光辐射传感器系统技术方案

本文公开了一种用于检测来自辐射源的辐射的光辐射传感器系统。该系统包括：壳体，该壳体具有的远端部分和近端部分，远端部分用于接受来自辐射源的辐射。设置在壳体中的第一(例如，工作)传感器元件。设置在壳体中的第二(例如，基准)传感器元件，第二传感器元件被构造为检测和响应从辐射源接受的入射辐射。被构造为在给定的时间点导致来自辐射源的辐射仅照射在第一(例如，工作)传感器元件和第二(例如，基准)传感器元件中的一个传感器元件的第一活动单元。

【技术实现步骤摘要】

总的来说，本专利技术涉及一种光辐射传感器系统。
技术介绍
光辐射传感器已为人所知并且在许多场合中得到广泛使用。光辐射传感器的主要应用之一是在紫外线辐射液体消毒系统的领域中。用紫外光照射水将通过水中的微生物的失活(inactivation)对水进行消毒是为人所知的，假设辐照度和曝光持续时间处于最小“用量”级(经常以微瓦 秒每平方厘米计) 之上。诸如那些商业上可从特洛伊技术公司(Trojan Technologies Inc.)的商品名称为特洛伊UV Max、特洛伊UV Swift和UV8000的商品中获得的紫外线水消毒单元，使用这种原理对人类消耗的水进行消毒。通常，将要被消毒的水经过充满紫外线辐射的加压不锈钢缸。诸如商业上可从特洛伊技术公司的商品名称为UV3000和UV4000的商品中获得的大规模的城市废水处理设备，使用相同的原理对废水进行消毒。通常，这些处理系统的实际应用涉及到将处理模块或系统浸没于当废水流经灯时废水在其中暴露于辐射的明渠 (openchannel)中。为了进一步讨论利用紫外线辐射的液体消毒系统，参见以下任意一篇专利美国专利 4，482，809 美国专利 4，872，980 ，美国专利 5，006，244 ，美国专利 5，418，370 ，美国专利 5，539，210 ，美国专利5，590, 390(参考 36，896) ，美国专利7，045，102，和美国专利申请11/078，706 。在许多申请中，希望监控在处理期间水中的紫外线辐射的水平。以这种方式，在连续或半连续的基础上，可以估计紫外线辐射的水平，并且因此估计消毒处理的总体效果和效率。这样获得的信息可以被用于控制灯输出达到期望水平。通过在远离运行的灯的方位和特定位置靠近运行的灯配置一个或多个传感器装置来监控紫外线辐射水平在本领域中是已知的。这些传感器装置可以是对通过在输出弓丨线上产生可重复的信号电平(例如，以伏特或安培为单位)而响应于特殊辐射波长或辐射波长的范围的冲击(impingement)的光电二极管、光敏电阻器或其它装置。在大部分商用紫外线水消毒系统中，单个最大的运行成本涉及到对紫外线辐射灯供电的电的成本。在液体的透射率时常变化的情况下，非常期望有方便的手段，通过该手段可以为在给定的时间对正在被系统处理的液体(或正在被进行其它调查的液体)测量液体透射率。实际上，液体透射率的测量是美国Ε. P. A.对于城市饮水系统的要求。如果发现液体透射率相对较高，则可以通过减少灯的输出来减少灯的能量消耗。以这种方式，可以显著地节省能量成本。由于单独的强度测量不足以描述整个辐射场——即不能区分灯老化的线性效应和来自透射率的指数效应的故障，所以期望测量液体的透射率。此外，由于不是所有液体都采用相同的路径，所以用量传送(dose delivery)是整个辐射场的函数。第一代光辐射传感器，通过设计或者定位，通常仅感应一个灯的输出，典型地就是邻近传感器的灯。如果期望感应多个灯的辐射输出，则可以对每个灯都使用光辐射传感器。 这种方法的问题在于由于不能保证传感器是完全相同的，所以多个传感器的使用会引入不确定性。具体而言，传感器材料的难以预测的变化能够导致传感器发送的信号的难以预测的变化，从而导致可能将错误的信息传达给系统的用户。这种第一代光辐射传感器的另一个问题是无法确定在单个传感器的视场(field ofview)内运行的灯的阵列中的单个灯的灯输出。这种第一代传感器的又一个问题是，如果正被处理的液体的U. V.透射率未知，则将要求两个传感器来测定传送到该液体的用量——即一个传感器测量灯强度并且另一个传感器测量U. V.透射率。这导致了诸如在美国专利6，512，234中描述的传感器的第二代传感器的开发。Msges光辐射传感器装置包括辐射收集器，该辐射收集器用于接受来自场内的收集器周围的预先确定的弧的辐射，并且沿预先确定的路径改变接受到的辐射的方向；活动单元(motive means)，该活动单元从预先确定的弧的第一部分在该处被辐射收集器接受的第一位置和预先确定的弧的第二部分在该处被辐射收集器接受的第二位置移动辐射收集器单元；以及传感器元件，该传感器元件在辐射收集器位于第一位置和第二位置处时能够检测和响应沿着路径的入射辐射(incident radiation)。由于^sges光辐射传感器是为了允许对灯的阵列中的单个灯的灯输出信息进行测定的光辐射传感器系统而提供的，所以^sges光辐射传感器代表了的本领域的重大进步。Sasges光辐射传感器装置的另外的优点在于可以使用单个传感器测定传送到液体的用量(即，代替使用第一代传感器通常所需的多个传感器)。因此，Sasges光辐射传感器装置的设置允许对在紫外线辐射灯的阵列中正被处理的液体的U. V.透射率(在本领域中也被称为“UVT”)进行即时测定。美国专利6，818，900 中描述了另一个第二代传感器装置。在其优选的形式中，Ellis传感器装置通过以下方法改变了辐射源和辐射传感器之间的液体层厚度(i)在保持辐射传感器固定的同时移动辐射源；(ii)在保持辐射源固定的同时移动辐射传感器；或者(iii)移动插在固定的辐射源和固定的辐射传感器之间的边界元件。因此，Ellis传感器装置需要单个灯和单个传感器元件。传感器元件和辐射源被设置为在两者之间产生液体层。通过改变液体层的厚度，可以获得多个已知的液体层厚度处的多个(即大于等于两个)辐射强度读数。一旦获得这些，使用传统的计算，可以容易地计算出液体的辐射透射率。尽管迄今为止对第一代和第二代传感器做出了进步，但仍然存在改进的空间。具体而言，期望具有以下一个或多个特征的光辐射传感器系统.使传感器系统适于与一个或多个不同的辐射源、液体厚度层和/或UVT条件使用的标准设计；.对于诸如传感器运转、辐射源输出、液体(例如水)UVT、辐射源故障(例如，围绕辐射源的保护套的故障)之类的参数的嵌入式诊断；.集成的基准传感器的并入；.相对安全和迅速的基准传感器测试；. UVT测量能力；和/或 相对低廉的成本并且容易制造。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于消除或减轻在先技术的上述缺点中的至少一个缺点。本专利技术的另一目的在于提供一种新颖的辐射传感器系统。因此，在一个方面中，本专利技术提供了一种用于检测来自辐射源的辐射的光辐射传感器系统，该系统包括壳体，该壳体具有用于接受来自辐射源的辐射的远端部分和近端部分；设置在壳体中的第一(例如，工作)传感器元件；设置在壳体中的第二(例如，基准)传感器元件，该第二传感器元件被构造为检测和响应从辐射源接受的入射辐射；以及被构造为在给定的时间点使得来自辐射源的辐射仅照射在第一(例如，工作)传感器元件和第二(例如，基准)传感器元件中的一个传感器元件上的活动单元。在另一个方面，本专利技术提供一种包括该光辐射传感器系统的液体处理系统。在另一个方面，本专利技术提供一种包括该光辐射传感器系统的水处理系统。因此，本专利技术者已研制了一种辐射传感器系统，在其优选的实施例中，该辐射传感器是使传感器系统适于配以一个或多个不同的辐射源、液体厚度层和/或UVT条件使用的标准设计。在这种高度优选的形式中，传感器系统可以具有对于诸如传感器运转、辐射源输出、液体(例如水)UVT、辐射源故障(例如围本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于检测来自辐射源的辐射的光辐射传感器系统，其特征在于，所述系统包括：壳体，该壳体具有的远端部分和近端部分，所述远端部分用于接受来自所述辐射源的辐射；设置在所述壳体中的第一（例如，工作）传感器元件；设置在所述壳体中的第二（例如，基准）传感器元件，所述第二传感器元件被构造为检测和响应从所述辐射源接受的入射辐射；以及被构造为在给定的时间点导致来自所述辐射源的辐射仅照射在所述第一（例如，工作）传感器元件和所述第二（例如，基准）传感器元件中的一个传感器元件的第一活动单元。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍妮弗·杰拉尔迪弗拉泽，吉姆·弗拉泽，乔尔·海林，
申请(专利权)人：特洛伊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：CA