[发明专利]使用具有已知位置的多个具备传感器功能的RFID标签对反应器条件进行无线监测和分析

说明书

本发明公开了一种用于无线监测5反应器容器内的过程条件的系统和方法。多个具备传感器功能的射频识别(RFID)标签安置在容器的整个催化剂床中的已知位置处，并且用于测量所述容器内的各种条件。所述具备传感器功能的RFID标签编码有单独的识别码，并且无线链接到收发器。收发器10用于询问每个具备传感器功能的RFID标签以接收响应的应答器信号，所述应答器信号携带表示所述具备传感器功能的RFID标签的三维位置和所述反应器内的所感测条件二者的信息。这允许对所述反应器内特定测量的条件进行三维分析。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月11日提交的未决的美国临时专利申请序列号62/616,148的权益，其全部公开内容在此通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于无线监测并三维分析诸如反应器的处理容器内的条件的系统和方法。

背景技术

含有催化剂的反应器容器对于炼油厂及化工厂是常见的。在操作这些反应器时，期望测量或监测容器内的过程条件，因为这一信息有助于控制反应器容器内的反应条件。用于测量反应器容器内部的条件的现有方法需要具有到传感器的物理连接(诸如电连接或气动连接)，所述传感器传输传感器测量信息以用于外部显示。此种测量装置的一个实例是使用热电偶来测量温度。为了使用热电偶来测量反应器容器内的某一位置处的温度，热电偶套管是必需的。热电偶套管穿过容器壁安装，并且延伸到容器内测量温度的位置处。

期望能够测量和观察反应器容器内的各位置处的过程条件，并且期望能够无线传输信息以用于在远程位置处收集和处理。进一步期望能够提供遍及由容器限定的反应区的容积的条件的三维概况。已经提出使用具备传感器功能的射频识别(RFID)标签来测量反应器容积内的若干条件(诸如压力、温度、流体组成、蒸汽和液体组成、pH值和流速)并且无线传输所测量的信息以用于远程收集和处理。

用于测量环境条件的具备传感器功能的RFID标签的实例描述在US 7,397,370中。这一专利提出了一种用于使用多个射频识别(“RFID”)组合件来监测环境的系统。所述系统可以包括RFID标签，其具有相关联的唯一识别(“ID”)码，并配置有用于感测与环境有关的信息的传感器以及用于将所感测的信息无线传输到处理系统的天线。由处理系统接收的所传输信息包括所感测的环境信息和相关联的识别码，并且处理成用于监测环境以及监测所监测环境中的改变。

描述使用具备传感器功能的RFID标签来测量和追踪可变环境条件的另一参考文献是US 8,106,778。这一专利公开了一种能够使用射频识别(RFID)来追踪可变条件的方法和系统。RFID传感器标签用于测量可变条件，诸如位置、温度、压力和湿度。响应于由RFID读取器设备传输的询问信号，RFID传感器标签传输包括相关联的标签识别数据和表示所测量的条件的可变数据的信号。响应信号包括可变数据和不可变数据二者，使得所测量的条件可以与标签识别数据相关联。RFID读取器设备还可以每次从多个RFID标签中的一个接收多个响应信号。在这一情况下，多个响应信号中的至少一个可以包括表示多个RFID标签中的相应一个处的所测量条件的可变数据和多个RFID标签中的相应一个的标签识别数据。

专利公开US 2007/0215709公开了一种基于RFID的传感器，其包括与传感器组合的RFID电路。传感器元件配置成基于其暴露于传感器所暴露的周围环境的物理条件而改变导电状态。这些物理条件可以包括气体、光、声音、温度、压力、水分和/或其它环境条件的存在或不存在。响应于由RFID询问器传输的RF信号，基于RFID的传感器传输识别(ID)码和与基于RFID的传感器当前或先前暴露于一个或多个物理条件相关联的其它信息以用于由RFID询问器接收。基于RFID的传感器还可以由RFID询问器递送的RF能量供电。