Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта

Авторы патента:


Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта
G01N29/44 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2627948:

МАЙКРО МОУШН, ИНК. (US)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматического обнаружения концентрации технологического материала. Предложено устройство и способ для того, чтобы автоматически переключать матрицы в измерителе для определения концентрации продукта неизвестного материала, который может представлять собой очищающий материал или применяемый материал. Настоящее изобретение использует измеряемую линейную плотность и линейную температуру материала наряду с эталонной температурой для того, чтобы вычислять эталонную плотность. Используя эталонную температуру и эталонную плотность, можно определять концентрацию материала в процентных долях. Технический результат – повышение точности и автоматичности определения изменения технологического материала и концентрации каждого материала. 3 н. и 9 з.п.ф-лы, 11 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для того, чтобы автоматически обнаруживать концентрацию технологического материала. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу для того, чтобы автоматически переключать матрицы при определении концентрации продукта неизвестного материала.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Производственный опыт показывает, что во многих применениях для измерения концентрации, в частности, таких как установки для продуктов питания и напитков, где необходимы процедуры CIP (очистка на месте) или SIP (санитарная обработка на месте), необходима как концентрация измеряемого применяемого материала, так и концентрация очищающего материала.

Число применений, в которых необходимо измерение концентрации двух различных материалов с помощью одной и той же установки, выходит далеко за пределы традиционно известного рынка продуктов питания и напитков. На сегодняшний день любое применение, в котором больше чем один технологический материал может присутствовать в точке измерения, требует больше чем одного измерения или технологии измерения. Рынки и применения, в которых имеет место эта ситуация, включают любые перекачивающие трубопроводы для нескольких материалов (например, с нефтью и газом), перегонка, производители химических товаров особого спроса, производители неупакованных химических товаров и т. д.

В настоящее время, вторичные концентрационные применения используют технологии, такие как измерители pH и проводимости. Использование этих вторичных технологий измерения требует дополнительных разрывов в технологической линии. Эти дополнительные разрывы технологической линии предоставляют значительную возможность для утечек применяемого материала или очищающего материала в окружающую среду. С учетом того, что очищающие материалы типично являются токсичными, любая возможность уменьшения точек утечки имеет большое значение.

Как указано выше, зонды проводимости и pH используют для того, чтобы определять концентрацию кислоты или щелочи к очищающем материале. Эти измерители, в дополнение к дополнительным капитальным расходам, необходимым для их приобретения, также требуют значительных затрат и времени для повторной калибровки и обслуживания. Наконец, необходимость управления и обучения рабочих множеству технологий измерения часто может быть обременительной, поскольку требует больших затрат на инвестиции в обучение.

Исходя из описанных выше проблем, существует необходимость в одном измерительном устройстве и способе, который может точно и автоматически определять изменения технологического материала и концентрацию каждого материала.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предусматривает одно измерительное устройство и способ, который автоматически переключает матрицы для того, чтобы определять тип технологического материала и концентрацию неизвестного материала, который может представлять собой очищающий материал или применяемый материал. Это автоматическое переключение матриц позволяет аппарату определять, когда технологический материал, подлежащий измерению или производству, вернулся в технологическую точку, и, тем самым, автоматически переключать матрицу концентрации обратно в исходное состояние.

Предпочтительно, использование одного измерительного устройства в одной точке измерения дополнительно обеспечивает меньшую возможность для точек утечки. В существующих способах, где используют множество технологий измерения, дополнительные разрывы в технологической линии вели к более значительным возможностями для утечки или применяемого материала или очищающего материала в окружающую среду. Учитывая, что очищающие материалы типично являются токсичными, любая возможность для уменьшения точек утечки имеет высокое значение.

Такое измерительное устройство также должно быть способно повышать безопасность применения посредством индикации не только правильной силы (или неправильной силы) очищающего материала, но также когда очищающий материал полностью вымыт из точки применения, таким образом, позволяя проводить какое-либо ручное вмешательство/обслуживание аппаратуры без риска повреждения персонала или оборудования опасными кислотами или щелочами.

АСПЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному из аспектов, способ обнаружения технологического материала в технологической линии с использованием измерителя содержит по меньшей мере две или более матрицы технологических материалов, указанный способ включает стадии:

измерение линейной плотности технологического материала;

измерение линейной температуры технологического материала; и

идентификация матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.

Предпочтительно стадия идентификации матрицы технологического материала дополнительно включает стадии:

сравнение линейной плотности и линейной температуры технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и

идентификация конкретной матрицы технологического материала, если указанная линейная плотность и линейная температура технологического материала попадает в пределы значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.

Предпочтительно, стадия идентификации матрицы технологического материала дополнительно включает стадии:

сравнение линейной плотности и линейной температуры технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и

подача сигнала об ошибке, если указанная линейная плотность и линейная температура технологического материала не попадает в пределы значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.

Предпочтительно, способ обнаружения технологического материала в технологической линии дополнительно включает стадии:

определение эталонной температуры технологического материала;

определение эталонной плотности материала на основании линейной плотности, линейной температуры и эталонной температуры; и

определение концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.

Согласно одному из аспектов, измерительная система для обнаружения технологического материала в технологической линии, указанная измерительная система содержит:

измеритель в соединении по текучей среде с технологическим материалом, где измеритель выполнен с возможностью обнаружения свойства технологического материала; и

измерительная электроника в соединении с измерителем, где измерительная электроника дополнительно содержит:

систему хранения для хранения двух или более матриц технологических материалов; и

последовательность команд выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.

Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:

последовательность команд линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;

температурный сигнал для измерения линейной температуры технологического материала; и

последовательность команд определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.

Предпочтительно, последовательность команд определения материала дополнительно содержит:

последовательность команд ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная последовательность команд определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.

Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:

последовательность команд плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, где эталонная плотность основана на линейной плотность и эталонной температуре; и

последовательность команд концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.

Согласно одному из аспектов, измерительная электроника содержит:

систему хранения для хранения двух или более матриц технологических материалов; и

последовательность команд выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.

Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:

последовательность команд линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;

температурный сигнал для измерения линейной температуры технологического материала; и

последовательность команд определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.

Предпочтительно, последовательность команд определения материала дополнительно содержит:

последовательность команд ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная последовательность команд определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.

Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:

последовательность команд плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, где эталонная плотность основана на линейной плотности и эталонной температуре; и

последовательность команд концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

Одинаковые номера позиций обозначают один и тот же элемент на всех чертежах. На чертежах не обязательно соблюден масштаб.

На фиг. 1 представлен график зависимости плотности от концентрации;

на фиг. 2 представлен трехмерный график плотности, температуры и концентрации;

на фиг. 3 представлен трехмерный график плотности, температуры и концентрации, показывающий температурные изотермы;

на фиг. 4 представлена таблица справочных данных образцов со значениями температуры и плотности;

на фиг. 5 представлена блок-схема, которая иллюстрирует способ согласно одному из вариантов осуществления;

на фиг. 6 представлена блок-схема, которая иллюстрирует способ согласно одному из вариантов осуществления;

на фиг. 7 представлена таблица справочных данных со значениями температуры и плотности технологического материала (Брикс);

на фиг. 8 представлена справочная таблица значений температуры и плотности технологического материала (каустическая сода);

на фиг. 9 представлено автоматически переключающееся концентрационное приложение;

на фиг. 10 представлен измеритель согласно одному из вариантов осуществления; и

на фиг. 11 представлена измерительная электроника согласно одному из вариантов осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1-11 и в последующем описании представлены конкретные примеры, рассказывающие специалистам в данной области, как создать и использовать лучший вариант осуществления изобретения. С целью изложения патентоспособных принципов некоторые стандартные аспекты упрощены или не освещены. Специалисты в данной области примут во внимание вариации этих примеров, которые входят в объем изобретения. Специалисты в данной области примут во внимание, что признаки, описанные далее, можно комбинировать различными способами для того, чтобы формировать множество вариаций изобретения. Как результат, изобретение ограничено не конкретными примерами, описанными далее, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.

Обыкновенный способ определения концентрации технологического материала основан на плотности и температуре. Поскольку нет взаимно-однозначной зависимости между плотностью и концентрацией (см. фиг. 1), необходим график трехмерной поверхности с использованием концентрации, температуры и плотности (см. фиг. 2). Концентрацию определяют по плотности с помощью следующих стадий:

1. Применение температурной коррекции к данным о плотности технологического материала. На этой стадии текущую точку на поверхности плотности преобразуют в эквивалентную точку на эталонной температурной изотерме, получая значение плотности при эталонной температуре (см. фиг. 3).

2. Преобразование скорректированного значения плотности в значение концентрации. Поскольку все значения плотности скорректированы по температуре, какие-либо изменения в плотности будут результатом изменения композиции технологического материала, и можно применять взаимно-однозначное преобразование.

Графики поверхностей генерируют из общедоступных таблиц данных (см. фиг. 4) или из конкретных пользовательских данных.

На фиг. 5 представлена образцовая операция для того, чтобы определять процент концентрации тестируемого технологического материала.

Согласно одному из вариантов осуществления, на стадии 510, определяют линейную плотность технологического материала. На стадии 520 определяют линейную температуру технологического материала. В вариантах осуществления настоящего изобретения линейную плотность и линейную температуру технологического материала определяют посредством известных измерительных систем, включая датчики Кориолиса, измерители плотности, вибрационные денситометры и т. д. На стадии 530 определяют эталонную температуру. Эталонная температура представляет собой температуру, для которой будут корректировать значения плотности. На стадии 540 эталонную плотность определяют на основании эталонной температуры. На стадии 550 концентрацию технологического материала определяют на основании эталонной температуры и эталонной плотности с использованием матрицы технологического материала. Матрицу технологического материала генерируют из таблиц данных (см. фиг. 4), она покрывает диапазон плотностей и температур и ее хранят в измерительной системе.

На фиг. 6 представлена образцовая операция согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления способ позволяет измерительной системе хранить две или более различных матрицы технологических материалов, включая два различных диапазона значений плотности и температуры. Матрицы технологических материалов представляют применение и очищающие материалы, которые можно использовать в конкретном применении.

На стадии 610 измерительная система измеряет линейную плотность и линейную температуру неизвестного материала. На стадии 620 на основании измеряемой линейной плотности и измеряемой линейной температуры выполняют определение в отношении того, которую матрицу следует использовать для того, чтобы определять неизвестный материал и его процент концентрации. На стадии 630, если значения измеряемой линейной плотности и измеряемой линейной температуры попадают в диапазон плотностей и температур первой матрицы, то неизвестный материал идентифицируют как технологический материал, связанный с матрицей 1, и матрицу 1 используют для того, чтобы определять концентрацию технологического материала на стадии 640. На стадии 670, если измеряемые значения линейной плотности и линейной температуры попадают в диапазон плотностей и температур второй матрицы, то неизвестный материал идентифицируют как технологический материал, связанный с матрицей 2, и матрицу 2 используют для того, чтобы определять концентрацию технологического материала на стадии 680. На стадии 690, если измеряемые значения линейной плотности и линейной температуры не попадают в диапазоны плотностей и температур или первой или второй матрицы, тогда сообщают об ошибке.

В вариантах осуществления настоящего изобретения технологический материал может представлять собой конкретный применяемый материал или очищающий материал. Соответственно, настоящее изобретение предусматривает процесс принятия решений, в котором используют измеряемую линейную плотность и измеряемую линейную температуру неизвестного материала для того, чтобы автоматически обнаруживать, относится ли тестируемый материал к конкретному применяемому материалу или очищающему материалу, и определять процент концентрации материала. В настоящем варианте осуществления измерительная система содержит две матрицы; однако, предусмотрено, что больше двух можно использовать, по мере необходимости, для конкретного применения.

На фиг. 7 представлена справочная таблица значений температуры и плотности образцового раствора продукта (Брикс), используемого для вычисления матрицы, хранимой в измерителе. На фиг. 8 представлена справочная таблица значений температуры и плотности образцового очищающего раствора NaOH (каустическая сода), используемого для вычисления матрицы, хранимой в том же измерителе.

Используя вышеуказанные измерительную систему и способ, если находят, что тестируемый технологический материал имеет линейную плотность 1,1427 г/см3 и линейную температуру 40°C, настоящее изобретение идентифицирует, что линейная плотность и линейная температура находятся в диапазоне матрицы Брикса и что технологический материал состоит из тяжелого раствора (например, Брикс). Соответственно, следует использовать вычисление матрицы в соответствии с Бриксом. Например, на основании вышеприведенных данных, эталонная плотность 1,1513 г/см3 должна быть определена на основании линейной плотности 1,1427 г/см3 и эталонной температуры 20 °C. Получаемая концентрация соответствует измерению 35° по Бриксу.

Альтернативно, если находят, что тестируемый технологический материал имеет линейную плотность 1,0248 г/см3 и линейную температуру 80°C, настоящее изобретение идентифицирует, что линейная плотность и линейная температура находятся в диапазоне матрицы NaOH и что технологический материал состоит из слабого очищающего раствора (например, каустическая сода). Соответственно, следует использовать вычисление матрицы, соответствующей NaOH. Например, на основании вышеприведенных данных, эталонная плотность 1,0538 г/см3 должна быть определена на основании линейной плотности 1,0248 г/см3 и эталонной температуры 20°C. Получаемая концентрация представляет собой измерение 5% масс.

В другом варианте осуществления, если находят, что тестируемый технологический материал имеет линейную плотность 0,9800 г/см3 и линейную температуру 50 °C, настоящее изобретение идентифицирует, что ни одна матрица не совпадает с данными. На основании отсутствия подходящей матрицы для этих условий, измеритель должен создать индикатор, такой как тревога.

Далее приведено образцовое использование настоящего изобретения. Различные фабрики используют каустический очищающий раствор и выбрасывают его в городской водопровод. Чтобы отвечать стандартам по выбросам, общая концентрация NaOH в сточных водах не может превышать концентрацию 5% по массе (а не по объему).

Без настоящего изобретения, на основании тестирования, концентрацию очищающего раствора 50% следует принять, чтобы течь в сливной резервуар. Соответственно, чтобы отвечать стандартам на выбросы, одну часть очищающего раствора следует разбавлять с использованием 19 частей воды. Периодически, образцы тестируют в лаборатории для того, чтобы осуществлять мониторинг соблюдения. Этот подход имеет несколько недостатков, включая: 1) концентрация очищающего раствора может отличаться от исходного образца, 2) концентрация очищающего раствора может варьировать сверх допустимых величин, 3) лабораторное тестирование является медленным и дорогостоящим, и может не уловить серьезные колебания: некоторые партии могут нарушать стандарты, тогда как другие партии содержат больше воды, чем необходимо, что является неоправданно дорогостоящим, 4) переработка отходов по одной партии за раз является неэффективной и 5) нет обеспечения для обращения с плохими партиями.

На фиг. 9 представлено технологическое применение 900 согласно одному из вариантов осуществления. Резервуар 910 содержит технологический материал, который может состоять из применяемого материала или очищающего материала. Резервуар 910 заполняют через наливную линию 920. Когда резервуар 910 заполняют до подходящего уровня, насос 930 перекачивает технологический материал к выпуску, контролируемому выпускным клапаном 940 или рециркуляционным клапаном 950, в зависимости от необходимости. Использование измерительных системы и способов, описанных в настоящем документе, можно реализовать процесс непрерывного смешивания. В данном варианте осуществления измерительная система 960, состоящая из измерителя 120 и измерительной электроники 128, выполнена с возможностью измерения концентрации технологического материала для того, чтобы определять тип технологического материала и его концентрацию. Если измерительная система 960 определяет, что очищающий материал находится в резервуаре, измерительная система 960 будет определять концентрацию очищающего материала и, на основании уровня концентрации, управлять входным клапаном 970, который будет направлять поток воды в резервуар 910. По мере изменения концентрации очищающего текучего вещества измерительная система 960 способна осуществлять компенсацию для поддержания требуемого уровня концентрации через клапан 970, управлять выходным потоком через клапан 940 или осуществлять рециркуляцию потока через рециркуляционный клапан 950. Предпочтительно: 1) компенсируют любые вариации концентрации очищающего раствора, текущего в сливной резервуар, незамедлительно и автоматически, 2) не требуется лабораторное тестирование, и 3) устранено формирование партий, вместе с плохими партиями. Когда процесс очистки завершен и очищающее текучее вещество заменяют на применяемый материал, измерительная система 960 должна быть способна определять новый материал и автоматически переключаться на необходимую матрицу, таким образом устраняя любую необходимость выключения системы и изменения конфигурации измерителя.

На фиг. 10 проиллюстрирован образцовый измеритель 120 измерительной системы 960. Вибрационный элемент 122 (типично имеющий конструкцию «вилки» или «острия») приводят в действие, чтобы он вибрировал на определенной частоте с помощью приводного устройства 124. Тензометрический датчик 126 с вибрационным элементом 122 обнаруживает вибрации вибрационного элемента 122. Измерительную электронику 128 соединяют с приводным устройством 124 и тензометрическим датчиком 126. Также предусмотрены измерители вибрации без вилки или острия.

Измерительная электроника 128 может подавать электрическую мощность на вибрационный элемент 122 через провод или провода 130. Провода 130 содержат соединения для данных, мощности и т. п. от источника питания (не показано), измерительной электроники 128 или других управляющих или вычислительных устройств (не показано). Измерительная электроника 128 может управлять работой измерителя 120 и вибрационного элемента 122. Например, измерительная электроника 128 может генерировать сигнал привода и подавать сигнал привода на приводное устройство 124, где вибрационный элемент 122 приводят в действие для того, чтобы генерировать вибрацию в одном или нескольких вибрационных компонентах, таких как отдельное острие, используя сигнал привода. Сигнал привода может управлять амплитудой вибрации и/или может управлять частотой вибрации. Сигнал привода также может управлять длительностью вибрации и/или хронированием или фазой вибрации.

Измерительная электроника 128 принимает вибрационный сигнал или сигналы от вибрационного элемента 122 через провод или провода 130. Измерительная электроника 128 может обрабатывать вибрационный сигнал или сигналы, например, для того, чтобы генерировать измерение плотности или вязкости. Следует понимать, что другие или дополнительные измерения можно генерировать из вибрационного сигнала или сигналов. В одном из вариантов осуществления измерительная электроника 128 обрабатывает вибрационный сигнал или сигналы, принимаемые от вибрационного элемента 122, чтобы определять частоту сигнала или сигналов. Частота может содержать резонансную частоту вибрационного элемента/текучего вещества, которую можно использовать для того, чтобы определять плотность или вязкость текучего вещества. В связанных вариантах осуществления сигналы от измерительной электроники 128 посылают на другие вычислительные или обрабатывающие устройства для обработки.

Измерительная электроника 128 также может обрабатывать вибрационный сигнал или сигналы для того, чтобы определять другие характеристики текучего вещества, такие как вязкость или фазовый сдвиг между сигналами, которые можно обрабатывать для того, чтобы определять, например, скорость потока текучего вещества. Другие характеристики вибрационного ответа и/или измерения текучего вещества предусмотрены и входят в объем описания и формулы изобретения, например, присутствие твердых веществ, суспендированных в жидкости, и присутствие поверхности контакта жидкости/твердого вещества. Измерительную электронику 128 дополнительно можно соединять с интерфейсом 101, и измерительная электроника 128 может передавать сигналы через этот интерфейс 101. Измерительная электроника 128 может обрабатывать принимаемый вибрационный сигнал для того, чтобы генерировать значение или значения измерений, и может передавать значение или значения измерений через интерфейс 101. Кроме того, измерительная электроника 128 может принимать информацию через интерфейс 101, такую как команды, обновления, рабочие значения или изменения рабочих значений и/или программные обновления или изменения. Кроме того, интерфейс 101 может делать возможной связь между измерительной электроникой 128 и удаленной обрабатывающей системой (не показано). Интерфейс 101 способен к электронной, оптической или беспроводной связи любого типа, например, такой как 4-20ma, HART, RS-485, Modbus, Fieldbus и т. п., без ограничения.

В одном из вариантов осуществления каждое из приводного устройства 124 и тензометрического датчика 126 содержит пьезоэлектрические кристаллические элементы. Приводное устройство 124 и тензометрический датчик 126 располагают смежно с первым 122A и вторым острием 122B вибрационного элемента 122. Приводное устройство 124 и тензометрический датчик 126 выполнены с возможностью контакта и механического взаимодействия с первым и вторым острием 122A, 122B. В частности, приводное устройство 124 может контактировать по меньшей мере с частью первого острия 122A. Приводное устройство 124 расширяется и образует контакт, когда на него воздействует сигнал привода или эталонный сигнал, предоставляемый измерительной электроникой 128. Как результат, приводное устройство 124 поочередно деформируется и, следовательно, смещает первое острие 122A из стороны в сторону при вибрационном движении (см. штриховые линии), возбуждая текучее вещество периодическим, качательным образом. Вибрация второго острия вызывает генерацию соответствующего электрического сигнала посредством тензометрического датчика 126. Тензометрический датчик 126 передает вибрационный сигнал на измерительную электронику 128. Измерительная электроника 128 обрабатывает вибрационный сигнал и может измерять амплитуду вибрационного сигнала и/или частоту вибрационного сигнала у вибрационного сигнала. Измерительная электроника 128 также может сравнивать фазу сигнала от тензометрического датчика 126 с эталонным сигналом фазы, который предоставляет измерительная электроника 128 на приводное устройство 124. Измерительная электроника 128 также может передавать вибрационный сигнал через интерфейс 101.

Измеритель 120 по меньшей мере частично погружают в текучее вещество, характеристики которого подлежат определению. Например, измеритель 120 можно устанавливать в трубе или трубопроводе. Измеритель 120 можно устанавливать в резервуаре или контейнере или структуре для содержания текучего вещества. Измеритель 120 можно устанавливать в манифольд или схожую структуру для того, чтобы направлять поток текучего вещества. Однако предусмотрены другие монтажные компоновки, которые входят в объем описания и формулу изобретения.

На фиг. 11 проиллюстрирована образцовая измерительная электроника 128 измерительной системы 960. Измерительная электроника 128 может содержать интерфейс 101 и обрабатывающую систему 103. Обрабатывающая система 103 может содержать накопительную систему 104. Система 104 хранения может содержать внутреннюю память и/или может содержать внешнюю память. Измерительная электроника 128 может работать в качестве денситометра или может работать в качестве массовый расходомер, в том числе работать в качестве кориолисов измеритель потока. Следует принимать во внимание, что измерительная электроника 128 также может работать в качестве сборочного узла вибрационного датчика некоторого другого типа, и конкретные предоставленные примеры не должны ограничивать объем настоящего изобретения. Измерительная электроника 128 может обрабатывать сигналы 106 датчика для того, чтобы получать характеристики потока технологического материала, воспринимаемые с помощью измерителя 120. В некоторых вариантах осуществления измерительная электроника 128 может принимать температурный сигнал 107, например, от одного или нескольких RTD датчиков или других температурных датчиков.

Интерфейс 101 может выполнять какое-либо необходимое или желаемое преобразование сигнала, например, форматирование, усиление, буферизацию любого типа и т.д. Альтернативно, некоторое или все преобразование сигнала можно осуществлять в обрабатывающей системе 103. Кроме того, интерфейс 101 может делать возможной связь между измерительной электроникой 128 и внешними устройствами. Интерфейс 101 может быть способен осуществлять электронную, оптическую или беспроводную связь любого типа.

Интерфейс 101 в одном из вариантов осуществления может содержать цифрователь 102, где сигнал датчика содержит аналоговый сигнал датчика. Цифрователь 102 может дискретизировать и оцифровывать аналоговый сигнал датчика и получать цифровой сигнал датчика. Цифрователь 102 также может выполнять любое необходимое прореживание, где цифровой сигнал датчика прореживают для того, чтобы уменьшать количество необходимой обработки сигнала и снижать время обработки.

Обрабатывающая система 103 может проводить операции измерительной электроники 128 и измерения технологического потока от измерителя 120. Обрабатывающая система 103 может исполнять одну или несколько обрабатывающих последовательностей команд, например, без ограничения, таких как последовательность команд 108 плотности, последовательность команд 109 концентрации, рабочую последовательность команд 110, последовательность команд 111 определения материала, последовательность команд 113 выбора матрицы и последовательность команд 114 ошибок. Согласно одному из вариантов осуществления измерительная электроника 128 также может измерять температурный сигнал 107 и связывать эту температуру с плотностями, зарегистрированными при заданной температуре.

Измеритель 120 потока может генерировать линейную плотность 112. Линейную плотность 112 можно вычислять, например, в качестве части рабочей последовательности команд 110.

Обрабатывающая система 103 может содержать компьютер общего назначения, микропроцессорную систему, логическую схему или некоторые другие обрабатывающие устройства общего назначения или специализированные. Обрабатывающую систему 103 можно распределять среди множества обрабатывающих устройств. Обрабатывающая система 103 может содержать интегральную или независимую электронную запоминающую среду любого типа, такую как система 104 хранения.

Следует понимать, что измерительная электроника 128 может содержать различные другие компоненты и функции, которые в целом известны в данной области. Эти дополнительные признаки не изложены в описании и на фиг. в целях краткости. Следовательно, настоящее изобретение не следует ограничивать конкретными вариантами осуществления, которые представлены и рассмотрены.

Настоящее описание изображает конкретные примеры, чтобы рассказать специалистам в данной области, как создавать и использовать лучший вариант осуществления изобретения. С целью изложения патентоспособных принципов, некоторые стандартные аспекты упрощены или не изложены. Специалисты в данной области примут во внимание вариации этих примеров, которые попадают в пределы объема изобретения.

Подробные описания приведенных выше вариантов осуществления не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов осуществления, которые по предположению автора изобретения входят в объем изобретения. В действительности, специалисты в данной области признают, что определенные элементы описанных выше вариантов осуществления можно по-разному комбинировать или устранять для того, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления входят в объем изобретения и его положения. Также специалистам в данной области будет очевидно, что описанные выше варианты осуществления можно комбинировать целиком или частично, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления в пределах объема изобретения и его положений.

Таким образом, несмотря на то, что конкретные варианты осуществления изобретения и их примеры описаны в настоящем документе в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема изобретения, как признают специалисты в релевантной области. Положения, предоставленные в настоящем документе, можно применять к другим вариантам осуществления, нежели те, что описаны выше и представлены на сопроводительных чертежах. Соответственно, объем изобретения определяет следующая формула изобретения.

1. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии с использованием измерителя, который содержит по меньшей мере две или более матриц технологических материалов, указанный способ содержит этапы, на которых:

измеряют линейную плотность технологического материала;

измеряют линейную температуру технологического материала; и

идентифицируют матрицу технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.

2. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии по п. 1, в котором этап идентификации матрицы технологического материала дополнительно содержит этапы, на которых:

сравнивают линейную плотность и линейную температуру технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и

идентифицируют конкретную матрицу технологического материала, если указанные линейная плотность и линейная температура технологического материала находятся в пределах значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.

3. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии по п. 1, в котором этап идентификации матрицы технологического материала дополнительно содержит этапы, на которых:

сравнивают линейную плотность и линейную температуру технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и

подают сигнал об ошибке, если указанная линейная плотность и линейная температура технологического материала не находятся в пределах значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.

4. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии по п. 1, который дополнительно включает этапы, на которых:

определяют эталонную температуру технологического материала;

определяют эталонную плотность материала на основании линейной плотности, линейной температуры и эталонной температуры; и

определяют концентрацию материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.

5. Измерительная система (960) для обнаружения технологического материала в технологической линии, указанная измерительная система содержит:

измеритель (120) в соединении по текучей среде с технологическим материалом, причем измеритель (120) выполнен с возможностью обнаружения свойства технологического материала; и

измерительная электроника (128) в соединении с измерителем (120), причем измерительная электроника дополнительно содержит:

систему (104) хранения для хранения двух или более матриц технологических материалов; и

последовательность команд (113) выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.

6. Измерительная система (960) по п. 5, в которой измерительная электроника (128) дополнительно содержит:

последовательность команд (112) линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;

температурный сигнал (107) для измерения линейной температуры технологического материала; и

последовательность команд (111) определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.

7. Измерительная система (960) по п. 6, в которой последовательность команд (111) определения материала дополнительно содержит:

последовательность команд (114) ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная последовательность команд (111) определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.

8. Измерительная система (960) по п. 6, в которой измерительная электроника (128) дополнительно содержит:

последовательность команд (108) плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, причем эталонная плотность основана на линейной плотности и эталонной температуре; и

последовательность команд (109) концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.

9. Измерительная электроника (128), которая содержит:

систему хранения (104) для хранения двух или более матриц технологических материалов; и

последовательность команд (113) выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.

10. Измерительная электроника (128) по п. 9, которая дополнительно содержит:

последовательность команд (112) линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;

температурный сигнал (107) для измерения линейной температуры технологического материала; и

последовательность команд (111) определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.

11. Измерительная электроника (128) по п. 10, в которой последовательность команд (111) определения материала дополнительно содержит:

последовательность команд (114) ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная стандартная программа (111) определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.

12. Измерительная электроника (128) по п. 9, которая дополнительно содержит:

последовательность команд (108) плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, причем эталонная плотность основана на линейной плотности и эталонной температуре; и

последовательность команд (109) концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.



 

Похожие патенты:

Использование: для неразрушающего контроля деталей и конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ), а именно клеевых соединений монолитных листов из ПКМ.

Группа изобретений относится к медицине и предназначена для неинвазивного мониторинга свойств биологической ткани. Последовательно проводят следующие этапы: сбора данных импеданса и вспомогательных данных от участка тела пользователя; предварительной обработки полученных данных, причем предварительная обработка заключается в фильтрации полученных данных и удалении артефактов из полученных данных импеданса путем обнаружения не относящихся к пище физиологических факторов на основе вспомогательных данных; восстановления динамики кривой глюкозы путем применения обученного алгоритма машинного обучения, оценивания гликемического индекса из динамики кривой глюкозы, предоставления пользователю результатов оценки и автоматического мониторинга привычек питания на основе упомянутых результатов оценки для определенного периода времени.

Изобретение используется для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитного материала. Сущность заключается в том, что электромагнитно-акустический преобразователь содержит магнитную систему в виде постоянного магнита и три плоские катушки, электрически изолированные друг от друга и расположенные под магнитом одна под другой, при этом постоянный магнит выполнен в виде сплошного цилиндра при отношении его диаметра к высоте один к трем, а витки одной плоской катушки направлены под углом сто двадцать градусов к виткам двух других катушек, а диаметр окружности, описывающей витки каждой катушки, равен диаметру постоянного магнита.

Использование: для проверки работоспособности внутритрубных инспекционных приборов на испытательном трубопроводном полигоне. Сущность изобретения заключается в том, что используют катушки трубных секций с естественными дефектами с действующих трубопроводов и катушки трубных секций с нанесенными на них искусственными дефектами.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам акустического качества образцов звукопоглощающих конструкций. Способ измерения коэффициента отражения звукопоглощающей конструкции включает прием зондирующего и отраженного сигналов при помощи однонаправленного приемника из двух приемных элементов, изменение направления чувствительности которого осуществляется переключением последовательности приемных элементов, расположенных в гидроакустическом бассейне на оси перпендикулярной поверхности образца звукопоглощающей конструкции, и определение отношения уровней принятых сигналов.

Использование: для определения твердости по Шору полимера. Сущность изобретения заключается в том, что испытуемый образец размещают между излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, подают с генератора электрический сигнал определенной частоты и длительности на упомянутый излучатель ультразвуковых колебаний с последующим приемом импульсов ультразвуковых колебаний, прошедших образец, при помощи приемника, с измерением скорости их распространения и коэффициента затухания, зависящего от расстояния между поверхностями излучателя и приемника, для каждого конкретного испытуемого образца, с дальнейшим их преобразованием в электрический сигнал с амплитудой, зависящей от свойств образца.

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам контроля материалов и изделий. Способ уменьшения мертвой зоны при контроле изделий ультразвуковым эхо-импульсным методом заключается в том, что на контролируемое изделие устанавливают преобразователь через линию акустической задержки, вводят в контролируемое изделие ультразвуковой импульс и компенсируют импульс, отраженный от границы раздела изделия и линии акустической задержки, аналогичным по форме и амплитуде импульсом.

Использование: для определения механических напряжений в рельсах. Сущность изобретения заключается в том, что на рельсовые нити устанавливают преобразователи, подключают их к приемному устройству, производят начальные (эталонные) измерения, величину механических напряжений определяют по результатам измерения временных задержек прихода ультразвукового сигнала к приемникам от начальных измерений, при этом измерение начального напряжения осуществляют подключенным к приемному устройству преобразователем, установленным на отрезке рельса, размещенном на перемещающейся по рельсовому пути тележке, дополнительно измеряют временные задержки прихода ультразвукового сигнала к приемному устройству в зависимости от высоты рельса, подключенными к нему преобразователями продольной волны, установленными на отрезке рельса, и поверхности рельсовых нитей и механические напряжения определяют по заданной математической формуле.

Использование: для производства пищевых продуктов. Сущность изобретения заключается в том, что в общем варианте осуществления системы для производства пищевого продукта включают в себя по меньшей мере один теплообменник, по меньшей мере один резервуар для пищевого продукта, по меньшей мере один трубопровод, расположенный ниже по потоку от резервуара для пищевого продукта, для потока пищевого продукта и детектор потока, соединенный с трубопроводом снаружи.

Раскрыты способ и устройство для определения саморасцепа железнодорожного состава, когда один или более железнодорожных вагонов/пассажирских вагонов (401) случайно расцепляются от остальной части железнодорожного состава.

Изобретение относится к методам анализа жидкостей с помощью механического импеданса и может быть использовано для скрининговой оценки качества многокомпонентных жидких продуктов, в частности нефтехимических жидкостей, например, для анализа соответствия стандартам различных нефтепродуктов, автомобильных бензинов, реактивных и дизельный топлив, различных технических, спиртосодержащих, биологических жидкостей, углеводородсодержащих жидкостей в фармацевтической, пищевой, нефтяной и химической промышленности.

Группа изобретений относится к медицине и предназначена для неинвазивного мониторинга свойств биологической ткани. Последовательно проводят следующие этапы: сбора данных импеданса и вспомогательных данных от участка тела пользователя; предварительной обработки полученных данных, причем предварительная обработка заключается в фильтрации полученных данных и удалении артефактов из полученных данных импеданса путем обнаружения не относящихся к пище физиологических факторов на основе вспомогательных данных; восстановления динамики кривой глюкозы путем применения обученного алгоритма машинного обучения, оценивания гликемического индекса из динамики кривой глюкозы, предоставления пользователю результатов оценки и автоматического мониторинга привычек питания на основе упомянутых результатов оценки для определенного периода времени.

Использование: для определения размеров и электрокинетического потенциала несферических наноразмерных частиц в жидких средах. Сущность изобретения заключается в том, что акустический анализатор содержит вычислительный блок и измерительную ячейку, в которой установлены акустический измеритель, измеритель электрокинетического потенциала, расходомер, термостат, измерители температуры и кислотности жидкой среды и устройства для залива и слива измеряемой жидкой среды, в измерительной ячейке установлен побудитель ламинарного движения измеряемой жидкой среды, и измерительная ячейка выполнена в форме кольцевого канала, содержащего участок переменного сечения, изготовленный с возможностью обеспечения ускорения либо замедления входящей в него жидкой среды и ориентации диспергированных в ней частиц, в том числе несферических наночастиц, относительно направления потока жидкой среды, при этом акустический измеритель и измеритель электрокинетического потенциала установлены на участке переменного сечения кольцевого канала и обеспечивают измерения поочередно в двух состояниях потока жидкой среды: с ориентированными и неориентированными частицами, в том числе несферическими наночастицами.

Изобретение может быть использовано для измерения уровня границы жидкостей с разными плотностями и электропроводностями, диэлектрическими проницаемостями от 1,5 единиц, границы жидкость - осадок на предприятиях нефтегазовой отрасли в атомной энергетике.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения теплового потока, исходящего от теплонесущей текучей среды. Заявлен способ определения теплового потока (dQ/dt), исходящего от теплонесущей текучей среды (12), которая представляет собой смесь по меньшей мере двух различных текучих сред и которая протекает через пространство (11) потока от первого положения, где она имеет первую температуру (Т1), ко второму положению, где она имеет благодаря этому тепловому потоку (dQ/dt) вторую температуру (Т2), которая ниже, чем упомянутая первая температура (Т1).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для тестирования жидкости, используемой как восстановитель, в связи с очисткой выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для измерения скорости звука в естественных водоемах. Предложен способ акустического мониторинга изменчивости параметров морских акваторий, заключающийся в формировании в морской среде акустической трассы распространения звука и обработке принятого приемным элементом трассы акустического сигнала, которой включает измерение скорости распространения звука, температуры и давления в образцовой зоне водоема на фиксированных горизонтах, свободной от загрязнений техногенного характера, при этом полученные значения измеренной скорости распространения звука являются эталонными значениями для данного водоема и заносятся в память вычислительного устройства средства акустического мониторинга, при формировании в морской среде акустической трассы распространения звука и обработке принятого приемным элементом трассы акустического сигнала, измерения скорости распространения звука выполняют при температуре и давлении, соответствующих температуре и давлению полученных эталонных значений скорости распространения звука на фиксированных горизонтах акватории исследуемого водоема.

Использование: для контроля и измерения уровня загрязнения воды. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой датчик грязи (УДГ) содержит металлический нержавеющий фланец с отверстиями и приспособлениями для герметичного крепления к стенке резервуара, на фланце закреплен водонепроницаемый электронный блок с ультразвуковыми приемниками и ультразвуковыми излучателями, соединенными герметично проложенными проводниками внутри направляющих измерительного и опорного каналов, и сосуд (стакан) опорного канала, выполненный из тонкого нержавеющего металла, при этом сосуд (стакан) опорного канала заполняется чистой дистиллированной водой только один раз на предприятии-изготовителе и герметично запаивается.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для физико-химического анализа жидких и газообразных сред. Достигаемый технический результат - повышение избирательности мод колебаний при увеличении числа датчиков возбуждаемых мод.

Изобретение относится к области физической акустики и предназначено для изучения акустических свойств жидкостей, таких как морская вода и различные технические жидкости.

Изобретение относится к системе (200) датчика расхода. Система (200) датчика расхода включает в себя измеритель (202) плотности или удельной массы, включающий в себя сборку датчика (204a) и измерительную электронику (204b) измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы технологического флюида.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматического обнаружения концентрации технологического материала. Предложено устройство и способ для того, чтобы автоматически переключать матрицы в измерителе для определения концентрации продукта неизвестного материала, который может представлять собой очищающий материал или применяемый материал. Настоящее изобретение использует измеряемую линейную плотность и линейную температуру материала наряду с эталонной температурой для того, чтобы вычислять эталонную плотность. Используя эталонную температуру и эталонную плотность, можно определять концентрацию материала в процентных долях. Технический результат – повышение точности и автоматичности определения изменения технологического материала и концентрации каждого материала. 3 н. и 9 з.п.ф-лы, 11 ил.

Наверх