[发明专利]具有共线光学几何结构的燃料浊点或冰点传感器

说明书

技术领域

本公开一般涉及燃料传感器。更具体而言，本公开涉及具有共线光学几何形状的燃料浊点或冰点传感器。

背景技术

柴油燃料、喷气燃料以及其他类型的燃料常常被制造或处理成具有指定的浊点或冰点。燃料的浊点表示随燃料的温度降低而在该燃料内形成最初凝固的蜡状颗粒的温度。燃料的冰点表示在凝固的蜡状颗粒已经形成后，随着燃料的温度增加而最后凝固的蜡状颗粒融化的温度。

传统的浊点和冰点测量常常使用在燃料的温度被调整时在燃料的光学散射特性上的改变。然而，传统的传感器时常要求对燃料样本两侧的访问。这在受限制的空间中可能是困难或不可能的。如果访问被限于一侧，则可以使用反射路径。不幸的是，燃料的折射率是温度相关的，这可能导致不对准。

发明内容

本公开提供了具有共线光学几何形状的燃料浊点或冰点传感器。

在第一实施例中，一种装置包括有壁结构，其被配置成容纳所述有壁结构的内部空间内的燃料样本。所述装置还包括至少一个冷却表面，其被定位在所述有壁结构的至少一部分上，并且被配置成冷却所述燃料样本。所述装置进一步包括光学端口，其被配置成耦合到一个或多个光纤并提供第一辐射给所述燃料样本。此外，所述装置包括反射镜，其被配置成反射所述第一辐射以便提供第二辐射给所述光学端口。所述光学端口限定共线光学几何形状，以用于提供所述第一辐射给所述燃料样本并通过所述燃料样本接收所述第二辐射。

在第二实施例中，一种系统包括具有有壁结构的感测单元，所述有壁结构被配置成容纳所述有壁结构的内部空间内的燃料样本。所述感测单元还具有至少一个冷却表面，其被定位在所述有壁结构的至少一部分上，并且被配置成冷却所述燃料样本。所述感测单元进一步具有光学端口，其被配置成耦合到一个或多个光纤并提供第一辐射给所述燃料样本。此外，所述感测单元具有反射镜，其被配置成反射所述第一辐射以便提供第二辐射给所述光学端口。所述光学端口限定共线光学几何形状，以用于提供所述第一辐射给所述燃料样本并通过所述燃料样本接收所述第二辐射。所述系统还包括冷却器，其被配置成通过冷却所述至少一个冷却表面来冷却所述感测单元中的所述燃料样本。

在第三实施例中，一种方法包括接收感测单元中的燃料样本。所述方法还包括提供第一辐射给所述感测单元中的燃料样本，并且从所述感测单元的反射镜反射已经与所述燃料样本相互作用的所述第一辐射。所述方法进一步包括接收已经再次与所述燃料样本相互作用的反射的第一辐射作为第二辐射。使用共线光学几何形状来提供所述第一辐射并且接收所述第二辐射。此外，所述方法包括使用所述第二辐射的测量来确定所述燃料样本的浊点和冰点中的至少一个。

根据以下附图、说明书以及权利要求，对于本领域的技术人员而言其它技术特征可以是容易地显而易见的。

附图说明

为了对本公开的更彻底的理解，现与附图相结合地对以下描述进行参考，其中：

图1说明了根据本公开的示例燃料浊点或冰点感测系统；

图2说明了根据本公开的图1的示例燃料浊点或冰点感测系统的侧视图；

图3说明了根据本公开的图1的燃料浊点或冰点感测系统中的示例替代共线光学几何形状；

图4和5说明了使用根据本公开的图1的燃料浊点或冰点感测系统的示例测量；以及

图6和7说明了用于根据本公开的浊点或冰点测量的示例方法。

具体实施方式

下文中所讨论的图1至7和所用来描述本专利文件中的本发明的原理的各种实施例是仅通过说明的方式而不应该被以任何方式解释成限制本发明的范围。本领域的技术人员将理解的是，本发明的原理可以以任何类型的适当地布置的设备或系统来加以实现。

图1说明了根据本公开的示例燃料浊点或冰点感测系统100。如图1中所示出的，感测系统100包括感测单元102、辐射源104以及接收器/分析器106。

通常，感测单元102接收燃料的样本，诸如基于石油的燃料（例如柴油或喷气燃料）或基于生物量的燃料（诸如生物柴油或生物喷气燃料）。感测单元102冷却并可选地加热燃料样本，以便测量燃料的浊点或冰点。如上所述，燃料的浊点表示随燃料的温度降低而在该燃料内形成最初凝固的蜡状颗粒的温度。燃料的冰点表示在凝固的蜡状颗粒已经形成后，随燃料的温度增加而最后凝固的蜡状颗粒融化的温度。辐射源104提供光学辐射（诸如可见光）到感测单元102。接收器/分析器106接收并测量已经与燃料样本相互作用的辐射，并处理该测量以识别燃料样本的浊点或冰点。