KR20170101936A

KR20170101936A - 탈기된 액체 내로 광학 투과율을 얻거나 유지하는 방법

Info

Publication number: KR20170101936A
Application number: KR1020177018780A
Authority: KR
Inventors: 피터 디. 힉스; 후이 리; 마이클 이. 브래들리; 마이클 제이. 무르시아; 조에 엘. 슈워츠
Original assignee: 에코랍 유에스에이 인코퍼레이티드
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2017-09-06
Also published as: EP3243071A1; CA2973095C; CL2017001782A1; EP3243071C0; SG11201705140SA; US10197824B2; KR102477149B1; EP3243071A4; EP3243071B1; BR112017014860B1; US20160202508A1; MX2017009009A; SA517381878B1; CN107430091A; CN107430091B; CA2973095A1; BR112017014860A2; WO2016112264A1

Abstract

광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 얻거나 유지하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 상기 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 파장(λ)의 초음파 에너지를 인가하는 단계를 포함한다. 상기 파장(λ)의 초음파 에너지는 상기 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터의 거리(d)에서 유래한다. 상기 거리(d)는 상기 초음파 에너지의 파장(λ)에 기초한 수식에 의해 정의될 수 있다.

Description

탈기된 액체 내로 광학 투과율을 얻거나 유지하는 방법{METHOD OF OBTAINING OR MAINTAINING OPTICAL TRANSMITTANCE INTO DEAERATED LIQUID}

본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 병합된 미국 특허 출원 번호 14/592,219의 우선권을 주장하는 PCT 출원이다.

광학 센서를 사용하여 액체 내 파라미터를 측정하는 것은 일반적이다. 이러한 파라미터를 신뢰성 있게 측정하려면 일반적으로 광이 액체 내로 통과할 것을 요구하며, 이는 일반적으로 광이 먼저 적절히 투명한 매체, 예를 들어, 광 전달 매체를 통과할 것을 요구한다. 신뢰성 문제는 미립자 물질에 의해 야기될 수 있는 매체를 통한 광학적 전달을 폐색(obstruction)하는 경우에 발생할 수 있다.

일반적으로, 보일러 액체는 고유한 특징을 갖는 탈기된 액체이다. 보일러 액체의 일부 고유한 특징은 매우 낮은 레벨의 용존 산소(예를 들어, 일반적인 보일러 급수(boiler feedwater))에서 약 10 ppb 미만의 용존 산소)를 가지며 약 9 내지 약 11의 pH를 갖는 것을 포함한다. 특히, 광 검출 및/또는 측정(예를 들어, 형광 측정법)에 기초한 처리 제어 형태를 사용하는 보일러 시스템의 경우, 일정 양의 부식이 시간에 따라 발생하고 미립자 물질의 형태로 광 전달 매체 상에 침착되어, 이에 의해 광 전달 매체에 일정 양의 광학적 폐색을 야기한다. 광학적 전달을 사용하는 검출 및 측정 방법과 관련하여, 탈기된 액체, 특히 보일러 액체의 고유한 조건은 광 전달 매체가 광학적으로 폐색될 때 사용자에게 문제를 야기한다. 이상적으로는, 광학적 폐색이 완전히 방지될 수 있으며, 광학적 폐색이 발생하면, 이 광학적 폐색은 광학적 전달을 통해 검출, 측정 및/또는 처리 제어를 중단시키지 않고 제거될 수 있다.

광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 얻거나 유지하는 방법이 제공된다. 본 방법은 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 파장(λ)의 초음파 에너지를 인가하는 단계를 포함한다. 상기 파장(λ)의 초음파 에너지는 상기 광 전달 매체를 통해 상기 탈기된 액체 내로 광학적 전달이 얻어지거나 유지되도록 상기 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터의 거리(d)에서 유래된다.

도 1은 본 명세서에 설명된 적어도 하나의 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템의 일 실시형태를 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 예시적인 실시형태의 일 변형예를 도시한 도면;
도 3은 본 명세서에 설명된 적어도 하나의 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템의 일 실시형태를 도시한 도면;
도 4는 본 명세서에 설명된 적어도 하나의 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템의 일 실시형태를 도시한 도면;
도 5a는 본 명세서에 설명된 슬리브를 포함하는 시스템의 일 실시형태를 도시한 도면;
도 5b는 손실 표면(lossy surface)을 포함하는 시스템의 일 실시형태를 도시한 도면;
도 6은 실시예 1의 실행 동안 수집된 실험 데이터를 도시한 도면;
도 7은 실시예 2의 실행 동안 수집된 실험 데이터를 도시한 도면; 및
도 8은 실시예 3의 실행 동안 수집된 실험 데이터를 도시한 도면.

본 발명의 개념을 포함하는 실시형태는 다양한 형태를 취할 수 있어서, 이하에서는 여러 예시적이고 바람직한 실시형태들이 설명되고 도면에 도시되어 있지만, 본 개시 내용은 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 본 발명을 이 특정 실시형태로 제한하고자 의도된 것이 아닌 것으로 이해해야 한다.

광 전달 매체와 접촉하는 탈기된(예를 들어, 기체가 빠진) 액체 내로 광학적 전달을 유지하는, 방법. 상기 방법은 광학 센서를 포함하는 시스템에서 신뢰성을 얻거나 유지하기에 적합한 포인트의 특정 궤적(locus)에서 광 전달 매체와 접촉하도록 탈기된 액체 내로 초음파 에너지를 인가하는 단계를 포함한다. 특정 실시형태에서, 액체는 가열 응용(예를 들어, 보일러)에 사용되기 전에 탈기된다. 액체는 증기 및/또는 액체와 접촉하는 금속의 부식을 최소화하기 위한 시도에서 일반적으로 탈기된다. 예시적인 탈기된 액체는 탈기된 보일러 보충 급수(boiler make-up feedwater), 및 보일러 블로우다운 액체(boiler blowdown liquid) 및 보일러 응축액(boiler condensate liquid)을 추가로 포함하는 보일러 액체를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. "탈기된 보일러 보충 급수"라는 문구는 탈기 공정을 거친 보일러 보충 급수를 나타내는 데 사용된다. 이 용어는, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 보일러 액체로 되기 전에 보일러 액체가 이미 탈기 공정을 거친 것임을 이해할 수 있으므로, 다양한 보일러 액체를 나타내는데 사용되지 않는다.

본 개시 내용과 관련하여, 달리 언급이 없는 한, "제어기"는 프로세서, 메모리 장치, 디지털 저장 매체, 음극선관, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 터치 스크린, 또는 다른 모니터, 및/또는 다른 구성 요소들과 같은 구성 요소를 갖는 전자 장치를 지칭한다. 제어기는, 예를 들어, 사용자를 안내하거나, 사용자에게 프롬프트를 제공하거나, 또는 본 발명의 방법의 임의의 부분에 관한 정보를 사용자에게 제공하는 대화형 인터페이스를 포함한다. 이러한 정보는, 예를 들어, 교정 모델(calibration model)의 구축, 하나 이상의 파라미터의 데이터 수집, 측정 위치(들), 결과 데이터 세트의 관리 등을 포함할 수 있다.

제어기는 바람직하게는 하나 이상의 주문형 집적 회로, 프로그램, 컴퓨터 실행 가능 명령 또는 알고리즘, 하나 이상의 유선 장치, 무선 장치 및/또는 하나 이상의 기계적 장치, 예를 들어, 액체 핸들러, 유압 아암, 서보 또는 기타 장치와 통합 및/또는 통신을 위해 작동 가능하다. 또한, 제어기는, 특히, 본 개시 내용의 방법(들)을 실행함으로써 측정된 파라미터들로부터 발생되는 피드백, 피드-포워드, 또는 예측 루프(들)를 통합하도록 작동 가능하다. 제어기 시스템의 기능의 일부 또는 전부는 근거리 통신망, 광역 통신망, 무선 네트워크, 엑스트라넷, 인터넷, 마이크로파 링크, 적외선 링크 등, 및 이러한 링크 또는 다른 적절한 링크의 임의의 조합을 통해 통신하는 네트워크 서버와 같은 중앙 위치에 있을 수 있다. 또한, 신호 조절기(signal conditioner) 또는 시스템 모니터와 같은 다른 구성 요소들이 신호 전송 및 신호 처리 알고리즘을 용이하게 하기 위해 포함될 수 있다.

예로서, 제어기는 본 발명의 방법을 반자동 또는 완전 자동 방식으로 구현하도록 작동 가능하다. 다른 실시형태에서, 제어기는 수동 또는 반 수동 방식으로 방법을 구현하도록 작동 가능하다.

측정된 파라미터 또는 신호 중 임의의 것을 사용자, 화학 펌프, 알람 또는 다른 시스템 구성 요소로 데이터 전송하는 것은 유선 또는 무선 네트워크, 케이블, 디지털 가입자 회선, 인터넷 등과 같은 임의의 적절한 장치를 사용하여 달성된다. 임의의 적절한 인터페이스 표준(들), 예를 들어, 이더넷 인터페이스, 무선 인터페이스(예를 들어, IEEE 802.11a/b/g/n, 802.16, 블루투스, 광, 적외선, 기타 무선 주파수, 임의의 다른 적합한 무선 데이터 전송 방법, 및 이들의 임의의 조합), 범용 직렬 버스(USB), 전화 네트워크 등, 및 이러한 인터페이스/연결의 조합이 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "네트워크"는 이러한 모든 데이터 전송 방법을 포함한다. 본 명세서에 기술된 임의의 구성 요소, 장치, 센서 등은 전술한 또는 다른 적절한 인터페이스 또는 연결을 사용하여 서로 연결되거나 및/또는 제어기에 연결될 수 있다. 일 실시형태에서, 정보(집합적으로 본 발명의 방법에 의해 생성된 모든 입력 또는 출력을 말함)는 시스템으로부터 수신되어 저장된다. 다른 실시형태에서, 이러한 정보는 시간표 또는 스케줄에 따라 처리된다. 다른 실시형태에서, 이러한 정보는 실시간으로 처리된다. 이러한 실시간 수신은 또한 예를 들어, 컴퓨터 네트워크를 통한 "스트리밍 데이터"를 포함할 수 있다.

본 개시 내용과 관련하여, 달리 언급이 없는 한, "제어 기구(control scheme)"는 본 명세서에 정의된 바와 같이 제어기로부터의 입력에 기초하여 출력을 제공하는 것을 지칭한다.

광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 광학 전달을 얻거나 유지하는, 방법. 상기 방법은 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 파장(λ)의 초음파 에너지를 인가하는 단계를 포함한다. 특정 실시형태에서, 파장(λ)의 초음파 에너지는 상기 광 전달 매체를 통해 상기 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 얻거나 유지하기 위해 상기 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터의 거리(d)에서 유래한다. 바람직하게, 이 거리(d)는 하기 수식 1에 의해 정의된다:

d = (a + 0.5*n) * λ 수식 1

식 중, λ는 초음파 에너지의 파장이고, a는 약 -0.2 내지 약 0.2 범위의 정수이고, n은 1 내지 30 범위의 정수이다. 특정 실시형태에서, a는 약 -0.15 내지 약 0.15 범위, 또는 약 -0.1 내지 약 0.1 범위의 상수이다.

초음파 에너지는 음향 법칙을 따른다. 초음파 에너지의 속력(v)은 알려지거나 대략적으로 알려지면, 파장(λ)은 아래 수식 2에 따라 주파수(f)에 의해 정의될 수 있다:

v = f * λ 수식 2.

초음파 에너지의 속력(v)은 초음파 에너지의 이동 매체에 기초하여 알려지거나 또는 대략 알려질 수 있다. 예를 들어 초음파 에너지는 68℉에서 약 4800 ft/s (20℃에서 약 1480 m/s)의 속력(v)으로 탈기된 물을 통과한다. 일정한 이동 매체 및 이에 따라 일정한 속력(v)을 가정하면, 초음파 에너지의 주파수(f)와 파장(λ)은 서로 비례적으로 관련된다.

용어 "광학" 및 "광"은 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다. "탈기된 액체 내로"라는 문구의 사용은 탈기된 액체, 광 전달 매체, 광원 및/또는 광 검출기 사이에 임의의 방향으로 광 투과를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 광학 신호는 탈기된 액체 내로부터 유래할 수 있으며, 광 전달 매체(예를 들어, 형광 방출(fluorometric emission))를 통해 센서로 전달되거나, 또는 광원으로부터 광 전달 매체를 통해 탈기된 액체(예를 들어, 형광 여기(fluorometric excitation)) 내로 전달될 수 있다. 광학 신호를 사용하여 광학적 측정을 수행하는 광학 센서의 예시적인 실시형태는 흡광도(absorbance), 비색 측정(colorimetric), 굴절 측정(refractometric), 분광 광도 측정(spectrophotometric), 발광 측정(luminometric) 및/또는 형광학 신호 또는 이미지를 검출하거나 또는 감지할 수 있는 장치를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 바람직한 실시형태에서, 광학 신호는 형광 여기 및/또는 형광 방출을 포함한다.

상기 방법은 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 얻거나 유지하는 것에 관한 것이다. 상기 방법은 광 전달 매체 상에 존재할 수 있는 폐색물을 제거하는데 사용될 수 있다. 광학적 전달을 허용할 만큼 충분히 광 전달 매체로부터 폐색물을 제거함으로써 탈기된 액체를 광학적으로 측정할 수 있는 것이 또한 본 발명의 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 장점은 탈기된 액체를 공급하는 일을 수행하는 공정을 중단시키지 않고 바람직한 방법이 수행될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 보일러 및 관련 처리 공정은 본 명세서에 설명된 바람직한 방법을 수행하는 동안 계속 작동할 수 있다.

초음파 에너지는 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내에 인가된다. 특히 광학 신호가 통과하거나 통과해야 하는 광 전달 매체의 위치에서 광 전달 매체 상에 존재할 수 있는 광학적 폐색물을 제거하기 위해 초음파 에너지가 인가된다.

바람직한 실시형태에서, 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체는 본 명세서에 정의된 광 전달 매체를 가로질러 흐른다. 다른 실시형태에서, 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체는 광 전달 매체를 가로질러 흐르지 않는데, 즉, 정적 상태에 있다.

탈기된 액체가 광 전달 매체를 가로질러 흐르는 실시형태에서, 액체는 층류(laminar flow), 난류(turbulent flow) 및/또는 천이류(transitional flow)로서 기술된 조건 하에서 그렇게 흐를 수 있지만, 탈기된 액체는 광 전달 매체와 접촉하는 동안 정적 상태에 있을 수 있다. 탈기된 액체는 약 400 내지 약 3000을 포함하며 약 800 내지 약 2300을 포함하는 약 0 내지 약 4000의 레이놀즈 수(Reynolds number)를 가질 수 있다.

탈기된 액체가 광 전달 매체를 가로질러 흐르는 실시형태에서, 초음파 에너지는 광학 신호가 통과하거나 통과해야 하는 광 전달 매체의 위치로부터 상류 또는 하류에서 유래할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 초음파 에너지는 광학 신호가 통과하거나 통과해야 하는 광 전달 매체의 위치로부터 상류에서 유래한다.

초음파 에너지는 약 20㎑ 내지 약 200㎑의 주파수를 가질 수 있다. 초음파 에너지는 약 20㎑로부터, 또는 약 25㎑로부터, 또는 약 30kHz로부터, 또는 약 40kHz로부터, 약 200㎑까지, 또는 약 150㎑까지, 또는 약 100㎑까지, 또는 약 80㎑까지, 또는 약 70㎑까지, 또는 약 60㎑까지이다. 일부 실시형태에서, 초음파 에너지는 약 20㎑ 내지 약 80㎑의 주파수를 갖는다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 약 30㎑ 내지 약 60㎑의 주파수를 가지며, 이는 약 40㎑를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 약 25㎑ 내지 약 30㎑의 주파수를 가지며, 이는 약 28㎑를 포함한다.

특정 실시형태에서, 초음파 에너지는 약 1 W/㎠/초 내지 약 400 W/㎠/초의 율로 인가된다. 초음파 에너지는 약 1 W/㎠/초, 또는 약 10 W/㎠/초, 또는 약 50 W/㎠/초, 또는 약 100 W/㎠/초, 약 400 W/㎠/초, 또는 약 300 W/㎠/초, 또는 약 200 W/㎠/초의 율로 인가될 수 있다.

초음파 에너지의 파장은 본질적으로 상수인 초음파 에너지의 주파수와 속도에 의존한다. 주파수 및 이에 따라 파장은 탈기된 액체와 접촉하는 광 전달 매체 상에 침착될 수 있는 미립자 물질을 방지하거나 또는 제거하기에 충분한 에너지를 제공하도록 선택된다. 이상적으로는, 초음파 에너지의 주파수는, 광 전달 매체를 손상시키지 않으면서, 미립자 물질을 제거하거나 또는 미립자 물질이 광 전달 매체 상에 침착되는 것을 방지하기에 충분하다. 그러나, 사용자는 본 명세서에서 논의된 여러 변형예 중 하나 이상을 사용함으로써 광 전달 매체의 손상을 최소화하거나 또는 방지하려고 시도할 수 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 초음파 에너지는 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터의 거리(d)에서 유래하고, 이 거리는 바람직하게는 광 전달 매체에 대해 광학적 전달을 효과적으로 얻거나 유지할 수 있는 포인트에서 탈기된 액체 내로 인가되는 에너지를 최적화하도록 설정된다. 바람직하게는, 이 거리(d)는 본 명세서에서 수식 1에 의해 정의된다. 예를 들어, 초음파 탐침을 사용하여 초음파 에너지를 인가하는 실시형태에서, 초음파 탐침의 팁(tip)은 거리(d)에 위치되어, 광 전달 매체 상에 침착된 미립자 물질이 제거되어 이에 의해 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 유지하도록 한다. 특정 실시형태에서, 이 거리(d)는 본 명세서에서 정의된 특정 범위 내에서 이루어져서, 이에 의해 초음파 에너지가 거리(d)로부터 "유래"하게 한다.

특정 실시형태에서, 초음파 에너지는 초음파 에너지의 파장의 약 30% 내지 약 70%, 또는 약 35% 내지 약 65%, 또는 약 40% 내지 약 60%의 거리에서 유래한다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터 초음파 에너지의 파장의 약 80% 내지 약 120%, 또는 약 85% 내지 약 115%, 또는 약 90% 내지 약 110%의 거리에서 유래한다. 특정 실시형태에서, 초음파 에너지는 초음파 에너지의 파장의 약 130% 내지 약 170%, 또는 약 135% 내지 약 165%, 또는 약 140% 내지 약 160%의 거리에서 유래한다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터 초음파 에너지의 파장의 약 180% 내지 약 220%, 또는 약 185% 내지 약 215%, 또는 약 190% 내지 약 210%의 거리에서 유래한다. 특정 실시형태에서, 초음파 에너지는 초음파 에너지의 파장의 약 230% 내지 약 270%, 또는 약 235% 내지 약 265%, 또는 약 240% 내지 약 260%의 거리에서 유래한다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터 초음파 에너지의 파장의 약 280% 내지 약 320%, 또는 약 285% 내지 약 315%, 또는 약 290% 내지 약 310%의 거리에서 유래한다. 특정 실시형태에서, 초음파 에너지는 초음파 에너지의 파장의 약 330% 내지 약 370%, 또는 약 335% 내지 약 365%, 또는 약 340% 내지 약 360%의 거리에서 유래한다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터 초음파 에너지의 파장의 약 380% 내지 약 420%, 또는 약 385% 내지 약 415%, 또는 약 390% 내지 약 410%의 거리에서 유래한다. 특정 실시형태에서, 초음파 에너지는 초음파 에너지의 파장의 약 430% 내지 약 470%, 또는 약 435% 내지 약 465%, 또는 약 440% 내지 약 460%의 거리에서 유래한다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터 초음파 에너지의 파장의 약 480% 내지 약 520%, 또는 약 485% 내지 약 515%, 또는 약 490% 내지 약 510%의 거리에서 유래한다.

특정 실시형태에서, 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체의 파라미터는 광 전달 매체를 통해 탈기된 액체 내로 광학 신호를 투과시키고 응답을 검출함으로써 측정된다. 특정 실시형태에서, 이 파라미터는 형광(fluorescence), 광 흡광도, 온도, 화학 발광(chemiluminescence), 광학 산란(예를 들어, 레일리(Rayleigh) 산란, 미(Mie) 산란, 및 라만(Raman) 산란), 이미징, 투과율, 입자 크기, 입자 수, 또는 혼탁도 또는 이들의 임의의 조합이다.

특정 실시형태에서, 상기 방법은 제위치에서-클리닝하는(clean-in-place) 방법이다. 제위치에서-클리닝하는 방법은 상기 방법을 수행하기 위해 시스템을 분해할 필요가 없다. 다시 말해, 광 전달 매체는 시스템으로부터 제거되지 않고, 광 전달 매체에 액세스하기 위하여 시스템이 분해되지 않는다.

특정 실시형태에서, 탈기된 액체의 처리는 제어 기구에서 측정된 파라미터를 사용함으로써 제어된다. 탈기된 액체의 처리는 물리적 처리와 화학적 처리 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 물리적 처리의 비-제한적인 예는 탈기된 액체의 다음 파라미터들, 즉 온도, 압력, 물리적 상(phase), 흐름률(예를 들어, 순환 율, 블로우다운 율 및/또는 보충 율), 흐름 경로 및 혼합 중 임의의 파라미터를 조절하는 것을 포함한다. 화학 처리의 비-제한적인 예는 모두 처리 화학 물질과 관련된 다음 파라미터, 즉 화학종의 선택, 화학종의 농도, 화학종의 투여율, 화학종의 투여 위치, 및 탈기 완성도(completeness) 중 임의의 파라미터를 조절하는 것을 포함한다.

특정 실시형태에서, 측정된 파라미터는 제어 기구에 입력된다. 제어 기구는, 일반적으로 복수의 여러 측정된 파라미터를 입력하고, 예를 들어, 펌프, 밸브 등과 같은 여러 공정 장치를 작동시키는 자동화된 방법이다. 예를 들어, 특정 측정된 파라미터는 처리 화학 물질의 농도가 허용 하한을 벗어났음을 나타낼 수 있다. 본 예에서, 측정된 파라미터는 공급 펌프를 작동시켜 공정에 처리 화학 물질을 추가하는 제어 기구를 트리거할 수 있다.

특정 실시형태에서, 광 전달 매체를 통한 광학적 전달은 미립자 물질 또는 스케일링에 의해 적어도 부분적으로 폐색된다. 일부 실시형태에서, 미립자 물질은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 광 전달 매체는 철, 구리, 망간, 티타늄, 크롬, 니켈, 칼슘, 마그네슘, 산화물, 인산염(phosphate), 탄산염(carbonate), 또는 규산염(silicate) 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는 화학종의 침착에 의해 폐색된다. 특정 실시형태에서, 광 전달 매체는 칼슘, 마그네슘, 인산염, 탄산염, 또는 규산염 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 스케일에 의해 폐색된다.

다른 실시형태에서, 미립자 침착은 유입수에서 발견되는 미립자 물질, 예를 들어, 진흙, 모래, 미사(silt) 등을 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 탈기된 액체는 광 전달 매체와 접촉하기 전에 조절될 수 있다. 예를 들어, 특히 탈기된 액체가 보일러 블로우다운 액체 또는 보일러 응축액인 경우, 탈기된 액체는 "엔탈피가 풍부"할 수 있다. 고온 및 고압(예를 들어, 300-1500℉ 및 포화 증기/액체에 대응하는 압력)에서, 탈기된 액체가 광 전달 매체와 접촉하기 전에 탈기된 액체는 (온도 및 압력의 형태로 측정된) 엔탈피의 일부가 제거되도록 조절될 수 있다. 특정 실시형태에서, 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체는 약 40℉ 내지 약 150℉를 포함하고 약 60℉ 내지 약 130℉를 포함하는 약 20℉ 내지 약 200℉의 온도를 갖는다. 특정 실시형태에서, 광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체는 약 10 psig 내지 약 70 psig를 포함하고 약 15 psig 내지 약 50 psig를 포함하는 약 5 psig 내지 약 100 psig의 압력을 갖는다.

탈기된 액체에 초음파 에너지를 인가하는 타이밍은 여러 형태 중 임의의 하나 이상의 형태를 취할 수 있다. 일 실시형태에서, 바람직하게는 탈기된 액체를 사용하는 시스템이 작동하는 동안을 포함하여 초음파 에너지는 탈기된 액체 내로 연속적으로 흐른다. 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 간헐적으로, 예를 들어, 타이밍 간격으로 타이밍 지속시간 동안 인가된다. 또 다른 실시형태에서, 초음파 에너지는 필요에 따라 인가되는데, 이는 예를 들어 관련 센서 및 광 전달 매체와 관련된 이력 데이터를 비교함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 광 전달 매체의 폐색이 허용 불가능한 값까지, 예를 들어, 약 1 내지 약 5%의 폐색 설정점까지 성장하면, 초음파 에너지는 본 명세서에 설명된 바와 같이 광 전달 매체의 습윤된 표면에 인가된다.

광 전달 매체의 예는 흐름 셀, 광학 윈도우, 반사 표면, 굴절 표면, 분산 요소, 필터링 요소 및 광섬유 센서 헤드를 포함한다. 광 전달 매체가 투명하거나 거의 투명한 실시형태에서, 광 전달 매체는 일반적으로 투명하거나 거의 투명하고 모스 스케일(Mohs scale)에서 적어도 약 7의 경도를 갖는 재료로 구성된다. "투명하거나 거의 투명한"이라는 용어는 본 명세서에 논의된 바와 같이 검출 및/또는 측정을 위하여 광을 사용하기에 충분한 물질을 통과하는 광의 능력을 말하며 ASTM D1746에 의해 정의된 투명도(transparency)를 포함한다. 특정 실시형태에서, 광 전달 매체는 석영, 사파이어, 다이아몬드 또는 질화 붕소로 구성된다.

특정 실시형태에서, 광 전달 매체는 임의의 적절한 투명한 또는 거의 투명한 조성물로 구성되고, 모스 스케일에서 적어도 약 7의 경도를 갖는 투명한 또는 거의 투명한 물질로 코팅된다. 예를 들어, 광 전달 매체는 적어도 약 7의 모스 스케일 경도를 갖는 물질(예를 들어, 석영)로 구성될 수 있고, 이후 훨씬 더 높은 모스 스케일 등급을 갖는 물질로 코팅된다. 특정 실시형태에서, 이 코팅 물질은 약 8 내지 10 또는 약 9 내지 10 또는 10의 모스 스케일 등급을 갖는다. 광 전달 매체를 코팅하기에 적절한 물질의 예시적인 실시형태는 다이아몬드, 티타늄 이붕화물, 질화 붕소 및 사파이어를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.

특정 실시형태에서, 광 전달 매체는 반사 표면의 형태를 취한다. 반사 표면을 사용하는 실시형태에서, 광학 윈도우는 탈기된 액체의 외부로부터 관찰을 제공하기 위해 반사 표면과 함께 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템을 도시한다. 방향(12)으로 흐르는 탈기된 액체(10)는 광 전달 매체(20)와 접촉한다. 광 전달 매체(20)는 흐름 셀이고, 탈기된 액체(10)는 방향(12)을 통해 흐름 셀을 통해 흐른다. 광원(25)과 검출기(26)는 광 전달 매체(20)와 탈기된 액체(10)를 통해 광학 신호(27)를 투과시키고, 투과된 광학 신호(27)에 의해 야기된 결과적인 거동을 검출하기 위해 위치되고, 여기서 투과된 광학 신호는 형광, 광 흡광도, 온도, 화학 발광, 광학 산란(예를 들어, 레일리 산란, 미 산란 및 라만 산란), 이미징, 투과율, 입자 크기, 입자 수, 혼탁도 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 초음파 변환기(30)는 파장(λ)의 초음파 에너지(33)를 방출하는 팁(32)을 갖는 초음파 탐침(31)에 작동 가능하게 부착되며, 여기서 탐침(32)은 광학 신호(27)로부터 거리(d)에 위치되고, 이 거리(d)는 본 명세서에서 제시된 수식 1에 의해 정의된다. 선택적으로, 초음파 탐침(31)은 팁(32)이 도시된 바와 같이 0도 내지 약 45도, 또는 약 35도, 또는 약 25도 또는 약 15도 또는 약 5도의 각도(α)로 초음파 에너지(33)를 방출하도록 위치될 수 있다. 특정 실시형태에서, 초음파 탐침(31)은 팁(32)이 광 전달 매체(20)를 가로질러 실질적으로 탈기된 액체(10)의 흐름(12)의 방향으로 초음파 에너지(33)를 투사하도록 위치된다. 도 1, 도 2, 도 4, 도 5a 및 도 5b는 특정 실시형태에서 와셔인 밀봉재(36)를 사용하여 초음파 변환기(30)를 광 전달 매체(20)에 밀봉하는 장착부를 포함하는 실시형태를 도시한다. 특정 실시형태에서, 밀봉재(36)는 엘라스토머로 구성된다. 엘라스토머의 예시적인 실시형태는 나이트릴-부타다이엔 고무("나이트릴"), 수소화된 나이트릴-부타다이엔 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체("EPDM"), 실리콘, 플루오로엘라스토머 및 폴리클로로프렌을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.

도 2는 초음파 탐침(31)의 팁(32)이 광 전달 매체(20)로부터 오프셋(X)을 생성하도록 위치된 실시형태를 도시한다. 오프셋(X)을 사용하는 것은 상대적으로 연질 재료(예를 들어, 밀봉재(36))가 초음파 에너지의 방향에 존재할 때 광 전달 매체 내로 파장(λ)의 충분한 초음파 에너지를 허용하는데 특히 중요할 수 있다. 초음파 에너지는 상대적으로 연질 재료의 위치에서 낮은 에너지 레벨로 인해 상대적으로 연질 재료에 의해 덜 댐핑될 것 같다. 초음파 탐침(31)과 광 전달 매체(20) 사이에 상대적으로 연질 재료를 포함하는 실시형태에서, 거리(d)는 도 2에 도시된 바와 같이 상대적으로 연질 재료를 넘는 포인트로부터 광 전달 매체(20)까지 측정되어야 한다. 오프셋(X)을 사용하는 특정 실시형태에서, 오프셋(X)은 아래 수식 3에 의해 정의된다:

X = (b + 0.25*(2n - 1)) * λ 수식 3

여기서 λ는 초음파 에너지의 파장이고, b는 약 -0.2 내지 약 0.2 범위의 상수이고, n은 1 내지 30 범위의 정수이다. 특정 실시형태에서, b는 약 -0.15 내지 약 0.15 범위 또는 약 -0.1 내지 약 0.1 범위의 상수이다.

도 3은 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템의 또 다른 실시형태를 도시한다. 방향(12)으로 흐르는 탈기된 액체(10)는 예를 들어 T 형 파이프 고정구(100)를 통해 장착될 수 있는 광 전달 매체(20)와 접촉한다. 광 전달 매체(20)는 조합된 광원/검출기(25/26)의 광학 윈도우의 형태를 취하고, 탈기된 액체(10)는 광학 윈도우를 가로 질러 흐른다. 조합된 광원/검출기(25/26)는, 광 전달 매체(20)(광학 윈도우)를 통해 탈기된 액체(10) 내로 광학 신호(27)를 투과시키고, 광학 신호(27)에 의해 야기된 결과적인 거동을 검출하도록 위치되고, 이 광학 신호는 형광, 광 흡광도, 온도, 화학 발광, 광학 산란(예를 들어, 레일리 산란, 미 산란 및 라만 산란), 이미징, 투과율, 입자 크기, 입자 수, 혼탁도 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도 3은 조합된 광원/검출기(25/26)를 사용하는 실시형태를 도시하지만, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 광원과 검출기가 제어 유닛(도시되지 않음)에 작동 가능하게 연결된 별개의 유닛일 수 있다는 것을 쉽게 인식할 수 있을 것이다. 초음파 변환기(30)는 초음파 에너지(33)를 방출하는 팁(32)을 갖는 초음파 탐침(31)에 작동 가능하게 부착되며, 여기서 팁(32)은 광학 신호(27)로부터 거리(d)에 위치되고, 이 거리(d)는 본 명세서에 제시된 수식 1에 의해 한정된다.

도 4는 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템의 또 다른 실시형태를 도시한다. 방향(12)으로 흐를 수 있는 탈기된 액체(10)는 광 전달 매체(20)와 접촉한다. 광 전달 매체(20)는 투명한 부분(20a)과 선택적인 반사 부분(20b)을 포함하고, 탈기된 액체(10)는 투명한 부분(20a)과 반사 부분(20b) 각각과 접촉한다. 조합된 광원/검출기(25/26)는 투명한 부분(20a)을 통해 탈기된 액체(10) 내로 광학 신호(27)를 투과시키고, 광학 신호(27)에 의해 야기된 결과적인 거동을 검출하도록 위치되고, 이 광학 신호는 형광, 흡광도, 온도, 화학 발광, 광학 산란(예를 들어, 레일리 산란, 미 산란 및 라만 산란), 이미징, 투과율, 입자 크기, 입자 수, 혼탁도 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 광학 신호(27)는 형광 방출을 수신하고 조합된 광원/검출기(25/26)로 투과할 수 있는 광섬유를 통해 조합된 광원/검출기(25/26)로부터 투과될 수 있다. 대안적으로, 시스템은 조합된 광원/검출기(25/26)에 추가적으로 또는 대안적으로 광원(25)과 검출기(26)를 사용하도록 구성될 수 있고, 여기서 광원(25)과 검출기(26)는 서로 대향하여 정렬되지 않는다. 이 특정 실시형태에서는 조합된 광원/검출기(25/26)가 도시되어 있지만, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 광원과 검출기는 제어 유닛(도시되지 않음)에 연결된 별개의 유닛일 수 있다는 것을 쉽게 인식할 수 있을 것이다. 초음파 변환기(30)는 초음파 에너지(33)를 방출하는 팁(32)을 갖는 초음파 탐침(31)에 작동 가능하게 부착되며, 여기서 팁(32)은 광학 신호(27)로부터 거리(d)에 위치되고, 이 거리(d)는 본 명세서에 제시된 수식 1에 의해 정의된다.

특정 실시형태에서, 본 명세서에 설명된 방법을 수행하는 것을 돕기 위해 인핸서(enhancer)가 사용된다. 사용될 때, 인핸서는 초음파 에너지의 인가에 의해 야기될 수 있는 손상으로부터 광 전달 매체를 보호하면서 폐색물을 유리하게 제거하는 방식으로 초음파 에너지를 인가할 수 있다. 특히, 광 전달 매체 쪽으로 예리한 각도(예를 들어, 수직)로 인가되는 경우, 초음파 에너지는 광 전달 매체를 손상시킬 수 있다. 하나 이상의 인핸서를 사용하면 이러한 손상이 발생하는 것을 제한하거나 방지할 수 있다. 사용될 때, 인핸서는 슬리브와 손실 표면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 특정 인핸서들은 개별적으로 또는 조합으로 사용되거나 또는 방법의 일부 실시형태에서는 전혀 사용되지 않을 수 있다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 인핸서를 사용할지 여부는 광 전달 매체의 내구성, 초음파 에너지의 각도 및 주파수를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다수의 인자에 따라 달라진다.

인핸서로서 슬리브를 사용하는 실시형태에서, 슬리브는 일반적으로 초음파 에너지원 부근에 위치된 광 전달 매체의 일부를 보호하도록 위치된다. 일반적으로, 광학 신호를 광 전달 매체 내로 투과되는 부근에서 초음파 에너지가 댐핑되는 것을 방지하도록 슬리브가 구성되고 위치된다. 보다 구체적으로, 슬리브는 초음파 에너지원으로부터 수직으로 또는 거의 수직으로 광 전달 매체를 향해 진행하는 초음파 에너지에 의해 야기될 수 있는 손상으로부터 광 전달 매체를 보호해야 한다. 사용될 때, 슬리브는 광 전달 매체를 보호하기에 적절한 물질로 구성되어야 한다. 예를 들어, 슬리브는 스테인리스 스틸로 구성될 수 있다.

다른 실시형태에서, 슬리브는 완전히 강성이지는 않지만 원치 않은 양의 초음파 에너지를 흡수할 만큼 연질이지 않은 물질로 구성된다. 예를 들어, 슬리브를 사용하는 실시형태에서, 슬리브는 접촉하는 액체(들)와 양립 가능한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 슬리브는 약 60 내지 약 90의 쇼어 "A" 경도를 갖는 물질로 구성될 수 있다. 특정 실시형태에서, 슬리브는 본 명세서에 정의된 엘라스토머로 구성된다. 도 5a는 슬리브(70a)를 그 설계에 포함하는 시스템의 예시적인 실시형태를 도시한다. 실시예 3은 오버댐핑을 방지하는데 사용되는 슬리브의 실시형태와 관련된 추가적인 정보를 제공한다.

인핸서로서 손실 표면을 사용하는 실시형태에서, 손실 표면은 일반적으로 초음파 에너지원 부근에 위치된 광 전달 매체의 일부를 보호하도록 위치된다. 일반적으로, 손실 표면은 광 전달 매체를 향해 진행하는 초음파 에너지의 일부, 특히 초음파 에너지원으로부터 수직으로 또는 거의 수직으로 광 전달 매체를 향해 진행하는 초음파 에너지의 일부를 댐핑시키도록 위치된다. 특정 실시형태에서, 손실 표면은 예를 들어 홈이 있는, 나사산이 있는, 또는 톱니 모양이 있는 표면과 같이 일반적으로 거친 표면이다. 일반적으로, 손실 표면은 손실 표면과 접촉할 때 초음파 에너지의 적어도 일부가 산란되도록 거칠다. 도 5b는 손실 표면(70b)을 그 설계에 포함하는 시스템의 예시적인 실시형태를 도시한다.

아래 예는 본 발명을 추가로 설명하지만, 이는 물론 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예 1

도 6은 흐름 셀 상에 미립자가 침착된 형태로 광 전달 매체의 폐색률을 도시한다. 2개의 광 전달 매체(이 실시예의 경우 흐름 셀)를 사용하여 실험을 수행하였다: 초음파 에너지를 테스트 흐름 셀에 인가하였고, 대조군의 흐름 셀에 대해서는 클리닝 방법을 전혀 구현하지 않았다. 이 실시예에서, 흐름 셀은 초기에 깨끗하고 동일한 유형이었다. 제지 공장의 1500 psi 회수 보일러의 동일한 블로우다운 스트림에 흐름 셀을 노출시켰다. 흐름 셀은 석영 유리관이었고, 각 유리관은 외부 직경 0.312 인치(7.9㎜), 내부 직경 0.236 인치(6㎜), 길이 4.69 인치(11.9㎝)였다. 도 1 및 수식 1(즉, n = 3)에 따라 58㎜의 거리(d)에 위치된 탐침을 통해 초음파 에너지를 인가하였고, 초음파 탐침의 팁은 광 전달 매체의 단부와 동일 높이에 위치시켰다. 회수 보일러의 블로우다운은 597℉에서 1515 psig와 같은 포화 상태로부터 40 psig 미만 및 120℉ 미만으로 조절된 후에 흐름 셀을 통해 흘렀다. 흐름률이 약 500 mL/분이고 레이놀즈 수가 약 1800이기 때문에 조절된 블로우다운은 층류 하에서 흐름 셀을 통해 흐를 것으로 예상된다.

초음파 에너지를 2.2% 듀티에서 간헐적으로 인가된 40㎑에서 테스트 흐름 셀에 인가하였다. 다시 말해, 초음파 에너지를 45분마다 1분 동안(즉, 1분/45분 = 0.022) 테스트 흐름 셀에 인가했다.

실험은 약 75% 폐색 때까지 미립자 침착을 계속 축적하는 대조군의 흐름 셀에 대해 20 일에 걸쳐 수행되었다. 실험은 14일 테스트 기간 동안 사실상 폐색 없이 축적된 테스트 흐름 셀에 대해 14일에 걸쳐 수행되었다. 광 전달 매체의 폐색물은 40㎑의 주파수에서 초음파 에너지를 인가하는 것에 의해 사실상 제거되었다.

실시예 2

도 7은 흐름 셀에 초음파 에너지를 인가함으로써 시간에 따라 광 전달 매체, 이 실시예에서, 흐름 셀로부터 미립자 침착이 제거된 것을 도시한다. 이 실시예에서, 흐름 셀은 발전소 보일러의 블로우다운 스트림에 노출되었다. 이 흐름 셀은, 도 2에 도시된 바와 같이, 거리(d)가 56 ㎜이고, 초음파 탐침의 팁이 흐름 셀의 단부에서 10 ㎜ 넘는 (오프셋(X) = 10 ㎜) 것을 제외하고는, 본 명세서의 실시예 1의 테스트 흐름 셀과 동일하였다. 오프셋(X)은 n = 1인 수식 3에 맞는다. 흐름 셀은 실험 초기에 약 100% 폐색되었다. 발전소 보일러의 블로우다운은 본 명세서의 실시예 1에서와 같이 조절된 후 300 mL/분으로 흐름 셀을 통해 흘렀다.

실시예 1의 테스트 흐름 셀에 2.2% 듀티와 달리, 50% 듀티(즉, 매분 "오프(off)"에 대해 1 분의 "온(on)")로 간헐적으로 인가된 28㎑에서 흐름 셀에 초음파 에너지가 인가되었다. 실험은 약 250분에 걸쳐 수행되었다. 대략 170분까지, 실질적으로 모든 미립자 침착물이 제거되었고, 흐름 셀은 실질적으로 폐색되지 않았다.

실시예 3

도 8은 본 명세서의 실시예 1 및 실시예 2에서 설명된 바와 같은 본 실시예의 흐름 셀에 대해, 광 전달 매체에 초음파 에너지원을 밀봉하는데 사용되는 EPDM 와셔와 함께 인핸서를 사용하는 효과를 도시한다. 흐름 셀을 밀봉하기 위해 사용된 각 EPDM 와셔는 약 55 내지 약 75의 쇼어 "A" 경도를 갖는다. 이 실시형태에서, 인핸서는 EPDM 와셔 및 테스트 흐름 셀의 광 전달 매체의 일부를 덮는 슬리브였다. 대조군의 흐름 셀은 EPDM 와셔 밀봉재를 포함했지만 인핸서를 포함하지는 않았다. 이 실시예에서, 2개의 흐름 셀 각각은 초기에 미립자 침착에 의해 100% 폐색되었고, 미리 조절된 블로우다운 스트림이 초기에 700 psig 및 503℉에서 포화되었다는 것을 제외하고는 실시예 1 및 실시예 2와 동일한 조절된 블로우다운 스트림에 노출되었다. 조절된 블로우다운 스트림(40 psig 미만 및 120℉ 미만)은 약 300 mL/분으로 흐름 셀을 통해 흘렀다. 대조군의 흐름 셀과 테스트 흐름 셀 모두에 초음파 에너지를 인가했다. 테스트 흐름 셀의 거리(d)는 62㎜이었고, 초음파 탐침의 팁은 각 흐름 셀에서 6㎜만큼 넘었다(오프셋(X) = 6㎜이지만 대조군의 흐름 셀에 대해서만). EPDM 와셔가 테스트 흐름 셀을 위한 인핸서에 의해 덮여 있었기 때문에, 거리(d)는 도 1 및 수식 1에 따랐고, 여기서 n = 2이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수식 3의 파라미터 내에 있는 대조군의 흐름 셀에 대해, 거리(d)는 56㎜였고 오프셋(X)은 6㎜였다. 그러나, 테스트 흐름 셀의 인핸서를 포함하는 것은 EPDM 와셔의 댐핑 효과를 최소화하는데 명백히 유리하였다.

슬리브는 테스트 흐름 셀의 내부 직경 0.236"보다 약간 더 작은 외부 직경을 갖는 316-스테인레스 스틸 "얇은 벽" 튜브로 구성되었다. 초음파 에너지는 50㎑ 듀티로 간헐적으로 인가된 20㎑로 각 흐름 셀에 인가되었다. 도 8에 도시된 바와 같이, 대조군의 샘플은 2000분 테스트에서 50% 듀티로 20㎑에서 폐색물을 거의 제거하지 못하였다. 그러나, EPDM 와셔 및 테스트 흐름 셀의 일부를 덮는 슬리브를 사용하면 50% 듀티로 20㎑ 초음파 에너지를 약 1000분 인가한 후에 폐색물을 거의 완전히 제거할 수 있었다.

본 명세서에 언급된 공개 문헌, 특허 출원 문헌, 및 특허 문헌을 포함하는 모든 참조 문헌은 각 참조 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 본 명세서에 명시되어 전체 내용이 본 명세서에 제시된 것처럼 본 명세서에 병합된다.

본 발명을 설명하는 맥락에서 (특히 이하의 청구항의 문맥에서) 단수 용어, "상기" 및 "적어도 하나" 및 이와 유사한 지시자의 사용은, 본 명세서에서 달리 언급되거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 단수와 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 하나 이상의 항목의 리스트에 따라오는 "적어도 하나"(예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나")라는 용어의 사용은, 본 명세서에서 달리 언급되거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 나열된 항목들로부터 선택된 하나의 항목(A 또는 B)을 의미하거나 또는 나열된 항목들 중 2개 이상의 임의의 조합(A 및 B)을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 "함유하는"이라는 용어는, 달리 언급이 없는 한, 개방형 용어인 (즉, "포함하지만 이에 국한되지 않는"을 의미하는 용어인) 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값의 범위를 언급한 것은, 단지 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 이 범위 내에 속하는 각 개별 값을 개별적으로 언급하는 약식 방법을 나타내는 역할을 하는 것으로 의도된 것이고, 각 개별 값은 본 명세서에서 개별적으로 언급된 것처럼 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 설명된 모든 방법은, 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 및 모든 예 또는 예시적인 언어(예를 들어, "와 같은", "예시적인" 등)의 사용은 단지 본 발명을 보다 잘 나타내기 위해 의도된 것일 뿐, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서에 있는 언어는 임의의 청구되지 않은 요소를 본 발명의 실시에 반드시 필수적인 것으로 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 바람직한 실시형태는 본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하여 본 명세서에 설명된다. 본 바람직한 실시형태를 변형하는 것은 전술한 설명을 읽을 때 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다. 본 발명자들은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 이러한 변형을 적절히 사용할 것으로 예상하고, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에 구체적으로 설명된 것과 상이하게 실시될 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법률이 허용하는 바에 따라 본 명세서에 첨부된 청구범위에 언급된 주제의 모든 변형 및 균등물을 포함한다. 또한, 본 명세서에 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 모든 가능한 변형에서 상기 언급된 요소의 임의의 조합이 본 발명에 포함된다.

Claims

광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 얻거나 유지하는 방법으로서,
광 전달 매체와 접촉하는 탈기된 액체 내로 파장(λ)의 초음파 에너지를 인가하는 단계를 포함하고, 상기 파장(λ)의 초음파 에너지는 상기 광 전달 매체를 통해 상기 탈기된 액체 내로 광학적 전달을 얻거나 유지하기 위해 상기 광 전달 매체 내로 투과되는 광학 신호로부터의 거리(d)에서 유래되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 거리(d)는 다음 수식으로 정의되는, 방법:
d = (a + 0.5*n) * λ
식중, λ는 상기 초음파 에너지의 파장이고, a는 약 -0.2 내지 약 0.2 범위의 상수이며, 그리고 n은 1 내지 30 범위의 정수이다.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광 전달 매체를 통해 상기 탈기된 액체 내로 상기 광학 신호를 투과시키고 응답을 검출함으로써 상기 광 전달 매체와 접촉하는 상기 탈기된 액체의 파라미터를 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 제어 기구(control scheme)에서 상기 측정된 파라미터를 사용하여 상기 탈기된 액체의 처리를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 상기 탈기된 액체를 사용하는 시스템의 작동 동안 수행되는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체를 통한 상기 광학적 전달은 상기 광 전달 매체로 상기 초음파 에너지를 인가하기 전에 폐색되어 있는, 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈기된 액체는 탈기된 보일러 보충 급수, 보일러 응축물 및 보일러 블로우다운 액체(boiler blowdown liquid) 중 적어도 하나인, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체는 철, 구리, 망간, 티타늄, 크롬, 니켈, 칼슘, 마그네슘, 산화물, 인산염, 탄산염, 또는 규산염 또는 이들의 조합물을 포함하는 화학종의 침착에 의해 폐색되어 있는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체는 칼슘, 마그네슘, 인산염, 탄산염, 또는 규산염 또는 이들의 조합물을 포함하는 스케일에 의해 폐색되어 있는, 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 에너지는 필요에 따라 연속적인 방식, 간헐적인 방식, 또는 이들의 조합의 방식으로부터 선택된 방식으로 인가되는, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 에너지는 약 1 W/㎠/sec 내지 약 400 W/㎠/sec의 율로 인가되는, 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 에너지는 약 20㎑ 내지 약 200㎑의 주파수로 인가되는, 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체는 흐름 셀, 광학 윈도우 또는 반사 표면을 포함하는, 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체는 적어도 약 7의 모스 스케일 경도(Mohs scale hardness)를 갖는, 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체는 석영, 사파이어, 다이아몬드, 질화 붕소, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물을 포함하는 재료로 구성된, 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 전달 매체는 다이아몬드, 이붕화 티타늄, 또는 질화 붕소 또는 이들의 유도체 중 적어도 1종으로 코팅된 석영 흐름 셀인, 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 제위치에서-클리닝하는(clean-in-place) 방법인, 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 인핸서(enhancer)가 초음파 에너지원으로부터 상기 광 전달 매체의 적어도 일부를 보호하는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 인핸서는 슬리브와 손실 표면 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈기된 액체는 약 5 psig 내지 약 100 psig의 압력과 약 20℉ 내지 약 200℉의 온도에서 상기 광 전달 매체와 접촉하는 것인, 방법.