CN115349087A - 水性样品的无机碳(ic)排除电导率测量 - Google Patents

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Abstract

公开了用于确定水性工艺液流中的没有无机碳贡献的电导率的装置和方法。具体地，公开了用于确定包含溶解的CO2的水性工艺液流的离子电导率的装置和方法。

Description

水性样品的无机碳(IC)排除电导率测量
技术领域
本文所述的实施方案总体涉及用于对水性样品的电导率进行非常精确、可靠且可再现的测量的方法和设备。具体地，没有无机碳贡献的水性样品的电导率。此类方法和设备可用于例如确定饮用水、原水、废水、工业工艺液流等的离子比电导率值。此类测量可用于各种重要的商业目的，例如优化水净化过程、检测溢出物和监测对环境法规的合规性。本文所述的方法和设备尤其可用于对制药和医疗保健行业中常见的洁净水性样品的电导率值进行精确、可靠且可再现的测量。本文所述的方法和设备通常可用于测量离散的水性样品(诸如在实验室环境中遇到的那些)，并且监测流动的液流以提供实时电导率数据。
背景技术
水中的电导率是公认的水质参数，其对水的总离子纯度进行量化。水中的电导率是非特异性的测量，意味着溶液中的所有离子都有助于电导率测量。
在水样品中有三种主要的离子源。第一离子源是作为温度和pH的函数的离解成离子的水分子。这是以高度可预测的方法进行的，并且与以下两个源相比，通常是可忽略的。
第二离子源是溶解于水中并且相互作用并形成离子(例如，以碳酸根和碳酸氢根离子的形式)的二氧化碳(CO2)。溶解的CO2及其离解的离子一起在本文中称为无机碳或IC。
最后一个离子源是外来离子。外来离子诸如氯和铵可能对水的化学纯度和用于药物应用的适用性具有显著影响。对于环境应用，外来离子也可用作水质的一般量度，因为它受到无机溶解固体诸如氯离子、硝酸根、硫酸根和磷酸根阴离子或钠、镁、钙、铁和铝阳离子的存在的影响。因此，检测样品中的外来离子是特别重要的，因为样品中的外来离子可指示环境监测应用中的污染或药物应用中的不充分清洁。行业不将二氧化碳和离解的水分子视为污染源，因为它们不是污染或不充分清洁的指示。
离解的水分子对样品的总电导率的贡献很小。例如，在25℃下，纯水的电导率仅为0.055μS/cm。然而，CO2可具有大得多的电导率贡献。CO2可以对样品贡献高达1.2μS/cm，并且甚至当被认为是“稳定的”时，可以变化高达0.2μS/cm。来自CO2的电导率变化是由于环境因素，诸如季节、纬度、海拔高度、大气压、通风等。由于CO2对电导率的贡献可如此大幅地变化，因此其导致电导率测量不可靠且不一致，尤其是当测量可在超纯水的0.055μS/cm至制药行业中常用的低水平电导率标准的10μS/cm之间的范围内的样品和标准品时。
由于CO2为任何标准品或样品贡献了额外的电导率，因此当前的电导率测量在其准确性和一致性方面受到限制。所以，期望确定没有IC贡献的水性样品的电导率。因此，需要一种可确定没有IC贡献的样品的电导率的分析仪。
发明内容
在一些方面，本公开涉及用于估计流体的电导率的设备和方法。
在一个方面，本公开涉及一种用于估计流体的电导率的方法。通常，流体包括水。在一个实施方案中，该方法包括以下步骤：提供包含电极系统和流体样品的流体样品处理设备；测量流体样品的无机碳浓度值；测量流体样品的温度值；使用电极系统测量流体样品的总电导率值；使用流体样品的无机碳浓度值和温度值确定流体样品的无机碳电导率值；以及通过从流体样品的总电导率值中减去无机碳电导率值来计算流体样品的净电导率值。
在一个实施方案中，该方法还包括至少部分地根据流体样品的净电导率值和流体样品的温度值计算流体样品的温度补偿电导率值。
在一个方面，本公开涉及一种用于估计通常为水性样品的流体的净电导率的设备，该设备在一个实施方案中包括：流体导管，该流体导管被构造成包含流体，该流体导管与以下各者流体连通：电极系统，该电极系统能够有效测量流体的总电导率值；以及温度传感器，该温度传感器能够有效测量流体的温度值；无机碳传感器，该无机碳传感器能够有效测量无机碳浓度值，该无机碳浓度值至少部分地包含流体的CO2；流体控制和测量系统，该流体控制和测量系统被配置为：将流体引导到流体导管中；从电极系统接收流体的总电导率值；从温度传感器接收流体的温度值；从无机碳传感器接收流体的无机碳浓度值；至少基于流体的无机碳浓度值和流体的温度值计算流体的无机碳电导率值；并且从流体的总电导率值中减去流体的无机碳电导率值以确定流体的净电导率值。
在一个实施方案中，流体控制和测量系统被进一步配置为根据流体的净电导率值和流体的温度值计算流体的温度补偿电导率值。
在一个实施方案中，无机碳传感器包括酸化模块，该酸化模块被配置为产生酸化流体液流以将流体中的多个碳酸根离子和/或多个碳酸氢根离子中的至少一些转化成CO2；CO2选择性可渗透转移膜，其中样品中的无机碳被提取到去离子水液流中；以及与第二室流体连通的电导率和温度测量单元，该电导率和温度测量单元被配置为测量去离子水液流中的离子物质的总浓度值和去离子水液流的温度值。
在一个实施方案中，流体控制和测量系统包括处理器，该处理器执行计算机可执行指令，所述计算机可执行指令使得处理器将流体引导到流体导管中；从电极系统接收流体的总电导率值；从温度传感器接收流体的温度值；从无机碳传感器接收流体的无机碳浓度值；至少基于流体的无机碳浓度值和流体的温度值计算流体的无机碳电导率值；并且从流体的总电导率值中减去流体的无机碳电导率值以确定流体的净电导率值。
在一个实施方案中，流体控制和测量系统包括处理器，该处理器执行计算机可执行指令，所述计算机可执行指令将适当量的酸添加到单元中的样品流体中；从单元接收电导率和温度测量结果；并且根据单元的温度和电导率测量结果计算流体的无机碳浓度值。
在另一方面，本公开涉及一种非暂态计算机可读介质。在一个实施方案中，非暂态计算机可读介质被配置为存储指令，所述指令在被执行时使得处理器进行以下操作：测量至少部分地包括流体样品的CO2的无机碳浓度值；测量流体样品的温度值，测量流体样品的总电导率值；使用流体样品的无机碳浓度值和温度值确定无机碳电导率值；以及通过从流体样品的总电导率值中减去无机碳电导率值来计算流体样品的净电导率值。
在一个实施方案中，非暂态计算机可读介质被配置为存储指令，所述指令在被执行时使得处理器将酸从贮存器添加到水性样品液流中。
在一个实施方案中，非暂态计算机可读介质被配置为存储指令，所述指令在被执行时使得处理器进行以下操作：至少部分地根据流体样品的净电导率值和流体样品的温度值计算作为水溶液的流体样品的温度补偿电导率值。
另外的优点将在下面的描述中部分地阐述或者可通过实践来了解。这些优点将借助在所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和达到。应当理解，上述一般描述和以下详细描述均仅为示例性和解释性的而不是限制性的，如要求保护的那样。
附图说明
并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图示出了实施方案，并且连同描述一起用来解释方法和系统的原理：
图1(框图)示出了工艺流程配置，其示出高水平机械部件和电子器件。
图2示出了本公开的一些实施方案用于确定样品的温度补偿电导率的过程。
图3示出了本公开的实施方案的框图。
图4是可用于本公开的实施方案中的具有内部电导率传感器的二氧化碳传感器部件的示意图。
图5示出了示例性计算机，其可包括流体流动控制和测量系统的全部或一部分和/或单独的控制系统；相反，图5所示的计算机的任一个或多个部分可包括流体流动控制和测量系统的全部或一部分和/或单独的控制系统。
具体实施方式
在公开和描述本发明的方法和系统之前，应当理解，所述方法和系统不限于具体的合成方法、具体的部件或特定组成。还应当理解，本文所用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，而非意图限制。
除非上下文明确指出，否则如本说明书和所附权利要求中所用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物。范围可在本文中表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表示这样的范围时，另一个实施方案包括从所述一个特定值和/或至所述另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，特定值构成另一个实施方案。还应当理解，每个范围的端点既与另一端点显著相关，又独立于另一端点。
“任选”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可发生或可不发生，并且描述包括其中所述事件或情况发生的情况和其中所述事件或情况不发生的情况。
在本说明书的描述和权利要求通篇中，措辞“包括”和该措辞的变型诸如“包含”和“含有”意指“包括但不限于”并且不旨在排除例如其他添加物、部件、整数或步骤。“示例性”意指“……的实例”并且不旨在传达优选或理想实施方案的指示。“诸如”不以限制性意义使用，而是用于解释性目的。
本文公开了可用于执行所公开的方法和系统的部件。本文公开了这些和其他部件，并且应当理解，当公开这些部件的组合、子集、相互作用、群组等时，虽然可能未明确公开每个不同的单独和共同组合以及这些组合的排列的具体引用，但对于所有方法和系统，均在本文中被具体设想和描述。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于本发明所公开的方法中的步骤。因此，如果有可执行的多种附加步骤，应当理解，这些附加步骤中的每个附加步骤可以以本发明所公开的方法的任何具体实施方案或实施方案组合来执行。
通过参考优选实施方案的以下详细描述和其中所包括的实施例以及附图及其先前和以下描述，可以更容易地理解本发明的方法和系统。
如本领域的技术人员将理解的那样，所述方法和系统可以采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案或将软件方面和硬件方面相结合的实施方案的形式。此外，所述方法和系统可以采取计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质具有体现在存储介质中的计算机可读程序指令(例如，计算机软件)。更具体地，本发明的方法和系统可以采取网络实现的计算机软件的形式。可利用任何合适的计算机可读存储介质，包括硬盘、CD-ROM、光存储装置或磁存储装置。
下面参考方法、系统、设备和计算机程序产品的框图和流程图来描述所述方法和系统的实施方案。应当理解，框图和流程图中的每个框以及框图和流程图中的框的组合分别可通过计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运作，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包含用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的计算机可读指令的制品。计算机程序指令还可被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的步骤。
因此，框图和流程图的框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图的每个框以及框图和流程图中的框的组合可以由执行指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
本公开的实施方案包括图1所示的机械部件，加上(1)进行电导率和温度测量、(2)进行IC浓度测量、(3)计算离子电导率所必需的电子器件。图1所示的硬件包括连接到液体(例如，水)源(未示出)102的入口101、用于测量电导率和/或电阻率的单元103(优选地具有温度传感器104)、用于测量IC浓度的电子器件、以及被分析的水通过其排出的出口105。例如，图1的部件可包括总有机化合物(TOC)分析仪，诸如1992年7月21日公布的美国专利号5,132,094中所述的分析仪，该专利以引用方式全文并入并构成本文的一部分。
图2是用于确定没有无机碳贡献的流体样品的电导率的方法的一种配置的非限制性图示的框图。在一些情况下，本发明所公开的方法的全部或部分可以由图1所示和所述的设备执行。如图2所示，测量样品的无机碳浓度和样品温度202。使用这些参数，可计算样品中的无机碳的电导率204。还测量样品的总电导率206。样品的总电导率和温度可以与无机碳浓度和样品温度的测量并行或串行地测量，只要这两个测量不会不利地相互影响。样品中的无机碳的电导率是样品中的无机碳浓度和样品温度的函数。样品的总电导率是由于样品中无机碳导致的电导率与由于样品中溶解的外来离子导致的电导率之和。因此，如208所示，从样品的总电导率中减去由于样品中无机碳导致的电导率得到由于样品中溶解的外来离子导致的电导率。然后可使用样品的温度确定由于样品中溶解的离子而导致的温度补偿电导率。可使用测量的样品温度206和计算的电导率208来计算样品的温度补偿电导率值210。在一些情况下，在同一室中测量样品的无机碳浓度和/或温度和/或总电导率。在一些实施方案中，电极系统可用于测量样品的电导率。例如，电极系统可用于测量样品的总电导率。
用于确定没有IC贡献的样品的电导率的设备的一个实施方案的框图示于图3中。水性样品入口开口301与电导率/温度传感器401连通，以测量水性样品的总电导率和温度。电导率传感器的输出随着水性样品流入单元而迅速增加。在一段很短的时间后，电导率达到其最大值。此时，记录电导率并用于随后计算样品的离子电导率。
在一些情况下，电导率/温度传感器401包含安装在非导体诸如塑料中的两个电极。温度传感器可以位于保持样品的单元之外，但是靠近电导率电极之一。接近金属电极提供了从水到温度传感器的有效热传输，以进行准确的温度测量。
在一些情况下，电导率和温度测量系统中的电极可以是抗腐蚀金属，诸如镍以及其他抗腐蚀金属。
在一些情况下，样品可包含残余痕量的氧化剂，诸如过氧化氢。电极材料优选地对于此类氧化剂是基本上惰性的，包括不吸收后者，并且不在电极表面上形成活性氧化物质。此类被吸收的氧化剂和/或活性氧化物质如果不被电导率测量破坏，则可能在随后的电导率测量中引起有机物的痕量氧化。
温度和电导和/或电阻测量系统广泛地包括测量电路和电子器件，但在图3中未示出。后者可以例如施加恒定的音频电流(例如，1KHz)并且测量获得此类电流所需的电压，或者施加恒定的音频电压以测量由此获得的电流，在任一情况下优选地校正测量电路中的电容或电抗。
尽管已根据电极描述了温度和电导和/或电阻测量系统，但此类系统也可包括在一些实施方案中特别有利的无电极系统。此类无电极系统包括测量系统中的无功损耗或联接缠绕在系统周围的盘管。
水性样品通过电导率和温度测量单元。通过电导率/温度传感器401和相关的控制和信号电子器件413测量因水性样品中离子物质的存在而导致的电导率。电导率/温度传感器401连接到合适的电源(未示出)，并且来自微电导率传感器的电输出连接到控制和信号电子器件413。
电导率/温度传感器401的出口302通过导管302与酸化模块501中的混合阀402的入口连通。在本发明的该实施方案中，酸化模块501包括酸贮存器403、混合阀402和混合盘管404。来自酸贮存器403的水性酸例如3M磷酸或3M硫酸通过导管303与混合阀402的入口连通。混合阀402的两个入口(样品和酸403)被混合，并且导致水性样品的pH降低。混合阀402的出口通过导管304与混合盘管404的入口连通。酸和水性样品在混合盘管404中充分混合，使得酸化模块501的水性样品液流流出物的期望pH为小于约4的pH。无机碳物质(主要是碳酸根和碳酸氢根离子)与酸反应形成二氧化碳。酸化模块501的酸化水性样品流出物经由导管305与二氧化碳传感器模块504连通。
包含透气膜的二氧化碳传感器405的水性样品入口被定位成使得流动的水性样品液流在透气膜的一侧上通过。去离子水模块503经由去离子水模块出口导管306与二氧化碳传感器405的去离子水入口连通。入口被定位成允许去离子水在透气膜的与水性样品液流相对的一侧上通过。二氧化碳选择性膜被定位在两个不锈钢网之间。这些网状元件支撑二氧化碳选择性膜并通过产生湍流促进两种水溶液的混合。在透气膜的去离子水侧上保持相对薄的去离子水层以促进快速分析时间。当酸化水性样品通过二氧化碳传感器模块时，二氧化碳迅速扩散穿过透气膜。透气膜由允许二氧化碳和其他无机气体扩散但不允许有机酸和其他挥发性有机化合物扩散的材料构成。
在二氧化碳传感器405的测量循环中，电磁阀409切换到接通位置，以经由导管306将去离子水样品引入二氧化碳传感器405的去离子水入口。在一段时间后，电磁阀409返回到关断位置。当样品液流在二氧化碳传感器405的透气膜的一侧上通过时，二氧化碳扩散穿过透气膜进入膜的相对侧上的去离子水样品中，在此二氧化碳转化成离子物质。在一段很短的时间后，在流动的水性样品液流中的二氧化碳浓度与穿过透气膜的去离子水样品之间建立平衡。
传感器405的操作基于存在于水性样品液流与去离子水样品之间的二氧化碳选择性透气膜上的平衡的建立。在建立该平衡之后，电磁阀409切换到接通位置，并且包含碳酸盐和碳酸氢盐水形式的二氧化碳的去离子水样品借助于循环泵408通过导管307进入电导率/温度传感器406。在这一个实施方案中，电导率/温度传感器406是包括用于电导率测量中的温度补偿的电导率电极和温度传感器的电导率单元。电导率传感器406的输出随着去离子水液流入单元而迅速增加。在一段很短的时间后，电导率达到其最大值。此时，记录电导率并用于随后计算无机碳浓度。
通过电导率单元406和相关的控制和信号模块413测量因二氧化碳所形成的离子物质的存在而导致的电导率的增加。观察到的去离子水样品的电导率的增加可以与水性样品液流中存在的二氧化碳的浓度直接相关。二氧化碳传感器对水性样品液流中二氧化碳的浓度具有线性响应，以分析包含0.05mg/L至125mg/L碳的水性样品。
微电导率传感器406的出口经由导管308与第二三通管411的另一入口连通。微电导率传感器406连接到合适的电源(未示出)，并且来自微电导率传感器的电输出连接到控制和信号电子模块413。
去离子水模块503包括经由导管310与循环泵408连通的阴离子和阳离子离子交换树脂混合床407，所述循环泵经由导管311与三通管410连通。三通管410的一个出口经由导管314与螺线管截止阀409连通，并且三通管的另一个出口经由管道312与限流器412连通。螺线管截止阀409的出口经由去离子水出口导管306与二氧化碳传感器模块504的去离子水入口连通。限流器412的出口经由导管313与第二三通管411的一个入口连通，并且三通管的出口经由导管309与离子交换树脂床407的入口连通。
通过借助于循环泵408使水的水性液流通过混合床离子交换树脂407而在去离子水模块503中产生去离子水的连续供应，其中电磁阀409处于关闭位置。
控制和电子模块413包括计算机或相当的电子设备，其能够控制本发明的所有电气部件的电压和电流，以预定的时间顺序致动阀和开关，处理来自微电导率传感器的电信号并且根据电导率传感器的输出计算总无机碳浓度。
二氧化碳传感器314的水性样品出口与蠕动采样泵414的入口连通，并且采样泵的出口经由导管315连接到合适的废液容器315。
如上所述，蠕动采样泵414用于通过酸化模块501和二氧化碳传感器模块504从样品入口301抽吸水性样品。蠕动采样泵414以约50微升至100微升每分钟的期望流率经由样品入口开口301抽出水性样品。
所述设备和/或方法的另外的实施方案和/或方面包括：(a)省略温度测量，在该情况下为电导和/或电阻测量，而不对温度进行补偿，(b)对于本公开的设备和方法的一些使用，如果通过该设备和方法估计的电导率大于或小于这种估计的预定值，则期望生成信号。例如，如果所述设备和方法在所估计的电导率小于预定值的情况下激励绿色发光二极管和/或在所估计的内容大于该预定值的情况下激励红光(和/或可听警报)，则这可能是足够的。对于这种使用，可能不需要显示电导率的估计值(c)。已经描述和/或例示了一些实施方案的设备和方法，可以用无电极方法来确定电导和/或电阻。
二氧化碳传感器的第二实施方案示于图4中。在该设计中，消除了导管307，并且电导率电极和温度传感器是二氧化碳传感器405的组成部分。
图5示出了可包括流体流动控制和测量系统的全部或一部分的示例性计算机。相反，图5所示的计算机的任一个或多个部分可包括流体流动控制和测量系统的全部或一部分。例如，图5所示的部件的全部或一些可包括本文所述的控制和信号电子器件413。如本文所用，“计算机”可包括多个计算机。计算机可包括一个或多个硬件部件，诸如处理器1021、随机存取存储器(RAM)模块1022、只读存储器(ROM)模块1023、存储装置1024、数据库1025、一个或多个输入/输出(I/O)装置1026和接口1027。另选地和/或附加地，计算机可包括一个或多个软件部件，诸如包括用于执行与示例性实施方案相关联的方法的计算机可执行指令(诸如用于确定样品中溶解的离子的电导率的算法)的计算机可读介质。可以设想，上面列出的一个或多个硬件部件可使用软件来实现。例如，存储装置1024可包括与一个或多个其他硬件部件相关联的软件分区。应当理解，上面列出的部件仅为示例性的，而非意图限制。
处理器1021可包括一个或多个处理器，每个处理器被配置为执行指令并处理数据以执行与计算机相关联的一个或多个功能，该计算机用于控制系统(例如，TOC分析仪)和/或接收和/或处理和/或发送与用于生成遥感数据的测量装置的网络相关联的数据。处理器1021可通信地联接到RAM 1022、ROM 1023、存储装置1024、数据库1025、I/O装置1026和接口1027。处理器1021可被配置为执行计算机程序指令序列以进行各种处理。计算机程序指令可被加载到RAM 1022中以由处理器1021执行。
RAM 1022和ROM 1023可以各自包括用于存储与处理器1021的操作相关联的信息的一个或多个装置。例如，ROM 1023可包括被配置为访问和存储与计算机相关联的信息的存储装置，所述信息包括用于识别、初始化和监视一个或多个部件和子系统的操作的信息。RAM 1022可包括用于存储与处理器1021的一个或多个操作相关联的数据的存储装置。例如，ROM 1023可以将指令加载到RAM 1022中以由处理器1021执行。
存储装置1024可包括被配置为存储处理器1021可能需要用于执行与本发明所公开的实施方案一致的方法的信息的任何类型的大容量存储装置。例如，存储装置1024可包括一个或多个磁盘和/或光盘装置，诸如硬盘驱动器、CD-ROM、DVD-ROM或任何其他类型的大容量介质装置。
数据库1025可包括一个或多个软件部件和/或硬件部件，它们配合以存储、组织、排序、过滤和/或安排由计算机和/或处理器1021使用的数据。例如，数据库1025可以存储与信号衰减相关遥感数据有关的数据。数据库还可包含与用于控制系统(例如，用于分析样品电导率的系统)和/或接收和/或处理和/或发送与用于测量样品电导率的传感器节点的网络相关联的数据的计算机可执行指令相关联的数据和指令。可以设想，数据库1025可以存储附加的和/或不同于上面所列出的信息。
I/O装置1026可包括被配置为与关联于计算机的用户传送信息的一个或多个部件。例如，I/O装置可包括具有集成的键盘和鼠标的控制台，以允许用户维护数字图像的数据库、数字图像的分析结果、度量等。I/O装置1026还可包括显示器，该显示器包括用于在监视器上输出信息的图形用户界面(GUI)。I/O装置1026还可包括外围装置，诸如打印机、用户可访问的盘驱动器(例如，USB端口、软盘、CD-ROM或DVD-ROM驱动器等)，以允许用户输入存储在便携式介质装置、麦克风、扬声器系统或任何其他合适类型的接口装置上的数据。
接口1027可包括被配置为经由通信网络(诸如互联网、局域网、工作站对等网络、直接链路网络、无线网络或任何其他合适的通信平台)发送和接收数据的一个或多个部件。例如，接口1027可包括一个或多个调制器、解调器、复用器、解复用器、网络通信装置、无线装置、天线、调制解调器、无线电装置、接收机、发射机、收发机、以及被配置为使得能够经由有线或无线通信网络进行数据通信的任何其他类型的装置。
附图示出了根据本公开的各种具体实施的系统、方法和计算机程序产品的可能具体实施的体系结构、功能性和操作。就这一点而言，流程图或框图的每个框可以表示代码的模块、区段或部分，所述代码包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当指出的是，在一些另选的具体实施中，框中指出的功能可以不按附图中指出的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以按相反的顺序执行，具体取决于所涉及的功能性。还应当指出的是，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或操作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以下权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的对应结构、材料、操作和等效物旨在包括用于与如具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或操作。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
一个或多个计算机可读介质的任何组合可用于实现上述系统和方法。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或前述的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体实例(非穷举列表)将包括以下各者：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或前述的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用的程序的任何有形介质。
体现在计算机可读介质上的程序代码可使用任何适当的介质进行传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等、或前述的任何合适组合。
用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Java、Smalltalk、C++等面向对象的编程语言和诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行，作为独立的软件包执行，部分地在用户的计算机上且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一情形中，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网进行连接)。
虽然已结合优选实施方案和具体示例描述了方法和系统，但是并不旨在将范围限于所阐述的特定实施方案，因为本文的实施方案在所有方面都旨在是例示性的而非限制性的。
除非另外明确说明，否则决非意图将本文所阐述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求实际上并未叙述其步骤所要遵循的顺序或者在权利要求或说明书中未另外明确说明这些步骤将限于特定顺序的情况下，在任何方面都决非意图推断顺序。这适用于任何可能的非表达解释基础，包括：与步骤或操作流程安排有关的逻辑事项；由语法组织或标点得到的明显含义；在说明书中描述的实施方案的数量或类型。
在本申请通篇中，可以参考各种出版物。这些出版物的公开内容全文据此以引用方式并入本申请，以便更全面地描述所述方法和系统所属领域的现有技术。
对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或实质的情况下，可以进行各种修改和变化。考虑到本文所公开的说明书和实践，其他实施方案对于本领域的技术人员将是显而易见的。本说明书和实施例旨在被视为仅为示例性的，真实范围和实质由以下权利要求指示。

Claims (19)

1.一种用于估计流体的电导率的方法，所述方法包括以下步骤：
提供包含电极系统和流体样品的流体样品处理设备；
测量所述流体样品的无机碳浓度值；
测量所述流体样品的温度值；
使用所述电极系统测量所述流体样品的总电导率值；
使用所述流体样品的所述无机碳浓度值和所述温度值确定所述流体样品的无机碳电导率值；以及
通过从所述流体样品的所述总电导率值中减去所述无机碳电导率值来计算所述流体样品的净电导率值。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括至少部分地根据所述流体样品的所述净电导率值和所述流体样品的所述温度值计算所述流体样品的温度补偿电导率值。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述无机碳至少部分地包括CO2。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述流体样品包括水。
5.一种用于估计流体的净电导率的设备，所述设备包括：
流体导管，所述流体导管被构造成包含流体，所述流体导管与以下各者流体连通：
电极系统，所述电极系统能够有效测量所述流体的总电导率值；以及
温度传感器，所述温度传感器能够有效测量所述流体的温度值；以及
无机碳传感器，所述无机碳传感器能够有效测量所述流体的无机碳浓度值；
流体控制和测量系统，所述流体控制和测量系统被配置为：
将所述流体引导到所述流体导管中；
从所述电极系统接收所述流体的所述总电导率值；
从所述温度传感器接收所述流体的所述温度值；
从所述无机碳传感器接收所述流体的所述无机碳浓度值；
至少基于所述流体的所述无机碳浓度值和所述流体的所述温度值计算所述流体的无机碳电导率值；以及
从所述流体的所述总电导率值中减去所述流体的所述无机碳电导率值以确定所述流体的净电导率值。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述流体控制和测量系统被进一步配置为根据所述流体的所述净电导率值和所述流体的所述温度值计算所述流体的温度补偿电导率值。
7.如权利要求5或6中任一项所述的设备，其中所述无机碳传感器包括：酸化模块，所述酸化模块被配置为产生酸化流体液流。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述流体包含多个碳酸根离子和/或多个碳酸氢根离子，并且所述酸化模块被配置为将所述流体中的所述多个碳酸根离子和/或多个碳酸氢根离子中的至少一些转化成CO2。
9.如权利要求7至8中任一项所述的设备，其中所述无机碳传感器包括：
CO2选择性可渗透转移膜；
第一室和第二室，所述第一室与所述酸化流体液流的出口流体连通，其中所述第一室和所述第二室由所述CO2选择性可渗透转移膜隔开，
其中所述无机碳传感器被配置为将所述CO2提取到去离子水液流中。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述无机碳传感器包括：
与所述第二室流体连通的电导率和温度测量单元，所述电导率和温度测量单元被配置为测量所述去离子水液流中的离子物质的总浓度值和所述去离子水液流的温度值。
11.如权利要求5至10中任一项所述的设备，其中所述无机碳包括CO2。
12.如权利要求5至11中任一项所述的设备，其中所述流体控制和测量系统包括处理器，所述处理器执行计算机可执行指令，所述计算机可执行指令使得所述处理器将所述流体引导到所述流体导管中；从所述电极系统接收所述流体的所述总电导率值；从所述温度传感器接收所述流体的所述温度值；从所述无机碳传感器接收所述流体的所述无机碳浓度值；至少基于所述流体的所述无机碳浓度值和所述流体的所述温度值计算所述流体的所述无机碳电导率值；以及从所述流体的所述总电导率值中减去所述流体的所述无机碳电导率值以确定所述流体的所述净电导率值。
13.如权利要求5至11中任一项所述的设备，其中所述流体控制和测量系统包括处理器，所述处理器执行计算机可执行指令，所述计算机可执行指令将适当量的酸添加到单元中的所述样品流体中；从所述单元接收电导率和温度测量结果；以及根据所述单元的所述温度和电导率测量结果计算所述流体的所述无机碳浓度值。
14.如权利要求5至13中任一项的设备，其中所述流体是水溶液。
15.一种被配置为存储计算机可读指令的非暂态计算机可读介质，所述计算机可读指令在被执行时使得处理器进行以下操作：
测量流体样品的无机碳浓度值；
测量所述流体样品的温度值；
测量所述流体样品的总电导率值；
使用所述流体样品的所述无机碳浓度值和所述温度值确定无机碳电导率值；以及
通过从所述流体样品的所述总电导率值中减去所述无机碳电导率值来计算所述流体样品的净电导率值。
16.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质还包括在被执行时使得处理器进行以下操作的指令：至少部分地根据所述流体样品的所述净电导率值和所述流体样品的所述温度值计算所述流体样品的温度补偿电导率值。
17.如权利要求15或16中任一项所述的非暂态计算机可读介质，其中所述无机碳至少部分地包括CO2。
18.如权利要求15至17中任一项所述的非暂态计算机可读介质，其中所述流体样品包括水。
19.如权利要求15至18中任一项所述的非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质还包括在被执行时使得处理器将酸从贮存器添加到所述流体样品中的指令。
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