自清洁的光学传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及光学传感器，并且更具体地，本公开涉及光学传感器流体控制。
【背景技术】
[0002] 在各种状况下使用化学水溶液。例如，在不同的应用下，清洁水溶液用于对厨房、 浴室、学校、医院、工厂和其它类似的设施清洁、消毒和/或杀菌。清洁水溶液典型地包括溶 解在水中的一种或多种化学物质。化学物质给予水各种功能特性，例如，清洁特性、抗菌活 性，等等。使用之前对水溶液中的化学物质的浓度的测量可以有益于理解溶液的特性和确 定是否需要调节。例如，化学溶液监测会在许多工业应用中是特别有用的。在某些情况下， 基本实时的监测用于确定清洁溶液中的化学物的浓度并且继而在较短的清洁时间段期间 调节化学物浓度。在其它情况下，可以定期采取测量以在比较长的操作时间段期间维持溶 液中的标称化学物浓度。
[0003] 光学传感器是一种可以用于分析化学溶液的类型的装置。光学传感器可以通过光 学窗口将光指引到流体溶液中并且通过光学窗口从流体接收光。光学传感器可以通过同一 个光学窗口或不同的光学窗口指引光和接收光。不论哪种情况，光学传感器可以基于从流 体溶液接收的光确定流体溶液的特征。例如，光学传感器可以基于从流体接收的光的波长 和/或强度确定流体中的化学物质的浓度。
[0004] 在某些应用中，光学传感器可以用于确定含有污染材料的流体的特征。在这种状 况下，光学传感器的光学窗口会变得污染，限制了通过光学窗口指引的和/或接收的光量。 当光受到限制时，光学传感器会不如当光学窗口比较清洁时那样准确地确定流体溶液的特 征。例如，在指示流体溶液具有较低的化学物质浓度时，光学传感器会归因于从流体溶液接 收的光强度减小，而不会归因于由污染干扰所导致的光量减少。
【发明内容】
[0005] 通常，本公开涉及光学传感器和用于确定流体特征的基于光学的技术，所述流体 例如是化学水溶液。在某些示例中，光学传感器包括流动室和传感器头，所述传感器头构造 成插入所述流动室中。传感器头可以确定在流体流过流动室时的流体的特征。例如，传感 器头可以对流体光学分析以确定流体中的化学物质的浓度。
[0006] 当光学传感器用于分析含有污染材料的流体时，污染材料会沉积在光学传感器 内。如果污染材料积聚在光学传感器内，污染材料会通过光学传感器减少或完全阻隔光传 播到流体或者减少或完全阻隔从流体接收光。当发生这种情况时，光学传感器会不能在某 些应用所要求的准确度下对流体光学分析。
[0007] 在根据本公开的某些示例中，说明了一种光学传感器，所述光学传感器包括流动 室，所述流动室具有入口端口，所述入口端口用于接收流体以用于由传感器头光学分析。入 口端口可以限定流体喷嘴，所述流体喷嘴构造成对着传感器头的光学窗口指引进入流动室 的流体。在操作中，流体可以通过入口端口行进并且从流体喷嘴排出，从而冲击传感器的光 学窗口。进来的流体冲击在光学窗口上的力可以防止污染材料积聚在光学窗口上和/或帮 助从光学窗口去除所积聚的污染材料。
[0008] 在一个示例中，说明了一种光学传感器，所述光学传感器包括传感器头和流动室。 传感器头包括第一光学窗口、第二光学窗口、至少一个光源和至少一个检测器。至少一个光 源构造成通过第一光学窗口将光发射到流体流动中，并且至少一个检测器构造成通过第二 光学窗口从流体流动检测荧光发射物。另外，在该示例中，流动室包括：壳体，所述壳体限定 腔体，在所述腔体中插入传感器头；入口端口，所述入口端口构造成将流体流动从腔体的外 部连通到腔体的内部；和出口端口，所述出口端口构造成将流体流动从腔体的内部返回连 通到腔体的外部。根据该示例，入口端口限定：第一流体喷嘴，所述第一流体喷嘴构造成对 着第一光学窗口指引流体流动的一部分；和第二流体喷嘴，所述第二流体喷嘴构造成对着 第二光学窗口指引流体流动的一部分。
[0009] 在另一个示例中，说明了一种方法，所述方法包括：通过流动室的第一流体喷嘴指 引流体对着传感器头的第一光学窗口；和通过流动室的第二流体喷嘴指引流体对着传感器 头的第二光学窗口。在该示例中，传感器头包括：至少一个光源，所述至少一个光源构造成 通过第一光学窗口将光发射到流体流动中；和至少一个检测器，所述至少一个检测器构造 成通过第二光学窗口从流体流动检测荧光发射物。
[0010] 在又一个示例中，说明了一种光学传感器系统，所述光学传感器系统包括光学传 感器、液体源、气体源和控制器。光学传感器包括：具有光学窗口的传感器头；至少一个光 源，所述至少一个光源构造成通过光学窗口将光发射到流体流动中；和至少一个检测器，所 述至少一个检测器构造成通过光学窗口从流体流动检测荧光发射物。光学传感器还包括： 流动室，所述流动室具有壳体，所述壳体限定腔体，在所述腔体中插入传感器头；入口端口， 所述入口端口构造成将流体流动从腔体的外部连通到腔体的内部；和出口端口，所述出口 端口构造成将流体流动从腔体的内部返回连通到腔体的外部。入口端口限定流体喷嘴，所 述流体喷嘴构造成对着光学窗口指引流体流动。根据该示例，液体源构造成供给通过入口 端口连通的流体流动，并且气体源也构造成供给通过入口端口连通的流体流动。该示例还 详细说明，控制器构造成控制气体源以将气体源放置成与流动室流体连通，从而从流动室 抽空液体，并且控制器构造成控制液体源以将液体源放置成与流动室流体连通，从而通过 流体喷嘴对着光学窗口指引液体通过抽空液体的流动室的空间。
[0011] 在又一个示例中，说明了一种方法，所述方法包括：从光学传感器的流动室抽空液 体，其中，光学传感器包括传感器头，所述传感器头具有光学窗口，所述传感器头插入流动 室中，并且流动室包括入口端口，所述入口端口限定流体喷嘴，所述流体喷嘴构造成对着光 学窗口指引流体。该方法还包括：使液体流过流动室的入口端口，从而通过流体喷嘴对着光 学窗口指引液体通过抽空液体的流动室的空间。
[0012] 在附图中和以下说明中阐述了一个或多个示例的细节。其它特征、目的和优点将 从本说明书和附图及其权利要求书变得显而易见。
【附图说明】
[0013] 图1是示出包括根据本公开的示例的光学传感器在内的示例性光学传感器系统 的图解；
[0014] 图2是示出可以在图1的示例性系统中使用的、示例性光学传感器的框图；
[0015] 图3和图4是可以由图1和图2中的光学传感器使用的、光学传感器的示例性物 理构造的示意图；
[0016] 图5和图6是可以用于图3和图4的示例性光学传感器的、示例性传感器头的可 替代视图；
[0017] 图7是可以用于图3和图4的示例性光学传感器的、流动室的透视俯视图；
[0018] 图8是沿着图7上指示的剖面线A-A得到的、图7的示例性流动室的剖视俯视图， 其示出有插入室中的传感器头；
[0019] 图9是沿着图7上指示的剖面线B-B得到的、图7的示例性流动室的剖视侧视图， 其示出有插入室中的传感器头；
[0020] 图10是沿着图7上指示的剖面线A-A得到的、图7的示例性流动室的另一个剖视 俯视图，其示出有插入室中的传感器头。
【具体实施方式】
[0021] 以下详细的说明本质上是示例性的，并且意在不以任何方式限制本发明的范围、 可应用性和构造。然而，以下说明提供了用于实施本发明的示例的某些实际例证。为所选 的元件提供了构造、材料、尺寸和制造处理的示例，并且采用了本领域的技术人员对于本发 明已知的所有其它元件。本领域的技术人员将应认识到，所述的示例中的许多具有各种适 当的可替代物。
[0022] 在用于各种不同应用的各种不同工业中使用具有活性化学剂的流体。例如，在清 洁工业中，含有氯或其它活性化学剂的流体溶液经常用于对各种表面和设备清洁和杀菌。 在这些溶液中，活性化学剂的浓度或其它参数可以影响流体的清洁特性和杀菌特性。因此， 确保流体被合适地调配和制备以用于预期应用，可以帮助确保流体在随后的使用中提供适 当的清洁特性和杀菌特性。
[0023] 本公开说明了一种用于确定流体介质的特征的光学传感器。尤其，本公开说明了 涉及光学传感器的方法、系统和设备，所述光学传感器可以用于确定流体介质的特征，所述 流体介质的特征例如是流体介质中的化学物质的浓度、流体介质的温度，等等。依据本申 请，光学传感器可以实施为在线传感器，所述在线传感器从流体源连续地或定期地接收流 体流动并且分析流体以基本实时地确定特征。例如，光学传感器可以经由管道、管或其它导 管连接到流体流动。光学传感器可以继而从源经由导管接收流体的样本并且分析流体以确 定流体的特征。
[0024] 依据本申请，光学传感器可以接收含有污染材料（例如，固体颗粒）的流体以用于 光学分析。随着流体穿过光学传感器，污染材料会沉积在传感器上，产生积聚的污染材料的 积垢或膜。随着时间的过去，沉积在传感器上的污染材料的量会一直增加到传感器不能再 准确地对穿过传感器的流体光学分析为止。例如，当光学传感器包括光学窗口时，所述光学 窗口用于在分析下将光传播到流体中和/或从流体接收光，光学窗口会变得用限制光穿过 光学窗口的污染材料层覆盖。这会导致光学传感器对于意欲由传感器确定的流体特征提供 不准确的读取。
[0025] 根据本公开中所述的技术，提供一种光学传感器，所述光学传感器具有入口端口， 所述入口端口限定流体喷嘴。流体喷嘴可以布置成对着传感器的光学窗口指引进入光学传 感器的流体。例如，流体喷嘴可以对着光学窗口直接指引进入光学传感器的流体，以便使进 来的流体在接触传感器内的任何其它结构之前接