[發明專利]實心體

無效

• 申請號: 201310262972.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103454251A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·米勒;馬蒂亞斯·格羅斯曼;蒂洛·克拉齊穆爾
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾測量及調節技術分析儀表兩合公司
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;穆德駿

技術領域

本發明涉及一種用于對濁度傳感器進行調整、校準和/或功能檢查的實心體。

背景技術

本發明意義上的濁度測量是通過特別在淡水、工業用水、廢棄水以及瓦斯中使用的濁度傳感器執行的。此外，本發明還涉及類似工藝變量的測量，例如固體含量，和污泥(sludge)，或泥(mud)，水平。適用于測定相應工藝變量的測量裝置由Endress+Hauser集團公司生產和出售，其具有大量的變型，例如，帶有標號“Turbimax?CUS51D”和“Turbimax?W?CUS65”。

通常，傳感器被布置于傳感器主體中，通過光學手段確定工藝變量。在這種情況下，特定波長的電磁波被從至少一個發射單元發送，由待測介質散射并由接收單元接收。光學部件的電磁波的波長通常位于近紅外，例如，在860nm處。然而特別地，在美國市場，也使用白光源。

發射器最常見的是窄帶輻射器，例如，發光二極管(LED)。在這種情況下，LED被用于產生位于合適波長范圍內的光。作為接收器應用的可以為相應的光電二極管，其從接收到的光線中產生接收器信號，例如，光電流或光電壓。

為了使得濁度測量具有可比性，應用濁度標準液(進行檢測)，例如，福爾馬肼(formazine)。最普通的濁度單位是FAU(福爾馬肼衰減單位)、FNU(福爾馬肼散射單位)、FTU(福爾馬肼濁度單位)、NTU(散射濁度單位)、TU/F(濁度單位/福爾馬肼)、EBC(歐洲釀造協會)和ASBC(美國釀造化學家學會)。

通常，濁度傳感器通過標準福爾馬肼校準。

福爾馬肼是一種肼硫酸鹽和烏洛托品的混合物。為了得到可再現的結果，福爾馬肼的生產必須做得非常小心。

福爾馬肼僅具有很低的可存儲性。特別是在低濁度值的情況下，可存儲性總計只有幾個小時。

而且，福爾馬肼可能是致誘變的和致癌的。

福爾馬肼的一種替代品是以實心體形狀的參考材料。相比之下，從避免材料老化這個意義上講，實心體標準可以儲藏更長時間。另外，它們在操作上也存在較少的爭議。

直到現在，實心體標準由散射入射光的材料(例如，渾濁合成物質)或以合成方式引入了負責光散射的結構的材料制成。一方面，后者具有可以實現明確的、不同濁度值的優點，另一方面，提供的結構可以被局部地限制在實心體的特定區域。目前，這專門通過玻璃體并在其中摻雜一些折射率不同于玻璃的小的雜質微粒來實現。這種方法類似于在液體中在懸浮微粒上散射光，從而適合作為副標準。然而，在玻璃中摻雜雜質的過程相對復雜和昂貴。

發明內容

因而，本發明的目的在于，提供一種有成本效益的解決方案用于仿效通過懸浮于液體和瓦斯中的微粒散射光。

該目標通過濁度傳感器中的實心體來實現，其與在至少第一波長的電磁波，特別是光一起工作，其中，實心體至少對第一波長的光是透明的。在實心體內至少提供有第一區域，其中，至少第一波長的入射光被散射，其中，該散射光是濁度的量度。

在一個有利的實施例中，進入至少第一區域的至少一種能量輸入在實心體中導致至少一個微裂縫，其中，該至少一個微裂縫具有小于1000μm，特別的小于500μm，特別的小于250μm的尺寸。本發明意義上的微裂縫可被認為是實心體中的結構變化，即，作為限定的區域，其與周圍環境不同。

能量輸入使得至少一個微裂縫被以精確的方式引入實心體中。

在一個優選實施例中，提供具有已限定的微裂縫密度的多種微裂縫，其中，微裂縫密度是濁度的量度，其中，本發明意義上的“微裂縫密度”取決于微裂縫的數量、微裂縫的形狀、微裂縫的尺寸以及微裂縫彼此之間的間隔。通過改變這些參數中的一個，數量、形狀、尺寸和/或微裂縫彼此之間的間隔，可以改變微裂縫的密度。

有利地，微裂縫是均勻分布的，特別是在入射光不是均勻分布的情況下。如果微裂縫是均勻分布的，那么萬一光分布變化，所測量的濁度不變，雖然，如果光分布是不均勻的，那么所測量的濁度會發生改變。

微裂縫的密度被實施為使得濁度的量度參照濁度標準液，特別是濁度的量度可以用濁度單位中的至少一個表示，該濁度單位包括FAU、FNU、FTU、NTU、EBC、TEF、ASBC或TU/F，就可以實現一個特殊的優點。如果微裂縫的密度是與濁度標準液相關聯的，該實心體可以用作副標準。

在一個實施例中，濁度標準液是福爾馬肼。

優選地，能量輸入是通過激光實現的。這樣，微裂縫可以簡單、精確和有成本效益地被引入實心體中。