改进的悬浮沉积物计量表制造技术

本发明专利技术提供一种用于测量流体的悬浮沉积物的至少一个参数值的装置。所述装置包括反向散射换能器模块、存储单元和计算单元。所述反向散射换能器模块包含源模块和接收器模块。所述源模块传输具有不同的固定表征测量频率的至少三个声学信号，而所述接收器模块测量回声信号的至少三个回声电平值，所述至少三个回声电平值与所述至少三个声学信号对应。所述存储单元存储具有预定悬浮沉积物参数值的数据集合的预定回声电平值的数据集合。所述计算单元自所述数据集合和所述至少三个回声电平值导出至少一个悬浮沉积物参数值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种用于测量流体的悬浮沉积物的至少一个参数值的装置。所述装置包括反向散射换能器模块、存储单元和计算单元。所述反向散射换能器模块包含源模块和接收器模块。所述源模块传输具有不同的固定表征测量频率的至少三个声学信号，而所述接收器模块测量回声信号的至少三个回声电平值，所述至少三个回声电平值与所述至少三个声学信号对应。所述存储单元存储具有预定悬浮沉积物参数值的数据集合的预定回声电平值的数据集合。所述计算单元自所述数据集合和所述至少三个回声电平值导出至少一个悬浮沉积物参数值。【专利说明】改进的悬浮沉积物计量表
本专利技术涉及用于确定流体中的悬浮沉积物的浓度的系统和方法。
技术介绍
测量水的低和高的悬浮沉积物浓度（SSC)的水监视技术可用以优化或改进用于 各种工业应用的制程。 在一应用中，水监视技术用于监视水质量，其中监视位于靠近建筑工地处，在建筑 工地处，水中的悬浮沉积物的任何增加可为对于自然的危害，诸如珊瑚、鱼类或海草。在另 一应用中，水监视技术用于对水力发电厂的入口和/或出口中的悬浮沉积物的实时控制， 以防止对水力发电厂的部分的损坏，诸如泵、涡轮机轴封、阀门和闸门。在又一应用中，此等 水监视技术用于控制水处理厂的污水的吸入。 不同的声反向散射（ABS)技术存在，以测量悬浮沉积物的浓度以用于监视水的质 量。此等方法常常需要校准，其中流体的样本经采用以用于分析流体样本的悬浮沉积物。分 析包括将如回声电平（EL)的反向散射强度测量结果转换为悬浮沉积物浓度（SSC)数据。 此采样需要定期地进行，以避免对于悬浮沉积物的不同组成提供同一测量值。同 一测量值可自具有某些颗粒大小的不同悬浮沉积物获得。悬浮沉积物的组成可在诸如自然 波动的情形中变化，其中进入水中的不同的土壤流失在工业制程中改变或在住户中改变从 而影响自所述住户的污水排放。 EP 0 989 397 Al公开用于确定分散颗粒的特性的过程。此过程涉及将声波或光 波引导至颗粒的分散中，且测量对于特定频率的波的衰减以提供衰减频谱。所测量的衰减 频谱接着与一组基于理论的所计算衰减频谱比较，以确定对应于所测量衰减频谱的颗粒大 小分布。 US 4 706 509公开悬浮液中的固体的浓度和颗粒大小分布的同时测量，此是通过 用多个频率的超声波激励悬浮液来实现。最低频率的波长大于待预期的最大颗粒的直径， 且最高频率的波长小于待预期的最小颗粒的直径。固体颗粒的维度频谱划分为多个维度间 隔。各别固体浓度是通过测量用于照射的每一频率的辐射吸收和将其表示为吸收系数的乘 积的总和来确定，其特定的为具有未知颗粒浓度的频率和维度间隔。此情况产生方程式的 线性系统，此系统关于未知浓度来求解。
技术实现思路
本专利技术的目标为提供测量流体中的悬浮沉积物的改进方法。 本专利技术提供一种用于测量流体的悬浮沉积物的至少一个参数值的装置。此测量装 置被称作沉积物计量表。 流体在此处指代液体，但其也可指代气体。沉积物具有具不同大小的多个颗粒。 沉积物参数的一些实例包括沉积物的浓度、沉积物的颗粒函数的中值大小和沉积 物的颗粒函数的斜率，但沉积物的其他参数也是可能的。 术语"中值"在此处指代已依序排列的一组数目中的中间数目，或指代已依序排列 的一组测量结果中的测量结果。术语"中值"也指代平均值或平均量或数字。 装置包括反向散射换能器模块、存储单元和计算单元。 反向散射换能器模块包含源模块和接收器模块。 源模块经提供以用于传输具有不同的固定表征测量频率且具有预定信号电平的 至少三个声学信号。 不同于声学信号或光波经引导为分散且测量波的衰减的衰减测量结果，本专利技术的 声学信号意欲引导于使用者感兴趣的悬浮沉积物处且意欲被回送。声学信号随着其在流体 中行进至沉积物而经历能量或衰减。沉积物接着散射声学信号且也朝向换能器模块反向散 射声学信号，由此声学信号进一步衰减。反向散射的声学信号也被称作回声信号。 接收器模块测量所述至少三个回声信号的至少三个回声电平值，所述至少三个回 声电平值与所述至少三个声学信号对应。 一般而言，用于描述或表征沉积物的沉积物参数的数目为3。此等三个沉积物参数 也表示三个未知数。因此，用于获得关于沉积物的信息的声学信号的数目也为3。 事实上，声学信号中的一或多者可能并不获得关于沉积物的信息。声学信号可具 有并不自沉积物产生反向散射信号的频率。因此，三个以上声学信号可用以表征沉积物。 存储单元对于沉积物计量表的不同操作频率存储具有预定悬浮沉积物参数值的 相应数据集合的预定回声电平值的数据集合。换言之，存储单元对于沉积物计量表的不同 操作频率具有各种预定回声电平值。每一预定回声电平值具有相应的预定悬浮沉积物参数 值。 计算单元根据存储单元的所存储数据集合且根据来自接收器模块的所测量回声 电平值导出一或多个悬浮沉积物参数值。计算单元比较所测量回声电平值与具有预定悬浮 沉积物参数值的所存储相应数据集合的预定回声电平值的所存储数据集合以导出沉积物 参数值。 测量装置具有用于产生准确沉积物读数的简单设计的优点。 预定悬浮沉积物参数值的数据集合常常包括至少一个浓度悬浮沉积物参数值，和 /或悬浮沉积物的颗粒函数的至少一个中值参数值，和/或悬浮沉积物的颗粒函数的至少 一个斜率参数值。此等沉积物参数常常用以描述沉积物。 计算单元常常包括用于通过导出回声信号的至少一个参数值来检测放置于声学 信号的信号路径中的气泡的存在的模块。 如果气泡的存在被检测到，则使用者可被呈现警告消息。 回声信号的参数值可包含回声信号的频谱的相位参数值。相位参数值可使用快速 傅立叶转化技术来导出。仅用于沉积物的相位参数值通常处于典型的预定范围内。当相位 参数值在此范围外时，此指示相位参数值已移位且此位移可通过流体中的气泡引起。 回声信号的频谱的参数值也可包含回声信号的频谱的振幅参数值。此振幅参数值 也可使用快速傅立叶转化技术来导出。主振幅参数值通常出现在声学信号的操作频率下。 当有义振幅出现在较高谐波或较低次谐波频率下时，此也指示气泡的存在。在较高谐波频 率下的振幅将通过气泡的振荡效应引起，而在次谐波频率下的振幅将通过声波与气泡之间 的非线性相互作用产生。有义振幅被定义为大于预定阈值的振幅。 本专利技术也提供一种确定流体的悬浮沉积物的至少一个参数的方法。 所述方法包括提供具有预定悬浮沉积物参数值的相应数据集合的预定回声电平 值的数据集合的步骤。主电脑可用以产生此等数据集合。 在此之后，具有不同的固定表征测量频率的至少三个声学信号被引导于使用者感 兴趣的流体的悬浮沉积物处。 声学信号在流体中行进至沉积物，其中沉积物散射且反射回声学信号。经反射的 声学信号被称作回声信号。 与所述至少三个声学信号对应的至少三个回声信号的至少三个回声电平接着得 以测量。 悬浮沉积物的至少一个参数值稍后根据具有预定悬浮沉积物参数值的所提供相 应数据集合的预定回声电平值的所提供数据集合且根据所述至少三个回声电平的测量结 果导出。 预定悬浮沉积物参数值的数据集合常常包含预定浓度悬浮沉积物参数值，和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量流体的悬浮沉积物的至少一个参数值的装置，所述装置包含反向散射换能器模块，其包含源模块，其用于传输具有不同的固定表征测量频率的至少三个声学信号，以及接收器模块，其用于测量回声信号的至少三个回声电平值，所述至少三个回声电平值与所述至少三个声学信号对应，存储单元，其存储具有预定悬浮沉积物参数值的数据集合的预定回声电平值的数据集合，计算单元，其用于根据具有所述预定悬浮沉积物参数值的数据集合的所述预定回声电平值的数据集合且根据所述至少三个回声电平值导出至少一个悬浮沉积物参数值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·海思，阮黄·哈，尤尔根·斯克普阿莱，
申请(专利权)人：液视亚洲私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG