[发明专利]以微系统技术制成的对积垢进行测量和/或探测的微传感器

说明书

技术领域

本发明涉及对反应器或容纳流体的管道的积垢进行测量或探测的一种传感器和一种系统。

背景技术

在工业现场，可以发现多种种类的流体在其中流动的不同类型的设备。

这些设备包括流体在其中流动的管道，并且还可以包括反应器，例如热交换器。

在明确的情形中，这些设备的积垢在会影响设备性能(例如工序的效率)的情况下会显得是不利的。

此外，当积垢在管道的或反应器的内壁上形成时，需要适时进行清洁。

不过需要使得，这种积垢是可被操作者或设备维护人员连续地觉察的，以能够在预防性维护的范围内，判断实施清洁的最佳时间。

在所有的情形中，积垢无规律地引起设备停机，并且有时停机时间不定，这极大损害工序的进行。

这些检修可以意味着对人而言繁重的任务，如果积垢只很晚才被探测到和如果积垢的厚度过大则任务更为繁重。

去垢具有不可忽略的经济成本，因为需要将由临时性的运转停止引起的成本纳入维护操作的成本。

还可以注意到，随着热交换器积垢，因而在包括这些交换器的设备或设备部分的潜在运行停机前产生逐渐的效率损失。

此外，在卫生热水网中和在开放式的工业通风冷却装置中，细菌可以在管网和冷却回路内部滋生。

同样地，通过军团菌产生的污染风险是可以想见的。

现今，需要通过在可能引起积垢的流体在其中流动的管道或反应器中设置轧孔点，来进行设备的定时检查。

这些轧孔点还允许提取样本，然后在实验室对样本进行分析，以获得或者是积垢的测量值，或者是所形成的积垢的类型分析(种类，成分...)。

在某些工业现场，为了测量在管道或反应器的壁体内部形成的积垢层的厚度，使用测量负载损失的方法，该负载损失在流体流动的方向上的两间隔点之间产生。还可使用测量在这些点之间的温度差的方法。

不过这些测量在下面的范围内具有明显的缺陷：

-这些测量不允许获得局部的信息，

-这些测量缺少反应性以及灵敏度和测量范围的伸延。

根据文献FR 2 885 694已知一种测量反应器或管道中积垢的方法，所述方法使用两个温度探头(sonde)。

更为确切地说，借助于两个轧孔点，这两个探头分别被引入一管道中，并且这些探头之一测量流体的温度，而另一探头测量热发生器的壁体温度。

根据这种方法，首先设法使得在壁体温度和流体的温度之间的温度差尽可能地接近零。然后，热发生器发出一热流，而随着时间推移测量在壁体温度和流体的温度之间的温度差，反应器的积垢状态由该温度差的测量值测定。

不过这种方法和相关的系统具有限制在工业环境中使用的某些缺陷。

特别地，在管道或反应器上存在两物理轧孔点，对于企业家而言总是意味着伴随有不可忽略的成本的设备要求。

此外，即便这两个温度探头是相同类型的，两个温度探头总是会存在一个相对于另一的一定运行偏差，这由于例如在制造时发生的离散。

由于这些偏差，相对两温度探头浸入其中的环境的同一温度，两温度探头相互不会具有相同的表现。

此外，作为参照的温度探头(测量流体的温度的温度探头)本身可能积垢，这引起相对于另一温度探头的额外偏差。

还由于在两温度探头之间的动力学(或动态)响应差异，因而可以观察到在两温度探头之间的温度差，而理论上这种温度差不应该产生。

继而，在前述文献中所使用的方法要求，分开的两温度测量元件所浸入其中的流体的温度不存在任何变化。然而，在大部分工序和/或水处理方法不停地修改与紊乱环境的平均温度的范围中，这极大地缩小应用范围。

最后，通过要求初始条件，所使用的方法同时需要所记录信息的归纳处理以及在各种使用前对条件的系统性检验。因此使得这种方法对于连续的应用或对于长期的运行(24h/24)而言是不能使用的。最好地，对温度差(热偏差)的访问(accès)在所设计和计划的测量时期是可观察的。

因此，刚刚描述的缺陷会引起对积垢的错误测量和因而引起所使用的方法在可靠性上的缺失。此外，由于物理装置的组成元件的操作模式，可能的应用数量是受限的。

申请人发现，能够布置一种设计简单的，并且及时提供可靠的测量值的新型积垢测定传感器，会是有利的。

发明内容