[发明专利]用于加工设施的光学表征系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于表征在加工设施中使用或生产的液体的光学表征系统和方法。

背景技术

在加工设施中，不同的成分通常通过管道运输，以经历至一种或多种产品的转换。在某些条件下，运输和转换加工承受源自加工条件变化的生产挑战。因此，监控成分、产品和/或其通过加工设施的流动的性质可能是重要的。在一种情况下，可能在生产期间形成异常产品，如堵塞，并导致生产停止，例如由于接收堵塞下游的设备的故障。作为另一示例，调整生产加工通常是不简单的事情。意外的不利影响可能会对加工设施造成损害。以简单，优选地部分或全部自动化的方式监控成分、流动和/或产品将是非常有利的，例如出于避免上述问题中的一个或多个问题的目的。

专利说明书US 6,083,461公开了用于测量催化剂需求的反应池系统，其中系统包括具有入口和直径相对的出口的球形室，其中，光学圆筒穿过保持在其底部处的搅拌器上方的球形室。

专利说明书US 4,178,796公开了在线粒度分析仪，其能够对沿着线路实时流动的材料进行测量，从而实现自动加工控制。

专利说明书5,831,721涉及用于测量流体中的粒度分布的背散射激光测量技术，其特别适合于测量流体(例如，着色或不透明且强烈地吸收入射光的石油流体)中的亚微米粒度分布。部分浸没在流体中的光学收发器在流体经受高压和/或高温条件时提供粒度分布的测量。

公开了用于接收流体的容器，该流体的粒度分布必须在其容器包括用于允许流体填充的上部入口部和阀以及用于允许流体排出的底部出口部和阀的情况下被测量。容器还包括位于容器底部处的磁力搅拌器。

专利说明书GB 884,863涉及具有可膨胀体积样品池的比色型化学分析仪，当其入口和出口装置关闭时，其全封闭。

专利说明书US 6,297,505公开了在线方法和流动系统以及用于在液体食品加工设施的生产线中进行用于分析可能含有溶解气体的液体食品(特别是乳制品加工牛奶和奶制品)的红外光谱分析的试管。液体样品从加工线提取到测量分支，并样品被热分析并传递到测量比色皿。IR吸收光谱被测量。

专利申请WO 2013/022795公开了用于包含液体样品的光学测量单元的气泡抑制系统，其中压力源通过阀和流阻抗机制施加到容纳在单元内的液体以溶解回溶液中或减小尺寸以使得样品的光学测量更精确并且不受测量光束和测量的杂散光的干扰。

然而，所提及的系统并不都同样适用于以可靠和/或可重现的方式提供不透明或几乎不透明或不透明液体(例如，包括固体颗粒)的光学表征。

另外，所提及的系统并不都同样适用于提供包含固体颗粒的液体的光学表征，其中相对较重和轻的颗粒的存在将充分影响光学表征。相似地，这样的系统并不都同样适用于提供包含异种流体的液体的光学表征。

发明内容

目的在于至少在一定程度上减轻上述缺点中的至少一个或多个。

本发明的第一方面提供了用于在加工设施中进行液体样品的光学表征的表征系统，其包括：

-样品部，用于保持液体样品；

-入口，包括适于控制液体样品流入样品部的入口阀；

-出口，包括适于控制液体样品从样品部流出的出口阀；

-加压器，适于对样品部加压；

-搅拌器，适于在样品部被加压器加压时搅拌样品部内的液体样品的至少一部分；

-测量装置，适于在液体样品被加压和搅拌的同时对样品部内的液体样品进行光学表征，其中光学表征在通过搅拌器搅拌期间或之后进行，

其中，入口阀和出口阀连接到线管，并且表征系统适于通过入口阀从线管接收液体样品，适于表征样品部中的液体样品，并且可选地通过出口阀将液体样品中的至少一部分返回到线管。

液体样品包含一种或多种液体，并且可附加地包含一种或多个种类、尺寸和形状的固体颗粒。此外，还可包含一种或多种胶体。通常，加工设施中的液体还包括气态物质，例如包含在液体样品中的一种或多种液体的蒸气。

测量装置可例如能够测量光学透射、光学反射、光散射，或者这些属性中的两个或更多个的组合。其可单独地或组合地包括一个或多个光源(例如，激光或LED)以及一个或多个检测器。表征系统还可包括多于一个测量装置。

在一些实施例中，样品系统包括基本竖直的管段。可选地，样品部包括基本水平或倾斜的管段。