本申請是申請日為2012年9月11日、國家申請?zhí)枮?01280049435.4(國際申請?zhí)枮閜ct/us2012/054555)、發(fā)明名稱為“粉末流檢測”的中國專利申請的分案申請。

本申請通常涉及檢測粉末涂料是否正在流動通過管道。更具體地，本申請涉及檢測粉末涂料流動的流動/無流動情形，并且可選地涉及檢測流量的變化。

背景技術：

通常利用已知的噴涂技術將粉末涂料涂覆到物體或工件上。如眾所周知的，這些技術可以包括靜電的和非靜電的過程。而且，如現(xiàn)有技術中所公知的，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。

技術實現(xiàn)要素：

根據本文公開的一個或多個發(fā)明的一個方面，粉末涂料流檢測概念利用光能來檢測管狀部件內存在或不存在粉末流。傳輸通過管狀部件的光的強度與是否存在粉末涂料相關。在一個具體的實施例中，電路接收與穿過管狀部件的光的強度相關的信號，并且確定是否存在粉末流。在一個更具體的實施例中，光檢測器產生響應于穿過管狀部件的光的強度的輸出，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來確定是否存在粉末流。

在本文公開的一個或多個本發(fā)明的另一個方面，該電路確定穿過管狀部件的光強的平均值，并且從該平均值中確定流經管狀部件的粉末的特征。在一個實施例中，該特征可以是對流動/無流動的確定。在一個替代的實施例中，該特征可以是流量是否已改變。

在各種實施例中，平均值計算可以例如是rms計算，或者是所需的其它計算。

在一個實施例中，光源和檢測器被包封在殼體內，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至粉末料斗或噴槍。

從下文中的以下詳細描述和附圖中將很容易理解和意識到一個或多個發(fā)明的這些和其它方面以及優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為利用了本文公開的一個或多個發(fā)明的實施例的粉末涂料涂覆系統(tǒng)的方框示意圖；

圖2為圖1的感測功能的實施例的放大圖；

圖2a為圖2的感測功能的替代實施例，以剖視圖示出了圖2的側視圖；

圖3為圖1的響應功能的實施例；

圖4a-4e例示了對于不同的粉末流情形的來自光檢測器的示范性的輸出信號，為容易理解，以簡化的方式示出了單個波形；

圖5為本文公開的一個或多個發(fā)明的實施例的密相泵的正視圖；

圖6為沿著圖5的線6-6截取的圖5的縱向橫截面；以及

圖7為圖6旋轉90度的縱向橫截面。

具體實施方式

盡管在本文中描述了示范性的實施例，并且在上下文中呈現(xiàn)了部件和零件以及功能的特定實例，但本領域技術人員將很容易意識到對于特定的應用，當需要時，可以使用許多不同類型的設計和替代配置。例如，可以使用許多不同的粉末泵設計，并且對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。我們互換地使用術語“管狀部件”和“管道”，來指任何包含粉末流的導管或通道。盡管示范性的實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構和特征，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通過的內部通道的阻擋件或其它結構)。關注的一個特征是管道或通道包括至少一個部分，該部分能夠容許電磁能量通過限定管道的感測部分的壁。我們利用術語“感測功能”指檢測粉末流的特征的布置或結構。在示范性的實施例中，感測功能能夠以電磁能量的檢測器和光源的形式實現(xiàn)。本發(fā)明不局限于電磁能量的任何特定頻率或波長，僅關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的光檢測裝置檢測的一個或多個波長。因此在本文中，也將電磁能量一般地稱為光能，而與選取的波長或多個波長無關。管道或通道壁對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能夠與粉末是否正在流動通過通道或管道相關，并且在一些實施例中與流量是否已改變相關。本發(fā)明不被限制到任何特定的噴涂技術，并且可以和電暈、摩擦靜電的和非靜電的噴涂技術一起使用。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，包括手動噴槍和自動噴槍?？梢詾楸谩姌尯推渌到y(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、布局和結構方面屬于設計選項。粉末涂料涂覆系統(tǒng)可以利用寬范圍的各種系統(tǒng)零件，包括用于供應粉末涂料的供料中心、噴槍、用于噴漆櫥的電子控制系統(tǒng)、噴槍、槍控制系統(tǒng)、槍車、往復機構、振蕩器等、高架傳送系統(tǒng)以及粉末過度噴涂恢復系統(tǒng)。

在示范性的實施例中，我們確定了由光檢測器產生的時間變量模擬信號波形的平均值，例如rms(均方根)值。因此認為本文中的術語“平均值”包括但不局限于rms計算。當需要時，可以替代地進行其它的數學計算，以表示波形的一個或多個特征。例如，波形能夠在頻域中被數字化和分析。關注的特征是分析光檢測器輸出波形，以便能夠識別被測光強中的變化，以確定粉末是否正在管狀部件的感測部分中流動，或者在另一個實施例中，識別被測光強的變化以確定流量是否已改變。因為在示范性的實施例中，光檢測器輸出是時間變量電壓信號，因此利用諸如rms值的平均值是方便的，但這種識別光強中的變化的方法不是必需的。本發(fā)明也不局限于利用產生模擬電壓輸出的光檢測器，而是當需要時或者可方便利用時，可以使用其它檢測器，電路中的適當變化用于處理輸出信號。

本發(fā)明同樣不局限于使用任何特定類型的粉末涂料，并且因此我們在本文中一般提到粉末時，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)流動或脈動流動的方式輸送。

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施例中以組合具體體現(xiàn)，但在許多替代的實施例中可以單獨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。更進一步地，盡管在本文中可能描述了關于本發(fā)明的各種方面、概念和特征——諸如替代的材料、結構、配置、方法、電路、裝置和部件以及關于形狀、安裝和功能等的替代物的各種替代——的實施例，但這些描述并非希望是不論當前已知的還是以后發(fā)展的可利用的替代實施例的全部的或窮舉的列表。本領域技術人員可以很容易將一個或多個發(fā)明方面、概念或特征納入另外的實施例中，并且在本發(fā)明的范圍內加以利用，即使在本文中沒有清楚地公開這些實施例。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別為創(chuàng)造性的或發(fā)明的組成部分，但不希望這種識別是排外的，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，在附屬的權利要求書中闡明了本發(fā)明。對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。

在本文中公開的示范性實施例公開了本發(fā)明的兩個基本配置和流檢測概念。這兩個概念均基于采用利用光能的感測功能檢測沿著粉末流路徑的粉末流的特征的方法和設備。“粉末流路徑”指用于使粉末的流通過容納結構的內部空間，使得粉末從一點到另一點流動。因此，粉末流路徑的一個實例為粉末流通過的部件的內部空間，或許是軟管或管道或任何導管、管狀部件，或者包含粉末流的通道。關注的粉末流路徑在示范性的實施例中為處于容納結構或管道的感測部分內的粉末流路徑的感測部分。例如，在本文中的示范性實施例中，感測部分可以是一部分粉末流路徑，光能穿過該部分以檢測粉末的流動特征。流動特征可以包括無流動情形。因此，光能可以通過容納結構的壁的所有部分或者感測部分或者通過由壁結構限定的內部空間的感測部分被傳輸進入粉末流路徑內。在本文的示范性實施例中，光能可以傳輸通過管狀部件的管道壁以進入粉末流路徑內。如在本文中使用的，管狀部件的“部分”指感測部分，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光能，以檢測流動或無流動情形的方式來檢測粉末流的特征的方法和設備。檢測到的情形，特別是無流動情形，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地涂覆的工件的浪費。為了進行大多數的這種光學警告，盡管不是必需的，我們優(yōu)選將感測功能定位在緊密接近粉末涂料泵的出口。

在第二種配置中，我們描述了用于利用光能檢測通過例如在管狀部件內的粉末流路徑的感測部分的粉末流量變化的方法和設備。流量變化情形可以包括檢測無流動情形，因此這兩個基本概念不必是彼此互斥的。第二種配置不必需要確定實際流量，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特征，如本文中將進一步解釋的。對于第二種配置，我們同樣優(yōu)選但不要求將感測功能定位在緊密接近粉末涂料泵的出口。

我們?yōu)閮煞N概念和配置提供了光學感測功能，借助于該光學感測功能，我們利用光能檢測出粉末流通過管狀部件或通道的感測部分。在一個優(yōu)選的盡管不是必需的實施例中，我們利用光能傳感器信號的平均值或rms值檢測粉末流。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性能的不同的粉末材料進行調整或校準。平均值或rms值的利用也允許我們?yōu)椴煌牟牧涎a償或校準光學性能，該材料可能被用于制作管狀部件或管道的感測部分。

圖1例示了本發(fā)明中的一個或多個的概念的實施例。粉末涂料涂覆系統(tǒng)10可以包括如現(xiàn)有技術中公知的諸如箱子、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拉入粉末并且推動粉末通過供料軟管16至末端應用18，例如噴槍，或者在大體積傳輸泵的情況下或為另外的容器。

在圖1的實例中，泵14可以以密相泵的形式實現(xiàn)，為利用負壓將粉末拉入泵室內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不能滲透的材料制成。例如與文丘里管泵(venturipump)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。在公布的美國專利申請2005/0158187al中描述了密相泵的實例，該申請的全部內容通過參照完全地并入本文中。

我們未詳細描述泵14的結構和操作，這是由于其對于理解和實施本發(fā)明不是必要的。然而，泵14將典型地具有相關的泵控制功能或電路20，其操作以調整粉末流量控制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，一些泵可以簡單地以開/關方式操作。流量控制22可以用于例如將從泵14輸出的粉末流量設定為泵14容量的最大流量的0％至100％的任何地方。

對于密相泵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結合地操作。因此，密相泵14在出口26處以脈動或粉末包的形式產生粉末流。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設計，其可以包括到相對于彼此離相操作的泵室，意味著當泵室之一拉入粉末時，另一泵室推出粉末，并且反之亦然。多個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，以在泵出口26處實現(xiàn)預期的粉末流量。

迄今呈現(xiàn)的關于密相泵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地解釋，而且對于這種解釋可以參照該專利。盡管一個重要的注釋是密相泵將產生輸出粉末流，但其能夠被表征為密相粉末的脈動或者不連續(xù)塊。

以對泵14的以上描述作為背景用于本文的發(fā)明概念，現(xiàn)在同樣參照圖2和3描述用于檢測粉末流的設備的一種示范性實施例。通過檢測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，我們能夠在流動被出乎意料地中斷時，或者替代地當流量變化時產生警告或者其它警報。這種通知或者警報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采取正確的措施以最小化浪費。

用于檢測粉末在諸如例如管道16的通道中的流動的設備50可以以基本形式包括感測功能52和響應功能54。實際上，感測功能52能夠單獨產生指示或者包含粉末是否正在流動的信息的輸出信號。該輸出信號能夠例如沒有任何信號處理地簡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或未流動的信號?；蛘咛娲?，輸出信號能夠直接驅動燈或者其它指示裝置，以向操作員指示關于輸出信號的狀態(tài)。在此情況下，顯示鏡或者指示裝置能夠充當響應功能54。然而，在許多情況下，來自感測功能的原始數據由于不存在用于對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施例中，我們可以利用響應功能54對感測功能52的輸出信號執(zhí)行分析，以進一步改善其在指示是否存在流動或未流動情形或者替代地是否流量已改變方面的實用性。在示范性的實施例中，響應功能54可以以包括諸如微處理器的信號處理能力的電路(下面描述)的方式被實現(xiàn)，該微處理器接收來自光檢測器58的模擬輸出并且確定該信號隨時間的平均值或rms值。

在圖1-3的示范性實施例中，感測功能52利用電磁能量的光學性能，在本文中被稱為光能，來檢測在通道中的粉末流。因為泵出口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。

感測功能52(參見圖2)可以以光源56和光檢測器58的形式實現(xiàn)。光源56和光檢測器58可以被設置成在供料軟管16的相對側面上彼此徑向地(或正好)面對，以提供視線檢測。這確保了光能穿過供料軟管16的中心，能夠預期大多數粉末在那里流動。因為本發(fā)明在許多不同應用中具有用途，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構，甚至是例如阻擋塊中的孔。

基本概念利用了以下想法：當管道60內無粉末時，則來自光源56的、經由管道62壁通過管道60行進的最大強度的光將到達光檢測器58。光檢測器58將產生與被檢測的光強有關的檢測器輸出64。到達光檢測器58的光的強度將依賴于由光源56產生的光的強度、管狀部件62的透明度以及光檢測器58將檢測的光的強度轉換為例如電壓或者電流的輸出信號的效率。管道壁的透明度特征可以基于由光源56產生的光的波長來選擇。示范性的光源56為例如可購自kingbright的零件號為wp7104src/d的紅色發(fā)光二極管，并且適當的光檢測器58為諸如可購自texasadvancedoptoelectronicsolutions公司的tsl12s的光電轉換器?？梢允褂迷S多替代的光源和光檢測器。光源56和光檢測器58將被選擇成兼容并且也與管狀部件62的透明度一致。實例的光檢測器58以最大強度產生幾乎5伏特的dc輸出64。

當粉末存在于管狀部件62中時，粉末將反射、散射或吸收光能，或者否則減小穿過以到達光檢測器58的光的強度。相應地，來自光檢測器58的輸出信號64將改變，在此情況下，電壓將下降。如果所有的光被阻擋，則光檢測器輸出64將接近零伏特。

利用如所指出的密相泵14，從出口26流動的粉末是脈動的。這將導致光檢測器58產生同樣脈動的輸出信號。典型地，當粉末在光源56和光檢測器58之間脈動通過時，我們不會看到檢測器輸出變成接近零，但這種情況能夠發(fā)生。

因為我們檢測通過管狀部件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。

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來提供對光能所需的透明度將是預期的。該部分66可以是與例如供料軟管16一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。該部分66如何被插入通道以提供通道60的一部分屬于設計選擇，并且我們在本文的圖5-7中呈現(xiàn)了一個實施例。例如，適當的透明部分可以被拼接到主軟管16內。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，充當管狀部件或通道60的感測部分66，用于檢測粉末在其中的流動。優(yōu)選地，感測部分66的長寬比應當足夠大，使得如果在安裝感測部分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行進到光檢測器58的路徑中。

圖4a以簡化的方式示出了來自光檢測器58的輸出電壓與時間的關系。圖4a涉及無粉末流的情形，使得光檢測器輸出64為最大電壓，該電壓大約是從檢測器58可獲得的最大電壓輸出68。用于被測光能的實際最大輸出64將典型地稍微小于從光檢測器58可獲得的最大輸出，這是由于當光能穿過管狀部件62的壁材料時，光強中的一些的一些衰減、偏轉或衍射。最大電壓輸出64同樣取決于光源56輸出光強多好。信號64基本上是穩(wěn)態(tài)的值，因為光保持不被中斷。對于圖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器58的輸出信號的簡化表示。實際上，由于瞬時輸出信號將隨著粉末的透射率而波動，光檢測器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。

圖4b例示了對于在光源56和光檢測器58之間存在粉末塊或者簡單地管道62的感測部分66基本上充滿了粉末的情形，來自光檢測器58的輸出電壓。在此情形下，粉末基本上阻擋了大多數光能穿過管道的感測部分66，并且光檢測器輸出64接近零伏特。

現(xiàn)在，作為一種實際情況，在正常使用期間，粉末將不是簡單地位于感測部分66中并且阻擋所有光到達光檢測器58。而是對于密相泵，對于來自泵14的粉末的給定流量，粉末脈動將導致被測的光隨著時間的平均強度。因此，通過確定輸出信號64的平均值并且核實其落在圖4a和4b的兩個極值之間的某處，能夠利用光檢測器輸出信號64指示出流動或未流動情形。對于圖4c-4e的示范性實施例，我們利用rms作為平均值計算。

例如圖4c例示了用于密相泵14的一個實例，該泵14被設定成泵14的最大輸出流量的大約40％的流量。每個粉末塊使得到達光檢測器58的光的強度減少，導致了光檢測器信號64的脈動輸出本質。每個粉末塊阻擋光能中的一些到達光檢測器58，并且因此檢測器輸出64的電壓下降，如70處。一系列重復的這些下降以對應于被推出泵14的出口26的粉末脈動的間隔發(fā)生。因此，谷70代表當粉末塊通過光源56和光檢測器58之間時光強的最大下降。當每個粉末塊移出感測部分66時，隨后從光檢測器58輸出的電壓返回接近其最大值，如72處。因為粉末塊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方形。

由于由光檢測器輸出64產生的波形是模擬的，我們能夠很容易計算出該信號隨時間的rms值(v1)，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。注意來自光檢測器58的輸出信號64的rms值直接對應于到達光檢測器58的光能的強度的rms值。當粉末被泵送并且流動通過管道62的感測部分66時，rms值計算將指示出粉末正在流動，這是因為該值將落在圖4a和4b的極值之間。

對于密相或稀相中的任一類型泵，如果輸出信號64轉到極值之一，則輸出信號64指示無流動情形(使得平均值將接近如圖4a中的最大電壓輸出，對應于無粉末穿過感測部分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計選擇。

先前的描述解釋了用于確定或檢測流動/無流動情形的第一種配置的實例。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。在一個實例中，通過使響應功能54包括校準模式而完成該替代的實施例，據此我們首先對于關注的每種流量設定值，為來自光檢測器58的輸出信號64確定預期的平均值或rms值。這些預期的或校準值可以隨后用于確定實際流量是否已從泵控制20和流量控制22(圖1)設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行的一個實例。

回想起圖4c例示了當泵被設定為最大流量的40％時用于密相泵14的rms值74(v1)。該平均值74能夠隨后被儲存作為校準值?，F(xiàn)在假設在涂敷操作期間，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部分66的事實，來自光檢測器58的rms電壓輸出v2(由時間基線76示出)增加。因此v2>v1。響應功能54可以被編程，以便通過計算何時由光檢測器58的rms輸出電壓v2代表的實際流量已經從校準值vi改變(或高或地)預定量或百分比，來檢測何時rms流量從預期流量改變大于例如偏置百分比。在發(fā)布警告或警報之前偏置多遠是允許的屬于設計偏好。

圖4e例示了在示范性的實施例中，當流量增加至最大流的60％時，來自光檢測器58的rms值輸出電壓v3(由線78示出)將下降，這是因為平均更多的粉末流動通過管道的感測部分66。因此v3<v2并且v3<v1并且v2>v1。以其它的方式陳述，對于分別為20％、40％和60％的流量，v2>v1>v3。

流量的改變例如可以用于檢測對于一個特定的涂敷過程，操作員是否已經從應當的值改變了泵的流量設定，或者用于檢測是否泵操作以某種方式已經改變了流量。

如何執(zhí)行校準功能屬于設計選擇和方便性。對于泵的每種可選流量，可以儲存不同的校準值，或者替代地，可以通過簡單地在編程的流量下運行泵14并且儲存檢測的檢測器輸出64的平均值或rms值來確定預期的或者校準值。然而，該方法可能使確定易受由光源56產生的光的強度隨時間的變化、光檢測器58的靈敏度或者管道的感測部分66的透明度的影響。因此，當已知系統(tǒng)部件是準確的時，優(yōu)選地將執(zhí)行校準模式。

可以與知道由泵14產生的實際流量獨立地運行校準模式。例如，假設我們想在40％流量處為泵14校準感測功能52?？梢詫⒘髁吭O定在40％處，并且隨后將光檢測器輸出64的平均值或rms值儲存為對應于來自泵14的實際粉末流量的無論任何值，它是否是精確的40％，我們將能夠檢測何時流量變化。因此，實際上，我們不測量實際的流量，而是分析流量是否已改變。

校準模式是同樣重要的，因為不同的粉末材料可以并且典型地將具有不同的光學性能，諸如吸收、反射率、半透明度等。再次參照圖4c，可以基于被泵送的材料類型實際地改變參考值v1。因此，為了確定在選定的流量下傳輸通過感測部分66的光的平均強度，運行校準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系統(tǒng)，并且將平均值儲存在存儲器中，以作為校準值被存取。利用校準特性的許多其它方式將是顯而易見的。校準模式因此對于流動/無流動配置或者流量配置均可以是有用的，這是因為即使對于流動/無流動配置，被測光強的平均值也可以基于粉末材料而改變。

本領域技術人員將很容易意識到流動/無流動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被設定在40％處，并且我們將光檢測器58輸出64的校準rms值作為v1，則如果注意到光檢測器輸出64的rms值接近最大值68，則我們得到未流動或低流動情形?？梢砸圆煌姆绞酱_認未流動情形，例如通過檢測平均值或rms值何時增加了高于校準值v1的預定百分比，或者平均值或rms值是否處于最大值68的預定百分比范圍內。許多其它的選項是設計者可用的，以因此確定低流動和未流動情形。

圖3例示了響應功能54的實施例。在該實例中，響應功能54可以利用諸如例如數字處理器的控制電路80實現(xiàn)，數字處理器諸如例如微處理器80。適當的微處理器為可購自microchip的型號pic16f887?？刂齐娐?0接收光檢測器58輸出信號64作為輸入?？刂齐娐?0也必須知道何時監(jiān)測光檢測器輸出信號64，以便當泵14不操作時不產生假警報。因此，控制電路80也可以從泵控制20接收觸發(fā)信號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算出在時間采樣速率上的光檢測器58的輸出信號的平均值或rms值?？刂齐娐?0可以使電源(pwr)燈84點亮，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點亮，以指示出泵14被啟動，并且控制電路80正在監(jiān)測光檢測器的輸出信號64。

在第一種配置中，如果控制電路80檢測無流動情形，則控制電路80可以使警告燈88點亮或者啟動例如聲音警告。如果無流動情形持續(xù)，則控制電路80可以使警報燈90點亮。

在第二種配置中，如果流量改變預定量，則控制電路80可以使警告燈88點亮，并且如果流量改變甚至更多或者檢測到無流動情形，則隨后使警報燈90點亮。但是，關于響應于檢測到諸如無流動情形或者流量變化的異常該做什么，存在可用的許多選項中的幾個實例。更進一步地，控制電路80可以致動繼電器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)能夠被停機或者至少被分析，以確定工件是否被不正確地涂覆。

盡管我們利用平均值或rms值分析光檢測器輸出信號64，但這不是必需的。針對來自光檢測器58的實時模擬輸出信號，或者替代地針對其數字版本，可以使用許多其它的分析過程。如前面指出的，光檢測器58的輸出包含是否存在無流動情形或者替代地流量變化情形的信息。關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，可以作為設計偏好而選擇信號處理過程。

圖5-7例示了一個或多個發(fā)明的實施例，以示范性的方式使用了示范性的密相泵14。優(yōu)選地，感測功能52被設置在接近或最接近泵14的出口26。在該實施例中，泵14可以是可購自nordsoncorporation，westlake，ohio的hdlv泵。該泵14通過出口26產生脈動或塊的粉末流。粉末涂料經由與粉末涂料源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)明的該實施例中，我們將感測功能52與供料軟管16一致地安裝。因此在該示范性的形式中，用于檢測管道或通道中的粉末流的設備包括感測功能52和響應功能54。響應功能54可以以本文中關于圖3描述的形式實現(xiàn)，或者可以采取不同的實施例。感測功能52可以以本文中關于圖2描述的形式實現(xiàn)，或者可以采取不同的實施例。注意，圖1的控制閥30、32、38和40與流量控制22一起被并入泵14中。

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可以根據在上文中指出的專利來操作，或者可以是不同的設計。

感測功能52能夠以任意方式機械地耦合到泵14。在本文的實施例中，基本上包括光源56和光檢測器58(圖7)的感測功能52被設置在電路板或襯底102上。電路板102可以是u型的，光源56位于u的一個支腿102a上，并且光檢測器58位于u的相對支腿102b上，并且光源和光檢測器彼此面對，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和光檢測器58優(yōu)選被在管狀部件104的相對側上彼此相對地徑向對準。管狀部件104優(yōu)選地至少在光能將穿過光源和光檢測器之間的管狀部件的區(qū)域內對要被光檢測器58檢測的、從光源56傳輸的光能的波長透明。因此，光能傳輸通過的部分104對應于在討論圖1和2中指出的感測部分66。電路板102被安裝在殼體106內。為了方便說明，殼體106被圖示為(參見圖5)透明的，但實際上不需要是透明的。根據需要，殼體106的一部分可以是透明的，而不使整個殼體為透明的。

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)。這允許整個感測功能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，對于本領域已有的泵14，感測功能52可以是另外加上去的特性。當上面的連接器108被接合到泵14的出口26時，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。

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實現(xiàn)。

電連接器126可以用于將信號電纜128(圖5)耦合至感測功能52，以便向光源56提供電源并且接收來自光檢測器58的輸出。信號電纜128在其第二末端被連接到響應功能54，以將光檢測器58輸出提供至控制電路80(圖1)。

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入管狀部件內處不存在滯留區(qū)域，從而能夠保留可能干擾對來自光檢測器58的信號的解釋的粉末。

因此，包括感測部分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)，使得感測功能52能夠被用于檢測流動/無流動情形，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的粉末流通過的粉末流路徑130的管道或通道的感測部分66。但是，本領域技術人員將意識到，如果供料軟管16在用于光源56和光檢測器58的波長范圍內是足夠透明的，則感測功能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)感測部分66。不管感測功能52被設置在哪里，光源56和光檢測器58將利用被引入管道或管狀部件的感測部分的光能操作，穿過光檢測器58的光能的強度取決于粉末是否正在流動通過感測部分。

盡管本文中的示范性實施例利用了單一的光源和光檢測器作為感測功能52，但本領域技術人員將很容易意識到可以使用另外的成對傳感器。利用另外的成對傳感器可以提高感測功能的整體準確性。例如，粉末流路徑130的其它部分或供料軟管16內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。這能夠導致即使在正常的操作情形下，粉末流路徑的感測部分也未充滿粉末。圖2和2a例示了感測功能52利用了兩對傳感器的實施例，盡管當需要時可以使用甚至更多對。由于第二對傳感器150是可選的，圖2中以剖視圖例示了第二對傳感器150。在該實施例中，第二對傳感器156(包括光源156和檢測器158)能夠旋轉地偏置第一對傳感器56、58。在該實例中，旋轉偏置可以是90度。如果替代地使用了另外的對，則如果需要的話，也可以圍繞粉末流路徑的感測部分旋轉地隔開。通過利用另外的光源/檢測器對，例如被定位成從第一對傳感器56、58旋轉90度的另外的檢測器對150，我們能夠增加檢測粉末流的機會。可以使用甚至更多的光源/檢測器對，例如，圍繞感測部分104以徑向方式均勻地(或者根據需要不均勻地)隔開。對于每對光源/檢測器的被測強度，是單獨地分析還是組合處理屬于設計選擇。此外，當需要時，可以沿著粉末流路徑130在別處設置一個或多個另外的感測功能52。例如，第二對傳感器150被例示為不但從第一對傳感器52旋轉地偏置，而且從該第一對軸向偏置或者隔開。然而，如果需要的話，這些對也可以被定位成感測流動通過粉末流路徑的同一感測部分的粉末。

除本文中呈現(xiàn)的用于檢測管道內的粉末涂料的流量的各種設備之外，我們的發(fā)明還包括利用該設備的相關方法以及用于檢測粉末流量的方法。在示范性的方法中，將光能引導進入用于粉末流的一部分管道或通道，檢測穿過管道的光能的強度，并且基于檢測的強度確定粉末是否正在管道內流動。在一個實施例中，該方法包括確定穿過管道的光能的強度的平均值或rms值。在另一個實施例中，將光能的被測強度例如平均值或者rms值與校準值進行對比，以確定粉末流量是否已改變。

因此，我們提供了用于檢測或核實空氣傳播的固體顆粒在管道或通道內存在或者輸送的方法和設備。我們以不在粉末流中引入擾動的方式或者換句話說采用非侵入的技術實現(xiàn)了這種檢測。例如，我們在不改變流體通道橫截面面積、不引入另外的空氣流、不產生壓力變化或者不在流動方向上產生中斷或變化的前提下完成檢測。因此，關于包括壓力、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沒有改變。

期望本發(fā)明不局限于為實現(xiàn)本發(fā)明而公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權利要求書的保護范圍內的所有實施例。