可滲透的測量單元的製作方法

2023-05-25 16:05:26 1

可滲透的測量單元的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一個可滲透的測量單元，具有：一用於流體流入的入口（2），一用於流體流出的出口（3），一設置在入口（2）與出口（3）之間的、尤其唯一的測量室，一用於測量在測量單元（1,1』）中的流體與測量單元（1,1』）外部的電磁射線的相互作用的射線測量範圍（6），其中所述射線範圍（6）由兩個對置設置的窗口（7,7』,8,8』）限制，由此規定一用於流入電磁射線的窗口和另一個用於流出電磁射線的窗口，其特徵在於，所述測量單元（1,1』）具有調整範圍，該範圍具有多個運行位置，它們具有在窗口（7,7』,8,8』）之間的不同距離（A,A』），以該距離可以無旋轉地調整、尤其固定測量單元（1,1』）。本發明還涉及一個由這種測量單元（1,1』）組成的系統，具有多個不同長度的間隔部件（19,20），用於調整通過各間隔部件（19,20）定義的距離A』。
【專利說明】可滲透的測量單元
【技術領域】
[0001]本發明涉及一個如權利要求1前序部分所述的可滲透的測量單元和一個如權利要求11所述的系統。
【背景技術】
[0002]為了測量電磁射線與流體在測量單元中的相互作用，必需在測量單元中設有對於測量重要的電磁頻譜範圍通透或透明的窗口。該窗口必需相對於環境密封測量單元的測量空間，而且也在可能較高的壓力時。這尤其適用於在線測量單元。
[0003]尤其在吸收測量時必需的是，準確地識別沿著電磁射線的光程派生的層厚或者說光學路徑長度，用於可以相應地評價測量值。
[0004]在某些測量單元應用時需要經常清潔測量單元和/或提供其它層厚。目前對此使用不同的測量單元或者對於不同的層厚規定不同的使用。
[0005]在US 5，905，271中公開了一個具有複雜機械構造的測量單元，其中能夠在非常小的範圍裡面(通過壓縮密封31在止擋22上)調整光學路徑長度、即窗口之間的距離。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是，給出一個靈活使用的、成本有利製成的測量單元。
[0007]這個目的通過權利要求1和11的特徵得以實現。在從屬權利要求中給出本發明的有利擴展結構。由至少兩個在說明書、權利要求和/或附圖中公開的特徵組成的所有組合都在本發明的範圍內。在給出的數值範圍中位於所列界限以內的數值也應該適用於公開的極限值，並且以任意的組合也應該是主張權利的。為了避免重複，按照系統公開的特徵也適用於按照裝置公開的特徵並且主張權利。按照裝置公開的特徵同樣也應該適用於按照系統公開的特徵並且主張權利。
[0008]本發明的思想是，至少一個設置在光程裡面的窗口沒有調整結構地在測量單元上或者在測量單元體上沿著光程在裝配時可以調節或者隨時調整地構成，由此(首次)實現在窗口之間距離A，A』的調節或調整，至少在測量單元的調整狀態，尤其以給定的溫度範圍。換言之，所述測量單元具有多個運行位置，在這些位置可以調節或調整測量單元。通過這個措施可以通過儘可能微少的成本加工測量單元，因為沿著調整範圍可以調節大的距離A，A』範圍(對應於尤其測量單元的光學路徑長度)，尤其在裝配時。在裝配和調節時或以後可以固定窗口，由此不再能夠調整。
[0009]在存在調整性時(也不固定窗口)省去了為了改變層厚必需更換測量單元或者必需更換測量單元的至少一嵌件。使用者可以在調整範圍內部任意地調節距離A，A』。
[0010]測量單元的結構規定，可以無旋轉地實現調節/調整。由此避免複雜的機構。也可以省去用於限制運動的止擋。
[0011]尤其可以設想，按照本發明以特別簡單的可加工的基本形狀設有窗口。可以省去外輪廓、尤其止擋或者類似部件的塑形。所述窗口的外輪廓尤其是平面的，或者無臺階的，或者在每個橫截面中沿著光程是矩形的。橫交於光程所述窗口可以在整個窗口長度上具有一致直徑的圓形橫截面(必要時除了窗口端面上的倒角)。在一個特別簡單的可加工的變化中，所述窗口具有圓柱體形狀。可以選擇，簡單的基本形狀也可以由板狀的外形組成，具有橫交於光程的矩形橫截面。
[0012]換言之，通過在光程方向上施加壓力僅僅由測量單元外部、必要時與用於限制運動的窗口之間的間隔部件組合可以調節運行位置。僅僅從外部意味著，在測量單元本身上沒有用於施加壓力的機械措施。
[0013]在本發明的有利實施例中規定，所述測量單元在調節第一運行位置以後可以在調整範圍以內、尤其沒有安置在測量單元上的機械調整措施地、最好僅僅在對置的窗口方向上調整。
[0014]因為所述測量單元至少在窗口容納體上、尤其測量單元的絕大部分上、最好基本整個測量單元上由塑料製成，因此能夠成本有利地加工測量單元。此外所述測量單元可以由單向測量單元構成。此外可以使至少一個窗口以壓配合實現，由此可以沿著壓配合調節距離A，A』，並且至少在對置的窗口方向上簡單地通過壓力從外面調整。由此簡化裝配，因為通過一致的測量單元可以實現不同的光學路徑長度。在裝配測量單元時可以固定所調節的距離A，A』(或者說光學路徑長度)並且相應地標記，尤其通過編碼測量單元。
[0015]按照本發明也可以設想，所述運行位置可以沿著窗口或者容納窗口的窗口容納體的配合在測量單元裡面調節或調整，優選通過與尤其由測量單元體外形構成的、測量單元或測量單元體的導向通道相對的窗口的直接配合。在入口或出口的對面實現配合併且配合具有允差，以該允差至少在裝配時沿著光程通過施加壓力從測量單元外部可以移動窗口。
[0016]同時通過配合允差保證測量室相對於測量單元環境的密封，尤其無需單獨的密封措施(如密封環)。所述配合的名義直徑沿著調整範圍是相同的。
[0017]在此一個或兩個窗口沿著其直線相互間、尤其沿著一對應於窗口外輪廓的窗口容納體通道、最好通過摩擦鎖合在這個通道裡面固定、調整。因為兩個窗口可以調整，可以實現更大的調整範圍。通過窗口或者說窗口容納體的相應配合起到摩擦鎖合的作用。窗口容納體通道最好在調整範圍裡面具有平行的通道壁。
[0018]按照本發明的另一有利實施例規定，所述調整範圍從最小可調節的距離A，A』至少以最小可調節距離A，A』的因數1.5、尤其至少以因數2、最好至少以因數3延展。調整範圍越大，可以更靈活地使用測量單元。
[0019]按照本發明的可選擇實施例有利地規定，其中至少一限制測量空間的壁體可以沿著窗口的直線柔性變形並且一用於固定窗口平面的間隔部件以通過選擇間隔部件給定的距離在測量室以外安裝在窗口之間。通過這個實施例能夠實現特別大的調整範圍。
[0020]在此特別有利的是，所述壁體設計成摺疊匣。
[0021]作為獨立的發明一個由上述測量單元組成的系統具有多個不同長度的間隔部件，用於調整通過各間隔部件定義的距離A』。由此能夠對於確定的光學路徑長度或距離A』提供一套不同的等級。使用者對於相應的不同使用條件可以使用同一套(部件)，無需儲備不同的測量單元。
[0022]因為所述間隔部件設計成U形輪廓，因此易於測量單元的裝配、尤其在調整時。特別有利的是，在改變距離A時無需幹預測量室或者敞開測量室。[0023]因為所述壁體同時為了密封測量室密封地設置、尤其固定在一個窗口上，因此所述壁體滿足雙重功能，因此附加的零部件如密封環等是多餘的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]由下面藉助於實施例以及附圖的描述給出本發明的其它優點、特徵和細節。附圖中:
圖1示出按照本發明的測量單元的第一實施例的橫截面圖，
圖2示出按照本發明的測量單元的第二實施例的橫截面圖，
圖3a示出按照本發明的測量單元的第三實施例的立體圖橫截面圖，
圖3b示出按照圖3a的實施例沿著剖面As的橫截面圖，
圖3c示出按照圖3a的第三實施例沿著剖面Bs的橫截面圖。
[0025]在附圖中相同的部件和相同功能的部件以相同的標記表示。
【具體實施方式】
[0026]在圖1中示出可以通過流體滲透的測量單元1，它具有由測量單元體5限制的測量室4。測量室4被流體通流，其相互作用能夠通過電磁射線、尤其來自光源的光測量。
[0027]為此設有射線測量範圍6,在其旁邊橫交於流體的流動方向來自未示出的射線源、尤其光源的電磁射線穿過流體傳導。在對置的一側上測量電磁射線。
[0028]在光程(橫交於流動方向的射線方向)中設有窗口 7，8，用於允許電磁射線穿過測量室4進入流體。窗口 7，8分別在導向通道11，12裡面導弓丨，其內輪廓對應於窗口 7，8的外輪廓，由此在窗口 7，8與各導向通道11，12之間設有配合。由此能夠沿著導向通道11，12的內輪廓調整窗口 7，8，由此可以調節或調整窗口 7，8之間的距離A。距離A尤其對應於光學的路徑長度。
[0029]窗口 7,8由石英玻璃構成，而測量單元體5在本實施例中由塑料製成。這樣設計窗口 7，8外輪廓和導向通道11，12內輪廓的尺寸，使窗口 7，8在室溫時、即在約20°C時可以沿著導向通道11，12滑動地移動，其中也在工藝條件下、即在溫度提高時、尤其大於40°C、最好大於60°C時在窗口 7，8外輪廓與導向通道11，12各內輪廓之間存在摩擦鎖合，因此窗口 7，8也在頂壓時、尤其大於3bar頂壓時使測量室4相對於環境密封。相應地設計配合允差，其中考慮不同材料的不同膨脹。
[0030]為此按照本發明有利地規定，窗口 7，8具有厚度D，它與窗口 7，8寬度B的相比一般較大。優選D與B的比例至少I; 10，尤其至少1:5，最好至少1:3，更優選至少1:2。
[0031]按照本發明也可以設想，窗口 7，8在調整距離A以後在加工/裝配窗口 7，8時固定，由此結束窗口調整。這尤其在測量單元I作為單向測量單元時是有利的。
[0032]在非常類似第一實施例的按照圖2的第二實施例中與按照圖1的實施例不同，分別設有用於容納窗口 7，8的窗口容納體9，10。窗口容納體9，10管狀地通過內輪廓構成，內輪廓與窗口的外輪廓對應，由此使窗口 7，8固定在窗口容納體9，10裡面。窗口 7，8分別在指向測量室4的窗口容納體9，10端部上、尤其與窗口容納體9，10齊平地固定在窗口容納體9，10裡面。窗口容納體9，10通過其外輪廓與導向通道11，12這樣對應，使在窗口 7,8與導向通道11，12之間的上述相互作用如同在按照圖1的第一實施例中那樣有效。不僅導向通道11，12與窗口容納體9，10而且窗口容納體9，10與窗口 7，8都相互間具有配合。分別這樣設計配合，使相互間的移動只能在兩個配合中的一個配合中實現。兩個配合有利地可移動地構成，由此可以實現更大的調整範圍。
[0033]通過使窗口容納體9，10在其分別背離窗口 7，8的端部上突出於測量單元體5或者說突出於導向通道11，12，能夠簡化窗口 7，8之間的距離A調整，尤其在加大距離A的時候。因此窗口容納體9，10可以在其突出於測量單元體5或者導向通道11，12的端部上被握住。藉助於窗口容納體9，10沿著光程的尺寸可以測量並計算距離A、即光學路徑長度並且相應地自動調節。在此有利的是，只有導向通道11，12與窗口容納體9，10之間的配合可移動地構成。
[0034]第一實施例的描述也類似地適用於第二實施例。
[0035]在圖3a中示出測量單元I』，具有絕大部分由柔性材料、尤其橡膠製成的測量單元體5』。要被測量的流體通過入口 2導引到測量室4』並且通過在圖3b中所示的出口 3離開測量室。入口 2和出口 3具有工藝接頭，用於連接測量單元I』在工藝管道上，即用於在線測量。
[0036]橫交於流體的流動方向設有射線測量範圍6，在其中測量流體與電磁射線的相互作用。
[0037]射線通過窗口 V進入到測量室4』並且通過對置的窗口 8，從測量室4』流出。電磁射線由未示出的射線源在測量單元I』外部產生並且橫交於流體流動方向穿過測量室4』和窗口 7』，8』傳導。在對置的一側、即在窗口 8，下面和測量單元I』外部由相應的測量裝置檢測射線，其中通過與流體沿著在窗口 7』，8』之間的光學路徑長度的相互作用可以檢測表徵流體的變化。
[0038]檢測的主要方面是光學路徑長度，它通過窗口 V與窗口 8，之間的距離A』組成。
[0039]由圓周壁構成的、測量單元體5』的柔性壁體13安置在指向測量室4』的窗口 7』一側上，其中尤其在窗口 7』中心設有通流孔14，由此使電磁射線可以進入到測量室4』裡面。對應的、對置的、由圓周壁構成的壁體15同樣柔性地構成。它相應地在指向測量室4』的窗口 8，一側上固定在窗口 8，上並且具有用於電磁射線通過窗口 8，流出的通孔16。
[0040]測量單元體5』或者測量單元I』通過至少一個、在本實施例中兩個U形彈簧箍17，18橫交於流體流動方向固定。彈簧箍17，18分別從背離測量室4』的窗口 7』，8』 一側圍卡測量單元體5』和窗口 7』，8』。
[0041]為了確定窗口 7』，8』之間的距離A』設有至少一個、在本實施例中兩個間隔體19，20，它們在測量單元體5』外部作為剛性的間隔體夾緊在窗口 7，』，8』之間，而且通過彈簧箍17，18的夾緊作用。
[0042]相應地通過更換間隔體19，20和必要時的彈簧箍17，18可以實現通過壁體13，15形狀限制的距離A』調整範圍，由此得到由一致的測量單元I』和一套彈簧箍17，18和分別對應的間隔體19，20組成的系統。
[0043]在此按照本發明有利地規定，為了調整距離A，A』無需更換窗口 7，7』，8，8』。對於確定的距離A『規定的彈簧箍17，18和間隔體19，20可以理解為分別具有確定標識的套件，由此可以相應方便地操作更換。
[0044]間隔體19，20分別具有裝配孔21，22，尤其在其中中間隔體19，20設計成U形輪廓，由此能夠無需斷開測量單元I與工藝管道地調整距離A』。
[0045]彈簧箍17，18的功能按照未示出的有利實施例可以組合到間隔體裡面，通過使窗口 7』，8』容納在間隔體裡面。為此間隔體可以在其頂面和底面上具有相應的容納體、尤其插槽。
[0046]附圖標記清單 1，1』測量單元
2入口
3出口
4，4』測量室 5,5』測量單元體 6射線測量範圍 7,7』 窗口 8,8，窗口 9窗口容納體 10窗口容納體 11導向通道 12導向通道 13壁體 14通孔 15壁體 16通孔 17彈簧箍 18彈簧箍 19間隔體 20間隔體 21裝配孔 22裝配孔。
【權利要求】
1.一種可滲透的測量單元，具有: -一用於流體流入的入口(2)， -一用於流體流出的出口( 3 )， -一設置在入口(2)與出口(3)之間的、尤其唯一的測量室， -一用於測量在測量單元(1，I』)中的流體與來自測量單元(1，I』)外部的電磁射線相互作用的射線測量範圍(6)， 其中所述射線範圍(6)由兩個對置設置的窗口(7，7』，8，8』)限制，由此規定一個用於電磁射線流入的窗口和另一用於電磁射線流出的窗口，其特徵在於，所述測量單元(1，I』)具有調整範圍，該範圍具有多個運行位置，它們具有在窗口(7，7』，8，8』)之間的不同距離(A，A』)，在該窗口中可以無旋轉地調整、尤其固定測量單元(1，I』)。
2.如權利要求1所述的測量單元，其中所述測量單元(1，1')在調節第一運行位置以後可以在調整範圍以內、尤其沒有安置在測量單元(1，I』)上的機械調整措施地、最好僅僅在對置的窗口(7，7』，8，8』)方向上調整。
3.如上述權利要求中任一項所述的測量單元，其中所述測量單元(1，I』)至少部分地、尤其絕大部分地由塑料和/或橡膠製成。
4.如上述權利要求中任一項所述的測量單元，其中所述運行位置沿著窗口(7，8)或者容納窗口(7，8)的窗口容納體(9，10)的配合可以在測量單元(1，I』)裡面調節或調整。
5.如上述權利要求中任一項所述的測量單元，其中一個或兩個窗口(7，8)沿著其直線相互間、尤其沿著一對應於窗口(7，8)外輪廓的導向通道(11，12)、最好通過摩擦鎖合在這個通道裡面固定、調節或調整。
6.如上述權利要求中任一項所述的測量單元，其中所述調整範圍從最小可調節的距離A，A』至少以最小可調節距離A，A』的因數1.5、尤其至少以因數2、最好至少以因數3延展。
7.如上述權利要求中任一項所述的測量單元，其中設有與各個尤其由測量單元體外形構成的、測量單元或測量單元體(5，5』)的導向通道(11，12)相對的窗口(7，7』，8，8』)的直接配合。
8.如權利要求1至3或6所述的測量單元，其中至少一限制測量空間(4』)的壁體(13，15)可以沿著窗口(7』，8，)的直線柔性變形並且一用於固定窗口(7』，8，)的間隔部件(19，20)以通過選擇間隔部件(19，20)給定的距離在測量室(4』)以外安裝在窗口(7』，8』)之間。
9.如權利要求7所述的測量單元，其中所述壁體(13，15)設計成摺疊匣。
10.如權利要求7或8所述的測量單元，其中所述壁體(13，15)為了密封測量室(4』)密封地設置在一個窗口(7』，8』)上，固定在窗口下面。
11.一個由如權利要求7，8或9所述的測量單元(I』)組成的系統具有多個不同長度的間隔部件(19，20)，用於調整通過各間隔部件(19，20)定義的距離A』。
12.如權利要求11所述的系統，其中所述間隔部件(19，20)設計成U形輪廓。
【文檔編號】G01N21/03GK103547908SQ201280011655
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年2月27日 優先權日:2011年3月4日
【發明者】D.普拉特, P.施勒倫, J.達努拉特, A.裡澤 申請人:奧普特克－丹奴拉特有限責任公司