RU2627948C1 - Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта - Google Patents

Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта Download PDF

Info

Publication number
RU2627948C1
RU2627948C1 RU2016105245A RU2016105245A RU2627948C1 RU 2627948 C1 RU2627948 C1 RU 2627948C1 RU 2016105245 A RU2016105245 A RU 2016105245A RU 2016105245 A RU2016105245 A RU 2016105245A RU 2627948 C1 RU2627948 C1 RU 2627948C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
density
linear
temperature
matrix
process material
Prior art date
Application number
RU2016105245A
Other languages
English (en)
Inventor
Саймон П. Х. УИЛЕР
Original Assignee
Майкро Моушн, Инк.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майкро Моушн, Инк. filed Critical Майкро Моушн, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2627948C1 publication Critical patent/RU2627948C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • 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
    • G01N2291/022—Liquids
    • G01N2291/0224—Mixtures of three or more liquids
    • 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
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02809—Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
    • 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
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02818—Density, viscosity
    • 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
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02881—Temperature
    • 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
    • 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
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4418—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a model, e.g. best-fit, regression analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматического обнаружения концентрации технологического материала. Предложено устройство и способ для того, чтобы автоматически переключать матрицы в измерителе для определения концентрации продукта неизвестного материала, который может представлять собой очищающий материал или применяемый материал. Настоящее изобретение использует измеряемую линейную плотность и линейную температуру материала наряду с эталонной температурой для того, чтобы вычислять эталонную плотность. Используя эталонную температуру и эталонную плотность, можно определять концентрацию материала в процентных долях. Технический результат – повышение точности и автоматичности определения изменения технологического материала и концентрации каждого материала. 3 н. и 9 з.п.ф-лы, 11 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству и способу для того, чтобы автоматически обнаруживать концентрацию технологического материала. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу для того, чтобы автоматически переключать матрицы при определении концентрации продукта неизвестного материала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Производственный опыт показывает, что во многих применениях для измерения концентрации, в частности, таких как установки для продуктов питания и напитков, где необходимы процедуры CIP (очистка на месте) или SIP (санитарная обработка на месте), необходима как концентрация измеряемого применяемого материала, так и концентрация очищающего материала.
Число применений, в которых необходимо измерение концентрации двух различных материалов с помощью одной и той же установки, выходит далеко за пределы традиционно известного рынка продуктов питания и напитков. На сегодняшний день любое применение, в котором больше чем один технологический материал может присутствовать в точке измерения, требует больше чем одного измерения или технологии измерения. Рынки и применения, в которых имеет место эта ситуация, включают любые перекачивающие трубопроводы для нескольких материалов (например, с нефтью и газом), перегонка, производители химических товаров особого спроса, производители неупакованных химических товаров и т. д.
В настоящее время, вторичные концентрационные применения используют технологии, такие как измерители pH и проводимости. Использование этих вторичных технологий измерения требует дополнительных разрывов в технологической линии. Эти дополнительные разрывы технологической линии предоставляют значительную возможность для утечек применяемого материала или очищающего материала в окружающую среду. С учетом того, что очищающие материалы типично являются токсичными, любая возможность уменьшения точек утечки имеет большое значение.
Как указано выше, зонды проводимости и pH используют для того, чтобы определять концентрацию кислоты или щелочи к очищающем материале. Эти измерители, в дополнение к дополнительным капитальным расходам, необходимым для их приобретения, также требуют значительных затрат и времени для повторной калибровки и обслуживания. Наконец, необходимость управления и обучения рабочих множеству технологий измерения часто может быть обременительной, поскольку требует больших затрат на инвестиции в обучение.
Исходя из описанных выше проблем, существует необходимость в одном измерительном устройстве и способе, который может точно и автоматически определять изменения технологического материала и концентрацию каждого материала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предусматривает одно измерительное устройство и способ, который автоматически переключает матрицы для того, чтобы определять тип технологического материала и концентрацию неизвестного материала, который может представлять собой очищающий материал или применяемый материал. Это автоматическое переключение матриц позволяет аппарату определять, когда технологический материал, подлежащий измерению или производству, вернулся в технологическую точку, и, тем самым, автоматически переключать матрицу концентрации обратно в исходное состояние.
Предпочтительно, использование одного измерительного устройства в одной точке измерения дополнительно обеспечивает меньшую возможность для точек утечки. В существующих способах, где используют множество технологий измерения, дополнительные разрывы в технологической линии вели к более значительным возможностями для утечки или применяемого материала или очищающего материала в окружающую среду. Учитывая, что очищающие материалы типично являются токсичными, любая возможность для уменьшения точек утечки имеет высокое значение.
Такое измерительное устройство также должно быть способно повышать безопасность применения посредством индикации не только правильной силы (или неправильной силы) очищающего материала, но также когда очищающий материал полностью вымыт из точки применения, таким образом, позволяя проводить какое-либо ручное вмешательство/обслуживание аппаратуры без риска повреждения персонала или оборудования опасными кислотами или щелочами.
АСПЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному из аспектов, способ обнаружения технологического материала в технологической линии с использованием измерителя содержит по меньшей мере две или более матрицы технологических материалов, указанный способ включает стадии:
измерение линейной плотности технологического материала;
измерение линейной температуры технологического материала; и
идентификация матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.
Предпочтительно стадия идентификации матрицы технологического материала дополнительно включает стадии:
сравнение линейной плотности и линейной температуры технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и
идентификация конкретной матрицы технологического материала, если указанная линейная плотность и линейная температура технологического материала попадает в пределы значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.
Предпочтительно, стадия идентификации матрицы технологического материала дополнительно включает стадии:
сравнение линейной плотности и линейной температуры технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и
подача сигнала об ошибке, если указанная линейная плотность и линейная температура технологического материала не попадает в пределы значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.
Предпочтительно, способ обнаружения технологического материала в технологической линии дополнительно включает стадии:
определение эталонной температуры технологического материала;
определение эталонной плотности материала на основании линейной плотности, линейной температуры и эталонной температуры; и
определение концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.
Согласно одному из аспектов, измерительная система для обнаружения технологического материала в технологической линии, указанная измерительная система содержит:
измеритель в соединении по текучей среде с технологическим материалом, где измеритель выполнен с возможностью обнаружения свойства технологического материала; и
измерительная электроника в соединении с измерителем, где измерительная электроника дополнительно содержит:
систему хранения для хранения двух или более матриц технологических материалов; и
последовательность команд выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.
Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:
последовательность команд линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;
температурный сигнал для измерения линейной температуры технологического материала; и
последовательность команд определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.
Предпочтительно, последовательность команд определения материала дополнительно содержит:
последовательность команд ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная последовательность команд определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.
Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:
последовательность команд плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, где эталонная плотность основана на линейной плотность и эталонной температуре; и
последовательность команд концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.
Согласно одному из аспектов, измерительная электроника содержит:
систему хранения для хранения двух или более матриц технологических материалов; и
последовательность команд выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.
Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:
последовательность команд линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;
температурный сигнал для измерения линейной температуры технологического материала; и
последовательность команд определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.
Предпочтительно, последовательность команд определения материала дополнительно содержит:
последовательность команд ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная последовательность команд определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.
Предпочтительно, измерительная электроника дополнительно содержит:
последовательность команд плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, где эталонная плотность основана на линейной плотности и эталонной температуре; и
последовательность команд концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
Одинаковые номера позиций обозначают один и тот же элемент на всех чертежах. На чертежах не обязательно соблюден масштаб.
На фиг. 1 представлен график зависимости плотности от концентрации;
на фиг. 2 представлен трехмерный график плотности, температуры и концентрации;
на фиг. 3 представлен трехмерный график плотности, температуры и концентрации, показывающий температурные изотермы;
на фиг. 4 представлена таблица справочных данных образцов со значениями температуры и плотности;
на фиг. 5 представлена блок-схема, которая иллюстрирует способ согласно одному из вариантов осуществления;
на фиг. 6 представлена блок-схема, которая иллюстрирует способ согласно одному из вариантов осуществления;
на фиг. 7 представлена таблица справочных данных со значениями температуры и плотности технологического материала (Брикс);
на фиг. 8 представлена справочная таблица значений температуры и плотности технологического материала (каустическая сода);
на фиг. 9 представлено автоматически переключающееся концентрационное приложение;
на фиг. 10 представлен измеритель согласно одному из вариантов осуществления; и
на фиг. 11 представлена измерительная электроника согласно одному из вариантов осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1-11 и в последующем описании представлены конкретные примеры, рассказывающие специалистам в данной области, как создать и использовать лучший вариант осуществления изобретения. С целью изложения патентоспособных принципов некоторые стандартные аспекты упрощены или не освещены. Специалисты в данной области примут во внимание вариации этих примеров, которые входят в объем изобретения. Специалисты в данной области примут во внимание, что признаки, описанные далее, можно комбинировать различными способами для того, чтобы формировать множество вариаций изобретения. Как результат, изобретение ограничено не конкретными примерами, описанными далее, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.
Обыкновенный способ определения концентрации технологического материала основан на плотности и температуре. Поскольку нет взаимно-однозначной зависимости между плотностью и концентрацией (см. фиг. 1), необходим график трехмерной поверхности с использованием концентрации, температуры и плотности (см. фиг. 2). Концентрацию определяют по плотности с помощью следующих стадий:
1. Применение температурной коррекции к данным о плотности технологического материала. На этой стадии текущую точку на поверхности плотности преобразуют в эквивалентную точку на эталонной температурной изотерме, получая значение плотности при эталонной температуре (см. фиг. 3).
2. Преобразование скорректированного значения плотности в значение концентрации. Поскольку все значения плотности скорректированы по температуре, какие-либо изменения в плотности будут результатом изменения композиции технологического материала, и можно применять взаимно-однозначное преобразование.
Графики поверхностей генерируют из общедоступных таблиц данных (см. фиг. 4) или из конкретных пользовательских данных.
На фиг. 5 представлена образцовая операция для того, чтобы определять процент концентрации тестируемого технологического материала.
Согласно одному из вариантов осуществления, на стадии 510, определяют линейную плотность технологического материала. На стадии 520 определяют линейную температуру технологического материала. В вариантах осуществления настоящего изобретения линейную плотность и линейную температуру технологического материала определяют посредством известных измерительных систем, включая датчики Кориолиса, измерители плотности, вибрационные денситометры и т. д. На стадии 530 определяют эталонную температуру. Эталонная температура представляет собой температуру, для которой будут корректировать значения плотности. На стадии 540 эталонную плотность определяют на основании эталонной температуры. На стадии 550 концентрацию технологического материала определяют на основании эталонной температуры и эталонной плотности с использованием матрицы технологического материала. Матрицу технологического материала генерируют из таблиц данных (см. фиг. 4), она покрывает диапазон плотностей и температур и ее хранят в измерительной системе.
На фиг. 6 представлена образцовая операция согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления способ позволяет измерительной системе хранить две или более различных матрицы технологических материалов, включая два различных диапазона значений плотности и температуры. Матрицы технологических материалов представляют применение и очищающие материалы, которые можно использовать в конкретном применении.
На стадии 610 измерительная система измеряет линейную плотность и линейную температуру неизвестного материала. На стадии 620 на основании измеряемой линейной плотности и измеряемой линейной температуры выполняют определение в отношении того, которую матрицу следует использовать для того, чтобы определять неизвестный материал и его процент концентрации. На стадии 630, если значения измеряемой линейной плотности и измеряемой линейной температуры попадают в диапазон плотностей и температур первой матрицы, то неизвестный материал идентифицируют как технологический материал, связанный с матрицей 1, и матрицу 1 используют для того, чтобы определять концентрацию технологического материала на стадии 640. На стадии 670, если измеряемые значения линейной плотности и линейной температуры попадают в диапазон плотностей и температур второй матрицы, то неизвестный материал идентифицируют как технологический материал, связанный с матрицей 2, и матрицу 2 используют для того, чтобы определять концентрацию технологического материала на стадии 680. На стадии 690, если измеряемые значения линейной плотности и линейной температуры не попадают в диапазоны плотностей и температур или первой или второй матрицы, тогда сообщают об ошибке.
В вариантах осуществления настоящего изобретения технологический материал может представлять собой конкретный применяемый материал или очищающий материал. Соответственно, настоящее изобретение предусматривает процесс принятия решений, в котором используют измеряемую линейную плотность и измеряемую линейную температуру неизвестного материала для того, чтобы автоматически обнаруживать, относится ли тестируемый материал к конкретному применяемому материалу или очищающему материалу, и определять процент концентрации материала. В настоящем варианте осуществления измерительная система содержит две матрицы; однако, предусмотрено, что больше двух можно использовать, по мере необходимости, для конкретного применения.
На фиг. 7 представлена справочная таблица значений температуры и плотности образцового раствора продукта (Брикс), используемого для вычисления матрицы, хранимой в измерителе. На фиг. 8 представлена справочная таблица значений температуры и плотности образцового очищающего раствора NaOH (каустическая сода), используемого для вычисления матрицы, хранимой в том же измерителе.
Используя вышеуказанные измерительную систему и способ, если находят, что тестируемый технологический материал имеет линейную плотность 1,1427 г/см3 и линейную температуру 40°C, настоящее изобретение идентифицирует, что линейная плотность и линейная температура находятся в диапазоне матрицы Брикса и что технологический материал состоит из тяжелого раствора (например, Брикс). Соответственно, следует использовать вычисление матрицы в соответствии с Бриксом. Например, на основании вышеприведенных данных, эталонная плотность 1,1513 г/см3 должна быть определена на основании линейной плотности 1,1427 г/см3 и эталонной температуры 20 °C. Получаемая концентрация соответствует измерению 35° по Бриксу.
Альтернативно, если находят, что тестируемый технологический материал имеет линейную плотность 1,0248 г/см3 и линейную температуру 80°C, настоящее изобретение идентифицирует, что линейная плотность и линейная температура находятся в диапазоне матрицы NaOH и что технологический материал состоит из слабого очищающего раствора (например, каустическая сода). Соответственно, следует использовать вычисление матрицы, соответствующей NaOH. Например, на основании вышеприведенных данных, эталонная плотность 1,0538 г/см3 должна быть определена на основании линейной плотности 1,0248 г/см3 и эталонной температуры 20°C. Получаемая концентрация представляет собой измерение 5% масс.
В другом варианте осуществления, если находят, что тестируемый технологический материал имеет линейную плотность 0,9800 г/см3 и линейную температуру 50 °C, настоящее изобретение идентифицирует, что ни одна матрица не совпадает с данными. На основании отсутствия подходящей матрицы для этих условий, измеритель должен создать индикатор, такой как тревога.
Далее приведено образцовое использование настоящего изобретения. Различные фабрики используют каустический очищающий раствор и выбрасывают его в городской водопровод. Чтобы отвечать стандартам по выбросам, общая концентрация NaOH в сточных водах не может превышать концентрацию 5% по массе (а не по объему).
Без настоящего изобретения, на основании тестирования, концентрацию очищающего раствора 50% следует принять, чтобы течь в сливной резервуар. Соответственно, чтобы отвечать стандартам на выбросы, одну часть очищающего раствора следует разбавлять с использованием 19 частей воды. Периодически, образцы тестируют в лаборатории для того, чтобы осуществлять мониторинг соблюдения. Этот подход имеет несколько недостатков, включая: 1) концентрация очищающего раствора может отличаться от исходного образца, 2) концентрация очищающего раствора может варьировать сверх допустимых величин, 3) лабораторное тестирование является медленным и дорогостоящим, и может не уловить серьезные колебания: некоторые партии могут нарушать стандарты, тогда как другие партии содержат больше воды, чем необходимо, что является неоправданно дорогостоящим, 4) переработка отходов по одной партии за раз является неэффективной и 5) нет обеспечения для обращения с плохими партиями.
На фиг. 9 представлено технологическое применение 900 согласно одному из вариантов осуществления. Резервуар 910 содержит технологический материал, который может состоять из применяемого материала или очищающего материала. Резервуар 910 заполняют через наливную линию 920. Когда резервуар 910 заполняют до подходящего уровня, насос 930 перекачивает технологический материал к выпуску, контролируемому выпускным клапаном 940 или рециркуляционным клапаном 950, в зависимости от необходимости. Использование измерительных системы и способов, описанных в настоящем документе, можно реализовать процесс непрерывного смешивания. В данном варианте осуществления измерительная система 960, состоящая из измерителя 120 и измерительной электроники 128, выполнена с возможностью измерения концентрации технологического материала для того, чтобы определять тип технологического материала и его концентрацию. Если измерительная система 960 определяет, что очищающий материал находится в резервуаре, измерительная система 960 будет определять концентрацию очищающего материала и, на основании уровня концентрации, управлять входным клапаном 970, который будет направлять поток воды в резервуар 910. По мере изменения концентрации очищающего текучего вещества измерительная система 960 способна осуществлять компенсацию для поддержания требуемого уровня концентрации через клапан 970, управлять выходным потоком через клапан 940 или осуществлять рециркуляцию потока через рециркуляционный клапан 950. Предпочтительно: 1) компенсируют любые вариации концентрации очищающего раствора, текущего в сливной резервуар, незамедлительно и автоматически, 2) не требуется лабораторное тестирование, и 3) устранено формирование партий, вместе с плохими партиями. Когда процесс очистки завершен и очищающее текучее вещество заменяют на применяемый материал, измерительная система 960 должна быть способна определять новый материал и автоматически переключаться на необходимую матрицу, таким образом устраняя любую необходимость выключения системы и изменения конфигурации измерителя.
На фиг. 10 проиллюстрирован образцовый измеритель 120 измерительной системы 960. Вибрационный элемент 122 (типично имеющий конструкцию «вилки» или «острия») приводят в действие, чтобы он вибрировал на определенной частоте с помощью приводного устройства 124. Тензометрический датчик 126 с вибрационным элементом 122 обнаруживает вибрации вибрационного элемента 122. Измерительную электронику 128 соединяют с приводным устройством 124 и тензометрическим датчиком 126. Также предусмотрены измерители вибрации без вилки или острия.
Измерительная электроника 128 может подавать электрическую мощность на вибрационный элемент 122 через провод или провода 130. Провода 130 содержат соединения для данных, мощности и т. п. от источника питания (не показано), измерительной электроники 128 или других управляющих или вычислительных устройств (не показано). Измерительная электроника 128 может управлять работой измерителя 120 и вибрационного элемента 122. Например, измерительная электроника 128 может генерировать сигнал привода и подавать сигнал привода на приводное устройство 124, где вибрационный элемент 122 приводят в действие для того, чтобы генерировать вибрацию в одном или нескольких вибрационных компонентах, таких как отдельное острие, используя сигнал привода. Сигнал привода может управлять амплитудой вибрации и/или может управлять частотой вибрации. Сигнал привода также может управлять длительностью вибрации и/или хронированием или фазой вибрации.
Измерительная электроника 128 принимает вибрационный сигнал или сигналы от вибрационного элемента 122 через провод или провода 130. Измерительная электроника 128 может обрабатывать вибрационный сигнал или сигналы, например, для того, чтобы генерировать измерение плотности или вязкости. Следует понимать, что другие или дополнительные измерения можно генерировать из вибрационного сигнала или сигналов. В одном из вариантов осуществления измерительная электроника 128 обрабатывает вибрационный сигнал или сигналы, принимаемые от вибрационного элемента 122, чтобы определять частоту сигнала или сигналов. Частота может содержать резонансную частоту вибрационного элемента/текучего вещества, которую можно использовать для того, чтобы определять плотность или вязкость текучего вещества. В связанных вариантах осуществления сигналы от измерительной электроники 128 посылают на другие вычислительные или обрабатывающие устройства для обработки.
Измерительная электроника 128 также может обрабатывать вибрационный сигнал или сигналы для того, чтобы определять другие характеристики текучего вещества, такие как вязкость или фазовый сдвиг между сигналами, которые можно обрабатывать для того, чтобы определять, например, скорость потока текучего вещества. Другие характеристики вибрационного ответа и/или измерения текучего вещества предусмотрены и входят в объем описания и формулы изобретения, например, присутствие твердых веществ, суспендированных в жидкости, и присутствие поверхности контакта жидкости/твердого вещества. Измерительную электронику 128 дополнительно можно соединять с интерфейсом 101, и измерительная электроника 128 может передавать сигналы через этот интерфейс 101. Измерительная электроника 128 может обрабатывать принимаемый вибрационный сигнал для того, чтобы генерировать значение или значения измерений, и может передавать значение или значения измерений через интерфейс 101. Кроме того, измерительная электроника 128 может принимать информацию через интерфейс 101, такую как команды, обновления, рабочие значения или изменения рабочих значений и/или программные обновления или изменения. Кроме того, интерфейс 101 может делать возможной связь между измерительной электроникой 128 и удаленной обрабатывающей системой (не показано). Интерфейс 101 способен к электронной, оптической или беспроводной связи любого типа, например, такой как 4-20ma, HART, RS-485, Modbus, Fieldbus и т. п., без ограничения.
В одном из вариантов осуществления каждое из приводного устройства 124 и тензометрического датчика 126 содержит пьезоэлектрические кристаллические элементы. Приводное устройство 124 и тензометрический датчик 126 располагают смежно с первым 122A и вторым острием 122B вибрационного элемента 122. Приводное устройство 124 и тензометрический датчик 126 выполнены с возможностью контакта и механического взаимодействия с первым и вторым острием 122A, 122B. В частности, приводное устройство 124 может контактировать по меньшей мере с частью первого острия 122A. Приводное устройство 124 расширяется и образует контакт, когда на него воздействует сигнал привода или эталонный сигнал, предоставляемый измерительной электроникой 128. Как результат, приводное устройство 124 поочередно деформируется и, следовательно, смещает первое острие 122A из стороны в сторону при вибрационном движении (см. штриховые линии), возбуждая текучее вещество периодическим, качательным образом. Вибрация второго острия вызывает генерацию соответствующего электрического сигнала посредством тензометрического датчика 126. Тензометрический датчик 126 передает вибрационный сигнал на измерительную электронику 128. Измерительная электроника 128 обрабатывает вибрационный сигнал и может измерять амплитуду вибрационного сигнала и/или частоту вибрационного сигнала у вибрационного сигнала. Измерительная электроника 128 также может сравнивать фазу сигнала от тензометрического датчика 126 с эталонным сигналом фазы, который предоставляет измерительная электроника 128 на приводное устройство 124. Измерительная электроника 128 также может передавать вибрационный сигнал через интерфейс 101.
Измеритель 120 по меньшей мере частично погружают в текучее вещество, характеристики которого подлежат определению. Например, измеритель 120 можно устанавливать в трубе или трубопроводе. Измеритель 120 можно устанавливать в резервуаре или контейнере или структуре для содержания текучего вещества. Измеритель 120 можно устанавливать в манифольд или схожую структуру для того, чтобы направлять поток текучего вещества. Однако предусмотрены другие монтажные компоновки, которые входят в объем описания и формулу изобретения.
На фиг. 11 проиллюстрирована образцовая измерительная электроника 128 измерительной системы 960. Измерительная электроника 128 может содержать интерфейс 101 и обрабатывающую систему 103. Обрабатывающая система 103 может содержать накопительную систему 104. Система 104 хранения может содержать внутреннюю память и/или может содержать внешнюю память. Измерительная электроника 128 может работать в качестве денситометра или может работать в качестве массовый расходомер, в том числе работать в качестве кориолисов измеритель потока. Следует принимать во внимание, что измерительная электроника 128 также может работать в качестве сборочного узла вибрационного датчика некоторого другого типа, и конкретные предоставленные примеры не должны ограничивать объем настоящего изобретения. Измерительная электроника 128 может обрабатывать сигналы 106 датчика для того, чтобы получать характеристики потока технологического материала, воспринимаемые с помощью измерителя 120. В некоторых вариантах осуществления измерительная электроника 128 может принимать температурный сигнал 107, например, от одного или нескольких RTD датчиков или других температурных датчиков.
Интерфейс 101 может выполнять какое-либо необходимое или желаемое преобразование сигнала, например, форматирование, усиление, буферизацию любого типа и т.д. Альтернативно, некоторое или все преобразование сигнала можно осуществлять в обрабатывающей системе 103. Кроме того, интерфейс 101 может делать возможной связь между измерительной электроникой 128 и внешними устройствами. Интерфейс 101 может быть способен осуществлять электронную, оптическую или беспроводную связь любого типа.
Интерфейс 101 в одном из вариантов осуществления может содержать цифрователь 102, где сигнал датчика содержит аналоговый сигнал датчика. Цифрователь 102 может дискретизировать и оцифровывать аналоговый сигнал датчика и получать цифровой сигнал датчика. Цифрователь 102 также может выполнять любое необходимое прореживание, где цифровой сигнал датчика прореживают для того, чтобы уменьшать количество необходимой обработки сигнала и снижать время обработки.
Обрабатывающая система 103 может проводить операции измерительной электроники 128 и измерения технологического потока от измерителя 120. Обрабатывающая система 103 может исполнять одну или несколько обрабатывающих последовательностей команд, например, без ограничения, таких как последовательность команд 108 плотности, последовательность команд 109 концентрации, рабочую последовательность команд 110, последовательность команд 111 определения материала, последовательность команд 113 выбора матрицы и последовательность команд 114 ошибок. Согласно одному из вариантов осуществления измерительная электроника 128 также может измерять температурный сигнал 107 и связывать эту температуру с плотностями, зарегистрированными при заданной температуре.
Измеритель 120 потока может генерировать линейную плотность 112. Линейную плотность 112 можно вычислять, например, в качестве части рабочей последовательности команд 110.
Обрабатывающая система 103 может содержать компьютер общего назначения, микропроцессорную систему, логическую схему или некоторые другие обрабатывающие устройства общего назначения или специализированные. Обрабатывающую систему 103 можно распределять среди множества обрабатывающих устройств. Обрабатывающая система 103 может содержать интегральную или независимую электронную запоминающую среду любого типа, такую как система 104 хранения.
Следует понимать, что измерительная электроника 128 может содержать различные другие компоненты и функции, которые в целом известны в данной области. Эти дополнительные признаки не изложены в описании и на фиг. в целях краткости. Следовательно, настоящее изобретение не следует ограничивать конкретными вариантами осуществления, которые представлены и рассмотрены.
Настоящее описание изображает конкретные примеры, чтобы рассказать специалистам в данной области, как создавать и использовать лучший вариант осуществления изобретения. С целью изложения патентоспособных принципов, некоторые стандартные аспекты упрощены или не изложены. Специалисты в данной области примут во внимание вариации этих примеров, которые попадают в пределы объема изобретения.
Подробные описания приведенных выше вариантов осуществления не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов осуществления, которые по предположению автора изобретения входят в объем изобретения. В действительности, специалисты в данной области признают, что определенные элементы описанных выше вариантов осуществления можно по-разному комбинировать или устранять для того, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления входят в объем изобретения и его положения. Также специалистам в данной области будет очевидно, что описанные выше варианты осуществления можно комбинировать целиком или частично, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления в пределах объема изобретения и его положений.
Таким образом, несмотря на то, что конкретные варианты осуществления изобретения и их примеры описаны в настоящем документе в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема изобретения, как признают специалисты в релевантной области. Положения, предоставленные в настоящем документе, можно применять к другим вариантам осуществления, нежели те, что описаны выше и представлены на сопроводительных чертежах. Соответственно, объем изобретения определяет следующая формула изобретения.

Claims (40)

1. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии с использованием измерителя, который содержит по меньшей мере две или более матриц технологических материалов, указанный способ содержит этапы, на которых:
измеряют линейную плотность технологического материала;
измеряют линейную температуру технологического материала; и
идентифицируют матрицу технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.
2. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии по п. 1, в котором этап идентификации матрицы технологического материала дополнительно содержит этапы, на которых:
сравнивают линейную плотность и линейную температуру технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и
идентифицируют конкретную матрицу технологического материала, если указанные линейная плотность и линейная температура технологического материала находятся в пределах значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.
3. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии по п. 1, в котором этап идентификации матрицы технологического материала дополнительно содержит этапы, на которых:
сравнивают линейную плотность и линейную температуру технологического материала со значениями линейной плотности и линейной температуры, связанными с каждой среди двух или более матриц; и
подают сигнал об ошибке, если указанная линейная плотность и линейная температура технологического материала не находятся в пределах значений линейной плотности и линейной температуры, связанных с конкретной матрицей технологического материала.
4. Способ обнаружения технологического материала в технологической линии по п. 1, который дополнительно включает этапы, на которых:
определяют эталонную температуру технологического материала;
определяют эталонную плотность материала на основании линейной плотности, линейной температуры и эталонной температуры; и
определяют концентрацию материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.
5. Измерительная система (960) для обнаружения технологического материала в технологической линии, указанная измерительная система содержит:
измеритель (120) в соединении по текучей среде с технологическим материалом, причем измеритель (120) выполнен с возможностью обнаружения свойства технологического материала; и
измерительная электроника (128) в соединении с измерителем (120), причем измерительная электроника дополнительно содержит:
систему (104) хранения для хранения двух или более матриц технологических материалов; и
последовательность команд (113) выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.
6. Измерительная система (960) по п. 5, в которой измерительная электроника (128) дополнительно содержит:
последовательность команд (112) линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;
температурный сигнал (107) для измерения линейной температуры технологического материала; и
последовательность команд (111) определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.
7. Измерительная система (960) по п. 6, в которой последовательность команд (111) определения материала дополнительно содержит:
последовательность команд (114) ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная последовательность команд (111) определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.
8. Измерительная система (960) по п. 6, в которой измерительная электроника (128) дополнительно содержит:
последовательность команд (108) плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, причем эталонная плотность основана на линейной плотности и эталонной температуре; и
последовательность команд (109) концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.
9. Измерительная электроника (128), которая содержит:
систему хранения (104) для хранения двух или более матриц технологических материалов; и
последовательность команд (113) выбора матрицы для выбора матрицы среди двух или более матриц технологических материалов на основании свойства технологического материала.
10. Измерительная электроника (128) по п. 9, которая дополнительно содержит:
последовательность команд (112) линейной плотности для определения линейной плотности технологического материала;
температурный сигнал (107) для измерения линейной температуры технологического материала; и
последовательность команд (111) определения материала для идентификации матрицы технологического материала среди двух или более матриц на основании линейной плотности и линейной температуры.
11. Измерительная электроника (128) по п. 10, в которой последовательность команд (111) определения материала дополнительно содержит:
последовательность команд (114) ошибок для подачи сигнала об ошибке, если указанная стандартная программа (111) определения материала отказывает при идентификации матрицы технологического материала.
12. Измерительная электроника (128) по п. 9, которая дополнительно содержит:
последовательность команд (108) плотности для определения эталонной температуры технологического материала и эталонной плотности материала, причем эталонная плотность основана на линейной плотности и эталонной температуре; и
последовательность команд (109) концентрации для определения концентрации материала на основании эталонной плотности и эталонной температуры.
RU2016105245A 2013-07-19 2014-07-18 Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта RU2627948C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361856365P 2013-07-19 2013-07-19
US61/856,365 2013-07-19
PCT/US2014/047274 WO2015010072A1 (en) 2013-07-19 2014-07-18 Auto switching referral matrices in determining process material concentration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2627948C1 true RU2627948C1 (ru) 2017-08-14

Family

ID=51302778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016105245A RU2627948C1 (ru) 2013-07-19 2014-07-18 Автоматическое переключение матриц при определении концентрации продукта

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10684153B2 (ru)
EP (1) EP3022553B1 (ru)
JP (3) JP2016525683A (ru)
KR (1) KR101946348B1 (ru)
CN (2) CN113340368A (ru)
AU (1) AU2014290418B2 (ru)
BR (1) BR112016000910B1 (ru)
CA (1) CA2917634C (ru)
HK (1) HK1224378A1 (ru)
MX (1) MX354264B (ru)
RU (1) RU2627948C1 (ru)
SG (1) SG11201600404XA (ru)
WO (1) WO2015010072A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7288978B2 (ja) * 2019-05-09 2023-06-08 マイクロ モーション インコーポレイテッド フォークメータにおける異常の判定および識別
DE102020129074A1 (de) 2020-11-04 2022-05-05 Krohne Messtechnik Gmbh Durchflussmessgerät, Verfahren zum Betreiben eines Durchflussmessgeräts, Anlage und Verfahren zum Betreiben einer Anlage
DE102021107684A1 (de) * 2021-03-26 2022-09-29 Truedyne Sensors AG Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Probenstromkonzentrationswerts eines Analyten in einem Probenstrom

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030136186A1 (en) * 2001-11-07 2003-07-24 Weatherford/Lamb, Inc. Phase flow measurement in pipes using a density meter
RU2250438C2 (ru) * 1998-06-26 2005-04-20 Сидрэ Копэрейшн Устройство измерения параметров текучих сред в трубе и способ его осуществления
EP2667162A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-27 Air Products And Chemicals, Inc. Method of, and apparatus for, measuring the physical properties of two-phase fluids

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4872351A (en) * 1988-08-23 1989-10-10 Micro Motion Incorporated Net oil computer
JPH038747U (ru) * 1989-06-12 1991-01-28
JPH07294406A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Oval Corp 糖度計測装置
JPH09113433A (ja) * 1995-10-20 1997-05-02 Tokico Ltd 密度計
ATE402410T1 (de) * 1996-03-19 2008-08-15 Daikin Ind Ltd Verfahren zur erfassung von komponentenkonzentrationen einer dreikomponentenmischung und prozess zur kontinuierlichen herstellung von fluorwasserstoff unter nutzung des verfahrens
US6190461B1 (en) * 1997-10-28 2001-02-20 Semi-Bulk Systems, Inc. Sugar liquification system and process
DE10210061A1 (de) * 2002-03-08 2003-10-09 Flowtec Ag Coriolis-Massedurchflußmesser zur Konzentrationsmessung
KR100494133B1 (ko) * 2003-04-09 2005-06-16 주식회사 한성전자산업개발 초음파 비중(농도) 측정장치
EP1668322B1 (en) * 2003-09-29 2015-03-18 Micro Motion, Inc. Method for detecting corrosion, erosion or product buildup on vibrating element densitometers and coriolis flowmeters and calibration validation
US7614273B2 (en) 2003-09-29 2009-11-10 Micro Motion, Inc. Method for detecting corrosion, erosion or product buildup on vibrating element densitometers and Coriolis flowmeters and calibration validation
CN1247984C (zh) * 2004-05-15 2006-03-29 浙江大学 液液两相流测量方法
CN2938072Y (zh) * 2005-10-25 2007-08-22 李鉴 化工液体成分浓度在线检测仪
US7874306B2 (en) * 2006-06-30 2011-01-25 Stokely-Van Camp, Inc. Efficient liquid processing system
JP2008232890A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液体比重測定装置
JP2009281932A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Toshiba Corp 濃度計測装置及び溶液濃度を計測する方法
US8408787B2 (en) * 2009-01-09 2013-04-02 Rosemount Inc. Process temperature transmitter with improved temperature calculation
US8831896B2 (en) * 2009-07-13 2014-09-09 Micro Motion, Inc. Meter electronics and fluid quantification method for a fluid being transferred
CA2806150C (en) * 2010-08-02 2016-12-06 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for determining a temperature of a vibrating sensor component of a vibrating meter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2250438C2 (ru) * 1998-06-26 2005-04-20 Сидрэ Копэрейшн Устройство измерения параметров текучих сред в трубе и способ его осуществления
US20030136186A1 (en) * 2001-11-07 2003-07-24 Weatherford/Lamb, Inc. Phase flow measurement in pipes using a density meter
EP2667162A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-27 Air Products And Chemicals, Inc. Method of, and apparatus for, measuring the physical properties of two-phase fluids

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Micro Motion 7826/7828 Insertion Liquid Density Meters: Installation and conifguration manual", Micro motion, 30 April 2011 (2011-04-30), с.91-95, Найдено в Интернет: URL:http://www2.emersonprocess.com/siteadm incenter/PM Micro Motion Documents/MMI-20019333_AA.pdf [найдено 29.11.2016]. "Micro Motion 7826/7828 Series Density and Concentration Meters: Product data sheet", Micro Motion, 30 April 2013 (2013-04-30), с.1-20, Найдено в Интернет: URL:http://www2.emersonprocess.com/siteadm incenter/PM Micro Motion Documents/7826_7828_PDS_ENG_PS-001056_G_we b.pdf [найдено 29.11.2014]. *

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016000910B1 (pt) 2020-12-15
KR20160033153A (ko) 2016-03-25
CN113340368A (zh) 2021-09-03
JP2018141803A (ja) 2018-09-13
EP3022553B1 (en) 2022-03-02
CN105579840A (zh) 2016-05-11
MX354264B (es) 2018-02-21
AU2014290418B2 (en) 2017-07-13
SG11201600404XA (en) 2016-02-26
KR101946348B1 (ko) 2019-02-11
MX2016000051A (es) 2016-03-09
EP3022553A1 (en) 2016-05-25
WO2015010072A1 (en) 2015-01-22
HK1224378A1 (zh) 2017-08-18
US20160131513A1 (en) 2016-05-12
CA2917634C (en) 2020-03-24
JP2016525683A (ja) 2016-08-25
JP2020144144A (ja) 2020-09-10
AU2014290418A1 (en) 2016-01-28
BR112016000910A2 (pt) 2017-10-10
US10684153B2 (en) 2020-06-16
CA2917634A1 (en) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105698903B (zh) 提供用于仪表校验结果的质量测量的方法
AU2014274657B2 (en) Bulk acoustic wave (BAW) sensors for liquid level measurements
US20220365041A1 (en) Vibronic multisensor
JP2020144144A (ja) 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
US20220260400A1 (en) Vibronic multisensor
US20160313160A1 (en) Apparatus and method for determining concentrations of components of a gas mixture
AU2014254365B2 (en) Verification of a meter sensor for a vibratory meter
CN110940714B (zh) 分析传感器的预测寿命
CN109855705A (zh) 一种实时动态补偿温度变化的油流量计检定装置以及检定方法
CN208383646U (zh) 一种溶液密度在线检测装置
RU2678955C9 (ru) Способ измерения влагосодержания и отбора проб в трехкомпонентных смесях из добывающих нефтяных скважин и устройство для его осуществления
Abduraxmonov et al. Automatic Liquid Level For Explosive Areas
CN104487848A (zh) 自动分析装置以及维护支持系统
RU61413U1 (ru) Устройство измерения плотности и уровня жидкости
JP2011069801A (ja) 容積変化率測定による液体内の気泡量測定装置
EP2278326A1 (en) Method for measuring the cryoscopic point of milk and its by-products with thermistor device
RU2335741C1 (ru) Вибрационный уровнемер жидкости
Zhang et al. Early detection of the wear of coriolis flowmeters through in situ stiffness diagnosis
RU85638U1 (ru) Ультразвуковой расходомер компонентов многофазной среды в трубопроводе
RU98816U1 (ru) Узел измерения вязкости нефти
CN115112756A (zh) 管路液体的监测装置
Smahi et al. Conception Of a Professional Mobile Workshop for Industrial Instruments
KR20110045858A (ko) 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치
Díaz et al. State of knowledge in level of implementation: principles of measurement
Sydenham et al. Measurement of level and volume