用於過程控制工業的結垢和腐蝕檢測器的製作方法
2023-09-21 06:30:40
專利名稱：用於過程控制工業的結垢和腐蝕檢測器的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及一種用於工業過程的結垢和腐蝕檢測器，並且更具體地，涉及一種用於預測工業過程中過程部件的結垢和腐蝕的現場安裝(field-mounted)檢測器。
背景技術：
通常，術語「結垢」指表面介質在表面上的堆積。結垢是熱交換器中失效的普遍源由，並且難以檢測。熱交換器是促進例如過程和在交換器內循環的流體之間的熱傳導的裝置。熱交換器使用在許多工業系統中，所述工業系統包括反應器、鍋爐等。
促進該熱交換的是由一個或多個管構成的交換器芯，流體通過所述管連續地循環。如此處所使用的，術語「流體」指液態或氣態的過程材料。流體通過交換器芯循環。在一些實施例中，流體可以是可能具有腐蝕性的蒸汽、或者高溫或低溫的過程材料。
通常，交換器芯定位為靠近和/或接觸工業過程的容器、管道或者其它部件，以便熱量可以在過程和在交換器內循環的流體之間傳遞。典型地，熱交換器內的流體被給送入交換器中，通過交換器循環，並在交換器的另一側被收集。在許多例子中，收集的流體被循環並被再循環。循環指根據具體設備加熱或冷卻收集的流體的過程。例如，如果通過交換器循環的流體是蒸汽，那麼冷凝的蒸汽被收集，被再加熱直到其變化狀態回到蒸汽，然後通過交換器循環返回。
根據所使用的材料，經過交換器的循環流體會引起腐蝕或會包含會堵塞或覆蓋交換器的固體，由此降低熱交換過程的效率。通常，腐蝕和結垢會在工業過程中的交換器中引起顯著的問題。例如，如果熱交換器由於結垢變得堵塞或者熱交換器由於腐蝕而失效(諸如由於密封變得腐蝕以及壓力喪失)，過程流體不能通過交換器芯循環並且熱交換器的效率會被損害。另外，如果交換器芯被使用以將熱量傳遞到過程或者從過程移除熱量並且交換器變得堵塞，那麼過程不會達到要求的溫度。另外，與交換器芯中的流體交換熱量的過程材料會結垢或者從外側腐蝕芯，使交換器芯效率低。
當交換器芯結垢或者腐蝕時，典型地系統被關閉，以便可維修芯(去除堵塞，更換或者其它方式的修理)。如果交換器芯在運行期間失效，不僅是系統關閉，而且一批產品要被放棄。通常最好是，在芯失效之前確認迫近的結垢和/或腐蝕並維修芯。
在過程工業中，由於生產的損失以及停工/開工的成本，計劃外的工廠停工期會是非常代價高昂的。雖然它根據產業變化，但計劃內的維修通常比完全的工廠停工要節省的多。導致計劃外工廠停工的事件還會導致安全事故，環境事故和缺陷產品。
在可以時用於產生診斷信息並產生警報的裝置被使用在控制工業中，以避免此類計劃外事件。通常，過程變量被監視，並且如果超過預定極限，警報條件被報告。通常警報表明正常範圍之外的過程變量。起因留待從其它可獲得的信息確定或推定，或者在控制室中或者在產生警報的設備處。傳統地，堵塞或覆蓋的檢測需要綜合的壓力一體積關係的複雜分析，以確定能量平衡或者效率是否已從已知的基線條件退化。
發明內容
說明了一種用於從在工業過程的管中流動的流體推斷過程部件的可能的或迫近的腐蝕或結垢的方法。體的頻率響應被測量。所測量的頻率響應被與儲存值相比較。過程部件的腐蝕或結垢根據比較被確認。在一個實施例中，腐蝕或結垢的類型的特性基於比較被推出。
圖1是根據本發明實施例的結垢和腐蝕檢測器系統的簡化的框圖；圖2是根據本發明實施例的結垢和腐蝕檢測器的橫截面視圖；圖3是根據本發明實施例的共振體(resonating body)的透視圖；
圖4是根據本發明實施例的薄殼共振體的透視圖；圖5是根據本發明實施例的環形共振體的透視圖；圖6是根據本發明實施例的具有用於固定可腐蝕的插入件的袋(pocket)的共振體的透視圖；圖7是根據本發明實施例的具有可腐蝕的覆蓋物的共振體。
具體實施例方式
一般地，本發明涉及一種裝置，該裝置可插入工藝流中、優選地在過程部件的上遊，並且該裝置可以用於根據裝置的共振頻率預測下遊結垢和腐蝕情況。本發明還涉及用於根據位於過程部件上遊的裝置的頻率響應預測過程部件的結垢和腐蝕(或者堵塞)的技術。
圖1顯示了工業過程10的簡化的結構圖，所述工業過程10包括結垢檢測器12和熱交換器14。熱交換系統包括位於熱交換器14上遊的結垢檢測器12，根據本發明實施例所述熱交換器14又連接到循環塔16。熱交換系統中的許多在設計中是傳統的並且不是本發明的部分的部件已經被省略或簡化，包括熱交換器14和循環塔16的許多部件。
通常，流體被循環塔16處理，流過管道18，經過結垢檢測器12並進入熱交換器14的殼20中。流體與過程流體交換熱能，所述過程流體在本實施例中經由入口管路22被給送入熱交換器14中並通過在熱交換器14內的管24循環。使用後的流體經由管路26流出熱交換器14，並且可以通過循環塔16循環並回入交換器14中。經由入口管路22進入的過程流體流過交換器並經由出口管路23流出。
通常，循環塔16可以是加熱塔或冷卻塔。可選擇地，在使流體再循環通過交換器14之前，循環塔16可以對使用後的流體執行一些其它操作。
流體在流入熱交換器14之前圍繞結垢檢測器12流動。通過將結垢檢測器12定位在熱交換器14的上遊，能夠根據結垢檢測器12的共振頻率部分地預測由過程流體引起的交換器芯14的腐蝕或者結垢。
第二結垢檢測器12定位在交換器上遊並連接到過程流體入口管路22。第二結垢檢測器12用於檢測交換器芯14上遊的和交換器芯14內的入口管路22的可能的或迫近的結垢或腐蝕。
如下所述，結垢檢測器12包括延伸入流體流的阻礙體或部件。傳感器連接到阻礙體以檢測其共振頻率。在一些實施例中，阻礙體被流體流激勵而共振。在其它實施例中，可以使用壓電部件將阻礙體激勵至共振。在任一實例中，阻礙體的共振頻率在體的質量由於結垢或腐蝕變化時改變，由此預測下遊部件的可能的或迫近的結垢或腐蝕。
在圖1的實施例中，設置了兩個結垢檢測器12，一個用於過程流體，一個用於加熱/冷卻流體。然而，可以使用任意數量的結垢檢測器12。在一些系統中，一個結垢檢測器12足以預測迫近的結垢或腐蝕情況。
應當理解，雖然在診斷熱交換器中的結垢或腐蝕的上下文中已經說明了各種實施例，但本發明可以被使用在需要確定過程流體的流體流中的結垢或腐蝕的許多不同應用中。圖2圖示說明了根據本發明實施例的在原處的結垢檢測器12的簡化橫截面視圖。結垢檢測器12包括布置在管部分17中的共振體或體28，所述管部分17設置有法蘭19以連接到過程管18。通常，體28的尺寸被加工為阻礙(至少部分地阻礙)流過管18的流體流。體28優選地連接到壓電元件30和傳感器32，所述壓電元件30和傳感器32兩者可以通過導線34連接到過程電路36。過程電路36可以包括收發器，所述收發器用於通過通信鏈路40與控制中心38通訊。過程電路36還可包括驅動電路，所述驅動電路用於驅動壓電元件30以使體28震動。
體28連接到底部42，所述底部42連接到管部分17在減少的厚度的區域(有時稱為彎曲部分46)中的壁44。減小的厚度的區域46響應體28的運動產生可測量的應變。
結垢檢測器的初始共振頻率是彎曲剛度、體28的質量和阻尼(更少程度上)的函數。當過程材料在檢測器12的表面結垢或腐蝕檢測器12的表面時，共振頻率改變。共振頻率的該改變基於體28的質量的改變，並且可以使所述改變與出現的結垢的量或者厚度(基於質量增加)相關聯，或者與檢測器12的腐蝕或侵蝕的量(基於質量損失)相關聯。當質量變化充分顯著時，警報或者警報條件可以被觸發，並且警報信號可以被產生並傳遞到控制中心。
通常，警報發出過程的下遊部件可能被腐蝕或結垢的通知。這允許工廠維修人員採取合適的在先行動以防止計劃外的工廠停工。因此，結垢/腐蝕檢測器提供定量測量，從所述定量測量可推斷過程部件的可能的或迫近的結垢或腐蝕。
如上所述，壓電元件30連接到體28。壓電元件30的頻率掃描(掃頻)「振動」體28(引起體28振蕩)。傳感器32監視體28的振蕩以檢測體28的共振頻率。
通常，共振頻率是可以用於檢測體28的結垢和/或腐蝕、並因此推出交換器的結垢和/或腐蝕的一個參數。具體地，結垢和腐蝕兩者都改變了體28的質量(在結垢的情況下通過增加體的質量，在腐蝕的情況下通過減少體的質量)。共振頻率部分地基於質量，並且質量的變化(無論如何輕微)可作為共振頻率的變化被檢測。
在安裝期間，壓電元件30被激勵從而振動體28。傳感器32測量基線共振頻率，所述基線共振頻率可以儲存在過程電子設備(processelectronics)36的存儲器中。定期地，在運行期間或批產品之間，體28被再次振動，並且共振頻率被測量。然後所測量的共振頻率與基線共振頻率進行比較。如果所測量的阻礙體的共振頻率變化到相對基線的預定範圍之外，會產生警報，提示在進一步的過程之前應當清理、檢查或者以其它方式檢修交換器。
可以用於檢測結垢或腐蝕的另一參數是驅動壓電元件30必要的功率。體28的共振頻率對應於功率「最佳點」或者局部功率最小值。特別是，驅動系統必要的功率典型地在共振頻率處，處於最小值處。如果壓電元件30用於驅動系統，壓電元件30還可用作粗略的振幅測量裝置，以測量振蕩的幅度。
結垢和腐蝕檢測器被設計為利用頻率掃描檢測阻礙體的共振頻率，在優選實施例中，所述頻率掃描集中在可能的共振頻率周圍。可以給定有利地設計的共振點，過程噪音自身可激勵結構共振。在那種情況下，僅需要加速度計以測量振蕩的頻率和幅度。
通常，與阻礙體相關聯的質量的任何變化導致頻率響應的變化。例如，如果體被覆蓋或結垢，體28將大致呈現低於基線的共振頻率。共振頻率的變化的幅度將依賴於堆積物或堵塞的性質和量。例如，粘性或膠粘的堆積物或堵塞會增加阻尼係數並降低Q因數。在不增加質量的情況下，共振頻率的增加的阻尼，將會使表觀共振頻率相對於固有共振頻率變化。儘管其不像質量改變的效果那麼大，但它仍然可以被容易地檢測到。
如果裝置被用於檢測阻礙體的腐蝕或侵蝕，那麼來自阻礙體的材料的侵蝕將相對於固有頻率增加共振頻率。共振頻率的變化的幅度將基於損失到侵蝕過程的質量的量。不增加質量，單獨阻尼的減小，也將相對於固有共振頻率改變表觀共振頻率。
一旦閱讀本公開，本領域普通技術人員將理解，本發明的系統可大致建模為欠阻尼的二階系統(或者至少可以看似二階系統)。通常，共振頻率和阻尼係數是欠阻尼二階系統的更好的量度標準。
用於檢測體28的質量變化的選擇性策略是測量頻率響應的任何變化，包括Q因數、相位裕度(phase margin)，增益餘量等。通常，系統對頻率掃描的頻率響應的任何變化(與基線相比較)將指示腐蝕或者侵蝕或者質量增加事件。任何變化可以是交換器正變得堵塞或腐蝕的指示。共振頻率中的各種變化的效果將根據堵塞或堆積物或腐蝕的性質變化。如果堵塞材料是大塊但粒狀的(低粘度)，Q因數和相移將不改變很多，但共振頻率將改變，並且阻尼僅最小變化。然而，如果堵塞材料是高度粘性的，那麼Q因數和相位裕度兩者以及共振頻率將變化。
本發明優於現有技術的檢測器的強大優點是可以監視體28的共振頻率以確定是否正在發生腐蝕或結垢，還可確定何種類型的堵塞正在發生(粘性或粒狀的)。
結垢和腐蝕檢測器12可以具有附加的優點，即如果體28被定位在管18的底部，在流體流內不溶解的固體會積聚在體28上而不流入交換器並堵塞系統。通過注意體28的頻率響應的變化或者檢測體的突然、未預料到的運動而檢測到該固體，其中所述頻率響應的變化由質量的變化引起。因而，檢測器12提供了下遊過程部件的條件的早期警告系統(預先措施)，諸如熱交換器、文氏管，annubar等。
通常，體28可以形成為各種不同形狀，每一種形狀可以提供對於特定應用最優的共振特性。
例如，在一個實施例中，體可以形成有迎著流體流的平面表面和布置在平面表面之後的凹入區域，由此產生渦流並將小流體凹坑(pockets)從流體流隔開。在一些實例中，這會有利於被保護不受流體流的直接力的區域中的體的侵蝕。在另一實施例中，體沿其表面由不同材料形成，每一材料與流體流內的不同離子或分子起反應，以便任意起反應的離子或分子的存在將引起體中質量的改變。可以根據形成下遊部件的材料而選擇不同材料。
另外，神經網絡、人工智慧主體(agent)或者其它分析工具可以用於從測量的共振頻率值推斷結垢和腐蝕情況。儘管這些部件未被顯示，但應當理解為，可以使用這樣的系統自動執行結垢或腐蝕的檢測以及相關警報信號的產生，所述這樣的系統用於分析從結垢/腐蝕檢測器導出的過程數據。
圖3圖示說明了根據本發明實施例的共振體300的頂部俯視圖。共振體300具有連接到底部302的體304，所述底部302又連接到管的壁(未顯示)。在該實施例中，所示共振體300具有淚滴型形狀從而在提供用於腐蝕和/或結垢的表面的同時使對於流體流的阻礙最小化。
在優選的實施例中，非流線形體或斷崖體是翼形體，並由底部中的壓電式換能器306激勵。該彎曲部分(未顯示)展開為薄盤結構，所述彎曲部分與底部構成整體並且翼形非流線形體或斷崖體被安裝在所述彎曲部分上。驅動壓電式換能器、感應共振頻率變化並傳送警報情況的電子部件(未顯示)安裝在過程外部。這樣的電子部件可以封閉地連接或者安裝在遠處。
該類型的結垢檢測器還可輸出與覆蓋的堵塞物或堆積物成比例的信號。對於一些過程流體，將需要估計的過程流體粘度隨時間的改變，以使該堵塞物或堆積物測量更精確。
圖4圖示說明了以橫截面顯示的共振體400的選擇性實施例。共振體400具有連接到底部404的體402，所述底部404又連接到管的壁(未顯示)。在該實施例中，體402具有限定中空室408的薄壁406。共振體400的共振頻率可以被確定以提供基線共振頻率，所述基線共振頻率可以儲存在過程電子設備的存儲設備中。當腐蝕性流體流完全地腐蝕穿薄壁406時，室408充入流體，並且共振體400的共振頻率極大地改變。選擇性地，填充室408的流體可引起與在運行期間內的正常運動不同的體402的運動。
儘管薄壁406的逐漸腐蝕還可利用如上所述的頻率響應檢測，預定警報條件可以設定為相當高，以便可以監視細小的變化而不觸發警報條件。當流體填入室408時，由於過程流體完全改變共振體400的質量，頻率響應極大地改變，由此觸發警報。
體402的薄壁406可以由通過選擇而與流體流反應的材料形成。通常，選擇用於薄壁406的材料被設計為與過程流體反應，所述反應速度等於或略微快於系統的其它部件的腐蝕或覆蓋的估計速度。另外，壁厚度自身可以被設計為與腐蝕或侵蝕的速度有關，以便當過程流體突破壁時，產生警報信號。
圖5圖示說明了根據本發明實施例的共振體500的俯視圖。共振體500具有連接到底部502的環形體504，所述底部502又連接到管的壁(未顯示)。在此實施例中，體504的方向垂直於流體的流動方向，從而在提供用於腐蝕和/或結垢的表面的同時使對流體流的阻礙最小。對於環形體504的幾何形狀可以特定化以符合在交換器中所使用的管的幾何形狀，從而使環形體504的結垢與交換器自身的幾何形狀相關。
在附圖中所示並且以上描述的每一實施例中，檢測器包括體，所述體用作對於流體流的部分阻礙。體可以概念化為用於覆蓋或腐蝕的早期檢測的「犧牲品」。在一個實施例中，迎著流體流的體的表面可以根據流體性質變化，從而促進體的結垢或腐蝕。例如，對於某些類型的流體，最好是提供相對平坦的流體面對表面以促進覆蓋。促進覆蓋和/或腐蝕的其它形狀可以被設計和實現。例如，如前所述，迎著過程流的表面可以提供用於與腐蝕性過程流體反應的犧牲表面，以便流體使表面留有凹坑或者侵蝕表面。
無論檢測器的具體形狀如何，控制中心可周期性地起動結垢檢測器的頻率掃描，激發壓電元件並由此引起檢測器的體振蕩。布置在體上或者其底部處的傳感器可以用於檢測體的共振頻率。
體的質量的變化，無論質量減少或質量增加，可以通過將測量的共振頻率與存儲的共振頻率(基線頻率)相比而被檢測。如果變化落到預定範圍之外，警報可以被啟動。
通常，最好是，用於體的以及用於系統的其它材料的支撐材料可抵抗來自應用的過程流體或氣體的腐蝕或者侵蝕。然而，當腐蝕/侵蝕過程從體移除材料時，共振頻率增加。在預定量的材料損失處，裝置發送存在潛在腐蝕問題的警報信號或警告。
通常，存在對於本發明的結垢和腐蝕檢測器的多個優點。首先，結垢和腐蝕檢測器提供了確定交換器結垢的程度的敏感的並預報的方法。體提供了簡單的應用和安裝，不需要多重壓力和體積分析以提供關於結垢或腐蝕的信息。由於當交換器被維修時，通過清洗或者替換體而維修檢測器，因此維修是簡單的。另外，本發明的結垢和腐蝕檢測器提供了一種直接的過程中的腐蝕/侵蝕感應機構而無電極或電子接點。腐蝕/侵蝕感應可以被配置為提供具有充分安全因數的警報信號。
可通過使用用於重要腐蝕監視應用的薄外皮/中空芯體技術增加檢測器的靈敏度。對於大多數應用，4-20毫安的迴路電力(loop power)將大於足以為檢測器供電力的電力。然而，也可通過電容地存儲電力而從4-20毫安的迴路獲取電力，以用於活動性的小爆發。通常，由於結垢和腐蝕隨時間發生並且不需要連續的監視，因此本發明自身適宜於這樣的布置。
圖6圖示說明了具有體602的共振體600，所述體602安裝到底部604。體602具有一個或多個袋606(或者選擇性的凹部)，該一個或多個袋606(或者選擇性的凹部)大小為容納並保持可腐蝕的插入件608。在一個實施例中，體602和袋604由不鏽鋼形成。可腐蝕的插入件可以根據與下遊過程部件中的材料一致的腐蝕或結垢性質而選擇，以便插入件的腐蝕或結垢指示下遊部件的可能的腐蝕或結垢。為了保持共振頻率，袋604將優選地關於體602對稱地布置。
本領域普通技術人員將理解，體可以優選地形成或焊接為管部分，所述管部分可以通過焊接、或者優選地通過法蘭部件連接到過程。在將管部分定位到過程中之前可以將可腐蝕的插入件608插入體602中。在該實施例中，檢測到可能的腐蝕時和在下遊部件的維修期間，管部分被移除，可腐蝕的插入件608被替換，並且管部分被再插入過程中。
圖7圖示說明了具有體702的共振體700，所述體702安裝到底部704，其中覆蓋物706(以虛線顯示)被布置在體702上。覆蓋物706可以是滑動覆蓋物或套(slip cover)或者可以是澱積覆蓋物，其優選地由可腐蝕的材料形成。可腐蝕性的覆蓋物706提供了可替換部件，允許通過按照需要用新覆蓋物替換可腐蝕性的覆蓋物706而多次地重新使用共振體。另外，可腐蝕性的覆蓋物706使共振體700對於過程可縮放。例如，在一些過程中，下遊部件可以在已用完三個可腐蝕性的覆蓋物之後才需要維修。在該實例中，可以將多重可腐蝕性的覆蓋物706層疊在體702上。在該情況下，對應於腐蝕所有可腐蝕的層的質量的變化使共振體700產生指示下遊的潛在腐蝕的警報條件。共振體700然後被移除，覆蓋物706被替換，並且共振體700被重新安裝。
如上所述，本發明旨在用作潛在的下遊結垢和/或腐蝕的預測器。在一個實施例中，每一次檢測器的頻率響應變化到預定範圍以外，警報被觸發並且檢測器體被替換。在選擇性實施例中，檢測器體對於新的基線被簡單地重新校準並且對於相對新的基線的頻率響應的變化警報被重設。在第三實施例中，體是抗腐蝕的並設置有一個或多個用於與流體反應的可替換和可腐蝕的部件(插入件或覆蓋物)。
儘管關於熱交換器介紹了本發明，但本發明的結垢和腐蝕檢測器可在任何流體流中使用。另外，雖然圖2圖示說明了延伸過管部分的整個直徑的體，但體僅需要延伸入流中。最後，應當理解，由結垢或腐蝕引起的質量的輕微變化根據體的頻率響應可容易地被檢測，可能的腐蝕或結垢的推論可以包括頻率響應的分析以基於阻礙體的共振頻率響應識別腐蝕或結垢的特性。例如，Q因數或者頻率響應的阻尼係數的變化會指示結垢是粒狀的或者是粘性的。另外，共振頻率的變化(更高或者更低)可以用於基於阻礙體質量的增加或減少而區分結垢和腐蝕。共振頻率的減小通常指示由阻礙體的增加的質量所表徵的結垢情況。共振頻率的增加通常指示由阻礙體的質量的減少所表徵的腐蝕情況。頻率響應的其它特徵，包括峰值共振頻率、阻尼係數等可以與其它迫近的結垢或腐蝕情況相關。
雖然已經參照優選的實施例說明了本發明，但本領域普通技術人員將認識到，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以做出形式和細節上的改變。
權利要求
1.一種用於從在工業過程的管中流動的流體推斷過程部件的可能的腐蝕或結垢的方法，所述方法包括以下步驟測量布置在管中的體的頻率響應；將所測量的頻率響應與儲存值相比較；和根據比較確認過程部件的腐蝕或結垢。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在測量步驟之前，所述方法進一步包括將體安裝在管內，體至少部分地阻礙流體流；測量體的頻率響應；和基於所測量的頻率響應儲存值。
3.根據權利要求2所述的方法，其中測量步驟進一步包括執行連接到體的壓電元件的頻率掃描；和測量體的共振頻率。
4.根據權利要求1所述的方法，其中頻率響應的變化指示結垢類型的特徵。
5.根據權利要求4所述的方法，其中Q因數的減小和頻率響應的阻尼係數的增加指示粘性材料的堵塞或堆積。
6.根據權利要求4所述的方法，其中Q因數變化最小、相移最小和頻率響應的阻尼變化最小的情況下共振頻率的變化指示粒狀材料的堵塞或堆積。
7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟識別頻率響應的共振頻率；其中共振頻率相對儲存的頻率響應的增加指示腐蝕。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述增加的幅度指示腐蝕的程度
9.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟如果變化在預定範圍以外，產生警報，警報指示管中的共振體的下遊的過程部件的結垢或腐蝕。
10.根據權利要求1所述的方法，其中體包括結構，所述結構布置在管中並延伸入流體流中；和一個或多個袋，所述一個或多個袋布置在結構上並用於固定一個或多個可腐蝕的插入件；其中一個或多個可腐蝕的插入件的腐蝕引起結構的頻率響應的變化。
11.根據權利要求10所述的方法，其中每一可腐蝕的插入件根據其腐蝕特性被選擇。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述腐蝕特性被選擇以符合管中過程部件的腐蝕特性。
13.一種用於從工業過程的管中流動的流體推斷過程部件的可能的腐蝕或結垢的裝置，所述裝置包括體，所述體布置在管中並用於響應激勵而運動；和傳感器，所述傳感器連接到管並且用於根據體的頻率響應的變化推斷可能的腐蝕或結垢。
14.根據權利要求13所述的裝置，其中所述體包括具有薄壁的中空結構，所述薄壁由與流體流反應的材料形成，所述材料與流體流反應的速度與過程部件的材料的反應速度一致。
15.根據權利要求13所述的裝置，其中所述體包括延伸入流體流中的結構；和圍繞結構布置的多個袋。
16.根據權利要求15所述的裝置，進一步包括多個可腐蝕的插入件，每一個可腐蝕的插入件的尺寸為配合在所述多個袋中的一個中。
17.根據權利要求16所述的裝置，其中所述可腐蝕的插入件由與流體反應的材料形成。
18.根據權利要求13所述的裝置，其中所述頻率響應指示結垢的類型的特性。
19.根據權利要求18所述的裝置，其中Q因數的減小和頻率響應的阻尼係數的增加指示粘性材料在體上的堵塞或堆積。
20.根據權利要求18所述的裝置，其中Q因數變化最小、相移最小和阻尼變化最小的情況下共振頻率的變化指示粒狀材料的堵塞或堆積。
21.根據權利要求13所述的裝置，進一步包括發射機電路，如果頻率響應的變化在預定範圍以外，發射機電路用於產生警報信號，發射機電路用於將警報信號發送到控制中心。
22.根據權利要求13所述的裝置，其中所述激勵包括足以將體激勵至共振的過程噪音。
23.根據權利要求13所述的裝置，其中所述激勵包括由壓電驅動器產生的激勵信號。
24.根據權利要求13所述的裝置，進一步包括適合於配合在體上的可腐蝕性的覆蓋物，所述可腐蝕性的覆蓋物由與流體相反應的材料形成。
25.一種用於推斷工業過程的過程部件的可能的結垢或腐蝕的方法，所述方法包括使延伸入在工業過程的管內流動的過程流體中的體振動至共振；檢測體的相對儲存值的頻率響應的變化；和基於所檢測的變化識別過程的腐蝕或結垢。
26.根據權利要求25所述的方法，進一步包括以下步驟如果所述變化在預定範圍以外，產生指示結垢或腐蝕的警報信號。
27.根據權利要求25所述的方法，其中振動的步驟包括利用頻率掃描激勵連接到體的壓電元件，所述頻率掃描激勵壓電元件，所述壓電元件又將體激勵至共振。
28.根據權利要求25所述的方法，其中檢測步驟包括測量體的頻率響應；和將頻率響應與儲存的頻率響應比較以識別變化。
29.根據權利要求28所述的方法，其中所述測量步驟包括在連接到體的壓電驅動元件的頻率掃描期間檢測局部功率最小值。
30.根據權利要求25所述的方法，其中體包括具有薄壁的中空結構，所述薄壁由與流體流反應的材料形成，所述材料與流體流反應的速度與過程部件的材料的反應速度一致。
31.根據權利要求25所述的方法，其中所述體包括延伸入流體流中的結構；和布置在結構上的一個或多個袋。
32.根據權利要求31所述的方法，其中在振動步驟之前，所述方法包括以下步驟將一個或多個可腐蝕的插入件定位入一個或多個袋中。
33.根據權利要求32所述的方法，其中所述一個或多個可腐蝕的插入件由與過程流體反應的材料形成，所述材料與過程流體反應的速度和過程部件的反應的速度大致相似。
全文摘要
說明了一種用於從在工業過程的管18中流動的流體推出過程部件的可能的或迫近的腐蝕或結垢的方法。體28的頻率響應被測量。所測量的頻率響應被與儲存值相比較。根據所測量的頻率響應和儲存值之間的比較，過程部件的腐蝕或結垢被確認。
文檔編號G01N27/00GK101019015SQ200580028304
公開日2007年8月15日 申請日期2005年8月12日 優先權日2004年8月23日
發明者格雷戈裡·C·布朗 申請人:羅斯蒙德公司