專(zhuān)利名稱(chēng)：用于確定兩種介質(zhì)分界面位置的一種裝置，一種容器和利用裝置的一種檢測(cè)方法，的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)測(cè)定兩種流體介質(zhì)之間分界面位置的裝置，該兩種介質(zhì)顯示了特定的不同物理特性，更具體地說(shuō)，它用于檢測(cè)積聚在一容器例如化糞池底部的泥漿的液位或測(cè)定該泥漿的高度。
在許多情況下都有測(cè)定積聚的泥漿高度的問(wèn)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；或者甚至于凈化池。一般說(shuō)來(lái)，它涉及到任何沉淀物質(zhì)可以被積聚的天然或人工的液體介質(zhì)。
US-A-4,673,819和US-A-3,551,610專(zhuān)利中描述了這種裝置，在這個(gè)意義上，檢測(cè)所積聚的泥漿的液位或測(cè)定所積聚的泥漿高度的裝置已被公知了。
采用先進(jìn)技術(shù)的紅外線探測(cè)器也是公知的。美國(guó)專(zhuān)利US-A-3,551,690敘述了一種測(cè)定泥漿液位的紅外線探測(cè)器。
這個(gè)裝置的缺點(diǎn)是需要大量的電線線路和一剛性支承物，因此該裝置制造得較笨重，移動(dòng)困難，維修也困難。
因此本發(fā)明的目的是克服上述缺點(diǎn)，更具體地說(shuō)是提供一種裝置，該裝置可精確、容易地使用，同時(shí)成本還低。
為了這個(gè)目的，該發(fā)明提供一種裝置，該裝置用于測(cè)定兩流體介質(zhì)間的間隔位置，該兩介質(zhì)顯示出特定不同的物理特性，該裝置包括光導(dǎo)型的波發(fā)射機(jī)構(gòu)，波接收機(jī)構(gòu)和光導(dǎo)型波傳送機(jī)構(gòu)。
該發(fā)明還涉及一種容器，例如一種化糞池或其他類(lèi)似的應(yīng)用場(chǎng)合，用來(lái)容納流體介質(zhì)，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(lián)接。
通過(guò)閱讀本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)，參照下列附圖，能夠清楚地理解本發(fā)明的特征，其中—

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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(guò)一垂直平面的示意橫斷面圖，用來(lái)說(shuō)明在底部含泥漿和上面含潷析水的容器中采用該裝置的情況。
該裝置1能確定物理特性不同的兩種流體介質(zhì)M1和M2之間的分界面S的位置。
該裝置1配置了一個(gè)裝置，用來(lái)探測(cè)液位或測(cè)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(zhì)M1是上述泥漿，而介質(zhì)M2是潷析水。
介質(zhì)M1泥漿留在該容器的底部3上。介質(zhì)M2該潷析水在該泥漿M1的上面，并限定了該容器中M1/M2的自由表面4。在介質(zhì)M1泥漿和介質(zhì)M2潷析水之間有一個(gè)分界面S。
假定該底部3基本上平的和水平的，同時(shí)該表面本身基本上也是平的和水平的。
然而，當(dāng)不完全是這種情況時(shí)，也可以采用本發(fā)明。
本發(fā)明涉及在類(lèi)似于化糞池以及類(lèi)似于其他流體介質(zhì)中的應(yīng)用。
所考慮的介質(zhì)M1和M2的物理特性是光學(xué)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(dāng)該裝置使用在一化糞池中時(shí)，該縱向方向V是垂直方向。
在附圖所顯示的實(shí)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，并且是相互隔開(kāi)一定的距離。因此在兩節(jié)管子之間有一個(gè)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(kāi)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(shè)置了一彎頭11。
該兩根管8、9都通過(guò)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(lái)。這二個(gè)自由端13、14都位于該縱向方向V成橫向的同一平面上。
在上述的實(shí)施例中，該管6和兩根管8、9在內(nèi)部是彼此連通的。
該管6在縱向V的方向上延伸出一節(jié)管子，該延伸長(zhǎng)度比第一和第二根管8、9長(zhǎng)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(zhǎng)度為15厘米，而管6的長(zhǎng)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厘米。
這些數(shù)字僅僅表示一非常滿意的實(shí)施例。
該支承物5可以套入該管6中，后者由幾部分組成。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(fā)射機(jī)構(gòu)15和接收發(fā)射機(jī)構(gòu)15發(fā)射的波的機(jī)構(gòu)16。
該機(jī)構(gòu)15和16分別被封在第一和第二根8、9內(nèi)。
該波發(fā)射和接收機(jī)構(gòu)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(fā)射和接收機(jī)構(gòu)15、16沿著一相同的軸線17水平對(duì)準(zhǔn)，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(shí)施方案中，該橫向H是水平的。
該兩根管8、9分別在側(cè)面設(shè)有一個(gè)窗口18、19。該兩窗口18、19都面向著該空間10并用軸17作為它捫的軸線。該發(fā)射機(jī)構(gòu)15和接收機(jī)構(gòu)16被放在與相應(yīng)窗口18、19相對(duì)的位置上。
被保護(hù)起來(lái)的窗口18、19要適于使由發(fā)射機(jī)構(gòu)15和接收機(jī)構(gòu)16所發(fā)射/接收的波通過(guò)。
該裝置1包括用于傳送由接收機(jī)構(gòu)16所接收的波的機(jī)構(gòu)20。這些傳送機(jī)構(gòu)20分別被放置在第二根管9和管6里。
該傳送機(jī)構(gòu)20要保證將接收機(jī)構(gòu)16所接收的波沿著支承物5傳送出去，直到到達(dá)與兩根管子8、9相對(duì)的第二個(gè)末端部分21為止。
之所以選擇波發(fā)射、接收和傳送部件15、16、20是因?yàn)楫?dāng)把發(fā)射機(jī)構(gòu)15和接收機(jī)構(gòu)設(shè)置在介質(zhì)M1和M2中時(shí)，它們顯示了只取決于流體介質(zhì)M1、M2的物理特性有關(guān)的特性。
根據(jù)本發(fā)明，該發(fā)射機(jī)構(gòu)15，接收機(jī)構(gòu)16和傳送機(jī)構(gòu)20都是光導(dǎo)型的。
根據(jù)與第二根管9和管6的軸相對(duì)應(yīng)的縱向方向，為了反射由接收機(jī)構(gòu)16所接收的波，沿著橫向軸17設(shè)置了機(jī)構(gòu)22。
在實(shí)施例中，該接收機(jī)構(gòu)16和反射機(jī)構(gòu)22是普通的，同時(shí)它們都是由與縱向V軸傾斜45°的鏡子構(gòu)成的。該鏡子是該傳送機(jī)構(gòu)20的一部分。該發(fā)射機(jī)構(gòu)15是由發(fā)射白光的機(jī)構(gòu)構(gòu)成的。
在這種情況下，機(jī)構(gòu)15包括一光源15a和為后者的動(dòng)力供應(yīng)機(jī)構(gòu)，未示出。
考慮到該結(jié)構(gòu)，顯然發(fā)射機(jī)構(gòu)15和接收機(jī)構(gòu)16要沿著橫向方向17彼此被隔開(kāi)一給定的距離，并且被介質(zhì)M1、M2所在的空間10隔開(kāi)。
該裝置1包括機(jī)構(gòu)24，用于分析機(jī)構(gòu)20所傳送的波。這些分析機(jī)構(gòu)設(shè)置在朝向該第二個(gè)末端部分21或者甚至下游，例如設(shè)置在它的后邊。
可以將這些分析機(jī)構(gòu)連接到某些視覺(jué)或聲音信息機(jī)構(gòu)25上，當(dāng)該發(fā)射機(jī)構(gòu)15和接收機(jī)構(gòu)16穿過(guò)一種介質(zhì)到另一種分界面S后的介質(zhì)時(shí)，該信息機(jī)構(gòu)25會(huì)被起動(dòng)。
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(shè)置了一個(gè)壓塊23。
該支承物5包括在縱向方向V上，沿長(zhǎng)度方向上的兩個(gè)分別設(shè)置的刻度G1和G2。這些刻度是長(zhǎng)度的刻度。該第一個(gè)刻度G1以軸17為其零點(diǎn)，它延伸直到該第二個(gè)末端部分21。該第二個(gè)刻度G2以第一和第二根管8、9空端13、14為其零點(diǎn)，它也朝著該第二個(gè)末端部分21延伸。
該分析機(jī)構(gòu)要么是視覺(jué)的要么是自動(dòng)的。
所敘述該裝置是這樣運(yùn)行的，用所提供的發(fā)射機(jī)構(gòu)15、接收機(jī)構(gòu)16和超過(guò)分界面S的軸線17的通道，會(huì)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(fā)明涉及到一容器例如2，它與裝置1連用。
裝置1要么是可移動(dòng)的，要么以固定方式與容器2連接。
在后一種情況下，該容器2可以包括幾個(gè)象裝置1的裝置，其軸線被放在不同液位處。
本發(fā)明涉及一種用上述裝置1來(lái)探測(cè)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，并且對(duì)著容器2和它的內(nèi)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(kāi)始被逐漸地浸沒(méi)在容器和它的內(nèi)含物M1、M2中。
用所提供的發(fā)射機(jī)構(gòu)15，當(dāng)該軸線17穿過(guò)該分界面S時(shí)，就探測(cè)到所分析的物理性能方面的顯著變化。然后就標(biāo)明該第一個(gè)刻度G1的值(a)。
這個(gè)值(a)表示相對(duì)于該自由表面4泥漿M2的液位，也就是S。
這個(gè)方法可能測(cè)量泥漿的高度。
在測(cè)量了該值(a)后，在容器2中向著底部3繼續(xù)浸沒(méi)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(biāo)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(cè)定該值(a)和(b)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于測(cè)定兩種流體介質(zhì)(M1、M2)之間的分界面(S)位置的裝置，這兩種介質(zhì)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(lái)發(fā)射波的機(jī)構(gòu)(15)，它由向著第一末端部分(7)的支承物(5)支承；用來(lái)接收發(fā)射機(jī)構(gòu)(15)所發(fā)射的波的機(jī)構(gòu)(16)，它由向著第一末端部分(7)的支承物(5)支承；該發(fā)射機(jī)構(gòu)(15)和該接收機(jī)構(gòu)(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(kāi)，該空間里有該介質(zhì)(M1、M2)，用來(lái)沿著該支承物(5)傳送由接收機(jī)構(gòu)(16)所接收的波，并一直把它傳送到第二個(gè)末端部分(21)為止的機(jī)構(gòu)(20)；有選擇地傳送接收到的發(fā)射波，因?yàn)樗鼈冿@示出了依賴(lài)于該流體介質(zhì)(M1、M2)物理性能的特性，該發(fā)射和接收機(jī)構(gòu)(15、16)位于上述介質(zhì)中；用來(lái)分析所傳送的波的裝置朝向該支承物的第二末端部分(21)或朝向下游設(shè)置；使得超過(guò)兩流體介質(zhì)(M1、M2)之間的分界面(S)的該發(fā)射機(jī)構(gòu)(15)和接收機(jī)構(gòu)16的通道，在所分析的波的物理性能方面引起顯著的變化，其特征在于波發(fā)射機(jī)構(gòu)、波接收機(jī)構(gòu)，和波傳送機(jī)構(gòu)(15、16、20)是光導(dǎo)型的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該裝置包括一機(jī)構(gòu)(22)，用來(lái)沿一橫向方向(H)和按縱向方向(V)反射由接收機(jī)構(gòu)(16)所接收的波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該支承物(5)是由幾個(gè)以固定或非固定方式連在一起的部件制成的套筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該接收機(jī)構(gòu)(16)和反射機(jī)構(gòu)(22)是通用機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于該接收機(jī)構(gòu)和反射機(jī)構(gòu)(16、22)都包括一個(gè)與縱向方向(V)呈45°傾斜的鏡子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置組成了一個(gè)用來(lái)探測(cè)液位或測(cè)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(lái)接收流體介質(zhì)(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，其特征在于至少有一種如權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求所述的裝置與其相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的容器，其特征在于該裝置(1)是可移動(dòng)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的容器，其特征在于該裝置(1)是以一種固定方式連到容器(2)上。
10.一種如權(quán)利要求(6)所述的裝置(1)來(lái)探測(cè)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(duì)于該容器(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(méi)到該容器(2)和它的內(nèi)含物(M1/M2)中；當(dāng)探測(cè)到所分析的波的物理特性有一明顯變化時(shí)，該值(a)就被標(biāo)示在第一刻度(G1)上，它表示相對(duì)于該自由表面(4)液位該泥漿的液位。
全文摘要
一種用來(lái)測(cè)定兩種流體介質(zhì)之間的分界面位置的裝置，該兩種介質(zhì)顯示了特定的不同物理特性，其特征在于波發(fā)射機(jī)構(gòu)、該波接收機(jī)構(gòu)，和波傳送機(jī)構(gòu)(15、16、20)都是光導(dǎo)型的。
文檔編號(hào)G01F23/28GK1155074SQ96107330
公開(kāi)日1997年7月23日 申請(qǐng)日期1996年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月3日
發(fā)明者哈維·菲利浦, 西格弗雷德·毛勒 申請(qǐng)人:依帕柯公司