用於確定兩種介質分界面位置的一種裝置，一種容器和利用裝置的一種檢測方法，的製作方法
2023-06-05 14:01:51
專利名稱：用於確定兩種介質分界面位置的一種裝置，一種容器和利用裝置的一種檢測方法，的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來測定兩種流體介質之間分界面位置的裝置，該兩種介質顯示了特定的不同物理特性，更具體地說，它用於檢測積聚在一容器例如化糞池底部的泥漿的液位或測定該泥漿的高度。
在許多情況下都有測定積聚的泥漿高度的問題。它可以涉及到水處理J或水處理工藝，例如潷析器，化糞池，消化池；或者甚至於淨化池。一般說來，它涉及到任何沉澱物質可以被積聚的天然或人工的液體介質。
US-A-4,673,819和US-A-3,551,610專利中描述了這種裝置，在這個意義上，檢測所積聚的泥漿的液位或測定所積聚的泥漿高度的裝置已被公知了。
採用先進技術的紅外線探測器也是公知的。美國專利US-A-3,551,690敘述了一種測定泥漿液位的紅外線探測器。
這個裝置的缺點是需要大量的電線線路和一剛性支承物，因此該裝置製造得較笨重，移動困難，維修也困難。
因此本發明的目的是克服上述缺點，更具體地說是提供一種裝置，該裝置可精確、容易地使用，同時成本還低。
為了這個目的，該發明提供一種裝置，該裝置用於測定兩流體介質間的間隔位置，該兩介質顯示出特定不同的物理特性，該裝置包括光導型的波發射機構，波接收機構和光導型波傳送機構。
該發明還涉及一種容器，例如一種化糞池或其他類似的應用場合，用來容納流體介質，特別是積聚在底部的泥漿和在表面的潷析水，它至少與一種如前面所述的一種裝置聯接。
通過閱讀本發明的說明書，參照下列附圖，能夠清楚地理解本發明的特徵，其中—
圖1是根據本發明一個實施例的裝置的示意正視圖。
—圖2是圖1裝置的部分放大的示意剖面圖。
—圖3是橫過一垂直平面的示意橫斷面圖，用來說明在底部含泥漿和上面含潷析水的容器中採用該裝置的情況。
該裝置1能確定物理特性不同的兩種流體介質M1和M2之間的分界面S的位置。
該裝置1配置了一個裝置，用來探測液位或測量在一容器2例如一化糞池底部積累的泥漿的高度。
在這種情況下，介質M1是上述泥漿，而介質M2是潷析水。
介質M1泥漿留在該容器的底部3上。介質M2該潷析水在該泥漿M1的上面，並限定了該容器中M1/M2的自由表面4。在介質M1泥漿和介質M2潷析水之間有一個分界面S。
假定該底部3基本上平的和水平的，同時該表面本身基本上也是平的和水平的。
然而，當不完全是這種情況時，也可以採用本發明。
本發明涉及在類似於化糞池以及類似於其他流體介質中的應用。
所考慮的介質M1和M2的物理特性是光學特性，特別是透明度或渾濁度。
該裝置1包括一剛性的、沿一縱向V延伸的支承物5。當該裝置使用在一化糞池中時，該縱向方向V是垂直方向。
在附圖所顯示的實施例中，該支承物5包括一主管6，該主管6有兩根延伸的第一和第二管8、9，終止在第一末端部分7處。
管6和兩根管8、9在縱向方向上延伸。兩根管子8、9是相互平行的，並且是相互隔開一定的距離。因此在兩節管子之間有一個自由空間10。
該管6和第二根管9是共軸的，而第一根管8與管6和第二根管9形成的共軸組件隔開一定距離。
在第一根管8和管6與第二根管9之間的界面之間設置了一彎頭11。
該兩根管8、9都通過塞子12向著它們的自由端，尤其是它們各自的自由端13、14被封閉起來。這二個自由端13、14都位於該縱向方向V成橫向的同一平面上。
在上述的實施例中，該管6和兩根管8、9在內部是彼此連通的。
該管6在縱向V的方向上延伸出一節管子，該延伸長度比第一和第二根管8、9長得多。
例如，該管6和兩根管8、9的直徑約為40毫米。該兩根管8、9的長度為15釐米，而管6的長度可約為1.5米。該兩根管子8、9之間的間距可以是約為7釐米。
這些數字僅僅表示一非常滿意的實施例。
該支承物5可以套入該管6中，後者由幾部分組成。這些部分可以以固定或非固定的方式連接在一起(未示出)。
該裝置1包括波發射機構15和接收發射機構15發射的波的機構16。
該機構15和16分別被封在第一和第二根8、9內。
該波發射和接收機構15、16由朝向其空著的第一末端部分7的支承物5支承。這些波發射和接收機構15、16沿著一相同的軸線17水平對準，該軸線與縱向V垂直的橫向H平行的同一軸17延伸。
在所考慮的實施方案中，該橫向H是水平的。
該兩根管8、9分別在側面設有一個窗口18、19。該兩窗口18、19都面向著該空間10並用軸17作為它捫的軸線。該發射機構15和接收機構16被放在與相應窗口18、19相對的位置上。
被保護起來的窗口18、19要適於使由發射機構15和接收機構16所發射/接收的波通過。
該裝置1包括用於傳送由接收機構16所接收的波的機構20。這些傳送機構20分別被放置在第二根管9和管6裡。
該傳送機構20要保證將接收機構16所接收的波沿著支承物5傳送出去，直到到達與兩根管子8、9相對的第二個末端部分21為止。
之所以選擇波發射、接收和傳送部件15、16、20是因為當把發射機構15和接收機構設置在介質M1和M2中時，它們顯示了只取決於流體介質M1、M2的物理特性有關的特性。
根據本發明，該發射機構15，接收機構16和傳送機構20都是光導型的。
根據與第二根管9和管6的軸相對應的縱向方向，為了反射由接收機構16所接收的波，沿著橫向軸17設置了機構22。
在實施例中，該接收機構16和反射機構22是普通的，同時它們都是由與縱向V軸傾斜45°的鏡子構成的。該鏡子是該傳送機構20的一部分。該發射機構15是由發射白光的機構構成的。
在這種情況下，機構15包括一光源15a和為後者的動力供應機構，未示出。
考慮到該結構，顯然發射機構15和接收機構16要沿著橫向方向17彼此被隔開一給定的距離，並且被介質M1、M2所在的空間10隔開。
該裝置1包括機構24，用於分析機構20所傳送的波。這些分析機構設置在朝向該第二個末端部分21或者甚至下遊，例如設置在它的後邊。
可以將這些分析機構連接到某些視覺或聲音信息機構25上，當該發射機構15和接收機構16穿過一種介質到另一種分界面S後的介質時，該信息機構25會被起動。
在向著第一和第二根管8、9處，尤其是向著它們的空端13、14處，設置了一個壓塊23。
該支承物5包括在縱向方向V上，沿長度方向上的兩個分別設置的刻度G1和G2。這些刻度是長度的刻度。該第一個刻度G1以軸17為其零點，它延伸直到該第二個末端部分21。該第二個刻度G2以第一和第二根管8、9空端13、14為其零點，它也朝著該第二個末端部分21延伸。
該分析機構要麼是視覺的要麼是自動的。
所敘述該裝置是這樣運行的，用所提供的發射機構15、接收機構16和超過分界面S的軸線17的通道，會引起所分析波的物理性能方面顯著的變化。這種變化使得能夠找出這一分界面S的位置。
該發明涉及到一容器例如2，它與裝置1連用。
裝置1要麼是可移動的，要麼以固定方式與容器2連接。
在後一種情況下，該容器2可以包括幾個象裝置1的裝置，其軸線被放在不同液位處。
本發明涉及一種用上述裝置1來探測積累在該容器2底部泥漿M1的液位的方法。
以其縱向方向和垂直方式安裝裝置1，並且對著容器2和它的內含物M1、M2，其第一末端部分7面向自由表面4，而第二末端部分21被放在該第一末端部分7之上。
該裝置1以其第一末端部分7為開始被逐漸地浸沒在容器和它的內含物M1、M2中。
用所提供的發射機構15，當該軸線17穿過該分界面S時，就探測到所分析的物理性能方面的顯著變化。然後就標明該第一個刻度G1的值(a)。
這個值(a)表示相對於該自由表面4泥漿M2的液位，也就是S。
這個方法可能測量泥漿的高度。
在測量了該值(a)後，在容器2中向著底部3繼續浸沒該裝置，直到其自由端13、14接觸到該底部3為止。該值(b)就被標示在該第二刻度上。
從(b)-(a)所得的差就得到了該泥漿M1的高度。
在自由表面4的橫斷面測定該值(a)和(b)。
權利要求
1.一個用於測定兩種流體介質(M1、M2)之間的分界面(S)位置的裝置，這兩種介質顯示出特定的不同物理性能，該裝置包括一剛性支承物(5)，它沿一縱向方向(V)延伸；在橫向方向17，用來發射波的機構(15)，它由向著第一末端部分(7)的支承物(5)支承；用來接收發射機構(15)所發射的波的機構(16)，它由向著第一末端部分(7)的支承物(5)支承；該發射機構(15)和該接收機構(16)沿橫向方向(17)彼此間隔一給定的距離，由一自由空間(10)隔開，該空間裡有該介質(M1、M2)，用來沿著該支承物(5)傳送由接收機構(16)所接收的波，並一直把它傳送到第二個末端部分(21)為止的機構(20)；有選擇地傳送接收到的發射波，因為它們顯示出了依賴於該流體介質(M1、M2)物理性能的特性，該發射和接收機構(15、16)位於上述介質中；用來分析所傳送的波的裝置朝向該支承物的第二末端部分(21)或朝向下遊設置；使得超過兩流體介質(M1、M2)之間的分界面(S)的該發射機構(15)和接收機構16的通道，在所分析的波的物理性能方面引起顯著的變化，其特徵在于波發射機構、波接收機構，和波傳送機構(15、16、20)是光導型的。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於該裝置包括一機構(22)，用來沿一橫向方向(H)和按縱向方向(V)反射由接收機構(16)所接收的波。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於該支承物(5)是由幾個以固定或非固定方式連在一起的部件製成的套筒。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於該接收機構(16)和反射機構(22)是通用機構。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於該接收機構和反射機構(16、22)都包括一個與縱向方向(V)呈45°傾斜的鏡子。
6.根據權利要求1到5中任一個權利要求所述的裝置，其特徵在於該裝置組成了一個用來探測液位或測定積聚在容器(2)例如一化糞池底部的泥漿高度的裝置。
7.一種用來接收流體介質(M1，M2)，特別是積聚在底部(3)的泥漿和在表面的潷析水的容器，和一化糞池，其特徵在於至少有一種如權利要求1到6中任一權利要求所述的裝置與其相連。
8.根據權利要求7所述的容器，其特徵在於該裝置(1)是可移動的。
9.根據權利要求7所述的容器，其特徵在於該裝置(1)是以一種固定方式連到容器(2)上。
10.一種如權利要求(6)所述的裝置(1)來探測積聚在容器(2)，例如化糞池底部的泥漿(M1)的液位的方法，其中，相對於該容器(2)垂直放直該裝置(1)的第一末端部分(7)；該裝置(1)被逐漸浸沒到該容器(2)和它的內含物(M1/M2)中；當探測到所分析的波的物理特性有一明顯變化時，該值(a)就被標示在第一刻度(G1)上，它表示相對於該自由表面(4)液位該泥漿的液位。
全文摘要
一種用來測定兩種流體介質之間的分界面位置的裝置，該兩種介質顯示了特定的不同物理特性，其特徵在于波發射機構、該波接收機構，和波傳送機構(15、16、20)都是光導型的。
文檔編號G01F23/28GK1155074SQ96107330
公開日1997年7月23日 申請日期1996年3月3日 優先權日1996年3月3日
發明者哈維·菲利浦, 西格弗雷德·毛勒 申請人:依帕柯公司