本發(fā)明涉及用于檢測(cè)容器內(nèi)液體表面的位置的傳感器布置，并且涉及用于檢測(cè)容器內(nèi)液體表面的位置的方法，所述容器用于在臺(tái)式(bench?top)流體處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)液體。

背景技術(shù)：

1、在流體處理系統(tǒng)中，諸如液體分析系統(tǒng)、分離系統(tǒng)和層析系統(tǒng)，重要的是記錄用于不同液體(諸如溶劑和系統(tǒng)中處理過(guò)的廢液)的瓶和其他容器內(nèi)的內(nèi)容物。如果容器變成空的，則工藝被干擾，如果容器被過(guò)量填充，則可能浪費(fèi)液體且可能存在污染問(wèn)題。液體溢出還可能是具有人身傷害風(fēng)險(xiǎn)的安全問(wèn)題。存在不同的常用方法，用于在這些類型的系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的液位。一種可能性是使用航位推測(cè)法，即來(lái)自系統(tǒng)中的泵的、關(guān)于將多少液體泵送至容器和從容器泵送多少液體的信息。然而，對(duì)于這種系統(tǒng)，重要的是當(dāng)容器被再次填充或被排空時(shí)，用戶總是正確地更新容器內(nèi)的內(nèi)容物。

2、us7419598中公開(kāi)了用于在層析系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)液位的另一方法，其中鼓泡器被定位于溶劑儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)，其中鼓泡器的開(kāi)口靠近系統(tǒng)的底部，以測(cè)量溶劑的壓力，由此監(jiān)測(cè)溶劑的水平。然而，此測(cè)量方法取決于液體的密度，且它往往不會(huì)提供足夠好的測(cè)量精度，以預(yù)測(cè)溶劑的量是否足夠用于方法運(yùn)行，或者廢液容器中的剩余未占用容積是否足夠用于方法運(yùn)行。

3、在us2003/0175157中，公開(kāi)了容器內(nèi)的流體內(nèi)容物控制的方法，其中重量秤被用于檢測(cè)容器內(nèi)的流體的重量。在此方法中，還需要知曉或估算流體的密度，因此測(cè)量精度可能不是精確的，特別是對(duì)于諸如廢液容器中的混合流體。此外，容器的重量、提供至容器的管的重量，和與容器接觸的系統(tǒng)的任何可能的其他部件的重量，將影響容器的測(cè)量重量，從而影響測(cè)量精度。因此，容器還需要被自由地定位，不接觸可能有問(wèn)題的任何東西。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的是提供改進(jìn)的傳感器布置和用于監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的液位的方法。

2、本發(fā)明的另一目的是提供容易處理的傳感器布置，且通過(guò)所述傳感器布置可以可靠地監(jiān)測(cè)液位。

3、這在傳感器布置中實(shí)現(xiàn)且通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的方法實(shí)現(xiàn)。

4、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種傳感器布置，所述傳感器布置被配置為被附接至容器的頂部開(kāi)口，所述容器用于在臺(tái)式流體處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)液體。所述傳感器布置包括：

5、-毫米波雷達(dá)傳感器；

6、-傳感器殼體，所述傳感器殼體包括所述毫米波雷達(dá)傳感器；以及

7、-容器附接部件，所述容器附接部件被連接至所述傳感器殼體，且被配置成用于將傳感器布置附接至容器的頂部開(kāi)口，以使得毫米波雷達(dá)傳感器可以被提供在運(yùn)行位置，以檢測(cè)所述容器內(nèi)的液體表面的位置。

8、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于檢測(cè)容器內(nèi)液體表面的位置的方法，所述容器用于在臺(tái)式流體處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)液體。所述方法包括以下步驟：

9、-將根據(jù)本發(fā)明的傳感器布置的容器附接部件附接至容器的頂部開(kāi)口；以及

10、-當(dāng)毫米波雷達(dá)傳感器位于運(yùn)行位置時(shí)，檢測(cè)容器內(nèi)的液體表面的位置。

11、由此實(shí)現(xiàn)容器內(nèi)液位的可靠監(jiān)測(cè)，所述監(jiān)測(cè)直接測(cè)量到液位的距離，從而測(cè)量所有類型的液體和混合液體的液位而與它們的密度無(wú)關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，使用毫米波雷達(dá)傳感器。這是用毫米級(jí)的短波長(zhǎng)傳輸信號(hào)的一種雷達(dá)技術(shù)。由于短波長(zhǎng)，系統(tǒng)組件的尺寸可以比較小，因此小且緊湊的雷達(dá)傳感器已被提供，所述雷達(dá)傳感器還高精度地測(cè)量。例如，雷達(dá)傳感器可以以55-85ghz運(yùn)行。這種雷達(dá)傳感器可以測(cè)量比先前類型的雷達(dá)傳感器更近的距離，所述先前類型的雷達(dá)傳感器較大且較松散，且不適合用于較小尺寸的容器。根據(jù)本發(fā)明，這種毫米波雷達(dá)傳感器被附接至容器的頂部開(kāi)口，因此容器內(nèi)的液位可以被監(jiān)測(cè)。這是液位的直接測(cè)量而不取決于液體密度，因此測(cè)量精度和可靠性對(duì)于純凈液體和諸如廢液容器中的混合液體這兩者都是良好的。因此，可以有效地避免容器內(nèi)液體的排空和容器內(nèi)液體的過(guò)量填充這兩者。因此，系統(tǒng)中的流體處理工藝更高效，且由過(guò)量填充廢液容器所造成的污染和人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)被降低。通過(guò)定位被附接至容器的頂部開(kāi)口的毫米波雷達(dá)傳感器，所述雷達(dá)傳感器將被定位于容器內(nèi)液位上方的合適距離處，且液位總是可以被便捷地精確測(cè)量。因此用戶總是知曉容器內(nèi)有多少液體，因此用戶可以容易地看到液體是否將足夠用于待運(yùn)行的工藝。此外，用戶從不需要手動(dòng)輸入關(guān)于液體體積的任何信息，因此用戶的操作是方便的且事故風(fēng)險(xiǎn)被降低。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述傳感器殼體相對(duì)于容器附接部件可以被提供在至少兩個(gè)不同位置，其中一個(gè)位置是關(guān)閉位置，在該關(guān)閉位置傳感器殼體覆蓋容器的頂部開(kāi)口的至少一部分，且另一個(gè)位置是打開(kāi)位置，在該打開(kāi)位置所述傳感器殼體不覆蓋頂部開(kāi)口，其中當(dāng)傳感器殼體被提供在關(guān)閉位置時(shí)，雷達(dá)傳感器被提供在運(yùn)行位置。因此，可以用新的液體再次填充容器，而不移除整個(gè)傳感器布置，在再次填充期間僅傳感器殼體需要被提供在打開(kāi)位置。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在傳感器布置中，所述傳感器殼體通過(guò)鉸鏈連接，因此傳感器殼體可以從關(guān)閉位置被向上翻轉(zhuǎn)至打開(kāi)位置，從而能夠進(jìn)入容器的頂部開(kāi)口。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，傳感器殼體包括角度傳感器。因此，傳感器殼體和/或整個(gè)容器的傾斜角度可以被檢測(cè)。傳感器殼體的傾斜角度可以指示傳感器殼體位于關(guān)閉位置還是打開(kāi)位置。整個(gè)容器的傾斜角度可指示容器已被錯(cuò)誤地定位，或者用戶出于使用內(nèi)容物的僅余部分的目的正在傾斜容器。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，傳感器布置進(jìn)一步包括位置指示裝置，所述位置指示裝置被配置為指示雷達(dá)傳感器是否位于運(yùn)行位置。在一個(gè)實(shí)施方案中，此位置指示裝置是角度傳感器。

16、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，傳感器布置進(jìn)一步包括管架(tube?holder)部件，所述管架部件可以被附接至容器附接部件，且被配置成用于保持待被提供至容器內(nèi)的管朝向頂部開(kāi)口的一側(cè)。因此，可以防止管阻礙雷達(dá)傳感器和液位之間的測(cè)量通道。否則，管可能妨礙且干擾液位檢測(cè)。

17、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，管架部件包括軌道(rail)，當(dāng)傳感器布置被提供至容器時(shí)，所述軌道從容器的頂部開(kāi)口延伸進(jìn)入容器且從容器向外延伸，所述軌道可以支撐被提供至容器的一個(gè)或多個(gè)管。因此，管被保持在容器內(nèi)的合適位置。管還可以在合適的方向上從容器向外引導(dǎo)。因此，系統(tǒng)中的連接是方便的。管還可以被定位且被保持在容器內(nèi)的合適高度處。因此，不存在管在容器內(nèi)部被移動(dòng)至液位上方的位置的風(fēng)險(xiǎn)。

18、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，管架部件進(jìn)一步包括連接至軌道的環(huán)形固定部件，其中當(dāng)傳感器殼體被提供在關(guān)閉位置時(shí)，所述環(huán)形固定部件被提供在容器附接部件和傳感器殼體之間，因此環(huán)形固定部件被連接至容器附接部件，以使得它可以相對(duì)于容器附接部件旋轉(zhuǎn)，而且被連接至傳感器殼體，以使得殼體部件相對(duì)于容器附接部件可以被提供在至少兩個(gè)不同位置，其中所述兩個(gè)位置包括打開(kāi)位置和關(guān)閉位置。通過(guò)將環(huán)形固定部件和軌道一起旋轉(zhuǎn)，提供至軌道的管可以在所連接的系統(tǒng)中按照期望地被引導(dǎo)，而容器附接部件被保持在附接至容器的地方。

19、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述傳感器布置包括連接至雷達(dá)傳感器的處理器，其中所述處理器被配置為根據(jù)液體表面的所述檢測(cè)位置且根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的容器幾何形狀信息，確定所述容器內(nèi)的液體的量。通過(guò)將智能完全分配至傳感器布置，從傳感器布置向外至外部控制系統(tǒng)的通信比較不復(fù)雜且更穩(wěn)定(即需要較少功率(capacity))，并且較小且較便宜的電纜可以被用于所述通信。

20、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述容器附接部件包括螺紋(thread)，用于螺紋連接至容器的包括螺紋的頂部開(kāi)口，或者包括磁體，用于磁連接至容器的頂部開(kāi)口。

21、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，傳感器布置進(jìn)一步包括連接設(shè)備，因此在使用所述容器和傳感器布置的臺(tái)式流體處理系統(tǒng)中，雷達(dá)傳感器和可能地處理器和/或角度傳感器可以連接至控制系統(tǒng)。

22、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述傳感器布置被配置為被附接至高度在10-100cm之間和/或容積在0.5-20升之間的容器。因此，傳感器布置適合在臺(tái)式流體處理系統(tǒng)(諸如層析系統(tǒng))中使用。

23、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括將待被提供至容器內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)管定位于傳感器布置的管架部件內(nèi)的步驟。

24、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括相對(duì)于容器附接部件旋轉(zhuǎn)管架部件的步驟，以使得提供在管架部件中的管被引導(dǎo)，以在臺(tái)式流體處理系統(tǒng)中進(jìn)行便捷連接。

25、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括通過(guò)位置指示裝置指示雷達(dá)傳感器是否位于運(yùn)行位置的步驟。

26、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，通過(guò)所述位置指示裝置指示雷達(dá)傳感器是否位于運(yùn)行位置的步驟包括：測(cè)量傳感器殼體的傾斜角度，其中所述位置指示裝置包括提供在傳感器殼體中的角度傳感器。

27、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：

28、-將傳感器布置的傳感器殼體相對(duì)于容器附接部件定位于關(guān)閉位置，以檢測(cè)容器內(nèi)的液位，其中所述關(guān)閉位置是傳感器殼體覆蓋容器的頂部開(kāi)口的至少一部分的位置，其中當(dāng)所述傳感器殼體被提供在關(guān)閉位置時(shí)，所述雷達(dá)傳感器被提供在運(yùn)行位置；

29、-將傳感器布置的傳感器殼體相對(duì)于容器附接部件定位于打開(kāi)位置，以將液體再次填充至容器內(nèi)，其中所述打開(kāi)位置是傳感器殼體不覆蓋頂部開(kāi)口的位置。

30、在詳細(xì)描述和從屬權(quán)利要求中描述了其他實(shí)施方案。