(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業用水のパラメータの測定において精度を維持するための装置であって、
頂部部分、底部部分、入口部分、及び出口部分を有する本体と、
前記頂部部分内に形成され、前記底部部分に向かって前記本体を部分的に貫いて延在する少なくとも１つのセンサ開口部であって、工業用水の前記パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサを受容するように構成されている、少なくとも１つのセンサ開口部と、
前記入口部分と前記出口部分との間に前記本体を貫いて形成された液体フロー孔であって、前記少なくとも１つのセンサ開口部と流体連通しており、液体ストリームが前記本体を貫流することを可能にするように構成されている、液体フロー孔と、
前記本体を少なくとも部分的に貫いて形成されたガスフロー孔であって、ガスストリームが前記本体内に流入することを可能にするように構成されている、ガスフロー孔と、
前記ガスフロー孔と前記液体フロー孔とを流体接続させる、前記本体内に形成された少なくとも１つの噴射チャネルであって、前記ガスストリームを前記ガスフロー孔から前記液体フロー孔内へ前記少なくとも１つのセンサ開口部に向かって方向付けるように、前記液体フロー孔内で前記少なくとも１つのセンサ開口部に実質的に対向して終端する、少なくとも１つの噴射チャネルと、
を備え、
前記液体フロー孔が、前記本体の前記入口部分に隣接する進入部分、前記本体の前記出口部分に隣接する進出部分、及び前記進入部分と前記進出部分との間の狭小部分を有し、前記狭小部分の直径が、前記進入部分の直径及び前記進出部分の直径より実質的に小さく、
前記少なくとも１つのセンサ開口部及び前記少なくとも１つの噴射チャネル
は、前記狭小部分に流体連通し、前記狭小部分を介して対向配置される、装置。
【請求項２】
前記ガスフロー孔が、前記出口部分内に形成され、前記入口部分に向かって前記本体を少なくとも部分的に貫いて延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ガスフロー孔が、前記液体フロー孔に実質的に平行である、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのセンサ開口部は、第１のセンサ開口部及び第２のセンサ開口部を含み、
前記少なくとも１つの噴射チャネルが、第１の噴射チャネル及び第２の噴射チャネルを含み、
前記第１の噴射チャネルが、前記ガスストリームの少なくとも一部分を前記第１のセンサ開口部に向かって方向付けるように、前記液体フロー孔内で前記第１のセンサ開口部に実質的に対向して終端し、前記第２の噴射チャネルが、前記ガスストリームの少なくとも一部分を前記第２のセンサ開口部に向かって方向付けるように、前記液体フロー孔内で前記第２のセンサ開口部に実質的に対向して終端する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの噴射チャネルが、前記少なくとも１つのセンサ開口部のセンサ開口にわたって前記ガスストリームの分配を提供するように、前記少なくとも１つの噴射チャネルのざぐり開口において前記液体フロー孔に流体接続し、前記ざぐり開口が、前記少なくとも１つの噴射チャネルの直径より実質的に大きい直径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの噴射チャネルが、ノズルにおいて前記液体フロー孔に流体接続し、前記ノズルが、ガスの直噴流を前記少なくとも１つのセンサ開口部のセンサ開口に向かって排出するように、前記少なくとも１つの噴射チャネルの直径より実質的に小さい直径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のセンサ開口部に支持される第１のセンサが、ｐＨセンサであり、前記第２のセンサ開口部に支持される第２のセンサが、酸化還元電位センサである、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのセンサ開口部と前記少なくとも１つの噴射チャネルとが、両方とも前記液体フロー孔の前記狭小部分に対して実質的に垂直であり、前記ガスフロー孔が、前記液体フロー孔に実質的に平行である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１月１２日に出願された米国特許出願第１４／５９４，６２５号の優先権を主張し、この開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
多くの工業用水システムは、優れたエネルギー伝達の維持、廃棄物の低減、資産の保護、及び製品品質の改善のうちのいずれか１つまたはそれらの組み合わせのために、正確な薬液処理を必要とする。正確な薬液処理は、例えば導電率、ｐＨ、酸化還元電位、微生物濃度、アルカリ度、及び硬度等の特性変数を監視することにより工業用水システムに対して行うことができる。
【０００３】
これらの変数のうちのいずれにおいて測定された変化も、制御プロセス動作に対して入力情報を提供することができる。例えば、冷却塔動作において循環する冷却水の導電率の上昇が測定されると、当該動作のブローダウン、続いて補給水の追加が引き起こされ得、それにより冷却水の導電率が低減される。工業用水システム、特に冷却水システムの特性変数の精密、正確な測定を維持することが、その効率的な処理及び動作の鍵である。
【０００４】
工業用水システム、より具体的には冷却水システムの場合、一般に３つの問題が処理動作により対処される。すなわち、１）ミネラル、例えば炭酸カルシウム及び／またはケイ酸マグネシウムの堆積により引き起こされるスケール生成の抑制、２）例えば腐食により引き起こされる懸濁堆積物の堆積により引き起こされる汚損の抑制、ならびに３）例えば細菌、藻類、及び／または真菌類により引き起こされる微生物汚染の抑制である。これらの条件のいずれも、濡れ表面、特に工業用水システムのパラメータの測定において利用される表面上に堆積物を形成させ得る。堆積物は、例えば測定応答時間の遅延、測定値のドリフト（例えばオフセットの変化）、または測定の不安定性により引き起こされる測定誤差（不正確性、曖昧性、又はその両方）を持ち込み得るため、これらのうちのいずれが測定面に堆積することも、特に懸念される。
【０００５】
センサプローブ洗浄のためのいくつかのデバイス及び方法が利用可能である。例えば、溶存ガスを含む液体システムのための超音波洗浄技法が存在する。いくつかの用途では、機械的拭き取りシステムが実装されている。空気噴射、水噴射、及びオフライン薬液処理も使用されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
工業用水システムのパラメータを測定する際に精度を維持する方法が提供される。ある態様では、本方法は、ある液体ストリーム圧の液体ストリームを、センサによりパラメータを測定するために利用される表面に接触させることを含む。ガスストリームを液体ストリーム内へ導入し、それにより、混合ガス液体ストリームを該表面に接触させる。ガスストリームは、液体ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガス圧で液体ストリーム内へ導入される。
【０００７】
さらなる態様では、本方法は、ある工業用水ストリーム圧の工業用水ストリームを、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに接触させることを含む。工業用水ストリームのｐＨ及び／または酸化還元電位を測定する。尿素塩酸塩を含む洗浄液を、濡れ表面のうちの少なくとも１つに、該濡れ表面のうちの少なくとも１つを洗浄するために十分な第１の期間にわたって、かつ十分な濃度で、接触させる。工業用水ストリームを、洗浄された該濡れ表面のうちの少なくとも１つに、工業用水ストリーム圧で、第２の期間にわたって再接触させ、それにより、洗浄されたｐＨセンサ及び／または酸化還元電位センサを使用して工業用水ストリームのｐＨ及び／または酸化還元電位を測定する。洗浄されたｐＨセンサ及び／酸化還元電位センサを使用して測定したｐＨ及び／または測定した酸化還元電位に関する回復曲線を作成する。上記のステップを繰り返す。それぞれの回復曲線を比較する。それぞれの回復曲線を比較すると許容可能なセンサ劣化が明らかにされる場合、それぞれのセンサは、引き続き供用され得る。しかしながら、それぞれのセンサが、許容不能なセンサ劣化を明らかにする場合、該それぞれのセンサは、供用から外される。
【０００８】
さらに別の態様では、本方法は、ある工業用水ストリーム圧の工業用水ストリームを、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに接触させることを含む。洗浄液を、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに接触させる。工業用水ストリームを、工業用水ストリーム圧で、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに再接触させる。ガスストリームを、工業用水ストリーム内へ、工業用水ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガスストリーム圧で、再接触の開始後に導入する。
【０００９】
工業用水システム内の工業用水の複数のパラメータの測定において精度を維持する方法も提供される。本方法は、ある工業用水ストリーム圧の工業用水ストリームを、複数のセンサにより複数のパラメータを測定するために利用される複数の表面に接触させることを含む。表面の第２のサブセットが工業用水ストリームとの接触を維持する間、表面の第１のサブセットを工業用水ストリームから隔離する。第２のサブセットが工業用水ストリームとの接触を維持する間、第１のサブセットのうちの少なくとも１つの表面を洗浄する。表面の第１のサブセットについて、工業用水ストリームとの接触を回復する。表面の第１のサブセットは、光伝達媒体の濡れ表面、ｐＨセンサの濡れ表面、及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つを含む。表面の第２のサブセットは、腐食検出センサの濡れ表面及び導電率センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つを含む。
【００１０】
あるさらなる態様では、工業用水のパラメータの測定において精度を維持するための装置が提供される。本装置は、頂部部分、底部部分、入口部分、及び出口部分を有する本体を備えている。本装置は、頂部部分内に形成され、底部部分に向かって本体を部分的に貫いて延在する少なくとも１つのセンサ開口部を含む。該少なくとも１つのセンサ開口部は、工業用水のパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサを受容するように構成されている。本装置は、入口部分と出口部分との間に本体を貫いて形成された液体フロー孔（bore）を含む。液体フロー孔は、該少なくとも１つのセンサ開口部と流体連通しており、液体ストリームが本体を貫流することを可能にするように構成されている。本装置は、本体を少なくとも部分的に貫いて形成されたガスフロー孔を含む。ガスフロー孔は、ガスストリームが本体内に流入することを可能にするように構成されている。本装置は、ガスフロー孔と液体フロー孔とを流体接続させる、本体内に形成された少なくとも１つの噴射チャネルも含む。該少なくとも１つの噴射チャネルは、ガスストリームをガスフロー孔から液体フロー孔内へ該少なくとも１つのセンサ開口部に向かって方向付けるように、液体フロー孔内で該少なくとも１つのセンサ開口部に実質的に対向して終端する。
【００１１】
さらに別の態様では、工業用水測定システムが提供される。本システムは、工業用水のパラメータの測定において精度を維持するように構成された装置を備えている。本装置は、頂部部分、底部部分、入口部分、及び出口部分を有する本体を備えている。本装置は、入口部分と出口部分との間に本体を貫いて形成された液体フロー孔を含む。液体フロー孔は、液体ストリームが本体を貫流することを可能にするように構成されている。本装置は、本体の頂部部分内に形成された少なくとも１つのセンサ開口部であって、該少なくとも１つのセンサ開口部のセンサ開口において液体フロー孔と流体連通するように本体を部分的に貫いて延在する、少なくとも１つのセンサ開口部を含む。本装置は、本体を少なくとも部分的に貫いて形成されたガスフロー孔も含む。ガスフロー孔は、ガスストリームが本体内に流入することを可能にするように構成されている。本装置は、ガスフロー孔と液体フロー孔とを流体接続させる、本体内に形成された少なくとも１つの噴射チャネルを含む。該少なくとも１つの噴射チャネルは、液体フロー孔内で該少なくとも１つのセンサ開口部のセンサ開口に実質的に対向して終端する。本システムは、該少なくとも１つのセンサ開口部内に配設された少なくとも１つのセンサも含む。該少なくとも１つのセンサは、液体フロー孔を貫流する液体ストリームのパラメータを感知するようにセンサ開口内に配設された表面を含む。該少なくとも１つの噴射チャネルは、ガスストリームの少なくとも一部分をガスフロー孔から液体ガスフロー孔内へ該少なくとも１つのセンサ開口部のセンサ開口内に配設されたセンサの表面に向かって方向付けて、センサの表面を洗浄するように構成されている。
【００１２】
別の態様では、工業用水のパラメータの測定において精度を維持するための装置が提供される。本装置は、頂部部分、底部部分、入口部分、及び出口部分を有する本体を備えている。本装置は、入口部分と出口部分との間に本体を貫いて形成された液体フロー孔を含む。液体フロー孔は、液体ストリームが本体を貫流することを可能にするように構成されている。本装置は、液体フロー孔に実質的に垂直に頂部部分内に形成された第１のセンサ開口部であって、第１のセンサ開口において液体フロー孔と流体連通するように本体を部分的に貫いて延在する、第１のセンサ開口部を含む。第１のセンサ開口部は、工業用水のパラメータを測定するための第１のセンサを受容するように構成されている。本装置は、液体フロー孔に実質的に垂直に頂部部分内に形成された第２のセンサ開口部であって、第２のセンサ開口において液体フロー孔と流体連通するように本体を部分的に貫いて延在する、第２のセンサ開口部を含む。第２のセンサ開口部は、工業用水のパラメータを測定するための第２のセンサを受容するように構成されている。本装置は、液体フロー孔に実質的に平行に、本体を少なくとも部分的に貫いて形成されたガスフロー孔を含む。ガスフロー孔は、ガスストリームが本体内に流入することを可能にするように構成されている。本装置は、液体フロー孔に実質的に垂直に本体内に形成された第１の噴射チャネルであって、ガスフロー孔と液体フロー孔とを流体接続させる第１の噴射チャネルを含む。第１の噴射チャネルは、ガスストリームの少なくとも一部分をガスフロー孔から液体フロー孔内へ第１のセンサ開口に向かって方向付けるように、液体フロー孔内で第１のセンサ開口部の第１のセンサ開口に実質的に対向して終端する。本装置は、液体フロー孔に実質的に垂直に本体内に形成された第２の噴射チャネルであって、ガスフロー孔と液体フロー孔とを流体接続させる第２の噴射チャネルを含む。ガスストリームの少なくとも一部分をガスフロー孔から液体フロー孔内へ第２のセンサ開口に向かって方向付けるように、液体フロー孔内で第２のセンサ開口部の第２のセンサ開口に実質的に対向して終端する第２の噴射チャネル。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】本開示の方法を行うために使用することができる装置の斜視図を図示する。
【図１ｂ】本開示の方法を行うために使用することができる装置の断面図を図示する。
【図１ｃ】本開示の方法を行うために使用することができる光学センサのある実施形態を図示する。
【図１ｄ】本開示の方法を行うために使用することができる装置のある実施形態を図示する。
【図１ｅ】本開示の方法を行うために使用することができるシステムのある実施形態を図示する。
【図２】本開示の方法を行うために使用することができるシステムのある実施形態の平面図を図示する。
【図３】本開示の方法を行うために使用することができるシステムのある実施形態の平面図を図示する。
【図４】薬液洗浄後の、単一の工業用水ストリームに暴露された２つの酸化還元センサプローブを利用した酸化還元電位測定を図示する。
【図５】薬液洗浄後の、工業用水ストリームに暴露されたｐＨセンサプローブを利用したｐＨ測定を図示する。
【図６】薬液洗浄後の、単一の工業用水ストリームに暴露された２つの酸化還元センサプローブであって、２つのプローブのうちの１つがガスストリームによるポスト薬液洗浄にさらに暴露された酸化還元センサプローブ、を利用した酸化還元電位測定を図示する。
【図７】本開示の方法を行うために使用することができるシステムのある実施形態の平面図を図示する。
【図８】本明細書の実施例１に関する結果のグラフである。
【図９】本明細書の実施例２に関する結果のグラフである。
【図１０】本明細書の実施例３の鉱酸ベースの洗浄液による処理に関する結果のグラフである。
【図１１】本明細書の実施例３の尿素塩ベースの洗浄液による処理に関する結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一般概念を含む実施形態は様々な形態をとり得るものの、本開示は、例示とみなされるべきであり、特定の実施形態に限定されることを意図しないという理解の下で、様々な例示的な実施形態及び好ましい実施形態が図面中に示され、かつ以下で説明される。
【００１５】
一般に、工業用水のパラメータの測定において精度を維持する方法が提供され、工業用水は、冷却水であってもよい。「冷却水」とは、１つまたは複数の管路及び熱交換設備のシステムを循環し、それにより熱エネルギーをある物質から別の物質に伝達する、水を含む液状物質を指す。熱を失う物質は、冷却されると言われ、熱を受け取る物質は、冷却液と呼ばれる。
【００１６】
本明細書に開示の方法を行うことの一般的な目標は、工業用水システムを監視及び任意追加的に制御する際に行われる測定において、該測定を行う上で重大な表面上への堆積物を防止することにより、精度を維持することである。本明細書に開示の方法を行うことの別の一般的な目標は、該測定を行う上で重大な表面から堆積物を除去し、それにより、堆積物のために失われていた精度を回復することである。堆積物は、スケールの生成、汚損、微生物の繁殖、またはそれらの組み合わせによる場合がある。
【００１７】
本明細書に開示の方法を行うことのより具体的な目標は、工業用水システム内で使用されるｐＨセンサの濡れ表面、酸化還元電位センサの濡れ表面、及び光伝達媒体の濡れ表面のうちの少なくとも１つ上への堆積物を防止し、それにより、利用されるセンサ（複数可）からなされる測定において許容可能な精度レベルを維持することである。本明細書に開示の方法を行うことの別のより具体的な目標は、工業用水システム内で使用されるｐＨセンサの濡れ表面、酸化還元電位センサの濡れ表面、及び光伝達媒体の濡れ表面のうちの少なくとも１つ上への堆積物を除去し、それにより、堆積物のために失われていた精度レベルを回復することである。
【００１８】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「工業用水」とは、液体または液体を含む混合状態の物質を指し、液体は水を含み、液体または混合状態の物質は工業目的に使用される。例として、工業目的の非網羅的なリストには、加熱、冷却、製造（例えば、製紙）、精製、薬液処理、原油の抽出、天然ガスの抽出等が含まれる。「冷却水」は、「工業用水」の例示的な実施形態である。
【００１９】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「連続的（に）」は、ある行為を長期間にわたって中断なしに行うことを言う。例示的な「長期間」は、２４時間である。
【００２０】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「ｐＨセンサ」とは、液体のｐＨを測定するために利用される電極型センサを指し、これは、専用入力デバイス、専用出力デバイス、または専用入出力デバイスを含んでもよく、または含まなくてもよい。ｐＨセンサの例示的な実施形態は、Ｅｃｏｌａｂの子会社Ｎａｌｃｏ（１６０１  Ｗｅｓｔ  Ｄｉｅｈｌ  Ｒｏａｄ，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，イリノイ州６０５６３）から入手可能な部品番号４００−Ｃ００６０．８８である（ｈｔｔｐ：／／ｅｃａｔａｌｏｇ．ｎａｌｃｏ．ｃｏｍ／ｐＨ−Ｍｅｔｅｒｓ−Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ−Ｃ７３９．ａｓｐｘ）。特定のｐＨセンサは、ｐＨに加えてパラメータを測定することもできる。
【００２１】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「酸化還元電位センサ」とは、液体の酸化還元電位（「ＯＲＰ」）を測定するために利用される電極型センサを指し、これは、専用入力デバイス、専用出力デバイス、または専用入出力デバイスを含んでもよく、または含まなくてもよい。酸化還元電位センサの例示的な実施形態は、Ｅｃｏｌａｂの子会社Ｎａｌｃｏ（１６０１  Ｗｅｓｔ  Ｄｉｅｈｌ  Ｒｏａｄ，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，イリノイ州６０５６３）から入手可能な部品番号４００−Ｐ１３４２．８８である（ｈｔｔｐ：／／ｅｃａｔａｌｏｇ．ｎａｌｃｏ．ｃｏｍ／ＯＲＰ−Ｐｏｃｋｅｔ−Ｍｅｔｅｒ−Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ−Ｃ７３２．ａｓｐｘ）。特定の酸化還元電位センサは、酸化還元電位に加えてパラメータを測定することができる。導電率センサ及び腐食監視装置等の他のセンサの例もまた、Ｅｃｏｌａｂの子会社Ｎａｌｃｏ（１６０１  Ｗｅｓｔ  Ｄｉｅｈｌ  Ｒｏａｄ，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，イリノイ州６０５６３）から入手可能である（Ｎａｌｃｏオンライン機器カタログが以下のＵＲＬで見出される：ｈｔｔｐ：／／ｅｃａｔａｌｏｇ．ｎａｌｃｏ．ｃｏｍ／Ｄｅｆａｕｌｔ．ａｓｐｘ）。
【００２２】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「期間」（例えば、「第１の期間」）とは、洗浄液をセンサ（例えば、ｐＨセンサ、酸化還元電位センサ等）の濡れ表面に接触させることに関する場合、例えば、洗浄液に接触しているセンサの濡れ表面上に見出され得る妨害物の少なくとも一部分または実質的に全てを、特定の濃度の洗浄液で除去するのに十分な期間を指す。センサの濡れ表面を洗浄液に接触させる期間の例示的な範囲としては、約１秒または約１０秒または約３０秒または約１分から約２分または約３分または約５分または約１０分または約３０分または約１時間が挙げられるがこれらには限定されず、約１分〜約５分を含み、約１分〜約１０分を含み、約１分〜約１時間を含む。本開示の方法を使用して濡れ表面を洗浄するのに十分な期間は、特に洗浄液の化学種、洗浄液の濃度、温度、圧力、流量、乱流等を含む要因に応じて異なり得る。
【００２３】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「コントローラ」とは、プロセッサ、メモリ素子、デジタル記憶媒体、陰極線管、液晶表示器、プラズマ表示器、タッチスクリーン、もしくは他のモニタ等の要素、及び／または他の要素を有する電子デバイスを指す。コントローラとしては、例えば、ユーザーを導き、ユーザーにプロンプトを提供し、または本発明の方法のいずれかの部分に関する情報をユーザーに提供する対話型インターフェースが挙げられる。このような情報としては、例えば、較正モデルの構築、１つまたは複数のパラメータのデータ収集、測定位置（複数可）、得られたデータセットの管理等が挙げられる。
【００２４】
コントローラは、利用される場合、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路、プログラム、コンピュータ実行可能な命令もしくはアルゴリズム、１つもしくは複数のハードワイヤードデバイス、無線デバイス、及び／またはリキッドハンドラ（liquid handler）、油圧アーム、サーボ、もしくは他のデバイス等の１つもしくは複数の機械的デバイスと統合及び／または連通するように動作可能であることが好ましい。その上、コントローラは、特に本開示の方法（複数可）を実施することにより測定されるパラメータから得られるフィードバック、フィードフォワード、または予測のループ（複数可）を統合するように動作可能である。コントローラシステム機能の一部または全部は、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、無線ネットワーク、エクストラネット、インターネット、マイクロ波リンク、赤外線リンク等、及びそれらのリンクまたは他の好適なリンクの任意の組み合わせにおける通信用の、ネットワークサーバ等の中心位置にあってもよい。加えて、信号調整器またはシステムモニタ等の他の要素が、信号伝送及び信号処理アルゴリズムを促進するために含まれてもよい。
【００２５】
例として、コントローラは、本発明の方法を準自動化様式または完全自動化様式で実施するように動作可能である。別の実施形態では、コントローラは、本方法を手動様式または準手動様式で実施するように動作可能である。本発明の上記の変形の例は、本明細書において図面に関連して提供される。
【００２６】
例えば、液体から収集されるデータセットとしては、酸化還元電位、ｐＨ、特定の化学種またはイオンの濃度（例えば、経験的に、自動的に、蛍光性により、電気化学的に、比色測定により、直接測定により、計算により等で決定される）、温度、濁度、圧力、流量、溶解または懸濁した固体等が挙げられる。このようなパラメータは、典型的に、ｐＨセンサ、イオン分析装置、温度センサ、圧力センサ、腐食検出センサ等の任意の種類の好適なデータ計測／感知／捕捉機器、ならびに／または任意の他の好適なデバイスもしくは方法により測定される。比色測定信号、屈折測定信号、分光測定信号、輝度測定信号、及び／または蛍光測定信号を検出または感知し得るデバイスは、本発明にとって特別に有用である。このようなデータ捕捉機器は、コントローラと連通していることが好ましく、代替的な実施形態によれば、コントローラにより付与される先進的機能（本明細書に記載の制御アルゴリズムの任意の部分を含む）を有し得る。
【００２７】
測定されたパラメータまたは信号のうちの任意のものをユーザー、薬液ポンプ、アラームまたは他のシステム要素に対してデータ送信することは、有線ネットワークもしくは無線ネットワーク、ケーブル、デジタル加入者線、インターネット等の任意の好適なデバイスを使用して達成される。イーサネット（登録商標）インターフェース、無線インターフェース（例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、８０２．１６、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、光、赤外線、他の無線周波数、任意の他の好適な無線データ伝送方法、及び上記の任意の組み合わせ）、ユニバーサルシリアルバス、電話ネットワーク等の任意の好適なインターフェース規格（複数可）、ならびにそのようなインターフェース／接続の組み合わせが使用されてもよい。本明細書で使用する場合、用語「ネットワーク」は、これらのデータ伝送方法の全てを包括する。本明細書に記載の要素、デバイス、センサ等のいずれも、上述のまたは他の好適なインターフェースまたは接続を用いて互いに、及び／またはコントローラに接続され得る。ある実施形態では、情報（本発明の方法により生成される入力または出力の全てを総称的に指す）がシステムから受信され、アーカイブされる。別の実施形態では、このような情報は、時刻表または予定表に従って処理される。あるさらなる実施形態では、このような情報は、リアルタイムで処理される。このようなリアルタイム受信には、例えば、コンピュータネットワーク越しの「ストリーミングデータ」も含まれてもよい。
【００２８】
本開示に関する限り、特に指示がない限り、「制御スキーム」とは、本明細書に定義されるようにコントローラへの入力に基づいてコントローラから出力を提供することを指す。
【００２９】
工業用水システムのパラメータを測定する際に精度を維持する方法が提供される。本方法は、ある液体ストリーム圧の液体ストリームを、センサによりパラメータを測定するために利用される表面に接触させることを含む。ガスストリームを液体ストリーム内へ導入し、それにより、混合ガス液体ストリームを該表面に接触させる。ガスストリームは、液体ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガス圧で液体ストリーム内へ導入される。
【００３０】
図１ａ及び１ｂは、本明細書に記載の１つまたは複数の本発明の方法の少なくとも一部分を実施するために使用することができる装置のある実施形態を図示する。特定の実施形態では、装置１００は、工業用水システム内で使用される工業用水の少なくとも１つのパラメータを測定し、その測定の精度を維持するための工業用水測定システムとして使用することができる。図１ａは、装置１００の斜視図を示す一方、図１ｂは、装置１００のより詳細な断面図を示す。図示するように、装置１００は、２つのセンサ、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂを支持することができる本体１０２を備えている。しかしながら、当業者は、装置１００は１つ、２つ、もしくは任意の合理的な数のセンサ１１０を実装するように設計及び構築され得ること、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂの位置は交換することができること、または装置１００は２つのｐＨセンサ１１０ａもしくは２つの酸化還元電位センサ１１０ｂを実装してもよいことを認識するであろう。なお、他の好適な種類のセンサを使用することができることが企図されている。図面に示すように、センサ１１０ａ、１１０ｂは、本体１０２内に形成された第１のセンサ開口部１１２ａ及び第２のセンサ開口部１１２ｂ内に支持され得る。
【００３１】
さらに、図１ｃは、光学センサ１１０ｘのある実施形態、例えば蛍光光度計のある実施形態を図示する。図１ｃの実施形態では、例えば装置１００を使用して、光学センサ１１０ｘを、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂのうちの少なくとも１つの代わりに動作可能に装着することができる。本明細書に記載のように、光学センサ１１０ｘは、光学窓または反射面をその濡れ表面１１１０ｘとして利用し得る。ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂと同様に、当業者は、装置１００が単に本明細書に開示の方法を実施するために利用し得る装置またはその部分のある実施形態を提供するものであること、及び本出願が装置１００に限定されるべきではないことを認識するであろう。「光学窓」という用語は、プロセスにおいて物質の光学的観察を可能にする障壁を指すのに使用される。光学的観察は、目視により、または電子的に行うことができる。光学的観察とは、光に基づく任意の形態の観察を指す。光学的観察の例としては、蛍光分析、吸収、分光測定、イメージング、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるがそれらには限定されない。
【００３２】
図１ａを再び参照すると、装置１００の本体１０２は、前方部分１０１、後方部分１０３、入口部分１０５、出口部分１０７、頂部部分１０９、及び底部部分１１１を含む。いくつかの実施形態では、固締具、例えばボルトまたはねじを収容する固締具チャネル１１３が、前方部分１０１と後方部分１０３の間に本体１０２を貫いて形成されている。第１のセンサ開口部１１２ａ及び第２のセンサ開口部１１２ｂが、本体１０２の頂部部分１０９内に形成されている。図１ｂに示すように、センサ開口部１１２ａ、１１２ｂはそれぞれ、孔部分１１４ａ、１１４ｂ及びカウンタ孔部分１１６ａ、１１６ｂを含むが、カウンタ孔のない実施形態も企図されている。センサ開口部１１２ａ、１１２ｂ及び関連付けられた部分のサイズは、所与のセンシング用途に望ましいいかなるセンサも受容する大きさであってよいことが本明細書では企図されている。
【００３３】
図１ｂを参照すると、液体フロー孔１１７が、実質的に入口部分１０５と出口部分１０７の間に本体１０２を貫いて形成されている。図１ｂに図示される実施形態は、液体フロー孔１１７を第１のセンサ開口部１１２ａ、第２のセンサ開口部１１２ｂに実質的に垂直であるとして示しているものの、孔間の他の関係が企図されている。液体フロー孔１１７は、本体１０２の入口部分１０５に隣接する進入部分１１９、狭小部分１２０、及び本体１０２の出口部分１０７に隣接する進出部分１２１を備えている。いくつかの実施形態では、進入部分１１９及び進出部分１２１は、狭小部分１２２より大きい直径を有し得る。液体ストリーム１２０ａは、入口部分１０５内に形成された進入孔１１８を通じて液体フロー孔１１７の進入部分１１９に入る。ひとたび液体ストリーム１２０ａが進入部分１１９に入ると、液体ストリームは、任意追加的に開口部１２１で狭小化され、狭小部分１２２を貫流する。次いで、液体ストリーム１２０ａは、進出開口部１２４を通過し、液体フロー孔１１７の進出部分１２１を通り、出口部分１０７内に形成された進出孔１２６を通じて本体１０２の外に出る。図示する実施形態では液体フロー孔１１７の狭小部分１２２を貫流する液体ストリームになる液体ストリーム１２０ａは、工業用水システムの工業用水、洗浄液、別個の水含有液体、またはそれらの組み合わせを含み得ることが明らかである。
【００３４】
図１ｂに示すように、センサ開口部１１２ａ、１１２ｂの孔部分１１４ａ、１１４ｂは、液体フロー孔１１７の狭小部分１２０と流体連通する。第１のセンサ開口１１５ａ及び第２のセンサ開口１１５ｂはそれぞれ、第１のセンサ開口部１１２ａ及び第２のセンサ開口部１１２ｂと液体フロー孔１１７との間の交点に形成されている。特定の実施形態では、センサ１１０ａ、１１０ｂの表面１１１０ａ、１１１０ｂは、センサ開口１１５ａ、１１５ｂ内に配設されている。結果として、本体１０２を貫流する液体ストリーム１２０ａは、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂに、それらの表面１１１０ａ及び１１１０ｂにおいて接触する。
【００３５】
図１ｂを引き続き参照すると、ガスストリーム１３０が本体内へ流れて、液体フロー孔内へセンサ開口部１１２ａ及び１１２ｂに実質的に対向して導入されることを可能にするように、ガスフロー孔１２８は、液体フロー孔１１７に実質的に平行に本体１０２内に形成されている。ガスフロー孔１２８は、出口部分１０７に隣接するガス進入部分１２９及び狭小ガス部分１３１を有する。図１ｂに示す実施形態では、第１の噴射チャネル１３２ａ及び第２の噴射チャネル１３２ｂが、本体１０２内に形成され、ガスフロー孔１２８の狭小ガス部分１３１と液体フロー孔１１７との間の流体連通を提供する。第１の噴射チャネル１３２ａは、液体フロー孔１１７の狭小部分１２２において第１のざぐり開口２１１０ａで終端し、第２の噴射チャネル１３２ｂは、液体フロー孔の狭小部分において第２のざぐり開口２１１０ｂで終端する。第１のざぐり開口２１１０ａは、狭小部分１２２内へ第１のセンサ開口部１１２ａに実質的に対向して開口し、第２の噴射チャネル１３２ｂは、狭小部分内へ第２のセンサ開口部１１２ｂに実質的に対向して開口する。図１ｂ内に図示する実施形態は２つのセンサ開口部１１２ａ、１１２ｂに対応する２つの噴射チャネル１３２ａ、１３２ｂを含むものの、所与の装置内で使用されるセンサの数、またはユーザーがガスストリームの導入を介して洗浄することを希望するセンサの数に応じて、異なる量の噴射チャネルがガスフロー孔１２８から分岐してもよいことが企図される。
【００３６】
図１ｂ内に示すように、ガスストリーム１３０は、本体１０２の出口部分１０７内に形成されたガス進入孔１３３において、ガスフロー孔１２８のガス進入部分１２９内に導入される。次いで、ガスストリーム１３０は、ガス開口部１３４を通過して、ガスフロー孔１２８の狭小ガス部分１３１内に入る。次いで、ガスストリーム１３０は、第１の噴射チャネル１３２ａまたは第２の噴射チャネル１３２ｂのいずれかに分かれ、それぞれ液体ストリーム１２０の狭小部分１２２内の第１のざぐり開口２１１０ａまたは第２のざぐり開口２１１０ｂを通じて排出され、それによりガス液体ストリーム１５０を生み出す。図１ｂに図示する実施形態の場合、ガスストリーム１３０は、液体ストリーム１２０に垂直な方向、この場合は狭小部分１２２に導入される。図示するように、ガスストリーム１３０は、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂの表面１１１０ａ及び１１１０ｂの各々に対応する２つのざぐり開口２１１０ａ及び２１１０ｂを通じて導入される。任意追加的であるものの、図１ｂに図示する実施形態のざぐり開口２１１０ａ及び２１１０ｂは、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂの濡れ表面１１１０ａ及び１１１０ｂにわたっての分配を提供するようにテーパー状である。図１ｄに示す実施形態等の他の実施形態では、噴射チャネル１３２ａ、１３２ｂは、第１のノズル３１１０ａ及び第２のノズル３１１０ｂにおいて狭小部分１２２内へ終端する。このような実施形態では、ガスストリーム１３０は、ざぐりのないノズル３１１０ａ、３１１０ｂを通じて狭小部分１１７に入る。結果として、ざぐり開口２１１０ａ、２１１０ｂが使用されるとき、ガスストリーム１３０は、より直接の噴射として液体ストリーム１２０と混ざる。いくつかの実施形態では、第１のノズル３１１０ａ及び第２のノズル３１１０ｂの開口はそれぞれ、第１の噴射チャネル１３２ａ及び第２の噴射チャネル１３２ｂより実質的に小さい直径を有する。図１ｂに図示する実施形態から明らかなように、ガスストリーム１３０は、弁、管路、接続部品等を使用して、あるガス状物質を単一の表面に、複数のガス状物質を複数の表面に、単一のガス状物質を複数の表面に、またはユーザーが適切とみなすどのような方法においてでも、動作可能に供給するように構成することができる。
【００３７】
特定の実施形態では、液体ストリームは、水を含むか、または水からなってもよく、もしくは水を主成分としてもよい。ある好ましい実施形態では、液体ストリームは、工業用水プロセスからの工業用水ストリームである。他の実施形態では、液体ストリームは、洗浄用薬液であってもよい。いくつかの実施形態では、表面を本明細書に記載のように隔離し、混合ガス液体ストリームを表面に接触させる。いくつかの実施形態では、液体ストリームは、隔離の間に循環（例えば、再循環）を介して表面に接触し、液体ストリームは、工業用水プロセスからの工業用水を含んでもよい。
【００３８】
特定の実施形態では、液体ストリームを、センサによりパラメータを測定するために利用される表面に接触させる。表面は、センサ自体、すなわちセンサのセンシング要素の濡れ表面の形態でセンサに接続され得る。表面は、光伝達媒体の濡れ表面であってもよい。
【００３９】
特定の実施形態では、液体ストリームを腐食試験片に接触させ、腐食試験片を取り外し、観察して、全体的腐食及び局所的腐食がないか評価する。腐食試験片が存在する場合、標準化されたプロトコル、例えばＡＳＴＭ規格に一般に従って腐食試験片を液体ストリームに暴露する。試験片が存在する場合、例えば重量減少または孔食の深さを測定するために、試験片を液体ストリームから取り外すことができる。
【００４０】
特定の実施形態では、ガスストリームは、液体ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ大きいガス圧で液体ストリーム内へ導入され、液体ストリームは、工業用水ストリームであってもよい。「ガスストリーム」という用語は、気相の物質の流れを指す。ガスストリームの例示的な実施形態は、圧縮空気のストリームである。ガスストリーム圧は、液体ストリーム圧より少なくとも約１０ｐｓｉ高くてもよく、または液体ストリーム圧より約２０ｐｓｉ高くてもよく、または液体ストリーム圧より最大約１００ｐｓｉ高くてもよく、または液体ストリーム圧より最大約８０ｐｓｉ高くてもよく、または液体ストリーム圧より最大約６０ｐｓｉ高くてもよく、または液体ストリーム圧より最大約４０ｐｓｉ高くてもよい。ある好ましい実施形態では、ガスストリームは、液体ストリーム圧より約２０ｐｓｉ〜約４０ｐｓｉ高いガス圧で液体ストリーム内へ導入される。
【００４１】
特定の実施形態では、表面は、液体ストリームの狭小部分内に位置し、液体ストリームは、工業用水ストリームであってもよい。ある好ましい実施形態では、液体ストリームの狭小部分内に位置する表面は、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つである。液体ストリームの流れは、表面のすぐ上流で狭小化され、次いでガスストリームが、混合ガス液体ストリームを生み出すように狭小部分内に導入され、それにより混合ガス液体ストリームが表面に接触する。液体ストリームの狭小化は、液体ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガスストリーム圧のガスストリームの導入と組み合わせて使用されるとき、特に有益な結果を提供することが実証されている。上記の有益な結果の証拠は、例えば本明細書で提供される実施例において実証されている。
【００４２】
特定の実施形態では、ガスストリームは、液体ストリーム内へ、工業用水システム内の工業用水のパラメータの測定において利用される表面に向かって、導入される。特定の実施形態では、ガスストリームは、液体ストリーム内へ、液体ストリームの流れから垂直な方向に導入される。特定の実施形態では、ガスストリームは、液体ストリーム内へ、液体ストリームの流れから垂直な方向から約±４５度の範囲内の角度で導入される。特定の実施形態では、ガスストリームは、液体ストリーム内へ、工業用水のパラメータの測定において利用される表面の上流位置で導入される。特定の実施形態では、ガスストリームは、液体ストリームの流れの方向に導入される。特定の実施形態では、ガスストリームは、工業用水システム内の工業用水のパラメータの測定において利用される表面にわたって流れる液体ストリームがガスストリーム吐出容器により邪魔されないように、液体ストリーム内へ導入される。例えば、図１ｂに図示するように、ガスストリーム１３０は、吐出装置またはいかなる種類の装置も液体ストリーム１２０の流れの中に配置することなしに、液体ストリーム１２０内へ吐出される。
【００４３】
本明細書に記載の実施形態のガスストリームは、いくつかのガス状物質のうちの任意の１つまたは複数を含み得る。ガスストリームは、アルカリ性から不活性から酸性の範囲のガス状物質を含み得る。特定の実施形態では、ガスストリームは、空気、窒素、酸素、酸性ガス、アルカリ性ガス（例えば、ガス状アンモニア）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるガス状物質を含むが、ただし酸性ガスとアルカリ性ガスは組み合わされない。
【００４４】
「酸性ガス」という用語は、水と混合すると（例えば、水中に溶解すると）その水を酸性にするガス状物質を指す。酸性ガスの例示的な実施形態としては、特定の炭素含有ガス、硫黄含有ガス、窒素含有ガス、及び塩素含有ガスが挙げられる。炭素含有酸性ガスのある例示的な実施形態は、二酸化炭素である。硫黄含有酸性ガスのある例示的な実施形態は、二酸化硫黄である。窒素含有酸性ガスのある例示的な実施形態は、二酸化窒素である。塩素含有酸性ガスのある例示的な実施形態は、塩素である。
【００４５】
本発明の方法を実施するために利用することができる酸性ガスとしては、炭素含有酸性ガス、硫黄含有酸性ガス、窒素含有酸性ガス、塩素含有酸性ガス、及びそれらの組み合わせが挙げられるがそれらには限定されない。炭素含有酸性ガスのある実施形態は、二酸化炭素である。硫黄含有酸性ガスのある実施形態は、二酸化硫黄である。窒素含有酸性ガスのある実施形態は、二酸化窒素及びその前駆体である。塩素含有酸性ガスのある実施形態としては、塩素が挙げられる。
【００４６】
理論に束縛されるものではないが、ガスストリームを液体ストリーム内に導入することは、パラメータを測定するために利用される表面に力学的エネルギーを伝達し、それにより堆積物を物理的に（化学的にではなく）除去または抑制する傾向があると考えられる。万一ガスストリームが酸性傾向を有する場合、堆積物の除去または抑制は、酸性ガスの導入に伴う物理的作用及び化学的作用を介して達成されると考えられ、このことは、アルカリ性ガスストリームについても当てはまると考えられる。
【００４７】
特定の実施形態では、二酸化炭素のペレットがガスストリームと共に液体ストリーム内へ導入され、液体ストリームは、工業用水ストリームであってもよい。「二酸化炭素のペレット」という文言は、二酸化炭素及びことによると他の物質を含む固形ペレットを指す。本開示の二酸化炭素ペレットは、Ａｌｌｔｅｑ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（３５５  Ｌｉｎｄｂｅｒｇｈ  Ａｖｅ．，Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ，カリフォルニア州）、及び株式会社協同インターナショナル（日本国〒２１６−００３３神奈川県川崎市宮前区宮崎９−１０−９）から入手可能である。ペレットは、概して球状であってもよい。特定の実施形態では、ペレットは、約０．１μｍまたは約１μｍまたは約１０μｍから約０．１ｍｍまたは約０．２ｍｍまたは約０．３ｍｍを含む、約０．１μｍ〜約０．３ｍｍの直径を有する。
【００４８】
図１ｄに示すように、二酸化炭素のペレットを含むことになるガス状物質１３０は、空気圧によりノズル３１１０ａ及び／または３１１０ｂを通じて液体ストリーム内へフィードすることができ、ノズル３１１０ａ及び／または３１１０ｂは、実装される場合、ざぐり開口２１１０ａ及び／または２１１０ｂに取って代わる。ペレットは、本明細書に開示の任意のガス状物質と共にガスストリーム内へ導入することができる。二酸化炭素ペレットの吐出において利用するのが好ましいガスとしては、例えば、空気及びガス状二酸化炭素のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【００４９】
図１ｅは、二酸化炭素ペレットのガスストリーム１３０（複数可）内への導入を、例えばストリーム１８５を介して、行うために利用することができるシステムのある実施形態を図示する。当業者は、得られる混合ガスストリーム１３０が表面１１１０のうちのいずれかまたは全てに対する十分な接触を提供するように、ストリーム１８５が二酸化炭素ペレットの効果的なフィードを提供するように構成されるべきであることを認識するであろう。
【００５０】
工業用水システム内で利用される工業用水の１つまたは複数のパラメータの測定に重大ないずれの表面も、本開示の方法により企図されている「工業用水システム内で利用される工業用水」という文言は、工業用水システム内で使用されるか、使用されたか、または使用されることになる工業用水を含むことを意図する。一般的に使用されるように、「ストリーム」という用語は、一般に管路（例えばパイプ）を通る流体フローを意味する。
【００５１】
例として、工業用水システム内の工業用水のパラメータを測定する際に利用され得るセンサとしては、温度センサ、ｐＨセンサ、酸化還元電位センサ、腐食検出センサ、光学センサ、重量測定センサ、及び流量計が挙げられるが、それらには限定されない。工業用水システムを監視し、任意追加的に制御するために複数のセンサを利用することができ、複数のセンサとしては、単一のセンサ種類の複数のセンサ（例えば、２つの蛍光光度計）、複数のセンサ種類（例えば、ｐＨセンサ、酸化還元電位センサ、及び蛍光光度計）、ならびにそれらの組み合わせ（例えば、２つの蛍光光度計、ｐＨセンサ、及び３つの酸化還元電位センサ）が挙げられる。
【００５２】
「光学センサ」という用語への言及は、光の伝達及び検出に少なくとも部分的に依拠して物質に関連付けられたパラメータを判定するデバイスの意味でなされる。例えば、蛍光光度計は、励起波長の光を液体中で伝達すること及び発光波長の光を液体から検出することにより、液体中の化学種の濃度を判定することができる。用途及び物質に応じて、光学センサは、例えば、蛍光性、吸収、温度、化学発光性、光の散乱（例えば、レイリー散乱、ミー散乱、及びラマン散乱）、イメージング、透過率、粒径、粒子数、ならびに濁度を測定することができる。
【００５３】
最低限、光学センサは、光信号を受信して、物質のパラメータを検出することができる。光学センサはまた、光学センサにより受信される光信号を生成するために使用することができる光信号を送信し得る。光信号が生成される場合、典型的に光信号は、特定の位置に方向付けられる。光信号は、同じまたは異なる光学センサを使用して液体のパラメータの光学測定を行うために、例えば、光伝達媒体を通して輝いて液体内へ差し込むように方向付けられ得る。「光学測定」という用語への言及は、光学センサを使用して物質のパラメータを判定するために光を使用することを意味する。
【００５４】
例として、光学センサの実施形態としては、蛍光光度計、分光光度計、比色計、屈折計、照度計、濁度計、及び粒子計数器が挙げられるがそれらには限定されない。工業用水システムを監視し、任意追加的に制御するために複数の光学センサを利用することができ、複数の光学センサとしては、単一の光学センサ種類の複数の光学センサ（例えば、２つ以上の蛍光光度計）、複数のセンサ種類（例えば、蛍光光度計及び比色計）、ならびにそれらの組み合わせ（例えば、２つの蛍光光度計、分光光度計、及び３つの屈折計）が挙げられる。一般に、光学センサを使用した１つまたは複数のパラメータの測定に重大な表面は、光伝達媒体の濡れ表面である。
【００５５】
例として、工業用水システム内の工業用水の１つまたは複数のパラメータの測定に重大な表面の実施形態としては、温度センサの濡れ表面、ｐＨセンサの濡れ表面、酸化還元電位センサの濡れ表面、腐食検出センサの濡れ表面、光伝達媒体の濡れ表面、腐食試験片の濡れ表面、流量計の濡れ表面、及びそれらの組み合わせが挙げられるがそれらには限定されない。
【００５６】
光伝達媒体は、光が光伝達媒体自体を通じて伝達されるか、または適切な場合は光伝達媒体自体から反射することを可能にし、これにより、光を使用して、光学センサを使用した物質のパラメータの光学測定を行うことができる。光伝達媒体は、光学伝達のために使用されることが好ましく、ゆえにＡＳＴＭ  Ｄ１７４６に定義されるように透明であることが好ましい。しかしながら、具体的な用途によっては、光伝達媒体の完全な透明性は必要ではない場合がある。光伝達媒体の例としては、フローセル、光学窓、反射面、屈折面、分散素子、濾光素子、及び光ファイバセンサヘッド部が挙げられる。光伝達媒体の濡れ表面上の堆積物の防止または除去は、光伝達媒体の透明性の向上、またはいくつかの実施形態では光の反射率の向上をもたらすべきであり、これは、光学センサを介したより正確な測定値をもたらすべきである。
【００５７】
前段により示唆されるように、いくつかの実施形態では、光伝達媒体は、光を反射するために利用される面を含む。光は、光伝達媒体の反射面から部分的または全体的に反射し得る。
【００５８】
フローセルを光伝達媒体として利用する特定の実施形態では、本方法は、混合ガス工業用水ストリームが光伝達媒体の濡れ表面に向かって流れるとき、混合ガス工業用水ストリームに送風することをさらに含む。理論に束縛されるものではないが、送風は、混合ガス工業用水ストリームのガスを光伝達媒体の濡れ表面とより良好に接触させることにより、フローセルの濡れ表面上の堆積物のより良好な抑制及び／または除去を提供するように行われる。
【００５９】
図２は、本開示の方法を行うためのシステム２００のある実施形態を図示し、システム２００は、光伝達媒体の例示的な実施形態である、濡れ表面１２１０を有するフローセル２１０に連結された光学センサ２０５を組み込んでいる。図示するように、液体ストリーム１２０は、フローセル２１０を貫流する。フローセル２１０から上流では、ガス状ストリーム１３０が、液体ストリーム１２０内に導入される。混合ガス液体ストリーム１５０は、フローセル２１０の濡れ表面１２１０に接触するように流れる。
【００６０】
この接触は、フローセル２１０を通じてさらなる乱流を提供するように構成され得るノズル１８０を介して向上され得る。ノズル１８０は、フローセル２１０の濡れ表面１２１０に向かって異なる程度の送風（α、β）を提供するように作製及び位置決めされ得る。
【００６１】
特定の実施形態では、ガスストリームは、工業用水ストリーム内に間欠的に導入される。「間欠的」及び「間欠的に」という用語は、本明細書において、その方法またはステップを遂行すること、その方法またはステップの遂行を終了すること、及びその方法またはステップの遂行を後で繰り返すことの実践を、遂行のタイミングとは無関係に説明するために利用されている。例示的な実施形態の特定の実施形態では、ガスストリームは、所定の時間間隔で間欠的に導入される。
【００６２】
特定の実施形態では、ガスストリームは、例えば測定データトレンドを介して判定される必要性に応じて導入される。例えば、ある変数の測定における経時的に一貫した増加または減少は、たとえわずかであっても、ガスストリームを工業用水ストリーム内へ導入する必要性を表し得る。試料水がおおよそ同じ組成であり（例えば、異物の急激な上昇がない）、おおよそ不変の条件（温度、圧力等）にあると知られている場合、一貫した増加または減少の一例は、例えばある値の、例えば約１時間の期間にわたっての±約１％〜約１０％の一貫した変化（すなわち、１方向への変化）により図示することができる。測定される変数における一貫した変化は、表面にわたっての妨害物（例えば、汚損）を表し得る。本明細書に記載の方法を遂行した後、表面を利用した洗浄後の測定値を比較して、表面の妨害物がばらつきを引き起こしているかどうか、または測定を行うセンサに障害が発生しているかどうか（これは、本明細書でさらに説明する）を判定することができる。
【００６３】
冷却水システムを稼働させる方法もまた提供される。本方法は、ある冷却水ストリーム圧の冷却水ストリームを、センサによりパラメータを測定するために利用される表面に接触させることを含む。ガスストリームを冷却水ストリーム内へ導入し、それにより、混合ガス冷却水ストリームを表面に接触させる。冷却水ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガスストリーム圧で導入されるガスストリーム。ガスストリームの導入は、混合ガス冷却水ストリームを表面に接触させる。
【００６４】
特定の実施形態では、工業用水システムのパラメータの測定において利用される表面は、液体ストリームの狭小部分内に位置する。
【００６５】
本明細書で論じるように、特定の実施形態では、液体ストリームは、洗浄液を含む。図３は、図１ａ、１ｂ、及び２に図示する実施形態の態様を組み込んだシステムのある実施形態を示しており、システムの濡れ部分内に洗浄液を投与するためのシステムをさらに含む。図１ｃ及び１ｅの実施形態は、図３から省略されているものの、図３の実施形態内に実装され得ることを当業者は認識するであろう。さらに、図３は、本明細書にさらに記載される複数のパラメータを利用する方法において説明される、センサの隔離された第１のサブセットのある実施形態を示していることを熟練者は認識するであろう。
【００６６】
図３の実施形態では、ｐＨセンサ１１０ａ、酸化還元電位センサ１１０ｂ、及びフローセル２１０の濡れ表面１１１０ａ、１１１０ｂ、及び１２１０に洗浄液供給タンク３０１及び洗浄液ポンプ３０２を介して洗浄液を供給する。洗浄液供給タンク３０１及び洗浄液ポンプ３０２は、洗浄液を濡れ表面１１１０ａ、１１１０ｂ、及び１２１０に提供するために利用され得る装置の単なる例示的な実施形態であることを当業者は認識するであろう。
【００６７】
特定の実施形態では、洗浄液は、洗浄水溶液である。いくつかの実施形態では、洗浄液は、水と、尿素塩、鉱酸、有機酸、過酸、洗剤、乳化剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される成分とを含む。特定の化学種は上記の成分のうちの２つ以上の記載に合致することを当業者は認識するであろう。例示的な尿素塩としては、尿素塩酸塩、尿素硫酸塩、尿素硝酸塩及び尿素リン酸塩が挙げられるがそれらには限定されない。例示的な鉱酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、及びホウ酸が挙げられるがそれらには限定されない。例示的な有機酸としては、カルボン酸、酢酸、過酢酸、クエン酸、及びシュウ酸が挙げられるがそれらには限定されない。いくつかの実施形態では、洗浄液は、水と、尿素塩酸塩、リン酸、硫酸、硝酸、過酸、洗剤、乳化剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される成分とを含む。ある好ましい実施形態では、洗浄水溶液は、水及び尿素塩酸塩を含む。
【００６８】
特定の実施形態では、洗浄水溶液（すなわち、水を含む洗浄液）は、約１重量パーセント固形分または約１０重量パーセント固形分または約２０重量パーセント固形分または約３０重量パーセント固形分から約４０重量パーセント固形分または約６０重量パーセント固形分または約９０重量パーセント固形分または約９９重量パーセント固形分を含む、約１重量パーセント固形分〜約９９重量パーセント固形分の固形分濃度を有する。「重量パーセント固形分」という文言は、水以外の１つまたは複数の成分からなる洗浄水溶液の重量パーセントを意味するために使用される。ある好ましい実施形態では、洗浄水溶液は、水及び尿素塩酸塩を含み、尿素塩酸塩は、約１０重量パーセントまたは約２０重量パーセントまたは約３０重量パーセントから約６０重量パーセントまたは約８０重量パーセントまたは約９０重量パーセントを含む、約１０重量パーセント〜約９０重量パーセントの濃度で洗浄水溶液中に存在する。
【００６９】
過酸の例示的な実施形態としては、過酢酸、ペロクスタノイク酸、及びそれらの組み合わせが挙げられるがそれらには限定されない。
【００７０】
洗剤の例示的な実施形態としては、ジエチレングリコール、ステアリン酸ポリオキシエチレン、塩化トリドデシルメチルアンモニウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ジヘキサデシルホスフェート、オクチルフェニルポリエチレングリコール（例えば、ＣＡＳ番号９００２−９３−１の組成物）、及びそれらの組み合わせが挙げられるがそれらには限定されない。
【００７１】
乳化剤の例示的な実施形態としては、キシレンスルホン酸ナトリウムが挙げられるがそれには限定されない。
【００７２】
ある特に好ましい実施形態では、本方法は、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つを尿素塩酸塩水溶液を利用して薬液洗浄し、利用したｐＨセンサ及び／または酸化還元電位センサの応答性を、過去の薬液洗浄サイクル中に集めた履歴データを比較することにより監視する。一般に、ｐＨセンサ及び酸化還元電位センサが古くなるにつれて、それらのそれぞれのセンシング要素内で分解プロセスが発生し、それにより各々の中で利用されている膜の化学組成を変化させる。ｐＨセンサまたは酸化還元電位センサの平均寿命は、用途依存的であり、数週間から１年超の範囲であり得る。工業用水システムが長期間にわたって稼働すると仮定すると、ｐＨセンサ及び／または酸化還元電位センサは、交換される必要があるであろう。
【００７３】
分解プロセスは、ｐＨセンサ及び酸化還元電位センサのセンシング要素を構成する含水ゲル層の肥厚化を生じさせる。含水ゲル層の肥厚化は、含水ゲル層における変化をより動的ではないものにし、このことは、それぞれのパラメータの不正確な測定をもたらし得る。含水ゲル層の損傷または劣化は、多数の原因、例えば高度に酸性またはアルカリ性の化学反応への暴露、機械洗浄、高温、堆積物等により起こり得る。結果として、プローブの応答時間は、より緩慢になり、利用頻度のより低いセンサより頻繁に較正を行わなければならない。
【００７４】
ｐＨセンサ及び酸化還元電位センサの応答時間の測定は、一般に、センサを取り外してそれらを公知の標準溶液中に配置することを伴う較正手順中のデータ収集に限られている。本開示の薬液洗浄方法を使用すると、応答時間を過去に収集したデータと比較して、センサ劣化を評価することができる。同じ種類の複数のセンサを利用する実施形態では、同じプロセスストリーム及び洗浄液に暴露される冗長センサ同士の比較も、各センサの応答時間に関する情報を提供し得る。あるセンサの応答オフセットまたは測定オフセットが別のセンサよりも緩慢であれば、それは、劣化のしるしであろう。
【００７５】
ある好ましい実施形態では、本方法は、尿素塩酸塩水溶液による薬液洗浄を利用し、表面の第１のサブセットを工業用水ストリームから隔離することをさらに含み、表面の第１のサブセットは、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面を含む。表面の第１のサブセットは、ｐＨセンサ及び酸化還元電位センサを許容可能なレベルに戻すのに十分な時間にわたって、それを尿素塩酸塩水溶液洗浄液に接触させることにより洗浄され、この許容可能なレベルは、例えば、過去の較正及び／または測定において利用される表面への液体ストリームの接触の再確立後の測定値に基づいて決定することができる。尿素塩酸塩は酸であり、かつ酸化剤であるため、ｐＨ信号は減少し、酸化還元電位信号は増加する。
【００７６】
洗浄液は、光伝達媒体を含み得る隔離されたサブセットの濡れ表面に接触してもよい。ある実施形態では、この化学溶液は、１日約３ガロンの速度で約３分間にわたって、隔離されたサブセットを貫流してもよい。特定の実施形態では、洗浄液は、ひとたび充填されると、一定時間にわたって流れることなしに濡れ表面に接触する。他の実施形態では、洗浄液は、許容可能な洗浄が行われ次第直ちに濡れ表面から洗い流され、これは、工業用水システムからの工業用水を使用してなされてもよい。
【００７７】
工業用水フローが再開されると、ｐＨ信号及び酸化還元電位信号は、酸化還元電位センサの二重指数関数的減衰及びｐＨセンサの二重指数関数的成長の後で、工業用水条件に戻る。二重指数関数分析から計算される特性時間パラメータは、酸化還元電位センサ及び／またはｐＨセンサにおける分解または分解の欠如について洞察を与える。選択したパラメータを経時的に履歴追跡すると、酸化還元電位センサ（及び利用される場合は対応するｐＨセンサ）を監視し、または必要に応じて交換することができる。例示的な実施形態の特定の実施形態では、酸化還元電位センサは定期的に、例えば４〜８か月毎に交換される。例示的な実施形態の特定の実施形態では、ｐＨセンサは定期的に、例えば４〜８か月毎に交換される。
【００７８】
ｐＨセンサは、使用される場合、散発的な測定のばらつきまたは緩慢な応答時間の兆候を較正中に示すことがあり、これらはいずれも、ｐＨセンサの濡れ表面において堆積が発生している可能性があることを示唆する。いずれの現象についても、影響を受けるｐＨセンサは、較正で不合格になり得る。
【００７９】
尿素塩酸塩水溶液への暴露後の酸化還元電位センサの動的挙動を示すデータを表１に示す。酸化還元電位センサの信号挙動の例示的な特徴が、表１においてラベル付けされている。酸化還元電位センサを工業用水システムの工業用水に暴露した後の応答時間は、式１により与えられるＦａｓｔ及びＳｌｏｗの応答挙動を説明する特徴的な２相モデルを示す：
【数１】
0006735757.tif 000002
式中、Ａは、Ｆａｓｔ応答の項の定数であり、τｆは、Ｆａｓｔの時定数であり、Ｂは、Ｓｌｏｗ応答の項の定数であり、τｓは、Ｓｌｏｗの時定数であり、オフセットは、センサが尿素塩酸塩水溶液（洗浄液の一例）に接触するすぐ前のおおよその酸化還元電位センサ信号である。酸化還元電位センサを尿素塩酸塩水溶液に暴露した後、センサ応答は、尿素塩酸塩水溶液により引き起こされる酸化のため、増加する。工業用水ストリームが洗浄された表面に接触し始めた後の時間ｔ＝０において、定数Ａ、Ｂ、及びオフセットの和は、センサ信号レベルに等しい。信号レベルは、式１内の項の和に従って減衰する傾向があり、センサ応答挙動に関連付けられた重大なパラメータは、時定数τｆ及びτｓである。時定数の逆数は、オフセットに到達する減衰時間の推定を可能にする。特に、あるセンサの１／τｓの値の増加は、該センサの応答が劣化しつつあることを示す。
【００８０】
さらなる態様では、本方法は、ある工業用水ストリーム圧の工業用水ストリームを、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに接触させることを含む。工業用水ストリームのｐＨ及び／または酸化還元電位を測定する。尿素塩酸塩を含む洗浄液を、濡れ表面のうちの１つに、該濡れ表面のうちの１つを洗浄するために十分な第１の期間にわたって、かつ十分な濃度で、接触させる。工業用水ストリームを、洗浄された該濡れ表面のうちの１つに、工業用水ストリーム圧で、第２の期間にわたって再接触させ、それにより、洗浄されたｐＨセンサ及び／または酸化還元電位センサを使用して工業用水ストリームのｐＨ及び／または酸化還元電位を測定する。洗浄されたｐＨセンサ及び／酸化還元電位センサを使用して測定したｐＨ及び／または測定した酸化還元電位に関する回復曲線を作成する。上記のステップを繰り返す。それぞれの回復曲線を比較する（理想的には互いに重なり合うであろう）。それぞれの回復曲線を比較すると許容可能なセンサ劣化が明らかにされる場合、それぞれのセンサは、引き続き供用され得る。しかしながら、それぞれのセンサが、許容不能なセンサ劣化を明らかにする場合、該それぞれのセンサは、供用から外される。
【００８１】
例えば、図４は、２つの異なるセンサに関する回復曲線を図示し、同じ水と尿素塩酸塩の洗浄ステップに暴露された古くなったセンサプローブ（４か月超の供用）及び新しいセンサプローブに対する酸化還元電位センサの応答の比較を可能にする。洗浄ステップは、センサプローブのセンシング面を尿素塩酸塩に１日１０ガロンの速度で、かつ６０重量パーセント固形分の濃度で３分間にわたって暴露することと、続いて工業用水を毎分２ガロンの速度で２分間流すこととを伴う。図４は、洗浄プロセスの終了時における各センサプローブからの正規化された信号応答を示す。図４から、古くなったセンサの応答時間は、新しいセンサと比較してより長い。センサ応答時間の定量的分析は、式１にデータを挿入して、Ｆａｓｔ及びＳｌｏｗの時定数を決定することにより得られる。式１のパラメータは、計算し、履歴追跡のために記憶することができ、これを以下の表１において行った。
【表１】
0006735757.tif 000003
【００８２】
式１の数学的関係は、以下に示す式２に従って、ｐＨセンサの応答性をモデル化するために適用することもできる。
【数２】
0006735757.tif 000004
式２から分かるように、尿素塩酸塩への暴露がｐＨの減少を引き起こし、続いて工業用水フローに暴露されると増加するので、ｐＨセンサ信号は、成長応答に従う。上記の尿素塩酸塩洗浄プロセスから得られる典型的なｐＨセンサの応答曲線を図５に示す。ｐＨセンサプローブの時定数は、ｐＨセンサの応答は逆数であることを考慮に入れることを除き、酸化還元電位センサプローブに関して説明した様式で決定される。
【００８３】
特定の実施形態では、許容不能なセンサ劣化は、センサを工業用水ストリームに再接触させた後の同等の時点において測定されたｐＨ及び／または酸化還元電位における少なくとも約５％の逸脱により判定される。特定の実施形態では、許容不能なセンサ劣化は、センサを工業用水ストリームに再接触させた後の同等の時点において測定されたｐＨ及び／または酸化還元電位における少なくとも約１０％の逸脱により判定される。特定の実施形態では、工業用水ストリームの再接触後の同等の時点とは、工業用水ストリームの再接触後約１分〜約１２０分の時点である。特定の実施形態では、工業用水ストリームの再接触後の同等の時点とは、工業用水ストリームの再接触後約１０分〜約６０分の時点である。例えば、図４では、再接触後５０分の時点において測定された酸化還元電位の比較は（例えば、曲線が正規化された）、「新しい［ＯＲＰ］プローブ」がおおよそ０．１の酸化還元電位を測定する一方、おおよそ４か月供用された「古くなった［ＯＲＰ］プローブ」はおおよそ０．４の酸化還元電位を測定することを示し、これは「新しい［ＯＲＰ］プローブ」により測定されたものよりも４００％高い。実験の期間にわたって曲線を比較すると、「古くなった［ＯＲＰ］プローブ」は、一度も完全には回復せず、酸化還元電位の正確な測定値をもはや提供しない。ある時点における比較は容易に実装されるものの、単一のｐＨセンサまたは酸化還元電位センサにおける測定されたｐＨ及び／もしくは酸化還元電位の回復曲線の逸脱に関する任意の同様の比較、または任意の単一種類の複数のセンサ間の比較も、本発明の方法により企図されている。
【００８４】
ある実施形態では、工業用水システム内で利用される工業用水のパラメータの測定において精度を維持する方法が提供される。特定の実施形態では、本方法は、酸化還元電位センサ及び／またはｐＨセンサの回復時間を加速する。この加速を達成するために、本方法は、ある工業用水ストリーム圧の工業用水ストリームをｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに接触させることを含む。洗浄液を、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに接触させる。工業用水ストリームを、工業用水ストリーム圧で、ｐＨセンサの濡れ表面及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つに再接触させる。ガスストリームを、工業用水ストリーム内へ、工業用水ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガスストリーム圧で、再接触の開始後に導入する。
【００８５】
例えば、酸化還元電位センサ及びｐＨセンサのうちの少なくとも１つが、例えば本明細書に記載の尿素塩酸塩による薬液洗浄に暴露され、続いて該少なくとも１つのセンサプローブ（すなわち、パラメータの測定において利用される表面）と工業用水ストリームとの接触を再開し、次いで工業用水ストリーム圧より約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ高いガス圧でガスストリームを工業用水ストリーム内に導入する。ガスストリームは、ガスストリームの液体ストリーム内への導入に関係する本明細書に記載のパラメータのうちのいずれかに従って導入することができる。図６は、ガスストリームによるポスト薬液洗浄の導入に関する結果を図示し、ガスストリームは空気である。
【００８６】
あるさらなる例示的な実施形態では、本開示は、工業用水システム内の工業用水の複数のパラメータの測定において精度を維持する方法に関する。本方法は、ある工業用水ストリーム圧の工業用水ストリームを、複数のセンサにより複数のパラメータを測定するために利用される複数の表面に接触させることを含む。表面の第２のサブセットが工業用水ストリームとの接触を維持する間、表面の第１のサブセットを工業用水ストリームから隔離する。第２のサブセットが工業用水ストリームとの接触を維持する間、第１のサブセットのうちの少なくとも１つの表面を洗浄する。表面の第１のサブセットについて、工業用水ストリームとの接触を回復する。表面の第１のサブセットは、光伝達媒体の濡れ表面、ｐＨセンサの濡れ表面、及び酸化還元電位センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つを含む。表面の第２のサブセットは、腐食検出センサの濡れ表面及び導電率センサの濡れ表面のうちの少なくとも１つを含む。
【００８７】
２つ以上のセンサによりパラメータを測定するために２つ以上の表面を必要とする工業用水システムは、堆積物により特に影響を受け得る１つまたは複数の表面を工業用水ストリームとの接触から隔離し、洗浄することができるような様式で稼働される。本実施形態は、工業用水の測定パラメータのあるサブセットに基づく継続的な監視及び任意追加的な制御を可能にするように実施することができる一方、パラメータの別のサブセットは、それに関連する表面（複数可）の原位置洗浄の間は測定されない。
【００８８】
いくつかの実施形態では、「隔離」という用語は、いくつかの場合における腐食試験片の除去を除き、工業用水システムを切り離すことなしに表面の第１のサブセットにわたって工業用水ストリームの流れを止めて、１つまたは複数の表面を手動で洗浄することを指す（すなわち、「システム隔離」）。サブセットの隔離の間に取得されるいずれのデータも工業用水システムのパラメータを反映しないであろうため、コントローラは、センサの第１のサブセットが工業用水システムから隔離されている間に生成されるいかなるデータにも依拠しないことが好ましい。特定の実施形態では、腐食試験片は、本明細書に開示の実施形態のいくつかのセンサにより提供されるデータに加えてデータを提供するために利用される。
【００８９】
他の実施形態では、「隔離」という用語は、センサまたはセンサのサブセットを使用したデータの有意義な収集を終了することを指す（すなわち、「制御スキーム隔離」）。システム隔離とは対照的に、コントローラにより意図的に無視されるデータまたはコントローラにより意図的に依拠されないデータをセンサが生成する場合、そのセンサを隔離することができる。センサが例示的な様式で隔離されることは、例えばセンサの濡れ表面への混合ガス液体ストリームの導入を介して該センサが洗浄されることを可能にし得る。隔離されるセンサは、工業用水システムから隔離される必要はなく、制御スキームからのみ隔離される必要があるであろう。本明細書で使用される「有意義なデータ」という用語は、物質のパラメータを記載したデータであって、制御スキーム内に入力され得るか、または制御スキームにより依拠され得るデータを指す。
【００９０】
例えば、図７は、特に本開示の装置及びシステムのうちのいくつかを組み合わせたシステムであって、本明細書に記載の実施形態のうちのいずれかを行うために利用され得るシステムのある実施形態を図示する。
【００９１】
図７は、冷却水システム、加熱水システム、製紙システム、精製システム、薬液処理システム、原油抽出システム、天然ガス抽出システム等であり得るある工業用水システムを監視するために使用することができるシステム４００のある実施形態を図示する。システム４００を使用した工業用水システムの通常の監視中、工業用水ストリーム４２０（図１ｂ及び１ｄ内の液体ストリーム１２０に対応する）は、ある工業用水ストリーム圧で管路及び接続部品を介してシステム４００を貫流し、それにより、工業用水システム内の工業用水の複数のパラメータを測定するために利用される複数の表面に接触する。複数の表面の例示的な実施形態としては、ｐＨセンサ１１０ａの濡れ表面１１１０ａ、酸化還元電位センサ１１０ｂの濡れ表面１１１０ｂ、光伝達媒体の濡れ表面１２１０（例えば、フローセル）２１０、腐食検出センサ１４０３の濡れ表面１５０３、導電率センサ１４０７の濡れ表面、及び蛍光光度計１１０ｘの濡れ表面１１１０ｘ（図１ｃに示す、光伝達媒体の別の実施形態）が挙げられるがそれらには限定されない。図７の実施形態では、ｐＨセンサ１１０ａ及び酸化還元電位センサ１１０ｂは、図１ａ、１ｂ、及び１ｄに図示する装置１００を介してシステム４００に装着されており、光伝達媒体（例えば、フローセル）２１０は、蛍光光度計２０５と動作可能に連通している。ｐＨセンサ１１０ａ、酸化還元電位センサ１１０ｂ、蛍光光度計２０５、腐食検出センサ１４０３、及び導電率センサ１４０７は、コントローラ１４４４と連通しており、コントローラ１４４４は、複数のセンサにより提供される入力を制御スキームを介して収集し、それらに依拠する。
【００９２】
図７に図示する実施形態では、ｐＨセンサ１１０ａの濡れ表面１１１０ａ、酸化還元電位センサ１１０ｂの濡れ表面１１１０ｂ、光伝達媒体（例えば、フローセル）２１０の濡れ表面１２１０、及び／または蛍光光度計１１０ｘの濡れ表面１１１０ｘのうちの少なくとも１つを含む表面の第１のサブセットは、工業用水ストリームから隔離されている一方、腐食検出センサ１４０３の濡れ表面１５０３及び導電率センサ１４０７の濡れ表面のうちの少なくとも１つを含む第２のサブセットは、工業用水ストリーム４２０との接触を維持する。この実施形態では、第１のサブセットの隔離は、弁１４１１をその閉鎖位置内へ作動させることにより行われるシステム隔離であってもよく、または本明細書に記載の制御スキーム隔離によるのであってもよい。第２のサブセットが工業用水ストリーム４２０との接触を維持する間、表面の第１のサブセットのうちの少なくとも１つが洗浄され、続いて工業用水ストリーム４２０の表面の第１のサブセットとの接触が回復される。
【００９３】
第１のサブセットまたはその濡れ表面の洗浄は、本明細書に開示のガスストリーム方法（複数可）及び薬液洗浄方法（複数可）のうちの少なくとも１つを介して行うことができる。さらに、隔離は、システム隔離及び制御スキーム隔離のうちの少なくとも１つを介して行うことができ、繰り返される洗浄サイクルの間同じ様式で隔離される必要はない。さらに、ガスストリームは、第１のサブセットまたはその濡れ表面を洗浄するために、工業用水ストリーム以外の液体ストリーム（例えば、洗浄液ストリーム）と組み合わせることができる。
【００９４】
以下の実施例は、本発明をさらに例示するものであるが、当然ながら、本発明の範囲をいずれかの方法において限定するとして解釈されるべきではない。
【００９５】
実施例１
この実施例は、酸化還元電位センサのガスストリーム洗浄の効果を実証するものである。２つの同一の酸化還元電位センサを冷却水システム内に設置した。冷却水システムは、６．５〜７．６のｐＨ、約１５００〜約２０００μＳ／ｃｍの導電率、約２７５〜約３２５ｍＶの酸化還元電位、１９〜２５℃の温度、約０．６８〜約１．１３メートル毎秒の液体ストリームの線速度、及び約１バール（おおよそ１４．５ｐｓｉ）の冷却水圧を有する冷却水のストリームを維持した。センサＡの濡れ表面は処理しなかった一方、センサＢの濡れ表面は、本明細書に記載のように、約３バール（おおよそ４３．５ｐｓｉ）の圧力を有する圧縮空気のガスストリームで、４時間毎に６０秒間処理した。
【００９６】
図８を参照すると、実験の持続期間中、センサＡは、おおよそ３２５ｍＶのその基本測定値からドリフトする傾向があった一方、センサＢは、実質的に安定した基本測定値を維持した。試験期間の終了までに、センサＡの出力は、おおよそ１２５ｍＶ減少した。
【００９７】
実施例２
この実施例は、工業用水システム内で使用される酸化還元電位センサの薬液洗浄の効果を実証するものであり、工業用水システムは、この実施例では冷却水システムであった。２つの同一の酸化還元電位センサをパイロット冷却水システム内に設置した。センサＣは、Ｔ字管を介して設置した一方、センサＤは、図１ａ及び１ｂに図示するセンサブロックを介して設置した。パイロット冷却水システムは、８．６〜８．９のｐＨ、約３０００〜約８５００μＳ／ｃｍの導電率、約２５０〜約４５０ｍＶの酸化還元電位、３４〜４４℃の温度、約０．３４〜約１．０３メートル毎秒の液体ストリームの線速度、及び約０．４バールの冷却水圧（おおよそ５．８ｐｓｉ）を有する冷却水のストリームを維持した。冷却水ストリームの酸化還元電位は、ＭＹＲＯＮ  Ｌ（登録商標）Ｃｏｍｐａｎｙ（２４５０  Ｉｍｐａｌａ  Ｄｒｉｖｅ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、カリフォルニア州９２０１０、米国）から入手可能な較正済みのＭｙｒｏｎ  ＵＬＴＲＡＭＥＴＥＲ  ＩＩ（商標）  ６ＰＦＣＥ酸化還元電位メータを使用して検証した。
【００９８】
図９に示すように、１０日間の試験期間の終了時に、センサＤは、平均して２６５ｍＶの９５％出力を維持していた一方、センサＣは、おおよそ２００ｍＶの酸化還元電位を誤って測定していた。
【００９９】
実施例３
この実施例は、工業用水システム内で使用される光伝達媒体の薬液洗浄の効果を実証するものであり、工業用水システムは、この実施例では冷却水システムであった。鉄鋼プラントにおいて冷却水システム内で使用される蛍光光度計フローセルの濡れ表面を薬液処理した。異なる処理化学を有する２つの処理期間を試行した。一方は、水、リン酸、及び硝酸を含む鉱酸水溶液ベースのクリーナー（例えば、約３０〜約６０重量パーセントのリン酸、約１０〜約３０重量パーセントの硝酸、残りの水及び微量の不純物を含むＮａｌｃｏ（Ｅｃｏｌａｂの子会社、１６０１  Ｗｅｓｔ  Ｄｉｅｈｌ  Ｒｏａｄ、Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ、イリノイ州６０５６３）から入手可能なＴＲ５５００酸クリーナーを使用するものであり、第２のものは、尿素塩水溶液ベースのクリーナー、この例の場合は尿素塩酸塩水溶液クリーナー（例えば、約３０〜約６０重量パーセントの尿素塩酸塩、残りの水及び微量の不純物を含むＮａｌｃｏ（Ｅｃｏｌａｂの子会社、１６０１  Ｗｅｓｔ  Ｄｉｅｈｌ  Ｒｏａｄ、Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ、イリノイ州６０５６３）から入手可能なＤＣ１４クリーナーを使用するものである。２つの試行の各々について、７．３〜９．０のｐＨ、約５８０〜約１５７０μＳ／ｃｍの導電率、約２００〜約７６０ｍＶの酸化還元電位、１５〜３０℃の温度、約０．６〜約１．０３メートル毎秒の液体ストリームの線速度、及び約１バール（おおよそ１４．５ｐｓｉ）の液体ストリーム圧を有する液体ストリームが、フローセルの濡れ表面を通過した。液体ストリームのフローは、存在する場合、毎分１〜２ガロンであった。
【０１００】
１日あたり３分間にわたって、液体ストリームがフローセルの濡れ表面を通過するのを停止させ、フローセルの濡れ表面にわたってそれぞれの薬液処理を１日１０ガロン（すなわち、２６．３ｍＬ／分）の速度で圧送した。３分後、薬液処理を停止し、フローセルの濡れ表面にわたって液体ストリームを再開した。
【０１０１】
図１０に示すように、セル汚損は、本実施例の挑戦的な高度汚損システム内で、リン酸及び硝酸を含む酸クリーナーによりおおよそ２５日間にわたって約３０％未満で維持された。
【０１０２】
図１１に示すように、セル汚損は、本実施例の挑戦的な高度汚損システム内で、尿素塩酸塩を含む尿素ベースのクリーナーによりおおよそ３５日間にわたって約１５％未満で維持された。
【０１０３】
本明細書において引用される刊行物、特許出願、及び特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が参照により組み込まれることを個別かつ具体的に示し、その全体を本明細書に明示したのと同程度に、ここに参照により組み込まれる。
【０１０４】
本発明について記載する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）、「ある１つの（ａ）」、及び「ある１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」、及び「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」という用語、ならびに同様の指示対象の使用は、別途指示の無い限り、または文脈によって明確に否定されない限り、単数形及び複数形の両方を網羅するものとして解釈されるべきである。１つ以上の項目のリストが後に続く「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」という用語の使用（例えば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  Ａ  ａｎｄ  Ｂ）」）は、別途指示の無い限り、または文脈によって明確に否定されない限り、列挙された項目から選択された１つの項目（ＡまたはＢ）、あるいは列挙された項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせ（Ａ及びＢ）を意味するものとして解釈されるべきである。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語は、別途断りの無い限り、非限定的用語である（すなわち、「〜を含むがそれに限定されない」ことを意味する）ものとして解釈されるべきである。個別の実施形態またはそれらの要素は、別途文脈によって明らかに指示されない限り、列挙された要素を含むか、列挙された要素からなるか、または列挙された要素を主成分とし得る。言い換えれば、「ｘはｙを含む」等の言明のいずれの記載も、「ｘはｙからなる」及び「ｘはｙを主成分とする」という記載を含む。本明細書における数値範囲の列挙は、別途指示の無い限り、その範囲内に入る各個別の値に対して個々に言及する簡易的方法として働くことを単に意図するものであり、各個別の値は、それを本明細書において個別に列挙したかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載された全ての方法は、本明細書において別途指示の無い限り、または別途文脈によって明確に否定されない限り、任意の好適な順序で実施することができる。本明細書において提供されるありとあらゆる例、または例示的な言葉（例えば、「等（ｓｕｃｈ  ａｓ）」）の使用は、本発明をより良好に解明することを単に意図するものであり、別途主張されない限り、本発明の範囲の限定を提起するものではない。本明細書中のいかなる言葉も、特許請求されていない任意の要素を、本発明の実践に対して必須であるものとして示すものと解釈されるべきではない。
【０１０５】
本発明の好ましい実施形態が本明細書には記載されており、これには本発明者らが知る本発明を実行するための最良の形態が含まれる。前述の記載を読むことで、当業者には、これらの好ましい実施形態の変化形態が明らかとなるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変化形態を適切に採用することを期待し、本発明が、本明細書に具体的に記載されたものとは別様に実践されることを意図するものである。したがって、本発明は、準拠法によって認められるように、本明細書に添付の特許請求の範囲において列挙される主題の全ての修正形態及び均等物を含む。また、本明細書において別途指示の無い限り、または別途文脈によって明確に否定されない限り、上記要素は、全ての可能なその変化形態において、任意の組み合わせで本発明に包括される。
【図１ａ】
0006735757.tif 000005
【図１ｂ】
0006735757.tif 000006
【図１ｃ】
0006735757.tif 000007
【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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