CN111398415B - 一种探测不同介质分界面的方法 - Google Patents
一种探测不同介质分界面的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111398415B CN111398415B CN201910034500.XA CN201910034500A CN111398415B CN 111398415 B CN111398415 B CN 111398415B CN 201910034500 A CN201910034500 A CN 201910034500A CN 111398415 B CN111398415 B CN 111398415B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- level meter
- water
- media
- container
- ultrasonic scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/024—Mixtures
- G01N2291/02416—Solids in liquids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
本申请公开了一种探测不同介质分界面的方法，包括以下步骤：1)将其内装填有至少两种介质的容器竖直布置，各种所述介质在所述容器内沿竖直方向依次连续分布，使物位计在所述容器内部沿竖直方向移动，并在所述物位计移动的过程中持续发射固定频率的超声波扫描信号，所述超声波扫描信号受所述容器中介质的影响而具有相应的振幅值，所述振幅值随着所述物位计的移动而不断波动变化；2)当检测到所述振幅值大于或小于设定阈值时，则判断此时所述物位计所处的水平面为容器内不同介质的分界面。使用该方法能够自动、准确、快速地探测不同介质分界面位置。
Description
技术领域
本申请涉及一种探测不同介质分界面的方法，可应用于生物制药行业层析领域介质分界界定、介质分离界定；生物制药行业过滤领域过程过滤；生物制药行业工程领域管道工程、储罐及泵头；也可应用于水处理行业、食品行业等。
背景技术
生物制药行业层析领域，层析柱类型不同，有可视的(柱管透明)及不可视(柱管非透明)的区分。通常采用湿法装填方式在层析柱内装填填料，这就导致装填完成后层析柱内既有填料又有水，而且水处于填料的上方。实际应用时，需要下压柱头而将上部的水排出。
长期以来，不可视类型的层析柱子，单凭操作者的装柱经验，柱效可控性差、后期多次装填一致性无法保证，生产成本高，收率低，给企业带来极大的困扰。该问题也是各药企及各药企设备供应商一直以来难以攻克的技术难题。
发明内容
本申请目的是：针对上述问题，提供一种探测不同介质分界面尤其是层析柱中水和填料分界面的方法，使用该方法能够自动、准确、快速地探测不同介质分界面位置。
本申请的技术方案是：
一种探测不同介质分界面的方法，包括以下步骤：
1)将其内装填有至少两种介质的容器竖直布置，各种所述介质在所述容器内沿竖直方向依次连续分布，使物位计在所述容器内部沿竖直方向移动，并在所述物位计移动的过程中持续发射固定频率的超声波扫描信号，所述超声波扫描信号受所述容器中介质的影响而具有相应的振幅值，所述振幅值随着所述物位计的移动而不断波动变化；
2)当检测到所述振幅值大于或小于设定阈值时，则判断此时所述物位计所处的水平面为容器内不同介质的分界面。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
在所述步骤1)中，使所述物位计沿竖直方向自上而下移动。
在所述步骤1)中，所述高频扫描信号的频率为100MHz～180MHz。
所述容器为层析柱。
在所述步骤1)中，所述层析柱内装填的所述介质包括水和填料；所述分界面为水和填料的分界面。
所述设定阈值如此获得：
在竖直布置的层析柱中填装填料和水，其中水处于填料的上方，从而在所述层析柱中形成位于上方的水层和位于下方的填料层，使物位计在所述层析柱的所述水层内沿竖直方向向下移动，并且所述物位计在移动过程中持续发射与所述步骤1)中所述高频扫描信号频率相同的第二超声波扫描信号，所述第二超声波扫描信号受层析柱中水的影响而具有相应的第二振幅值，所述第二振幅值随着所述物位计的移动而不断波动变化；
在所述物位计向下移动的过程中：任意选取N个时间点的N个第二振幅值，并计算出这N个振幅值的平均值，得到一平均值；再任意选取另外N个时间点的另外N个第二振幅值，并计算出所述另外N个振幅值的平均值，得到另一个平均值；如此循环M次，得到M个平均值；
取所述M个平均值中的最小值作为所述设定阈值。
所述的N为100～200，所述的M为5～10。
在所述步骤2)中，当连续检测到X个所述振幅值都大于所述设定阈值时，X≥2，才判断此时所述物位计所处的水平面为层析柱内水和填料的分界面。
所述X＝2。
本申请的优点是：
1、与传统盲测经验的方法相比，利用本申请的方法，无需人为干预，利用信号检测，可以准确的判定水和胶的分界面。
2、与传统盲装经验的方法相比，利用该方法，可以保证每次装填的一致性，排除人为因素的干扰，工作效率得到显著提高。
3、与传统盲测经验的方法相比，利用该方法，可以保证每次装填的柱效稳定在可控范围内，排除人为因素的干扰，柱效可重复性好，收率得到显著提高，生产成本及人力成本得到有效控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中两种不同频率超声波扫描信号在水和填料中移动时的振幅变化图；
图2为本申请实施例中两种不同频率超声波扫描信号由层析柱中的水下移至填料过程中的振幅变化图；
图3为本申请实施例中柱效测试记录图，图中可以看出柱效达到5879.54。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本实施例具体公开了一种探测湿法装柱的层析柱中水和填料这两种介质分界面的方法，该方法包括以下步骤：
1)将其内装填有水和填料两种介质的层析柱竖直布置，其中水处于填料的上方，从而在层析柱内形成位于上方的水层和位于下方的填料层。在层析柱内布置物位计，并借助动力设备拖动物位计在层析柱内部沿竖直方向缓慢移动。而且在该物位计向下移动的过程中，该物位计向附近介质(水或填料)持续发射固定频率的超声波扫描信号。前述所谓“固定频率”，是指：该频率值可由操作者人为设定，一般为100MHz～180MHz，不过一旦设定为某一值，在该探测方法实施过程中不能改变。众所周知，超声波扫描信号受层析柱中介质(水或填料)的影响而具有相应的振幅值(超声波受到不同介质的影响而呈现不同的振幅值)。而且前述振幅值随着物位计的移动而不断波动变化，这是因为还受填料柱中介质的杂质、温度等各种因素的影响，即便物位计一直在水层中移动，其移动至不同部位水层所呈现的振幅值也略有不同。并且设置与前述物位计相连的显示设备，前述振幅值在显示设备中以波线形式显示(如图1)。因超声波振幅的变化频率非常高，故而我们可以每一秒或几秒采集一次振幅值，并在显示设备中显示。
2)当检测到振幅值大于设定阈值时，则判断此时物位计所处的水平面为层析柱内水和填料的分界面。
前述设定阈值可根据经验人为设定，也可以通过以下方法获得：
在竖直布置的层析柱中填装填料和水，其中水处于填料的上方，从而在层析柱中形成位于上方的水层和位于下方的填料层。使物位计在层析柱的水层内(不能进入下方的填料)沿竖直方向向下移动，物位计在移动过程中持续发射超声波扫描信号(为表述方便描述本实施例方案，将该振幅值称为第二超声波扫描信号)，而且必须保证该第二超声波扫描信号的频率与上述步骤1)中高频扫描信号的频率一致。显然，前述第二超声波扫描信号也会受到层析柱中水的影响而呈现相应的振幅值(为表述方便描述本实施例方案，将该振幅值称为第二振幅值)，第二振幅值随着物位计的移动而不断波动变化。
如图1所示，图中绿色曲线和黄色曲线分别代表某频率超声波扫描信号在水和填料中移动时的振幅变化图。图中横轴表示时间，纵轴表示振幅。
在物位计向下移动的过程中：任意选取(可随机选取)N个时间点的共N个第二振幅值，并计算出这N个振幅值的平均值，得到一平均值；再任意选取另外N个时间点的另外N个第二振幅值，并计算出该另外N个振幅值的平均值，得到另一个平均值；如此循环M次，得到M个平均值；
取上述M个平均值中的最小值作为上述的设定阈值。
上述N的选择范围一般为100～200，M一般为5～10。
为了防止误判，在上述步骤2)中，最好在连续检测到多个振幅值都大于设定阈值时，才判断此时物位计所处的水平面为层析柱内水和填料的分界面。
参照图2所示，图中红色曲线和蓝色曲线分别为两种不同频率的超声波扫描信号由层析柱中的水下移至填料过程中的振幅变化图，图中横轴表示时间，纵轴表示振幅。从该图2中可见，在540秒左右，连续出现了两个大于设定阈值的振幅值，这时，可判断物位计到达水和填料的分界面位置。如此使得层析操作人员能够准确获知柱内水和填料的分界面位置，以便操控柱头移动至该位置将柱内上部的水全部排出只留下下方的填料，为层析提纯做好准备。
应用上述方法探测水和填料分界面，并据此将层析柱柱头下压至该分界面位置而完成层析柱填料的安装，再进行后序的层析处理后，从图3可以看出，柱效达到5879.54。
上述物位计为可外购的商品，其扫描频率在100MHZ-180MHZ范围。
当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种探测不同介质分界面的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1）将其内装填有至少两种介质的容器竖直布置，各种所述介质在所述容器内沿竖直方向依次连续分布，使物位计在所述容器内部沿竖直方向移动，并在所述物位计移动的过程中持续发射固定频率的超声波扫描信号，所述超声波扫描信号受所述容器中介质的影响而具有相应的振幅值，所述振幅值随着所述物位计的移动而不断波动变化；
2）当检测到所述振幅值大于或小于设定阈值时，则判断此时所述物位计所处的水平面为容器内不同介质的分界面；
在所述步骤 1）中，使所述物位计沿竖直方向自上而下移动；
所述容器为层析柱；
在所述步骤 1）中，所述层析柱内装填的所述介质包括水和填料；所述分界面为水和填料的分界面；
所述设定阈值如此获得：
在竖直布置的层析柱中填装填料和水，其中水处于填料的上方，从而在所述层析柱中形成位于上方的水层和位于下方的填料层，使物位计在所述层析柱的所述水层内沿竖直方向向下移动，并且所述物位计在移动过程中持续发射与所述步骤 1）中超声波扫描信号的频率相同的第二超声波扫描信号，所述第二超声波扫描信号受层析柱中水的影响而具有相应的第二振幅值，所述第二振幅值随着所述物位计的移动而不断波动变化；
在所述物位计向下移动的过程中：任意选取 N 个时间点的 N 个第二振幅值，并计算出这 N 个振幅值的平均值，得到一平均值；再任意选取另外 N 个时间点的另外 N 个第二振幅值，并计算出所述另外 N 个振幅值的平均值，得到另一个平均值；如此循环 M 次，得到 M 个平均值；
取所述 M 个平均值中的最小值作为所述设定阈值。
2.根据权利要求 1 所述的探测不同介质分界面的方法，其特征在于，在所述步骤 1）中，超声波扫描信号的频率为 100MHz～180MHz。
3. 根据权利要求 1 所述的探测不同介质分界面的方法，其特征在于，所述的 N 为100～200，所述的 M 为 5～10。
4.根据权利要求 1 所述的探测不同介质分界面的方法，其特征在于，在所述步骤 2）中，当连续检测到 X 个所述振幅值都大于所述设定阈值时，X≥2，才判断此时所述物位计所处的水平面为层析柱内水和填料的分界面。
5.根据权利要求 4 所述的探测不同介质分界面的方法，其特征在于，所述X=2。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910034500.XA CN111398415B (zh) | 2019-01-15 | 2019-01-15 | 一种探测不同介质分界面的方法 |
| PCT/CN2019/099642 WO2020147305A1 (zh) | 2019-01-15 | 2019-08-07 | 一种探测不同介质分界面的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910034500.XA CN111398415B (zh) | 2019-01-15 | 2019-01-15 | 一种探测不同介质分界面的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111398415A CN111398415A (zh) | 2020-07-10 |
| CN111398415B true CN111398415B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=71434002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910034500.XA Active CN111398415B (zh) | 2019-01-15 | 2019-01-15 | 一种探测不同介质分界面的方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111398415B (zh) |
| WO (1) | WO2020147305A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117870820A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-12 | 呼秀山 | 投入式高精密界面检测系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8801836A (nl) * | 1988-07-20 | 1990-02-16 | Enraf Nonius Delft | Inrichting voor het bepalen van het niveau van het grensvlak tussen een eerste en een tweede medium in een reservoir. |
| DE19958584C1 (de) * | 1999-11-08 | 2001-02-01 | Krohne Sa | Füllstandmessgerät |
| DE10237931A1 (de) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands eines Messmediums in einem Behälter |
| CN1276241C (zh) * | 2004-07-06 | 2006-09-20 | 北京大唐凯通软件技术有限公司 | 一种声波液位测量装置及其方法 |
| JP5254257B2 (ja) * | 2007-03-06 | 2013-08-07 | ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・コーポレイション | カラム及び媒体充填を自動化するためのシステム及び方法 |
| CN201352140Y (zh) * | 2008-12-30 | 2009-11-25 | 孙益晖 | 石油油井原油计量罐油水界面测量装置 |
| DE102012102589A1 (de) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands |
| CN107036680B (zh) * | 2017-05-26 | 2023-09-01 | 盐城纳得自动化设备有限公司 | 一种利用超声波精确检测油水界面的方法及其辅助装置 |
-
2019
- 2019-01-15 CN CN201910034500.XA patent/CN111398415B/zh active Active
- 2019-08-07 WO PCT/CN2019/099642 patent/WO2020147305A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111398415A (zh) | 2020-07-10 |
| WO2020147305A1 (zh) | 2020-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111398415B (zh) | 一种探测不同介质分界面的方法 | |
| US7046189B2 (en) | Fill level measuring device and method for fill level measurement using the travel time principle | |
| US20230203942A1 (en) | Device and method to image flow in oil and gas wells using phased array doppler ultrasound | |
| US20170058660A1 (en) | Method and a system for ultrasonic inspection of well bores | |
| CN104359976A (zh) | 海底管道环焊缝缺陷高度精确定量方法 | |
| RU2015120642A (ru) | Способ определения нежелательных условий для функционирования плавающей крыши резервуара | |
| KR101736612B1 (ko) | 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치 및 방법 | |
| US10421565B2 (en) | Apparatus and method for the detection of leaks in a sealed capsule | |
| CN107036680B (zh) | 一种利用超声波精确检测油水界面的方法及其辅助装置 | |
| CN105403347A (zh) | Co2驱最小混相压力测定方法及专用装置 | |
| CN204350510U (zh) | 一种插件式真空泵控制器的密封结构 | |
| CN204916369U (zh) | 一种啤酒封箱机的漏瓶检测装置 | |
| CN207042878U (zh) | 一种全自动金属包装容器气密性泄露检测装置 | |
| US20130197832A1 (en) | Leak detection system for uniform vacuum packaged products | |
| CN103604806B (zh) | 一种检测密封圈缺陷的方法 | |
| US9476817B2 (en) | Determination of interfacial tensions in supercritical conditions | |
| CN210278335U (zh) | 一种层析柱 | |
| CN110988132A (zh) | 焊缝单侧tofd检测方法 | |
| CN103617620B (zh) | 一种用于在线检测的密封圈图像的快速分割方法 | |
| KR20190100444A (ko) | 초음파 액체 수위 감지 시스템 | |
| CN207580303U (zh) | 测漏装置及具有测漏装置的密封包装设备 | |
| CN205719166U (zh) | 一种测量含泡沫液体液位的系统 | |
| CN105158135A (zh) | 一种纸杯渗漏性检测装置及其检测方法 | |
| CN212843488U (zh) | 一种密封垫片厚度检测装置 | |
| CN202340168U (zh) | 一种压装检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |