CN114945815A - 工艺流体中在线沉积物检测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述了用于分析流体处理系统10(例如工业水系统12)内的沉积物(例如结垢、淤积、生物膜或腐蚀)的系统。该系统包括：导管16，所述导管适于流体耦接到流体处理系统以从流体处理系统接收流体流；在所述导管内的衬底18，所述衬底具有代表所述流体处理系统内的表面的表面；用于改变衬底的温度的装置40；用于测量通过衬底的热传递的至少一个温度传感器44、46、48、50；至少一个荧光计54，用于在多个荧光计位置处监测由微生物引起的衬底的表面的荧光；至少一个照相机56，用于在多个照相机位置处获取衬底的表面的图像；以及控制器，用于从至少一个温度传感器、至少一个荧光计和至少一个照相机接收数据，并根据接收到的数据确定通过衬底的热传递阻力以及沉积物的性质和水平。

Description

工艺流体中在线沉积物检测的系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2019年10月24日提交的美国临时专利申请第62/925,430号的权益，其出于所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本专利公开总体上涉及流体处理系统中的沉积物检测，并且更具体地，本发明涉及工业用水系统中的这类检测、分类、量化和处理。

背景技术

在流体处理系统中，保持与流体接触的表面没有沉积物并清洁这类表面对于提供相关设备的期望操作和效率可以是至关重要的。例如，在水系统中，特别是在工业用水系统(例如冷却水系统和热水系统)中保持无沉积物的热交换表面对于优化能量效率是重要的。矿物沉积物，特别是钙盐，且更特别是碳酸钙，可以是结垢(scaling)或淤积(fouling)的形式。通常，结垢是设备表面上无机盐的沉淀，并且淤积是由悬浮在液体中的不溶性颗粒的沉积物产生的。在热交换表面上的生物膜淤积也可以导致工业用水系统效率低下。例如，与矿物沉积物相比，生物膜淤积通常是比矿物沉积物好4倍至5倍的隔热体(insulator)。通常，生物膜是粘性的，并且引起生物膜淤积的形成的微生物可能仅代表生物膜含量的一小部分。

监测工业用水系统以减小或防止沉积物(生物膜、矿物质、腐蚀或其他物质)沉积到热交换表面上可以提供可以用于改进或至少维持工业用水系统的操作和/或处理程序中的效率的信息。为了达到系统的最佳性能，可以将化学处理产品引入到工业用水系统中作为预防措施，以便使生物淤积的积聚最小化。然而，如果沉积物积聚在表面上，系统中引入的化学处理产品可能需要改变或调整。进一步地，可能需要采取行动以便减少或消除这类沉积物。可能采取的行动将取决于积聚的沉积物的类型。例如，化学处理程序的引入可以用于处理生物膜的积聚，而可能需要另一个化学处理程序或物理干预以便处理沉积物，诸如矿物结垢。

发明内容

所公开的系统和方法利用自发荧光、光学成像和热传递阻力技术来同时监测沉积物的相同模拟表面积。所述系统和方法可以提供沉积物的连续监测、检测、表征和量化。利用这一信息，相关的控制系统可以启动警报，启动化学处理或物理干预操作，并调整相应的处理化学品和预防方案以使问题最小化和/或消除该问题。

在一个方面中，本公开描述了一种用于分析流体处理系统内的沉积物的系统。用于分析沉积物的系统包括适于流体耦接到流体处理系统以接收来自流体处理系统的代表性流体流的导管。包含在导管内的是衬底，所述衬底包括设置为与代表性流体流接触的表面。衬底代表流体处理系统内的系统表面。设置温度改变元件(temperature modificationelement)以改变衬底的温度。设置至少一个温度传感器以测量通过衬底传输的温度，以便确定衬底的热传递阻力。设置至少一个荧光计以在沿着衬底的多个荧光计位置处监测衬底的表面的荧光，并且设置至少一个照相机以在多个照相机位置处提供衬底的表面的光学图像。可以分析所得到的热传递数据、荧光和光学图像，以便识别是否有任何沉积物积聚。在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统包括设置在多个位置处的多个照相机和/或多个荧光计，以便沿着衬底采集数据。

在至少一个实施例中，沉积物的类型的确定可以用于确定应该采取什么行动(如果有的话)。例如，可以利用数据以便启动适当的化学处理程序以使代表性的流体流进入系统以用于进行分析。可替代地或另外地，可以将这类化学处理程序提供给流体处理系统，和/或可以改变引入到流体处理系统的添加剂。在另一个实例中，可以采取步骤来引入清洁处理或物理清洁衬底以便去除矿物沉积物。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统包括可移动地安装的荧光计和/或可移动地安装的照相机，以便沿着衬底采集数据。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统包括马达，所述马达适于将照相机中的至少一个移动到多个照相机位置和/或将荧光计移动到多个荧光计位置。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统包括控制器，所述控制器被配置为从至少一个温度传感器、荧光计和照相机接收数据，确定通过衬底的热传递阻力的水平，并且基于来自荧光计、照相机和温度传感器中的至少一个的数据确定沉积物的性质和沉积物的水平中的至少一个，所述控制器进一步被配置为控制马达的操作。

在至少一个实施例中，用于分析的系统包括多个温度传感器，所述多个温度传感器包括衬底温度传感器。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统包括环境温度传感器、代表性流体流入温度传感器和代表性流体流出温度传感器中的至少一种。

在用于分析沉积物的系统的至少一个实施例中，导管适于流体耦接到化学处理(chemical treatment)供应源，用于选择性地将化学处理流供应到衬底。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统包括流体耦接的化学处理供应源，以选择性地将化学处理流供应到衬底。

在用于分析沉积物的系统的至少一个实施例中，导管包括内表面，所述内表面包括衬底。

在用于分析沉积物的系统的至少一个实施例中，导管的至少一部分是透明的。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统进一步包括控制系统，所述控制系统包括至少一个控制器。所述控制器被配置为从至少一个温度传感器、至少一个荧光计和至少一个相机接收数据，基于从所述至少一个温度传感器接收的温度数据来确定通过衬底的热传递阻力的水平，以及基于从所述荧光计接收的荧光数据、从所述照相机接收的光学数据图像和热传递阻力中的至少一种来表征沉积物和确定沉积物的水平中的至少一种。

在用于分析沉积物的系统的至少一个实施例中，控制器被进一步配置为当在衬底的表面上识别出沉积物的阈值类型和水平或预设类型和水平中的至少一种时发出警报。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统被配置为当在衬底的表面上识别出沉积物的阈值类型和水平或预设类型和水平中的至少一种时启动化学处理。

在用于分析的系统的至少一个实施例中，控制器被配置为基于从至少一个温度传感器、荧光计和照相机中的至少一个接收的数据以及所识别的沉积物的类型和水平来调整沉积物和结垢控制程序。

在用于分析沉积物的系统的至少一个实施例中，控制器被配置为基于从至少一个温度传感器、荧光计和照相机中的至少一个接收的数据以及所识别的沉积物的类型和水平来调节用于预防性处理的生物杀灭剂程序和生物膜抑制处理程序中的至少一种。

在至少一个实施例中，用于分析沉积物的系统的控制器被配置为基于以下中的至少一个来确定沉积物的类型:(1)在从荧光计接收的荧光数据和从照相机接收的光学数据图像都是正的情况下，则确定存在生物淤积；(2)在从照相机接收的光学数据图像是正的并且从荧光计接收的荧光数据是负的情况下，则确定存在矿物结垢或淤积；以及(3)确定特定于被识别用于校正动作的沉积物的类型的处理程序。

在用于分析的系统的至少一个实施例中，流体处理系统是工业用水系统。

在另一个方面中，本公开还描述了一种确定流体处理系统内的沉积物的方法。所述方法包括从流体处理系统向代表流体处理系统内的系统表面的衬底的表面提供代表性流体流，向衬底的相对表面提供温度改变条件，测量通过衬底到代表性流体的热传递阻力，在沿着衬底的多个位置处监测衬底的表面的荧光，在沿着衬底的多个位置处获取表面的光学图像，并且基于监测的荧光、光学图像和热传递阻力中的至少一个来表征衬底的表面上的沉积物的性质。在至少一个实施例中，所述方法包括基于监测的荧光、光学图像和热传递阻力中的至少一个来表征衬底的表面上的沉积物的性质和衬底的表面上的沉积物的水平。在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法包括基于监测的荧光、光学图像和热传递阻力中的至少一个来表征衬底的表面上的沉积物的性质和衬底的表面上的沉积物的水平。

在确定流体处理系统内沉积物的方法的至少一个实施例中，从流体处理系统向代表流体处理系统内的系统表面的衬底的表面提供代表性流体流包括提供衬底，所述衬底包括与流体处理系统内的系统表面相似的材料和表面粗糙度。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，从流体处理系统提供代表性流体流包括向包括衬底的导管提供代表性流体流。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法包括将导管流体地耦接到流体处理系统。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，提供流动或代表性流体包括提供模拟流体处理系统内的流体所经历的剪切应力的代表性流体流。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，向相对表面提供温度改变条件包括提供模拟代表流体处理系统内的系统表面所经历的温度的温度条件的温度改变条件。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，测量通过衬底到代表性流体的热传递阻力包括测量代表性流体流出温度。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，测量通过衬底的热传递阻力包括测量环境温度、流向衬底的代表性流体的温度、衬底的表面的温度和温度改变元件的温度中的至少一种。

在确定流体处理系统中的沉积物的方法的至少一个实施例中，测量荧光包括将荧光计移动到沿着衬底的多个荧光计位置，并在多个荧光计位置处测量衬底的表面的荧光。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，获取光学图像包括将照相机移动到沿着衬底的多个照相机位置，并在多个照相机位置处提供衬底的表面的光学图像。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，测量荧光包括利用设置在多个荧光计位置处的多个荧光计获取测量荧光。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，获取光学图像包括从多个照相机位置处的多个照相机获取光学图像。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括当确定了预定类型的沉积物和预定水平的沉积物中的至少一种时，对衬底的表面进行机械清洁。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括选择性地向衬底供应化学处理流。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括：当确定了预定类型的沉积物和预定水平的沉积物中的至少一种时，将化学处理流供应到衬底。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括停止化学处理流向衬底的流动，以及重新开始以下中的至少一个：测量通过衬底到代表性流体的热传递阻力；监测衬底的表面的荧光；获取衬底的表面的光学图像；以及基于监测的荧光、监测的光学图像和热传递阻力中的至少一个来确定衬底的表面上的沉积物的类型和水平中的至少一个。

在确定流体处理系统内的沉积物的方法的至少一个实施例中，监测衬底的表面的荧光包括通过透明导管监测衬底的表面，并且获取衬底的表面的光学图像包括通过透明导管获取衬底的表面的光学图像。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括将来自至少一个温度传感器、至少一个荧光计和至少一个照相机的数据提供给包括至少一个控制器的控制系统。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括在确定了沉积物的预定类型和水平时发出警报。

在至少一个实施例中，确定流体处理系统内的沉积物的方法进一步包括基于从至少一个温度传感器、荧光计和照相机中的至少一个接收的数据以及所识别的沉积物的类型和水平来调整沉积物和结垢控制程序。

在至少一个实施例中，确定沉积物的方法进一步包括基于从至少一个温度传感器、荧光计和照相机中的至少一个接收的数据以及所识别的沉积物的类型和水平，调整用于预防性处理的生物杀灭剂程序和生物膜抑制处理程序中的至少一个。

在至少一个实施例中，确定沉积物的方法进一步包括基于以下中的至少一个来确定基本沉积物：(1)在从荧光计接收的荧光数据和从照相机接收的光学数据图像都是正的情况下，则确定存在生物淤积；和(2)在从照相机接收的光学数据图像是正的并且从荧光计接收的荧光数据是负的，并且传传递阻力的水平不指示腐蚀的情况下，则确定存在一般的沉积物或结垢。

在确定沉积物的方法的至少一个实施例中，流体处理系统是工业用水系统。

在至少一个实施例中，确定沉积物的方法进一步包括化学处理和清洁衬底的表面以产生清洁表面、获取衬底的清洁表面的光学图像、将衬底的清洁表面的光学图像与先前获取的衬底的数字图像进行比较、以及识别衬底的清洁表面是否发生腐蚀变化中的至少一种。

在至少一个实施例中，确定沉积物的方法进一步包括在监测衬底的表面的荧光和获取衬底的表面的光学图像之前，从衬底的表面排出代表性流体。

在至少一个实施例中，确定沉积物的方法进一步包括执行图像分析以将腐蚀表征为一般的或局部的，将分析的结果与过程监测数据相结合，以及基于腐蚀水平和类型来调整腐蚀抑制剂处理程序。

附图说明

图1示意性地示出了根据本公开的教导的用于分析沉积物的系统的示例性布置；

图2示意性地示出了根据本公开的教导的用于分析沉积物的系统的替代的示例性布置；

图3示意性地示出了根据本公开的教导的用于分析沉积物的系统的示例性控制系统；

图4是示出了通过自发荧光和光学方法检测生物膜生长的实例的图；

图5是示出了通过自发荧光和热传递阻力检测的生物膜生长的实例的图；

图6是示出了生物膜生长和生物活性随时间变化的实例的图；

图7是示出了生物膜生长和细菌计数随时间变化的实例的图；

图8是示出了混合的沉积物中的生物膜生长的实例的图；以及

图9是示出了生物膜荧光和生物杀灭剂处理的实例的图。

具体实施方式

本公开涉及一种用于确定流体处理系统内的沉积物和沉积物的水平的系统，以及这类分析的方法。本公开出于所有目的通过引用并入美国公开2018/0001262、2018/0017490、2018/0024031、2018/0022621和2019/0145722以及美国专利6,475,394、9,772,303和9,810,676的全部公开。此外，为了本公开的目的，以下术语具有如下所述的定义：

“沉积物”是指在表面上可能由悬浮的固体和/或工艺污染或流体与表面的反应引起的外来物质。“沉积物”包括矿物沉积物、腐蚀、生物膜淤积和组合的类型。矿物沉积物可以包括例如钙盐、铁和镁，它们可以是结垢或结垢淤积的形式。通常，结垢是在表面上无机盐的沉淀，并且淤积是由悬浮在液体中的不溶性颗粒的沉积物产生的。悬浮的固体可以包括例如土壤颗粒(诸如通过水和空气洗涤引入的淤泥、沙子或粘土)、花粉和由这些介质携带的颗粒等。工艺污染可以包括，例如，水或主要工艺流体被其他工艺流体(如有机污染物)的任何污染。通常，生物膜或生物膜淤积是由流体系统的流体中的污染引起的，这些污染可以导致在湿润的表面上的微生物生长。微生物的生长可能从沉积在表面上的几个细胞开始，随着时间的推移，这些细胞可以增加成完全形成的生物膜—在由流体系统的流体中的微生物有机体的污染产生的有机材料的基质中的微生物有机体的群体可以导致微生物自身的生长。

“流体”是指液体或可流动的物质。

“流体处理系统”是指其中使流体循环的任何系统。流体处理系统的实例是工业用水系统。

“工业用水系统”是指将水作为其主要成分循环的任何系统。“工业用水系统”的实例可以包括冷却系统、加热系统、膜系统、造纸工艺或如上述的任何其他使水循环的系统。

“方案”是指一组指令，其可以包括浓度、流速、混合速率、温度、体积、质量或本领域技术人员已知的任何数量的其他标准。如与本发明相关的，“方案”可以控制将处理剂(treatment)混合和/或注入到工业用水系统的水中。可以使用电子输入-输出装置来创建和/或存储“方案”，所述电子输入-输出装置可以是计算机、可编程逻辑控制器(PLC)或用适当的软件和/或固件编程的任何输入-输出装置，其传送指令从而以自动方式执行“方案”。另外，“方案”包括基于物理模型、经验模型、半经验模型或模型的组合的优化方法和技术，以开发一组指令。

“传感器”是指测量参数并能够输出测量的参数的测量装置。

“水”是指具有水作为主要成分的任何物质。水可以包括纯净水、自来水、淡水、盐水、蒸汽和/或在工业用水系统中循环的任何化学品、溶液或共混物。

转到图1，示出了示例性的流体处理系统10。虽然没有详细地示出示例性流体处理系统10的细节，但是本领域技术人员将会理解，这类流体处理系统10可以包括工业用水系统12，该工业用水系统将水作为其主要成分循环。虽然未详细地示出，但是工业用水系统可以包括例如冷却系统、加热系统、膜系统、造纸工艺或任何其他使水循环的系统。

根据本公开，提供了一种用于分析流体处理系统10内的沉积物的系统14。用于分析沉积物的系统14可以被设置为单独的装置(arrangement)，其包括将用于分析沉积物的系统14流体耦接到流体处理系统10的流体连接件24等，或者用于分析沉积物的系统14可以被并入到流体处理系统10中。用于分析沉积物的系统14可以通过任何适当的装置被选择性地流体耦接到流体处理系统10或在该流体处理系统内。

用于分析沉积物的系统14包括容纳衬底18的导管16。衬底18，并且更具体地，衬底表面20可以由代表流体处理系统10内的表面的任何适当的材料形成。基底18的表面20优选地具有相同的材料类型和表面特性，以及保持在与流体处理系统10内的表面相同的表面温度，使得以与流体处理系统10内呈现的速率相似的速率流过表面20的代表性流体将在表面20上产生相似的剪切应力。

仅作为示例，表面20可以是金属表面，诸如304型不锈钢、316L型不锈钢、低碳钢(等级1010至1022)、海军黄铜、铜、90:10铜镍、70:30铜镍、铝7075、

钛、钛合金、铝青铜和镀锌钢。表面20可以替代地由非金属表面(诸如木材)或聚合物材料(诸如聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯)形成。

衬底18的表面20另外优选地呈现出表面粗糙度，使得流过表面20的代表性流体的剪切应力代表流体处理系统10内的表面。仅作为示例，表面粗糙度可以被表示为Ra等级范围[0.025到50]um(ISO等级编号[N1-N12])，并在-4°F-212°F(-20℃-100℃)的表面温度范围内以[0-15]ft/s的液体线速度产生剪切应力。在更具体的实例中，表面粗糙度可以被表示为Ra等级范围0.3-0.7um(ISO等级编号N4-N7)，并且在40°F-150°F(4℃-65℃)的表面温度范围内以0-8ft/s的液体线速度产生剪切应力。

导管16流体耦接到流体处理系统10以从流体处理系统10接收代表性流体流。优选地，通过导管16的流动基本上模拟通过流体处理系统10本身的流动。在这点上，可以提供流量计17以监测流向导管16的流量。在图1的示例性实施例中，入口阀22被设置在流体连接件24中，该流体连接件流体耦接到流体处理系统10内的流动。在图1的实施例中，入口阀22可以是流量控制阀。这样，流过表面20的流体基本上模拟了流过流体处理系统10内的表面的流体的条件，包括剪切应力。

入口阀22可以被选择性地操作以提供或阻止从流体处理系统10到用于分析沉积物的系统14的流动。在至少一个实施例中，进一步提供了入口侧排水阀26，其可以与阀32配合使用，例如，以使用于分析沉积物14或清洁表面20的系统排水。

来自用于分析沉积物的系统14的流可以被适当地引导。例如，如图1所示，在一些实施例中，流可以被引导回到流体处理系统10(参见流体连接件28)。然而，为了选择性地将流引导到排放装置30，可以提供出口阀32。以这种方式，如果不希望将流引导回流体处理系统10，则出口阀32可以将流引导至排放装置30。在至少一个实施例中，诸如图2的实施例，从用于分析沉积物的系统114流出的代表性流体可以被引导至流体处理系统110。在图2中，图1的参考数字用于相同或相似的部件，在数字前加上“1”，即“1xx”。

导管16同样可以具有任何适当的设计。例如，导管16可以是流体流过的管，或者流体被引导通过的罐。在至少一个实施例中，导管16是石英玻璃管，并且衬底18是设置在导管16内的单独的元件。例如，衬底18可以是在导管16内延伸的管状结构38的至少一部分。在至少一个实施例中，导管16本身至少包括形成衬底18并在导管16内呈现表面20的区段。表面20可以包括单个表面或多个表面，并且可以具有任何表面轮廓。例如，表面20可以是凸的、凹的或平坦的，或它们的任何组合。

根据本公开的一个方面，用于分析沉积物的系统14进一步包括温度改变元件40，其被设置为改变衬底18的温度。为了本公开和所附权利要求的目的，衬底的温度的改变应被理解为应用不同于流过衬底18的代表性流体的温度的温度。温度改变元件40可以是例如加热元件或冷却元件。

温度改变元件40可以具有任何适当的设计并且可以被设置在相对于衬底18的任何适当的位置，只要它施加可以通过衬底18的至少一部分传递到表面20的温度，该表面被配置为与代表性流体相邻设置。温度改变元件40的操作可以由诸如加热器继电器等的继电器41控制。在至少一个实施例中，温度改变元件40可以被设置为向衬底18的相对表面42提供改变温度，该相对表面是衬底18相对于与代表性流体接触的表面20的表面。参考图2，例如，温度改变元件140可以是延伸穿过具有管状结构138的衬底118的至少一部分的杆143的形式。在替代的实施例中，衬底18本身可以包括温度改变元件40，例如，如图1所示。在图1中，衬底18可以包括温度改变元件40，其延伸穿过或进入形成衬底的材料。例如，在所示的实施例中，表面20可以是杆43本身的外表面。作为进一步的示例，加热的液体可以被泵送或以其他方式循环通过温度改变元件40。

为了评估衬底18的表面20的条件，可以确定通过衬底18的热传递阻力。本领域技术人员将理解，诸如腐蚀以及矿物质和其他固体或淤积的沉积的表面条件可能会影响热量或冷量通过衬底并进入流体的传递。

为了确定通过衬底18的热传递阻力，提供了至少一个温度传感器。在图1的实施例中，提供了多个温度传感器44、46、48、50。在至少一个实施例中，设置至少一个表面温度传感器44以测量接近或基本上邻近衬底18的表面20的温度。虽然表面温度传感器44可以被设置在沿者衬底18的替代位置，但在图1所示的实施例中，表面温度传感器44被设置在衬底18的出口端52附近，即，在其中代表性流体从用于分析沉积物的系统14流出的出口端52处或附近。以这种方式，在衬底18的出口端52处或附近的代表性流体将可能已经达到可以非常接近衬底18的表面20的温度的温度。利用来自温度传感器44、46、48、50的数据以及温度改变元件40和流量计17的温度，可以计算出代表性的热传递阻力图。

在至少一个实施例中，衬底18的表面温度可以由操作者识别。在这种操作模式中，通过经由表面温度传感器44、温度改变元件40和控制系统70(下文讨论)的反馈控制，即与控制系统70相关联的算法，使表面温度保持恒定。温度改变元件40的温度可以升高或降低以在表面温度传感器44处获得期望的温度。在这种操作模式下，可以例如基于来自温度传感器44、46、48、50、流量计17和温度改变元件40的数据来计算总热传递系数。在第二种操作模式中，温度改变元件40的功率可以保持恒定，并且当表面20上的沉积物条件改变时，基于来自温度改变元件40和表面温度传感器44的数据来计算热传递阻力。

可以提供另外的传感器以便提供通过衬底18的热传递阻力的更精确的表示。例如，入口流体温度传感器46可以被设置为测量进入导管16的流体的温度，出口流体温度传感器48可以被设置为测量离开导管16的流体的温度，并且环境温度传感器50可以被设置为测量导管16周围的温度。

为了另外监测由于来自流体处理系统10的代表性流体的流动而可能出现在衬底18的表面20上的沉积物，用于分析沉积物的系统14包括至少一个荧光计54和至少一个照相机56。在至少一个实施例中，荧光计54和照相机56被包含在单个单元中，即，单个单元能够获得光学图像和UV数据。这类光学图像可以是例如数字图像。然而，应当理解，荧光计54和照相机56可以被安装在一起或分开安装。

为了向荧光计54和照相机56提供对衬底18的表面20的视觉接近，导管16包括至少一个基本上透明的区段57，通过所述区段可以观察衬底18的表面20。在其中导管16是石英玻璃管的实施例中，导管16本身是透明的，允许视觉接近包含在其中的衬底18的表面。在至少一个实施例中，导管16可以包含一个或多个透明区段57，其被设置在一个或多个允许视觉接近表面20的位置中。在其中导管16本身并入衬底18的实施例中，导管16同样可以包括一个或多个这类透明区段57。本领域技术人员将理解，可以通过代表性流体获得荧光和光学成像数据，而在其他布置中，可能期望在获得这类数据之前从导管16中排出代表性流体。

根据本公开的方面，荧光计54和照相机56被配置为监测荧光并在沿着衬底18的表面20的位置处提供多个图像。由于生物膜的出现是随机的，即，生物膜可以基本上沿着导管16的任何地方开始，这种多点成像可以增强特别是用于生物膜检测所获取的数据的可靠性。在至少一个实施例中，提供了五个这类监测位置和图像。在图1的实施例中，荧光计54和照相机56可移动地安装，使得它们可以沿着衬底18的长度前进以监测荧光并获取多个图像。荧光计54和照相机56可以通过任何适当的装置可移动地安装。仅作为示例，荧光计54和照相机56的安装件58可以包括内螺纹区段60，该内螺纹区段可以与螺纹轴62接合，该螺纹轴可以由马达64旋转，螺纹轴62的旋转将荧光计54和照相机56推进到沿着衬底18的多个位置，以便监测荧光并获得多个图像。在至少一个实施例中，荧光计54和照相机56被配置为以操作者控制的时间间隔在位置传感器66、68之间扫描衬底18的表面20。然而，本领域技术人员将理解，可以提供其他布置以允许荧光计54和照相机56观察多个位置。

在至少一个实施例中，荧光计54和相机56通过使用UV敏感照相机(例如裸CCD或图像增强)被组合，以通过使用UV激发光源收集空间分辨的UV荧光并使用白色光源收集标准图像。

在至少一个实施例中，照相机56是高光谱成像装置，其提供波长相关的图像分析，用于表面上的沉积物特性的改进的分类。

可替代地或另外地，可以提供多个荧光计154和/或照相机156以便监测荧光并获得衬底18的表面20的多个图像。在图2的实施例中，例如，三个荧光计154和三个照相机156沿着导管116的长度在多个透明区段157附近间隔开。虽然在该实施例中荧光计154和照相机156是固定安装的，但是本领域技术人员将理解，荧光计154和照相机156中的一个或多个同样可以是可移动安装的。

本领域技术人员将理解，在同一表面20上使用相对于荧光、光学和热传递条件的监测有助于诊断沉积物的性质、沉积物的阶段或水平、以及沉积物形成的速率，特别是生物膜。对该信息的分析进一步有助于构建有效的处理方案以减少或消除这类沉积物的形成。三个技术领域的使用减少了使用单一技术可能导致的干扰。此外，在多个数据点处获取数据可以提高检测、识别和处理的可靠性。

光学照相机和图像分析技术可以用于通过对比度变化、颜色和颜色变化、表面纹理以及覆盖监测和积聚输出，特别是相对于初始开始点值，识别由表面20上的一般沉积物、结垢、腐蚀和微生物变化导致的沉积物。相同区域的荧光监测有助于识别生物淤积，即沉积物的生物质/生物膜部分。如上所述，关于热传递阻力的数据有助于进一步完善分析，特别是当荧光和光学信号中的任意一个或两个为正时。基于三种不同类型输入的组合的分析可以用于确定衬底18的表面20上的沉积物的基本性质，其代表可以在流体处理系统10中产生的沉积物。例如，在至少一个实施例中，当光学信号和荧光监测结果都为正时，这将指示生物淤积或生物淤积和结垢。在至少一个实施例中，如果光学信号是正的，但荧光监测是负的并且没有观察到腐蚀，这将指示一般的沉积物或结垢控制问题。在至少一个实施例中，如果光学信号是正的并且观察到褐色沉积物，则它可能指示腐蚀问题，其中沉积物可能不受化学处理循环的影响。当光学信号和荧光中的任意一个或两个都是正的时，通过确定淤积对热传递的影响，并且通过对淤积的类型(例如矿物质或生物膜)进行分类，热传递数据可以进一步完善分析；传递阻力的确定有助于厚度的估计。

根据本公开的另一个方面，用于确定热传递阻力的数据(包括来自传感器44、46、48、50和流量计17中的任何一个或全部的读数)连同来自荧光计54的荧光数据和来自照相机56的光学图像可以用于评估沉积物，并应用来自源80(诸如罐)的适当的化学处理。该信息可以进一步用于较大流体处理系统10的化学处理方案的形成或调整。

热传递阻力可以用于检测、表征和量化腐蚀。出于所有目的并入本文的美国出版物2018/0024031公开了使用成像系统来监测金属衬底上的腐蚀。在本文公开的用于分析沉积物的系统14中，热传递阻力可以用于检测加热的金属衬底上的微生物诱导的腐蚀(MIC)和沉积物下腐蚀。仅作为示例，由于腐蚀产物，低碳钢衬底上的MIC腐蚀将在金属衬底上表现为暗点或暗区域。随着时间的推移收集衬底图像的序列允许跟踪MIC特征和活性水平的检测，即MIC特征区域的变化率。这提供了腐蚀水平的指示以及处理程序是否抑制了腐蚀速度。然而，由于衬底表面上的生物膜和/或结垢涂层，腐蚀的影响和分类的细节(例如局部相对于一般)可能不明显。通过对衬底表面20应用原位化学处理程序(例如酸、漂白剂等)以去除表面沉积物，可以捕获表面20的清晰图像。如果存在腐蚀，则可以在图像中检测到表面缺陷，例如凹坑。然后根据区域覆盖范围计算腐蚀的分类为局部或一般，通常，覆盖超过50％的衬底区域的腐蚀特征被分类为一般。此外，估计的腐蚀速率可以基于在清洁之前衬底暴露于代表性流体的时间来确定。虽然腐蚀速率通常由重量损失来确定，但在所公开的系统中，速率可以从图像数据中推断出来。

参考图3，来自传感器44、46、48和流量计17的数据，以及来自荧光计54的数据和来自沿着衬底18的多个位置的照相机56的图像被提供给控制系统70。控制系统70包括至少一个控制器72，并且可以包括用户界面74和另外的分析软件和硬件、服务器或云系统76，以及流体处理系统处理控制器78。

通常由图3中的箭头指示的控制系统70可以操作以控制用于分析沉积物的系统14的某些方面。控制系统70可以是独立的系统，其可以与控制流体处理系统10的方面的一个或多个系统通信，或者可以控制流体处理系统10的方面。

控制系统70可以包括在用于分析沉积物的系统14处的部件并且还可以包括远离用于分析沉积物的系统14定位的部件。结果，控制系统70的功能可以被分布，使得某些功能在用于分析沉积物的系统14处执行，而其他功能在远程执行，诸如在远程操作中心执行。控制系统70可以包括通信系统，所述通信系统包括用于在部件之间传输信号的无线通信系统和有线通信系统。

控制系统70可以包括电子控制模块或控制器72，其可以从用于分析沉积物的系统14的部件接收各种输入信号，以及经由无线通信系统、有线通信系统、控制系统和与用于分析沉积物的系统14相关联的传感器从流体处理系统10接收信息，或从任何其他来源接收信息。包括控制器72的控制系统70可以控制用于分析沉积物的系统14的各个方面的操作并向其提供输入，包括由用于分析沉积物的系统14的部件执行的特定任务和操作。

控制器72可以是以逻辑方式操作以执行操作、执行控制算法、存储和检索数据以及其他所需操作的电子控制器。控制器72可以包括或访问存储器、辅助存储设备、处理器和用于运行应用的任何其他部件。存储器和辅助存储设备可以是控制器可访问的只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或集成电路的形式。各种其他电路可以与控制器72相关联，诸如电源电路、信号调节电路、驱动器电路和其他类型的电路。

控制器72可以是单个控制器或可以包括多于一个控制器，其被设置为控制控制系统70的各种功能和/或特征。术语“控制器”意在以最广泛的意义使用，以包括一个或多个控制器和/或微处理器，它们可以与用于分析沉积物的系统14相关联并且可以协作控制流体处理系统10处的各种功能和操作。控制器72的功能可以在硬件和/或软件中实现而与功能无关。控制器72可以依赖于一个或多个数据图以及可以存储在控制器的存储器中的用于分析沉积物的系统14和流体处理系统10的部件的特性和能力。这些数据图中的每一个都可以包括表格、图表、等式和/或历史数据形式的数据集合。

控制系统70可以被配置为控制马达64的操作，以控制荧光计54和照相机56沿着导管16的位置，以及荧光计54和照相机56的操作。控制系统70可以被进一步配置为控制或调整流体处理系统10和用于分析沉积物的系统14中的任意一个或两个的清洁或化学处理方案。

用户界面74可以用于控制和监测用于分析沉积物的系统14的多个方面，以及在阅读下面的进一步讨论后将变得清楚的其他功能。用户界面74可以用于例如直接控制获得的图像的数量，以及荧光计54和照相机56获得图像的频率。作为进一步的示例，用户界面可以用于设置荧光计54的UV剂量范围。在至少一个实施例中，用于生物膜监测的自发荧光有效UV剂量范围为每半小时0.01mJ/cm²-5 mJ/cm²的范围，以用于获得优化的生物膜生长。用户界面74同样可以用于通过控制入口阀22来控制通过用于分析沉积物的系统14的代表性流体的流速。

通过控制UV剂量并随时间跟踪荧光信号，该方法提供了一种确定生物淤积的水平的手段。例如，所述方法可以包括应用标准范围外的大UV剂量以杀死表面上的细菌，然后应用正常UV剂量范围以用于生物膜检测，即避免猝灭，并且跟踪信号水平提供生物淤积的水平的指示。

经由用户界面74和/或控制器72，控制系统70可以被配置为应用各种控制算法，以便监测和表征并量化生物淤积状况、腐蚀和沉积物/结垢。配置也可以通过独立的计算机或通过控制程序的控制器来完成。仅作为示例，控制系统70可以被配置为表征沉积物的性质，包括生物淤积状况，在需要时发出警报，启动或安排系统化学处理，调整用于预防性处理以及生物膜生长抑制处理的生物杀灭剂方案。控制系统70可以被配置为监测、表征和量化以及沉积问题，并且启动或调整沉积控制方案。控制系统70可以进一步被配置为监测、表征和量化腐蚀问题，以及警告腐蚀问题，并且启动或调整腐蚀控制方案。控制系统70可以提供流体处理系统处理控制器78的控制操作和调节，和/或参照图1，向流体处理系统10选择性地施加添加剂。

在监测周期开始之前和/或完成之后，可以对表面20应用化学处理。在所示的实施例中，泵82可以被操作以选择性地从源80通过止回阀84通过管线86泵送化学处理。化学处理是配制成清洁衬底18的表面20、传感器表面和通常用于分析沉积物的系统14的系统上的沉积物的化学品。化学处理可以是任何适当的化学处理，并且可以由所涉及的流体处理系统10的类型决定。作为示例，在至少一个实施例中，化学处理可以是Nalco DC 14，一种用于清洁传感器和系统表面的配制的化学产品。

经由用户界面74，化学处理顺序可以被启动并持续一段如由操作者安排的设定时间，或者它可以被启动并持续一段如由操作者设定或由控制系统70预设的设定时间。在一些实施例中，当用于分析沉积物的系统14已经识别出表面20已经达到预定的沉积物指数水平持续定义的时间段时，化学处理顺序可以由控制系统70启动；操作员可以经由用户界面74预设沉积物指数水平和定义的时间段的细节。

化学处理顺序可以包括，例如，控制器72关闭加热器继电器41，用于分析沉积物的系统允许代表性流体继续流过导管16，以允许衬底18冷却到进入用于分析沉积物的系统14的代表性流体的温度，即如由入口流体温度传感器46测量的温度。控制器72指示入口阀22关闭，然后通过控制器72使排放阀26和出口阀32打开，代表性流体可以从用于分析沉积物的系统14中排出。然后控制器72可以指示排放阀26和出口阀32的关闭。控制器72然后可以使泵82操作持续一段时间，如上所述，以便将化学处理从源80通过止回阀84和管线86泵送到导管16。泵82操作的时间长度可以被校准以泵送所需的体积来处理用于分析沉积物的系统14。然后化学处理在用于分析沉积物的系统14内保持如上所述的设定时间段，允许化学处理与沉积物反应。控制器72然后指示入口阀22打开，允许代表性流体冲洗通过化学处理并且使用于分析沉积物的系统14重新投入使用。在至少一个实施例中，控制器72打开出口阀32以允许代表性流体将化学处理冲洗到排放装置30。

在清洁处理期间可以另外使用荧光计54和/或照相机56。通过在清洁步骤期间并入荧光计54和/或照相机56，所得的数据可以有助于确定衬底18上的清洁水平，即“清洁证明”。如果在清洁循环之后对衬底18的清洁水平不充分，则可以重复该过程。结合图像分析跟踪清洁循环的数量和清洁循环的长度可以用作目标参考，并且可以提供关于衬底18上的沉积物水平以及类型的指示。在清洁过程期间收集的数据可以被存储用于比较和/或随时间变化的趋势。

由控制器72获得的数据可以被提供给用户界面74或者以其他方式用控制系统70进行分析，并且可以例如以可调度的频率独立地或者经由控制器72被发送到服务器76。除了来自系统内各种传感器的数据之外，来自荧光计54和照相机56的数据可以提供给控制器72和控制系统70中的其它地方。例如，在至少一个实施例中，生物膜检测通过Ex280和Em340nm获得。在至少一个实施例中，已经确定来自荧光计54的信号与一般细菌浓度成比例。此外，控制系统70可以分析由照相机56提供的光学图像，该光学图像可以与在化学处理循环之后捕获的光学图像进行比较，以确定每单位时间的变化的程度，包括表面覆盖百分比。控制系统70内的控制算法然后可以确定从细菌浓度和覆盖百分比检测的沉积物中的理论生物膜厚度。

实例1

转到图4，示出了通过自发荧光和光学方法检测生物膜生长的实例，更具体地，荧光和光学淤积指数作为时间的函数。荧光信号显示加热器表面上生物膜生长的动力学，而数字图像分析显示相对稳定的累积。在此实例中，数字图像分析包括用白光照射表面、捕获图像并将图像积分为整体强度，从而将图像缩小为单个点。在此实例中，荧光方法比光学方法提前约18小时检测到生物膜生长。从图像分析中得出的趋势表明，沉积物形成于衬底表面，并且随着时间的推移而增加。荧光测量值提供了沉积物作为生物膜的分类。

实例2

转到图5，示出了通过自发荧光检测的生物膜生长的实例，与表面热传递阻力比较。荧光信号显示了加热器表面上生物膜生长的动力学，而热传递阻力显示了相对延迟的响应，因为它取决于堆积物的类型、厚度和表面覆盖度等。在此实例中，在生长影响热传递效率之前，荧光方法可靠地检测到生物膜生长。自发荧光显示监测的表面上生物膜生长条件的更多动力学。

实例3

转到图6，示出了生物膜生长的实例，并与细菌生物活性进行了比较，更具体地，荧光和细菌ATP测量值作为时间的函数。通过T1荧光检测生物膜生长，并通过测量细菌ATP确定生物活性。分离试样表面上的游离ATP测量值与该图中示出的生物膜生长一致。ATP水平通过Hygiena的Ultrasnap系统(Hygiena，ATP测试产品ASY0093 US 2020用于表面ATP测试的Ultrasnap,2018)被表示为相对光单位(RLU)。

实例4

转到图7，示出了生物膜生长(T1荧光)和细菌计数的实例，更具体地，荧光和总细菌计数作为时间的函数。总活细菌(TVC)计数是从分离的试样表面上的样品中确定的。使用铺板技术对试样表面上的细菌群体进行采样和计数。3M Petrifilm用于总需氧细菌计数(3MPetrifilm需氧计数板，由Lab Media分销，产品编号Part#LR11001)。发现试样表面上总细菌的生长与通过自发荧光监测的加热器表面上的生物膜生长非常相关，如此图所示。

实例5

转到图8，示出了混合的沉积物中生物膜生长动力学的实例，更具体地，荧光和沉积物淤积指数作为时间的函数。生物膜生长通过T1荧光检测，并且混合的沉积物的变化由沉积物指数确定。沉积物指数可以是由在给定时间清洁传感器和结垢传感器之间的成对传感器输出相对于清洁传感器的输出的输出差产生的指数。表面上的生物膜生长取决于许多因素。在这个实验中，在冷却水中没有进行结垢、腐蚀和微生物生长的处理。在冷却水操作条件下，淤积过程对于生物淤积和结垢都是自然的。如图所示，随着表面沉积物的条件变化，荧光降低。

实例6

转到图9，示出了作为生物杀灭剂处理的结果的生物膜荧光和浊度变化的实例，更具体地，生物膜荧光、生物杀灭剂处理和水浊度作为时间的函数。来自生物膜的自发荧光用于评估生物杀灭剂效果。如图所示，当应用生物杀灭剂剂量1时，生物膜荧光显著下降。证实了，由于冷却水浊度的增加，生物膜被破坏并从表面释放。如图所示，随着定量供应更多的生物杀灭剂，荧光进一步降低。

应当理解，前述描述提供了所公开的系统和技术的实例。然而，预期本公开的其他实施方式可能在细节上与前述实例不同。对本公开或其实例的所有引用旨在引用当时正在讨论的特定实例，并且不旨在更一般地暗示对本公开的范围的任何限制。关于某些特征的所有区别和贬损语言旨在表明对这些特征缺乏偏好，但并不将这些特征完全排除在本公开的范围之外，除非另有说明。

除非本文另有说明，否则对本文中值范围的叙述仅旨在用作单独地提及落入所述范围的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入本说明书中，如同在本文中单独地叙述一样。除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，否则本文所描述的所有方法可以按任何适合的顺序进行。

除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中(尤其是在随附权利要求书的上下文中)，使用的术语“一个(种)”和“所述”和“至少一个(种)”以及类似指示物应理解为涵盖单数与复数两者。除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，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”)应被解释为是指选自所列条目的一个条目(A或B)或所列条目中的两个或更多个条目的任何组合(A和B)。

因此，在适用法律允许的情况下，本公开包含对所附权利要求书中所叙述的主题的所有修改和等效物。此外，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，否则本公开涵盖上述要素在其所有可能变化中的任何组合。

Claims (15)

1.一种用于分析流体处理系统10内的沉积物的系统14，所述用于分析的系统包含：

导管16，所述导管16适于流体耦接到所述流体处理系统10以从所述流体处理系统10接收代表性流体流；

设置在所述导管16内的衬底18，所述衬底18具有被设置为接触所述代表性流体流的表面20，所述衬底18代表所述流体处理系统10内的系统表面；

温度改变元件40，所述温度改变元件40被设置为改变所述衬底18的温度；

至少一个温度传感器44，所述温度传感器被设置为测量通过所述衬底18传输的温度；

至少一个荧光计54，所述至少一个荧光计54被设置为在多个荧光计54位置处监测所述衬底18的所述表面20的荧光；以及

至少一个照相机56，所述至少一个照相机56被设置为在多个照相机位置处提供所述衬底18的所述表面20的光学图像。

2.根据权利要求1所述的用于分析沉积物的系统14，其中在所述多个照相机位置处提供多个照相机56中的至少一个，并且在所述多个荧光计位置处提供多个荧光计54。

3.根据权利要求2所述的用于分析沉积物的系统14，其中在所述多个照相机位置处提供所述多个照相机56，并且在所述多个荧光计位置处提供所述多个荧光计54。

4.根据权利要求1所述的用于分析沉积物的系统14，其中所述至少一个照相机56被可移动地安装以在所述多个照相机位置处提供所述衬底18的所述表面20的光学图像，并且所述至少一个荧光计54被可移动地安装以在所述多个荧光计位置处监测所述衬底18的所述表面20的荧光。

5.根据权利要求4所述的用于分析沉积物的系统14，其进一步包括至少一个马达64，所述马达适于将所述相机56中的至少一个移动到所述多个照相机位置并且将所述至少一个荧光计54移动到所述多个荧光计位置。

6.根据权利要求1所述的用于分析沉积物的系统14，其包括多个温度传感器，所述多个温度传感器包括衬底温度传感器44、环境温度传感器50、代表性流体流入温度传感器46和代表性流体流出温度传感器48中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的用于分析沉积物的系统14，其进一步包括流体耦接的化学处理供应源80，以选择性地将化学处理流供应到所述衬底18。

8.根据权利要求1所述的用于分析沉积物的系统14，其中所述导管16包括内表面20，所述内表面20包括所述衬底18，并且其中所述导管16的至少一部分是透明的。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于分析沉积物的系统14，其进一步包括控制系统70，所述控制系统包括至少一个控制器72，所述控制器72被配置为

从所述至少一个温度传感器44、所述至少一个荧光计54和所述至少一个照相机56接收数据，

基于从所述至少一个温度传感器44接收的温度数据确定通过所述衬底18的热传递阻力的水平，以及

基于来自所述至少一个荧光计54的荧光数据、从所述至少一个相机56接收的光学数据图像和热传递阻力中的至少一种来确定所述沉积物的性质和所述沉积物的水平中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的用于分析沉积物的系统14，其中所述控制器72被进一步配置为执行以下中的至少一项：

当在所述衬底18的所述表面20上识别出沉积物的阈值类型和水平以及沉积物的预设类型和水平中的至少一种时发出警报，

当在所述衬底18的所述表面20上识别出所述沉积物的阈值类型和水平以及所述沉积物的预设类型和水平中的至少一种时，启动化学处理，以及

基于从所述至少一个温度传感器44、所述至少一个荧光计54和所述至少一个照相机56中的至少一个接收的数据以及所识别的沉积物的类型和水平，调整用于预防性处理的生物杀灭剂程序、生物膜抑制处理程序以及沉积物和结垢控制程序中的至少一种。

11.一种确定流体处理系统10内的沉积物的方法，所述方法包含：

从所述流体处理系统10向代表所述流体处理系统10内的系统表面的衬底18的表面20提供代表性流体流；

向所述衬底18的相对表面42提供温度改变条件；

测量通过所述衬底18到所述代表性流体的热传递阻力；

监测所述衬底18的所述表面20的荧光；

获取所述衬底18的所述表面20的光学图像；以及

基于所述监测的荧光、所述光学图像和所述热传递阻力中的至少一种来表征所述衬底18的所述表面20上的沉积物的性质和水平中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的确定流体处理系统10内的沉积物的方法，其中

从所述流体处理系统10提供所述代表性流体流包括向包括所述衬底18的导管16提供所述代表性流体流，

从所述流体处理系统10提供所述代表性流体流包括提供模拟在所述流体处理系统10内的流体所经历的剪切应力的代表性流体流，

向所述相对表面42提供温度改变条件包括提供模拟代表所述流体处理系统10内的所述系统表面所经历的温度的温度条件的温度改变条件。

13.根据权利要求11所述的确定流体处理系统10内的沉积物的方法，其中所述方法包括基于所述监测的荧光、所述光学图像和所述热传递阻力中的至少一种来表征所述衬底18的所述表面20上的所述沉积物的所述性质和所述水平。

14.根据权利要求11所述的确定流体处理系统10内的沉积物的方法，其中

测量通过所述衬底18到所述代表性流体的热传递阻力包括测量环境温度、流动到所述衬底18的代表性流体的温度、所述衬底18的所述表面20的温度和所述温度改变元件40的温度中的至少一种，

监测所述荧光包括将荧光计54移动到沿着所述衬底18的多个荧光计位置，并在所述多个荧光计位置处测量所述衬底18的所述表面20的所述荧光，以及用设置在多个荧光计位置处的多个荧光计54获取测量荧光中的至少一种，以及

获取光学图像包括将照相机56移动到沿着所述衬底18的多个照相机位置以及在所述多个照相机位置处获取所述衬底18的所述表面20的光学图像中的至少一种，并且获取光学图像包括在多个照相机位置处从多个照相机56获取光学图像。

15.根据权利要求14所述的确定流体处理系统10内的沉积物的方法，其包括以下中的至少一项：

当在所述衬底18的所述表面20上识别出沉积物的阈值类型和水平以及沉积物的预设类型和水平中的至少一种时发出警报，

当在所述衬底18的所述表面20上识别出所述沉积物的阈值类型和水平以及所述沉积物的预设类型和水平中的至少一种时，启动化学处理，

基于从所述至少一个温度传感器44、所述至少一个荧光计54和所述至少一个照相机56中的至少一种接收的数据以及所识别的沉积物的类型和水平，调整用于预防性处理的生物杀灭剂程序、生物膜抑制处理程序以及沉积物和结垢控制程序中的至少一种，以及

当预定类型的沉积物和预定水平的沉积物中的至少一种被确定时，对所述衬底18的所述表面20进行机械清洁。

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