Самоочищающийся оптический датчик

Самоочищающийся оптический датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Данное раскрытие сущности относится к оптическим датчикам, а более конкретно к регулированию текучей среды в оптических датчиках.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Водные химические растворы используются во множестве случаев. Например, в различных вариантах применения, водные растворы для очистки используются для того, чтобы очищать, санировать и/или дезинфицировать кухни, ванные комнаты, школы, больницы, промышленные предприятия и другие аналогичные объекты. Водные растворы для очистки типично включают в себя одну или более химических частиц, растворенных в воде. Химические частицы передают различные функциональные свойства воде, к примеру, очищающие свойства, антибактериальную активность и т.п. Измерение концентрации химических частиц в водном растворе перед использованием может быть полезным для того, чтобы понимать свойства раствора и определять то, требуется или нет регулирование. Например, мониторинг химических растворов может быть, в частности, полезным во многих промышленных вариантах применения. В некоторых случаях, мониторинг практически в реальном времени используется для того, чтобы определять концентрацию химического продукта в растворе для очистки и затем регулировать концентрацию химического реагента во время короткого периода очистки. В других случаях, измерения могут быть проведены на периодической основе, чтобы поддерживать номинальную концентрацию химического реагента в растворе в течение время сравнительно длительного периода работы.

[0003] Оптический датчик представляет собой один тип устройства, которое может быть использовано для того, чтобы анализировать химический раствор. Оптический датчик может направлять свет через оптическое окно в раствор текучей среды и принимать свет из текучей среды через оптическое окно. Оптический датчик может направлять и принимать свет через идентичное оптическое окно или различные оптические окна. В любом случае, оптический датчик может определять характеристику раствора текучей среды на основе света, принимаемого из раствора текучей среды. Например, оптический датчик может определять концентрацию химических частиц в текучей среде на основе длины волны и/или абсолютной величины света, принимаемого из текучей среды.

[0004] В некоторых вариантах применения, оптический датчик может быть использован для того, чтобы определять характеристику текучей среды, которая содержит загрязняющий материал. В таком случае, оптическое окно оптического датчика может становиться загрязненным, ограничивая количество света, направляемого и/или принимаемого через оптическое окно. Когда свет ограничивается, оптический датчик может не определять характеристику раствора текучей среды с такой точностью, как тогда, когда оптическое окно является сравнительно более чистым. Например, оптический датчик может считать уменьшенную абсолютную величину принимаемого света из раствора текучей среды признаком раствора текучей среды, имеющего более низкую концентрацию химических частиц, а не приписывать уменьшенное количество света загрязняющим помехам.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В общем, это раскрытие сущности направлено на оптические датчики и оптические технологии для определения характеристики текучей среды, такой как, например, водный химический раствор. В некоторых примерах, оптический датчик включает в себя проточную камеру и головку датчика, которая сконфигурирована с возможностью вставки в проточную камеру. Головка датчика может определять характеристику текучей среды по мере того, как текучая среда протекает через проточную камеру. Например, головка датчика может оптически анализировать текучую среду для того, чтобы определять концентрацию химических частиц в текучей среде.

[0006] Когда оптический датчик используется для того, чтобы анализировать текучую среду, которая содержит загрязняющий материал, загрязняющий материал может осаждаться в оптическом датчике. Если загрязняющий материал накапливается в оптическом датчике, загрязняющий материал может уменьшать или полностью блокировать пропускание или прием света в/из текучей среды посредством оптического датчика. Когда это происходит, оптический датчик может не иметь возможности оптически анализировать текучую среду с точностью, требуемой посредством некоторых вариантов применения.

[0007] В некоторых примерах в соответствии с этим раскрытием сущности, описывается оптический датчик, который включает в себя проточную камеру, имеющую впускной порт для приема текучей среды для оптического анализа посредством головки датчика. Впускной порт может задавать сопло для текучей среды, которое сконфигурировано с возможностью направлять текучую среду, входящую в проточную камеру, к оптическому окну головки датчика. При работе, текучая среда может проходить через впускной порт и выпускаться из сопла для текучей среды, с тем чтобы воздействовать под давлением на оптическое окно датчика. Сила входящей текучей среды, воздействующей под давлением на оптическое окно, может предотвращать накопление загрязняющего материала на оптическом окне и/или помогать удалять накопленный загрязняющий материал с оптического окна.

[0008] В одном примере, описывается оптический датчик, который включает в себя головку датчика и проточную камеру. Головка датчика включает в себя первое оптическое окно, второе оптическое окно, по меньшей мере, один источник света и, по меньшей мере, один детектор. По меньшей мере, один источник света сконфигурирован с возможностью излучать свет через первое оптическое окно в поток текучей среды, и, по меньшей мере, один детектор сконфигурирован с возможностью обнаруживать флуоресцентные излучения через второе оптическое окно из потока текучей среды. Помимо этого, в этом примере, проточная камера включает в себя корпус, задающий полость, в которую вставляется головка датчика, впускной порт, сконфигурированный с возможностью передавать поток текучей среды за пределами полости внутрь полости, и выпускной порт, сконфигурированный с возможностью передавать поток текучей среды изнутри полости обратно за пределы полости. Согласно примеру, впускной порт задает первое сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять часть потока текучей среды к первому оптическому окну, и второе сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять часть потока текучей среды ко второму оптическому окну.

[0009] В другом примере, описывается способ, который включает в себя направление текучей среды через первое сопло для текучей среды проточной камеры к первому оптическому окну головки датчика и направление текучей среды через второе сопло для текучей среды проточной камеры ко второму оптическому окну головки датчика. В примере, головка датчика включает в себя, по меньшей мере, один источник света, сконфигурированный с возможностью излучать свет через первое оптическое окно в поток текучей среды, и, по меньшей мере, один детектор, сконфигурированный с возможностью обнаруживать флуоресцентные излучения через второе оптическое окно из потока текучей среды.

[0010] В другом примере, описывается система с оптическим датчиком, которая включает в себя оптический датчик, источник жидкости, источник газа и контроллер. Оптический датчик включает в себя головку датчика с оптическим окном, по меньшей мере, один источник света, сконфигурированный с возможностью излучать свет через оптическое окно в поток текучей среды, и, по меньшей мере, один детектор, сконфигурированный с возможностью обнаруживать флуоресцентные излучения через оптическое окно из потока текучей среды. Оптический датчик также включает в себя проточную камеру с корпусом, задающим полость, в которую вставляется головка датчика, впускной порт сконфигурирован с возможностью передавать поток текучей среды за пределами полости внутрь полости, и выпускной порт, сконфигурированный с возможностью передавать поток текучей среды изнутри полости обратно за пределы полости. Впускной порт задает сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять поток текучей среды к оптическому окну. Согласно примеру, источник жидкости сконфигурирован с возможностью подавать поток текучей среды, передаваемый через впускной порт, и источник газа также сконфигурирован с возможностью подавать поток текучей среды, передаваемый через впускной порт. Пример дополнительно указывает то, что контроллер сконфигурирован с возможностью управлять источником газа таким образом, чтобы переводить источник газа в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой, с тем чтобы откачивать жидкость из проточной камеры, и управлять источником жидкости таким образом, чтобы переводить источник жидкости в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой, с тем чтобы направлять жидкость через сопло для текучей среды, через пространство проточной камеры с откачанной жидкостью и к оптическому окну.

[0011] В другом примере, описывается способ, который включает в себя откачивание жидкости из проточной камеры оптического датчика, причем оптический датчик включает в себя головку датчика, имеющую оптическое окно, которое вставляется в проточную камеру, и проточная камера включает в себя впускной порт, задающий сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять текучую среду к оптическому окну. Способ также включает в себя обеспечение протекания жидкости через впускной порт проточной камеры, с тем чтобы направлять жидкость через сопло для текучей среды, через пространство проточной камеры с откачанной жидкостью и к оптическому окну.

[0012] Подробности одного или более примеров изложены на прилагаемых чертежах и в нижеприведенном описании. Другие признаки, цели и преимущества должны становиться очевидными из описания и чертежей и из формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей примерную систему с оптическим датчиком, которая включает в себя оптический датчик согласно примерам раскрытия сущности.

[0014] Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей примерный оптический датчик, который может быть использован в примерной системе по фиг. 1.

[0015] Фиг. 3 и 4 являются схематичными чертежами примерной физической конфигурации оптического датчика, который может быть использован посредством оптических датчиков на фиг. 1 и 2.

[0016] Фиг. 5 и 6 являются альтернативными видами примерной головки датчика, которая может быть использована для примерного оптического датчика по фиг. 3 и 4.

[0017] Фиг. 7 является видом сверху в перспективе проточной камеры, которая может быть использована для примерного оптического датчика по фиг. 3 и 4.

[0018] Фиг. 8 является видом сверху в поперечном сечении примерной проточной камеры по фиг. 7, показанным с головкой датчика, вставленной в камеру, вдоль линии поперечного сечения A-A, указываемой на фиг. 7.

[0019] Фиг. 9 является видом сбоку в поперечном сечении примерной проточной камеры по фиг. 7, показанным с головкой датчика, вставленной в камеру, вдоль линии поперечного сечения B-B, указываемой на фиг. 7.

[0020] Фиг. 10 является другим видом сверху в поперечном сечении примерной проточной камеры по фиг. 7, показанным с головкой датчика, вставленной в камеру, вдоль линии поперечного сечения A-A, указываемой на фиг. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] Нижеприведенное подробное описание является примерным по своему характеру и не имеет намерение каким-либо образом ограничивать объем, применимость или конфигурацию изобретения. Наоборот, нижеприведенное описание предоставляет некоторые практические иллюстрации для реализации примеров настоящего изобретения. Примеры конструкций, материалов, размеров и процессов изготовления предоставляются для выбранных элементов, и все остальные элементы используют конструкции, материалы, размеры и процессы изготовления, которые известны для специалистов в данной области техники. Специалисты в данной области техники должны признавать, что многие указанные примеры имеют множество подходящих альтернатив.

[0022] Текучие среды с активными химическими агентами используются во множестве различных отраслей для множества различных вариантов применения. Например, в индустрии чистоты, растворы текучей среды, которые включают в себя хлор или другие активные химические агенты, зачастую используются для того, чтобы очищать и дезинфицировать различные поверхности и оборудование. В этих растворах, концентрация активного химического агента или другие параметры могут влиять на очищающие и дезинфицирующие свойства текучей среды. Соответственно, обеспечение того, что текучая среда имеет надлежащую химическую формулу и подготавливается для намеченного варианта применения, может помогать обеспечивать то, что текучая среда предоставляет подходящие очищающие и дезинфицирующие свойства при последующем использовании.

[0023] Это раскрытие сущности описывает оптический датчик для определения характеристики текучей среды. В частности, это раскрытие сущности описывает способы, системы и устройства, связанные с оптическим датчиком, который может быть использован для того, чтобы определять характеристику текучей среды, такую как, например, концентрация химических частиц в текучей среде, температура текучей среды и т.п. В зависимости от варианта применения, оптический датчик может быть реализован как датчик реального времени, который принимает поток текучей среды из источника текучей среды на непрерывной или периодической основе и анализирует текучую среду для того, чтобы определять характеристику практически в реальном времени. Например, оптический датчик может соединяться с потоком текучей среды через трубу, трубку или другой трубопровод. Оптический датчик затем может принимать пробу текучей среды из источника через трубопровод и анализировать текучую среду для того, чтобы определять характеристики текучей среды.

[0024] В зависимости от варианта применения, оптический датчик может принимать текучую среду, которая содержит загрязняющие материалы (например, твердые частицы), для оптического анализа. По мере того, как текучая среда проходит через оптический датчик, загрязняющие материалы могут осаждаться на датчике, образуя накипь или пленку из накопленного загрязняющего материала. Со временем количество загрязняющего материала, осаждаемого на датчике, может увеличиваться до тех пор, пока датчик более не сможет точно оптически анализировать текучую среду, проходящую через датчик. Например, когда оптический датчик включает в себя оптическое окно для пропускания света и/или приема света в/из проанализированной текучей среды, оптическое окно может покрываться слоем загрязняющего материала, который ограничивает прохождение света через оптическое окно. Это может приводить к тому, что оптический датчик предоставляет неточное считывание для характеристики текучей среды, предназначенной для определения посредством датчика.

[0025] В соответствии с технологиями, описанными в этом раскрытии сущности, предоставляется оптический датчик с впускным портом, который задает сопло для текучей среды. Сопло для текучей среды может быть сконфигурировано с возможностью направлять текучую среду, входящую в оптический датчик, к оптическому окну датчика. Например, сопло для текучей среды может направлять текучую среду, входящую в оптический датчик, непосредственно к оптическому окну, так что входящая текучая среда контактирует с оптическим окном датчика до контактирования с любой другой конструкцией в датчике. Сила входящей текучей среды, контактирующей с оптическим окном, может помогать не допускать накопление загрязняющего материала на оптическом окне и/или смывать накопленный загрязняющий материал. Вместо необходимости регулярно выводить оптический датчик из работы для очистки, текучая среда, направляемая к оптическому окну, может выполнять функцию самоочистки. Как результат, оптический датчик может оставаться в работе без необходимости очистки, и/или оптический датчик может демонстрировать продленный срок эксплуатации между очистками.

[0026] В некоторых примерах согласно этому раскрытию сущности, оптический датчик включает в себя, по меньшей мере, первое оптическое окно, через которое источник света датчика излучает свет в текучую среду, и второе оптическое окно, через которое детектор датчика принимает свет из текучей среды. Датчик может излучать свет в текучую среду для того, чтобы формировать флуоресцентные излучения, и детектор может обнаруживать флуоресцентные излучения для определения характеристики текучей среды. В этом примере оптический датчик может включать в себя первое сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять часть поступающего потока текучей среды к первому оптическому окну, и второе сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять другую часть поступающего потока текучей среды ко второму оптическому окну. Посредством предоставления отдельного сопла, ассоциированного с каждым оптическим окном, на каждое оптическое окно могут воздействовать потоки текучей среды под более высоким давлением, чем тогда, когда оптический датчик использует одно сопло для нескольких оптических окон. Это может улучшать действие очистки потока входящей текучей среды.

[0027] В некоторых случаях, когда оптический датчик согласно раскрытию сущности используется в качестве части системы, оптический датчик может соединяться с возможностью обмена текучей средой как с источником жидкости, который подает поток входящей текучей среды в датчик, так и с источником газа, который может подавать поток входящей текучей среды. В ходе работы источник жидкости может подавать текучую среду в оптический датчик для анализа. Периодически, тем не менее, источник жидкости может быть закрыт, а источник газа - открыт, так что из оптического датчика откачивается жидкость, и он заполняется газом. После этого, источник жидкости может быть повторно открыт, чтобы повторно заполнять оптический датчик жидкостью для анализа. Когда это происходит, жидкость, первоначально входящая в оптический датчик, может проходить через заполненное газом пространство в оптическом датчике быстрее, чем тогда, когда оптический датчик заполнен жидкостью. Следовательно, начальная входящая жидкость может воздействовать под давлением на оптическое окно датчика с большей силой, чем жидкость, впоследствии входящая в датчик, когда датчик уже заполнен жидкостью. Это может предоставлять действие очистки при сравнительно высоком давлении, что помогает удалять накопленный загрязняющий материал из оптического окна.

[0028] Фиг. 1 является концептуальной схемой, иллюстрирующей примерную систему 100 с оптическим датчиком, которая может быть использована для того, чтобы анализировать химический раствор, имеющий флуоресцентные свойства. Система 100 включает в себя оптический датчик 102, контроллер 104, источник 106 питания и пользовательский интерфейс 108. Оптический датчик 102 включает в себя проточную камеру 110, которая задает полость для приема и размещения потока текучей среды, и головку 112 датчика, которая вставляется в проточную камеру. Головка 112 датчика сконфигурирована с возможностью определять одну или более характеристик текучей среды по мере того, как текучая среда проходит через проточную камеру 110, таких как, например, концентрация химического соединения в текучей среде, температура текучей среды и т.п. Оптический датчик 102 может обмениваться данными с контроллером 104 при работе, и контроллер 104 может управлять системой 100 с оптическим датчиком.

[0029] Контроллер 104 функционально соединен с оптическим датчиком 102 и включает в себя процессор 114 и запоминающее устройство 116. Сигналы, сформированные посредством оптического датчика 102, передаются в контроллер 104 через проводное или беспроводное соединение, которое в примере по фиг. 1 проиллюстрировано в качестве проводного соединения. Запоминающее устройство 116 сохраняет программное обеспечение для работы контроллера 104, а также может сохранять данные, сформированные или принятые посредством процессора 114, например, из оптического датчика 102. Процессор 114 выполняет программное обеспечение, сохраненное в запоминающем устройстве 116, чтобы управлять работой оптического датчика 102.

[0030] Проточная камера 110 оптического датчика 102 включает в себя впускной порт для передачи текучей среды за пределами проточной камеры внутрь проточной камеры, а также выпускной порт для выпуска текучей среды обратно за пределы проточной камеры. Головка 112 датчика вставляется (например, съемно или постоянно) в проточную камеру 110 и включает в себя, по меньшей мере, одно оптическое окно для направления света в текучую среду, проходящую через проточную камеру 110, и/или приема оптической энергии из потока текучей среды. При работе, текучая среда входит в проточную камеру 110 и направляется мимо оптического окна головки 112 датчика. Внутри проточной камеры, головка 112 датчика может оптически анализировать текучую среду по мере того, как перемещается текучая среда мимо оптического окна. Например, когда оптический датчик 102 реализован как флуорометр, оптический датчик может направлять свет в текучую среду для того, чтобы формировать флуоресцентные излучения, и затем обнаруживать флуоресцентные излучения, чтобы оптически анализировать текучую среду.

[0031] Как подробнее описано ниже (фиг. 7-10), проточная камера 110 может включать в себя впускное отверстие, которое задает сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять текучую среду, входящую в проточную камеру, непосредственно к оптическому окну головки сенсора. Например, проточная камера 110 может включать в себя сопло для текучей среды, которое находится в плоскости, идентичной плоскости оптического окна головки датчика, и ориентировано таким образом, что текучая среда, входящая в проточную камеру, непосредственно контактирует с оптическим окном после выпуска из сопла для текучей среды. Вместо контакта с поверхностью стенки или другой внутренней поверхностью проточной камеры 110 после выпуска из сопла для текучей среды, сопло для текучей среды может выпускать текучую среду так, что текучая среда контактирует с оптическим окном головки 112 датчика до контактирования с другими поверхностями в проточной камере. В некоторых примерах, проточное сопло ориентируется таким образом, что центр потока текучей среды, испускаемого посредством сопла для текучей среды, направлен в приблизительно по центру оптического окна. Направление текучей среды, входящей в проточную камеру 110, к оптическому окну головки 112 датчика может способствовать уменьшению или исключению образования загрязнений на оптическом окне.

[0032] Оптический датчик 102 соединяется, по меньшей мере, с одним источником текучей среды, который в примере по фиг. 1 проиллюстрирован как два источника текучей среды (первый источник 118 текучей среды и второй источник 120 текучей среды). Первый источник 118 текучей среды поддерживает обмен текучей средой с проточной камерой 110 через первый трубопровод 122 для текучей среды, который проходит через первый клапан 124. Второй источник 120 текучей среды поддерживает обмен текучей средой с проточной камерой 110 через второй трубопровод 126 для текучей среды, который проходит через второй клапан 128. Первый трубопровод 122 для текучей среды и второй трубопровод 126 для текучей среды соединяются с возможностью обмена текучей средой с общим впускным портом (например, одним впускным портом) проточной камеры 110 в примере системы 100 с оптическим датчиком. В других примерах, таких как примеры, в которых проточная камера 110 включает в себя несколько впускных портов, первый трубопровод 122 для текучей среды и второй трубопровод 126 для текучей среды могут соединяться с возможностью обмена текучей средой с проточной камерой через различные впускные порты.

[0033] Хотя не проиллюстрировано на фиг. 1, контроллер 104 может функционально соединяться с первым клапаном 124 и вторым клапаном 128. В некоторых примерах, контроллер 104 избирательно открывает и закрывает первый клапан 124 и второй клапан 128, с тем чтобы переводить текучую среду из первого источника 118 текучей среды и/или второго источника 120 текучей среды в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой 110. Например, запоминающее устройство 116 может сохранять инструкции, которые при выполнении посредством процессора 114 инструктируют контроллеру 104 избирательно открывать и/или закрывать первый клапан 124 и/или второй клапан 128, с тем чтобы избирательно переводить текучую среду из первого источника 118 текучей среды и/или второго источника 120 текучей среды в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой 110. Когда первый источник 118 текучей среды поддерживает обмен текучей средой с проточной камерой 110, текучая среда из первого источника текучей среды может протекать через проточную камеру. В отличие от этого, когда второй источник 120 текучей среды поддерживает обмен текучей средой с проточной камерой 110, текучая среда из второго источника текучей среды может протекать через проточную камеру.

[0034] В дополнение или вместо управления первым клапаном 124 и вторым клапаном 128, контроллер 104 может функционально соединяться с одним или более подающих устройств, которые управляют доставкой текучей среды из первого источника 118 текучей среды и второго источника 120 текучей среды. Примерные подающие устройства включают в себя насосы и другие дозаторы. Контроллер 104 может запускать и/или останавливать подающие устройства, чтобы переводить текучую среду из первого источника 118 текучей среды и/или второго источника 120 текучей среды в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой 110. Контроллер 104 также может увеличивать и/или уменьшать скорость подающих устройств, чтобы регулировать скорость, на которой текучая среда из первого источника 118 текучей среды и/или второго источника 120 текучей среды входит в проточную камеру 110.

[0035] Первый источник 118 текучей среды и второй источник 120 текучей среды могут предоставлять газообразные текучие среды, жидкие текучие среды, либо один источник текучей среды может предоставлять газообразную текучую среду, в то время как другой источник текучей среды предоставляет жидкую текучую среду. В одном примере, первый источник 118 текучей среды представляет собой источник газообразной текучей среды, и второй источник 120 текучей среды представляет собой источник жидкой текучей среды. Второй источник 120 текучей среды может подавать в проточную камеру 110 жидкость, которая предназначена для оптического анализа посредством головки 112 датчика. Например, второй источник 120 текучей среды может подавать в проточную камеру 110 жидкость, которая включает в себя химическое соединение, которое передает функциональные свойства жидкости (например, очищающие свойства, антибактериальные свойства). Оптический датчик 102 может принимать жидкость и оптически анализировать жидкость, чтобы определять концентрацию химического соединения, например, отслеживать и/или регулировать состав источника жидкости. Первый источник 118 текучей среды может подавать в проточную камеру 110 газ, который, в некоторых примерах, используется для очистки проточной камеры и/или очистки проточной камеры жидкости.

[0036] В ходе работы оптического датчика 102, второй источник 120 текучей среды может подавать в проточную камеру 110 для оптического анализа жидкость, которая содержит загрязняющие материалы (например, твердые частицы). По мере того, как жидкость проходит через проточную камеру, загрязняющие материалы могут накапливаться в проточной камере и отлагаться на головке 112 датчика. Со временем, загрязняющие материалы могут образовываться на головке 112 датчика до уровня, при котором оптический датчик 102 более не может точно определять характеристику жидкости, проходящей через проточную камеру.

[0037] Чтобы помогать уменьшать или исключать накопление загрязнений в оптическом датчике 102, первый источник 118 текучей среды может периодически подавать в проточную камеру 110 газ, чтобы очищать проточную камеру от жидкости. Например, контроллер 104 может управлять первым клапаном 124 и вторым клапаном 128 в ходе работы системы 100 с оптическим датчиком таким образом, чтобы прекращать поток жидкости к проточной камере и инициировать поток газа к проточной камере 110. Газ может вытеснять жидкость в проточной камере 110 так, что из проточной камеры откачивается жидкость. После этого, контроллер 104 может возобновлять обмен текучей средой между источником жидкой текучей среды и проточной камерой. Жидкость, входящая в заполненную газом проточную камеру 110, может проходить на более высокой скорости в камере, чем тогда, когда камера заполнена текучей средой. Эта высокоскоростная текучая среда, входящая в проточную камеру 110, может помогать удалять накопленный загрязняющий материал из проточной камеры 110, такой как, например, загрязнения на оптическом окне головки 112 датчика.

[0038] Например, в ходе работы оптического датчика, который включает в себя проточную камеру 110, имеющую сопло для текучей среды, сконфигурированное с возможностью направлять текучую среду к оптическому окну (например, фиг. 7-10), жидкость может выпускаться из сопла для текучей среды к оптическому окну головки 112 датчика. Это может возникать, когда проточная камера 110 поддерживает обмен текучей средой с источником жидкой текучей среды, таким как второй источник 120 текучей среды. Периодически, контроллер 104 может закрывать второй клапан 128, чтобы блокировать обмен текучей средой между вторым источником 120 жидкой текучей среды и проточной камерой 110, а также открывать первый клапан 124, чтобы переводить первый источник 118 газообразной текучей среды в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой. Газ из первого источника 118 текучей среды может вытеснять жидкую текучую среду в проточной камере 110, так что проточная камера заполняется газообразной текучей средой, а не жидкой текучей средой. Контроллер 104 затем может закрывать первый клапан 124 текучей среды, чтобы блокировать обмен текучей средой между первым источником 118 газообразной текучей среды и проточной камерой 110, а также открывать второй клапан 128, чтобы переводить второй источник 120 жидкой текучей среды в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой. Когда жидкость первоначально входит в проточную камеру 110, чтобы повторно заполнять проточную камеру, жидкость может выпускаться из сопла для текучей среды проточной камеры 110 и проходить через заполненное газом пространство перед воздействием под давлением на оптическое окно головки 112 датчика. Эта жидкость, проходящая через заполненное газом пространство, может проходить быстрее, чем тогда, когда жидкость проходит через идентичное пространство, и пространство заполнено жидкостью. Например, жидкость, проходящая через заполненное газом пространство, может проходить, по меньшей мере, в два раза быстрее (например, по меньшей мере, в три раза быстрее, приблизительно в 3-5 раз быстрее), чем тогда, когда жидкость проходит через идентичное пространство, и пространство заполнено жидкостью. Как результат, жидкость может требовать большей силы для удаления накопленного загрязняющего материала с оптического окна головки 112 датчика, чем тогда, когда из проточной камеры 110 не откачивается жидкость.

[0039] Независимо от конкретной конфигурации проточной камеры 110, контроллер 104 системы 100 с оптическим датчиком может управлять первым источником 118 текучей среды и вторым источником 120 текучей среды таким образом, чтобы попеременно переводить один из источников текучей среды в состояние поддержки обмена с проточной камерой 110 с любой подходящей частотой. Контроллер 104 затем может закрывать первый клапан 124 текучей среды, чтобы блокировать обмен текучей средой между первым источником 118 газообразной текучей среды и проточной камерой 110, а также открывать второй клапан 128, чтобы переводить второй источник 120 жидкой текучей среды в состояние поддержки обмена текучей средой с проточной камерой. Контроллер 104 может удерживать первый клапан 124 закрытым, а второй клапан 128 - открытым, позволяя жидкой текучей среде протекать в и через проточную камеру 110 в течение периода, превышающего приблизительно 30 секунд, к примеру, превышающего 1 минуту, превышающего 5 минут, превышающего 1 час, или периода в пределах приблизительно от 1 до 5 минут. Контроллер 104 затем может закрывать второй клапан 128, чтобы блокировать обмен текучей средой между вторым источником 120 жидкой текучей среды и проточной камерой 110, и открывать первый клапан 124, чтобы открывать обмен текучей средой между первым источником 118 газообразной текучей среды и проточной камерой. Контроллер 104 затем может удерживать первый клапан 124 открытым, а второй клапан 128 - закрытым в течение периода, превышающего 10 секунд, к примеру, превышающего 1 минуту, превышающего 10 минут, или периода в пределах приблизительно от 1 до 30 минут. Вышеприведенные значения являются просто примерами, и другие диапазоны времени являются возможными и допустимыми.

[0040] В некоторых примерах, контроллер 104 управляет подачей газообразной текучей среды и жидкой текучей среды в проточную камеру 110 таким образом, что отношение количества времени, в течение которого проточная камера заполнена газом, деленного на количество времени, в течение которого проточная камера заполнена жидкостью, превышает 1. Например, контроллер 104 может управлять подачей газообразной текучей среды и жидкой текучей среды в проточную камеру 110 таким образом, что отношение количества времени, в течение которого проточная камера заполнена газом, деленного на количество времени, в течение которого проточная камера заполнена жидкостью, больше 2, больше 5, больше 10 или составляет между 2 и 10. В таких примерах, проточная камера 110 может быть заполнена газом в течение более длительного периода времени, чем проточная камера заполнена жидкостью. В случаях, в которых жидкость, принимаемая посредством проточной камеры 110, содержит загрязняющий материал, уменьшение количество времени, в течение которого жидкость проходит через проточную камеру, может уменьшать количество загрязняющего материала, осаждаемого в камере. Вместо предоставления возможности проточной камеры 110 оставаться заполненной жидкой текучей средой, которая может содержать загрязняющий материал, вместо этого из проточной камеры может откачиваться жидкость, и она может заполняться газом. Проточная камера 110 может периодически заполняться жидкостью для анализа, а затем повторно заполняться газом, что может продлевать срок, в течение которого оптический датчик 102 может оставаться в работе до возникновения необходимости вывода для очистки.

[0041] После прохождения через проточную камеру 110 текучая среда может возвращаться в источник текучей среды или сливаться. В примере по фиг. 1, проточная камера 110 поддерживает обмен текучей средой с выпускным трубопроводом 130 через выпускной клапан 132 и спускным трубопроводом 134 через спускной клапан 136. При работе, контроллер 104 может функционально соединяться с выпускным клапаном 132 и спускным клапаном 136 для избирательного открытия и закрытия клапанов. Например, контроллер 104 может управлять выпускным клапаном 132 таким образом, чтобы открывать клапан 136, и спускным клапаном 136 таким образом, чтобы закрывать клапан, когда первый клапан 124 закрывается, а второй клапан 128 открывается. Это может давать возможность текучей среде вытекать из второго источника 120 текучей среды через проточную камеру 110 и возвращаться в источник текучей среды через выпускной трубопровод 130. Наоборот, контроллер 104 может управлять выпускным клапаном 132 таким образом, чтобы закрывать клапан 136, и спускным клапаном 136 таким образом, чтобы открывать клапан, когда первый клапан 124 открывается, а второй клапан 128 закрывается. Это может давать возможность текучей среде вытекать из проточной камеры 110 (например, для откачивания жидкости из камеры) и/или предоставлять отдельную магистраль для текучей среды для