[發(fā)明專利]用于監(jiān)測在管道系統(tǒng)中包括的對象的狀況的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011443971.5
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN113008995A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 迪米特里·韋西埃;德克·多澤
• 申請（專利權(quán)）人: 恩德萊斯和豪斯集團(tuán)服務(wù)股份公司
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/04
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 趙曉祎;戚傳江

本發(fā)明涉及用于監(jiān)測在管道系統(tǒng)中包括的對象的狀況的系統(tǒng)和方法。方法允許在對象在管道系統(tǒng)中保持就位時(shí)監(jiān)測每個(gè)對象的狀況，包括步驟：連續(xù)地或重復(fù)地測量安裝在管道上的振動(dòng)裝置的振蕩元件的共振頻率，振蕩元件延伸到管道中，表現(xiàn)出與對象的相應(yīng)易感性相對應(yīng)的對由堆積、磨損和/或腐蝕引起的損傷的易感性，振動(dòng)裝置包括使振蕩元件以共振頻率振蕩的換能器和測量共振頻率的測量單元，共振頻率因振蕩元件的堆積而下降以及因振蕩元件的腐蝕和磨損而增加；以及基于在至少一個(gè)第一時(shí)間間隔期間測量的測量頻率來監(jiān)測對象的狀況，其中在第一時(shí)間間隔期間管道系統(tǒng)以第一模式操作并且振蕩元件浸入第一介質(zhì)中，并且確定和提供至少一個(gè)監(jiān)測結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測至少一個(gè)對象的狀況的系統(tǒng)和方法，特別是計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，所述至少一個(gè)對象包括在用于輸送至少一種產(chǎn)品的管道系統(tǒng)中，其中：所述管道系統(tǒng)包括用于輸送所述產(chǎn)品的管道，每個(gè)對象包括暴露于流過所述管道的所述產(chǎn)品的至少一個(gè)表面，每個(gè)對象由于所述表面暴露于所述產(chǎn)品而易受由以下中的至少一個(gè)引起的損傷：堆積、磨損和/或腐蝕，并且所述管道系統(tǒng)能夠以第一模式操作，其中所述管道填充有第一介質(zhì)。

背景技術(shù)

包括至少一個(gè)管道的管道系統(tǒng)用于各種類型的工業(yè)，例如食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和油氣工業(yè)，以將例如各種類型的流體的產(chǎn)品從一個(gè)地點(diǎn)輸送到另一個(gè)地點(diǎn)。

這些管道系統(tǒng)包括至少一個(gè)對象，例如管道的內(nèi)壁，其具有暴露于流過所述管道的產(chǎn)品的表面。由于它們的表面暴露于所述產(chǎn)品，這些對象易受由以下中的至少一個(gè)引起的損傷：堆積、磨損和/或腐蝕。所述易感性的大小依賴于通過所述管道輸送的產(chǎn)品的類型和所暴露表面的特性(例如材料)。堆積是由具有粘附或粘結(jié)到所述暴露表面的傾向的產(chǎn)品的沉積引起的。作為一個(gè)示例，在所述管道的內(nèi)壁上積聚的堆積層將減小所述管道的內(nèi)徑，并因此增加所述管道的流動(dòng)阻力。從長遠(yuǎn)來看，連續(xù)增加的堆積層厚度甚至可能導(dǎo)致所述管道的堵塞。作為對策，易受堆積的管道被定期清潔。磨損是由流過所述管道的磨蝕性產(chǎn)品引起的，例如包括沙子或其它磨蝕性顆粒的產(chǎn)品。表面腐蝕是由腐蝕所述管道的內(nèi)壁的腐蝕性產(chǎn)品引起的，例如含鹽的或酸性的液體。在長期運(yùn)行中，磨損以及腐蝕將減小所述管道的壁厚，并因此降低所述管道的機(jī)械穩(wěn)定性。作為對策，易受腐蝕和/或磨損的內(nèi)壁的管道通常被定期更換。定期清潔或更換管道會(huì)導(dǎo)致成本增加，并且通常需要中斷在包括所述管道系統(tǒng)的現(xiàn)場執(zhí)行的過程。

由于在所述管道系統(tǒng)的操作期間通常不可能目視檢查管道的內(nèi)壁，所以在相繼的清潔或更換之間的間隔通常保持很短，以致在所有情況下都確保所述管道系統(tǒng)的安全操作。因此，它們經(jīng)常由于所述管道的真實(shí)狀況而在真正需要它們之前很長時(shí)間就執(zhí)行。另一方面，應(yīng)用較長的時(shí)間間隔可能導(dǎo)致清潔或更換執(zhí)行得太晚。這可能具有關(guān)于所述管道系統(tǒng)的安全性以及可操作性的嚴(yán)重后果，這進(jìn)而可能對人員和/或環(huán)境造成傷害、高附加成本和/或延長所述管道系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。因此，工業(yè)上需要在所述管道系統(tǒng)的操作期間監(jiān)測這些管道的內(nèi)壁的狀況，以便優(yōu)化在相繼的清潔或更換之間的時(shí)間間隔。

對于用于監(jiān)測和/或確定介質(zhì)的過程變量的振動(dòng)裝置，例如用于監(jiān)測介質(zhì)的液位超過或低于預(yù)定位的限位開關(guān)，堆積以及腐蝕也是一個(gè)問題。這種類型的裝置例如由Endress+Hauser集團(tuán)(恩德萊斯和豪瑟爾集團(tuán))出售的。振動(dòng)裝置通常包括振蕩元件、使所述振蕩元件振蕩的換能器以及測量所產(chǎn)生的振蕩的頻率的測量單元。在操作期間，這些振動(dòng)裝置通常被安裝成使得所述頻率取決于待測量或監(jiān)測的過程變量。由介質(zhì)在所述振蕩元件上的沉積引起的堆積增強(qiáng)了振蕩質(zhì)量，并且因此降低了頻率。所述振蕩元件的腐蝕減少了振蕩質(zhì)量，從而增加了頻率。所述振蕩質(zhì)量的不是由待測量或待監(jiān)測的過程變量的相應(yīng)變化引起的任何變化，削弱了所述振動(dòng)裝置監(jiān)測和/或確定所述過程變量的能力。該問題在例如US 7,665,357B2中得以解決，其中描述了一種振動(dòng)裝置，該振動(dòng)裝置被設(shè)計(jì)成當(dāng)振蕩元件的振蕩頻率下降到基于所述振蕩頻率對待監(jiān)測和/或確定的過程狀況和/或過程變量的依賴性而確定的可調(diào)節(jié)極限以下時(shí)發(fā)出堆積警報(bào)。此外，DE102017102550A1描述了一種檢測振動(dòng)裝置的振蕩元件的腐蝕或堆積的方法，其中使所述振蕩元件以共振頻率振蕩，并且基于所述共振頻率來檢測腐蝕或堆積。