[發明專利]用于檢測沉積物的設備和方法

有效

• 申請號: 201280063255.1
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN104011529B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: F·賽德;C·弗洛肯;P·比爾甘斯;M·舒爾茨
• 申請（專利權）人: 索理思科技開曼公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N29/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 王瓊

技術領域

本發明涉及用于檢測和分析沉積物的設備和方法。

背景技術

如發電廠、鋼廠、紙漿或者造紙廠等的工業工廠通常包括用于引導或者存儲流體的裝置，例如管線或者流體容器。已知的問題是，有機和無機的物質沉積在用于引導或者存儲流體的這些裝置的內壁上，由此污垢或者水垢沉積物的積累至少部分地阻塞了通過引導裝置的流動，并且被引導或者存儲的流體可能變得被污染。這是引起大量操作問題的不希望發生的事情，這些操作問題例如為，設備的阻塞，化學制品的低效使用，使用成本的增加，由于停工導致的生產損失，腐蝕，以及由于污垢量的增加而導致的產品的降級。

原則上，人能區別一方面的污垢沉積物和另一方面的水垢沉積物。污垢沉積物是有機沉積物，其經常在水系統中以生物膜的形式發生。這種生物膜實質上包含微生物，例如，細菌、藻類、真菌類和原生動物。與之相反，水垢沉積物從無機物質發生，其已經被確定為包括，例如，鈣(碳酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽)、鋁(硅酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽)、硫酸鋇、放射性的硫酸鐳和硅酸鎂的復合物。

為了避免污垢沉積物的積累，特別是生物膜的生長，作為對策考慮在流體中增加進了生物殺滅劑。通過增加基于丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸和天冬氨酸的均聚物、共聚物和三元共聚物的化學沉積物控制劑，可去除水垢沉積物。另外，化學沉積物控制劑可以基于有機膦酸鹽及其衍生物，也基于多磷酸鹽。

這些生物殺滅劑和化學沉積物控制劑的劑量必須被非常仔細且謹慎地完成，因為它們非常昂貴并且會引起健康危害。因而需要區別水垢和污垢沉積物，并且需要確定水垢或者污垢沉積物的厚度。

在現有技術文獻WO 2009/141 135 A1中公開了一種用于高精度測量在流體容器內部的污垢或者水垢沉積物的特性的方法和裝置。超聲發射信號由超聲換能器朝向在流體容器內部的反射區域發射，并且通過估算反射區域的或者覆蓋反射區域的沉積物的時域反射信號來測量超聲換能器和反射區域之間或者超聲換能器和在反射區域上的沉積物之間的距離。測量距離與參考距離進行比較，該參考距離已經在反射區域上沒有任何沉積物的初始校準測量步驟中被測量。測量距離和參考距離之間的差是用于沉積物的厚度的測量值。這種方法的一個缺陷是，在超聲換能器和反射區域之間的真正的距離例如隨著流體容器內部的溫度或者壓力而變化。因此，在超聲換能器和反射區域之間在測量時的當前距離不能準確地由之前測量的參考距離來限定。因此，沉積物的厚度的測量值根據操作狀態，如壓力和溫度，包括了未知的偏差。

工業工廠經常包括多種功能單元，如鍋爐、換熱器、冷凝器、攪拌器等。這些多種的功能單元通過連接管道等等特別地串聯和/或并聯地互相連接。

用于測量在工業工廠中的污垢或者水垢沉積物的已知裝置的一個問題是，因為例如在功能單元內部的有限的安裝空間或者過分升高的溫度，所以很難將像這樣的測量裝置安裝在功能單元的內部。因此，該裝置經常設置在功能單元之間的連接管道處或者其中，即使功能單元內部的溫度經常地高于連接管道上的溫度，特別是在功能單元包括例如鍋爐時。這對于測量的質量是不利的，因為較高的溫度增加了污垢的生長，由此經常在功能單元內部比在連接管道內部中的沉積物的積累更高。因此，在連接管中測量的結果被歪曲，并且在關聯區域上的沉積物的厚度也不能精確地被確定。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種用于檢測污垢和/或水垢沉積物的設備和方法，即使該設備因為例如有限的安裝空間而不能被直接地安裝在功能單元的內部，該設備和方法也允許準確地確定在功能單元中的污垢和/或水垢的沉積物。

通過用于檢測在液體承載系統內部的反射區域上的沉積物的設備實現了本發明的目的，該設備包括用于朝向反射區域發射超聲發射信號的超聲換能器，和用于檢測超聲反射信號的檢測裝置，該超聲反射信號是通過超聲發射信號在反射區域的區域上的反射獲取的，其中，該設備還包括用于增加反射區域的溫度的加熱裝置。