JP2020144144A - プロセス材料の濃度を決定する工程における関連マトリックスの自動切り換え - Google Patents
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Abstract
Description
CIP(適所を洗浄)又はSIP(適所を消毒)手続きが必要な場合、特に食物及び飲料設備のような多くの濃度測定用途にて、測定された用途材料の濃度及び洗浄材料の濃度が必要であることを、現場での経験は示している。
同じ設備で2つの異なる材料の濃度測定を要求する多くの用途は、従来から既知である食品&飲料市場の外側にまで及ぶ。現在まで、測定ポイントにて1つ以上のプロセス材料
が存在するあらゆる用途は1つ以上の測定又は測定技術を要求する。この状況を示す市場及び用途は、あらゆる多重材料転送パイプライン(石油&ガスに関するような)、精製、専
門化学薬品メーカー、バルク化学薬品メーカーなども含む。
上記に概説された問題に基づいて、プロセス材料の変化及び各材料の濃度を正確且つ自動的に決定することができる単一の測定デバイス及び方法を求めるニーズがある。
本発明は、洗浄材料か用途材料かである未知の材料のプロセス材料のタイプ及び濃度を決定するために、自動的にマトリックスを切り換える1つの測定デバイス及び方法を付与する。この自動的にマトリックスを切り換えることにより、装置は測定されるべき又は製造されるべき処理材料がプロセスプラントに戻されたときを決定することができ、それによって濃度マトリックスを元の状態に自動的に切り換える。
く、洗浄材料が用途ポイントからいつ完全に洗い流されたかを示すことによって、用途を安全に改善することができ、これにより、人員又は設備を損傷する危険な酸あるいはアルカリのリスクなしで、器具を手動で介在/メンテナンスすることを可能にすることが出来
る。
少なくとも2つ以上のプロセス材料マトリックスを含むメータを用いて、プロセスライン内のプロセス材料を検知する方法は、
プロセス材料のライン密度を測定する工程と、
プロセス材料のライン温度を測定する工程と、
ライン密度及びライン温度に基づいて2以上のマトリックスからプロセス材料マトリックスを識別する工程を含む。
プロセス材料マトリックスを識別する工程は更に、
プロセス材料のライン密度及びライン温度を、2以上の各マトリックスに関するライン密度及びライン温度の値と比較する工程と、
プロセス材料のライン密度及びライン温度が特定のプロセス材料マトリックスに関するライン密度及びライン温度内にあれば、特定のプロセス材料マトリックスを識別する工程を含むのが好ましい。
プロセス材料のライン密度及びライン温度を、2以上の各マトリックスに関するライン密度及びライン温度の値と比較する工程と、
プロセス材料のライン密度及びライン温度が特定のプロセス材料マトリックスに関するライン密度及びライン温度内になければ、エラー信号を送信する工程を含むのが好ましい。
プロセスライン内のプロセス材料を検知する方法は更に、
プロセス材料の基準温度を決定する工程と、
ライン密度、ライン温度及び基準温度に基づいて、材料の基準密度を決定する工程と、
基準密度及び基準温度に基づいて材料の濃度を決定する工程を含むのが好ましい。
プロセス材料と流体が行き来するように繋がり、プロセス材料の特性を検知するように構成されたメータと、
該メータに繋ったメータ電子機器を備え、該メータ電子機器は、
2以上のプロセス材料のマトリックスを格納する格納システムと、
プロセス材料の特性に基づいて、2以上のプロセス材料マトリックスからマトリックスを選択するマトリックス選択ルーチンとを備えている。
プロセス材料のライン密度を決定するライン密度ルーチンと、
プロセス材料のライン温度を測定する温度信号部と、
ライン密度及びライン温度に基づいて、2以上のマトリックスからプロセス材料マトリックスを識別する材料決定ルーチンとを備えているのが好ましい。
材料決定ルーチンは更に、
材料決定ルーチンがプロセス材料マトリックスを識別するのに失敗すれば、エラー信号を送信するエラールーチンを備えているのが好ましい。
プロセス材料の基準温度及びプロセス材料の基準密度を決定し、該基準密度はライン密度及び基準温度に基づく密度ルーチンと
基準密度及び基準温度に基づいて、プロセス材料の濃度を決定する濃度ルーチンとを備えている。
2以上のプロセス材料のマトリックスを格納する格納システムと、
プロセス材料の特性に基づいて、2以上のプロセス材料マトリックスからマトリックスを選択するマトリックス選択ルーチンとを備えている。
メータ電子機器は更に、
プロセス材料のライン密度を決定するライン密度ルーチンと、
プロセス材料のライン温度を測定する温度信号部と、
ライン密度及びライン温度に基づいて、2以上のマトリックスからプロセス材料マトリックスを識別する材料決定ルーチンとを備えているのが好ましい。
材料決定ルーチンがプロセス材料マトリックスを識別するのに失敗すれば、エラー信号を送信するエラールーチンを備えているのが好ましい。
メータ電子機器は更に、
プロセス材料の基準温度及びプロセス材料の基準密度を決定し、該基準密度はライン密度及び基準温度に基づく密度ルーチンと
基準密度及び基準温度に基づいて、プロセス材料の濃度を決定する濃度ルーチンとを備えているのが好ましい。
当業者は、これらの例示から本発明の範囲内にある変形例を理解するだろう。当業者は、下記に述べられた特徴が種々の方法で組み合わされて、本発明の多数の変形例を形成することを理解するだろう。その結果、本発明は、下記に述べられた特定の例にではなく特許請求の範囲とそれらの等価物によってのみ限定される。
1.プロセス材料の密度データに温度修正を適用する。この工程は、基準温度等温線上の等価なポイントに密度面上の現在のポイント流動点を写像して、基準温度値における密度を生成する(図3を参照)。
2.修正された密度の値を濃度の値に変換する。全ての密度の値が温度について修正されたから、密度内のあらゆる変化はプロセス材料の構成の変化の結果になるだろうし、1対1の変換が適用され得る。
表面のプロットは、公に利用可能なデータテーブル(図4を参照)、又はユーザに特有のデータから生成される。
ステップ530で、基準温度が決定される。基準温度は密度値が修正される温度である。ステップ540で、基準密度は基準温度に基づいて決定される。ステップ550で、プロセス材料の濃度は、プロセス材料マトリックスを利用する基準温度及び基準密度に基づいて決定される。プロセス材料のマトリックスはデータテーブル(図4を参照)から生成され、密度及び温度の範囲をカバーし、測定するシステムに格納される。
ステップ630で、測定されたライン密度及び測定されたライン温度の値が、第1のマトリックスの密度及び温度範囲内にあれば、未知の材料はマトリックス1に関するプロセス材料であるとして識別され、ステップ640にてマトリックス1はプロセス材料の濃度を決定するために使用される。
ステップ670で、測定されたライン密度及びライン温度の値が第2のマトリックスの密度及び温度範囲内にある場合、未知の材料はマトリックス2に関するプロセス材料であるとして識別され、ステップ680にてマトリックス2はプロセス材料の濃度を決定するために使用される。
ステップ690で、測定されたライン密度及びライン温度の値が第1又は第2のマトリックスの何れの密度及び温度の範囲内にもない場合、エラーが報告される。
、ブリックス)の温度値及び密度値の基準テーブルを示す。図8は、同じメータ内に格納
されたマトリックス演算に用いられる例示の洗浄溶液NaOH(苛性ソーダ)の温度と密度の値の基準テーブルを示します。
上記のメータシステム及び方法を使用して、テスト中のプロセス材料が1.1427gm/ccの
ライン密度及び40°Cのライン温度を有すると分かる場合、本発明は、ライン密度及びラ
イン温度がブリックスマトリックスの範囲にあり、プロセス材料が重液(例えばブリック
ス)で構成されることを認識する。従って、ブリックスに対応するマトリックス演算が使
用される。例えば、上記のデータに基づいて、1.1513gm/ccの基準密度は、1.1427gm/ccのライン密度及び20°Cの基準温度に基づいて決定される。その結果の濃度は、ブリックス
測定で35°である。
従って、NaOHに対応するマトリックス計算は使用される。例えば、上記のデータに基づいて、1.0538gm/ccの基準密度は、1.0248gm/ccのライン密度及び20°Cの基準温度に基づ
いて決定される。その結果の濃度は5%のWt測定である。
以下は本発明の使用例である。様々なプラントは腐食性の洗浄溶液を使用し、都市の水道へそれを放出する。排出基準を満たすために、排水中のNaOHの全濃度は、質量(量では
なく)上で定義された5%の濃度を超過することができない。
仮定される。従って、排出基準に従うべく、1ユニットの洗浄溶液は19ユニットの水で薄
められるべきである。法令順守を監視すべく、周期的に、サンプルは研究所でテストされる。
このアプローチには次のものを含むいくつかの欠点がある。:
1) 洗浄溶液の濃度は元のサンプルとは異なるかもしれない、2) 洗浄溶液の濃度は許容差を越えて変わるかもしれない、3) 研究所の試験は遅く高価であり、また、重大な変化を
捕えられない、いくつかのバッチは基準に違反し、一方で他のバッチは要求されたより多くの水を含み、それは不必要に高価である、4) 排水のバッチを一度に処理することは非
能率的であり、5) 悪いバッチを扱う用意はない。
化も直ちに且つ自動的に補償される。2) 研究所のテストは不要である、3) 悪いバッチとともにバッチングが除かれる。一旦、洗浄工程が終了し、洗浄流体が用途材料に置換されると、メータシステム960は新たな材料を決定し、自動的に要求されるマトリックスに切り換えることが出来、こうしてシステムをシャットダウンさせ、メータを再構成する必
要を除く。
般的に「フォーク」又は「歯」を有する)がドライバ124によって周波数にて振動する
ように駆動される。振動要素122を備えたピックオフセンサ126が、振動要素122の振動を検知する。メータ電子機器128がドライバ124とピックオフセンサ126に接続される。フォーク又は歯の無い振動計もまた考えられる。
流体の密度又は粘度を決定するのに用いられる。関連する実施形態において、メータ電子機器128からの信号は処理の為に、他の演算デバイスまたは処理デバイスに送信される。
又はプログラミングの更新又は変化のような情報を受信する。更に、インターフェイス101は、メータ電子機器128と遠隔処理システム(図示せず)との間の通信を可能にする。インターフェイス101は、例えば4-20ma、HART、RS-485、Modbus、Fieldbusなどのあらゆる方法の電子的、光学的又は無線通信が可能であるが、これらに限定されない。
及び第2歯122Bに隣接して位置する。ドライバ124及びピックオフセンサ126は
、第1歯122A及び第2歯122Bに接触し機械的に相互作用するように構成されている。特に、ドライバ124は第1歯122Aの少なくとも一部に接触する。ドライバ124
は、メータ電子機器128によって付与される駆動信号又は基準信号を受けたときに、拡張し接触する。その結果、ドライバ124は交互に撓み、従って第1歯122Aを振動運
動で左右に変位させ(点線参照)、流体を周期的に往復運動する方法で攪乱する。第2歯の振動により、対応する電気信号がピックオフセンサ126によって生成される。ピックオフセンサ126は、振動信号をメータ電子機器128に送信する。メータ電子機器128は振動信号を処理し、振動信号の振動信号振幅及び/又は振動信号周波数を測定する。メ
ータ電子機器128はまた、ピックオフセンサ126からの信号の位相を基準位相信号と比較し、該基準位相信号はメータ電子機器128からドライバ124に付与される。メータ電子機器128はまた振動信号をインターフェイス101を介して送信する。
量流量計として作動し、コリオリ流量計として作動するのを含む。メータ電子機器128は他のタイプの振動式センサアセンブリとして作動し、付与される特定の例は本発明の範囲を限定すべきでないことは理解されるだろう。メータ電子機器128はセンサ信号106を処理して、メータ120によって感知されるプロセス材料の流れ特性を得る。幾つかの実施形態において、メータ電子機器128は例えば1以上のRTDセンサ又は他の温度センサから温度信号107を受信する。
流量計120はライン密度112を生成する。ライン密度112は例えば、作動ルーチン110の一部として演算される。
略される。従って、本発明は示され、記載された特定の実施形態に限定するべきではない。
従って、上記の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
Claims (12)
- 少なくとも2つ以上のプロセス材料マトリックスを含むメータを用いて、プロセスライン内のプロセス材料を検知する方法であって、
プロセス材料のライン密度を測定する工程と、
プロセス材料のライン温度を測定する工程と、
前記ライン密度とライン温度に基づいて2つ以上のマトリックスからプロセス材料マトリックスを識別する工程を有する方法。 - 前記プロセス材料マトリックスを識別する工程は更に、
前記プロセス材料のライン密度及びライン温度を、2以上のマトリックスの各々と関係するライン密度及びライン温度と比較する工程と、
前記プロセス材料のライン密度及びライン温度が、特定のプロセス材料マトリックスと関係するライン密度及びライン温度内にあるときは、特定のプロセス材料マトリックスを識別する工程を有する、請求項1に記載のプロセスライン内のプロセス材料を検知する方法。 - 前記プロセス材料マトリックスを識別する工程は更に、
前記プロセス材料のライン密度及びライン温度を、2以上のマトリックスの各々と関係するライン密度及びライン温度と比較する工程と、
前記プロセス材料のライン密度及びライン温度が、特定のプロセス材料マトリックスと関係するライン密度及びライン温度内にないときは、エラー信号を送信する工程を有する、請求項1に記載のプロセスライン内のプロセス材料を検知する方法。 - 更に、
前記プロセス材料の基準温度を決定する工程と、
前記ライン密度、ライン温度及び基準温度に基づいてプロセス材料の基準密度を決定する工程と、
前記基準密度及び基準温度に基づいてプロセス材料の濃度を決定する工程を有する、請求項1に記載のプロセスライン内のプロセス材料を検知する方法。 - プロセスライン内のプロセス材料を検知するメータシステム(960)であって、
プロセス材料が流体的に行き来可能で、プロセス材料の特性を検知するように構成されたメータ(120)と、
該メータ(120)に繋がったメータ電子機器(128)を備え、該メータ電子機器(12
8)は、
2以上のプロセス材料マトリックスを格納する格納システム(104)と、
プロセス材料の特性に基づいて2以上のプロセス材料マトリックスからマトリックスを選択するマトリックス選択ルーチン(113)を備える、メータシステム(960)。 - 前記メータ電子機器(128)は更に、
前記プロセス材料のライン密度を決定するライン密度ルーチン(112)と、
前記プロセス材料のライン温度を測定する温度信号部(107)と、
前記ライン密度及びライン温度に基づいて、2以上のマトリックスからプロセス材料マトリックスを識別する材料決定ルーチン(111)とを備える、請求項5に記載のメータシステム(960)。 - 前記材料決定ルーチン(111)は更に、
該材料決定ルーチン(111)がプロセス材料マトリックスを識別するのに失敗したときは、エラー信号を送信するエラールーチン(114)を備える、請求項6に記載のメータシ
ステム(960)。 - 前記メータ電子機器(128)は更に、
プロセス材料の基準温度及びプロセス材料の基準密度を決定し、該基準密度はライン密度と基準温度に基づく密度ルーチン(108)と、
基準密度と基準温度に基づいて、プロセス材料の濃度を決定する濃度ルーチン(109)を備える、請求項6に記載のメータシステム(960)。 - メータ電子機器(128)であって、
2以上のプロセス材料マトリックスを格納する格納システム(104)と、
前記プロセス材料の特性に基づいて、2以上のプロセス材料マトリックスからマトリックスを選択するマトリックス選択ルーチン(113)を備える、メータ電子機器(128)。 - 更に、
プロセス材料のライン密度を決定するライン密度ルーチン(112)と、
プロセス材料のライン温度を測定する温度信号部(107)と、
前記ライン密度及びライン温度に基づいて、2以上のマトリックスからプロセス材料マトリックスを識別する材料決定ルーチン(111)とを備える、請求項9に記載のメータ電子機器(128)。 - 前記材料決定ルーチン(111)は更に、
前記材料決定ルーチン(111)がプロセス材料マトリックスを識別するのに失敗したときは、エラー信号を送信するエラールーチン(114)を備える、請求項10に記載のメータ電子機器(128)。 - 更に、
前記プロセス材料の基準温度及びプロセス材料の基準密度を決定し、該基準密度はライン密度と基準温度に基づく密度ルーチン(108)と、
該基準密度と基準温度に基づいて、プロセス材料の濃度を決定する濃度ルーチン(10
9)を備えた、請求項9に記載のメータ電子機器(128)。
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