相關申請的交叉引用

本申請要求享有2015年2月12日提交的序列號為62/115,466和62/115,593的美國臨時申請以及2014年11月10日提交的序列號為62/077,528的美國臨時申請的優(yōu)先權權益，在不與本文抵觸的條件下，所述美國臨時申請中的每個以整體引用的方式納入本文。

發(fā)明背景

本文中提供了水質傳感器以及含有測量多個水相關參數(shù)的多個傳感器的儀器，特別地包括電導率傳感器。所述傳感器被獨特地配置為具有極其高的形狀因子(formfactor)，使得可以在一個能夠使傳感器之間的無信號空間(deadspace)最小化的殼體內含有這些傳感器，并且在該殼體內，個體傳感器端部形成單個連續(xù)的感測表面。這在多參數(shù)探頭和相關的感測方法領域中提供了許多功能益處。

電導率傳感器通常依賴于電極單元，其中某些電極被小心地定位以使電極污垢最小化，電極污垢嚴重影響電極性能，從而影響電導率傳感器的精度。由于存在這些問題，所以清潔電導率傳感器是重要的，因為常規(guī)的電導率傳感器的設計通常需要從感測環(huán)境移除傳感器并且用溫和的洗滌劑、淡水以及主動擦洗來清潔。這反映了電導率傳感器在部署時不能夠簡單地用擦拭器來清潔這一問題。替代的是，常規(guī)的電導率傳感器需要頻繁的手動維護，以確保傳感器清潔和精確的讀數(shù)。因此，在本領域中對能夠自動且可靠地清潔電導率傳感器而不必從部署中移除傳感器有需求。

技術實現(xiàn)要素：

本文中提供了被獨特配置和成形的電導率傳感器，以便于在不從操作環(huán)境移除的情況下清潔傳感器表面，同時維持良好的傳感器性能參數(shù)。因此，本文中所描述的電導率傳感器也被稱為可清潔電導率傳感器，以區(qū)別于常規(guī)的電導率傳感器，常規(guī)的電導率傳感器通常被包封以保護電極，并且常規(guī)的電導率傳感器在不從操作環(huán)境移除或在不影響操作的情況下不能夠很容易地被清潔。

在本文中呈現(xiàn)的可清潔電導率傳感器對于多個傳感器被設置在多參數(shù)探頭內的實施方案是特別有用的，這些多參數(shù)探頭包括在2014年11月10日提交的、標題為“submersiblemulti-parametersondehavingahighsensorformfactor”的第62/077,528號美國專利申請(代理人案號562476:128-14pus)以及2015年1月6日提交的、標題為“multi-parametersondeandsensor,sensorguardandbrushportions”的第29/513,888號美國專利申請(代理人案號562663:133-14us)中公開的那些多參數(shù)探頭中的任何一個，所述美國專利申請中的每個以引用的方式納入本文，包括對于所述美國專利申請中描述的多種幾何結構和部件。在這樣的多參數(shù)探頭中包括具有可清潔表面的電導率傳感器的能力提供了許多重要的功能益處。首先，可清潔電導率傳感器的感測區(qū)域可以被定位在與每一其他傳感器相同的平面內，這允許在不影響部署的情況下通過擦拭器或刷子在感測表面之上的自動移動來清潔電導率傳感器以及每一其他傳感器。位于相同平面中的感測表面允許在沒有任何主動用戶干預(諸如，從感測環(huán)境和/或從探頭移除傳感器)的情況下進行自動清潔。這是便于在最小維護或主動清潔的情況下實現(xiàn)持續(xù)精確的電導率讀數(shù)以提供長期部署的一個重要方面。

本文中提供的電導率傳感器通過使用翅片(fin)來獲得這些益處，所述翅片從平面遠側感測端部延伸，具有楔形形狀，諸如圓的四分之一。此外，金屬傳感器防護部相對于該翅片定位，具有用于流體樣品接觸遠側感測端部的開口，這使極為接近傳感器的物體的干擾效應最小化。這些與傳感器防護部構成、配置以及翅片幾何結構相關的方面在本文中被更廣泛地稱為隔離增強部件，用以實現(xiàn)高精度且魯棒的電導率測量。

本文中提供的電導率傳感器具有翅片特征，并且可以被包封在一個金屬傳感器防護部內。這兩個方面都提供保護，以免受到由極為接近傳感器的物體引起的干擾，同時仍然允許很容易地進行傳感器清潔。本文中描述的傳感器的優(yōu)勢是，傳感器是平坦的并且能夠被清潔，但是不受由極為接近傳感器的物體引起的任何外部干擾的影響。在沒有特別配置的隔離設計的情況下，由于極為接近外部物體，傳感器將受到顯著的干擾，造成不精確的讀數(shù)。

在一個實施方案中，提供了一種可清潔電導率傳感器，包括一個大體上平面的遠側感測端部。該遠側感測端部包括一個頂點區(qū)域、從該頂點區(qū)域延伸到第一內部端點的第一內部端邊緣，以及從該頂點區(qū)域延伸到第二內部端點的第二內部端邊緣。該第一內部端邊緣和該第二內部端邊緣在限定頂角的方向上延伸。一個外部端邊緣在該第一內部端點和該第二內部端點之間延伸。以此方式，所述邊緣中的每個限定該遠側感測端部的外部邊緣形狀。對于直線形端部邊緣，該形狀是三角形的。對于直線形第一內部端邊緣和第二內部端邊緣以及作為圓的一部分的弧形外部端邊緣，該形狀將是楔形。對于45°的頂角，端部形狀將是餅的四分之一。外部翅片從該遠側感測端部延伸，并且被定位為鄰近于該外部端邊緣的至少一部分，以限定電導率測量單元體積。多個電極具有定位在該遠側感測端部或接近于該遠側感測端部并且定位在該外部翅片和該頂點區(qū)域之間的遠側端部，并且測量該電導率測量單元體積內的電導率。

可清潔電導率傳感器中的任一個還可以包括一個從遠側感測端部延伸的內部翅片，其中外部翅片和內部翅片彼此間隔開一翅片間隔距離，從而限定電導率測量單元體積。該電導率測量單元體積可以被限定為遠側感測端部的、對應于頂點區(qū)域或內部翅片(當存在時)與外部翅片的面向內的表面之間的表面面積乘以翅片高度。對于不同高度的內部翅片和外部翅片，高度可以按照內部翅片高度和外部翅片高度的平均值計算。

在一個方面，外部翅片具有定位在外部端邊緣的3mm內的翅片面向外表面。在一個方面，該翅片面向外表面從該外部端邊緣的至少一部分連續(xù)地延伸，以形成一個連續(xù)的面向外表面。

第一內部端邊緣和第二內部端邊緣中的每個從頂點延伸一徑向距離，該徑向距離選自大于或等于1cm且小于或等于20cm的范圍。在一個方面，內部邊緣的長度彼此相等，并且在約1.6cm和2cm之間，或是1.8cm。在一個方面，內部邊緣的長度彼此不相等，并且被獨立地選擇為大于或等于1cm且小于或等于20cm。

在一個方面，外部端邊緣是弧形的，諸如，具有作為圓的一部分的曲率。

在一個方面，頂角大于或等于30°且小于或等于180°，包括約45°或等于45°。以此方式，可清潔電導率傳感器可以結合各自具有45°頂角的三個其他傳感器組合使用，并且整體多個傳感器用一個傳感器防護部包封，該傳感器防護部具有圓形橫截面，并且在傳感器的弧形外部表面和傳感器防護部的內部表面之間具有小于約1mm的間隔距離。

在一個方面，遠側感測端部具有大于或等于1cm²且小于或等于20cm²的可清潔表面面積。在一個方面，該可清潔表面面積在約1cm²和3cm²之間，或為約2.1cm²。

對于本文中提供的傳感器中的任一個，頂點區(qū)域可以包括一個凹口，該凹口被配置為以緊湊配合配置接收可旋轉驅動軸。以此方式，傳感器的遠側感測端部可以具有對應于凹口邊緣的內半徑和對應于弧形外部端邊緣的外半徑，使得半徑差為約1.8cm，包括約2.0cm的外半徑和2mm或更小的內半徑。當與在類似構造的傳感器殼體中所含有的其他傳感器組合時，該凹口提供一個通道，該通道可以緊湊地容納一個旋轉軸，該旋轉軸使一個附接到該軸的遠側端部的擦拭器旋轉，從而清潔傳感器表面，包括電導率傳感器表面。

在一個方面，外部翅片和內部翅片具有對應于外部端邊緣的形狀的橫向定向的形狀，諸如，作為圓的一部分的弧形形狀。該弧形形狀可以在曲率半徑方面進行量化，諸如，大于或等于1cm且小于或等于20cm的曲率半徑，且該頂角是45°。

在一個實施方案中，遠側感測端部具有的表面形狀是圓的一部分，該表面形狀的可清潔表面面積與遠側感測端部表面面積的比率大于或等于70％、80％或90％。在一個方面，可清潔面積由外部翅片和內部翅片之間的表面面積限定。在一個方面，可清潔表面面積對應于一表面面積，其中與遠側感測端部物理接觸的擦拭器在該表面面積上方旋轉。

可以按照期望的功能性能參數(shù)限定外部翅片的尺寸，諸如，選擇尺寸和/或形狀以在電導率測量單元體積中提供一個電場，該電場與包封遠側感測端部的傳感器防護部位置無關。以此方式，該電場與相對于穿過傳感器防護部的通道關于電導率測量單元體積的位置的傳感器防護部定向無關。

在一個實施方案中，可清潔電導率傳感器的電極與外部翅片的內部表面間隔開一翅片-電極間隔距離。可以按照絕對值限定此間隔，諸如，在0.2cm和1.5cm之間，或在0.2cm和0.5cm之間，或約0.3cm。替代地，可以按照外部翅片高度與翅片-電極間隔距離的比率來描述該間隔，諸如，外部翅片高度和電極間距之間的比率大于或等于2.4。在一個實施方案中，按照翅片高度、限定電導率測量單元體積的一個表面的翅片表面面積、以及翅片厚度中的一個或多個來描述翅片。在一個方面，翅片高度在約0.25cm和1cm之間，或在0.5cm和0.8cm之間。對于45°餅形傳感器，翅片表面面積被限定為翅片高度和0.25π*2r的乘積，其中r是從頂點區(qū)域到外部翅片(對于外部翅片表面面積)或內部翅片(內部翅片表面面積)的位置的距離。在一個方面，翅片被表征為薄壁。在一個方面，薄壁具有小于3mm、小于2mm或小于1mm的厚度。

在一個方面，外部翅片高度大于或等于1mm且小于或等于5cm，或在5mm和10mm之間，或在7.0mm和8.0mm之間。在一個方面，外部翅片高度等于內部翅片高度。替代地，外部翅片高度大于內部翅片高度。在一個方面，外部翅片表面面積大于或等于2cm²且小于或等于8cm²。在一個方面，內部翅片表面面積大于或等于0.3cm²且小于或等于2cm²。

在一個實施方案中，翅片間隔距離大于或等于0.5cm并且小于第一內部端邊緣或第二內部端邊緣的長度。

本文中描述的可清潔電導率傳感器中的任一個還可以包括一個傳感器防護部，該傳感器防護部具有多個開口，以環(huán)繞遠側感測端部和外部翅片。在此上下文中，環(huán)繞是指圍繞遠側感測端部的保護性包封件，但是允許流體與其中浸沒有傳感器的流體環(huán)境接觸。這種流體接觸可以通過一系列手段來實現(xiàn)，只要維持使遠側感測端部免受不必要的物理接觸和流體進入的影響。例如，傳感器防護部可以具有網(wǎng)格型幾何結構。替代地，防護部可以由其中布置有多個流體通道的固體材料形成。在一個實施方案中，防護部由金屬材料(諸如，金屬材料)形成，以最小化來自定位在傳感器外側的物體的不必要的電氣干擾。

在一個方面，第一翅片鄰近于傳感器防護部的內部表面，并且該傳感器防護部包括一個或多個流體樣品開口，所述一個或多個流體樣品開口用于將流體樣品從傳感器防護部外側的流體環(huán)境引入到電導率測量單元體積。例如，外部翅片和傳感器防護部內部表面之間的防護部間隔距離可以提供一種緊湊配合，該緊湊配合大體上防止外部翅片和傳感器防護部內部表面之間的生物生長。在一個方面，防護部間隔距離小于1mm或小于0.8mm。

在一個方面，可清潔電導率傳感器具有的電導率測量單元體積與傳感器感測體積的比率大于或等于0.0001且小于或等于0.1，包括對于約3英寸³的傳感器感測體積和約0.1英寸³的電導率測量單元。

可以在一個或多個有益處的功能參數(shù)方面來進一步描述本文所描述的可清潔電導率傳感器。例如，可以在不必從測量環(huán)境中移除可清潔電導率傳感器的情況下和/或在無主動維護的情況下，在具有長期、高保真的電導率感測方面來描述可清潔電導率傳感器。這是通過傳感器遠側感測端部的、大致上平坦的特殊幾何形狀來實現(xiàn)的，除了從外部表面邊緣處或略微延伸的電極處，或鄰近于外部表面邊緣或鄰近與略微延伸的電極的遠側端延伸的特定配置的外部翅片以外。此外，避免了裂紋或其他凹處特征，裂紋或其他凹處特征難以用刷子清潔，會使得生物生長能夠積聚，導致污垢和對探頭維護的需要。然而，本文中提供的特定配置的傳感器端部允許用擦拭器或刷子可靠的自動的清潔，該擦拭器和刷子可以在遠側傳感器表面上方自動旋轉，以確保通過移除污染或污垢物質來維持在電導率傳感器中的電極的高性能。相反，常規(guī)的電導率傳感器需要從環(huán)境中移除用于清潔，或是需要其他主動維護，諸如由個體清潔。在一個方面，在無主動維護的情況下或在不從操作環(huán)境中移除傳感器的情況下，該可清潔電導率傳感器可以在至少六個月的操作時間內具有在0.5％以內的測量精度。

可以將外部翅片進一步描述為使位于電導率測量單元體積外側的物體的電導率干擾最小化。在一個方面，與不具有外部翅片的等同的可清潔電導率傳感器相比，該外部翅片使電導率干擾減少了至少50％。

在一個方面，多個電極對一個傳感器感測體積開放，諸如，由傳感器防護部的內部表面限定的傳感器感測體積。電導率測量單元體積是傳感器感測體積的對應的子體積。環(huán)繞傳感器防護部的流體之后經(jīng)由開口或經(jīng)由穿過傳感器防護部的通道與傳感器感測體積流體接觸。

可清潔電導率傳感器的多個電極中的任一個可以包括兩個驅動電極和兩個感測電極。所述電極中的每個可以具有一個遠側端，所述遠側端與平面遠側感測端部疊合地終止，或接近平面遠側感測端部終止。以此方式，遠側感測端部的大致上平面的配置大體上未被擾亂。類似地，可清潔電導率傳感器還可以包括一個溫度傳感器，該溫度傳感器具有溫度感測表面，該溫度感測表面與遠側感測端部疊合或接近遠側感測端部。疊合是指一個端部所具有的遠側端部對應于由遠側感測端部所形成的平面。接近是指一個端部在由遠側感測端部所形成的平面附近，但是該端部對清潔表面的能力不會產生顯著不利的影響，諸如，用能夠清潔表面的擦拭器來維持期望的測量精度(例如1％內，或隨著時間的逝去在0.5％內)。在一個方面，接近可以在電極或溫度傳感器的特征尺寸(諸如，直徑或厚度)內，或可以按照絕對值進行表達，諸如，在遠側端部表面的約1.5mm或1mm內。

可清潔電導率傳感器可以具有由傳感器防護部的內部表面限定的傳感器感測體積，所述傳感器防護部包封可清潔電導率傳感器，該傳感器感測體積大于或等于0.5ml且小于或等于100ml。該電導率測量單元體積可以由距頂點區(qū)域的外部翅片間隔距離、外部翅片高度和外部翅片高度的長度限定。

所述可清潔電導率傳感器中的任一個作為多參數(shù)探頭的一部分是有用的。可清潔電導率傳感器還可以包括分別終止于第一內部端邊緣處和第二內部端邊緣處的第一平坦面內部表面和第二平坦面內部表面。遠側感測端部可以形成圓的一部分。例如，對于四個等同成形的傳感器，包括本發(fā)明所描述的電導率傳感器中的一個，遠側感測端部可以是圓的四分之一。一個或多個附加傳感器可以被類似地成形，使得每個附加傳感器具有一個遠側感測表面、第一平坦面內部表面和第二平坦面內部表面，所述第一平坦面內部表面和第二平坦面內部表面從包括凹口的頂點區(qū)域延伸?；⌒瓮獠勘砻婵梢栽谝粋€或多個附加傳感器的第一平坦面內部表面和第二平坦面內部表面之間延伸。電導率傳感器和一個或多個附加傳感器組合形成單個連續(xù)的感測表面，所述單個連續(xù)的感測表面在具有包括頂點區(qū)域的凹口的中心孔口的單個平面中具有圓形外部圓周。可旋轉驅動軸被定位在中心孔口中，并且擦拭器被可操作地連接到所述可旋轉驅動軸并且與單個連續(xù)的感測表面可旋轉地接觸，用于在使用期間清潔單個連續(xù)的感測表面的傳感器部分以及可清潔電導率傳感器的可清潔表面面積。具有傳感器體積的傳感器防護部在該傳感器體積內并且鄰近于該傳感器體積含有連續(xù)的感測表面和擦拭器。

在一個實施方案中，在擦拭器方面進一步描述可清潔電導率傳感器，諸如，擦拭器包括一個具有面向下的表面和面向上的表面的中心主體。下部擦拭器被連接到該面向下的表面，用于可旋轉地接觸單個連續(xù)感測表面的傳感器部分。上部擦拭器被連接到面向上的表面，用于可旋轉地接觸傳感器防護部的面向下的表面。下部擦拭器具有一個對應于外部翅片間隔距離的橫向尺寸，并且上部擦拭器具有一個橫向尺寸，以可旋轉地接觸大體上所有傳感器防護部面向下的表面。

一個或多個附加傳感器可以是在感興趣的應用中使用的任何傳感器，諸如，選自由以下組成的組的傳感器：溶解氧傳感器、氧還原電位傳感器、ph傳感器、壓力傳感器、濁度傳感器、離子傳感器、溫度傳感器和傳感器坯件(blank)。

本文中還提供了制造或使用本文中所描述的可清潔電導率傳感器中的任一個的方法。在一個方面，制造可清潔電導率傳感器的方法包括以下步驟：將多個電極包封在一個楔形傳感器殼體內，所述楔形傳感器殼體具有一個大體上平面的遠側端部，所述楔形傳感器殼體的遠側端部與所述多個電極中的每個電極的遠側端部疊合，或者接近所述多個電極中的每個電極的遠側端部。所述楔形傳感器殼體具有一個對應于圓的一部分的弧形外部表面。將一個外部翅片定位為鄰近于所述弧形外部表面，并且該外部翅片沿著所述弧形外部表面的橫向長度的至少一部分延伸。該外部翅片從所述傳感器殼體遠側端部延伸一外部翅片高度?？蛇x地，將一個內部翅片以與所述外部翅片平行的配置定位，并且與所述外部翅片間隔開一翅片間隔距離，其中所述多個電極遠側端部被定位在所述外部翅片和所述頂點區(qū)域或所述內部翅片(當存在時)之間。所述內部翅片具有的橫向長度小于所述外部翅片的橫向長度，其中所述內部翅片從所述傳感器殼體遠側端部延伸一內部翅片高度。將具有清潔表面的擦拭器設置成與傳感器殼體遠側端部可旋轉的接觸，并且設置在所述外部翅片和所述內部翅片(如果存在)或所述頂點區(qū)域之間。

在一個方面，通過清潔表面相對于傳感器殼體遠側端部的旋轉，可旋轉擦拭器被自動地從事于清潔位于第一翅片和第二翅片之間的傳感器殼體遠側端部。這與主動清潔相反，主動清潔需要由用戶做出的動作來清潔傳感器，諸如，通過從設備中移除傳感器殼體部分或中斷傳感器操作。

本文中還提供了一種在液體中進行精確電導率測量的方法，包括以下步驟：提供一個多參數(shù)探頭，所述多參數(shù)探頭包括本文中所描述的電導率傳感器中的任一個以及至少一個附加傳感器，其中所述傳感器的主動感測元件與單個連續(xù)的遠側感測表面疊合。將擦拭器可旋轉地連接到單個連續(xù)的遠側感測表面，該單個連續(xù)的遠側感測表面包括位于外部翅片和內部翅片(如果存在)或頂點區(qū)域之間的電導率傳感器部分。將單個連續(xù)的遠側感測表面和擦拭器包封在具有一個或多個開口的傳感器防護部內。將多參數(shù)探頭插入到液體環(huán)境中，并且擦拭器在單個連續(xù)的遠側感測表面上方周期性地旋轉，從而在不從液體環(huán)境中移除多參數(shù)探頭的情況下來清潔單個連續(xù)的遠側感測表面。用電導率傳感器測量電導率參數(shù)，以在液體中獲得精確的電導率讀數(shù)。

該方法還可以包括將擦拭器存儲在一個存儲位置的步驟，所述存儲位置不干擾電導率傳感器或其他傳感器中的任一個的傳感器讀數(shù)。

在一個方面，電導率傳感器性能與穿過傳感器的一個或多個開口相對于電導率傳感器的位置無關。

周期性地旋轉步驟可以是自動的，諸如通過用戶限定時間或響應于來自該多參數(shù)探頭的污垢信號而發(fā)生。

不希望受任何特定理論的約束，在本文中可以有對涉及在本文中公開的設備和方法的基本原理的想法或理解的討論。應當認識到，不論任何機械學上的解釋或假設的最終正確性如何，本發(fā)明的實施方案是有效的并且是有用的。

附圖說明

圖1a是多參數(shù)探頭的俯視立體圖，其中處于傳感器防護部配置的傳感器防護部將多個傳感器(包括一個可清潔電導率傳感器)和擦拭器包封在傳感器體積內。圖1b是多參數(shù)探頭的仰視立體圖。圖1c是多參數(shù)探頭的側視圖。

圖2是包封傳感器遠側感測端部和擦拭器、同時允許流體進入傳感器體積和可清潔電導率傳感器的電導率傳感器體積的傳感器防護部和通道的特寫圖。可清潔電導率傳感器的外部翅片被定位成鄰近于面向后的通道。

圖3a是圖1a的多參數(shù)探頭的側視圖，其中移除了傳感器防護部，以示出處于鄰近配置的多個傳感器和一個清潔刷子，所述清潔刷子在使用期間通常被限制在傳感器防護部內。圖3b是多參數(shù)探頭的立體圖，示出了具有相對于清潔刷子的外部翅片和內部翅片的可清潔電導率傳感器。

圖4是圖3b的遠側感測表面的特寫圖，包括可清潔電導率傳感器的遠側感測端部，以示出翅片、電極、溫度傳感器、可旋轉擦拭器和驅動軸的相對位置。

圖5是可清潔電導率傳感器的俯視圖。

圖6是圖5的可清潔電導率傳感器的立體圖。

圖7a-圖7d是可以連接到可清潔電導率傳感器用于清潔以提高傳感器可靠性并且增加傳感器壽命的擦拭器的例示。

具體實施方式

總之，在本文中使用的術語和短語具有它們的領域公認的含義，可以通過參考標準文本、雜志參考文獻和本領域技術人員知曉的背景找到這些含義。提供了以下定義以澄清它們在本發(fā)明的背景下的特定使用。

在本發(fā)明描述的可清潔電導率傳感器的上下文中，“可清潔”是指在不影響正在進行的傳感器操作的情況下自動清潔傳感器以維持良好的電導率傳感器性能的能力。因此，“可清潔”絕對不包括為了清潔電導率傳感器而必須斷開操作以便維持可容忍的傳感器性能的那些電導率傳感器。類似地，“可清潔”不包括由人的部分做出的主動動作以通過手進入和清潔。相反，在本文中提供的特定配置允許在不必將傳感器從操作環(huán)境中移除或主動干預的情況下使有效率且魯棒的電導率傳感器清潔自動化。

在遠側感測端部的上下文中，“大體上平面的”是指具有明確限定的平面的表面，但是該平面可以含有延伸出該平面的部分。例如，傳感器殼體遠側端部可以形成單個平面，但是可以具有部件(諸如，電極和溫度傳感器)穿過的通道。那些部件可以與遠側感測端部平面齊平。然而，本發(fā)明可以容納這些部件與該平面的偏差，諸如，延伸進或出該平面大約2mm或更小、1mm或更小、或小于0.5mm，只要可清潔性方面是最小化的并且避免了在長期使用期間伴隨的精度損失。電極和/或溫度傳感器可以延伸出平面表面，以便確保沒有凹處進到表面內。優(yōu)選地避免這樣的凹處，因為凹處具有難以清潔的傾向，使得可能發(fā)生生物生長和對應的污垢，和/或因為凹處是氣穴可以安置的地方，潛在不利地干擾傳感器測量。因此，具有一個定位在遠側感測端部的遠側端部的電極包含延伸出遠側端部表面的電極尖端，諸如，延伸一大于0mm且小于約2mm的距離，或延伸一處于0.5mm和1.5mm之間的距離。為了反映此公差，電極尖端可以是指具有與遠側感測端部“鄰近”或“接近”的遠側端部或在遠側端部表面的2mm內的遠側端部。因為電極的占用面積(footprint)遠小于遠側感測端部的面積，所以即使具有延伸的電極，該表面作為整體也保持被恰當?shù)乇碚鳛榇篌w上平面的。

“探頭”是指水質監(jiān)控儀器。“多參數(shù)”是指具有多個獨立分立的傳感器以提供多個水參數(shù)值的探頭。

“獨立的傳感器”是指在不影響其他傳感器的情況下插入或移除傳感器的能力。例如，傳感器中的一個可以被移除并且被替換成傳感器坯件。類似地，本領域的用戶可以在不影響其他傳感器的情況下僅僅移除一個獨立的傳感器，并且將它替換成另一相同或不同的傳感器。“傳感器坯件”是指用于替換傳感器的等同成形的物體。如果用戶不需要或不使傳感器連接到基座以便完全填滿傳感器防護部，這是有用的。

在本文中提供的設備可與一系列傳感器兼容，包括測量電導率、溶解氧(do)、氧還原電位(orp)、ph，壓力、深度、液面、濁度、多種離子(諸如，硝酸鹽、銨和氯化物)的離子選擇電極、溫度的傳感器。

“連續(xù)的遠側感測表面”是指彼此鄰近放置的多個獨立的傳感器，以形成對于肉眼或隨意的觀察者來說表現(xiàn)為連續(xù)的單個表面。然而，本發(fā)明容許一些間隔距離，優(yōu)選地小于2mm、小于1mm或小于0.5mm。在本文中以類似的方式使用緊湊配合和緊湊保持，以反映鄰近的表面之間的最小空間，與具有相當大的間隙和伴隨的大空隙體積的常規(guī)系統(tǒng)相反。因此，彼此“大體上接觸”的鄰近的遠側感測表面可以是指傳感器之間的小于連續(xù)的遠側感測表面的表面面積的5％或小于1％的開放表面面積。

除非另有限定，否則“大體上”是指在期望值或實際值的至少20％、至少10％或至少5％內的值。因此，“大體上”包括與期望值匹配的值。

“可操作地連接”是指元件的配置，其中一個元件的動作或反應影響另一元件，但是以保持每個元件的功能的方式。例如，可操作地連接到中心支撐件的擦拭器是指在不影響互鎖配置中對傳感器進行支撐的中心支撐件的功能的情況下移動擦拭器的能力。

“可脫離地連接的”或“可脫離地連接”是指元件的一種配置，在該配置中，在不會不利地影響設備的其他元件的功能的情況下，元件可以暫時地且可靠地彼此連接，并且根據(jù)所期望的，可以彼此移除。

“空隙體積”是指傳感器之間以及傳感器與蓋或傳感器防護部的側壁之間的空的空間。常規(guī)的多參數(shù)探頭具有相對大的空隙體積，該空隙體積具有使得生物生長可能成為顯著的問題的足夠的間隔距離。本發(fā)明的設備的低空隙體積反映了所有鄰近的傳感器和傳感器防護部的側壁之間的緊湊配合，其中間隔距離如此小使得生物生長大體上被限制。在此方面，“大體上被限制”是指不影響長期傳感器性能的最小的生長。例如，存在肉眼不可觀察到的生物生長，或可觀察到的生長如此微小以使得在傳感器性能中沒有可檢測到的下降?？梢栽诜雷o部的傳感器接收體積的分數(shù)或百分比方面表達空隙體積。

相反，“樣品體積”或“傳感器體積”是指系統(tǒng)中的期望定位流體的那部分，諸如，用于水參數(shù)測量或傳感器存儲的那部分。在一個方面，例如，此體積在約20ml和100ml之間，或約40ml至50ml之間，這取決于傳感器尺寸。相比之下，由于需要填充相當大的空隙體積以便確保遠側感測表面由液體覆蓋，傳統(tǒng)探頭可以具有多達約二倍、三倍或一個數(shù)量級的體積。

“電導率測量單元體積”是指傳感器體積中的測量電導率的一部分，其中對于在電導率測量單元體積外側的物體，它們對電導率的影響是可忽略的。

多參數(shù)探頭可以具有填充多參數(shù)探頭的整個傳感器空間的餅形傳感器。相反，其他探頭主要使用在傳感器之間具有開放空間的圓形傳感器。

餅形形狀減小了圍繞傳感器的液體的體積，這具有特定的優(yōu)勢。第一，流動單元中的小體積的水在低流動采樣(諸如，從井水)期間導致更快的測試結果。第二，校準儀器需要更少的校準溶液，這可以節(jié)省大量的資金，因為一些校準流體每升花費數(shù)百美元。

此外，餅形傳感器在長時間部署之后更容易清潔，這是因為傳感器彼此直接接觸，這減少了與使藻類生長和使其他生物生長的生物活性水直接接觸的表面面積。其他多參數(shù)探頭具有展開的傳感器，并且必須在傳感器之間清潔生物生長。即使在延長使用周期之后，諸如，大約數(shù)周或數(shù)月之后，在本文中提供的探頭不需要在傳感器之間進行清潔。

在本文特別相關的是，如所期望的，可以在多參數(shù)探頭中使用的可清潔電導率傳感器。

參考圖1a-圖1c，在準備用于在浸沒環(huán)境中進行感測的完全組裝的配置中，多參數(shù)探頭10具有布置在傳感器防護部170內的多個獨立的傳感器20，包括可清潔電導率傳感器。該探頭被示出處于傳感器防護部配置178中，在該配置中，具有多個流體開口174的感測端部173與傳感器20的遠側感測表面30對準。每個開口174可以被分割成兩個或更多個開口，諸如，被間隔開一間隔距離的一對開口，包括約2mm到2cm之間的一間隔距離。相對于傳感器防護部的感測端部173，覆蓋端部175被定位在近側位置中。感測端部對應于樣品體積。傳感器防護部是端部開口的，其中一端部(近側端部)通過與基座50連接而被包封，且另一端部(遠側端部)通過帽177而被包封。傳感器接收體積280對應于傳感器防護部170的、傳感器在其中延伸的一部分，因此取決于傳感器的縱向長度。感測體積173的體積可以是約40ml-50ml，或約46ml。

基座50還可以包括用于指示探頭和傳感器狀態(tài)的顯示部分52，以及用于含有其他探頭部件(諸如，電源、電子器件和外部連接端口53)的基座端54。

圖2是傳感器防護部170、防護部通道174以及遠側感測端部的特寫圖，包括可通過防護部通道觀察到的外部翅片410。傳感器防護部的面向內部表面176與外部翅片410以及傳感器的面向外表面之間存在很小的間隔距離。

在圖3a-圖3b中例示了移除傳感器防護部170的多參數(shù)探頭。多個獨立的傳感器20(20a20b20c20d)(被示出為傳感器坯件160)中的每個具有遠側感測表面30和連接到基座50的近側端部40。可清潔電導率傳感器對應于傳感器20c，如通過外部翅片410示出的。如圖3b中示出的，鄰近的遠側感測表面彼此接觸，以形成具有大體上平面表面的連續(xù)的遠側感測表面60。獨立的傳感器之間的配合非常緊湊，使得外部表面橫截面視覺上表現(xiàn)為一個實心圓。因為所有鄰近的傳感器之間的配合是緊密的或緊湊的，所以傳感器在本文中還指具有高“形狀因子”，并且在從基座50和近側端部40延伸到遠側感測表面30以及連續(xù)的遠側感測表面60的傳感器之間具有最小空隙體積或無信號空間。還例示了連接到驅動軸182的遠側端部181的擦拭器180。

傳感器通?？梢员幻枋鰹椤帮炐蔚摹保⑶铱梢跃哂袑鞲衅鞅３衷谝黄鸬幕ユi特征?；ユi特征可以是舌形和凹槽設計，以將所有的傳感器保持到中心支撐件，該中心支撐件可操作地連接到擦拭器。這具有許多益處，包括增強抗沖擊性，因為在未安裝傳感器防護部的情況下，互鎖能夠在掉落或沖擊期間保護傳感器。它還將傳感器緊湊地保持在一起，并且使傳感器防護部安裝更容易。在沒有互鎖特征的情況下，傳感器傾向于展開，并且必須被推在一起以安裝緊湊配合的傳感器防護部。

在圖4中提供了多參數(shù)探頭內的可清潔電導率傳感器400的特寫圖。連接到大體上平面的遠側感測端部405的是外部翅片410和內部翅片420，并且多個電極430定位在外部翅片410和內部翅片420之間，所述多個電極430具有定位在外部翅片410和內部翅片420之間的遠側端部。還例示了溫度傳感器440和擦拭器180，所述擦拭器180被用來至少清潔可清潔電導率傳感器的感測面積。

本發(fā)明的單個連續(xù)的感測表面在傳感器之間沒有開口空間的情況下允許傳感器清潔刷子在平坦均勻的表面上擦拭。刷子和擦拭器在清潔時更加有效，因為在傳感器周圍不存在由于探針之間的空間所造成的偏轉，如當前用市場上的常規(guī)的多參數(shù)探頭所發(fā)現(xiàn)的。

圖5是從其他傳感器移除的圖4的可清潔電導率傳感器400的俯視圖。外部翅片與內部翅片被間隔開一翅片間隔距離415。遠側感測端部的周長由頂點區(qū)域450、第一內部邊緣460、第二內部邊緣470和外部邊緣475限定。內部邊緣450、460分別從頂點區(qū)域450延伸到第一內部端點462和第二內部端點472。外部邊緣在內部端點462、472之間延伸。內部邊緣相對于彼此的方向限定頂角480。四個電極中的每個以及溫度傳感器440都被定位在電導率測量單元體積490內，以確保補償溫度并且使外部干擾最小化的精確的電導率感測。外部翅片410具有可以從面向外表面475延伸的面向外表面411(參見例如圖5)。外部翅片從頂點延伸一徑向距離413。

可清潔表面面積被限定為在翅片之間(如由一翅片間隔距離415指示的)并且在內部邊緣460、470之間以圓周旋轉連續(xù)地延伸的傳感器表面的那部分。

翅片電極間隔距離510可以指用于電極的平均間隔距離。電極可以是驅動電極432和感測電極434。

圖6是圖5的可清潔電導率傳感器的立體圖，并且更好地例示了翅片410和420之間的電導率測量單元體積490以及其中定位了電極和溫度傳感器遠側端部的平面的遠側感測端部。外部翅片高度由箭頭412例示。內部翅片高度被類似地限定。外部翅片和內部翅片可以分別具有表面面積512和522。側面的形狀更清楚地例示了被用來將多個傳感器緊湊地封裝在多參數(shù)探頭內的配置。第一平坦面表面530終止于第一內部邊緣460處。第二平坦面表面540終止于第二內部邊緣470處。一個或多個附加傳感器(參見例如圖3a-圖3b，傳感器20a20b)可以與類似成形的表面以及擦拭器180和可旋轉驅動軸182的結合使用，并且被包含在具有傳感器體積173(參見例如圖2)的傳感器防護部170內。

圖7a-圖7d是從探頭(更具體地，從探頭的驅動軸)拆卸下的擦拭器180的視圖。擦拭器可以具有中心主體183，該中心主體183具有面向下的表面184(圖7c)和面向上的表面185(圖7a)。下部擦拭器186和上部擦拭器187可以連接到相對的表面，用于清潔遠側感測表面以及探頭的面向內的表面。在一個方面，擦拭器可以是刷子。所述刷子可以被配置為提供最大清潔面積，其中清潔遠側感測表面的刷子清潔較小的總體面積，這是由于存在終止于可接收地定位在擦拭器180上的接收通道191內的遠側端181中的驅動軸182。

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