液体泄漏检测器和检测液体泄漏的方法与流程

文档序号:31053795发布日期:2022-08-06 09:59阅读:648来源:国知局
液体泄漏检测器和检测液体泄漏的方法与流程

1.本发明涉及液体泄漏检测器和检测液体泄漏的方法。


背景技术:

2.工艺系统和诸如阀门的工艺设备的泄漏在许多工业中非常重要。泄漏是可能导致产品损失或产品污染的问题。泄漏还会引起公用设施和工艺系统之间的交叉污染,并且会引起有害的排放。此外,泄露也可能带来卫生和环境风险。
3.在现有技术中,可以通过检测系统随时间的压力损失来检查泄漏。另一种检测泄漏的方式是测量产品的液位或液位下降(例如,容器中的流体高度)或在溢漏盘中测量溢漏量。
4.然而,存在与这些现有技术解决方案相关的几个缺点。在通过检测压力损失来测量泄漏的应用中,除了泄漏之外的其他因素可能导致系统中的压力下降。此外,系统可能太大而不能检测与临界泄漏相关的压力损失,因为这种压力损失对于所应用的压力检测装置来说可能太小而不能检测压力损失。
5.在通过检测溢出量来测量泄漏的应用中,即使发生了泄漏,也存在检测不到溢出的风险。如果在封闭系统中看不到泄漏流,则可能会出现这种情况。
6.在现有技术中应用于保护系统或设备免于泄漏的另一种方式是引入预防性维护。这是一项昂贵且耗时的工作,并且不能进行实时监控。此外,预防性维护只具有追溯性。
7.所有现有技术的流量计都具有检测极限,因此现有技术的流量计不适于检测小于设计流量(在使用流量计的系统的使用期间预期的流量)的泄漏流量。因此,现有技术的流量计不适于监测小泄漏或泄漏的开始。
8.因此,在发生泄漏的情况下,现有技术的解决方案没有提供监测和相应反应的方法。
9.因此,需要一种方法和装置,通过该方法和装置可以以快速和可靠的方式进行泄漏检测。希望减少或甚至消除现有技术的上述缺点。
10.本发明的目的是提供一种对工艺系统或阀门或其他切断结构等工艺设备的泄漏的自动实时监测。本发明的目的是提供一种方法和装置,通过该方法和装置可以快速和可靠地进行泄漏检测。


技术实现要素:

11.本发明的目的可以通过如权利要求1所限定的液体泄漏检测器(lld)和如权利要求13所限定的检测泄漏液体的方法来实现。
12.优选实施方案在从属权利要求中限定,在下面的描述中解释,并在附图中示出。
13.根据本发明的液体泄漏检测器是一种液体泄漏检测器,该液体泄漏检测器被配置为检测从液体容纳或液体引导元件泄漏的液体,其中该液体泄漏检测器包括:
14.管构件,该管构件被配置为接收从液体容纳或液体引导元件的预定区域泄漏的液
体,以及
15.传感器,该传感器被配置为检测进入管构件的液体,其中液体泄漏检测器包括:
16.第一连接结构,其被配置为连接到所述液体容纳或液体引导元件的第一液体输送结构,并由此使液体泄漏检测器与第一液体输送结构流体连通,其中第一连接结构在第一液体输送结构的延伸部分中延伸并从第一液体输送结构突出,
17.第二连接结构,其被配置为连接到第二液体输送结构并由此使液体泄漏检测器与第二液体输送结构流体连通,其中第二连接结构在第二液体输送结构的延伸部分中延伸并从第二液体输送结构突出,
18.其中液体泄漏检测器包括绝缘体,该绝缘体被布置和构造成将传感器与液体输送结构电分离。
19.因此,可以提供一种液体泄露检测器,该液体泄露检测器能够检测来自切断机构的最小泄漏流量。
20.液体泄漏检测器包括管构件,该管构件被配置成接收从液体容纳或液体引导元件的预定区域泄漏的液体。该管构件被被配置成在第一液体输送结构和第二液体输送结构之间互连。因此,llc被配置成检测液体泄漏,而不将任何测量结构插入任何液体输送结构的流动中。
21.与第二连接结构相比,第一连接结构被布置在液体泄漏检测器的相对端,这可能是一个优点。
22.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括液体通道,进入液体泄漏检测器的液体通过该液体通道,其中该液体通道的横截面积等于第一液体输送结构(的远端部分)的横截面积。因此,液体泄漏检测器不干扰液体流过液体泄漏检测器。
23.液体泄漏检测器不干扰从第一液体输送结构进入液体泄漏检测器的流动。
24.液体泄漏检测器被配置成通过在与流动隔离的位置进行测量来检测液体泄漏。
25.绝缘体被布置和配置成在流动和传感器之间构成完整的屏障是一个很大的优点。
26.液体泄漏检测器包括传感器,该传感器被配置成检测进入管构件的液体。术语“传感器”是指至少一个传感器。因此,在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括单个传感器。然而,在另一实施方案中,液体泄漏检测器包括几个传感器。
27.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括两个传感器。
28.传感器是电容式传感器是有利的。
29.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括两个电容式传感器。
30.传感器被布置和配置成检测进入管构件的液体。
31.第一连接结构被配置为连接到所述液体容纳或液体引导元件的第一液体输送结构,并由此使液体泄漏检测器与第一液体输送结构流体连通,其中第一连接结构在第一液体输送结构的延伸部分中延伸并从第一液体输送结构突出。在一个实施方案中,第一连接结构是法兰。在一个实施方案中,第一连接结构是圆柱体。
32.第二连接结构被配置为连接到第二液体输送结构并由此使液体泄漏检测器与第二液体输送结构流体连通,其中第二连接结构在第二液体输送结构的延伸部分中延伸并从第二液体输送结构突出。在一个实施方案中,第二连接结构是法兰。在一个实施方案中,第二连接结构是圆柱体。
33.绝缘体被布置和配置成将传感器与液体输送结构电分离。
34.在一个实施方案中,绝缘体覆盖传感器并且由此使传感器与液体绝缘,其中该绝缘体构成液体泄漏检测器的管构件的至少一部分。
35.液体泄漏检测器被配置成检测从液体容纳或液体引导元件泄漏的液体,其中液体泄漏检测器包括传感器,该传感器被配置成检测从液体容纳或液体引导元件的预定区域泄漏的液体。
36.液体容纳或液体引导元件可以是液体可从其泄漏的任何元件。液体容纳或液体引导元件可以是阀门、切断机构、诸如包括多个管道的管道系统的工艺系统、包括多个罐的罐系统或工艺设备系统。
37.传感器被配置成检测从液体容纳或液体引导元件或布置在所述液体容纳或液体引导元件之后的结构的预定区域泄漏的液体。传感器被配置成检测液体容纳或液体引导元件的预定区域中的液体流动。传感器可布置成检测从液体容纳或液体引导元件的预定区域的液体泄漏,例如阀门或另一切断机构后的区域中。
38.原则上,传感器可以是任何类型的合适传感器。此外,可以应用任何合适的传感器技术。
39.传感器可被配置成检测任何类型的液体。
40.在一个实施方案中,传感器被构造成检测油。在一个实施方案中,传感器被构造成检测汽油。在一个实施方案中,传感器被构造成检测柴油发动机油。在一个实施方案中,传感器被构造成检测水。在一个实施方案中,传感器被构造成检测含水液体。
41.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括沿管构件的内表面延伸的集中结构,其中该集中结构包括引导结构,该引导结构被配置成将液体集中并引导到所述测量部分。
42.液体泄漏检测器被配置成附接到第一液体输送结构,而不延伸到第一液体输送结构的内部区域中液体可在其中流动的部分,这可能是一个优点。
43.在优选实施方案中,绝缘体被布置和配置成使传感器与第一连接结构和第二连接结构电绝缘。
44.在一个实施方案中,集中结构沿管构件的内表面延伸。集中结构可以具有任何合适的几何形状和尺寸。在一个实施方案中,集中结构包括从管道的内表面突出的部分。在一个实施方案中,集中结构从管道的内表面突出。在一个实施方案中,集中结构沿集中结构的整个长度方向从管道的内表面突出。
45.该集中结构包括引导结构,该引导结构被配置成向测量部分集中和引导液体。测量部分可以是靠近传感器的有限区域。在一个实施方案中,测量部分是沿管道的内表面的有限角度区域延伸的区域。在一个实施方案中,测量部分是沿管道的内表面180度延伸的区域。在一个实施方案中,测量部分是沿管道的内表面的270度延伸的区域。在一个实施方案中,测量部分是沿管道的内表面的360度延伸的区域。
46.在一个实施方案中,传感器被布置成检测在该测量部分处液体的存在,即使液体仅在该测量部分存在一个短暂的时刻(因为液体是流动的)。
47.根据本发明的液体泄漏检测器能够检测来自系统中的切断机构(例如,阀门)的泄漏,其中切断机构布置在设备之后。液体泄漏检测器可用于所有工业中的所有工艺系统或工艺设备中,例如石油工业、制药工业、食品、饮料和牛奶工业中,并且适用于通过切断机构
(如阀门)封闭液体的管道系统、罐、容器、设备或部件(以下简称“系统”)。
48.该液体泄漏检测器被配置并且旨在在系统处于正常液体流过液体泄漏检测器的位置后沿流动方向连接。因此,液体泄漏检测器像通道、封闭容器或管道一样工作,不会对流动造成任何显著的干扰。
49.当系统的阀门切断流动时,如果切断机构失效,液体泄漏检测器能够检测来自切断机构的泄漏流量。即使当液体泄漏是小流量或小液滴流,液体泄漏检测器也可以检测到泄漏。
50.在一个实施方案中,液体泄漏检测器应用内置于液体泄漏检测器中的传感器技术,其中液体流过传感器以检测与给定系统的设计流量的标准流量相比最小的流量。
51.本发明与现有技术解决方案的区别在于能够检测低于给定系统的设计流量的泄漏流量。
52.根据本发明的液体泄漏检测器可以直接沿流动方向安装在系统中或之后,并且直接安装在切断结构之后,而不限制给定系统的设计流量。
53.液体泄漏检测器能够检测从泄漏系统逸出的小流或甚至液滴。液体泄漏检测器既可以作为指示器,也可以作为发射器。液体泄漏检测器通过传感器自动化,因此可用于例如具有听觉或/和视觉报警器的控制系统中。因此,液体泄漏检测器提供了更高的工艺控制。因此,可以降低产品损失风险和污染风险。这使得能够立即控制有害排放。
54.在一个实施方案中,引导结构被配置成引导液体流经过传感器。因此,引导结构确保了泄漏的液体在经过传感器之前被集中。因此,即使泄漏的液体流量非常小,也可以由传感器进行液体检测。
55.可能有利的是,当液体泄漏检测器安装在液体容纳或液体引导元件中或之后时,引导结构包括相对于垂直方向成角度的部分。
56.因此,可以提供能够检测低于标准流量的流量(泄漏流量)的液体泄漏检测器。重力将迫使泄漏的液体向下移动,而引导结构相对于垂直方向成角度的部分将使液体集中。
57.在一个实施方案中,管构件为圆柱形。通过应用具有圆柱形几何形状的管构件,可以容易地与标准配件和结构集成。
58.有利的是,液体泄漏检测器包括一个或多个外壳结构,该外壳结构设置有传感器入口,该传感器入口被配置成接纳径向延伸的传感器。
59.由此,可以将传感器布置在测量部分处或靠近测量部分的位置。以这种方式,可以通过传感器入口插入传感器,以将传感器布置在用于在测量部分处检测的液体存在的最佳位置。使用设置有传感器入口的外壳结构,该传感器入口被配置为接收径向延伸的传感器,使得可以将传感器径向地插入其测量位置。此外,其使得可以应用保持在外壳外部和液体流外部的结构(例如,电子部件)。如果这些结构需要干燥的工作条件,这尤其重要。
60.液体泄漏检测器包括绝缘体可能是有利的,其中引导结构被布置在绝缘体的内表面。
61.因此,可以通过使用电容式传感器来检测测量部分中液体的存在。
62.绝缘体可由任何合适的绝缘材料制成。在一个实施方案中,绝缘体由塑料材料制成,如聚醚醚酮(peek)等有机热塑性聚合物。
63.在一个实施方案中,引导结构设置为绝缘体的一个集成部分。
64.在一个实施方案中,绝缘体包括圆柱形部分。
65.在一个实施方案中,一个或多个外壳结构围绕绝缘体。
66.在一个实施方案中,传感器布置在传感器与通过测量部分的液体直接接触的位置。
67.在一个实施方案中,传感器是光学传感器。
68.在一个实施方案中,传感器是包括光源和接收器的光学传感器,该光源被配置成发射穿过管构件的光信号,该接收器被配置成检测从管构件内部反射的光。
69.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括用于向液体泄漏检测器提供电能的电池。
70.在一个实施方案中,液体泄漏检测器被配置成连接到诸如市电或另一电力系统的电源。
71.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括一个或多个连接结构,该连接结构被构造成连接到相邻管道结构的远端部分。此类连接结构可包括凸缘结构,该凸缘结构被配置成机械连接到相邻结构的相应凸缘。
72.可能有利的是,液体泄漏检测器包括设置在外壳结构外部的电路。
73.因此,可以确保电路在使用期间保持在安全和干燥的区域中。因此,可以消除由于湿气或液体而损坏电路的风险。
74.在一个实施方案中,电路包括处理器和通信单元,所述通信单元被配置为与外部装置通信。
75.在一个实施方案中,电路包括处理器和通信单元,所述通信单元被配置为与外部装置无线通信。在该实施方案中,通信单元可优选地包括射频模块,该射频模块被配置为通过发射和/或接收无线电信号与外部装置通信。
76.可能有利的是,液体泄漏检测器包括两个或更多个适于组装以构成外壳构件的壳体结构。因此,可以提供简单的方式来组装和密封液体泄漏检测器。
77.在一个实施方案中,外壳和引导结构被集成而形成一个整体。
78.可能有利的是,液体泄漏检测器包括被配置成布置在两个外壳结构之间的中间构件。因此,中间构件可用于将传感器支撑和/或保持在相对于中间构件和/或一个或多个外壳结构的理想位置。
79.可能有利的是,一个狭槽沿外壳的长度方向延伸。可能有利的是,狭槽的长度比外壳长度的一半长。
80.因此,狭槽使得可以应用具有径向突出部分的传感器组件,该径向突出部分从传感器在延伸部向外延伸。
81.可能有利的是,引导结构沿着沿管构件的内表面延伸的螺旋线延伸。
82.因此,可以以液体以受控的方式沿管构件的内表面流动的方式集中液体。
83.在优选实施方案中,传感器是电容式传感器。
84.在一个实施方案中,传感器被配置成在单个点进行检测。
85.因此,所有液体都可以在单个点集中和检测。通过在检测点集中尽可能高的液体体积,可以增加液体泄漏检测器的检测极限。
86.在一个实施方案中,传感器被配置成在几个点进行检测。
87.在一个实施方案中,传感器被配置成沿管构件的整个圆周进行检测。
88.在一个实施方案中,传感器被配置成沿管构件的圆周的至少一半(180度)进行检测。
89.在一个实施方案中,传感器被配置成沿管构件的圆周的至少四分之一(90度)进行检测。
90.在一个实施方案中,传感器包括通信单元,该通信单元被配置为连接到另一通信单元。该通信单元可以优选被配置为与外部装置通信。
91.因此,当传感器检测到泄漏液体时,可以向外部装置发送信号。例如,外部装置可以是智能电话、计算机(服务器)或因特网。
92.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括控制单元,通过该控制单元可以打开和关闭液体泄漏检测器。因此,可以在液体泄漏检测器关闭时使空气流过液体泄漏检测器。另一方面,当预计没有流量通过液体泄漏检测器时,可以打开液体泄漏检测器。
93.在一个实施方案中,传感器是光学传感器。
94.在一个实施方案中,传感器包括通信单元,该通信单元被配置为与外部装置通信。
95.根据本发明的方法是一种利用液体泄漏检测器检测液体的方法,该液体泄漏检测器被配置成检测从液体容纳或液体引导元件泄漏的液体,其中该液体泄漏检测器包括:
96.管构件,该管构件被配置成接收从液体容纳或液体引导元件的预定区域泄漏的液体,以及
97.传感器,该传感器被配置成检测进入管构件的液体,其中该方法包括通过与液体输送结构电分离的传感器进行电容测量的步骤。
98.因此,可以提供一种能够检测来自切断机构的最小泄漏流量的方法。
99.液体泄漏检测器包括传感器,该传感器被配置成检测进入管构件的液体。术语“传感器”是指至少一个传感器。因此,在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括单个传感器。然而,在另一实施方案中,液体泄漏检测器包括几个传感器。
100.在一个实施方案中,液体泄漏检测器包括两个传感器。
101.在一个实施方案中,传感器与液体电隔离。
102.在一个实施方案中,传感器由电绝缘体覆盖。
103.在一个实施方案中,该方法包括应用液体泄漏检测器的步骤,该液体泄漏检测器包括沿管构件的内表面延伸的集中结构,其中该集中结构包括引导结构,该引导结构被配置成朝向测量部分集中和引导液体。
104.可能有利的是,该方法包括通过引导结构引导液体流经过传感器的步骤。因此,可以应用固定传感器来检测管道结构的预定区域中液体的存在。
105.可能有利的是,该方法包括应用引导结构的步骤,该引导结构包括在液体泄漏检测器的操作期间相对于垂直方向成角度的部分。
106.由此,可以提供一种方法,通过该方法可以检测到低于标准流量的流量(泄漏流量)。
107.可能有利的是,该方法包括应用电容式传感器来检测在管道结构的预定区域中是否存在液体的步骤。
108.在一个实施方案中,该方法包括应用传感器的步骤,该传感器布置在该传感器与
通过测量部分的液体直接接触的位置。
109.在一个实施方案中,该方法包括当检测到液体泄漏时产生警报的步骤。
110.因此,可以警告相关人员存在液体泄漏。警报可以是视觉的(例如,发光二极管)、听觉的(例如,扬声器)。或者,警报可以作为消息(例如,短消息服务)发送到智能电话或发送到控制系统。
111.在一个实施方案中,该方法包括在单个点进行泄漏检测的步骤。
112.在一个实施方案中,该方法包括在几个点进行泄漏检测的步骤。
113.在一个实施方案中,该方法包括沿管构件的整个圆周进行泄漏检测的步骤。
114.在一个实施方案中,该方法包括沿管构件的圆周的至少一半(180度)进行泄漏检测的步骤。
115.在一个实施方案中,该方法包括沿管构件的圆周的至少四分之一(90度)进行泄漏检测的步骤。
附图说明
116.通过下文给出的详细描述将更充分地理解本发明。附图仅以说明的方式给出,因此它们对本发明的限制。在附图中:
117.图1a示出了根据本发明的液体泄漏检测器的示意性侧视图;
118.图1b示出了根据本发明的液体泄漏检测器的截面图;
119.图2a示出了根据本发明的液体泄漏检测器的截面图;
120.图2b示出了根据本发明的液体泄漏检测器的截面图;
121.图2c示出了图2a所示的液体泄漏检测器的分解图;
122.图3a示出了根据本发明的液体泄漏检测器;
123.图3b示出了根据本发明的液体泄漏检测器;
124.图4a示出了根据本发明的液体泄漏检测器的截面图;
125.图4b示出了图3b所示的液体泄漏检测器的另一视图;
126.图5示出了包括根据本发明的液体泄漏检测器的系统的视图;
127.图6a示出了根据本发明的液体泄漏检测器的截面图;
128.图6b示出了根据本发明的另一液体泄漏检测器的截面图;
129.图7a示出了根据本发明的液体泄漏检测器的透视图;
130.图7b示出了根据本发明的液体泄漏检测器的透视分解图;
131.图8a示出了根据本发明的液体泄漏检测器的分解图;
132.图8b示出了图8a所示的液体泄漏检测器的透视图;
133.图9a示出了图8b所示的液体泄漏检测器的截面图;
134.图9b示出了图2b所示的液体泄漏检测器的透视图,并且
135.图10示出了根据本发明的液体泄漏检测器的截面图。
136.附图标记说明如下:
137.图中:2-液体泄漏检测器;4-管道;5-管道;6-阀门;8-流动方向;10-容器;12-液体;14-绝缘体;16-引导结构;18、18
’‑
传感器;19、19
’‑
绝缘环;20-电路;21-密封构件槽;22-连接构件;24-凸缘;26-凸缘;28、30-管道结构;32-外部结构;34-环形突出结构;35-远
端部分;36-绝缘中间构件;38、38
’‑
环形突出结构;40-狭槽;42-开口;44-外壳结构;46-突出结构;48-外壳结构;50-狭槽;52-窄部;54-管构件;56-测量部分;58-顶部;60、60’、60
”‑
无线信号;62-通信单元;64-计算机;66-智能电话;68-因特网;70-系统;72-可编程逻辑控制器(plc);74、74
’‑
光;76-接收器(例如,光学传感器);78-发射器;x-纵向轴线;c-电容;d1、d2、d3-直径。
具体实施方式
138.为了说明本发明的优选实施方案,现详细参考附图,图1a中示出了本发明的液体泄漏检测器2。
139.图1a是根据本发明的液体泄漏检测器2的示意性侧视图。液体泄漏检测器2布置在容纳液体12的容器10的下方。出口部分设置在容器10的底部中。阀门6设置在容器10的出口部分处。
140.管道5附接到液体泄漏检测器2的远端。液体泄漏检测器2夹在容器10和管道5之间。因此,从阀门6泄漏的液体12将沿指示的方向8流动并被液体泄漏检测器2接收。因此,液体泄漏检测器2能够检测从阀门6泄漏的液体。
141.由于液体泄漏检测器2布置在阀门6的下方,重力将使从阀门6泄漏的液体12沿指示的方向8流动。因此,从阀门6泄漏的液体12将被液体泄漏检测器2接收,由此能够检测泄漏的液体12。
142.在正常操作期间,液体12(例如,水)将流过阀门6,并且此后流过液体泄漏检测器2。
143.当阀门6打开并且液体12流过液体泄漏检测器2时,液体泄漏检测器2在正常流动条件下不会有影响。
144.当阀门6关闭时,其目的是没有液体流过阀门6。如果阀门6开始泄漏,则泄漏的液体12将流过液体泄漏检测器2。流动通常是小的泄漏流量(小流或液滴)。
145.图1b示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的截面图。液体泄漏检测器2包括作为管构件54的一部分的绝缘体14。管构件54具有基本上圆柱形的部分。集中结构16沿绝缘体14的内表面延伸。集中结构16形成为引导结构16,该引导结构被构造成朝向设置在绝缘体14的内表面处的测量部分56集中和引导沿指示的方向8流动的液体。引导结构16沿螺旋延伸,该螺旋沿绝缘体14的内表面延伸。测量部分56沿向内方向径向突出。绝缘体14在测量部分56的区域处的壁厚小于绝缘体14的其余部分的壁厚。绝缘体14夹在第一外壳结构44和另一外壳结构48之间。
146.液体泄漏检测器2包括传感器18,该传感器被配置成和布置为检测测量部分56处液体的存在。在一个实施方案中,传感器18是电容式传感器。引导结构16被配置成引导液体流经过传感器18。
147.引导结构16包括相对于液体泄漏检测器2的管构件54的纵向轴线成角度的部分。管构件54设置有传感器入口,该传感器入口被配置成接纳径向插入传感器入口的传感器18。
148.设置有环绕封装的电路20电连接到传感器18。电路20的纵向轴线基本垂直于管构件54的纵向轴线延伸。电路20从管构件54突出,因此电路20布置在管构件54外部。液体泄漏
检测器2的顶部包括适于接纳相应管状结构的收缩部。
149.在液体泄漏检测器2内,液体的泄漏流将被引导通过传感器18,因此当小流或液滴经过传感器18时,液体泄漏检测器2将能够检测到非常小的流量。因此,传感器18将产生指示检测到泄漏的信号。
150.当使用足够灵敏的传感器技术时,可以检测小于阀门和管道系统的设计流量的5%的流量。这对于任何现有设备例如流量计来说是不可能的。在一个实施方案中,传感器能够检测小于阀门和管道系统的设计流量的5%的流量。
151.图2a示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的截面图,而图2c示出了图2a所示的液体泄漏检测器2的分解图。示出了液体泄漏检测器2的纵向轴线x。液体泄漏检测器2包括环形传感器18,该传感器被配置成沿其整个圆周进行测量。
152.液体泄漏检测器2包括被配置成彼此连接的第一管道结构28和第二管道结构30。第一管道结构28包括凸缘24,该凸缘被配置成连接到相应结构(例如,法兰)。同样,第二管道结构30包括凸缘26,该凸缘被构造成连接到相应结构(例如,法兰)。
153.第二管道结构30包括环形伸出结构34和在环形突出结构34的延伸部中延伸的远端部分35。第一管道结构28包括外部结构32,该外部结构被构造成由第二管道结构30的远端部分35接纳并且由此围绕该远端部分。外部结构32设置有平行于纵向轴线x延伸的狭槽40。
154.液体泄漏检测器2包括绝缘中间构件36,该绝缘中间构件36被构造成完全插入外部结构32并且由此被外部结构32包围。中间构件36包括设置在中间构件36的端部处的两个圆柱形环形突出结构38、38'。突出结构38、38'的直径大于在环形突出结构38、38'之间延伸的中间构件36的圆柱形部分的直径。
155.液体泄漏检测器2包括环形电容式传感器18,该环形电容式传感器被构造成通过中间构件36布置并保持在适当位置。通过将传感器18布置在环形突出结构38、38之间,可以防止传感器18相对于中间构件36(沿纵向轴线x)轴向位移。
156.当传感器18安装在液体泄漏检测器2内时(如图2a所示),连接构件22从传感器18的环形部分径向突出。连接构件22用于将传感器18的环形部分与如图1b所示的电路电连接。凸缘24、26可优选包括被配置为接纳密封构件(例如,o形环)的环形槽。在凸缘24、26之间延伸的结构构成管构件54。
157.图2b示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的截面图。液体泄漏检测器2包括管道结构30,该管道结构包括基本上圆柱形的部分。在优选实施方案中,管道结构30由诸如钢等导电材料制成,例如不锈钢。
158.液体泄漏检测器2包括形成为管道结构的窄部52,该管道结构包括基本上圆柱形的部分并布置在管道结构30的相对端。
159.液体泄漏检测器2包括沿绝缘体14的内表面延伸的引导结构16,该绝缘体被外部结构32包围。引导结构16被配置为朝向测量部分集中和引导液体,该测量部分设置在电容式传感器18能够检测液体存在的位置。测量部分设置在绝缘体14的内表面处并从该内表面突出。引导结构16沿螺旋线延伸,该螺旋线沿绝缘体14的内表面延伸。在另一实施方案中,引导结构16可以具有另一种几何形状。在管构件54的每一端中设置有窄部52。
160.传感器18电连接到电路20。如图所示,电路20和管构件54的窄部52的外表面接地。
示意性地示出了由传感器18测量的电容c。绝缘体14夹在突出结构46和另一外壳结构48之间。电容式传感器18被配置为检测测量部分何时至少部分地被液体覆盖。电容式传感器18被配置为检测和测量导电的或具有不同于空气的电介质的任何东西。
161.图3a示出了根据本发明的液体泄漏检测器2。液体泄漏检测器2包括具有基本是圆柱形形状的绝缘体14。液体泄漏检测器2包括引导结构16,引导结构包括两个对称部分,每个对称部分构成螺旋的一部分,其中所述部分在引导结构16的顶部58和设置在所述部分的底部中的测量部分56之间延伸。因此,引导结构16将朝向测量部分56引导沿绝缘体的内表面流动的任何液体。
162.液体泄漏检测器2包括传感器18,该传感器被配置为通过设置在绝缘体14中的开口42插入。由此,可以将传感器18径向插入测量部分56。电路20电连接到传感器18。开口42构成非贯通孔,该非贯通孔被配置为接纳和保持传感器18。通过确保开口42构成非贯通孔,可以防止液体通过开口42离开绝缘体14。
163.图3b示出了根据本发明的液体泄漏检测器2。液体泄漏检测器2包括基本上圆柱形的绝缘体14,该绝缘体设置有与参考图3a所解释的开口类似的非贯通开口42。液体泄漏检测器2包括传感器18和对应于参考图3a所解释的电路的电路20。
164.在液体泄漏检测器2上方,布置有具有第一直径d1的第一圆柱形远端部分的第一外壳结构44。在液体泄漏检测器2下方,布置有具有第二较大直径d2的第二相对圆柱形远端部分和具有更大直径d3的第三圆柱形部分(布置在第一和第二圆柱形远端部分之间)。
165.外壳结构48设置有具有第一直径的第一部分和具有较小直径的第二部分。第二部分构成窄部52。沿外壳结构48的长度延伸的狭槽50设置在第一部分中。狭槽50从外壳结构48的第一部分的远端部分延伸到靠近外壳结构48的第一部分的近端部分的区域。
166.外壳结构48的第一部分的远端部分被构造成接纳绝缘体14和第一外壳结构44的圆柱形远端部分。图3b所示的实施方案示出了如何提供液体泄漏检测器2,其中传感器18可以以实际方式安装。部件44、46、48、52可由任何合适的材料制成,例如诸如不锈钢的金属。绝缘体14可以用塑料材料并且通过使用注射成型工艺制成。图3b中示出的部件被配置为放置在一起以形成由管元件包围的液体泄漏检测器2,该管元件被构造成连接到阀门、管道或用于检测泄漏液体的另一结构。
167.图4a示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的绝缘体14的截面图。绝缘体14具有圆柱形部分并设置有沿其内表面延伸的引导结构16。传感器18设置在绝缘体14的端部处。连接器22从传感器18延伸。连接器22可以连接到任何合适的装置,诸如包括印刷电路板的单元,该印刷电路板包括被配置为与外部接收器通信的通信单元(或通信模块)。连接器22可以连接到被配置为读取由传感器18执行的测量并处理这些数据以提供分析数据的单元。
168.图4b示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的视图。液体泄漏检测器2对应于参考图3b所解释的液体泄漏检测器2。然而,这些结构的壁是透明的。因此,可以看到这些结构的内部轮廓。
169.图5示出了包括根据本发明的液体泄漏检测器2的系统70的视图。液体泄漏检测器2布置在容纳液体12的容器10的下方,其中容器10包括设置在容器10的底部中的出口部分。阀门6设置在容器10的出口部分处。管道4设置在阀门4的远端处。然而,液体泄漏检测器2可以连接到阀门6,如图1a所示。第二管道5附接到液体泄漏检测器2的出口。
170.由于液体泄漏检测器2连接到管道4,从阀门6泄漏的液体12将沿指示的方向8流动并被液体泄漏检测器2接收。因此,液体泄漏检测器2可以检测从阀门6泄漏的液体。
171.在一个实施方案中,液体泄漏检测器集成在阀门6中。
172.通信单元62连接到液体泄漏检测器2的传感器。通信单元62被配置为与一个或多个外部装置无线通信。在一个实施方案中,通信单元62被配置为与计算机64无线通信,从而将无线信号60'发送到计算机64。
173.在一个实施方案中,通信单元62被配置为与智能电话66无线通信,包括向智能电话66发送无线信号60”。
174.在一个实施方案中,通信单元62被配置为与因特网68无线通信,包括向因特网68发送信号60。
175.在一个实施方案中,通信单元62电连接到可编程逻辑控制器(plc)。
176.实际上,通信单元62可以连接到计算机64、智能电话66、因特网68或plc72中的一者或多者。
177.在优选实施方案中,液体泄漏检测器2包括警报模块,该警报模块被配置为如果液体泄漏检测器2的传感器检测到泄漏液体则生成警报。警报模块可以包括或连接到视觉警报单元(例如,诸如发光二极管的光源)。警报模块可以包括或连接到听觉警报单元(例如,扬声器单元)。
178.在一个实施方案中,液体泄漏检测器2被配置为当液体泄漏检测器2检测到泄漏时产生信号。该信号可以是发送到电子数据处理系统的声音、光或电信号。由此,可以提供系统70的泄漏的实时登记。因此,可以预防产品损失、介质损失、污染或危险溢出。
179.在一个实施方案中,根据本发明的液体泄漏检测器2是具有传感器技术的电气装置,该传感器技术以该装置将朝向传感器引导传感器上方的结构中的流来检测与给定系统的设计量的标准流量相比最小的流量的方式内置到该装置中。
180.因此,根据本发明的液体泄漏检测器2在检测下限(定义为可检测的最低液体量)方面不同于现有技术的仪器。因此,根据本发明的液体泄漏检测器2可以检测低于给定系统的设计流量的泄漏流量。
181.根据本发明的液体泄漏检测器2可以安装在系统中或之后。有利的是,根据本发明的液体泄漏检测器2可以直接安装在流动方向上并且直接安装在切断结构(例如,阀门)之后,而不限制给定系统的设计流量。
182.在一个实施方案中,根据本发明的液体泄漏检测器2能够检测从泄漏系统逸出的小流或甚至液滴。
183.在一个实施方案中,根据本发明的液体泄漏检测器2被配置为既作为指示器,也作为发射器。
184.图6a示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的截面图。液体泄漏检测器2包括圆柱形管构件54。引导结构16设置在管构件54的内表面处。引导结构16形成为将液体12集中和引导到引导结构16的远端部分,在该远端部分布置有光学传感器18。
185.管构件54可以由任何合适的材料制成,诸如金属、塑料或玻璃。在图6a所示的实施方案中,管构件54由金属(例如,不锈钢)或塑料制成。传感器18布置在设置在管构件54的壁中的贯通开口中。因此,传感器可以通过布置在传感器18前端的发射器78发射光74。传感器
18包括接收器76,接收器被布置和构造成接收由管构件54内部反射的光74'。在一个实施方案中,具有高反射系数的材料设置在管构件54的内部位置,透射光74在该位置被反射。
186.传感器18被配置为检测液体12何时出现在引导结构16的远端。传感器18检测反射光74'的量何时减少。当液体12吸收和/或反射一些反射光74'时,反射光74'的量减小,使得接收器76接收较少的光。
187.图6b示出了根据本发明的另一液体泄漏检测器2的截面图。液体泄漏检测器2包括圆柱形管构件54,该圆柱形管构件54包括透明区域。引导结构16设置在管构件54的内表面处。引导结构16形成为将液体12集中和引导到引导结构16的远端部分,在该远端部分布置有光学传感器18。光学传感器18被布置在管构件54的外部的透明区域处。因此,传感器可以通过管构件54的透明区域传输光74。光74通过布置在传感器18前端的发射器78发射。传感器18包括接收器76,该接收器被布置和配置为接收由管构件54内部反射的光74'。具有高反射系数的材料可以设置在管构件54的内部或外部的位置处,在该位置处反射透射光74。
188.传感器18被配置成检测液体12何时出现在引导结构16的远端。传感器18检测反射光74'的量何时减少。当液体12吸收和/或反射一些反射光74'时,反射光74'的量减小,使得接收器76接收较少的光。
189.图7a示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的透视图。液体泄漏检测器2对应于图2a所示的液体泄漏检测器。
190.图7b示出了对应于图2a所示的液体泄漏检测器2的透视分解图。
191.图8a示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的截面图。液体泄漏检测器2包括电容式传感器18。在一个实施方案中,传感器18设置有环形感测结构,该环形感测结构布置在环形主体部分内。因此,在该实施方案中,由于环形主体部分将环形感测结构与液体分开,因此布置在主体部分的圆柱形表面内的感测结构在使用期间不会直接暴露于液体。
192.在另一实施方案中,传感器18形成为环形感测结构,该环形感测结构用于与待检测的液体接触。
193.液体泄漏检测器2包括第一绝缘环19和第二绝缘环19',第一绝缘环和第二绝缘环成形为抵靠电容式传感器18的主体部分的轴向端面。因此,绝缘环19、19'被配置为将电容式传感器18的主体部分与液体泄漏检测器2的相邻结构电绝缘。此外,绝缘环19、19'电容式传感器18的主体部分密封在相邻结构上。
194.液体泄漏检测器2包括第一端部,该第一端部包括管道结构30,该管道结构设置有径向突出的环形突出结构46。液体泄漏检测器2包括第二端部,该第二端部包括管状外部结构32,该管状外部结构设置有在外部结构32的延伸部中延伸的圆柱形窄部。外部结构32被构造成接纳管道结构30的近端部分。形成为电缆的连接构件22从电容式传感器18的主体部分延伸。连接构件22被构造成电连接到电路。
195.图8b示出了图8a所示的液体泄漏检测器2的透视图。可以看出,外部结构32和管道结构30彼此相连,并且它们构成可连接在第一液体输送结构(未示出)和第二第一液体输送结构(未示出)之间的管构件54。
196.图9a示出了图8b所示的液体泄漏检测器2的截面图。
197.图9b示出了图2b所示的液体泄漏检测器2的透视图。
198.图10示出了根据本发明的液体泄漏检测器2的截面图。液体泄漏检测器2包括作为
管构件54的一部分的绝缘体14。管构件54具有基本是圆柱形的部分。绝缘体14夹在第一外壳结构44和另一外壳结构48之间。
199.液体泄漏检测器2包括紧邻第二电容式传感器18'布置的第一电容式传感器18。这些传感器18、18'被布置成彼此非常接近,并且被配置和布置成检测液体的存在。
200.在液体泄漏检测器2内,液体的泄漏流将流过第一传感器18和第二传感器18'。因此,当小流或液滴经过传感器18,18'时,液体泄漏检测器2能够检测非常小的流量。当电容c改变到介质覆盖传感器18、18'的区域时,液体泄漏检测器2被配置成产生一个信号,表示检测到泄漏。可以看出,传感器18、18'为环形,并且第二传感器18'电连接到地。在优选实施方案中,传感器18、18'中的一者电连接到地,而另一者电连接到电路(未示出)。
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