CN107209108B - 用于维持传感器准确度的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了维持工业水系统中的工业水的一个或多个参数的测量准确度的方法。所述方法包括使用物理和化学手段来防止和/或移除用于测量所述一个或多个参数的一个或多个表面上的沉积。所述沉积可例如由腐蚀、积垢或微生物生长引起。

Description

用于维持传感器准确度的设备、系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年1月12日提交的第14/594,589号美国专利申请的优先权，所述申请的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

许多工业水系统需要精确化学处理以实现以下中的任一个或其组合：维持优良的能量转移、减少废弃物、保护资产，以及改善产品质量。可通过监测特征性变量将精确化学处理施予工业水系统，所述特征性变量例如电导率、pH值、氧化还原电位、微生物浓度、碱度和硬度。

所测得的这些变量中的任一个的改变可提供到控制过程操作的输入。举例来说，测量的在冷却塔操作中循环的冷却水的电导率的增大可触发操作的排污，随后添加补给水，由此降低冷却水的电导率。维持工业水系统(尤其是冷却水系统)的特征性变量的准确、精确测量是其高效处理和操作的关键。

对于工业水系统(特别是冷却水系统)，通常通过处理操作解决三个问题：1)抑制由矿物沉积(例如，碳酸钙和/或硅酸镁)引起的结垢；2)抑制由悬浮沉积物的沉积引起的积垢，悬浮沉积物例如由腐蚀引起；以及3)抑制由例如细菌、藻类及/或真菌引起的微生物污染。这些条件中的任一个可能会使得沉积物形成于润湿表面上，尤其是用来测量工业水系统的参数的表面。这些中的任一个沉积到测量表面上都特别令人担忧，因为沉积物可能会引入由例如延迟的测量响应时间、测量漂移(例如，不断改变的偏移)或测量不稳定性引起的测量误差(不准确性、不精确性，或两者)。

若干传感器探头清洁装置和方法可用。举例来说，对于包括溶解气体的液体系统，存在超声清洁技术。在一些应用中已实施机械擦拭系统。也已经使用气刀、水刀和离线化学处理。

发明内容

提供维持工业水系统的参数的测量准确度的方法。在一方面中，所述方法包括使处于液流压力下的液流与用于利用传感器测量参数的表面接触。将气流引入到所述液流中，由此使得组合的气流与液流接触所述表面。所述气流是在比所述液流压力大约10psi到约100psi的气压下引入到所述液流中。

在另一方面中，所述方法包括使处于工业水流压力下的工业水流与pH值传感器的润湿表面和氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个接触。测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位。使包括盐酸脲的清洁溶液以足以清洁所述润湿表面中的至少一个的浓度与所述润湿表面中的所述至少一个接触第一时间段。使处于所述工业水流压力下的所述工业水流与经清洁的所述润湿表面中的至少一个重新接触第二时间段，由此使用清洁的pH值和/或氧化还原电位传感器测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位。产生与使用所述清洁的pH值和/或氧化还原电位传感器测量的pH值和/或测量的氧化还原电位相关的恢复曲线。重复前述步骤。比较相应恢复曲线。如果所述相应恢复曲线的比较表明可接受的传感器劣化，那么相应传感器可保持运行。然而，如果相应传感器表明不可接受的传感器劣化，那么使相应传感器不再运行。

在又另一方面中，所述方法包括使处于工业水流压力下的工业水流与pH值传感器的润湿表面和氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个接触。使清洁溶液与所述pH值传感器的所述润湿表面和所述氧化还原电位传感器的所述润湿表面中的至少一个接触。使处于所述工业水流压力下的所述工业水流与所述pH值传感器的所述润湿表面和所述氧化还原电位传感器的所述润湿表面中的至少一个重新接触。将气流在比所述工业水流压力大大约10psi到约100psi的气流压力下且在所述重新接触开始之后引入到所述工业水流中。

还提供一种维持工业水系统中的工业水的多个参数的测量准确度的方法。所述方法包括使处于工业水流压力下的工业水流与用于利用多个传感器测量多个参数的多个表面接触。使所述表面的第一子集与所述工业水流隔离，而所述表面的第二子集维持与所述工业水流接触。清洁所述第一子集的至少一个表面，而所述第二子集维持与所述工业水流接触。恢复表面的所述第一子集与所述工业水流的接触。表面的第一子集包括以下中的至少一个：光传递介质的润湿表面，pH值传感器的润湿表面，以及氧化还原电位传感器的润湿表面。表面的第二子集包括以下中的至少一个：腐蚀检测传感器的润湿表面和电导率传感器的润湿表面。

在其他面中，提供一种用于维持工业水的参数的测量准确度的设备。所述设备包括主体，所述主体具有顶部部分、底部部分、进入部分和退出部分。所述设备包含至少一个传感器孔隙，其形成于所述顶部部分中且部分地穿过所述主体朝向所述底部部分延伸。所述至少一个传感器孔隙配置成收纳用于测量工业水的所述参数的至少一个传感器。所述设备包含液体流动孔，所述液体流动孔穿过在所述进入部分与所述退出部分之间的所述主体而形成。所述液体流动孔与所述至少一个传感器孔隙流体连通，且配置成允许液流流过所述主体。所述设备包含至少部分地穿过所述主体而形成的气体流动孔。所述气体流动孔配置成允许气流流入所述主体中。所述设备还包含至少一个喷射通道，所述至少一个喷射通道形成于所述主体中且流体连接所述气体流动孔与所述液体流动孔。所述至少一个喷射通道终止于大体上与所述至少一个传感器孔隙相对的所述液体流动孔中，以便将所述气流从所述气体流动孔朝向所述至少一个传感器孔隙引导到所述液体流动孔中。

在又另一方面中，提供一种工业水测量系统。所述系统包括配置成维持工业水的参数的测量准确度的设备。所述设备包括主体，所述主体具有顶部部分、底部部分、进入部分和退出部分。所述设备包含液体流动孔，所述液体流动孔在所述进入部分与所述退出部分之间穿过所述主体而形成。所述液体流动孔配置成允许液流流过所述主体。所述设备包含至少一个传感器孔隙，所述至少一个传感器孔隙形成于所述主体的所述顶部部分中且至少部分地延伸穿过所述主体，以在所述至少一个传感器孔隙的传感器开口处与所述液体流动孔流体连通。所述设备还包含至少部分地穿过所述主体而形成的气体流动孔。所述气体流动孔配置成允许气流流入所述主体中。所述设备包含至少一个喷射通道，所述至少一个喷射通道形成于所述主体中且流体连接所述气体流动孔与所述液体流动孔。所述至少一个喷射通道终止于大体上与所述至少一个传感器孔隙的所述传感器开口相对的所述液体流动孔中。所述系统还包含安置于所述至少一个传感器孔隙中的至少一个传感器。所述至少一个传感器包含表面，所述表面安置于所述传感器开口中，以便感测流过所述液体流动孔的所述液流的参数。所述至少一个喷射通道配置成将所述气流的至少一部分从所述气体流动孔朝向安置于所述至少一个传感器孔隙的所述传感器开口中的所述传感器的表面引导到所述液体流动孔中，以便清洁所述传感器的所述表面。

在另一方面中，提供一种用于维持工业水的参数的测量准确度的设备。所述设备包括主体，所述主体具有顶部部分、底部部分、进入部分和退出部分。所述设备包含液体流动孔，所述液体流动孔在所述进入部分与所述退出部分之间穿过所述主体而形成。所述液体流动孔配置成允许液流流过所述主体。所述设备包含第一传感器孔隙，所述第一传感器孔隙形成于所述顶部部分中，大体上垂直于所述液体流动孔且部分地延伸穿过所述主体，以在第一传感器开口处与所述液体流动孔流体连通。所述第一传感器孔隙配置成收纳用于测量工业水的所述参数的第一传感器。所述设备包含第二传感器孔隙，所述第二传感器孔隙形成于所述顶部部分中，大体上垂直于所述液体流动孔且部分地延伸穿过所述主体以在第二传感器开口处与所述液体流动孔流体连通。所述第二传感器孔隙配置成收纳用于测量工业水的参数的第二传感器。所述设备包含气体流动孔，所述气体流动孔至少部分地穿过所述主体而形成，大体上平行于所述液体流动孔。所述气体流动孔配置成允许气流流入所述主体中。所述设备包含第一喷射通道，所述第一喷射通道形成于所述主体中，大体上垂直于所述液体流动孔且流体连接所述气体流动孔与所述液体流动孔。所述第一喷射通道终止于大体上与所述第一传感器孔隙的所述第一传感器开口相对的所述液体流动孔中，以便将所述气流的至少一部分从所述气体流动孔朝向所述第一传感器开口引导到所述液体流动孔中。所述设备包含第二喷射通道，所述第二喷射通道形成于所述主体中，大体上垂直于所述液体流动孔且流体连接所述气体流动孔与所述液体流动孔。所述第二喷射通道终止于大体上与所述第二传感器孔隙的所述第二传感器开口相对的所述液体流动孔中，以便将所述气流的至少一部分从所述气体流动孔朝向所述第二传感器开口引导到所述液体流动孔中。

附图说明

图1a图示可用以执行本公开的方法的设备的透视图；

图1b图示可用以执行本公开的方法的设备的截面图；

图1c图示可用以执行本公开的方法的光学传感器的实施例；

图1d图示可用以执行本公开的方法的设备的实施例；

图1e图示可用于执行本公开的方法的系统的实施例的平面图；

图2图示可用于执行本公开的方法的系统的实施例的平面图；

图3图示可用于执行本公开的方法的系统的实施例的平面图；

图4图示在化学清洁和曝露于单个工业水流之后利用两个氧化还原传感器探头进行的氧化还原电位测量；

图5图示在化学清洁和曝露于工业水流之后利用pH值传感器探头进行的pH值测量；

图6图示在化学清洁和曝露于单个工业水流之后利用两个氧化还原传感器探头进行的氧化还原电位测量，其中两个探头中的一个进一步曝露于气流后化学清洁；

图7图示可用以执行本公开的方法的系统的实施例的平面图；

图8为与本文中的实例1相关的结果的曲线图；

图9为与本文中的实例2相关的结果的曲线图；以及

图10为与本文中的实例3的利用基于无机酸的清洁溶液的处理相关的结果的曲线图。

图11为与本文中的实例3的利用基于脲盐的清洁溶液的处理相关的结果曲线图。

具体实施方式

尽管包含通用发明概念的实施例可以采用各种形式，但附图中示出且在下文中将描述各种说明性且优选的实施例，应理解为本公开应视为例证且不意欲限于具体实施例。

一般地，提供维持工业水(其可为冷却水)的参数的测量准确度的方法。“冷却水”是指包括水的液态物质，其通过一个或多个管道和热交换装备的系统循环，由此将热能从一种物质转移到另一物质。损失热的物质称为被冷却，且接收热的物质称为冷却剂。

进行本文揭示的方法的一般目标是，通过防止对于执行测量至关重要的表面上的沉积，维持在监测且任选地控制工业水系统时所执行的测量的准确度。进行本文揭示的方法的另一一般目标是从对于执行所述测量至关重要的表面移除沉积，由此恢复可能由于所述沉积而损失的准确度。所述沉积可能是归因于结垢、积垢、微生物生长，或其组合。

进行本文揭示的方法的更具体目标是，防止沉积到pH值传感器的润湿表面、氧化还原电位传感器的润湿表面和用于工业水系统中的光传递介质的润湿表面中的至少一个上，由此维持由所利用的传感器进行的测量的可接受水平的准确度。进行本文揭示的方法的另一更具体目标是移除pH值传感器的润湿表面、氧化还原电位传感器的润湿表面和用于工业水系统中的光传递介质的润湿表面中的至少一个上的沉积，由此恢复可能由于所述沉积而损失的准确度水平。

对于本公开，除非另有指示，“工业水”是指液体或包括液体的混合态物质，其中所述液体包括水，且其中所述液体或混合态物质用于工业目的。作为实例，工业目的的非穷尽性列表包含以下：加热、冷却、制造(例如，造纸)、精炼、化学处理、粗油萃取、天然气萃取，及其类似者。“冷却水”是“工业水”的示范性实施例。

对于本公开，除非另有指示，否则“连续(地)”描述不中断地执行动作达延长的时间段。示范性“延长时间段”为24小时。

对于本发明，除非另有指示，否则“pH值传感器”是指用于测量液体的pH值的电极型传感器，其可包含或可不包含专用输入装置、专用输出装置，或专用输入-输出装置。pH值传感器的示范性实施例是获自纳尔科(艺康公司，西迪尔路1601号，内珀维尔，伊利诺伊州60563)的第400-C0060.88号部件(http：//ecatalog.nalco.com/pH-Meters-Waterproof- C739.aspx)。某些pH值传感器可测量除了pH值之外的参数。

对于本公开，除非另有指示，否则“氧化还原电位传感器”是指用于测量液体的氧化还原电位(“ORP”)的电极型传感器，其可包含或可不包含专用输入装置、专用输出装置或专用输入-输出装置。氧化还原电位传感器的示范性实施例是获自纳尔科(艺康公司，西迪尔路1601号，内珀维尔，伊利诺伊州60563)的第400-P1342.88号部件(http：// ecatalog.nalco.com/ORP-Pocket-Meter-Waterproof-C732.aspx)。某些氧化还原电位传感器可测量除了氧化还原电位之外的参数。例如电导率传感器和腐蚀监测器的其它传感器的实例也获自纳尔科(艺康公司，西迪尔路1601号，内珀维尔，伊利诺伊州60563)(纳尔科在线装备目录可见于以下url：http：//ecatalog.nalco.com/Default.aspx)。

对于本公开，除非另有指示，否则“时间段”(例如，“第一时间段”)，在涉及使清洁溶液接触传感器(例如，pH值传感器、氧化还原电位传感器，等)的润湿表面时，是指例如足以移除可见于与清洁溶液(在清洁溶液的特定浓度下)接触的传感器的润湿表面上的至少一部分或大体上全部阻塞物的一段时间。用于使传感器的润湿表面与清洁溶液接触的示范性时间段范围包含但不限于从约1秒或从约10秒或从约30秒或从约1分钟到约2分钟或到约3分钟或到约5分钟或到约10分钟或到约30分钟或到约1小时，包含从约1分钟到约5分钟，且包含从约1分钟到约10分钟，且包含从约1分钟到约1小时。使用本公开的方法足以清洁润湿表面的时间段可取决于若干因素而改变，所述因素尤其包含清洁溶液的化学物种、清洁溶液的浓度、温度、压力、流动速率、湍流，及其类似者。

对于本发明，除非另有指示，否则“控制器”是指具有例如处理器、存储装置、数字存储媒体、阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器、触摸屏或其它监测器的组件和/或其它组件的电子装置。控制器包含例如指导用户，向用户提供提示或向用户提供有关本发明方法的任何部分的信息的交互式接口。此类信息可包含例如校准模型的构建、一个或多个参数的数据收集、测量位置、所得数据集的管理等。

在利用时，控制器优选可操作以与一个或多个专用集成电路、程序、计算机可执行指令或算法、一个或多个硬连线装置、无线装置，和/或一个或多个机械装置(例如液体处理器、液压臂、伺服系统)或其它装置集成和/或通信。此外，控制器可操作以集成尤其是通过实践本公开的方法而测量的参数得到的反馈、前馈或预测性循环。控制器系统的一些或全部功能可处于中央位置，例如网络服务器，用于经由局域网、广域网、无线网络、外联网、互联网、微波链路、红外线链路等，及这些链路或其它合适链路的任何组合通信。此外，可包含例如信号调节器或系统监测器的其它组件，以促进信号发射和信号处理算法。

作为实例，控制器可操作而以半自动或全自动方式实施本发明的方法。在另一实施例中，控制器可操作而以手动或半手动方式实施所述方法。本文中参考诸图提供本发明的前述变化的实例。

举例来说，从液体收集的数据集可包含变量或系统参数，例如某些化学物种或离子的氧化还原电位、pH值、浓度(例如，凭经验、自动地、以荧光方式、以电化学方式、以比色分析方式确定，直接测量，计算，等)、温度、浑浊度、压力、流动速率、溶解或悬浮固体，等。此类参数通常利用任何类型的合适资料测量/感测/俘获装备来测量，例如pH值传感器、离子分析器、温度传感器、压力传感器、腐蚀检测传感器和/或任何其它合适的装置或方法。能够检测或感测比色分析、折射测定、分光光度、冷光测定和/或荧光测定信号的装置尤其可用于本发明。此类数据俘获装备优选地与控制器通信，且根据替代实施例，可能具有由控制器赋予的高级功能(包含本文中所描述的控制算法的任何部分)。

所测量参数或信号中的任一个到用户、化学泵、报警器或其它系统组件的数据发射是使用任何合适装置来实现，例如有线或无线网络、电缆、数字订户线、互联网等。可使用任何合适的接口标准，例如以太网接口、无线接口(例如，IEEE 802.lla//b/g/n、802.16、蓝牙、光学、红外光、其它射频、任何其它合适的无线数据发射方法，前述的任何组合)、通用串行总线、电话网等，及此类介面/连接的组合。如本文所使用，术语“网络”涵盖所有这些数据发射方法。本文中描述的组件、装置、传感器等中的任一个都可使用以上描述的或其它合适的接口或连接彼此连接和/或连接至控制器。在一实施例中，信息(总体上指由本发明的方法产生的所有输入或输出)从所述系统接收且存档。在另一实施例中，此类信息是根据时间表或调度加以处理。在另一实施例中，此类信息是实时处理的。此类实时接收还可包含例如经由计算机网络“数据流”。

对于本公开，除非另有指示，否则“控制线路”是指基于到控制器的输入从控制器提供输出，如本文所定义。

提供维持工业水系统的参数的测量准确度的方法。所述方法包括使处于液流压力下的液流与用于利用传感器测量参数的表面接触。将气流引入到所述液流中，由此使得组合的气流与液流接触所述表面。所述气流是在比所述液流压力大大约10psi到约100psi的气压下引入到所述液流中。

图1a和1b图示可用以进行本文中所描述的本发明方法中的一个或多个的至少一部分的设备的实施例。在某些实施例中，设备100可用作工业水测量系统，用于测量工业水系统中使用的工业水的至少一个参数且维持其测量准确度。图1a示出设备100的透视图，而图1b示出设备100的更详细截面图。如图所示，设备100包括主体102，所述主体能够支撑两个传感器、pH值传感器110a和氧化还原电位传感器110b。然而，所属领域的普通技术人员将认识到，设备100可设计成和构建成以实施一个、两个或任何合理数目个传感器110、可调换pH值传感器110a与氧化还原电位传感器110b的位置，或设备100可实施两个pH值传感器110a或两个氧化还原电位传感器110b。此外，预期可使用其它合适类型的传感器。如图中所示，传感器110a、110b可支撑于形成于主体102中的第一传感器孔隙112a与第二传感器孔隙112b内。

此外，图1c图示光学传感器110x的实施例，例如，荧光计的实施例。在图1c的实施例中，使用例如设备100可操作地安装光学传感器110x，代替pH值传感器110a和氧化还原电位传感器110b中的至少一个。光学传感器110x可利用光学窗或反射表面作为其润湿表面1110x，如本文所描述。如同利用pH值传感器110a和氧化还原电位传感器110b的情况，所属领域的技术人员将认识到，设备100仅提供可用以进行本文揭示的方法或其部分的设备的实施例，且本申请不应限于设备100。术语“光学窗”用以指允许在处理中对物质进行光学观测的屏障。光学观测可以视觉方式或以电子方式执行。光学观测是指任何基于光的观测形式。光学观测的实例包含但不限于荧光测定、吸收、分光光度法、成像，和其任何组合。

再次参考图1a，设备100的主体102包含前部部分101、后部部分103、进入部分105、退出部分107、顶部部分109和底部部分111。在一些实施例中，扣接件通道113在前部部分101与后部部分103之间穿过主体102而形成，以容纳扣接件，例如螺栓或螺钉。第一传感器孔隙112a和第二传感器孔隙112b形成于主体102的顶部部分109中。如图1b中所示，传感器孔隙112a、112b各自包含孔部分114a、114b和埋头孔部分116a、116b，但涵盖不具有埋头孔的实施例。本文中预期传感器孔隙112a、112b和相关联部件的大小可经设定，以收纳对于给定感测应用合乎需要的任何传感器。

参考图1b，液体流动孔117大体上在进入部分105与退出部分107之间穿过主体102而形成。尽管图1b中所图示的实施例示出液体流动孔117大体上垂直于第一传感器孔隙112a和第二传感器孔隙112b，但考虑了所述孔之间的其它关系。液体流动孔117包括邻近于主体102的进入部分105的入口部分119、窄化部分120，和邻近于主体102的退出部分107的出口部分121。在一些实施例中，入口部分119和出口部分121可具有大于窄化部分122的直径。液流120a通过形成于进入部分105中的入口孔口118而进入液体流动孔117的入口部分119。一旦液流120a已进入入口部分119，那么液流任选地在孔隙121处窄化，且流过窄化部分122。液流120a接着穿过出口孔隙124、穿过液体流动孔117的出口部分121，且通过形成于退出部分107中的出口孔口126而流出主体102。显而易见，在所图示实施例中变为流过液体流动孔117的窄化部分122的液流的液流120a可包括工业水系统的工业水、清洁液体、单独含水液体，或其组合。

如图1b中所示，传感器孔隙112a、112b的孔部分114a、114b与液体流动孔117的窄化部分120流体连通。第一传感器开口115a与第二传感器开口115b形成于各自的第一传感器孔隙112a和第二传感器孔隙112b与液体流动孔117之间的交叉点处。在某些实施例中，传感器110a、110b的表面1110a、1110b安置于传感器开口115a、115b中。结果，流过主体102的液流120a在其表面1110a、1110b处接触pH值传感器110a和氧化还原电位传感器110b。

继续参考图1b，气体流动孔128形成于主体102中，大体上平行于液体流动孔117以允许气流130流动到主体中，以供引入到大体上与传感器孔隙112a和112b相对的液体流动孔中。气体流动孔口128具有邻近于退出部分107和窄化气体部分131的气体入口部分129。在图1b中所示出的实施例中，第一喷射通道132a和第二喷射通道132b形成于主体102中，且提供气体流动孔128的窄化气体部分131与液体流动孔117之间的流体连通。第一喷射通道132a在第一埋头开口2110a处终止于液体流动孔117的窄化部分122中，且第二喷射通道132b在第二埋头开口2110b处终止于液体流动孔的窄化部分中。第一埋头开口2110a通向大体上与第一传感器孔隙112a相对的窄化部分122、，且第二喷射通道132b通向大体上与第二传感器孔隙112b相对的窄化部分。尽管图1b中所图示的实施例包含对应于两个传感器孔隙112a、112b的两个喷射通道132a、132b，但预期不同量的喷射通道可从气体流动孔128分支，这取决于给定设备中使用的传感器的数目，或用户希望经由引入气流加以清洁的传感器的数目。

如图1b中所示，气流130在形成于主体102的退出部分107中的气体入口孔口133处引入到气体流动孔128的气体入口部分129中。气流130接着穿过气体孔隙134进入气体流动孔128的窄化的气体部分131中。气流130接着分裂到第一喷射通道132a或第二喷射通道132b中，且通过各自的第一埋头开口2110a或第二埋头开口2110b排出到液流120的窄化部分122中，由此建立气流和液流150。对于图1b中所图示的实施例，气流130是在垂直于液流120(在此情况下，窄化部分122)的方向上引入。如所图示，气流130是通过对应于pH值传感器110a与氧化还原电位传感器110b的表面1110a与1110b中的每一个的两个埋头开口2110a与2110b而引入。尽管是可选的，但图1b中所图示的实施例的埋头开口2110a和2110b形成为锥形以提供越过pH值传感器110a与氧化还原电位传感器110b的润湿表面1110a与1110b的分布。在其它实施例中，例如在图1d中所示的实施例中，喷射通道132a、132b在第一喷嘴3110a与第二喷嘴3110b处终止于窄化部分122中。在此类实施例中，气流130通过不埋头的喷嘴3110a、3110b进入窄化部分117。结果，气流130与液流120混合，作为比使用埋头开口2110a、2110b时更直接的射流。在一些实施例中，第一喷嘴3110a和第二喷嘴3110b的开口的直径基本上小于各自的第一喷射通道132a和第二喷射通道132b。如从图1b中所图示的实施例而显而易见，气流130可配置成使用阀门、管道、配件及其类似物，可操作地将气态物质供应到单个表面、将多种气态物质供应到多个表面、将单种气态物质供应到多个表面，或者用户看是适配的。

在某些实施例中，液流包括水，或可由或基本上由水组成。在优选实施例中，液流为来自工业水处理的工业水流。在其它实施例中，液流可为液态清洁化学品。在一些实施例中，表面如本文所描述而隔离，且组合的气流与液流与表面接触。在一些实施例中，液流在隔离期间经由循环(例如，再循环)而接触表面，其中所述液流可包括来自工业水处理的工业水。

在某些实施例中，液流与用于利用传感器测量参数的表面接触。所述表面可以传感器自身的润湿表面(即，传感器的感测组件)的形式连接到传感器。所述表面可为光传递介质的润湿表面。

在某些实施例中，液流与腐蚀试片接触，所述腐蚀试片被移除且观测以评估一般和局部腐蚀。当存在时，腐蚀试片曝露于大体遵守标准化协议(例如，ASTM标准)的液流。可从液流移除试片以便测量例如重量减轻或坑洞(当存在时)的深度。

在某些实施例中，在比液流压力大大约10psi到约100psi的气压下，将气流引入到液流中，其可为工业水流。术语“气流”是指气相物质的流动。气流的示范性实施例为压缩空气流。气流压力可至少比液流压力大大约10psi，或比液流压力大大约20psi，且至多比液流压力大大约100psi，或至多比液流压力大大约80psi，或至多比液流压力大大约60psi，或最多比液流压力大大约40psi。在优选实施例中，气流在比液流压力大大约20psi到约40psi的气压下引入到液流中。

在某些实施例中，表面位于液流(其可为工业水流)的窄化部分中。在优选实施例中，位于液流的窄化部分中的表面为以下的至少一个：pH值传感器的润湿表面，以及氧化还原电位传感器的润湿表面。液流的流动仅在表面上游窄化，且接着气流引入到所述窄化部分中，以便产生组合的气流与液流，其由此接触表面。在比液流压力大大约10psi到大约100psi的气流压力下，在与气流的引入组合使用时，已表明液流的窄化提供尤其有益的结果。例如，在本文中所提供的实例中表明前述有益结果的证据。

在某些实施例中，气流朝向用于测量工业水系统中的工业水的参数的表面引入到液流中。在某些实施例中，气流在垂直于液流流动的方向上引入到液流中。在某些实施例中，气流以与垂直于液流流动的方向成范围约±45度的角度引入到液流中。在某些实施例中，气流在用于测量工业水的参数的表面上游的位置处引入到液流中。在某些实施例中，气流是在液流流动的方向上引入。在某些实施例中，气流引入到液流中，使得越过用于测量工业水系统中的工业水的参数的表面而流动的液流不受气流递送容器阻碍。举例来说，如图1b中所图示，气流130递送到液流120中，而不将递送装备或任何种类的装备放置到液流120的流动中。

本文中所描述的实施例的气流可包括若干气态物质中的任何一个或多个。气流可包括范围从碱性到惰性到酸性的气态物质。在某些实施例中，气流包括选自由以下组成的组的气态物质：空气、氮气、氧气、酸性气体、碱性气体(例如，气态氨)及其组合，但请注意，酸性气体与碱性气体不组合。

术语“酸性气体”是指如果与水组合(例如，溶解于水中)则会使水变为酸性的气态物质。酸性气体的示范性实施例包含某些含碳气体、含硫气体、含氮气体，以及含氯气体。含碳酸性气体的示范性实施例为二氧化碳。含硫酸性气体的示范性实施例为二氧化硫。含氮酸性气体的示范性实施例为二氧化氮。含氯酸性气体的示范性实施例为氯气。

可用来实践本发明方法的酸性气体包含但不限于含碳酸性气体、含硫酸性气体、含氮酸性气体、含氯酸性气体，及其组合。含碳酸性气体的实施例为二氧化碳。含硫酸性气体的实施例为二氧化硫。含氮酸性气体的实施例为二氧化氮和其前驱物。含氯酸性气体的实施例包含氯气。

不希望受理论束缚，据信，将气流引入到液流中将机械能传递到用于测量参数的表面，由此倾向于以物理方式(相对于以化学方式)移除或抑制沉积。假如气流倾向于为酸性的，则相信经由与引入酸性气体相关联的物理和化学动作实现沉积的移除或抑制，相信这对于碱性气流也是成立的。

在某些实施例中，二氧化碳集结粒随着气流引入到液流中，其可为工业水流。短语“二氧化碳集结粒”是指包括二氧化碳且可能包括其它物质的固态集结粒。本公开的二氧化碳集结粒获自Allteq Industries公司(加利福尼亚，利弗莫尔，林德伯格大道355)和Kyodo国际公司(日本神奈川县川崎市，宫崎宫前区9-10-9)。集结粒可为大体上球形。在某些实施例中，集结粒的直径从约0.1μm到约0.3mm，包含从约0.1μm或约1μm或约10μm到约0.1mm或约0.2mm或约0.3mm。

如图1d中所示，将包含二氧化碳集结粒的气流130可通过喷嘴3110a和/或3110b(其在实施时替换埋头开口2110a和/或2110b)以气动方式馈送到液流中。集结粒可与本文揭示的气态物质中的任一个一起引入到气流中。用于递送二氧化碳集结粒的优选气体包含例如空气和气态二氧化碳中的至少一个。

图1e图示可用来例如经由流185执行二氧化碳集结粒到气流130中的引入的系统的实施例。所属领域的技术人员将认识到，流185应配置成以提供二氧化碳集结粒的有效馈送，使得所得组合气流130提供到表面1110中的任一个或全部的适当接触。

本公开的方法涵盖对用于工业水系统中的工业水的一个或多个参数的测量至关重要的任何表面。短语“用于工业水系统中的工业水”意欲包含已经用于或将用于工业水系统中的工业水。如其通常使用的那样，术语“流”表示通常通过导管(例如，管)的流体流动。

作为实例，可用于测量工业水系统中的工业水的参数的传感器包含但不限于温度传感器、pH值传感器、氧化还原电位传感器、腐蚀检测传感器、光学传感器、重量测量传感器和流量计。多个传感器可用于监测且任选地控制工业水系统，其可包含以下类型的多个传感器：单个类型的传感器(例如，两个荧光计)、多个类型的传感器(例如，pH值传感器、氧化还原电位传感器，和荧光计)，及其组合(例如，两个荧光计、一个pH值传感器，和三个氧化还原电位传感器)。

术语“光学传感器”的提及表示至少部分地依赖于光透射和检测来确定与物质相关联的参数的装置。举例来说，荧光计可通过将激发波长的光透射到液体中且检测从液体发出的发射波长的光来确定液体中化学物种的浓度。取决于应用和物质，光学传感器可测量例如荧光、吸收、温度、化学发光、光学散射(例如，瑞利、米氏和拉曼散射)、成像、透射率、粒径、粒子计数和浑浊度。

在最低限度，光学传感器能够接收光学信号以检测物质的参数。光学传感器还可发送可用以产生由光学传感器接收的光学信号的光学信号。如果产生了光学信号，其通常被引导到特定位置。举例来说，可引导光学信号以照射透过光传递介质进入液体(例如，工业水流)中，以便使用相同或不同光学传感器执行液体参数的光学测量。提及的术语“光学测量”表示使用光来使用光学传感器确定物质的参数。

作为实例，光学传感器的实施例包含但不限于荧光计、分光光度计、比色计、折射计、照度计、浊度计和粒子计数器。多个光学传感器可用于监测且任选地控制工业水系统，其可包含以下类型的多个光学传感器：单个类型的光学传感器(例如，多于一个的荧光计)、多个类型的传感器(例如，荧光计和色度计)，及其组合(例如，两个荧光计、分光光度计，和三个折射计)。一般来说，对使用光学传感器测量一个或多个参数至关重要的表面是光传递介质的润湿表面。

作为实例，对工业水系统中的工业水的一个或多个参数的测量至关重要的表面的实施例包含但不限于温度传感器的润湿表面、pH值传感器的润湿表面、氧化还原电位传感器的润湿表面、腐蚀检测传感器的润湿表面、光传递介质的润湿表面、腐蚀试片的润湿表面、流量计的润湿表面，及其组合。

光传递介质允许光通过自身传递，或在适当情况下，从自身反射，以使得光可用于使用光学传感器执行对物质参数的光学测量。优选地，光传递介质用于光学传递，且因此优选地是透明的，如ASTM D1746中所定义。然而，取决于特定应用，光传递介质可能不必完全透明。光传递介质的实例包括流槽、光学窗、反射表面、折射表面、分散元件、滤波元件及光纤传感器头。防止或移除光传递介质的润湿表面上的沉积会导致光传递介质的更大透明度，或在一些实施例中，导致光反射，其应导致经由光学传感器的更准确测量。

如前一段中所提出，在一些实施例中，光传递介质包括用来反射光的表面。光可部分地或完全地从光传递介质的反射表面反射。

在利用流槽作为光传递介质的某些实施例中，所述方法进一步包括在组合的气流与工业水流朝向光传递介质的润湿表面流动时使其展开。尽管不希望受理论束缚，但执行展开以便通过迫使组合的气流与工业水流的气体与光传递介质的润湿表面更好地接触，而提供对流槽的润湿表面上的沉积的更好抑制和/或移除。

图2图示用于执行本公开的方法的系统200的实施例，其中系统200并入有光学传感器205，所述光学传感器与具有润湿表面1210的流槽210耦合，这是光传递介质的示范性实施例。如所图示，液流120流过流槽210。在流槽210上游，气流130被引入到液流120中。组合的气流与液流150流动，以便接触流槽210的润湿表面1210。

可经由喷嘴180增强接触，所述喷嘴可配置成以便提供通过流槽210的进一步湍流。喷嘴180可建构和定位成以便提供朝向流槽210的润湿表面1210的不同展开度(α，β)。

在某些实施例中，气流间歇性地引入到工业水流中。术语“间歇性”和“间歇性地”在本文中用来描述以下实践：执行方法或其步骤，停止执行方法或其步骤，且稍后重复执行方法或其步骤，与执行的定时无关。在说明性实施例中的某些实施例中，气流以预定时间间隔间歇性地引入。

在某些实施例中，在经由例如测量数据趋势所确定的恰如所需的基础上来引入气流。举例来说，测量到变量随时间推移而一致地增大或减小(即使轻微)可能指示需要将气流引入到工业水流中。一致增大或减小的实例可通过例如值在某一时间段(例如，约1小时)内±约1％到约10％的一致改变(即，在一个方向上改变)来说明，在已知样品水具有大致相同组成(例如，没有污染物剧增)且处于大致不变的条件(温度、压力，等)下时。所测量变量的一致改变可指示越过表面的阻塞(例如，积垢)。在执行如本文所描述的方法之后，可比较利用所述表面的后清洁测量，以确定表面的阻塞是否引起变化性，或执行测量的传感器是否发生故障，其在本文中进一步描述。

还提供操作冷却水系统的方法。所述方法包括使处于冷却水流压力下的冷却水流与用于利用传感器测量参数的表面接触。将气流引入到所述冷却水流中，由此使得组合的气流与冷却水流接触所述表面。在比所述冷却水流压力大大约10psi到大约100psi的气流压力下引入所述气流。气流的引入使得组合的气流与冷却水流接触所述表面。

在某些实施例中，用于测量工业水系统的参数的表面位于液流的窄化部分中。

如本文所论述，在某些实施例中，液流包括清洁溶液。图3示出并入有图1a、1b和2中所图示的实施例的方面的系统的实施例，且进一步包括用于将清洁溶液施予到系统的润湿部分中的系统。所属领域的技术人员将认识到，虽然从图3省略，但可将图1c和1e的实施例实施到图3的实施例中。此外，所属领域的技术人员将认识到，图3示出传感器的隔离第一子集的实施例，如在利用本文中进一步描述的多个参数的方法中所描述。

在图3的实施例中，清洁溶液经由清洁溶液供应箱301和清洁溶液泵302供应到pH值传感器110a、氧化还原电位传感器110b与流槽210的润湿表面1110a、1110b与1210。所属领域的技术人员将认识到，清洁溶液供应箱301和清洁溶液泵302仅为可用以提供清洁溶液到润湿表面1110a、1110b和1210的设备的说明性实施例。

在某些实施例中，清洁溶液为水性清洁溶液。在一些实施例中，清洁溶液包括水和选自由以下组成的组的成份：脲盐、无机酸、有机酸、过氧酸、清洁剂、乳化剂，及其组合。所属领域的普通技术人员将认识到，某些化学物种将适合多于一种上述成分的描述。

示范性脲盐包含但不限于盐酸脲、硫酸脲、硝酸脲，和磷酸脲。示范性无机酸包含但不限于盐酸、硝酸、硫酸、磷酸和硼酸。示范性有机酸包含但不限于羧酸、乙酸、过氧乙酸、柠檬酸和草酸。在一些实施例中，清洁溶液包括水和选自由以下组成的组的成份：盐酸脲、磷酸、硫酸、硝酸、过氧酸、清洁剂、乳化剂，及其组合。在优选实施例中，水性清洁溶液包括水和盐酸脲。

在某些实施例中，水性清洁溶液(即，包括水的清洁溶液)的固体浓度从约1重量百分比固体到约99重量百分比固体，包含从约1重量百分比固体、或约10重量百分比固体、或从约20重量百分比固体、或从约30重量百分比固体，到约40重量百分比固体、或到约60重量百分比固体、或到约90重量百分比固体、或到约99重量百分比固体。短语“重量百分比固体”用来表示由除水以外的一个或多个成分组成的水性清洁溶液的重量百分比。在优选实施例中，水性清洁溶液包括水和盐酸脲，其中脲盐酸在水性清洁溶液中的存在浓度是从约10重量百分比到约90重量百分比，包含从约10重量百分比、或从约20重量百分比、或从约30重量百分比，到约60重量百分比、或到约80重量百分比、或到约90重量百分比。

过氧酸的示范性实施例包含但不限于过氧乙酸、过氧己酸，及其组合。

清洁剂的示范性实施例包含但不限于二甘醇、聚氧乙烯硬脂酸酯、氯三(十二烷基)甲基铵、十二烷基硫酸钠、二(十六烷基)磷酸酯、辛基苯基聚乙二醇(例如，第9002-93-1号CAS的组合物)，及其组合。

乳化剂的示范性实施例包含但不限于二甲苯磺酸钠。

在特别优选的实施例中，所述方法以化学方式利用水性盐酸脲清洁pH值传感器的润湿表面与氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个，且通过比较先前化学清洁循环期间所搜集的历史数据，来监测所利用的pH值传感器和/或氧化还原电位传感器的响应性。一般来说，随着pH值和氧化还原电位传感器老化，在其相应感测组件中发生分解过程，由此改变每一个中利用的隔膜的化学组成。pH值或氧化还原电位传感器的平均寿命取决于应用，且可在几周到大于一年的范围内变化。假定工业水系统操作达延长的时间段，pH值传感器和/或氧化还原电位传感器将需要更换。

分解过程导致水合凝胶层变厚，所述水合凝胶层构成pH值传感器和氧化还原电位传感器的感测组件。水合凝胶层变厚引起水合凝胶层中的较小动态改变，其可导致对相应参数的测量不准确。水合凝胶层的损坏或劣化可归因于众多来源而发生，例如曝露于高酸性或碱性化学过程、机械清洁、高温、沉积，等。结果，探头的响应时间变得较慢，且必须对比较少利用的传感器更频繁地进行校准。

测量pH值传感器和氧化还原电位传感器的响应时间通常受限于校准过程期间的数据收集，校准过程涉及移除传感器且将其放置在已知标准溶液中。使用本公开的化学清洁方法，可比较响应时间与先前所收集的数据以评估传感器劣化。在利用多个相同类型的传感器的实施例中，与曝露于相同处理流和清洁溶液的冗余传感器的比较也可提供与每一传感器的响应时间相关的信息。一个传感器较之于另一传感器的缓慢响应或测量偏移将是劣化的指示。

在优选实施例中，所述方法利用水性盐酸脲的化学清洁，且进一步包括从工业水流隔离表面的第一子集，其中表面的所述第一子集包括pH值传感器的润湿表面和氧化还原电位传感器的润湿表面。表面的第一子集通过使其与水性盐酸脲清洁溶液接触足以使pH值传感器和氧化还原电位传感器返回到可接受水平的一段时间来加以清洁，所述一段时间可基于例如先前校准和/或重新建立液流与用于测量中的表面的接触以后进行的测量来加以确定。pH值信号减小，且氧化还原电位信号增大，因为盐酸脲为酸与氧化剂两者。

清洁溶液可接触被隔离子集的润湿表面，其可包含光传递介质。在一实施例中，化学溶液可以约3加仑每日的速率流过被隔离子集约3分钟。在某些实施例中，一旦填充，清洁溶液就接触润湿表面而不流动一段时间。在其它实施例中，在可接受清洁之后即刻从润湿表面冲洗清洁溶液，冲洗可使用来自工业水系统的工业水完成。

在重新启动工业水流动时，pH值和氧化还原电位信号在氧化还原电位传感器的双重指数级衰减和pH值传感器的生长以后返回到工业水条件。从双重指数分析计算出的特征性时间参数给出对于氧化还原电位传感器和/或pH值传感器中的分解或其缺乏的深刻理解。通过历史上随时间推移跟踪所选参数，可监测或在需要时更换氧化还原电位传感器(和对应pH值传感器，如果利用)。在说明性实施例的某些实施例中，周期性地更换氧化还原电位传感器，例如每隔4到8个月。在说明性实施例的某些实施例中，周期性地更换pH值传感器，例如每隔4到8个月。

在使用时，pH值传感器可显示偶发性测量变化迹象或在校准期间的迟缓响应时间，其任一个提示沉积可能发生在pH值传感器的润湿表面上。任一现象可能会使得受影响pH值传感器校准失败。

表1中示出显示曝露于水性盐酸脲之后的氧化还原电位传感器的动态行为的数据。表1中标注氧化还原电位传感器的信号行为的示范性特征。在使氧化还原电位传感器曝露于工业水系统的工业水之后的响应时间显示特征性两相模型，以解释由式1给出的快速和缓慢响应行为：

其中A是用于快速响应项的常数，τ_f为快速时间常数，B是用于缓慢响应项的常数，τ_s为缓慢时间常数，且Offset是在传感器接触水性盐酸脲(清洁溶液的实例)之前的近似氧化还原电位传感器信号。在使氧化还原电位传感器曝露于水性盐酸脲之后，传感器响应归因于由水性盐酸脲引起的氧化而增大。在工业水流开始接触清洁表面之后的时间t＝0处，常数A、B与Offset的总和等于传感器信号电平。信号电平倾向于随着式1中的各项的总和而衰减，其中与传感器响应行为相关联的关键参数为时间常数τ_f和τ_s。时间常数的倒数允许估计达到Offset的衰减时间。尤其是，传感器的值1/τ_s的增大指示传感器的响应降级。

在另一方面中，所述方法包括使处于工业水流压力下的工业水流与pH值传感器的润湿表面和氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个接触。测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位。使包括盐酸脲的清洁溶液以足以清洁所述润湿表面中的至少一个的浓度和第一时间段与所述润湿表面中的所述至少一个接触。使处于所述工业水流压力下的所述工业水流与经清洁的所述润湿表面中的所述至少一个重新接触第二时间段，由此使用清洁的pH值和/或氧化还原电位传感器测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位。产生与使用所述清洁的pH值和/或氧化还原电位传感器测量的pH值和/或测量的氧化还原电位相关的恢复曲线。重复前述步骤。比较相应恢复曲线(且理想情况下将彼此重叠)。如果所述相应恢复曲线的所述比较表明可接受的传感器劣化，那么相应传感器可保持运行。然而，如果相应传感器表明不可接受的传感器劣化，那么使相应传感器不再运行。

举例来说，图4图示与两个不同传感器相关的恢复曲线，且允许比较老化传感器探头(运行4个月以上)与曝露于相同水和盐酸脲清洁步骤的新传感器探头的氧化还原电位传感器响应。清洁步骤涉及使传感器探头的感测表面曝露于速率为10加仑每日且浓度为60重量百分比固体的盐酸脲3分钟，随后曝露于2加仑每分钟的工业水流动2分钟。图4示出在清洁过程结束时来自每一传感器探头的归一化信号响应。从图4，老化传感器的响应时间较之于新传感器较长。通过将数据拟合到式1来获得传感器响应时间的定量分析，以确定快速和缓慢时间常数。用于式1的参数可计算且存储以用于历史跟踪，其已在下文表1中完成。

表1.利用两相模型的氧化还原电位传感器的示范性响应时间参数。

式1的数学关系还可根据下文示出的式2应用于pH值传感器的响应度模型。

如可从式2看出，pH值传感器信号遵循生长响应，因为曝露于盐酸脲引起pH值减小，随后在曝露于工业水流时增大。由如上文所描述的盐酸脲清洁过程导致的典型pH值传感器响应曲线在图5中示出。以针对氧化还原电位传感器探头描述的方式确定pH值传感器探头的时间常数，除了要考虑到pH值传感器响应为倒数。

在某些实施例中，通过所测量pH值和/或氧化还原电位在使传感器与工业水流重新接触之后的等效时间点的至少约5％的偏差，来确定不可接受的传感器劣化。在某些实施例中，通过所测量pH值和/或氧化还原电位在使传感器与工业水流重新接触之后的等效时间点的至少约10％的偏差，来确定不可接受的传感器劣化。在某些实施例中，重新接触工业水流之后的等效时间点为重新接触工业水流之后约1分钟到约120分钟的时间点。在某些实施例中，重新接触工业水流之后的等效时间点为重新接触工业水流之后约10分钟到约60分钟的时间点。举例来说，在图4中，比较在重新接触之后50分钟的时间点处所测量的氧化还原电位(例如，曲线已归一化)显示，“新[ORP]探头”测量出约0.1的氧化还原电位，而已运行约4个月的“老化[ORP]探头”测量出约0.4的氧化还原电位，其比“新[ORP]探头”的测量值高400％。比较实验跨度内的曲线，“老化[ORP]探头”不会完全恢复，且不再提供氧化还原电位的准确测量。尽管时间点的比较容易实施，但本发明的方法涵盖单个pH值或氧化还原电位传感器之间的所测量的pH值和/或氧化还原电位的恢复曲线偏差的任何类似比较，或任何单个类型的多个传感器之间的比较。

在一实施例中，提供一种维持用于工业水系统中的工业水的参数的测量准确度的方法。在某些实施例中，所述方法加速氧化还原电位传感器和/或pH值传感器的恢复时间。为实现此加速，所述方法包括使处于工业水流压力下的工业水流与pH值传感器的润湿表面和氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个接触。使清洁溶液与所述pH值传感器的所述润湿表面和所述氧化还原电位传感器的所述润湿表面中的至少一个接触。使处于所述工业水流压力下的所述工业水流与所述pH值传感器的所述润湿表面和所述氧化还原电位传感器的所述润湿表面中的至少一个重新接触。在比所述工业水流压力大大约10psi到大约100psi的气流压力下且在启动所述重新接触之后，将气流引入到所述工业水流中。

举例来说，氧化还原电位传感器和pH值传感器中的至少一个曝露于如本文所描述的利用盐酸脲的化学清洁，随后恢复至少一个传感器探头(即，用于测量参数的表面)与工业水流的接触，且接着将气流在比工业水流压力大大约10psi到大约100psi的气压下引入到工业水流中。气流可根据本文中所描述的与将气流引入到液流中相关的参数中的任一个来引入。图6图示与引入气流后化学清洁相关的结果，其中气流为空气。

在另一说明性实施例中，本公开针对一种维持工业水系统中的工业水的多个参数的测量准确度的方法。所述方法包括使处于工业水流压力下的工业水流与用于利用多个传感器测量多个参数的多个表面接触。使所述表面的第一子集与所述工业水流隔离，而所述表面的第二子集维持与所述工业水流接触。清洁所述第一子集中的至少一个表面，而所述第二子集维持与所述工业水流接触。恢复表面的所述第一子集与所述工业水流的接触。表面的所述第一子集包括以下中的至少一个：光传递介质的润湿表面、pH值传感器的润湿表面，以及氧化还原电位传感器的润湿表面。表面的所述第二子集包括以下中的至少一个：腐蚀检测传感器的润湿表面和电导率传感器的润湿表面。

需要多于一个表面用于利用多于一个传感器测量参数的工业水系统以如下方式操作：使得可能尤其会受到沉积影响的一个或多个表面能够单独地与工业水流接触且清洁。可实施所述实施例，以允许基于工业水的测量的参数的子集进行持续监测和可选控制，而在其相关表面的现场清洁期间不测量参数的另一子集。

在一些实施例中，术语“隔离”是指停止工业水流越过表面的第一子集的流动，而不使工业水系统断开连接，以手动地清洁一个或多个表面，只是在一些情况下，移除腐蚀试片(即，“系统隔离”)。优选地，可在传感器的第一子集与工业水流隔离时产生的任何数据不被控制器利用，因为在所述子集的隔离期间获取的任何此类数据不会反映工业水流的参数。在某些实施例中，除本文揭示的实施例的若干传感器提供的数据之外，还利用腐蚀试片来提供数据。

在其它实施例中，术语“隔离”是指停止使用传感器或传感器子集(即，“控制线路隔离”)来进行数据的有意义的收集。相对于系统隔离，如果传感器产生的数据被有意忽略或因其它原因而有意不被控制器利用，那么可隔离所述传感器。以示范性方式隔离的传感器可允许经由例如将组合的气流与液流引入到其润湿表面来清洁传感器。隔离的传感器不需要与工业水流隔离，而仅从控制线路隔离。如本文所使用，术语“有意义的数据”是指描述一种物质的参数且可输入到控制线路且可靠地被控制线路利用的数据。

举例来说，图7图示尤其组合本公开的若干设备与系统且可用来执行本文中所描述的实施例中的任一个的系统的实施例。

图7图示可用以监测工业水系统的系统400的实施例，其可为冷却水系统、加热水系统、造纸系统、精炼系统、化学处理系统、粗油萃取系统、天然气萃取系统，等等。在使用系统400正常监测工业水系统期间，工业水流420(对应于图1b和1d中的液流120)在工业水流压力下经由管道和配件流过系统400，由此接触用于测量工业水系统中的工业水的多个参数的多个表面。所述多个表面的示范性实施例包含但不限于pH值传感器110a的润湿表面1110a、氧化还原电位传感器110b的润湿表面1110b、光传递介质(例如，流槽)210的润湿表面1210、腐蚀检测传感器1403的润湿表面1503、电导率传感器1407的润湿表面，和荧光计110x(图1c中所示的光传递介质的替代实施例)的润湿表面1110x。在图7的实施例中，pH值传感器110a和氧化还原电位传感器110b经由图1a、1b和1d中所图示的设备100安装到系统400，且光传递介质(例如，流槽)210与荧光计205可操作地通信。pH值传感器110a、氧化还原电位传感器110b、荧光计205、腐蚀检测传感器1403和电导率传感器1407与控制器1444通信，所述控制器收集且利用由多个传感器经由控制线路提供的输入。

在图7中所图示的实施例，表面的第一子集包括以下中的至少一个：pH值传感器110a的润湿表面1110a、氧化还原电位传感器110b的润湿表面1110b、光传递介质(例如，流槽)210的润湿表面1210和/或荧光计110x的润湿表面1110x，与工业水流隔离，而第二子集包括腐蚀检测传感器1403的润湿表面1503和电导率传感器1407的润湿表面中的至少一个，维持与工业水流420接触。在实施例中，第一子集的隔离可为通过将阀1411致动到其关闭位置或通过如本文所描述的控制线路隔离而执行的系统隔离。表面的第一子集中的至少一个是在第二子集维持与工业水流420接触的同时加以清洁，随后恢复工业水流420与表面的第一子集的接触。

可经由气流方法和本文揭示的化学清洁方法中的至少一个执行第一子集或其润湿表面的清洁。此外，可经由系统隔离和控制线路隔离中的至少一个执行隔离，且无需在重复清洁循环期间以相同方式隔离。再另外，气流可与除工业水流以外的液流(例如，清洁溶液流)组合，以便清洁第一子集或其润湿表面。

以下实例进一步说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。

实例1

此实例表明对氧化还原电位传感器的气流清洁的效果。将两个相同的氧化还原电位传感器安装在冷却水系统中。冷却水系统维持的冷却水流具有从6.5到7.6的pH值、从约1500到约2000μS/cm的电导率、从约275到约325mV的氧化还原电位、从19到25℃的温度、从约0.68到约1.13米每秒的线性液流速度，以及约1巴(约14.5psi)的冷却水压力。不处理传感器A的润湿表面，而如本文所描述每四个小时利用压力约3巴(约43.5psi)的压缩空气气流处理传感器B的润湿表面60秒。

参考图8，对于实验持续时间，传感器A倾向于从其约325mV的基线测量漂移，而传感器B维持合理的稳定基础测量。到测试周期结束时，传感器A的输出已减小约125mV。

实例2

此实例表明化学清洁对用于工业水系统中的氧化还原电位传感器的效果，所述工业水系统在此实例中为冷却水系统。将两个相同的氧化还原电位传感器安装在试验性冷却水系统中。经由T形件安装传感器C，而经由传感器块安装传感器D，如图1a和1b中所图示。所述试验性冷却水系统维持的冷却水流具有从8.6到8.9的pH值、从约3000到约8500μS/cm的电导率、从约250到约450mV的氧化还原电位、从34到44℃的温度、从约0.34到约1.03米每秒的线性液流速度，以及约0.4巴(约5.8psi)的冷却水压力。使用获自MYRON

公司(2450Impala Drive，Carlsbad，CA 92010，USA)的经过校准的Myron ULTRAMETER II^TM 6PFC^E氧化还原电位计检验冷却水流的氧化还原电位。

如图9中所示，在10日测试周期结束时，传感器D平均维持265mV的95％输出，而传感器C错误地测量约200mV的氧化还原电位。

实例3

此实例表明化学清洁对用于工业水系统中的光传递介质的效果，所述光传递介质在此实例中为冷却水系统。以化学方式处理用于钢厂的冷却水系统中的荧光计流槽的润湿表面。尝试具有不同处理化学过程的两个处理周期：一个使用包括水、磷酸和硝酸的基于水性无机酸的清洁剂(例如，TR5500酸性清洁剂，包括约30到约60重量百分比的磷酸、约10到约30重量百分比的硝酸、平衡水和微量杂质，获自纳尔科(艺康公司，西迪尔路1601号，内珀维尔，伊利诺伊州60563))，且第二个使用基于水性脲盐的清洁剂，例如水性盐酸脲清洁剂(例如，DC14清洁剂，包括约30到约60重量百分比的盐酸脲、平衡水和微量杂质，获自纳尔科(艺康公司，西迪尔路1601号，内珀维尔，伊利诺伊州60563))。对于两个试验中的每一个，液流横穿流槽的润湿表面，其中所述液流具有从7.3到9.0的pH值、从约580到约1570μS/cm的电导率、从约200到约760mV的氧化还原电位、从15到30℃的温度、从约0.6到约1.03米每秒的线性液流速度，以及约1巴(约14.5psi)的液流压力。当存在时，液流的流量为1到2加仑每分钟。

每日三分钟，停止使液流横穿流槽的润湿表面，且以10加仑每日(即，26.3ml/min)的速率泵送相应化学处理剂越过流槽的润湿表面。在三分钟之后，停止化学处理，且使液流恢复越过流槽的润湿表面。

如图10中所示，流槽积垢在本实例的具挑战性的高积垢系统中通过包括磷酸和硝酸的酸性清洁剂维持在小于约30％达约25日。

如图11中所示，流槽积垢在本实例的具挑战性的高积垢系统中通过包括盐酸脲的脲基清洁剂维持在小于约15％达约35日。

本文中所引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请及专利特此以引用的方式并入本文中，其引用程度就如同每一参考文献单独地并且具体地以引用的方式并入本文中整体阐述一般。

除非本文另外指出或明显与上下文相矛盾，否则在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求书的上下文中)，使用的术语“一”和“所述”及“至少一个”以及类似指示物应理解为涵盖单数与复数两者。除非本文另外指出或明显与上下文相矛盾，否则在一个或多个条目的清单后使用的术语“至少一个”(例如“A和B中的至少一个”)应解释为意味着一个选自所列条目的条目(A或B)或者两个或超过两个所列条目的任何组合(A及B)。除非另外指出，术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应解释为开放性术语(即，意味着“包含但不限于”)。个别实施例或其元件可包括所叙述元件、由所叙述元件组成或基本上由所叙述元件组成，除非上下文另有明确指示。换句话说，例如“x包括y”的语句的任何叙述包含叙述“x由y组成”和“x基本上由y组成”。除非在本文中另外指示，否则对本文中的值范围的叙述仅意图充当个别提及属于该范围的每一单独值的速记方法，且每一单独值并入本说明书中，如同在本文中个别地叙述一般。除非在本文中另外指出或另外明显与上下文相矛盾，否则本文所描述的所有方法可以按任何适合的顺序进行。除非另外主张，否则使用任何及所有实例或本文提供之例示性语言(例如，“诸如”)仅意欲更好地阐明本发明且并不对本发明之范畴施加限制。本说明书中的任何语言均不应解释为指示任何未要求的要素是实践本发明必不可少的。

本文中描述了本发明的优选实施例，包括本发明人已知进行本发明的最佳模式。在阅读前文描述之后，那些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员可以变得显而易见。本发明人期望熟练的技术人员在适当时采用这些变化形式，并且本发明人打算以与本文中具体描述不同的方式来实施本发明。因此，本发明包括适用法律所允许之随附申请专利范围中所引述之标的物的所有修改及等效物。此外，除非本文另外指出或另外明显与内容相矛盾，否则本发明涵盖上述要素以其所有可能之变化形式的任何组合。

Claims (13)

1.一种维持用于工业水系统中的工业水的参数的测量准确度的方法，所述方法包括：

(a)使处于工业水流压力下的工业水流与pH值传感器的润湿表面和氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个接触；

(b)测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位；

(c)使所述润湿表面中的至少一个在足以清洁所述润湿表面中的所述至少一个的浓度和第一时间段接触包括盐酸脲的清洁溶液；

(d)使处于所述工业水流压力下的所述工业水流与所述润湿表面中经清洁的所述至少一个再接触第二时间段，由此使用经清洁的pH值和/或氧化还原电位传感器测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位；

(e)产生与使用所述经清洁的pH值和/或氧化还原电位传感器测量的所述pH值和/或测量的所述氧化还原电位相关的恢复曲线；

(f)重复步骤(a)到(e)；

(g)比较经由步骤(e)产生的相应恢复曲线；

(h)如果所述相应恢复曲线的比较表明可接受的传感器劣化，那么继续利用所述pH值传感器和/或所述氧化还原电位传感器测量所述工业水流的pH值和/或氧化还原电位；以及

(i)如果所述恢复曲线的比较表明不可接受的传感器劣化，那么使表现出所述不可接受的传感器劣化的所述pH值传感器和/或所述氧化还原电位传感器退出服役。

2.根据权利要求1所述的方法，其中不可接受的传感器劣化通过所测量的pH值和/或氧化还原电位在所述再接触所述工业水流之后的等效时间点处至少5％的偏差来确定。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述再接触所述工业水流之后的所述等效时间点为所述再接触所述工业水流之后1分钟到120分钟的时间点。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述再接触所述工业水流之后的所述等效时间点为所述再接触所述工业水流之后10分钟到60分钟的时间点。

5.根据权利要求1所述的方法，其中不可接受的传感器劣化通过所测量pH值和/或氧化还原电位在所述再接触所述工业水流之后的等效时间点处至少10％的偏差来确定。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在步骤(a)过程中，

将气流在比所述工业水流压力大10psi到100psi的气流压力下引入到所述工业水流中，由此使得组合的气流与液流接触所述pH值传感器的润湿表面和所述氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述气流是在比所述工业水流压力大20psi到50psi的气流压力下引入到所述工业水流中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述pH值传感器的润湿表面和所述氧化还原电位传感器的润湿表面中的至少一个位于所述工业水流的窄化部分中。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的方法，其中所述气流是在垂直于所述工业水流的方向上引入。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述气流包括选自以下的气态物质：空气、氮气、氧气、酸性气体，及其组合。

11.根据权利要求6所述的方法，其中所述气流包括选自以下的酸性气体：含碳的酸性气体、含硫的酸性气体、含氮的酸性气体、含氯的酸性气体，及其组合。

12.根据权利要求6所述的方法，其中二氧化碳丸粒随所述气流引入到所述液流中。

13.根据权利要求6所述的方法，其中所述气流间歇性地引入到所述工业水流中。

Images