015]圖7為圖6旋轉(zhuǎn)90度的縱向橫截面?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]盡管在本文中描述了示范性的實(shí)施例，并且在上下文中呈現(xiàn)了部件和零件以及功能的特定實(shí)例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易意識(shí)到對(duì)于特定的應(yīng)用，當(dāng)需要時(shí)，可以使用許多不同類型的設(shè)計(jì)和替代配置。例如，可以使用許多不同的粉末泵設(shè)計(jì)，并且對(duì)于與粉末泵的出口流體連通并且包含粉末流的管狀部件的材料和形狀、安裝和功能，可以有許多不同的選擇。我們互換地使用術(shù)語“管狀部件”和“管道”，來指任何包含粉末流的導(dǎo)管或通道。盡管示范性的實(shí)施例提到普通的柔性圓柱形的管道系統(tǒng)，但這不是必需的，并且管道或管道系統(tǒng)可以采用任何適合的幾何結(jié)構(gòu)和特征，而且可以包括任何粉末流通過的通道(例如，可以使用具有粉末行進(jìn)通過的內(nèi)部通道的阻擋件或其它結(jié)構(gòu))。關(guān)注的一個(gè)特征是管道或通道包括至少一個(gè)部分，該部分能夠容許電磁能量通過限定管道的感測(cè)部分的壁。我們利用術(shù)語“感測(cè)功能”指檢測(cè)粉末流的特征的布置或結(jié)構(gòu)。在示范性的實(shí)施例中，感測(cè)功能能夠以電磁能量的檢測(cè)器和光源的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不局限于電磁能量的任何特定頻率或波長(zhǎng)，僅關(guān)注的特征為選取的電磁能量包括能夠穿過管道或通道壁并且被適當(dāng)?shù)墓鈾z測(cè)裝置檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。因此在本文中，也將電磁能量一般地稱為光能，而與選取的波長(zhǎng)或多個(gè)波長(zhǎng)無關(guān)。管道或通道壁對(duì)于選取的電磁能量不需要是完全透明的，而是優(yōu)選足夠透明的，使得穿過管道或通道壁的光的光強(qiáng)能夠與粉末是否正在流動(dòng)通過通道或管道相關(guān)，并且在一些實(shí)施例中與流量是否已改變相關(guān)。本發(fā)明不被限制到任何特定的噴涂技術(shù)，并且可以和電暈、摩擦靜電的和非靜電的噴涂技術(shù)一起使用。本發(fā)明也可以和許多不同類型的噴槍或其它粉末涂料涂敷裝置一起使用，包括手動(dòng)噴槍和自動(dòng)噴槍?？梢詾楸?、噴槍和其它系統(tǒng)部件使用許多不同的控制系統(tǒng)。除非另外指明，各種公開的部件的尺寸、材料、布局和結(jié)構(gòu)方面屬于設(shè)計(jì)選項(xiàng)。粉末涂料涂覆系統(tǒng)可以利用寬范圍的各種系統(tǒng)零件，包括用于供應(yīng)粉末涂料的供料中心、嗔槍、用于嗔漆樹的電子控制系統(tǒng)、嗔槍、槍控制系統(tǒng)、槍車、往復(fù)機(jī)構(gòu)、振蕩器等、高架傳送系統(tǒng)以及粉末過度噴涂恢復(fù)系統(tǒng)。
[0017]在示范性的實(shí)施例中，我們確定了由光檢測(cè)器產(chǎn)生的時(shí)間變量模擬信號(hào)波形的平均值，例如RMS (均方根)值。因此認(rèn)為本文中的術(shù)語“平均值”包括但不局限于RMS計(jì)算。當(dāng)需要時(shí)，可以替代地進(jìn)行其它的數(shù)學(xué)計(jì)算，以表示波形的一個(gè)或多個(gè)特征。例如，波形能夠在頻域中被數(shù)字化和分析。關(guān)注的特征是分析光檢測(cè)器輸出波形，以便能夠識(shí)別被測(cè)光強(qiáng)中的變化，以確定粉末是否正在管狀部件的感測(cè)部分中流動(dòng)，或者在另一個(gè)實(shí)施例中，識(shí)別被測(cè)光強(qiáng)的變化以確定流量是否已改變。因?yàn)樵谑痉缎缘膶?shí)施例中，光檢測(cè)器輸出是時(shí)間變量電壓信號(hào)，因此利用諸如RMS值的平均值是方便的，但這種識(shí)別光強(qiáng)中的變化的方法不是必需的。本發(fā)明也不局限于利用產(chǎn)生模擬電壓輸出的光檢測(cè)器，而是當(dāng)需要時(shí)或者可方便利用時(shí)，可以使用其它檢測(cè)器，電路中的適當(dāng)變化用于處理輸出信號(hào)。
[0018]本發(fā)明同樣不局限于使用任何特定類型的粉末涂料，并且因此我們?cè)诒疚闹幸话闾岬椒勰r(shí)，我們意圖包括任何干燥的特定材料以及在特定的示范性實(shí)施例中包括粉末涂料。而且，粉末可以以稀相或密相方式使用，并且也可以以連續(xù)流動(dòng)或脈動(dòng)流動(dòng)的方式輸送。
[0019]盡管在本文中可能將本發(fā)明的各種發(fā)明方面、概念和特征描述并且解釋為在示范性的實(shí)施例中以組合具體體現(xiàn)，但在許多替代的實(shí)施例中可以單獨(dú)地或者以其各種組合和子組合的方式使用這些各種方面、概念和特征。除非在本文中清楚地被排除，希望所有的這些組合和子組合處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。更進(jìn)一步地，盡管在本文中可能描述了關(guān)于本發(fā)明的各種方面、概念和特征一諸如替代的材料、結(jié)構(gòu)、配置、方法、電路、裝置和部件以及關(guān)于形狀、安裝和功能等的替代物的各種替代一的實(shí)施例，但這些描述并非希望是不論當(dāng)前已知的還是以后發(fā)展的可利用的替代實(shí)施例的全部的或窮舉的列表。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易將一個(gè)或多個(gè)發(fā)明方面、概念或特征納入另外的實(shí)施例中，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)加以利用，即使在本文中沒有清楚地公開這些實(shí)施例。另外，即使本發(fā)明的一些特征、概念或方面在本文中可能被描述為一種優(yōu)選的布置或方法，但這些描述不是希望暗示這種特征是必需的或必要的，除非專門這樣指明。更進(jìn)一步地，可以包括示范性的或代表性的值和范圍以有助于理解本發(fā)明，然而，這些值和范圍并非被解釋為限制，并且希望是臨界值或范圍，除非這樣特別指明。而且，盡管在本文中各種方面、特征和概念可能被表述上識(shí)別為創(chuàng)造性的或發(fā)明的組成部分，但不希望這種識(shí)別是排外的，而是可以具有在本文中被充分地描述的、而未被特別識(shí)別為這樣的或者作為特定發(fā)明的部分的發(fā)明的方面、概念和特征，相反，在附屬的權(quán)利要求書中闡明了本發(fā)明。對(duì)示范性的方法或過程的描述不局限于在所有的情況下均包括所有的步驟作為必需的步驟，也不局限于步驟被呈現(xiàn)的順序被解釋為必需的或者必要的，除非專門這樣指明。
[0020]在本文中公開的示范性實(shí)施例公開了本發(fā)明的兩個(gè)基本配置和流檢測(cè)概念。這兩個(gè)概念均基于采用利用光能的感測(cè)功能檢測(cè)沿著粉末流路徑的粉末流的特征的方法和設(shè)備?！胺勰┝髀窂健敝赣糜谑狗勰┑牧魍ㄟ^容納結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間，使得粉末從一點(diǎn)到另一點(diǎn)流動(dòng)。因此，粉末流路徑的一個(gè)實(shí)例為粉末流通過的部件的內(nèi)部空間，或許是軟管或管道或任何導(dǎo)管、管狀部件，或者包含粉末流的通道。關(guān)注的粉末流路徑在示范性的實(shí)施例中為處于容納結(jié)構(gòu)或管道的感測(cè)部分內(nèi)的粉末流路徑的感測(cè)部分。例如，在本文中的示范性實(shí)施例中，感測(cè)部分可以是一部分粉末流路徑，光能穿過該部分以檢測(cè)粉末的流動(dòng)特征。流動(dòng)特征可以包括無流動(dòng)情形。因此，光能可以通過容納結(jié)構(gòu)的壁的所有部分或者感測(cè)部分或者通過由壁結(jié)構(gòu)限定的內(nèi)部空間的感測(cè)部分被傳輸進(jìn)入粉末流路徑內(nèi)。在本文的示范性實(shí)施例中，光能可以傳輸通過管狀部件的管道壁以進(jìn)入粉末流路徑內(nèi)。如在本文中使用的，管狀部件的“部分”指感測(cè)部分，除非另有說明(例如，本文中也參照了下面將被描述的張開的部分)。在第一種配置中，我們描述了用于通過感測(cè)光能，以檢測(cè)流動(dòng)或無流動(dòng)情形的方式來檢測(cè)粉末流的特征的方法和設(shè)備。檢測(cè)到的情形，特別是無流動(dòng)情形，可用于警告操作員或者以一些其它方式影響涂敷系統(tǒng)的操作，以減小或消除未被涂覆的或者被不適當(dāng)?shù)赝扛驳墓ぜ睦速M(fèi)。為了進(jìn)行大多數(shù)的這種光學(xué)警告，盡管不是必需的，我們優(yōu)選將感測(cè)功能定位在緊密接近粉末涂料泵的出口。
[0021]在第二種配置中，我們描述了用于利用光能檢測(cè)通過例如在管狀部件內(nèi)的粉末流路徑的感測(cè)部分的粉末流量變化的方法和設(shè)備。流量變化情形可以包括檢測(cè)無流動(dòng)情形，因此這兩個(gè)基本概念不必是彼此互斥的。第二種配置不必需要確定實(shí)際流量，而是我們尋找流量變化。因此，第二種配置可以任選地利用校準(zhǔn)特征，如本文中將進(jìn)一步解釋的。對(duì)于第二種配置，我們同樣優(yōu)選但不要求將感測(cè)功能定位在緊密接近粉末涂料泵的出口。
[0022]我們?yōu)閮煞N概念和配置提供了光學(xué)感測(cè)功能，借助于該光學(xué)感測(cè)功能，我們利用光能檢測(cè)出粉末流通過管狀部件或通道的感測(cè)部分。在一個(gè)優(yōu)選的盡管不是必需的實(shí)施例中，我們利用光能傳感器信號(hào)的平均值或RMS值檢測(cè)粉末流。該平均值或者RMS值允許我們?yōu)榭赡苷故静煌闹T如透射率或反射率的光學(xué)性能的不同的粉末材料進(jìn)行調(diào)整或校準(zhǔn)。平均值或RMS值的利用也允許我們?yōu)椴煌牟牧涎a(bǔ)償或校準(zhǔn)光學(xué)性能，該材料可能被用于制作管狀部件或管道的感測(cè)部分。
[0023]圖1例示了本發(fā)明中的一個(gè)或多個(gè)的概念的實(shí)施例。粉末涂料涂覆系統(tǒng)10可以包括如現(xiàn)有技術(shù)中公知的諸如箱子、容器、料斗、供料中心或其它容器的粉末涂料(下文中稱為“粉末”)源12。泵14可用于從粉末源12拉入粉末并且推動(dòng)粉末通過供料軟管16至末端應(yīng)用18，例如噴槍，或者在大體積傳輸泵的情況下或?yàn)榱硗獾娜萜鳌?br> [0024]在圖1的實(shí)例中，泵14可以以密相泵的形式實(shí)現(xiàn)，為利用負(fù)壓將粉末拉入泵室內(nèi)并且在正壓下將粉末推出泵室的類型。泵室典型地由空氣能滲透但粉末介質(zhì)不能滲透的材料制成。例如與文丘里管泵(venturi pump)相比,這種泵在空氣粉末混合物中利用了較少的空氣，并且因此被稱為密相泵。在公布的美國(guó)專利申請(qǐng)2005/0158187A1中描述了密相泵的實(shí)例，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過參照完全地并入本文中。
[0025]我們未詳細(xì)描述泵14的結(jié)構(gòu)和操作，這是由于其對(duì)于理解和實(shí)施本發(fā)明不是必要的。然而，泵14將典型地具有相關(guān)的泵控制功能或電路20，其操作以調(diào)整粉末流量控制22，該流量是由泵輸出的粉末的流量，典型地例如以磅每分鐘表述。然而，替代地，一些泵可以簡(jiǎn)單地以開/關(guān)方式操作。流量控制22可以用于例如將從泵14輸出的粉末流量設(shè)定為泵14容量的最大流量的0%至100%的任何地方。
[0026]對(duì)于密相泵14，泵14可以具有入口 24和出口 26。入口 24接收通過與粉末源12流體連通的供料軟管28的粉末。泵14的出口 26與供料軟管16流體連通。泵控制電路20能夠通過一系列閥來控制泵14的操作，諸如控制粉末流入泵14的第一閥30和控制粉末流出泵14的第二閥32。這些閥30、32與向泵室(未示出)施加吸力和壓力的定時(shí)結(jié)合地操作。因此，密相泵14在出口 26處以脈動(dòng)或粉末包的形式產(chǎn)生粉末流。另外的或者第二入口軟管34和出口軟管36可以分別被用于泵14設(shè)計(jì)，其可以包括到相對(duì)于彼此離相操作的泵室，意味著當(dāng)泵室之一拉入粉末時(shí)，另一泵室推出粉末，并且反之亦然。多個(gè)泵室的使用能夠用于增加從泵輸出的粉末流量。諸如第二入口軟管34中的第三閥38和第二出口軟管36中的第四控制閥的另外的控制閥能夠被泵控制功能20用以控制泵整體定時(shí)，以在泵出口 26處實(shí)現(xiàn)預(yù)期的粉末流量。
[0027]迄今呈現(xiàn)的關(guān)于密相泵14的操作的信息是公知的，并且在并入的專利中被更加詳細(xì)地解釋，而且對(duì)于這種解釋可以參照該專利。盡管一個(gè)重要的注釋是密相泵將產(chǎn)生輸出粉末流，但其能夠被表征為密相粉末的脈動(dòng)或者不連續(xù)塊。
[0028]以對(duì)泵14的以上描述作為背景用于本文的發(fā)明概念，現(xiàn)在同樣參照?qǐng)D2和3描述用于檢測(cè)粉末流的設(shè)備的一種示范性實(shí)施例。通過檢測(cè)粉末是否正在諸如例如與最終使用18連通的通道的通道中流動(dòng)，我們能夠在流動(dòng)被出乎意料地中斷時(shí)，或者替代地當(dāng)流量變化時(shí)產(chǎn)生警告或者其它警報(bào)。這種通知或者警報(bào)能夠隨后被用于通知操作員涂覆過程可能是不正確的，允許操作員在必要時(shí)采取正確的措施以最小化浪費(fèi)。
[0029]用于檢測(cè)粉末在諸如例如管道16的通道中的流動(dòng)的設(shè)備50可以以基本形式包括感測(cè)功能52和響應(yīng)功能54。實(shí)際上，感測(cè)功能52能夠單獨(dú)產(chǎn)生指示或者包含粉末是否正在流動(dòng)的信息的輸出信號(hào)。該輸出信號(hào)能夠例如沒有任何信號(hào)處理地簡(jiǎn)單地被顯示在顯示鏡(scope)上,并且操作員能夠在視覺上看到指示粉末流動(dòng)或未流動(dòng)的信號(hào)?；蛘咛娲?，輸出信號(hào)能夠直接驅(qū)動(dòng)燈或者其它指示裝置，以向操作員指示關(guān)于輸出信號(hào)的狀態(tài)。在此情況下，顯示鏡或者指示裝置能夠充當(dāng)響應(yīng)功能54。然而，在許多情況下，來自感測(cè)功能的原始數(shù)據(jù)由于不存在用于對(duì)比的參照將不足以確定是否存在粉末流。但在我們的示范性的實(shí)施例中，我們可以利用響應(yīng)功能54對(duì)感測(cè)功能52的輸出信號(hào)執(zhí)行分析，以進(jìn)一步改善其在指示是否存在流動(dòng)或未流動(dòng)情形或者替代地是否流量已改變方面的實(shí)用性。在示范性的實(shí)施例中，響應(yīng)功能54可以以包括諸如微處理器的信號(hào)處理能力的電路(下面描述)的方式被實(shí)現(xiàn)，該微處理器接收來自光檢測(cè)器58的模擬輸出并且確定該信號(hào)隨時(shí)間的平均值或RMS 值。
[0030]在圖1-3的示范性實(shí)施例中，感測(cè)功能52利用電磁能量的光學(xué)性能，在本文中被稱為光能，來檢測(cè)在通道中的粉末流。因?yàn)楸贸隹?26被連接到為噴槍或其它最終使用供料的供料軟管16，我們發(fā)現(xiàn)感測(cè)在緊密接近泵出口 26的軟管16中的粉末流是期望的，盡管不是必需的。
[0031]感測(cè)功能52 (參見圖2)可以以光源56和光檢測(cè)器58的形式實(shí)現(xiàn)。光源56和光檢測(cè)器58可以被設(shè)置成在供料軟管16的相對(duì)側(cè)面上彼此徑向地(或正好)面對(duì)，以提供視線檢測(cè)。這確保了光能穿過供料軟管16的中心，能夠預(yù)期大多數(shù)粉末在那里流動(dòng)。因?yàn)楸景l(fā)明在許多不同應(yīng)用中具有用途，從現(xiàn)在開始，我們將提到軟管16作為提供粉末流路徑60，諸如粉末通過其中流動(dòng)的通道60，尤其是由管道或管狀部件62 (例如，供料軟管16)提供的通道60，記住，我們使用術(shù)語管道或管狀部件不局限于剛好為柔性的圓柱形部件，而是可以是提供用于粉末流的管道的任何結(jié)構(gòu)，甚至是例如阻擋塊中的孔。
[0032]基本概念利用了以下想法:當(dāng)管道60內(nèi)無粉末時(shí)，則來自光源56的、經(jīng)由管道62壁通過管道60行進(jìn)的最大強(qiáng)度的光將到達(dá)光檢測(cè)器58。光檢測(cè)器58將產(chǎn)生與被檢測(cè)的光強(qiáng)有關(guān)的檢測(cè)器輸出64。到達(dá)光檢測(cè)器58的光的強(qiáng)度將依賴于由光源56產(chǎn)生的光的強(qiáng)度、管狀部件62的透明度以及光檢測(cè)器58將檢測(cè)的光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為例如電壓或者電流的輸出信號(hào)的效率。管道壁的透明度特征可以基于由光源56產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)來選擇。示范性的光源56為例如可購(gòu)自Kingbright的零件號(hào)為WP7104SRC/D的紅色發(fā)光二極管，并且適當(dāng)?shù)墓鈾z測(cè)器58為諸如可購(gòu)自Texas Advanced Optoelectronic Solutions公司的TSL12S的光電轉(zhuǎn)換器。可以使用許多替代的光源和光檢測(cè)器。光源56和光檢測(cè)器58將被選擇成兼容并且也與管狀部件62的透明度一致。實(shí)例的光檢測(cè)器58以最大強(qiáng)度產(chǎn)生幾乎5伏特的DC輸出64。
[0033]當(dāng)粉末存在于管狀部件62中時(shí)，粉末將反射、散射或吸收光能，或者否則減小穿過以到達(dá)光檢測(cè)器58的光的強(qiáng)度。相應(yīng)地，來自光檢測(cè)器58的輸出信號(hào)64將改變，在此情況下，電壓將下降。如果所有的光被阻擋，則光檢測(cè)器輸出64將接近零伏特。
[0034]利用如所指出的密相泵14，從出口 26流動(dòng)的粉末是脈動(dòng)的。這將導(dǎo)致光檢測(cè)器58產(chǎn)生同樣脈動(dòng)的輸出信號(hào)。典型地，當(dāng)粉末在光源56和光檢測(cè)器58之間脈動(dòng)通過時(shí),我們不會(huì)看到檢測(cè)器輸出變成接近零，但這種情況能夠發(fā)生。
[0035]因?yàn)槲覀儥z測(cè)通過管狀部件62粉末流，所以盡管在所有的情況下不是必需的，但我們優(yōu)選的是管狀部件62通常被垂直地定向，使得重力能夠有助于粉末以清潔管道。
[0036]并非所有的提供粉末流通道60的供料軟管16或者其它管狀部件對(duì)光能均是足夠透明的。因此，我們考慮在一些情況下提供管道的一段或一部分66來提供對(duì)光能所需的透明度將是預(yù)期的。該部分66可以是與例如供料軟管16 —致地插入的一段管道，再次優(yōu)選地，插在接近泵出口 26的位置內(nèi)。該部分66如何被插入通道以提供通道60的一部分屬于設(shè)計(jì)選擇，并且我們?cè)诒疚牡膱D5-7中呈現(xiàn)了一個(gè)實(shí)施例。例如，適當(dāng)?shù)耐该鞑糠挚梢员黄唇拥街鬈浌?6內(nèi)。在任何情況下，傳輸光能所通過的管狀部件62的部分66，不管是連續(xù)的管道還是添加的一段，充當(dāng)管狀部件或通道60的感測(cè)部分66，用于檢測(cè)粉末在其中的流動(dòng)。優(yōu)選地，感測(cè)部分66的長(zhǎng)寬比應(yīng)當(dāng)足夠大，使得如果在安裝感測(cè)部分66處存在任何邊界層，則該邊界層將不把粉末保留在用于使光能從光源56行進(jìn)到光檢測(cè)器58的路徑中。
[0037]圖4A以簡(jiǎn)化的方式示出了來自光檢測(cè)器58的輸出電壓與時(shí)間的關(guān)系。圖4A涉及無粉末流的情形，使得光檢測(cè)器輸出64為最大電壓，該電壓大約是從檢測(cè)器58可獲得的最大電壓輸出68。用于被測(cè)光能的實(shí)際最大輸出64將典型地稍微小于從光檢測(cè)器58可獲得的最大輸出，這是由于當(dāng)光能穿過管狀部件62的壁材料時(shí)，光強(qiáng)中的一些的一些衰減、偏轉(zhuǎn)或衍射。最大電壓輸出64同樣取決于光源56輸出光強(qiáng)多好。信號(hào)64基本上是穩(wěn)態(tài)的值，因?yàn)楣獗３植槐恢袛?。?duì)于圖4A-4E中的所有圖，為了清楚并容易理解，我們使用了來自光檢測(cè)器58的輸出信號(hào)的簡(jiǎn)化表不。實(shí)際上，由于瞬時(shí)輸出信號(hào)將隨著粉末的透射率而波動(dòng)，光檢測(cè)器58的模擬輸出將是更加參差不齊的軌跡。因此使波形平滑或者程式化以便更加清楚地闡明操作原理。
[0038]圖4B例示了對(duì)于在光源56和光檢測(cè)器58之間存在粉末塊或者簡(jiǎn)單地管道62的感測(cè)部分66基本上充滿了粉末的情形，來自光檢測(cè)器58的輸出電壓。在此情形下，粉末基本上阻擋了大多數(shù)光能穿過管道的感測(cè)部分66，并且光檢測(cè)器輸出64接近零伏特。
[0039]現(xiàn)在，作為一種實(shí)際情況，在正常使用期間，粉末將不是簡(jiǎn)單地位于感測(cè)部分66中并且阻擋所有光到達(dá)光檢測(cè)器58。而是對(duì)于密相泵，對(duì)于來自泵14的粉末的給定流量，粉末脈動(dòng)將導(dǎo)致被測(cè)的光隨著時(shí)間的平均強(qiáng)度。因此，通過確定輸出信號(hào)64的平均值并且核實(shí)其落在圖4A和4B的兩個(gè)極值之間的某處，能夠利用光檢測(cè)器輸出信號(hào)64指示出流動(dòng)或未流動(dòng)情形。對(duì)于圖4C-4E的示范性實(shí)施例，我們利用RMS作為平均值計(jì)算。
[0040]例如圖4C例示了用于密相泵14的一個(gè)實(shí)例，該泵14被設(shè)定成泵14的最大輸出流量的大約40%的流量。每個(gè)粉末塊使得到達(dá)光檢測(cè)器58的光的強(qiáng)度減少，導(dǎo)致了光檢測(cè)器信號(hào)64的脈動(dòng)輸出本質(zhì)。每個(gè)粉末塊阻擋光能中的一些到達(dá)光檢測(cè)器58，并且因此檢測(cè)器輸出64的電壓下降,如70處。一系列重復(fù)的這些下降以對(duì)應(yīng)于被推出泵14的出口 26的粉末脈動(dòng)的間隔發(fā)生。因此，谷70代表當(dāng)粉末塊通過光源56和光檢測(cè)器58之間時(shí)光強(qiáng)的最大下降。當(dāng)每個(gè)粉末塊移出感測(cè)部分66時(shí)，隨后從光檢測(cè)器58輸出的電壓返回接近其最大值，如72處。因?yàn)榉勰K不典型地具有銳利的前沿和后沿，波形64不是完美的正方形或長(zhǎng)方形。
[0041]由于由光檢測(cè)器輸出64產(chǎn)生的波形是模擬的，我們能夠很容易計(jì)算出該信號(hào)隨時(shí)間的RMS值(VI)，如由線74指示的。只要每塊中的粉末量保持基本恒定不變，這對(duì)于密相泵是典型的，則該值74將是基本穩(wěn)定的。注意來自光檢測(cè)器58的輸出信號(hào)64的RMS值直接對(duì)應(yīng)于到達(dá)光檢測(cè)器58的光能的強(qiáng)度的RMS值。當(dāng)粉末被泵送并且流動(dòng)通過管道62的感測(cè)部分66時(shí)，RMS值計(jì)算將指示出粉末正在流動(dòng)，這是因?yàn)樵撝祵⒙湓趫D4A和4B的極值之間。[0042]對(duì)于密相或稀相中的任一類型泵，如果輸出信號(hào)64轉(zhuǎn)到極值之一，則輸出信號(hào)64指示無流動(dòng)情形(使得平均值將接近如圖4A中的最大電壓輸出，對(duì)應(yīng)于無粉末穿過感測(cè)部分66);或者替代地指示出另外的問題，諸如軟管16被阻塞或者受到限制使得粉末被捕獲在感測(cè)部分66中(從而平均值將接近如圖4B中的零)。如果RMS值從初始值顯著地變化，即使未到極值之一，則這同樣指示泵或粉末流路徑具有潛在的問題。百分比偏置到什么程度被用于指示出這種可能的狀況屬于設(shè)計(jì)選擇。
[0043]先前的描述解釋了用于確定或檢測(cè)流動(dòng)/無流動(dòng)情形的第一種配置的實(shí)例。如同我們先前在上文中指出的，第二種配置允許我們確定在使用泵14期間粉末流量是否已改變。在一個(gè)實(shí)例中，通過使響應(yīng)功能54包括校準(zhǔn)模式而完成該替代的實(shí)施例，據(jù)此我們首先對(duì)于關(guān)注的每種流量設(shè)定值，為來自光檢測(cè)器58的輸出信號(hào)64確定預(yù)期的平均值或RMS值。這些預(yù)期的或校準(zhǔn)值可以隨后用于確定實(shí)際流量是否已從泵控制20和流量控制22(圖1)設(shè)定的期望的或者被編程的流量改變。圖4C和4D例示了這如何能夠進(jìn)行的一個(gè)實(shí)例。
[0044]回想起圖4C例示了當(dāng)泵被設(shè)定為最大流量的40%時(shí)用于密相泵14的RMS值74(VI)。該平均值74能夠隨后被儲(chǔ)存作為校準(zhǔn)值?，F(xiàn)在假設(shè)在涂敷操作期間，流量從40%改變至20%,如圖4D中所示。圖4D例示了在20%的流量下，由于較少的粉末流通過管道的感測(cè)部分66的事實(shí)，來自光檢測(cè)器58的RMS電壓輸出V2 (由時(shí)間基線76示出)增加。因此V2>V1。響應(yīng)功能54可以被編程，以便通過計(jì)算何時(shí)由光檢測(cè)器58的RMS輸出電壓V2代表的實(shí)際流量已經(jīng)從校準(zhǔn)值VI改變(或高或地)預(yù)定量或百分比，來檢測(cè)何時(shí)RMS流量從預(yù)期流量改變大于例如偏置百分比。在發(fā)布警告或警報(bào)之前偏置多遠(yuǎn)是允許的屬于設(shè)計(jì)偏好。
[0045]圖4E例示了在示范性的實(shí)施例中，當(dāng)流量增加至最大流的60%時(shí)，來自光檢測(cè)器58的RMS值輸出電壓V3 (由線78示出)將下降，這是因?yàn)槠骄嗟姆勰┝鲃?dòng)通過管道的感測(cè)部分66。因此V3〈V2并且V3〈V1并且V2>V1。以其它的方式陳述，對(duì)于分別為20%、40%和 60% 的流量，V2>V1>V3。
[0046]流量的改變例如可以用于檢測(cè)對(duì)于一個(gè)特定的涂敷過程，操作員是否已經(jīng)從應(yīng)當(dāng)?shù)闹蹈淖兞吮玫牧髁吭O(shè)定，或者用于檢測(cè)是否泵操作以某種方式已經(jīng)改變了流量。
[0047]如何執(zhí)行校準(zhǔn)功能屬于設(shè)計(jì)選擇和方便性。對(duì)于泵的每種可選流量，可以儲(chǔ)存不同的校準(zhǔn)值，或者替代地，可以通過簡(jiǎn)單地在編程的流量下運(yùn)行泵14并且儲(chǔ)存檢測(cè)的檢測(cè)器輸出64的平均值或RMS值來確定預(yù)期的或者校準(zhǔn)值。然而，該方法可能使確定易受由光源56產(chǎn)生的光的強(qiáng)度隨時(shí)間的變化、光檢測(cè)器58的靈敏度或者管道的感測(cè)部分66的透明度的影響。因此，當(dāng)已知系統(tǒng)部件是準(zhǔn)確的時(shí)，優(yōu)選地將執(zhí)行校準(zhǔn)模式。
[0048]可以與知道由泵14產(chǎn)生的實(shí)際流量獨(dú)立地運(yùn)行校準(zhǔn)模式。例如，假設(shè)我們想在40%流量處為泵14校準(zhǔn)感測(cè)功能52?？梢詫⒘髁吭O(shè)定在40%處，并且隨后將光檢測(cè)器輸出64的平均值或RMS值儲(chǔ)存為對(duì)應(yīng)于來自泵14的實(shí)際粉末流量的無論任何值，它是否是精確的40%，我們將能夠檢測(cè)何時(shí)流量變化。因此，實(shí)際上，我們不測(cè)量實(shí)際的流量，而是分析流量是否已改變。
[0049]校準(zhǔn)模式是同樣重要的，因?yàn)椴煌姆勰┎牧峡梢圆⑶业湫偷貙⒕哂胁煌墓鈱W(xué)性能，諸如吸收、反射率、半透明度等。再次參照?qǐng)D4C，可以基于被泵送的材料類型實(shí)際地改變參考值VI。因此，為了確定在選定的流量下傳輸通過感測(cè)部分66的光的平均強(qiáng)度，運(yùn)行校準(zhǔn)模式可以是非常有用的。替代地，可以為各種材料和流量事先校準(zhǔn)系統(tǒng)，并且將平均值儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，以作為校準(zhǔn)值被存取。利用校準(zhǔn)特性的許多其它方式將是顯而易見的。校準(zhǔn)模式因此對(duì)于流動(dòng)/無流動(dòng)配置或者流量配置均可以是有用的，這是因?yàn)榧词箤?duì)于流動(dòng)/無流動(dòng)配置，被測(cè)光強(qiáng)的平均值也可以基于粉末材料而改變。
[0050]本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易意識(shí)到流動(dòng)/無流動(dòng)或者第一種配置可以被用作第二種配置的特殊情況。例如，如果泵14被設(shè)定在40%處，并且我們將光檢測(cè)器58輸出64的校準(zhǔn)RMS值作為VI，則如果注意到光檢測(cè)器輸出64的RMS值接近最大值68，則我們得到未流動(dòng)或低流動(dòng)情形?？梢砸圆煌姆绞酱_認(rèn)未流動(dòng)情形，例如通過檢測(cè)平均值或RMS值何時(shí)增加了高于校準(zhǔn)值Vl的預(yù)定百分比，或者平均值或RMS值是否處于最大值68的預(yù)定百分比范圍內(nèi)。許多其它的選項(xiàng)是設(shè)計(jì)者可用的，以因此確定低流動(dòng)和未流動(dòng)情形。
[0051]圖3例示了響應(yīng)功能54的實(shí)施例。在該實(shí)例中，響應(yīng)功能54可以利用諸如例如數(shù)字處理器的控制電路80實(shí)現(xiàn)，數(shù)字處理器諸如例如微處理器80。適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥鳛榭少?gòu)自Microchip的型號(hào)PIC16F887?？刂齐娐?0接收光檢測(cè)器58輸出信號(hào)64作為輸入?？刂齐娐?0也必須知道何時(shí)監(jiān)測(cè)光檢測(cè)器輸出信號(hào)64，以便當(dāng)泵14不操作時(shí)不產(chǎn)生假警報(bào)。因此，控制電路80也可以從泵控制20接收觸發(fā)信號(hào)82作為輸入。期望的是控制電路80能夠容易地并且快速地計(jì)算出在時(shí)間采樣速率上的光檢測(cè)器58的輸出信號(hào)的平均值或RMS值?？刂齐娐?0可以使電源(PWR)燈84點(diǎn)亮，以指示出系統(tǒng)向控制電路80的供電是打開的，并且使觸發(fā)器燈86點(diǎn)亮，以指示出泵14被啟動(dòng)，并且控制電路80正在監(jiān)測(cè)光檢測(cè)器的輸出信號(hào)64。
[0052]在第一種配置中，如果控制電路80檢測(cè)無流動(dòng)情形，則控制電路80可以使警告燈88點(diǎn)亮或者啟動(dòng)例如聲音警告。如果無流動(dòng)情形持續(xù)，則控制電路80可以使警報(bào)燈90點(diǎn)売。
[0053]在第二種配置中，如果流量改變預(yù)定量，則控制電路80可以使警告燈88點(diǎn)亮，并且如果流量改變甚至更多或者檢測(cè)到無流動(dòng)情形，則隨后使警報(bào)燈90點(diǎn)亮。但是，關(guān)于響應(yīng)于檢測(cè)到諸如無流動(dòng)情形或者流量變化的異常該做什么，存在可用的許多選項(xiàng)中的幾個(gè)實(shí)例。更進(jìn)一步地，控制電路80可以致動(dòng)繼電器92。繼電器92中狀態(tài)的改變可用于向另外的控制系統(tǒng)，諸如例如用于涂敷生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，指示出在粉末流中存在故障，使得涂敷系統(tǒng)能夠被停機(jī)或者至少被分析，以確定工件是否被不正確地涂覆。
[0054]盡管我們利用平均值或RMS值分析光檢測(cè)器輸出信號(hào)64，但這不是必需的。針對(duì)來自光檢測(cè)器58的實(shí)時(shí)模擬輸出信號(hào)，或者替代地針對(duì)其數(shù)字版本，可以使用許多其它的分析過程。如前面指出的，光檢測(cè)器58的輸出包含是否存在無流動(dòng)情形或者替代地流量變化情形的信息。關(guān)于如何提取信息并且以哪種方式利用信息或者將信息呈現(xiàn)給操作員，可以作為設(shè)計(jì)偏好而選擇信號(hào)處理過程。
[0055]圖5-7例示了一個(gè)或多個(gè)發(fā)明的實(shí)施例，以示范性的方式使用了示范性的密相泵14。優(yōu)選地，感測(cè)功能52被設(shè)置在接近或最接近泵14的出口 26。在該實(shí)施例中，泵14可以是可購(gòu)自Nordson Corporation, Westlake, Ohio的HDLV栗。該栗14通過出口 26產(chǎn)生脈動(dòng)或塊的粉末流。粉末涂料經(jīng)由與粉末涂料源12流體連通的供料軟管28被拉入泵14。出口 26通常直接與供料軟管16連接，但在本發(fā)明的該實(shí)施例中，我們將感測(cè)功能52與供料軟管16 —致地安裝。因此在該示范性的形式中，用于檢測(cè)管道或通道中的粉末流的設(shè)備包括感測(cè)功能52和響應(yīng)功能54。響應(yīng)功能54可以以本文中關(guān)于圖3描述的形式實(shí)現(xiàn)，或者可以采取不同的實(shí)施例。感測(cè)功能52可以以本文中關(guān)于圖2描述的形式實(shí)現(xiàn)，或者可以采取不同的實(shí)施例。注意，圖1的控制閥30、32、38和40與流量控制22 —起被并入泵14中。
[0056]泵14可以包括主殼體100,該主殼體100包封一系列的空氣口控制、閥、泵室和包括泵14的流體通道。泵14可以根據(jù)在上文中指出的專利來操作，或者可以是不同的設(shè)計(jì)。
[0057]感測(cè)功能52能夠以任意方式機(jī)械地耦合到泵14。在本文的實(shí)施例中，基本上包括光源56和光檢測(cè)器58(圖7)的感測(cè)功能52被設(shè)置在電路板或襯底102上。電路板102可以是U型的，光源56位于U的一個(gè)支腿102a上，并且光檢測(cè)器58位于U的相對(duì)支腿102b上，并且光源和光檢測(cè)器彼此面對(duì)，如圖7所示。由U型形成的凹槽接收管狀部件104，使得光源56和光檢測(cè)器58優(yōu)選被在管狀部件104的相對(duì)側(cè)上彼此相對(duì)地徑向?qū)?zhǔn)。管狀部件104優(yōu)選地至少在光能將穿過光源和光檢測(cè)器之間的管狀部件的區(qū)域內(nèi)對(duì)要被光檢測(cè)器58檢測(cè)的、從光源56傳輸?shù)墓饽艿牟ㄩL(zhǎng)透明。因此，光能傳輸通過的部分104對(duì)應(yīng)于在討論圖1和2中指出的感測(cè)部分66。電路板102被安裝在殼體106內(nèi)。為了方便說明，殼體106被圖示為(參見圖5)透明的，但實(shí)際上不需要是透明的。根據(jù)需要，殼體106的一部分可以是透明的，而不使整個(gè)殼體為透明的。
[0058]第一和第二連接器108、110可以被用于將殼體106靠近泵14的出口 26安裝。上面的或第一連接器108包括殼體106的上部，并且可以采用卡環(huán)112耦合至與帶螺紋的出口部件116緊密配合的第一螺母114，該帶螺紋的出口部件116可以包括來自泵14的連接器管道件116a (注意在圖7中省略了出口部件116)。這允許整個(gè)感測(cè)功能52組件以便利的模塊化方式被安裝到泵14并且從泵14移除。因此，對(duì)于本領(lǐng)域已有的泵14，感測(cè)功能52可以是另外加上去的特性。當(dāng)上面的連接器108被接合到泵14的出口 26時(shí)，出口 26與管狀部件104流體連通，并且粉末將通過管狀部件104流出至供料軟管16。注意管狀部件104優(yōu)選被安裝成具有垂直定向，并且是足夠垂直的，使得重力可以有助于清潔通過管狀部件104的粉末。
[0059]下面的或第二連接器110包括殼體106的下部并且可以用于將供料軟管16接合到底部106，使得供料軟管16與管狀部件104流體連通。這可以例如采用與第二連接器110的螺紋端緊密配合的第二螺母118實(shí)現(xiàn)。
[0060]電連接器126可以用于將信號(hào)電纜128 (圖5)耦合至感測(cè)功能52，以便向光源56提供電源并且接收來自光檢測(cè)器58的輸出。信號(hào)電纜128在其第二末端被連接到響應(yīng)功能54，以將光檢測(cè)器58輸出提供至控制電路80 (圖1)。
[0061]注意我們優(yōu)選將管狀部件104在任一末端120a、120b處向外張開。第一和第二連接件122、124分別被用在管狀部件104的每個(gè)末端上，以在泵出口 26和管狀部件104之間并且從管狀部件104至供料軟管16形成流體連通。管狀部件104的張開的出入端有助于確保在光能被傳輸進(jìn)入管狀部件內(nèi)處不存在滯留區(qū)域，從而能夠保留可能干擾對(duì)來自光檢測(cè)器58的信號(hào)的解釋的粉末。
[0062]因此，包括感測(cè)部分66的管狀部件104可以形成從泵出口 26至最終使用18的粉末流路徑130的一部分(圖1 )，使得感測(cè)功能52能夠被用于檢測(cè)流動(dòng)/無流動(dòng)情形，或者替代地流量變化情形。管狀部件104因此提供了沿著將檢測(cè)的粉末流通過的粉末流路徑130的管道或通道的感測(cè)部分66。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，如果供料軟管16在用于光源56和光檢測(cè)器58的波長(zhǎng)范圍內(nèi)是足夠透明的，則感測(cè)功能52能夠直接圍繞供料軟管16安裝，并且供料軟管本身呈現(xiàn)感測(cè)部分66。不管感測(cè)功能52被設(shè)置在哪里，光源56和光檢測(cè)器58將利用被引入管道或管狀部件的感測(cè)部分的光能操作，穿過光檢測(cè)器58的光能的強(qiáng)度取決于粉末是否正在流動(dòng)通過感測(cè)部分。
[0063]盡管本文中的示范性實(shí)施例利用了單一的光源和光檢測(cè)器作為感測(cè)功能52，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易意識(shí)到可以使用另外的成對(duì)傳感器。利用另外的成對(duì)傳感器可以提高感測(cè)功能的整體準(zhǔn)確性。例如，粉末流路徑130的其它部分或供料軟管16內(nèi)的密相粉末流模式可以形成或者以能夠盤繞的繩索狀模式流動(dòng)。這能夠?qū)е录词乖谡５牟僮髑樾蜗拢勰┝髀窂降母袦y(cè)部分也未充滿粉末。圖2和2A例示了感測(cè)功能52利用了兩對(duì)傳感器的實(shí)施例，盡管當(dāng)需要時(shí)可以使用甚至更多對(duì)。由于第二對(duì)傳感器150是可選的，圖2中以剖視圖例示了第二對(duì)傳感器150。在該實(shí)施例中，第二對(duì)傳感器156 (包括光源156和檢測(cè)器158)能夠旋轉(zhuǎn)地偏置第一對(duì)傳感器56、58。在該實(shí)例中，旋轉(zhuǎn)偏置可以是90度。如果替代地使用了另外的對(duì)，則如果需要的話，也可以圍繞粉末流路徑的感測(cè)部分旋轉(zhuǎn)地隔開。通過利用另外的光源/檢測(cè)器對(duì)，例如被定位成從第一對(duì)傳感器56、58旋轉(zhuǎn)90度的另外的檢測(cè)器對(duì)150，我們能夠增加檢測(cè)粉末流的機(jī)會(huì)?？梢允褂蒙踔粮嗟墓庠?檢測(cè)器對(duì)，例如，圍繞感測(cè)部分104以徑向方式均勻地(或者根據(jù)需要不均勻地)隔開。對(duì)于每對(duì)光源/檢測(cè)器的被測(cè)強(qiáng)度，是單獨(dú)地分析還是組合處理屬于設(shè)計(jì)選擇。此外，當(dāng)需要時(shí)，可以沿著粉末流路徑130在別處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)另外的感測(cè)功能52。例如，第二對(duì)傳感器150被例示為不但從第一對(duì)傳感器52旋轉(zhuǎn)地偏置，而且從該第一對(duì)軸向偏置或者隔開。然而，如果需要的話，這些對(duì)也可以被定位成感測(cè)流動(dòng)通過粉末流路徑的同一感測(cè)部分的粉末。
[0064]除本文中呈現(xiàn)的用于檢測(cè)管道內(nèi)的粉末涂料的流量的各種設(shè)備之外，我們的發(fā)明還包括利用該設(shè)備的相關(guān)方法以及用于檢測(cè)粉末流量的方法。在示范性的方法中，將光能引導(dǎo)進(jìn)入用于粉末流的一部分管道或通道，檢測(cè)穿過管道的光能的強(qiáng)度，并且基于檢測(cè)的強(qiáng)度確定粉末是否正在管道內(nèi)流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括確定穿過管道的光能的強(qiáng)度的平均值或RMS值。在另一個(gè)實(shí)施例中，將光能的被測(cè)強(qiáng)度例如平均值或者RMS值與校準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，以確定粉末流量是否已改變。
[0065]因此，我們提供了用于檢測(cè)或核實(shí)空氣傳播的固體顆粒在管道或通道內(nèi)存在或者輸送的方法和設(shè)備。我們以不在粉末流中引入擾動(dòng)的方式或者換句話說采用非侵入的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這種檢測(cè)。例如，我們?cè)诓桓淖兞黧w通道橫截面面積、不引入另外的空氣流、不產(chǎn)生壓力變化或者不在流動(dòng)方向上產(chǎn)生中斷或變化的前提下完成檢測(cè)。因此，關(guān)于包括壓力、流量或方向、溫度等的操作方面，從泵出口到最終使用的粉末流路徑?jīng)]有改變。
[0066]期望本發(fā)明不局限于為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)管道內(nèi)的粉末流的設(shè)備，包括: 光源； 光檢測(cè)器，用于當(dāng)所述光源產(chǎn)生通過管道的一部分內(nèi)的光時(shí)，檢測(cè)來自所述光源的光， 所述光檢測(cè)器響應(yīng)于穿過所述管道的所述部分的光的強(qiáng)度而產(chǎn)生輸出； 電路，所述電路從所述光檢測(cè)器接收所述輸出，并且確定由所述光檢測(cè)器接收的所述光的強(qiáng)度的平均值， 所述電路基于所述平均值來確定粉末是否正在所述管道的所述部分中流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光源和所述光檢測(cè)器被設(shè)置在所述管道的所述部分的徑向相對(duì)側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分是透光的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分對(duì)由所述光源產(chǎn)生并且能夠被所述光檢測(cè)器檢測(cè)的光的波長(zhǎng)是透明的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分被定向成使得重力有助于粉末流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所 述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分被垂直地定向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光檢測(cè)器產(chǎn)生作為電壓信號(hào)的所述輸出，所述電路確定所述電壓信號(hào)的RMS值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述電路確定包括當(dāng)粉末沒有正流動(dòng)通過所述管道的所述部分時(shí)的無流動(dòng)RMS值的所述光檢測(cè)器的所述輸出的RMS值，當(dāng)所述光檢測(cè)器的所述輸出的RMS值不同于所述無流動(dòng)RMS值時(shí)，所述電路確定粉末正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述電路基于當(dāng)無粉末正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分時(shí)由所述光檢測(cè)器產(chǎn)生的最大信號(hào)來確定所述無流動(dòng)RMS值，使得流動(dòng)通過所述管道的所述部分的粉末降低由所述光檢測(cè)器接收的光的強(qiáng)度、并且降低所述輸出的RMS值，以指示出粉末正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述電路對(duì)于通過所述管道的所述部分的第一粉末流量確定所述光檢測(cè)器的所述輸出的第一平均值、并且當(dāng)來自所述光檢測(cè)器的所述輸出的第二平均值與所述第一平均值相差選定量時(shí)，確定流量已改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述電路確定粉末沒有正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分時(shí)，所述電路產(chǎn)生警報(bào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述警報(bào)包括視覺警報(bào)或聲音警報(bào)或兩者。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分具有足夠的長(zhǎng)度直徑比率，使得任何能夠在所述管道的所述部分的邊界層處收集的粉末都不影響由所述光源傳輸進(jìn)入所述管道的所述部分并且否則應(yīng)當(dāng)被所述光檢測(cè)器接收的光。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分被設(shè)置于在出口處產(chǎn)生脈動(dòng)的粉末流的類型的粉末泵的所述出口處。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述粉末泵包括密相粉末泵。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管道的所述部分被設(shè)置于在出口處產(chǎn)生非脈動(dòng)的粉末流的類型的粉末泵的所述出口處。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述粉末泵包括稀相粉末泵。
18.一種用于確定粉末是否正在流動(dòng)通過管道的方法，包括以下步驟: 將光引導(dǎo)進(jìn)入管道的一部分內(nèi)， 檢測(cè)穿過所述管道的所述部分的光的強(qiáng)度， 確定通過所述管道的所述部分的所檢測(cè)到的光的強(qiáng)度的平均強(qiáng)度， 基于所述平均強(qiáng)度確定粉末是否正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括以下步驟:確定穿過所述管道的所述部分的所檢測(cè)到的光的強(qiáng)度的第一平均強(qiáng)度，并且當(dāng)穿過所述管道的所述部分的所檢測(cè)到的光的強(qiáng)度的平均強(qiáng)度從所述第一平均強(qiáng)度改變時(shí)，確定通過所述管道的所述部分的粉末的流量已經(jīng)改變。
20.一種用于檢測(cè)管道內(nèi)的脈動(dòng)粉末流的設(shè)備，包括: 具有泵出口的粉末泵，所述粉末泵包括泵室，其中，粉末通過施加到所述泵室的負(fù)壓被拉入到所述泵室內(nèi)，并且當(dāng)正壓被施加到所述泵室時(shí)，粉末被從所述泵室推出至所述泵出口，所述粉末以脈動(dòng)方式從所述泵出口流入粉末流路徑內(nèi)； 光源； 光檢測(cè)器，用于當(dāng)所述光源產(chǎn)生通過所述粉末流路徑的一部分中的光時(shí)，檢測(cè)來自所述光源的光， 當(dāng)粉末從所述泵出口流動(dòng)通過所述粉末流路徑時(shí)，所述光檢測(cè)器響應(yīng)于來自所述光源的、穿過所述粉末流路徑的所述部分的光而產(chǎn)生輸出； 電路，所述電路接收所述光檢測(cè)器輸出、并且基于所述輸出確定粉末是否正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，第一閥控制粉末流入所述泵室，并且第二閥控制粉末流出所述泵室。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述泵包括交替地將粉末供應(yīng)至所述泵出口的兩個(gè)泵室。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述泵還包括包含所述電路的控制器。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述光檢測(cè)器輸出是脈動(dòng)的，并且從所述光檢測(cè)器接收所述脈動(dòng)輸出的所述電路確定由所述光檢測(cè)器接收的所述光的強(qiáng)度的平均值。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述光源和所述光檢測(cè)器被設(shè)置在所述粉末流路徑的所述部分的徑向相對(duì)側(cè)上。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述粉末流路徑的所述部分是透光的。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述粉末流路徑的所述部分對(duì)于由所述光源產(chǎn)生并且能夠被所述光檢測(cè)器檢測(cè)到的光的波長(zhǎng)是透明的。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述粉末流路徑的所述部分被定向成使得重力有助于粉末流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述粉末流路徑的所述部分被垂直地定向。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述光檢測(cè)器產(chǎn)生作為電壓信號(hào)的所述輸出，所述電路確定所述電壓信號(hào)的RMS值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述光檢測(cè)器輸出是脈動(dòng)的，并且所述電路確定包括當(dāng)粉末沒有正流動(dòng)通過所述粉末流路徑的所述部分時(shí)的無流動(dòng)RMS值的所述光檢測(cè)器的所述輸出的RMS值；當(dāng)所述光檢測(cè)器的所述輸出的RMS值不同于所述無流動(dòng)RMS值時(shí)，所述電路確定粉末正在流動(dòng)通過所述粉末流路徑的所述部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中，所述電路基于當(dāng)沒有粉末正在流動(dòng)通過所述粉末流路徑的所述部分時(shí)由所述光檢測(cè)器產(chǎn)生的最大信號(hào)來確定所述無流動(dòng)RMS值，使得流動(dòng)通過所述粉末流路徑的所述部分的粉末降低由所述光檢測(cè)器接收的光的強(qiáng)度并且降低所述輸出的RMS值，以指示出粉末正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述光檢測(cè)器輸出是脈動(dòng)的，并且所述電路對(duì)于通過所述粉末流路徑的所述部分的第一粉末流量確定所述光檢測(cè)器的所述輸出的第一RMS值、并且當(dāng)來自所述光檢測(cè)器的所述輸出的第二 RMS值與所述第一 RMS值相差選定量時(shí)，確定流量已改變。
34.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述電路確定粉末沒有正在流動(dòng)通過所述管道的所述部分時(shí)，所述電路產(chǎn)生警報(bào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述警報(bào)包括視覺警報(bào)或聲音警報(bào)或者兩者。
36.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述粉末流路徑的所述部分具有足夠的長(zhǎng)度直徑比率，使得任何能夠在所述粉末流路徑的所述部分的邊界層處收集的粉末都不影響由所述光源傳輸進(jìn)入所述粉末流路徑的所述部分的、否則應(yīng)當(dāng)被所述光檢測(cè)器接收的光。
37.一種用于沿著粉末流路徑檢測(cè)粉末流的設(shè)備，包括: 光源； 光檢測(cè)器，用于當(dāng)所述光源產(chǎn)生通過粉末流路徑的一部分中的光時(shí)，檢測(cè)來自所述光源的光， 所述光檢測(cè)器響應(yīng)于穿過所述粉末流路徑的所述部分的光的強(qiáng)度而產(chǎn)生輸出； 電路，所述電路接收來自所述光檢測(cè)器的所述輸出并且確定由所述光檢測(cè)器接收的所述光的強(qiáng)度的平均值， 所述電路基于所述平均值來確定在所述粉末流路徑的所述部分中的粉末流的特征。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中，所述特征涉及確定在所述粉末流路徑的所述部分中是否存在粉末的流動(dòng)或無流動(dòng)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中，所述特征涉及確定在所述粉末流路徑的所述部分中是否存在粉末流量的改變。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，包括兩個(gè)或更多個(gè)光源或光檢測(cè)器或兩者。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，包括第一光源/檢測(cè)器對(duì)和第二光源/檢測(cè)器對(duì)，其中，所述第一對(duì)與所述第二對(duì)旋轉(zhuǎn)地偏置。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其中，所述第一對(duì)與所述第二對(duì)軸向并且旋轉(zhuǎn)地偏置。
43.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，包括兩個(gè)或更多個(gè)光源或光檢測(cè)器或兩者。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，包括第一光源/檢測(cè)器對(duì)和第二光源/檢測(cè)器對(duì)，其中，所述第一對(duì)與所述第二對(duì)旋轉(zhuǎn)地偏置。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中，所述第一對(duì)與所述第二對(duì)軸向并且旋轉(zhuǎn)地偏置。
46.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述光源和所述光檢測(cè)器被包含在沿著所述粉末流路徑定位的殼體內(nèi)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中，所述殼體被附接到所述泵出口。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其中，所述殼體也被附接到粉末供料軟管。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中，所述殼體是透明的。
50.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，沿著在所述泵出口和粉末供料軟管之間的所述粉末供應(yīng)路徑定位所述光源和所述光檢測(cè)器。
【文檔編號(hào)】G01F1/72GK104024805SQ201280049435
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】馬里奧·羅馬寧, 詹姆斯·M·庫利, 約瑟夫·G·施羅德, 杰弗里·A·珀金斯, 特倫斯·M·富爾克松 申請(qǐng)人:諾信公司