[發(fā)明專利]在流體處理應(yīng)用中確定表面上的水垢厚度的裝置和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780070334.8
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN109952507A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·L·布利斯;T·F·帕特森
• 申請（專利權(quán)）人: 索理思科技公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01B15/02;G01B7/06;G01N29/44;G01N17/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

1.一種用于確定傾向于積累水垢的加熱表面上的水垢積累的裝置，其包括：

第一或測量超聲波發(fā)射器-接收器組件，其具有超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面，其中所述測量超聲波發(fā)射器-接收器組件能夠經(jīng)由工業(yè)流體發(fā)射和接收超聲波信號；加熱的靶組件，其具有加熱的靶水垢累積表面；其中發(fā)射的超聲波信號被從所述加熱的靶水垢累積表面反射出，或者從在所述加熱的靶水垢累積表面上的水垢積累反射出，并返回至所述測量超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面；

第二或參考超聲波發(fā)射器-接收器組件，其具有超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面，其中所述參考超聲波發(fā)射器-接收器組件能夠經(jīng)由與測量超聲波信號相同的工業(yè)流體發(fā)射和接收超聲波信號；以及未加熱的抗結(jié)垢超聲波反射表面，其中所述未加熱的抗結(jié)垢超聲波反射表面與所述參考超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面相距已知且固定的距離；

一個(gè)或多個(gè)信號處理器，其用于測量所述超聲波信號行進(jìn)過從所述參考超聲波發(fā)射器-接收器組件經(jīng)由所述工業(yè)流體到達(dá)所述未加熱的抗結(jié)垢超聲波反射表面并經(jīng)由所述工業(yè)流體返回至所述參考超聲波發(fā)射器-接收器的所述已知距離的渡越時(shí)間，所述渡越時(shí)間與已知的分離距離一起用于計(jì)算所述超聲波信號經(jīng)由所述工業(yè)流體的實(shí)時(shí)速度；以及還測量所述超聲波信號從所述測量超聲波發(fā)射器-接收器組件經(jīng)由所述工業(yè)流體到達(dá)所述加熱的靶水垢累積表面、或到達(dá)所述加熱的靶水垢累積表面上的所述水垢層并經(jīng)由所述工業(yè)流體返回至所述測量超聲波發(fā)射器-接收器組件的渡越時(shí)間，其中使用所述超聲波經(jīng)由所述工業(yè)流體的所述渡越時(shí)間和所述實(shí)時(shí)速度來計(jì)算所述測量超聲波發(fā)射器-接收器與所述加熱的靶水垢累積表面或所述加熱的靶水垢累積表面上的所述水垢層之間的距離。

2.一種用于確定傾向于積累水垢的未加熱表面上的水垢積累的裝置，其包括：

第一或測量超聲波發(fā)射器-接收器組件，其具有超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面，其中所述超聲波發(fā)射器-接收器組件能夠經(jīng)由工業(yè)流體發(fā)射和接收超聲波信號；以及超聲波反射器/水垢采集靶，其具有水垢累積表面，其中所述發(fā)射的超聲波信號被從所述水垢累積表面或在所述靶水垢累積表面上的所述水垢反射出并經(jīng)由所述工業(yè)流體返回至所述測量超聲波發(fā)射器-接收器組件的所述測量超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面；

第二或參考超聲波發(fā)射器-接收器組件，其具有超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面，其中所述超聲波發(fā)射器-接收器組件能夠經(jīng)由工業(yè)流體發(fā)射和接收超聲波信號；以及超聲波信號反射靶，其具有抗結(jié)垢超聲波反射表面，其中所述發(fā)射的超聲波信號被從所述抗結(jié)垢超聲波反射表面反射出并返回至所述參考發(fā)射器-接收器組件的所述超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面，所述抗結(jié)垢超聲波反射表面與所述參考發(fā)射器-接收器組件相距已知且固定的距離；

一個(gè)或多個(gè)信號處理器，其用于測量所述超聲波信號行進(jìn)過從具有超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面的所述參考超聲波發(fā)射器-接收器組件經(jīng)由所述工業(yè)流體到達(dá)所述抗結(jié)垢超聲波信號反射靶、并經(jīng)由所述工業(yè)流體返回至具有超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面的所述參考超聲波發(fā)射器-接收器組件的所述已知距離的渡越時(shí)間，所述渡越時(shí)間與所述已知的分離距離一起用于計(jì)算所述參考超聲波信號經(jīng)由所述工業(yè)流體的實(shí)時(shí)速度；以及還測量所述超聲波信號從所述測量超聲波發(fā)射器-接收器組件經(jīng)由所述工業(yè)流體到達(dá)具有水垢累積表面的所述超聲波反射器/水垢采集靶、并經(jīng)由所述工業(yè)流體返回至所述測量超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面的渡越時(shí)間，其中使用所述參考超聲波信號的所述渡越時(shí)間和所述實(shí)時(shí)速度來計(jì)算所述測量超聲波發(fā)射器-接收器齊平表面與所述加熱的靶水垢累積表面或所述加熱的靶水垢累積表面上的所述水垢之間的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述加熱的靶組件還包括加熱器、加熱的靶、加熱的靶水垢累積表面、溫度傳感器1、溫度傳感器2、絕緣體和絕緣間隔件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述裝置還包括一個(gè)或多個(gè)測量裝置，所述一個(gè)或多個(gè)測量裝置用于測量所述工業(yè)流體的溫度變化、離子濃度或組成變化、溶解或懸浮的非離子組分的濃度或組成的變化，和/或密度變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述超聲波信號是脈沖形式，并且可以在所述參考超聲波發(fā)射器-接收器組件與所述測量超聲波發(fā)射器-接收器組件之間交替。