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专利名称：用于机械地清洁光学仪器的透明表面的装置和方法
用于机械地清洁光学仪器的透明表面的装置和方法本发明涉及用于机械地清洁光学仪器的至少一个透明表面的装置和方法，该光学仪器位于仪器箱内，该仪器箱包含待处理和/或待测量的或者作为处理的必要部分的液体，该仪器箱具有允许液体绕着旋转轴进行旋转运动的横截面，该光学仪器设置在仪器箱的壁上的孔中。当处理多种液体或使用这些液体作为处理的主要部分时，经常存在测量液体的特定参数的各种需要，特定参数例如为液体的密度、浑浊度、电传导性、PH值等等。也经常存在对液体进行过滤或筛选的需要。这些测量可以通过不同的仪器来实现，例如，通过光学(透明窗口)、机械(筛栏(screening grid) /过滤器)、电化学(电解处理的电极)或电学(传导探头)主动式仪器，或者离子选择膜。待处理的或使用的和/或测量的液体通常包含在仪器的与液体接触的活性表面上沉积的颗粒或杂质。这些沉积物可能导致仪器的故障和/或测量结果的误差，特别是当使用需要干净透明窗口的光学仪器时。·本发明的目的是提供一种解决方案，通过该方案，可以有效地清洁仪器箱内的光学仪器的透明表面。为此，该装置的特征在于，该仪器箱至少部分地由清洁介质填充，清洁介质由单独移动的物体组成，其材料、形状和/或尺寸被选择为适于要保持清洁的表面的性质，该仪器箱设置有用于供应流体以驱动所述液体和清洁介质在仪器箱内旋转运动的流体供应装置，该清洁介质旋转为基本上均勻的基床(uniform bed),其中，该清洁介质擦拭清洁通过仪器孔暴露于清洁介质的至少一个透明表面。本发明的方法的特征在于，该仪器箱至少部分地由清洁介质填充,清洁介质由单独移动的物体组成,其材料、形状和/或尺寸被选择为适于要保持清洁的表面的性质，并且流体被供应到仪器箱内，用于驱动液体和清洁介质在仪器箱内旋转运动，该清洁介质旋转为基本上均匀的基床，其中，该清洁介质擦拭清洁通过仪器孔暴露于清洁介质的至少一个透明表面。通过在仪器箱内提供流体，使得液体和清洁介质一起被带入旋转运动，如果必要的话，通过使用非常低的流入量，可以一直保持表面的清洁。该流体供应装置优选地具有控制装置，该控制装置适于在需要的时候使得流体供应装置激活或停止工作。该仪器箱可以设置在包含待处理和/或测量或者作为处理的必要部分的液体的箱或其他容器内，或位于这种箱或容器外部。该仪器箱优选与箱或容器进行流体连接，使得该箱或容器内的液体可以连续或间歇的流入或泵入仪器箱。可以设置例如UV光和浑浊度传感器到同一仪器箱中，以将仪器箱用于不同的任务，例如，周期性地或同时地地消灭微生物和测量浑浊度。UV光还可以用于在承载架中种植海藻。根据附图对本发明作进一步详细的描述，其中图I示出了仪器箱的示意性端部视图，图2示出了图I的仪器箱的示意性侧视图，图3至图4示出了清洁介质的两种可选择的沉淀顺序的示意性原理图，和图5至图8示出可以在其中放置仪器表面的四种不同示例性表面(阴影区域)，CN 102947016 A书明说2/3页
图9不出了设置在用于待处理和/或测量的液体的箱内侧和外侧的三种不同的不例性仪器箱，和


图10示出了仪器箱的示意性立体图。
图11示出了现有技术中的清洁过程，和
图12示出了根据本发明的清洁过程。
图I至图2示出了示例性的仪器箱I。该仪器箱的横截面是圆形的，并且具有用于待测量和/或处理的液体的入口装置6和用于过剩流出的装置7，还可能包括从仪器的活性表面清洁下来的颗粒。在图I至图2中，该仪器5设置在仪器箱的端面上的孔3内，使得仪器的活性表面4可以面向仪器箱内的液体。该仪器箱包括供给流体的供应装置2，使得液体在仪器箱内旋转。箭头9示出了流体的流入方向，箭头8示出了液体和与之一起的清洁介质的旋转运动。该流体可以是气体、液体或者它们的混合物。该清洁介质由封装入仪器箱内的分离的移动颗粒组成。该仪器箱的圆形形状允许清洁介质的旋转运动，并且使得清洁介质颗粒之间的相互移动最小化，但是允许相互移动。该清洁介质在其旋转过程中形成基本上均匀的基床，从而，其与擦拭叶片非常类似地擦拭待清洁的透明表面，也就是说，该清洁是基于介质颗粒的覆盖整个待清洁表面的擦拭动作。图12示意性地示出了清洁介质32 沿着待清洁表面30移动。沉积在表面上的污垢31被旋转的清洁介质基床中连续的介质颗粒32有效地清洁。附图标记34 (在图12的上方，从上方示出了表面30)示出了覆盖基本上整个待清洁·表面的擦拭动作的轨迹。图11示意性地示出了现有技术的清洁过程，其中该清洁介质由与待清洁的表面30随机地撞击的分离颗粒32组成。该清洁方法由于其仅仅逐点地清除污垢31，因此其非常无效。附图标记33 (在图11的上方，从上方示出了表面30) 示出了撞击的轨迹。该过程需要大量时间来清洁整个区域，并且在含有大量细菌的环境中， 该被清洁的表面可能在整个区域被清洁之前再次变脏。
图10以示意性立体图示出了与图I至图2的仪器箱对应的仪器箱。仪器5的活性表面4通过仪器孔3暴露在清洁介质中，并且当该清洁介质被带入旋转运动时，其将表面 4擦拭干净。该清洁介质还将仪器箱的内侧表面擦拭干净。该有效仪器表面5可以通过仪器箱5的任意壁表面而暴露在清洁介质中，或者通过放置在仪器箱的中心轴上的独立管道的壁而暴露在清洁介质中，该仪器位于在管道内。图5-8示出了四种示例性的位置。
用于仪器5的表面4的仪器孔3可以设置在仪器箱的任意表面上。设置孔3的表面可以是直形17、19 (如图5和7所示)，或是沿着仪器箱的壁的弯曲形20(如图8所示)， 或者是穿过仪器箱的管形18(如图6所示)。在一个单个仪器箱内可以有待保持清洁的一个或多个活性表面(如图7所示)。
清洁介质11被优选地设置为在有限的时间段中沉淀在仪器箱的底部或顶部。填充液体和清洁介质11之间的密度差异决定了介质11沉淀在仪器箱的顶部(图3示出了清洁介质的密度低于液体的密度)还是底部(图4示出了清洁介质的密度大于液体的密度)。 当该强制流入(forcing influx)停止时，清洁介质11会减速并最终停止。
用于仪器5的孔3必须被定位为使得在沉淀过程中孔不会被沉淀的清洁介质覆盖。在图3和图4中，清洁介质的量和孔3的位置被设置为，使得已沉淀的清洁介质与孔3 之间存在安全区域，提供了在测量阶段清洁介质不覆盖孔3的安全容限。
仪器箱壁的所有开口孔必须小于清洁介质的单个颗粒，或者必须有阻止清洁介质4脱离仪器箱的其他方式。图9示出了位于箱13中的两个不同的示例性仪器箱1，该箱13用于待处理和/或测量的或者用作处理的必要部分的液体，图9还示出了设置在箱外部的一个示例性仪器箱。仪器3a是用于测量例如液体的浑浊度的光学探头，仪器3b 是颗粒筛栏。过滤后的液体通过出口 15被移走。液体的表面被标记为14。泵16设置在箱13的内部，以将液体泵入包括仪器3c (例如光学探头)的外部仪器箱I中。本发明的上述公开仅仅作为优选实施例的范例，其并非旨在限制权利要求所限定的保护范围。例如，仪器箱通过使其内表面基本上光滑可以具有不同于圆形的横截面，允许清洁介质绕着旋转轴顺利地旋转。还可以将多个仪器箱组合为单个单元，在仪器箱之间具有流体连接。清洁介质还可以具有除了清洁有效仪器表面之外的其它功能，例如其可以包括变色剂，以显示例如待检测的液体的温度变化或者特定溶质的存在。
权利要求
1.一种用于机械地清洁光学仪器(5)的至少一个透明表面(4，19)的装置，该光学仪器(5)位于仪器箱⑴内部，该仪器箱⑴包含待处理的和/或待测量的或者作为处理的必要部分的液体，该仪器箱(I)具有允许所述液体绕着旋转轴进行旋转运动的横截面，该光学仪器(5)被设置在该仪器箱⑴的壁上的孔(3)中，其特征在于，该仪器箱⑴至少部分地填充有清洁介质(11)，该清洁介质(11)由分离的移动物体组成，该分离的移动物体的材料、形状和/或大小被选择为适于要保持清洁的表面的性质，该仪器箱(I)具有用于供应流体以驱动该液体和清洁介质在该仪器箱(I)中旋转运动的流体供应装置(2)，该清洁介质在旋转过程中形成基本上均匀的基床，其中，该清洁介质(11)将通过所述仪器孔(3)暴露于清洁介质的至少一个透明表面(4，19，17-20)擦拭干净。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，该流体是气体、液体或其混合物。
3.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于，该仪器箱(I)是设置在基本上水平位置上的细长的管状的或平圆形的装置。
4.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于，该仪器箱具有由旋转产生的基本上呈球形或椭圆形的结构。
5.根据权利要求I至权利要求4中任一项所述的装置，其特征在于，该清洁介质(11) 包括变色剂。
6.根据权利要求I至权利要求4中任一项所述的装置，其特征在于，该清洁介质(11) 具有与该填充介质不同的密度，使得当停止强制流入时，该清洁介质(11)能够在有限的时间段沉淀到该仪器箱的底部或顶部。
7.一种用于机械地清洁光学仪器(5)的至少一个透明表面(4，19，17-20)的方法，该光学仪器(5)位于仪器箱(I)内，该仪器箱(I)包含待处理和/或待测量的或者作为处理的必要部分的液体，该仪器箱具有允许所述液体绕着旋转轴进行旋转运动的横截面，该光学仪器(5)被设置在仪器箱(I)的壁上的孔(3)中，其特征在于，该仪器箱(I)至少部分地填充有清洁介质(11)，该清洁介质(11)由分离的移动物体组成，该分离的移动物体的材料、 形状和/或大小被选择为适于要保持清洁的表面的性质，并且向该仪器箱内供应(9)流体， 用于驱动所述液体和清洁介质(11)在该仪器箱(I)中旋转运动，该清洁介质在旋转过程中形成基本上均匀的基床，其中该清洁介质(11)将通过所述仪器孔(3)暴露于清洁介质的所述至少一个透明表面(4，19)擦拭干净。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该清洁介质(11)被设置为，当停止强制流入时，在有限的时间段沉淀到该仪器箱的底部或顶部，使得在光学测量阶段，该清洁介质不覆盖该光学仪器(5)的所述透明表面(4)。
全文摘要
一种用于机械地清洁仪器(5)的与液体接触的活性表面(4，17-20)的装置和方法。该仪器的活性表面暴露在清洁介质(11)中，清洁介质(11)由封装入仪器箱内的分离的移动颗粒组成。该清洁介质的运动是旋转式的，并且通过导入与清洁介质的运动方向(8)平行的流入(9)来实现并维持清洁介质的运动。该流入可以包括气体、液体或气体和液体的混合物。该清洁介质将至少一个活性仪器表面擦拭干净。
文档编号G01N21/00GK102947016SQ201180018336
公开日2013年2月27日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年4月9日
发明者J·罗内, G·扎伊采夫 申请人:克鲁尔公司