[发明专利]在线紧凑型测量设备

说明书

本发明涉及一种在线紧凑型测量设备(1)，例如用于光学测量，该在线紧凑型测量设备(1)包括：外壳(2)，该外壳具有过程连接部(6)，该过程连接部旨在连接到与所述过程连接部(6)互补的过程容器连接部；至少一个传感器组件，所述至少一个传感器组件布置在所述外壳中；以及测量电路(8)，该测量电路连接到所述传感器组件并且布置在所述外壳(2)中；其中，所述在线紧凑型测量设备(1)具有与所述外壳(2)的至少一个外壳壁导热接触的至少一个流体管线(9)，该流体管线能够连接到布置在所述外壳(2)之外的冷却流体源。

技术领域

本发明涉及一种在线紧凑型测量设备，该在线紧凑型测量设备例如可以被设定用于光学测量。所述在线紧凑型测量设备可以例如包括在线光谱仪。

背景技术

在过程测量技术中，测量设备除了其它用途之外用于确定过程介质的特性，并使用所获取的测量数据来监测、控制并且/或者调整过程。测量设备可以具有探头，该探头被集成到过程中，并且该探头生成原始测量信号并将它们输出到远程电子器件，以便进行进一步的处理和评估。然而，也存在紧凑型测量设备(例如“智能”传感器)，这些紧凑型测量设备具有单个外壳，在该外壳中，用于生成原始测量信号的传感器部件与电子评估单元捆绑在一起，该电子评估单元用于原始测量信号的进一步处理。这种紧凑型测量设备的外壳可以通过过程连接部而被集成到过程容器的器壁中，该过程容器例如是输送气体或液体的管道、反应器、发酵罐或储存容器。

光学测量设备例如用于各种测量任务，例如，用于一种或多种分析物的定性或定量确定、用于总和参数的确定、或者用于过程介质中的颗粒负载和/或浊度的确定。过程介质例如可以是气体或液体。光学测量设备被配置用以将测量辐射辐射到过程介质中、接收在与过程介质相互作用之后改变的辐射的至少一部分、以及基于所接收到的辐射来生成表示待确定的特性或被测量的测量信号。取决于应用，经改变的辐射可以是通过过程介质的成分的发光而透射、反射、发射和/或散射的辐射。

过程测量技术中使用的光学测量设备例如是散射光传感器，例如浊度传感器、光度计、光谱仪和/或光谱光度计。测量设备通常具有带有过程连接部的外壳，该过程连接部可以附接到过程容器，以便将测量设备集成到过程容器中，以便进行过程中测量。这种集成的测量设备也被称为在线测量设备(in-line measuring device)。如果光学测量设备的外壳连接到过程容器，则面向过程容器的内部的一个或多个测量窗口可以集成到该外壳中。经由一个或多个测量窗口，测量设备可以将测量辐射辐射到过程容器中，并从过程容器接收经变换的辐射。光学测量设备还包括光学部件(即，用于测量辐射的一个或多个辐射源和一个或多个检测器)，所述光学部件被配置用以接收经变换的辐射并根据所接收到的辐射来生成测量信号和/或测量数据。可能的检测器例如是光电二极管、光电二极管阵列或光谱仪。光学测量设备还具有测量电路，例如呈测量电子器件单元的形式，以生成并且可能是进一步处理测量信号或测量数据。测量电路可以用于控制所述一个或多个辐射源，并处理由检测器生成的测量信号或测量数据。测量电路也可以被设定用以基于测量信号来确定待确定的被测量的测量值，并经由接口将它们输出到更高级别的单元(例如过程控制单元、测量变换器、操作单元或另一数据处理单元)。

光学在线测量设备可以具有探头和远离探头的外壳。在这种情况下，探头可以具有前述的过程连接部和用于将测量辐射耦合到过程介质中并且用于从过程介质耦合出经改变的辐射的装置，例如前述的测量窗口。在一些光学测量设备中，特别是在浊度测量设备或光度测量设备中，光学部件可以至少部分地被布置在探头中。可选地是，探头也可以包含测量电路的部分。在这些情况下，远离的外壳可以包含至少测量电路的用于进一步处理集成在探头中的电路系统的信号的部分。在这些情况下，探头经由用于传输模拟或数字测量信号的线缆而被连接到被布置在远离的外壳中的电路系统。

在其它光学测量设备中，特别是在光谱仪中，光学部件中的所有的光学部件和测量电路系统通常都被布置在远离的外壳中。在这种情况下，探头经由光引导件连接到处于远离的外壳中的光学部件，这些光引导件将测量辐射从布置在外壳中的辐射源引导到探头，以便将测量辐射耦合到过程介质中，并将耦合到探头中的经转换的辐射引导回到布置在远离的外壳中的检测器中。