[發明專利]過程觀測設備

有效

• 申請號: 201880080029.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111465883B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: R·T·邁利
• 申請（專利權）人: MSE梅里股份公司
• 主分類號: G02B23/24
• 分類號: G02B23/24;G02B23/26
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 胡強;許峰

本發明涉及一種設備(1)尤其過程觀測設備用于尤其在大型機器設備中在運行期間不中斷生產和/或開發和研究過程地在線或原地觀察、監測、閉環和開環控制防爆容器和反應容器內的物理化學過程流程。設備包括具有筒前端的觀察筒(3)、光電或光譜照相機(6)、具有電子保護電路(5)和照明裝置(4)的殼體(2)及圖像處理電子器件。筒前端不具有任何點燃源且適于防爆區域中的危險區0/20或1/21。殼體能防爆且適于防爆區域中的危險區1/21和/或2/22。電源單元和數據采集、數據分析和數據記錄系統被提供用于防爆區域中的危險區NH。設有光導體尤其光纜以從照明裝置到筒前端傳輸光并從筒前端到光電或光譜照相機傳輸圖像。設置單模或多模玻璃纖維數據線以將圖像數據從光電或光譜照相機傳輸到數據采集、數據分析和數據記錄系統。通過在筒前端側面布置照明和監測前窗可在反應容器內進行視差測距。

技術領域

本發明涉及根據本申請意圖保護的用于觀察、監測、控制和調節防爆反應容器內部的過程流程的設備及其用于在線或原地觀察、監測、控制和調節這種過程流程的用途。

背景技術

像例如從US4,965,601中知道地，用于監測生產和/或開發和研究過程的設備尤其應用在實驗室系統和/或例如石化業、化工業、制藥業和/或食品業的大型機器生產系統中。為此，反應容器配備有觀察窗，觀察窗允許對物料流、尤其是反應步驟或反應物料的性能和狀態直接進行目視觀察。顯然，這些觀察設備及其透鏡系統承受巨大的物理和化學負荷，因此必須構造成很堅固耐用。可惜，這些設備需要安裝在各自容器中的較大的觀察窗，但在極端負荷條件下，觀察窗會以不期望的方式磨損、腐蝕、泄漏或甚至破裂，即，因此削弱設備的可用性。

因此，就像例如EP-0′996′865所公開的內窺鏡或視頻內窺鏡設備與相對較小的觀察窗一起使用。這些內窺鏡設備也僅適用于本領域技術人員直接進行過程觀察，即不允許電子圖像評估以進行過程控制。

例如由US6′570′647公開一種用于評估觀察到的過程數據的經過考驗的設備，它包括至少一個光電測量探針，其具有可固定在反應器上的光學傳感器頭、光波導、光電傳感器，光電傳感器的電信號被送到計算機控制的評估單元。該設備允許同時執行不同的測量并可用于離線或在線分析。

還知道了像例如DE-198′28′688所描述的內窺鏡或視頻內窺鏡設備，借此可以間歇地或連續地實時監測和控制過程反應器內的過程。這些設備具有光電內窺鏡并輔助地具有其它非光學傳感器，其信號被送到評估和控制設備。以下，內窺鏡或視頻內窺鏡設備也被稱為“過程觀測設備”。

本領域技術人員應當理解，這些已知的過程觀測設備并不直接適用于有爆炸危險的環境。對于這樣的環境存在明確的防爆規定，如下進一步所述。

防爆屬于安全技術領域并用于防止技術產品或化學產品、系統和其它裝置對人員和財產造成損害。它實質上關系到爆炸形成，例如由灼熱表面上的點燃(如變熱的電子元件)、火花(如來自靜電放電)、短波輻射和強光(如來自其能量吸收)或其它點火源被觸發以及由于不允許的壓力波而導致壓力容器爆裂或破裂而引起的爆炸。

在各不同行業領域中，例如在礦業(礦井爆炸、甲烷或煤塵點燃)、發電廠(蒸汽鍋爐)、化工業(化學反應器)、石化業(即石油和天然氣工業(管道、貯油庫、燃氣鍋爐))、制造業(磨坊或谷物倉庫中的面粉粉塵爆炸)或木工行業中，均以法律規定了有效防爆(以下也稱為防爆)。

因此，存在針對于防爆的各種規定、標準(如IEC或EN)和法規，例如歐盟的ATEX準則或美國的美國電氣規程(NEC)。特別是，有爆炸危險的系統根據其潛在危險被劃分如下：

0/20區：具有最高危險等級的區域(即，溫升超過閃點)；

1/21區：具有高危險等級的區域(即，溫升可能超過閃點，在此通過合適的監測設備降低爆炸可能性)；

2/22區：爆炸概率低的區域；

NH區：不具有特殊爆炸危險(非危險)的區域。