沉积物的监测器制造技术

流体流动系统可包括与流过系统的流体接触的一个或多个电阻温度检测器(RTD)。一个或多个RTD可以在加热模式和测量模式下操作。可以分析一个或多个RTD的热行为以表征来自流过系统的流体在RTD上形成的沉积物的水平。在不同温度下操作的RTD上的沉积的表征可用于建立温度依赖性沉积分布。沉积分布可用于确定沉积是否可能在流体流动系统中的某些位置处形成，例如在使用装置处。检测到的沉积物条件可以启动一个或多个校正动作，可以在沉积物对流体流动系统的操作产生负面影响之前采取该校正动作来防止或最小化沉积物的形成。

Sediment monitor

\u6d41\u4f53\u6d41\u52a8\u7cfb\u7edf\u53ef\u5305\u62ec\u4e0e\u6d41\u8fc7\u7cfb\u7edf\u7684\u6d41\u4f53\u63a5\u89e6\u7684\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u7535\u963b\u6e29\u5ea6\u68c0\u6d4b\u5668(RTD)\u3002 One or more RTDs can be operated in heating mode and measurement mode. Thermal behavior of one or more RTDs can be analyzed to characterize the level of sediments formed on RTDs by fluids flowing through the system. The characterization of deposition on RTD operated at different temperatures can be used to establish temperature-dependent deposition distribution. Deposition distribution can be used to determine whether deposition may occur at certain locations in the fluid flow system, such as in the use of devices. The detected sediment conditions can initiate one or more correction actions, which can be taken to prevent or minimize sediment formation before the sediment has a negative impact on the operation of the fluid flow system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沉积物的监测器交叉引用本申请是2016年9月12日提交的美国专利申请第15/262,807号的继续申请，其全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
各种流体流动系统设置成使过程流体从一个或多个输入流体源流向使用装置。例如，朝向热交换器表面流动的流体可用于将热量传递给热交换表面或从热交换表面吸取热量，并将表面保持在工作温度。在一些实例中，流体流动系统的操作条件的变化，例如流体的组成变化、流体的操作温度的变化或使用装置的变化等，可以影响从过程流体形成到系统组件的沉积物的可能性。在使用装置上形成的沉积物会负面影响装置的性能。例如，在热交换表面上形成的沉积物可以起到使热交换表面与流体隔离的作用，降低流体与热交换器热相互作用的能力。通常，仅当使用装置的性能劣化到需要注意的程度时才检测到这种沉积物。例如，由于在其热交换表面上形成足够大的沉积物，热交换器表面可能变得不能保持所需的温度。为了将系统恢复到正常工作状态，系统通常必须关闭、拆卸和清洁，这可能是一个昂贵且耗时的过程。
技术实现思路
本公开的某些方面通常涉及用于表征沉积物水平和/或检测流体流动系统中存在的沉积物条件的系统和方法。一些这样的系统可包括一个或多个电阻温度检测器(RTD)，所述电阻温度检测器(RTD)与流过流体流动系统的流体热连通。RTD可以与加热电路对接，该加热电路被配置为向RTD施加电力，例如以增加RTD的温度。另外地或可替代地，RTD可以与测量电路接口，该测量电路被配置为提供表示一个或多个RTD的温度的输出。系统可以包括与加热电路和测量电路通信的控制器，并且可以被配置为在加热模式和测量模式下操作RTD。在一些示例中，控制器可以被配置为将RTD加热到升高的温度(例如，在加热模式中)，停止加热RTD，并且表征RTD随时间的温度变化(例如，在测量模式中)。表征RTD的温度变化可以包括表征由于热从RTD到经由测量电路流过流动系统的流体的热传导引起的温度变化。来自RTD上的流体流的沉积物可以影响RTD与流体之间的热传导。因此，在一些实施方案中，控制器可以被配置为基于表征的温度变化确定从流体形成在RTD的表面上的沉积物的水平。在一些实例中，控制器可以被配置为在加热模式与测量模式之间周期性地切换RTD，并且观察RTD的热行为的变化。控制器可以被配置为基于观察到的变化来表征从流体到RTD上的沉积物水平。在包括多个RTD的一些示例性系统中，控制器可以被配置为将多个RTD中的各个维持在不同的操作温度，并且在RTD上执行这样的过程。控制器可以被配置为基于每个RTD的表征的沉积物水平来确定与温度相关的沉积分布，并且基于该分布确定使用装置是否存在沉积物条件。在各种实施方案中，观察RTD行为的变化可包括各种观察。示例性观察可以包括当向其施加恒定功率时由RTD实现的温度变化、RTD的温度变化速率的变化和在加热操作模式中施加以实现特定温度的电功率量，等等。每种这样的特征均可以受到来自流体的RTD上形成的沉积物的影响，并且可以用于表征RTD上的沉积物水平。在一些实例中，可以采取校正动作来处理检测到的沉积物和/或沉积物条件。例如，可以调节流过系统的流体的变化以最小化沉积物的形成。这些变化可包括添加诸如阻垢剂或杀虫剂等化学品以减少沉积物形成或阻止某些流体流入系统，这可能有助于沉积物形成。其他校正动作可包括改变系统参数，例如流体或使用装置操作温度。在一些实施方案中，这种校正动作可以由系统操作员手动执行。另外地或可替代地，这种动作可以是自动化的，例如，通过控制器和其他设备，例如一个或多个泵、阀门等。在更进一步的实例中，系统可以被配置为以警告用户沉积物条件的形式执行校正动作，使得用户可以采取后续的校正动作。附图说明图1是一个或多个RTD在流体流动系统中的示例性放置的图示。图2是示例性实施例中用于操作RTD的系统的示意图。图3是示出RTD的阵列的操作配置的示例性示意图。图4是示出在加热操作模式下多个RTD的操作的示意图。图5是示出在测量操作模式中的单个RTD的操作的示意图。图6A-图6D示出了可用于表征RTD处的沉积物水平的RTD的示例性热行为。图7是示出用于减轻从过程流体到流体流动系统中的使用装置上的沉积物的示例性过程的过程流程图。具体实施方式电阻温度检测器(RTD)是通常用于测量感兴趣对象的温度的装置。例如，在某些情况下，RTD的电阻相对于温度近似线性。可以通过使电流通过RTD并测量RTD上产生的电压来测量电阻。流过RTD的电流可以对RTD产生加热效应，因此在温度测量期间电流通常保持在相对低的幅度。在示例性操作中，少量电流通过导体，该导体暴露于要测量温度的某些环境。随着温度变化，该导体(例如，铂)中的电阻的特征变化被测量并用于计算温度。图1是一个或多个RTD在流体流动系统中的示例性放置的图示。如图所示，RTD102a-d定位在流体流动系统100中的过程流体的流动路径106中，该流体流动系统100构造成将过程流体引导至使用装置105。箭头108示出了流体从流体源朝向使用装置105的示例性流动路径。如本文所述，过程流体通常可涉及流过这种流体流动系统的任何流体，包括但不限于诸如冷却水、锅炉给水、冷凝物、排污水、废水和排出的流出水等效用流体。这种示例性工艺流体可以从各种来源(例如，来自工艺的流出物流、锅炉排污水、处理过的废水、产出水、淡水源等)引导到流体流动系统100中。在一些实施例中，单个流体流动系统100可以从各种源接收输入过程流体。在一些这样的实施例中，可以例如通过手动和/或自动阀或一系列阀选择过程流体源。在一些实施例中，可以从一个或多个可能的输入源中选择单个流体源。在替代实施例中，可以选择多个流体源，使得来自所选择的多个源的流体混合，以形成输入流体。在一些实施方式中，默认输入流体由来自多个可用输入源中的每一个的流体混合物构成，并且可以通过阻止一个或多个这样的输入源流入系统来调节输入流体的构成。在图1的实施例中，RTD102a-d示出为安装在样品架104上的RTD阵列。在一些实施例中，样本保持器104可从流体流动系统100的流动路径106移除，例如，以便于RTD102a-d的清洁、替换或其他维护。另外地或可替代地，一个或多个RTD(例如，定位在样品架上)可以被定位在一个或多个流体输入的流动路径中，该流动输入有助于流过流体流动系统100到使用装置105的流体的构成。流体流动系统可以是过程流体流动的任何系统，包括例如洗涤系统(例如，器皿洗涤，洗衣等)、食品和饮料系统、采矿系统、能源系统(例如，油井，炼油厂等)，通过发动机进气口的空气流，热交换系统例如冷却塔或锅炉，纸浆和造纸工艺等。箭头108指示流过RTD102的流体的流动方向，所述流动方向可用于监测流体的温度，并朝向使用装置105。在一些实施方案中，流体流动系统包括一个或多个附加传感器111(以虚线示出)，所述附加传感器能够确定流过系统的流体的一个或多个参数。在各种实施方案中，一个或多个附加的传感器111可以配置成确定流速、温度、pH、碱度、电导率和/或其他流体参数，例如过程流体的一种或多种成分的浓度。虽然示出为定位于RTD102a-d下游的单个元件，但是一个或多个附加传感器111可包括任何数量的单独部件，并且可定位在流体流动系统100中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将流体导向使用装置的流体流动系统，包括：多个电阻温度检测器RTD；加热电路，所述加热电路与所述多个RTD电通信，并且能够向所述RTD施加电力；测量电路，所述测量电路与所述多个RTD通信；控制器，所述控制器与所述加热电路和所述测量电路通信，并且能够经由所述加热电路以加热模式和经由所述测量电路以测量模式操作所述多个RTD中的每一个，所述控制器被配置为：在所述加热操作模式中操作所述多个RTD中的一个或多个，以便将所述一个或多个RTD中的每一个维持在表征温度，以引起来自过程流体的沉积物在所述一个或多个RTD中的至少一个上形成，至少一个所述表征温度高于所述使用装置的典型工作温度；对于所述一个或多个RTD中的每一个，周期性地在所述加热模式与所述测量模式之间切换所述RTD，以测量所述RTD的温度，观察所述加热模式和所述测量模式中的一个或两个中所述RTD的热行为的变化，以及基于所述观察到的变化表征来自所述过程流体的、到所述RTD的沉积物的水平；基于所述一个或多个RTD中的每一个的表征的沉积物的水平确定温度依赖性沉积分布；以及基于所述沉积分布确定所述使用装置是否存在沉积物条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.12 US 15/262,8071.一种用于将流体导向使用装置的流体流动系统，包括：多个电阻温度检测器RTD；加热电路，所述加热电路与所述多个RTD电通信，并且能够向所述RTD施加电力；测量电路，所述测量电路与所述多个RTD通信；控制器，所述控制器与所述加热电路和所述测量电路通信，并且能够经由所述加热电路以加热模式和经由所述测量电路以测量模式操作所述多个RTD中的每一个，所述控制器被配置为：在所述加热操作模式中操作所述多个RTD中的一个或多个，以便将所述一个或多个RTD中的每一个维持在表征温度，以引起来自过程流体的沉积物在所述一个或多个RTD中的至少一个上形成，至少一个所述表征温度高于所述使用装置的典型工作温度；对于所述一个或多个RTD中的每一个，周期性地在所述加热模式与所述测量模式之间切换所述RTD，以测量所述RTD的温度，观察所述加热模式和所述测量模式中的一个或两个中所述RTD的热行为的变化，以及基于所述观察到的变化表征来自所述过程流体的、到所述RTD的沉积物的水平；基于所述一个或多个RTD中的每一个的表征的沉积物的水平确定温度依赖性沉积分布；以及基于所述沉积分布确定所述使用装置是否存在沉积物条件。2.根据权利要求1所述的系统，其中，如果确定所述使用装置存在沉积物条件，则执行一个或多个校正动作，以处理所述沉积物条件。3.根据权利要求2或任一前述权利要求所述的系统，其中所述一个或多个校正动作中的至少一个选自：将化学品引入所述流体，改变添加到所述流体的化学品的量，改变所述流体的温度，警告用户沉积物条件，调节所述使用装置的一个或多个操作条件，以及增加所述系统的排污速率。4.根据权利要求2或任一前述权利要求所述的系统，其还包括与多个流体源选择性地流体连通的流体流动系统的输入；并且其中所述一个或多个校正动作包括调节到所述系统的流体的源。5.根据权利要求4或任一前述权利要求所述的系统，其中调节到所述系统的所述流体的源包括停止来自多个流体源中的一个或多个流体源的流体的流动。6.根据权利要求1或任一前述权利要求所述的系统，其中所述控制器被进一步配置成确定与来自所述过程流体的、所述RTD上的沉积物的形成相关的临界温度。7.一种沉积物分析系统，包括：至少一个电阻温度检测器RTD，其位于流体流动系统中，使得所述至少一个RTD的表面与流过所述流体流动系统的流体热连通；加热电路，所述加热电路与所述至少一个RTD通信，并且被配置为向所述RTD施加可变的量的电力以影响其温度；测量电路，所述测量电路与所述至少一个RTD通信，并被配置为输出表示其温度的信号；和控制器，所述控制器与所述加热电路和所述测量电路通信，并配置为：经由所述加热电路将所述至少一个RTD加热到高温；停止加热所述至少一个RTD；经由所述测量电路表征由于热从所述至少一个RTD热传导到流过所述流体流动系统的流体而导致的所述至少一个RTD随时间的温度变化；和基于所表征的温度变化确定来自所述流体的、在所述至少一个RTD的表面上形成的沉积物的水平。8.根据权利要求7或任一前述权利要求所述的系统，其中表征所述至少一个RTD的随时间的温度变化包括将随时间的温度数据拟合到函数，并且其中所述函数的拟合参数表示所述至少一个RTD的表面上的沉积物的程度。9.根据权利要求8或任一前述权利要求所述的系统，其中函数包括指数函数。10.根据权利要求9或任一前述权利要求所述的系统，其中所述拟合函数包括具有第一部分和第二部分的双指数函数，并且其中所述双指数函数的第一部分表示从所述至少一个RTD传导到流体样品的热；所述双指数函数的第二部分表示从所述至少一个RTD传导到其他系统部件的热；和表示沉积物的程度的拟合参数存在于所述双指数函数的第一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·查托拉吉，M·J·莫西亚，A·姆克尔吉，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US