[发明专利]实心体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对浊度传感器进行调整、校准和/或功能检查的实心体。

背景技术

本发明意义上的浊度测量是通过特别在淡水、工业用水、废弃水以及瓦斯中使用的浊度传感器执行的。此外，本发明还涉及类似工艺变量的测量，例如固体含量，和污泥(sludge)，或泥(mud)，水平。适用于测定相应工艺变量的测量装置由Endress+Hauser集团公司生产和出售，其具有大量的变型，例如，带有标号“Turbimax CUS51D”和“Turbimax W CUS65”。

通常，传感器被布置于传感器主体中，通过光学手段确定工艺变量。在这种情况下，特定波长的电磁波被从至少一个发射单元发送，由待测介质散射并由接收单元接收。光学部件的电磁波的波长通常位于近红外，例如，在860nm处。然而特别地，在美国市场，也使用白光源。

发射器最常见的是窄带辐射器，例如，发光二极管(LED)。在这种情况下，LED被用于产生位于合适波长范围内的光。作为接收器应用的可以为相应的光电二极管，其从接收到的光线中产生接收器信号，例如，光电流或光电压。

为了使得浊度测量具有可比性，应用浊度标准液(进行检测)，例如，福尔马肼(formazine)。最普通的浊度单位是FAU(福尔马肼衰减单位)、FNU(福尔马肼散射单位)、FTU(福尔马肼浊度单位)、NTU(散射浊度单位)、TU/F(浊度单位/福尔马肼)、EBC(欧洲酿造协会)和ASBC(美国酿造化学家学会)。

通常，浊度传感器通过标准福尔马肼校准。

福尔马肼是一种肼硫酸盐和乌洛托品的混合物。为了得到可再现的结果，福尔马肼的生产必须做得非常小心。

福尔马肼仅具有很低的可存储性。特别是在低浊度值的情况下，可存储性总计只有几个小时。

而且，福尔马肼可能是致诱变的和致癌的。

福尔马肼的一种替代品是以实心体形状的参考材料。相比之下，从避免材料老化这个意义上讲，实心体标准可以储藏更长时间。另外，它们在操作上也存在较少的争议。

直到现在，实心体标准由散射入射光的材料(例如，浑浊合成物质)或以合成方式引入了负责光散射的结构的材料制成。一方面，后者具有可以实现明确的、不同浊度值的优点，另一方面，提供的结构可以被局部地限制在实心体的特定区域。目前，这专门通过玻璃体并在其中掺杂一些折射率不同于玻璃的小的杂质微粒来实现。这种方法类似于在液体中在悬浮微粒上散射光，从而适合作为副标准。然而，在玻璃中掺杂杂质的过程相对复杂和昂贵。

发明内容

因而，本发明的目的在于，提供一种有成本效益的解决方案用于仿效通过悬浮于液体和瓦斯中的微粒散射光。

该目标通过浊度传感器中的实心体来实现，其与在至少第一波长的电磁波，特别是光一起工作，其中，实心体至少对第一波长的光是透明的。在实心体内至少提供有第一区域，其中，至少第一波长的入射光被散射，其中，该散射光是浊度的量度。

在一个有利的实施例中，进入至少第一区域的至少一种能量输入在实心体中导致至少一个微裂缝，其中，该至少一个微裂缝具有小于1000μm，特别的小于500μm，特别的小于250μm的尺寸。本发明意义上的微裂缝可被认为是实心体中的结构变化，即，作为限定的区域，其与周围环境不同。

能量输入使得至少一个微裂缝被以精确的方式引入实心体中。

在一个优选实施例中，提供具有已限定的微裂缝密度的多种微裂缝，其中，微裂缝密度是浊度的量度，其中，本发明意义上的“微裂缝密度”取决于微裂缝的数量、微裂缝的形状、微裂缝的尺寸以及微裂缝彼此之间的间隔。通过改变这些参数中的一个，数量、形状、尺寸和/或微裂缝彼此之间的间隔，可以改变微裂缝的密度。

有利地，微裂缝是均匀分布的，特别是在入射光不是均匀分布的情况下。如果微裂缝是均匀分布的，那么万一光分布变化，所测量的浊度不变，虽然，如果光分布是不均匀的，那么所测量的浊度会发生改变。

微裂缝的密度被实施为使得浊度的量度参照浊度标准液，特别是浊度的量度可以用浊度单位中的至少一个表示，该浊度单位包括FAU、FNU、FTU、NTU、EBC、TEF、ASBC或TU/F，就可以实现一个特殊的优点。如果微裂缝的密度是与浊度标准液相关联的，该实心体可以用作副标准。

在一个实施例中，浊度标准液是福尔马肼。

优选地，能量输入是通过激光实现的。这样，微裂缝可以简单、精确和有成本效益地被引入实心体中。