專利名稱：光輻射傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說，本發(fā)明涉及一種光輻射傳感器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光輻射傳感器已為人所知并且在許多場合中得到廣泛使用。光輻射傳感器的主要應(yīng)用之一是在紫外線輻射液體消毒系統(tǒng)的領(lǐng)域中。用紫外光照射水將通過水中的微生物的失活(inactivation)對水進行消毒是為人所知的，假設(shè)輻照度和曝光持續(xù)時間處于最小“用量”級(經(jīng)常以微瓦 秒每平方厘米計) 之上。諸如那些商業(yè)上可從特洛伊技術(shù)公司(Trojan Technologies Inc.)的商品名稱為特洛伊UV Max、特洛伊UV Swift和UV8000的商品中獲得的紫外線水消毒單元，使用這種原理對人類消耗的水進行消毒。通常，將要被消毒的水經(jīng)過充滿紫外線輻射的加壓不銹鋼缸。諸如商業(yè)上可從特洛伊技術(shù)公司的商品名稱為UV3000和UV4000的商品中獲得的大規(guī)模的城市廢水處理設(shè)備，使用相同的原理對廢水進行消毒。通常，這些處理系統(tǒng)的實際應(yīng)用涉及到將處理模塊或系統(tǒng)浸沒于當廢水流經(jīng)燈時廢水在其中暴露于輻射的明渠 (openchannel)中。為了進一步討論利用紫外線輻射的液體消毒系統(tǒng)，參見以下任意一篇專利美國專利 4，482，809 [Maarschalkerweerd]美國專利 4，872，980 [Maarschalkerweerd]，美國專利 5，006，244 [Maarschalkerweerd]，美國專利 5，418，370 [Maarschalkerweerd]，美國專利 5，539，210 [Maarschalkerweerd]，美國專利5，590, 390(參考 36，896) [Maarschalkerweerd]，美國專利7，045，102[Fraser 等]，和美國專利申請11/078，706 [From 等]。在許多申請中，希望監(jiān)控在處理期間水中的紫外線輻射的水平。以這種方式，在連續(xù)或半連續(xù)的基礎(chǔ)上，可以估計紫外線輻射的水平，并且因此估計消毒處理的總體效果和效率。這樣獲得的信息可以被用于控制燈輸出達到期望水平。通過在遠離運行的燈的方位和特定位置靠近運行的燈配置一個或多個傳感器裝置來監(jiān)控紫外線輻射水平在本領(lǐng)域中是已知的。這些傳感器裝置可以是對通過在輸出弓丨線上產(chǎn)生可重復(fù)的信號電平(例如，以伏特或安培為單位)而響應(yīng)于特殊輻射波長或輻射波長的范圍的沖擊(impingement)的光電二極管、光敏電阻器或其它裝置。在大部分商用紫外線水消毒系統(tǒng)中，單個最大的運行成本涉及到對紫外線輻射燈供電的電的成本。在液體的透射率時常變化的情況下，非常期望有方便的手段，通過該手段可以為在給定的時間對正在被系統(tǒng)處理的液體(或正在被進行其它調(diào)查的液體)測量液體透射率。實際上，液體透射率的測量是美國Ε. P. A.對于城市飲水系統(tǒng)的要求。如果發(fā)現(xiàn)液體透射率相對較高，則可以通過減少燈的輸出來減少燈的能量消耗。以這種方式，可以顯著地節(jié)省能量成本。由于單獨的強度測量不足以描述整個輻射場——即不能區(qū)分燈老化的線性效應(yīng)和來自透射率的指數(shù)效應(yīng)的故障，所以期望測量液體的透射率。此外，由于不是所有液體都采用相同的路徑，所以用量傳送(dose delivery)是整個輻射場的函數(shù)。第一代光輻射傳感器，通過設(shè)計或者定位，通常僅感應(yīng)一個燈的輸出，典型地就是鄰近傳感器的燈。如果期望感應(yīng)多個燈的輻射輸出，則可以對每個燈都使用光輻射傳感器。 這種方法的問題在于由于不能保證傳感器是完全相同的，所以多個傳感器的使用會引入不確定性。具體而言，傳感器材料的難以預(yù)測的變化能夠?qū)е聜鞲衅靼l(fā)送的信號的難以預(yù)測的變化，從而導致可能將錯誤的信息傳達給系統(tǒng)的用戶。這種第一代光輻射傳感器的另一個問題是無法確定在單個傳感器的視場(field ofview)內(nèi)運行的燈的陣列中的單個燈的燈輸出。這種第一代傳感器的又一個問題是，如果正被處理的液體的U. V.透射率未知，則將要求兩個傳感器來測定傳送到該液體的用量——即一個傳感器測量燈強度并且另一個傳感器測量U. V.透射率。這導致了諸如在美國專利6，512，234[Sasges等(Sasges)]中描述的傳感器的第二代傳感器的開發(fā)。Msges光輻射傳感器裝置包括輻射收集器，該輻射收集器用于接受來自場內(nèi)的收集器周圍的預(yù)先確定的弧的輻射，并且沿預(yù)先確定的路徑改變接受到的輻射的方向；活動單元(motive means)，該活動單元從預(yù)先確定的弧的第一部分在該處被輻射收集器接受的第一位置和預(yù)先確定的弧的第二部分在該處被輻射收集器接受的第二位置移動輻射收集器單元；以及傳感器元件，該傳感器元件在輻射收集器位于第一位置和第二位置處時能夠檢測和響應(yīng)沿著路徑的入射輻射(incident radiation)。由于^sges光輻射傳感器是為了允許對燈的陣列中的單個燈的燈輸出信息進行測定的光輻射傳感器系統(tǒng)而提供的，所以^sges光輻射傳感器代表了的本領(lǐng)域的重大進步。Sasges光輻射傳感器裝置的另外的優(yōu)點在于可以使用單個傳感器測定傳送到液體的用量(即，代替使用第一代傳感器通常所需的多個傳感器)。因此，Sasges光輻射傳感器裝置的設(shè)置允許對在紫外線輻射燈的陣列中正被處理的液體的U. V.透射率(在本領(lǐng)域中也被稱為“UVT”)進行即時測定。美國專利6，818，900 [Ellis等(Ellis)]中描述了另一個第二代傳感器裝置。在其優(yōu)選的形式中，Ellis傳感器裝置通過以下方法改變了輻射源和輻射傳感器之間的液體層厚度(i)在保持輻射傳感器固定的同時移動輻射源；(ii)在保持輻射源固定的同時移動輻射傳感器；或者(iii)移動插在固定的輻射源和固定的輻射傳感器之間的邊界元件。因此，Ellis傳感器裝置需要單個燈和單個傳感器元件。傳感器元件和輻射源被設(shè)置為在兩者之間產(chǎn)生液體層。通過改變液體層的厚度，可以獲得多個已知的液體層厚度處的多個(即大于等于兩個)輻射強度讀數(shù)。一旦獲得這些，使用傳統(tǒng)的計算，可以容易地計算出液體的輻射透射率。盡管迄今為止對第一代和第二代傳感器做出了進步，但仍然存在改進的空間。具體而言，期望具有以下一個或多個特征的光輻射傳感器系統(tǒng).使傳感器系統(tǒng)適于與一個或多個不同的輻射源、液體厚度層和/或UVT條件使用的標準設(shè)計；.對于諸如傳感器運轉(zhuǎn)、輻射源輸出、液體(例如水)UVT、輻射源故障(例如，圍繞輻射源的保護套的故障)之類的參數(shù)的嵌入式診斷；.集成的基準傳感器的并入；.相對安全和迅速的基準傳感器測試；. UVT測量能力；和/或 相對低廉的成本并且容易制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于消除或減輕在先技術(shù)的上述缺點中的至少一個缺點。本發(fā)明的另一目的在于提供一種新穎的輻射傳感器系統(tǒng)。因此，在一個方面中，本發(fā)明提供了一種用于檢測來自輻射源的輻射的光輻射傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括殼體，該殼體具有用于接受來自輻射源的輻射的遠端部分和近端部分；設(shè)置在殼體中的第一(例如，工作)傳感器元件；設(shè)置在殼體中的第二(例如，基準)傳感器元件，該第二傳感器元件被構(gòu)造為檢測和響應(yīng)從輻射源接受的入射輻射；以及被構(gòu)造為在給定的時間點使得來自輻射源的輻射僅照射在第一(例如，工作)傳感器元件和第二(例如，基準)傳感器元件中的一個傳感器元件上的活動單元。在另一個方面，本發(fā)明提供一種包括該光輻射傳感器系統(tǒng)的液體處理系統(tǒng)。在另一個方面，本發(fā)明提供一種包括該光輻射傳感器系統(tǒng)的水處理系統(tǒng)。因此，本發(fā)明者已研制了一種輻射傳感器系統(tǒng)，在其優(yōu)選的實施例中，該輻射傳感器是使傳感器系統(tǒng)適于配以一個或多個不同的輻射源、液體厚度層和/或UVT條件使用的標準設(shè)計。在這種高度優(yōu)選的形式中，傳感器系統(tǒng)可以具有對于諸如傳感器運轉(zhuǎn)、輻射源輸出、液體(例如水)UVT、輻射源故障(例如圍繞輻射源的保護套的故障)之類的參數(shù)的嵌入式診斷。該輻射傳感器系統(tǒng)的其它優(yōu)點包括集成的基準傳感器的并入，安全并且迅速的基準傳感器測試，UVT測量能力和/或相對低廉的成本以及容易制造。該輻射傳感器系統(tǒng)的又一個優(yōu)選形式是傳感器系統(tǒng)的殼體在其中僅在兩個位置之間移動的輻射傳感器系統(tǒng)。在一個位置，該輻射傳感器運轉(zhuǎn)在所謂的“正?！睜顟B(tài)。在第二位置處，該傳感器系統(tǒng)運轉(zhuǎn)在所謂的“測試”狀態(tài)，在“測試”狀態(tài)中殼體(或者殼體的一部分)被移動來改變照射到傳感器元件上的輻射的強度。優(yōu)選地，在第一位置，在輻射源和傳感器元件之間的路徑上設(shè)置濾光器元件。在用戶希望在該處測試傳感器元件是否正常運轉(zhuǎn)的第二位置處，桿、柄或者其它裝置被啟動，并且從輻射路徑上移開濾光器元件從而用增加的輻射的量暴露輻射元件。傳感器系統(tǒng)包括適當?shù)脑\斷電路，以向用戶表明傳感器元件是否被誤操作(例如，通過可聽和/或可視的方法)。在本實施例中，優(yōu)選使用其效率可以選擇以便獲得所需的任意信號比，從而使得即使在處理非常低(UVT)的液體時也將檢測 “檢驗”信號的所謂的中性密度濾光器，并且有圍繞輻射源的“臟”傳感器和/或保護套。換句話說，中性密度濾光器在正常運轉(zhuǎn)期間阻擋很大部分的輻射(例如90% )——即在第一位置處。該很大部分將大部分地取決于在液體處理系統(tǒng)中處理的液體的UVT。一旦濾光器從輻射路徑上移開(即，將殼體移到第二位置)，則用戶能夠簡單地診斷傳感器元件是否正常地運轉(zhuǎn)——即，在第二位置。具體而言，如果在“測試”位置沒有檢測到照射在傳感器元件上的輻射的信號變化，這表明傳感器元件出現(xiàn)故障。該輻射傳感器系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是便于結(jié)合充分地集成的基準傳感器。在正常運轉(zhuǎn)期間，基準傳感器由于可以被設(shè)置在輻射傳感器系統(tǒng)的殼體的“暗區(qū)”中，所以通常不暴露于輻射中。在未使用時，基準傳感器的這種免于輻射(例如紫外線輻射)的保護將滿足對于基準傳感器的美國Ε. P. A的指導方針標準?；鶞蕚鞲衅鞯臋z驗可以被遙控地進行，并且可以在用戶希望的任意時間進行，而(i)不影響液體處理系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，(ii)不可能將用戶暴露于諸如UV-C的輻射，或(iii)不需要移除與液體處理系統(tǒng)中具有傳感器相關(guān)聯(lián)的安全屏障。在正常運轉(zhuǎn)期間如果標準(“工作”)輻射傳感器失敗，則當時就能夠使用基準傳感器測量燈強度和UVT(在水處理的情況下)，直到做出適當?shù)男蘩?。用戶很可能從不缺乏可操作的傳感器。?yōu)選地，基準傳感器(如果存在)具體化為將第二光電二極管增加到允許其執(zhí)行基準檢驗(在某些規(guī)則下需要)的PCB上。兩個傳感器元件是存在2個單獨的電路還是1 個電路取決于應(yīng)用。例如，使2個傳感器元件連接至一個單獨的電路將允許檢驗“工作”傳感器或大多數(shù)被使用的傳感器元件的退化。第二或“基準”二極管被從輻射屏蔽以保證消除第二二極管由于暴露于輻射中而導致的退化?？梢允姑總€傳感器元件連接至專用的電路。 盡管這將在PCB上需要更多的空間和使用更多的電氣連接，但優(yōu)點是用戶可以單獨地校準兩個傳感器元件和各自的電路。通過使兩個傳感器元件附接到一個電路，用戶能夠有效地檢驗傳感器“檢測器”本身的不確定性，并且消除電路的不確定性?；鶞蕚鞲衅鞅辉O(shè)置在優(yōu)選地被構(gòu)造為時常將基準傳感器移動到通常被“工作”傳感器占用的位置的PCB上。


圖1說明了根據(jù)本發(fā)明的包括殼體的液體處理系統(tǒng)；
圖2說明性地顯示在殼體的壁中安裝輻射傳感器系統(tǒng)的液體處理系統(tǒng)的放大部分； 圖3說明性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的輻射傳感器系統(tǒng)； 圖4說明處于第一位置處的輻射傳感器系統(tǒng)； 圖5說明處于第二位置處的輻射傳感器系統(tǒng)； 圖6說明性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的輻射傳感器系統(tǒng)；
圖7至圖11分別說明性地顯示了適合于配以具有遠端和近端的塊使用的本輻射傳感器系統(tǒng)的實施例的各種視圖12說明在其中利用具有遠端和近端的塊來實現(xiàn)同樣的功能的替代實施例； 圖13說明“打開”形式的各種塊；
圖14和圖15為結(jié)合本輻射傳感器系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中的其它元件對根據(jù)本發(fā)明的塊進行說明的示意圖。
具體實施例方式參考圖1，該圖說明了包括具有入口 20和出口 25的殼體15的液體處理系統(tǒng)10。 殼體15包括一對端壁30、35。設(shè)置在每個端壁30、35中的是安裝套40。如圖所示，安裝套 40支撐輻射源(優(yōu)選紫外線輻射源)45的相對端。顯然地，輻射源45是伸長的并且包括縱軸。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解的，通常將輻射源45設(shè)置在輻射透明保護(例如石英)套中，清楚起見本申請的附圖省略了該保護套。到此處為止對液體處理系統(tǒng)10的說明都是傳統(tǒng)的。應(yīng)認識到液體處理系統(tǒng)10是所謂的處理系統(tǒng)，其中被處理的液體在經(jīng)過殼體15時被限制在所有表面上。設(shè)置在殼體15中的是本輻射傳感器系統(tǒng)100的第一實施例。圖2說明了顯示在殼體15的壁中安裝輻射傳感器系統(tǒng)100的液體處理系統(tǒng)10的放大部分。參考圖2至圖6，下文將更詳細地說明輻射傳感器系統(tǒng)100。輻射傳感器系統(tǒng)100包括在其中接納滑動構(gòu)件110的殼體105?；瑒訕?gòu)件110包括能被希望檢驗輻射傳感器系統(tǒng)100是否正常地運行的用戶緊握的柄部115?；瑒訕?gòu)件115包括第一通道120和第二通道125。第一通道120在其中沒有放置阻礙的地方開口。在通道125的內(nèi)部或前面或后面設(shè)置能夠過濾至少一部分照射在其上的輻射的中性密度濾光器127。優(yōu)選地，中性密度濾光器是由金屬網(wǎng)構(gòu)造的。換句話說，中性密度濾光器的功能是通過使用(i)可選擇的諸如石英玻璃的輻射透明材料的厚度，(ii) 重金屬氧化物濾光器，或(iii)UV透明特氟綸(teflon)材料而具有的。在殼體105中還設(shè)置與滑動構(gòu)件110的端部135相鄰的彈簧元件130。由一系列套筒螺栓(sleeve bolts)、0型圈和被設(shè)置在液體處理系統(tǒng)10中處理的液體中的蓋150組成的次殼體140被連接至殼體105。蓋150包括允許照射在窗155上的輻射從通過其的輻射透明窗155。輻射傳感器元件160被設(shè)置在殼體105中，以便與蓋150的窗155大體對齊。傳感器元件160可以是諸如硅、碳化硅、金剛石之類的任意傳統(tǒng)類型。圖4說明在包括濾光器元件127的孔125與蓋150的窗155在該處對齊的所謂的 “正常”位置處的輻射傳感器系統(tǒng)100。在液體處理系統(tǒng)10運行期間，從輻射源45發(fā)射的輻射在次殼體140中被接受，并且被濾光器元件127過濾，從而僅有一部分輻射照射在傳感器元件160上。傳感器元件160被連接至包含用于傳感器元件160的傳統(tǒng)電路(未顯示) 的電路板165，并且被連接到音頻接口和視頻接口(未顯示)中的一個或兩個，以便改變用戶對于輻射傳感器系統(tǒng)100的操作。當用戶希望測試輻射傳感器系統(tǒng)100是否正常地運轉(zhuǎn)時，用戶簡單地握緊柄部 115并且朝向彈簧130推動滑動構(gòu)件110來壓縮彈簧130，如圖5所示。在此位置處，孔 120(不包含濾光器)與允許顯著地增加照射在傳感器元件160上的輻射量的蓋150的窗 155對齊。這樣的操作將允許用戶簡單地診斷傳感器信號的損失是否與電路板165、被處理的液體的UVT有關(guān)，或者在清潔外部輻射源45之后與輻射源的故障有關(guān)。在完成測試之后，用戶簡單地釋放柄115并且使滑動構(gòu)件110被偏置到所謂的“正?！边\轉(zhuǎn)位置，如圖4所示。因此，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，殼體105的至少一個元件被構(gòu)造為相對于傳感器元件160在第一位置(圖4)和第二位置(圖幻之間移動。在第一位置，孔125(包含中性密度濾波器127)與窗155對齊，以便來自輻射源45的輻射通過孔125。在第二位置，孔120與蓋150的窗155對齊，從而允許來自輻射源45的輻射以相對暢通的方式通過， 并且照射在傳感器元件160上。上述輻射傳感器系統(tǒng)100非常適合于在諸如紫外線輻射水處理系統(tǒng)的主要基于輻射的液體處理系統(tǒng)、特別是在那些為住宅用飲用水的處理而構(gòu)造的液體處理系統(tǒng)中使用。輻射傳感器系統(tǒng)100通過具有在如上所述的第一位置(圖4)和第二位置(圖5) 之間可操作的殼體105的元件而可操作。本質(zhì)上，從第一位置到第二位置的轉(zhuǎn)換包括改變輻射源45和傳感器元件160之間的輻射路徑，從而改變照射在傳感器元件160上的輻射強度。在具體說明的實施例中，這通過使用移動的滑動構(gòu)件110以使中性密度濾光器127伸出輻射路徑從而產(chǎn)生不具有該濾光器元件的輻射路徑而實現(xiàn)的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到通過改變輻射傳感器系統(tǒng)100就能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能性，例如采用滑動構(gòu)件110被構(gòu)造為朝向用戶縮回中性密度濾光器127來產(chǎn)生沒有該濾光器元件的輻射路徑的方式。還可以改變殼體105中的滑動構(gòu)件110的活塞設(shè)計來使用連接至包含一對交叉路徑的可旋轉(zhuǎn)殼體并且在一個路徑(遠離路徑的交叉點)中設(shè)置中性密度濾光器的提升桿。輻射傳感器系統(tǒng)100具體化為允許用戶快速且容易地確定液體處理系統(tǒng)10是否正常地運轉(zhuǎn)(例如，規(guī)定的輻射用量通過殼體15被輻射源45傳送到液體)的基本功能。這使得輻射系統(tǒng)100實際上在諸如紫外線輻射水處理系統(tǒng)的所有液體處理系統(tǒng)(包括上述液體處理系統(tǒng))中都是有用的。在一些情況下，可能期望對輻射傳感器系統(tǒng)增加一個或多個輻射路徑，其中每個這樣的輻射路徑為輻射傳感器系統(tǒng)提供附加的功能。例如可以將輻射傳感器系統(tǒng)構(gòu)造為包括可在與輻射路徑的數(shù)量相等的許多位置之間移動的塊。實際上，在輻射源(或多個輻射源)和傳感器元件之間存在單一路徑?？梢酝ㄟ^移動該塊從而將各種元件移入或移出路徑來改變照射在輻射傳感器上的輻射強度?？梢酝ㄟ^平移(滑動)、旋轉(zhuǎn)或其它任意方便的手段移動該塊。例如，可以將可移動的塊構(gòu)造為具有兩個或更多個塊路徑(每個路徑被構(gòu)造為以如下方式起作用和/或包括元件以實現(xiàn)上述功能性)。路徑(A)塊的遠端部分被構(gòu)造為位于距輻射源第一距離處，并且包括插入遠端部分和傳感器元件之間的第一濾光器元件，該第一濾光器元件被構(gòu)造為過濾規(guī)定的輻射波長(例如，上述中性密度濾光器)；路徑(B)塊的遠端部分被構(gòu)造為位于距輻射源第一距離處，并且不包括在第一塊路徑(A)中的第一濾光器元件；路徑(C)塊的遠端部分被構(gòu)造為位于距輻射源第二距離處，并且包括插入遠端部分和傳感器元件之間的第二濾光器元件，該第二濾光器元件被構(gòu)造為過濾規(guī)定的輻射波長(例如，上述中性密度濾光器)，第二距離小于路徑(A)中的第一距離；
路徑(D)塊的遠端部分被構(gòu)造為位于距輻射源第二距離處，并且不包括在塊路徑(C)中的第二濾光器元件；路徑(E):輻射不透明元件被插入塊的遠端部分和傳感器元件之間，輻射不透明元件被構(gòu)造為充分地防止來自輻射源的全部輻射照射在傳感器元件上；路徑(F):輻射不透明元件被插入塊的遠端部分和傳感器元件之間，輻射不透明元件被構(gòu)造為充分地防止來自輻射源的全部輻射照射在傳感器元件上；并且第一輔助輻射源被插入輻射不透明元件之間，輔助輻射源被構(gòu)造為以超過傳感器元件的檢測限度的強度發(fā)出輻射；路徑(G):輻射不透明元件被插入塊的遠端部分和傳感器元件之間，輻射不透明元件被構(gòu)造為充分地防止來自輻射源的全部輻射照射在傳感器元件上；并且第二輔助輻射源被插入輻射不透明元件之間，輔助輻射源被構(gòu)造為以低于傳感器元件的預(yù)先確定的檢測限度的規(guī)定強度發(fā)出輻射。優(yōu)選地，在路徑(E)中的塊的遠端部分位于距輻射源第一距離處。優(yōu)選地，在路徑(F)中的塊的遠端部分位于距輻射源第一距離處。優(yōu)選地，在路徑(G)中的塊的遠端部分位于距輻射源第一距離處。優(yōu)選地，在路徑(E)中的塊的遠端部分位于距輻射源第二距離處。優(yōu)選地，在路徑(F)中的塊的遠端部分位于距輻射源第二距離處。優(yōu)選地，在路徑(G)中的塊的遠端部分位于距輻射源第二距離處。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到由于這些路徑中的每一個路徑都包含輻射不透明元件，所以不特別限制在路徑(E)、(F)和(G)中的塊的遠端部分相對于輻射源的精確位置。在第一優(yōu)選實施例中，塊至少包括路徑(A)和(B)中的一個路徑，更優(yōu)選地至少包括路徑(A)和(B)中的每一個路徑。這種配置提供了與上述輻射傳感器系統(tǒng)100相同的功能。該配置非常適合在處理覆蓋相對窄的UVT范圍的水(例如喝的水或飲用水)的水處理系統(tǒng)中配以輻射傳感器系統(tǒng)使用。在第二優(yōu)選實施例中，塊包括路徑(C)和(D)中的至少一個路徑，優(yōu)選地包括路徑 (C)和(D)中的每一個路徑。這種配置提供與上述輻射傳感器系統(tǒng)100相同的功能。由于路徑(C)和(D)中的塊的遠端部分到輻射源的距離比路徑(A)和(B)中的塊的遠端部分到輻射源的距離小，所以路徑(C)和(D)提供了在處理覆蓋相對寬的UVT范圍的水(例如，市政廢水)的水處理系統(tǒng)中能夠使用輻射傳感器系統(tǒng)的額外的優(yōu)點。在第三優(yōu)選實施例中，塊至少包括路徑㈧和(C)或至少包括路徑⑶和(D)，優(yōu)選地包括路徑(A)、(B)、(C)和(D)中的每一個路徑。該優(yōu)選實施例通過在多個水層厚度處獲得多個輻射強度讀數(shù)來使允許用戶測量被處理的水的UVT (例如，以即時方式)的功能具體化——例如，關(guān)于如何將所獲得的多個輻射強度讀數(shù)轉(zhuǎn)換為UVT的附加信息參見美國專利6，512，234。在本實施例中，在處理相對高UVT的水(例如，喝的水或飲用水)時可以用使用路徑㈧和(C)的輻射強度讀數(shù)的比較關(guān)系，并且在處理相對低UVT的水(例如，市政廢水)時可以用使用路徑⑶和⑶的輻射強度讀數(shù)的比較關(guān)系。在第四優(yōu)選實施例中，塊包括上述第一、第二或第三優(yōu)選實施例，同時包括路徑 (E)、(F)和(G)中的至少一個路徑，更優(yōu)選地同時包括路徑(E)、(F)和(G)中的至少兩個路徑，甚至更優(yōu)選地同時包括路徑(E)、(F)和(G)中的每個路徑。
路徑(E)是為了 4ma( S卩，零)信號檢驗而在其中放置傳感器元件的所謂的“暗區(qū)”。優(yōu)選地，路徑(F)中的第一輔助輻射源是諸如UV-C發(fā)光二極管的發(fā)光二極管。本質(zhì)上，該路徑與為了在傳感器元件上實施飽和信號檢驗的能力而設(shè)置的暗區(qū)的一部分上外加了 UV-C發(fā)光二極管(優(yōu)選實施例)的路徑(E)相似。路徑(F)的優(yōu)點是允許從液體處理系統(tǒng)上拆卸傳感器元件進行傳感器檢驗。優(yōu)選地，路徑(G)中的第二輔助輻射源是諸如UV-C發(fā)光二極管的發(fā)光二極管。由于路徑(F)代表用于傳感器元件的暗區(qū)，可以使用具有從校準的UV-C發(fā)光二極管(優(yōu)選實施例)輸出的第二(或相同的)路徑檢驗在傳感器的運行曲線上的一個設(shè)定點。例如如果在校準時，已知設(shè)定點發(fā)光二極管在傳感器元件中產(chǎn)生IlmA的信號，則在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)期間的任意時間可以將傳感器運轉(zhuǎn)與該值做比較，這將在之后有助于確定輻射傳感器系統(tǒng)是否工作在期望的參數(shù)下。由于排除了公差疊加、燈輸出易變性、石英套和故障的附加變量，所以這在傳感器電子學的性能的純檢驗時特別有利。圖7至圖11說明適合于配以具有遠端205和近端210的塊200使用的本輻射傳感器系統(tǒng)的實施例的各種視圖。塊200被連接至以上述方式相對于傳感器元件215和輻射源220旋轉(zhuǎn)以改變照射在傳感器元件215上的輻射的強度的馬達(未顯示)或其它活動單元。當然可以省去馬達以便手動地旋轉(zhuǎn)塊200。用字母A、B、C、D、E、F和G表示上述路徑。圖12說明在其中利用具有遠端20 和近端210a的塊200a來實現(xiàn)同樣的功能的替代實施例。塊200a被連接至相對于傳感器元件215和輻射源220平移塊200a的馬達 (未顯示)或其它活動單元。盡管移動基準傳感器(如果存在)的手段未在附圖中具體地顯示，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員也能容易地實現(xiàn)。圖13說明“打開”形式的塊200和塊200a，以顯示這些元件的等效功能。在圖7至圖13中，用字母A、B、C、D、E、F和G表示上述路徑。參考圖14和圖15，結(jié)合本輻射傳感器系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中的其它元件說明塊 200(圖7至圖11)。塊200的近端210被設(shè)置在還包含傳感器元件215(清楚起見，在圖14 和圖15中既沒顯示近端210也沒顯示傳感器元件21 的殼體250中。與塊200的遠端205相連接的是由清潔室沈0、265組成的清潔系統(tǒng)255。橡膠(或者類似的)墊圈270被插入清潔室沈0、265和塊200的遠端205之間。清潔室260、265被適當?shù)那鍧嵰撼涮?。清潔系統(tǒng)255進一步包括用于向每個清潔室260、265提供清潔液的管道 257。清潔系統(tǒng)255被連接至通過臂268依次連接至線性螺線管270的軸258。殼體250 通過支架275被連接至線性螺線管270。當希望清潔塊200的遠端205時，螺線管270被驅(qū)動并且清潔系統(tǒng)255沿著箭頭Y 的方向被旋轉(zhuǎn)。因此，清潔系統(tǒng)255主要在第一位置(圖14)和第二位置(圖1 之間可被操作。雖然已經(jīng)參考說明性實施例和實例說明了本發(fā)明，但不意欲以局限的意義解釋該說明。因此，當參考該說明時，說明性實施例的各種修改，以及本發(fā)明的其它實施例對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。從而可以預(yù)料所附的權(quán)利要求將覆蓋任意變化例或?qū)嵤├?br> 所有與本文相關(guān)的出版物、專利和專利申請通過全面參考被結(jié)合到與通過全面參考而被特別和單獨地指出被結(jié)合在本文中的每一個單獨的出版物、專利或?qū)＠暾埾嗤姆秶小?br> 權(quán)利要求
1.一種用于檢測來自輻射源的輻射的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括殼體，該殼體具有的遠端部分和近端部分，所述遠端部分用于接受來自所述輻射源的輻射；設(shè)置在所述殼體中的第一(例如，工作)傳感器元件；設(shè)置在所述殼體中的第二(例如，基準)傳感器元件，所述第二傳感器元件被構(gòu)造為檢測和響應(yīng)從所述輻射源接受的入射輻射；以及被構(gòu)造為在給定的時間點導致來自所述輻射源的輻射僅照射在所述第一(例如，工作)傳感器元件和所述第二(例如，基準)傳感器元件中的一個傳感器元件的第一活動單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一活動單元導致所述第一(例如，工作)傳感器元件和所述第二(例如，基準)傳感器元件中的至少一個傳感器元件在第一位置和第二位置之間移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一活動單元導致所述第一(例如，工作)傳感器元件和所述第二(例如，基準)傳感器元件中的每一個傳感器元件在第一位置和第二位置之間移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2至3中的任意一項所述的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一位置，所述第一(例如，工作)傳感器元件接受來自所述輻射源的輻射，并且所述第二 (例如，基準)傳感器元件基本上沒有接受來自所述輻射源的輻射。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至3中的任意一項所述的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二位置，所述第二(例如，基準)傳感器元件接受來自所述輻射源的輻射，并且所述第一 (例如，工作)傳感器元件基本上沒有接受來自所述輻射源的輻射。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至3中的任意一項所述的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于(i)在所述第一位置，所述第一(例如，工作)傳感器元件接受來自所述輻射源的輻射并且所述第二(例如，基準)傳感器基本上沒有接受來自所述輻射源的輻射，以及(ii)在所述第二位置，所述第二(例如，基準)傳感器元件接受來自所述輻射源的輻射并且所述第一(例如， 工作)傳感器元件基本上沒有接受來自所述輻射源的輻射。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項所述的光輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體包括遠端部分和近端部分，所述遠端部分用于接受來自所述輻射源的輻射；所述第一(例如，工作)傳感器元件與所述近端部分相連通；和第二活動單元被構(gòu)造為相對于所述第一(例如，工作)傳感器元件至少在第三位置和第四位置之間移動所述殼體，當所述殼體位于所述第三位置和所述第四位置中的至少一個位置時，所述輻射源和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間的輻射路徑被確定；其中，所述殼體相對于所述第一(例如，工作)傳感器元件的移動導致照射在所述第一 (例如，工作)傳感器元件上的輻射強度的變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體被構(gòu)造為所述第一 (例如，工作)傳感器元件被設(shè)置在(i)在第三位置距所述輻射源第一距離處，和(ii)在所述第四位置距所述輻射源第二距離處，所述第一距離不同于所述第二距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求7至8中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第三位置包括第一輻射濾光器元件，且所述第四位置不含所述第三位置處的所述第一輻射濾光器元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，當所述殼體位于所述第三位置時，從所述輻射源到所述第一(例如，工作)傳感器元件的第一輻射路徑被確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，當所述殼體位于所述第四位置時，從所述輻射源到所述第一(例如，工作)傳感器元件的第二輻射路徑被確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，當所述殼體位于所述第三位置時，從所述輻射源到所述第一(例如，工作)傳感器元件的所述第一輻射路徑被確定，并且當所述殼體位于第四位置時，從所述輻射源到所述第一(例如，工作) 傳感器元件的第二輻射路徑被確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，當所述殼體位于所述第三位置時，從所述輻射源到所述第一(例如，工作)傳感器元件的所述第一輻射路徑被確定，并且所述殼體進一步包括在所述殼體位于所述第四位置時基本上防止來自所述輻射源的所有的輻射照射在所述第一(例如，工作)傳感器元件上的輻射不透明元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在所述輻射不透明元件和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間設(shè)置的輔助輻射源。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助輻射源被構(gòu)造為以所述第一(例如，工作)傳感器元件的預(yù)先確定的所述檢測限度發(fā)出輻射。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助輻射源被構(gòu)造為以低于所述第一(例如，工作)傳感器元件的預(yù)先確定的所述檢測限度的規(guī)定強度發(fā)出輻射。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體被構(gòu)造為在所述遠端部分和所述近端部分之間包括多個不同的塊路徑的塊，所述塊相對于所述第一(例如， 工作)傳感器元件可被移動到對應(yīng)于每個塊路徑的位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊包括至少兩個從群中選出的塊路徑，所述群包括(A)所述遠端部分位于距所述輻射源第一距離處，并且包括插入所述遠端部分和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間的第一濾光器元件，所述第一濾光器元件被構(gòu)造為過濾規(guī)定的輻射波長；(B)所述遠端部分位于距所述輻射源第一距離處，并且不包括塊路徑(A)中的所述第一濾光器元件；(C)所述遠端部分位于距所述輻射源第二距離處，并且包括插入所述遠端部分和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間的第二濾光器元件，所述第二濾光器元件被構(gòu)造為過濾規(guī)定的輻射波長，所述第二距離小于所述路徑(A)中的所述第一距離；(D)所述遠端部分位于距所述輻射源第二距離處，并且不含塊路徑(C)中的所述第二濾光器元件；(E)被插入所述殼體的所述遠端部分和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間的輻射不透明元件，所述輻射不透明元件被構(gòu)造為基本上防止來自所述輻射源的全部的輻射照射在所述第一(例如，工作)傳感器元件上；(F)被插入所述殼體的所述遠端部分和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間的輻射不透明元件，所述輻射不透明元件被構(gòu)造為基本上防止來自所述輻射源的全部的輻射照射在所述第一(例如，工作)傳感器元件上；并且所述第一輔助輻射源被插入所述輻射不透明元件之間，所述輔助輻射源被構(gòu)造為以超過所述第一(例如，工作)傳感器元件的所述檢測限度的強度發(fā)出輻射；(G)被插入所述殼體的所述遠端部分和所述第一(例如，工作)傳感器元件之間的輻射不透明元件，所述輻射不透明元件被構(gòu)造為基本上防止來自所述輻射源的全部的輻射照射在所述第一(例如，工作)傳感器元件上；并且所述第二輔助輻射源被插入所述輻射不透明元件之間，所述輔助輻射源被構(gòu)造為以低于所述第一(例如，工作)傳感器元件的預(yù)先確定的所述檢測限度的強度發(fā)出輻射。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，路徑(E)中的所述殼體的所述遠端部分位于距所述輻射源所述第一距離處。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，路徑(F)中的所述殼體的所述遠端部分位于距所述輻射源所述第一距離處。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，路徑(G)中的所述殼體的所述遠端部分位于距所述輻射源所述第一距離處。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，路徑(E)中的所述殼體的所述遠端部分位于距所述輻射源所述第二距離處。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，路徑(F)中的所述殼體的所述遠端部分位于距所述輻射源所述第二距離處。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，路徑(G)中的所述殼體的所述遠端部分位于距所述輻射源所述第二距離處。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至M中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輔助輻射源是第一發(fā)光二極管。
26.根據(jù)權(quán)利要求18至M中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二輔助輻射源是第二發(fā)光二極管。
27.根據(jù)權(quán)利要求18至M中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輔助輻射源是第一發(fā)光二極管，且所述第二輔助輻射源是第二發(fā)光二極管。
28.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊包括所述路徑(A)和(B)中的至少一個路徑。
29.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊至少包括所述路徑(A)和(B)中的至少每一個路徑。
30.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊包括所述路徑(C)和(D)中的至少一個路徑。
31.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊至少包括所述路徑(C)和(D)中的至少每一個路徑。
32.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊包括所述路徑(A)和(C)中的至少一個路徑。
33.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊至少包括所述路徑(B)和(D)中的至少每一個路徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求18至31中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊進一步包括所述路徑(E)、(F)和(G)中的至少一個路徑。
35.根據(jù)權(quán)利要求觀至31中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊進一步包括所述路徑(E)、(F)和(G)中的至少兩個路徑。
36.根據(jù)權(quán)利要求觀至31中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊進一步包括所述路徑(E)、(F)和(G)中的每一個路徑。
37.根據(jù)權(quán)利要求18至27中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述塊進一步包括所述路徑(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)和(G)中的每一個路徑。
38.根據(jù)權(quán)利要求7至37中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述活動單元被構(gòu)造為相對于所述第一傳感器元件(例如，工作)旋轉(zhuǎn)所述殼體。
39.根據(jù)權(quán)利要求6至37中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述活動單元被構(gòu)造為相對于所述第一傳感器元件(例如，工作)平移所述殼體。
40.根據(jù)權(quán)利要求6至37中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述活動單元被構(gòu)造為相對于所述第一傳感器元件(例如，工作)滑動地平移所述殼體。
41.根據(jù)權(quán)利要求7至40中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述活動單元包括用于由所述輻射傳感器系統(tǒng)的用戶手動操作的柄部分。
42.根據(jù)權(quán)利要求7至41中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述活動單元包括電動馬達。
43.根據(jù)權(quán)利要求6至42中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括用于從所述殼體的遠端部分消除污染物質(zhì)的清潔系統(tǒng)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)相對于所述殼體的所述遠端部分可移動。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二活動單元的活動導致所述清潔系統(tǒng)相對于所述殼體的遠端部分的移動。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包括相對于所述殼體的所述遠端部分移動所述清潔系統(tǒng)的輔助活動單元。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包括用于接受清潔液的室。
48.根據(jù)權(quán)利要求43至權(quán)利要求47中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包括擦拭器元件。
49.根據(jù)權(quán)利要求43至權(quán)利要求47中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包括機械刮除元件。
50.根據(jù)權(quán)利要求43至權(quán)利要求47中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包括機械刷元件。
51.一種液體處理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個輻射源和權(quán)利要求7至50所述的輻射傳感器系統(tǒng)。
52.一種液體處理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個紫外線輻射源和權(quán)利要求7至50中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)。
53.一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個輻射源和權(quán)利要求7至50所述的輻射傳感器系統(tǒng)。
54.一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個紫外線輻射源和權(quán)利要求7至50中的任意一項所述的輻射傳感器系統(tǒng)。
全文摘要
本文公開了一種用于檢測來自輻射源的輻射的光輻射傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括殼體，該殼體具有的遠端部分和近端部分，遠端部分用于接受來自輻射源的輻射。設(shè)置在殼體中的第一(例如，工作)傳感器元件。設(shè)置在殼體中的第二(例如，基準)傳感器元件，第二傳感器元件被構(gòu)造為檢測和響應(yīng)從輻射源接受的入射輻射。被構(gòu)造為在給定的時間點導致來自輻射源的輻射僅照射在第一(例如，工作)傳感器元件和第二(例如，基準)傳感器元件中的一個傳感器元件的第一活動單元。
文檔編號G01J1/04GK102359816SQ20111019173
公開日2012年2月22日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者喬爾·海林, 吉姆·弗拉澤, 珍妮弗·杰拉爾迪-弗拉澤 申請人:特洛伊科技有限公司