使用多个具备传感器功能的RFID标签和多个收发器对反应器条件进行无线检测和分析制造技术

本发明专利技术公开了一种用于无线监测5反应器容器内的过程条件的系统和方法。多个具备传感器功能的射频识别(RFID)标签安置在容器的整个催化剂床中的未指定或随机位置处，并且用于测量所述容器内的各种条件。所述具备传感器功能的RFID标签编码有单独的识别码，并且无线链接到多个10收发器。多个收发器的使用允许应用三角测量方法来识别所述具备传感器功能的RFID标签中的每一个在三维空间中的位置，并且允许询问每个具备传感器功能的RFID标签以接收响应的应答器信号，所述信号携带表示所述反应器内的所感测条件的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多个具备传感器功能的RFID标签和多个收发器对反应器条件进行无线检测和分析相关申请的交叉引用本申请要求于2018年1月11日提交的未决的美国临时专利申请序列号62/616,155的权益，其全部公开内容在此通过引用并入。
本专利技术涉及一种用于无线监测并三维分析诸如反应器的处理容器内的条件的系统和方法。
技术介绍
含有催化剂的反应器容器对于炼油厂及化工厂是常见的。在操作这些反应器时，期望测量或监测容器内的过程条件，因为这一信息有助于控制反应器容器内的反应条件。用于测量反应器容器内部的条件的现有方法需要具有到传感器的物理连接(诸如电连接或气动连接)，所述传感器传输传感器测量的信息以用于外部显示。此种测量装置的一个实例是使用热电偶来测量温度。为了使用热电偶来测量反应器容器内的某一位置处的温度，热电偶套管是必需的。热电偶套管穿过容器壁安装，并且延伸到容器内测量温度的位置处。期望能够测量和观察反应器容器内的各位置处的过程条件，并且期望能够无线传输信息以用于在远程位置处收集和处理。进一步期望能够提供由容器限定的反应区的整个容积中的条件的三维概况。已经提出使用具备传感器功能的射频识别(RFID)标签来测量反应器容积内的若干条件(诸如压力、温度、流体组成、蒸汽和液体组成、pH值和流速)并且无线传输所测量的信息以用于远程收集和处理。用于测量环境条件的具备传感器功能的RFID标签的实例描述在US7,397,370中。这一专利提出了一种用于使用多个射频识别(“RFID”)组合件来监测环境的系统。所述系统可以包括RFID标签，其具有相关联的唯一识别(“ID”)码，并配置有用于感测与环境有关的信息的传感器以及用于将所感测的信息无线传输到处理系统的天线。由处理系统接收的所传输信息包括所感测的环境信息和相关联的识别码，并且处理成用于监测环境以及监测所监测环境中的改变。描述使用具备传感器功能的RFID标签来测量和追踪可变环境条件的另一参考文献是US8,106,778。这一专利公开了一种能够使用射频识别(RFID)来追踪可变条件的方法和系统。RFID传感器标签用于测量可变条件，诸如位置、温度、压力和湿度。响应于由RFID读取器设备传输的询问信号，RFID传感器标签传输包括相关联的标签识别数据和表示所测量的条件的可变数据的信号。响应信号包括可变数据和不可变数据二者，使得所测量的条件可以与标签识别数据相关联。RFID读取器设备还可以每次从多个RFID标签中的一个接收多个响应信号。在这一情况下，多个响应信号中的至少一个可以包括表示多个RFID标签中的相应一个处的所测量条件的可变数据和多个RFID标签中的相应一个的标签识别数据。专利公开US2007/0215709公开了一种基于RFID的传感器，其包括与传感器组合的RFID电路。传感器元件配置成基于其暴露于传感器所暴露的周围环境的物理条件而改变导电状态。这些物理条件可以包括气体、光、声音、温度、压力、水分和/或其它环境条件的存在或不存在。响应于由RFID询问器传输的RF信号，基于RFID的传感器传输识别(ID)码和与基于RFID的传感器当前或先前暴露于一个或多个物理条件相关联的其它信息以用于由RFID询问器接收。基于RFID的传感器还可以由RFID询问器递送的RF能量供电。美国专利9,317,795公开了一种RFID感测系统，其包括安置在表面上的感测元件阵列。每个感测元件包括RFID微芯片、可操作地耦接到微芯片的天线、以及安置在天线上的压敏材料。当垫件的感测元件的压敏材料被压缩时，RFID读取器系统向每个感测元件提供询问信号，所述每个感测元件经由耦接的天线将信号传输回到RFID读取器。这些公开没有公开或建议关于使用具备传感器功能的RFID标签来测量反应器容器内的过程或环境条件的任何内容，或者无线传输与反应器容器内的所测量条件有关的信息以用于进一步接收、处理和使用的任何内容。这些公开未能进一步公开或教导关于用于无线监测并三维分析由反应器容器限定的反应区内的物理条件的任何内容。然而，已经专利技术了一种系统和方法，其用于局部感测或测量在整个反应器的反应区的位置处的环境或过程条件，并且用于由具备传感器功能的RFID标签到RF波的多个接收器的无线传输，所述RF波含有特定标签识别信息以及表示反应器内的所测量条件的信息。这允许对反应区内的条件进行三维分析。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种用于无线监测和分析反应器容器内的过程条件的系统。所述系统的反应器容器限定反应区，所述反应区包括催化剂床，所述催化剂床包含催化剂颗粒和安置在催化剂床内的多个具备传感器功能的RFID标签。所述系统包括收发器，所述收发器包括第一RFID收发器天线、第二RFID收发器天线和第三RFID收发器天线。第一RFID收发器天线无线链接到多个具备传感器功能的RFID标签中的每个具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第一询问信号并接收响应于第一询问信号传输的第一RFID应答器信号。第二RFID收发器天线无线链接多个具备传感器功能的RFID标签中的每个具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第二询问信号并接收响应于第二询问信号传输的第二RFID应答器信号。第三RFID收发器天线无线链接到多个具备传感器功能的RFID标签中的每个具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第三询问信号并接收响应于所述第三询问信号传输的第三RFID应答器信号。多个具备传感器功能的RFID标签中的每个具备传感器功能的RFID标签编码有唯一的不可变识别码，并且能够感测反应区内的反应器条件、接收来自收发器的询问信号以及响应于询问信号传输RFID应答器信号。RFID应答器信号包括表示唯一的不可变识别码和与具备传感器功能的RFID标签相关联的反应器条件的信息。所述系统用于确定和三维分析整个反应区的过程条件。本专利技术还提供一种用于无线监测和分析反应器容器内的过程条件的方法。反应器容器限定反应区，所述反应区包括催化剂床，所述催化剂床包含催化剂颗粒和安置在催化剂床内的多个具备传感器功能的RFID标签。催化剂床的特征在于具有高度和宽度或直径。所述方法包括由至少三个RFID收发器天线传输询问信号。询问信号由每个具备传感器功能的RFID标签接收。响应于询问信号，每个具备传感器功能的RFID标签传输其相关联的RFID应答器信号，所述RFID应答器信号包括表示唯一的不可变识别码和与具备传感器功能的RFID标签相关联的周围条件的信息。RFID收发器天线接收相关联的RFID应答器信号，所述信号处理成用于反应区内的过程条件的三维分析。附图说明图1是表示本专利技术系统的实施例的示意图，所述系统用于无线监测和三维分析反应器容器内的反应区的条件。图2是图1中描绘的反应器容器的横截面A-A的平面图。图3是绘示用于反应器的反应区内条件的无线反应器监测和三维分析的系统的某些元件的图。图3绘示了安置在催化剂床内的多个具备传感器功能的标签之间的单一具备传感器功能的RFID标签以及至少三个RFID读取器/询问器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无线监测和分析反应器容器内的过程条件的系统，其中所述系统包含：/n所述反应器容器，其限定反应区，其中所述反应区内设置有催化剂床，所述催化剂床包含催化剂颗粒；/n多个具备传感器功能的RFID标签，其安置在所述催化剂床内；/n第一RFID收发器天线，其无线链接到所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第一询问信号并接收响应于所述第一询问信号传输的第一RFID应答器信号；/n第二RFID收发器天线，其无线链接到所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第二询问信号并接收响应于所述第二询问信号传输的第二RFID应答器信号；以及/n第三RFID收发器天线，其无线链接到所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第三询问信号并接收响应于所述第三询问信号传输的第三RFID应答器信号；/n其中所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个具备传感器功能的RFID标签都编码有唯一的不可变识别码，且/n其中每个具备传感器功能的RFID标签都能够感测所述反应区内的反应条件，接收所述第一询问信号、所述第二询问信号、所述第三询问信号，并且响应于所述第一询问信号传输所述第一RFID应答器信号，并且响应于所述第二询问信号传输所述第二RFID应答器信号，并且响应于所述第三询问信号传输所述第三RFID应答器信号；/n由此确定并分析整个所述反应区中的过程条件。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180111 US 62/616,1551.一种用于无线监测和分析反应器容器内的过程条件的系统，其中所述系统包含：
所述反应器容器，其限定反应区，其中所述反应区内设置有催化剂床，所述催化剂床包含催化剂颗粒；
多个具备传感器功能的RFID标签，其安置在所述催化剂床内；
第一RFID收发器天线，其无线链接到所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第一询问信号并接收响应于所述第一询问信号传输的第一RFID应答器信号；
第二RFID收发器天线，其无线链接到所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第二询问信号并接收响应于所述第二询问信号传输的第二RFID应答器信号；以及
第三RFID收发器天线，其无线链接到所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签，并且能够传输第三询问信号并接收响应于所述第三询问信号传输的第三RFID应答器信号；
其中所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个具备传感器功能的RFID标签都编码有唯一的不可变识别码，且
其中每个具备传感器功能的RFID标签都能够感测所述反应区内的反应条件，接收所述第一询问信号、所述第二询问信号、所述第三询问信号，并且响应于所述第一询问信号传输所述第一RFID应答器信号，并且响应于所述第二询问信号传输所述第二RFID应答器信号，并且响应于所述第三询问信号传输所述第三RFID应答器信号；
由此确定并分析整个所述反应区中的过程条件。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述催化剂颗粒包含无机氧化物组分和金属组分。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签包含可操作地连接到传感器装置的RFID标签，所述传感器装置用于感测环境或过程条件并且用于向所述RFID标签提供表示所述环境或过程条件的信号输入。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述RFID收发器天线中的一个或多个定位在所述反应器容器的所述反应区内。


5.根据权利要求4所述的系统，其中所述反应器容器包括：入口装置，其提供用于将进料流引入到所述反应区中的流体连通；以及出口装置，其提供用于从所述反应区移除流出物流的流体连通。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述反应器条件选自由以下组成的环境条件的组：压力、温度、化学组成、蒸汽和液体组成、密度、流速、pH值、振动、辐射、磁通量、光强度和声音强度。


7.根据权利要求6所述的系统，其中所述RFID收发器天线中的每一个可操作地连接到信号处理系统，所述信号处理系统提供用于向所述RFID收发器天线提供所述询问信号以及用于接收由所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签传输的所述RFID应答器信号的装置。


8.根据权利要求3所述的系统，其中所述RFID收发器天线中的一个或多个定位在所述反应器容器的所述反应区的外部。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述反应器容器包括：入口装置，其提供用于将进料流引入到所述反应区中的流体连通；以及出口装置，其提供用于从所述反应区移除流出物流的流体连通。


10.根据权利要求9所述的系统，其中所述反应器条件选自由以下组成的环境条件的组：压力、温度、化学组成、蒸汽和液体组成、密度、流速、pH值、振动、辐射、磁通量、光强度和声音强度。


11.根据权利要求10所述的系统，其中所述RFID收发器天线中的每一个可操作地连接到信号处理系统，所述信号处理系统提供用于向所述RFID收发器天线提供所述询问信号以及用于接收由所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签传输的所述RFID应答器信号的装置。


12.一种用于无线监测和分析反应器容器内的过程条件的方法，其中所述方法包含：
提供限定反应区的所述反应器容器以及多个具备传感器功能的RFID标签，其中所述反应区内设置有催化剂床，所述催化剂床包含催化剂颗粒，所述多个具备传感器功能的RFID标签安置在所述催化剂床内；
其中所述多个具备传感器功能的RFID标签中的每个所述具备传感器功能的RFID标签都编码有唯一的不可变识别码，并且进一步配置成测量所述催化剂床内的与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·沃格特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL