專利名稱：用于機(jī)械地清潔光學(xué)儀器的透明表面的裝置和方法
用于機(jī)械地清潔光學(xué)儀器的透明表面的裝置和方法本發(fā)明涉及用于機(jī)械地清潔光學(xué)儀器的至少一個透明表面的裝置和方法，該光學(xué)儀器位于儀器箱內(nèi)，該儀器箱包含待處理和/或待測量的或者作為處理的必要部分的液體，該儀器箱具有允許液體繞著旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的橫截面，該光學(xué)儀器設(shè)置在儀器箱的壁上的孔中。當(dāng)處理多種液體或使用這些液體作為處理的主要部分時，經(jīng)常存在測量液體的特定參數(shù)的各種需要，特定參數(shù)例如為液體的密度、渾濁度、電傳導(dǎo)性、PH值等等。也經(jīng)常存在對液體進(jìn)行過濾或篩選的需要。這些測量可以通過不同的儀器來實(shí)現(xiàn)，例如，通過光學(xué)(透明窗口)、機(jī)械(篩欄(screening grid) /過濾器)、電化學(xué)(電解處理的電極)或電學(xué)(傳導(dǎo)探頭)主動式儀器，或者離子選擇膜。待處理的或使用的和/或測量的液體通常包含在儀器的與液體接觸的活性表面上沉積的顆粒或雜質(zhì)。這些沉積物可能導(dǎo)致儀器的故障和/或測量結(jié)果的誤差，特別是當(dāng)使用需要干凈透明窗口的光學(xué)儀器時?！け景l(fā)明的目的是提供一種解決方案，通過該方案，可以有效地清潔儀器箱內(nèi)的光學(xué)儀器的透明表面。為此，該裝置的特征在于，該儀器箱至少部分地由清潔介質(zhì)填充，清潔介質(zhì)由單獨(dú)移動的物體組成，其材料、形狀和/或尺寸被選擇為適于要保持清潔的表面的性質(zhì)，該儀器箱設(shè)置有用于供應(yīng)流體以驅(qū)動所述液體和清潔介質(zhì)在儀器箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的流體供應(yīng)裝置，該清潔介質(zhì)旋轉(zhuǎn)為基本上均勻的基床(uniform bed),其中，該清潔介質(zhì)擦拭清潔通過儀器孔暴露于清潔介質(zhì)的至少一個透明表面。本發(fā)明的方法的特征在于，該儀器箱至少部分地由清潔介質(zhì)填充,清潔介質(zhì)由單獨(dú)移動的物體組成,其材料、形狀和/或尺寸被選擇為適于要保持清潔的表面的性質(zhì)，并且流體被供應(yīng)到儀器箱內(nèi)，用于驅(qū)動液體和清潔介質(zhì)在儀器箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，該清潔介質(zhì)旋轉(zhuǎn)為基本上均勻的基床，其中，該清潔介質(zhì)擦拭清潔通過儀器孔暴露于清潔介質(zhì)的至少一個透明表面。通過在儀器箱內(nèi)提供流體，使得液體和清潔介質(zhì)一起被帶入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，如果必要的話，通過使用非常低的流入量，可以一直保持表面的清潔。該流體供應(yīng)裝置優(yōu)選地具有控制裝置，該控制裝置適于在需要的時候使得流體供應(yīng)裝置激活或停止工作。該儀器箱可以設(shè)置在包含待處理和/或測量或者作為處理的必要部分的液體的箱或其他容器內(nèi)，或位于這種箱或容器外部。該儀器箱優(yōu)選與箱或容器進(jìn)行流體連接，使得該箱或容器內(nèi)的液體可以連續(xù)或間歇的流入或泵入儀器箱?？梢栽O(shè)置例如UV光和渾濁度傳感器到同一儀器箱中，以將儀器箱用于不同的任務(wù)，例如，周期性地或同時地地消滅微生物和測量渾濁度。UV光還可以用于在承載架中種植海藻。根據(jù)附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中圖I示出了儀器箱的示意性端部視圖，圖2示出了圖I的儀器箱的示意性側(cè)視圖，圖3至圖4示出了清潔介質(zhì)的兩種可選擇的沉淀順序的示意性原理圖，和圖5至圖8示出可以在其中放置儀器表面的四種不同示例性表面(陰影區(qū)域)，CN 102947016 A書明說2/3頁
圖9不出了設(shè)置在用于待處理和/或測量的液體的箱內(nèi)側(cè)和外側(cè)的三種不同的不例性儀器箱，和


圖10示出了儀器箱的示意性立體圖。
圖11示出了現(xiàn)有技術(shù)中的清潔過程，和
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的清潔過程。
圖I至圖2示出了示例性的儀器箱I。該儀器箱的橫截面是圓形的，并且具有用于待測量和/或處理的液體的入口裝置6和用于過剩流出的裝置7，還可能包括從儀器的活性表面清潔下來的顆粒。在圖I至圖2中，該儀器5設(shè)置在儀器箱的端面上的孔3內(nèi)，使得儀器的活性表面4可以面向儀器箱內(nèi)的液體。該儀器箱包括供給流體的供應(yīng)裝置2，使得液體在儀器箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)。箭頭9示出了流體的流入方向，箭頭8示出了液體和與之一起的清潔介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。該流體可以是氣體、液體或者它們的混合物。該清潔介質(zhì)由封裝入儀器箱內(nèi)的分離的移動顆粒組成。該儀器箱的圓形形狀允許清潔介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且使得清潔介質(zhì)顆粒之間的相互移動最小化，但是允許相互移動。該清潔介質(zhì)在其旋轉(zhuǎn)過程中形成基本上均勻的基床，從而，其與擦拭葉片非常類似地擦拭待清潔的透明表面，也就是說，該清潔是基于介質(zhì)顆粒的覆蓋整個待清潔表面的擦拭動作。圖12示意性地示出了清潔介質(zhì)32 沿著待清潔表面30移動。沉積在表面上的污垢31被旋轉(zhuǎn)的清潔介質(zhì)基床中連續(xù)的介質(zhì)顆粒32有效地清潔。附圖標(biāo)記34 (在圖12的上方，從上方示出了表面30)示出了覆蓋基本上整個待清潔·表面的擦拭動作的軌跡。圖11示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)的清潔過程，其中該清潔介質(zhì)由與待清潔的表面30隨機(jī)地撞擊的分離顆粒32組成。該清潔方法由于其僅僅逐點(diǎn)地清除污垢31，因此其非常無效。附圖標(biāo)記33 (在圖11的上方，從上方示出了表面30) 示出了撞擊的軌跡。該過程需要大量時間來清潔整個區(qū)域，并且在含有大量細(xì)菌的環(huán)境中， 該被清潔的表面可能在整個區(qū)域被清潔之前再次變臟。
圖10以示意性立體圖示出了與圖I至圖2的儀器箱對應(yīng)的儀器箱。儀器5的活性表面4通過儀器孔3暴露在清潔介質(zhì)中，并且當(dāng)該清潔介質(zhì)被帶入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，其將表面 4擦拭干凈。該清潔介質(zhì)還將儀器箱的內(nèi)側(cè)表面擦拭干凈。該有效儀器表面5可以通過儀器箱5的任意壁表面而暴露在清潔介質(zhì)中，或者通過放置在儀器箱的中心軸上的獨(dú)立管道的壁而暴露在清潔介質(zhì)中，該儀器位于在管道內(nèi)。圖5-8示出了四種示例性的位置。
用于儀器5的表面4的儀器孔3可以設(shè)置在儀器箱的任意表面上。設(shè)置孔3的表面可以是直形17、19 (如圖5和7所示)，或是沿著儀器箱的壁的彎曲形20(如圖8所示)， 或者是穿過儀器箱的管形18(如圖6所示)。在一個單個儀器箱內(nèi)可以有待保持清潔的一個或多個活性表面(如圖7所示)。
清潔介質(zhì)11被優(yōu)選地設(shè)置為在有限的時間段中沉淀在儀器箱的底部或頂部。填充液體和清潔介質(zhì)11之間的密度差異決定了介質(zhì)11沉淀在儀器箱的頂部(圖3示出了清潔介質(zhì)的密度低于液體的密度)還是底部(圖4示出了清潔介質(zhì)的密度大于液體的密度)。 當(dāng)該強(qiáng)制流入(forcing influx)停止時，清潔介質(zhì)11會減速并最終停止。
用于儀器5的孔3必須被定位為使得在沉淀過程中孔不會被沉淀的清潔介質(zhì)覆蓋。在圖3和圖4中，清潔介質(zhì)的量和孔3的位置被設(shè)置為，使得已沉淀的清潔介質(zhì)與孔3 之間存在安全區(qū)域，提供了在測量階段清潔介質(zhì)不覆蓋孔3的安全容限。
儀器箱壁的所有開口孔必須小于清潔介質(zhì)的單個顆粒，或者必須有阻止清潔介質(zhì)4脫離儀器箱的其他方式。圖9示出了位于箱13中的兩個不同的示例性儀器箱1，該箱13用于待處理和/或測量的或者用作處理的必要部分的液體，圖9還示出了設(shè)置在箱外部的一個示例性儀器箱。儀器3a是用于測量例如液體的渾濁度的光學(xué)探頭，儀器3b 是顆粒篩欄。過濾后的液體通過出口 15被移走。液體的表面被標(biāo)記為14。泵16設(shè)置在箱13的內(nèi)部，以將液體泵入包括儀器3c (例如光學(xué)探頭)的外部儀器箱I中。本發(fā)明的上述公開僅僅作為優(yōu)選實(shí)施例的范例，其并非旨在限制權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍。例如，儀器箱通過使其內(nèi)表面基本上光滑可以具有不同于圓形的橫截面，允許清潔介質(zhì)繞著旋轉(zhuǎn)軸順利地旋轉(zhuǎn)。還可以將多個儀器箱組合為單個單元，在儀器箱之間具有流體連接。清潔介質(zhì)還可以具有除了清潔有效儀器表面之外的其它功能，例如其可以包括變色劑，以顯示例如待檢測的液體的溫度變化或者特定溶質(zhì)的存在。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)械地清潔光學(xué)儀器(5)的至少一個透明表面(4，19)的裝置，該光學(xué)儀器(5)位于儀器箱⑴內(nèi)部，該儀器箱⑴包含待處理的和/或待測量的或者作為處理的必要部分的液體，該儀器箱(I)具有允許所述液體繞著旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的橫截面，該光學(xué)儀器(5)被設(shè)置在該儀器箱⑴的壁上的孔(3)中，其特征在于，該儀器箱⑴至少部分地填充有清潔介質(zhì)(11)，該清潔介質(zhì)(11)由分離的移動物體組成，該分離的移動物體的材料、形狀和/或大小被選擇為適于要保持清潔的表面的性質(zhì)，該儀器箱(I)具有用于供應(yīng)流體以驅(qū)動該液體和清潔介質(zhì)在該儀器箱(I)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的流體供應(yīng)裝置(2)，該清潔介質(zhì)在旋轉(zhuǎn)過程中形成基本上均勻的基床，其中，該清潔介質(zhì)(11)將通過所述儀器孔(3)暴露于清潔介質(zhì)的至少一個透明表面(4，19，17-20)擦拭干凈。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，該流體是氣體、液體或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，該儀器箱(I)是設(shè)置在基本上水平位置上的細(xì)長的管狀的或平圓形的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，該儀器箱具有由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的基本上呈球形或橢圓形的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該清潔介質(zhì)(11) 包括變色劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該清潔介質(zhì)(11) 具有與該填充介質(zhì)不同的密度，使得當(dāng)停止強(qiáng)制流入時，該清潔介質(zhì)(11)能夠在有限的時間段沉淀到該儀器箱的底部或頂部。
7.一種用于機(jī)械地清潔光學(xué)儀器(5)的至少一個透明表面(4，19，17-20)的方法，該光學(xué)儀器(5)位于儀器箱(I)內(nèi)，該儀器箱(I)包含待處理和/或待測量的或者作為處理的必要部分的液體，該儀器箱具有允許所述液體繞著旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的橫截面，該光學(xué)儀器(5)被設(shè)置在儀器箱(I)的壁上的孔(3)中，其特征在于，該儀器箱(I)至少部分地填充有清潔介質(zhì)(11)，該清潔介質(zhì)(11)由分離的移動物體組成，該分離的移動物體的材料、 形狀和/或大小被選擇為適于要保持清潔的表面的性質(zhì)，并且向該儀器箱內(nèi)供應(yīng)(9)流體， 用于驅(qū)動所述液體和清潔介質(zhì)(11)在該儀器箱(I)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，該清潔介質(zhì)在旋轉(zhuǎn)過程中形成基本上均勻的基床，其中該清潔介質(zhì)(11)將通過所述儀器孔(3)暴露于清潔介質(zhì)的所述至少一個透明表面(4，19)擦拭干凈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該清潔介質(zhì)(11)被設(shè)置為，當(dāng)停止強(qiáng)制流入時，在有限的時間段沉淀到該儀器箱的底部或頂部，使得在光學(xué)測量階段，該清潔介質(zhì)不覆蓋該光學(xué)儀器(5)的所述透明表面(4)。
全文摘要
一種用于機(jī)械地清潔儀器(5)的與液體接觸的活性表面(4，17-20)的裝置和方法。該儀器的活性表面暴露在清潔介質(zhì)(11)中，清潔介質(zhì)(11)由封裝入儀器箱內(nèi)的分離的移動顆粒組成。該清潔介質(zhì)的運(yùn)動是旋轉(zhuǎn)式的，并且通過導(dǎo)入與清潔介質(zhì)的運(yùn)動方向(8)平行的流入(9)來實(shí)現(xiàn)并維持清潔介質(zhì)的運(yùn)動。該流入可以包括氣體、液體或氣體和液體的混合物。該清潔介質(zhì)將至少一個活性儀器表面擦拭干凈。
文檔編號G01N21/00GK102947016SQ201180018336
公開日2013年2月27日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者J·羅內(nèi), G·扎伊采夫 申請人:克魯爾公司