mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
La presente invención se refiere a un aparato y a unprocedimiento para medir el espesor de acumulaciones de películas dañinas o perjudiciales dentro de un tubo u otro conducto, que conduce una corriente de un fluido substancialmente transparente que contiene los precursores de la película.
This invention relates to apparatus and method for measuring the thickness of adverse or inimical film accumulations inside a pipe or other conduit conducting a stream of substantially transparent fluid which contains the precursors of the film.
Un ejemplo en el que la detección de una película indeseada sobre las paredes de las superficies internas de la tubería es importante desde un punto informativo es una tubería de intercambio de calor para una torre de refrigeración de agua.
Heat exchange tubing for a water cooling tower is an example where detection of an unwanted film on the walls of the internal surfaces of the tubing is of value from an information standpoint.
La película puede ser debida a microorganismos y sus productos con o sin otros contenidos orgánicos y minerales.
The film may be due to microorganisms and their products with or without other organic and mineral contents.
La película crece en espesor, reduciendo la eficiencia de la transferencia de calor interior al medio ambiente más frío.
The film grows in thickness, reducing the efficiency of heat transfer from the hot interior to the cooler ambient environment.
El fluido puede ser agua pero podría ser gas natural en una línea de transmisión.
The fluid may be water, but it could be natural gas in a transmission line.
Como es sabido, la película puede ser debida a formas de vida primitivas (biológica), pero la película también podría incluir materiales inorgánicos atrapados.
The film, as noted, may be due to primitive life forms (biological), but the film could also include trapped inorganics.
La presente invención utiliza instrumentos que miden la transmitancia de luz de un fluido claro o substancialmente transparente, que fluye a través de un tubo de plástico transparente que contiene una muestra de paso (en derivación) del fluido de proceso que fluye.
The present invention uses instrumentation that measures light transmittance of a clear or substantially transparent fluid flowing through a transparent plastic pipe containing a by-pass (shunted) sample of the flowing process fluid.
Utilizando un procedimiento óptico de doble haz, los valores de transmitancia por referencia y las secciones de prueba del tubo dan una indicación relativa del grado de deposición o del espesor de la película en el tubo y del equipo de proceso que está siendo controlado.
Using a double beam optical method, the transmittance values for reference and test sections of the pipe give a relative indication of the degree of fouling or film thickness in the pipe and process equipment being monitored.
La sección de prueba es una longitud corta del tubo sobre el cual se disponen una fuente y un detector de luz.
The test section is a short length of the pipe about which a light source and detector are situated.
La sección de referencia es parecida a la sección de prueba, pero incluye además un rascador u otros medios de limpieza que mantiene la pared interior limpia y sin suciedad.
The reference section is similar to the test section, but in addition includes a wiper or other cleaner means that maintains the inner wall clean and unfouled.
Al contrario de otros dispositivos conocidos para la medida o detección del espesor de una película en el interior de un tubo o conducto, esta invención ofrece diversas ventajas debidas al procedimiento de doble haz y al rascador mecánico.
Unlike other known devices for measuring or detecting a film thickness on the interior of a pipe or conduit, this invention offers several advantages due to the double beam method and mechanical wiper.
Por ejemplo, en la patente americana US-A-4912332 (los antecedentes más cercanos de los que somos conocedores) la acumulación de suciedad en un conducto se mide en una única posición mediante un emisor y un detector dispuestos uno delante del otro.
For example, in US-A-4912332 (the closest prior art of which we are aware) the build-up of fouling in a conduit is measured at a single site by an opposed emitter and detector.
Esta patente hace referencia a antecedentes en los que la presencia de suciedad era detectada por la aparición de efectos de flujo adversos.
This patent refers to prior art in which the presence of fouling was detected by the appearance of adverse flow effects.
Sin embargo, en la presente invención, manteniendo una superficie del tubo limpia en la sección de referencia, se realiza una completa compensación del color y la turbiedad del fluido, desviaciones de intensidad de la fuente de luz y efectos de la temperatura.
However, in the present invention, by maintaining a clean tube surface in the reference section, complete compensation for fluid color and turbidity, light source intensity drift and temperature effects are realized.
Los efectos del color y la turbiedad son particularmente molestos, especialmente durante el tratamiento químico, cuando las películas son desalojadas y expulsadas en la corriente de proceso.
The color or turbidity effects are particularly troublesome, especially during chemical treatment when films are dislodged and carried off in the process stream.
Puesto que se sabe que la suciedad del tubo de proceso es irregular o está cubierta de manchas, las diferentes áreas del tubo de prueba (en derivación), pueden ser examinadas, cosa que no sucede en otros dispositivos.
Since process tube fouling is known to be irregular or spotty, different areas of the test (shunt) pipe can be examined, unlike that of other devices.
Esto proporciona información de la suciedad, que es más representativa para el equipo de proceso que está siendo controlado.
This provides fouling information that is more representative of the process equipment being monitored.
Añadido a las ventajas específicas anteriores, la presente invención ofrece control por microprocesador del rascador, realiza la transformación matemática de la información de transmitancia, almacena información para posteriores recuperaciones por módem u ordenador, y proporciona una interfase al operador a través de un terminal de LCD.
In addition to the above specific advantages, the present invention offers microprocessor control of the wiper, performs the mathematical transformation of the transmittance data, stores data for later retrieval by modem or computer, and provides for operator interface via an LCD terminal.
la figura 10 es una vista más detallada pero un poco esquemática del interior del alojamiento de control; y
An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, wherein: Fig. 1 presents a partly diagrammatic, partly schematic embodiment of the invention; Fig. 2 is a schematic view of the wiper and its control; Fig. 3 is a diagram of a control system; Fig. 4 is a chart showing accumulated values of absorbance measurements; Fig. 5 is an assembly view of the wiper; Fig. 6 is a schematic view of the motor driven magnetic drive for the wiper; Fig. 7 shows the circuitry for the reference and sample light emitters; Fig. 8 illustrates the circuitry for the reference and sample light detectors; Fig. 9 is a front or facing view of the cabinet which houses the monitor equipment; Fig. 10 is a more detailed but somewhat schematic view of the interior of the monitor housing; and Figs. 11A-11B are schematic views of the monitor circuitry.
En la figura 1 se muestra una realización de la invención de forma parcialmente diagramática y parcialmente esquemática.
A partly diagrammatic and partly schematic embodiment of the invention is shown in Fig. 1.
Una corriente principal de fluido (flecha en negrita) fluye a través de un tubo o conducto 10 que puede ser, por ejemplo, una sección del intercambiador de calor de una torre de calentamiento de agua.
A main stream of fluid (bold arrow) flows through a pipe or conduit 10 which may be, for example, a section of the heat exchanger of a water cooling tower.
Según la presente invención, una sección de tubería transparente 12 está acoplada en derivación al tubo de proceso principal y es utilizado para conducir en derivación una muestra del fluido que circula en la corriente principal.
In accordance with the present invention a section of transparent piping or tubing 12 is coupled in shunt relation to the main process pipe and is employed to conduct a by-pass diversion sample of the fluid in the main stream.
Por ejemplo, el tubo 12 puede ser un acrílico transparente.
Pipe 12 may be a transparent acrylic, for example.
Mientras el tubo de corriente principal será normalmente metálico (por ejemplo, acero), el tubo de derivación transparente acumulará el mismo tipo de película que el tubo de corriente principal.
While the main stream pipe will ordinarily be metallic (e.g. steel), the transparent shunt pipe will accumulate the same kind of film as the main stream pipe.
Así, las películas de materia extraña 14 pueden recogerse en el diámetro interior del tubo 10 y llegar a ser de un espesor inaceptable a lo largo del tiempo.
Thus, films of foreign matter 14 may collect on the inside diameter of the pipe 10 and become unacceptably thick in the course of time.
La película puede interferir con la transferencia de calor, puede provocar turbulencias, y puede presentar otros resultados inaceptables.
The film may interfere with heat transfer, it may cause turbulence, and it may have other unacceptable results.
Son conocidos productos químicos para eliminar dichas películas, y la presente invención está interesada en encontrar formaciones de películas equivalentes 14E en el diámetro interior del tubo o conducto de paso 12.
Chemicals are available for removing such films, and the present invention is concerned with sensing or searching for equivalent film formations 14E on the inside diameter of the by-pass pipe or conduit 12.
Dichas películas debilitarán la intensidad de un haz de luz que las atraviesa.
Such films will weaken the intensity of a light beam passed therethrough.
Así, la presencia o incluso la cuantificación de una película 14E acumulada en el interior del tubo trasparente 12 puede ser determinada dirigiendo luz desde un emisor 16 transversalmente al tubo, a través del espesor de la película, para ser detectada en cuanto a su intensidad emergente, por un detector 18 dispuesto delante, capaz de emitir un análogo de tensión equivalente VS a la intensidad de la luz que detecta o recibe.
Thus, the presence or even quantification of a film 14E accumulated inside the transparent pipe 12 may be determined by directing light from an emitter 16 transversely of the pipe, through the film thickness, to be detected as to its emergent intensity by an opposed detector 18 capable of emitting a voltage analog equivalent VSto the intensity of the light which it detects or receives.
El emisor 16 y el detector 18, como par, reciben el nombre de transductor de muestra ST, el cual emite una señal de tensión VS que es el análogo de la cantidad debilitada de luz desde la fuente 16, debido a la película intermedia 14E.
The emitter 16 and detector 18 as a couple are termed the sample transducer ST, emitting a voltage signal VSwhich is the analog of the weakened amount of light from source 16 due to the intervening film 14E.
Según la presente invención, un segundo transductor de referencia RT está dispuesto aguas arriba del transductor de muestra ST, y nuevamente, un fotoemisor 20 está dispuesto delante de un fotodetector 22, emitiendo este último un análogo de tensión VR.
In accordance with the present invention, a second, reference transducer RT is located downstream to the sample transducer ST, and again, a light emitter 20 is opposed to a light detector 22, the latter emitting a voltage analog VR.
Sin embargo, este análogo de tensión será imperturbable o inalterable por cualquier espesor de película porque la sección del tubo de muestreo 12 atravesado por el haz de luz emitido por el emisor 20 se mantiene limpia mediante un rascador giratorio 26, pero, como será explicado, pueden ser utilizados otros medios de limpieza.
This voltage analog, however, will be unperturbed or unaltered by any film thickness because the section of sampling pipe 12 traversed by the light beam emitted by emitter 20 is kept clean by a rotating wiper 26, but other means for cleaning may be used as will be explained.
Para eliminar las desviaciones de la luz como un posible factor, por medio de lo cual ambos emisores 16 y 20 son autocalibrados simultáneamente a la misma longitud de onda (por ejemplo, longitud de onda infrarroja), los emisores 16 y 20 son los extremos respectivamente de un par de cables de fibra óptica 31 y 32 divididos, que se comunican con una fuente de luz común (por ejemplo, una fuente infrarroja) 34.
In order to remove light drift as a possible factor, whereby both emitters 16 and 20 are concurrently self-calibrated to the same wavelength (e.g. infrared wavelength), emitters 16 and 20 are the ends, respectively, of a pair of split fiber-optic cables 31 and 32 communicating with a common light source (e.g. infrared source) 34.
Las flechas sinuosas "i" de la figura 1 intentan mostrar que la disposición es tal que la intensidad del haz de luz de muestra emitido por el emisor 16 y la intensidad del haz de luz de referencia 20, en cualquier instante, son idénticas.
The sinuous arrows "i" in Fig. 1 are intended to show that the arrangement is such that the intensity of the sample light beam emitted by the emitter 16 and the intensity of the reference light beam at 20 at any point in time are identical.
Una distancia típica de separación entre ST y RT sería de aproximadamente 10 centímetros (cuatro pulgadas).
A typical distance separating ST and RT would be about ten centimeters (four inches).
Para estar seguro de que la sección de muestra o línea de paso correspondiente al par de referencia RT del transductor está limpia y libre de cualquier película, es utilizado un rascador giratorio.
To be certain the section of the sample pipe or by-pass line corresponding to the reference transducer couple RT is clean and free of any film, a rotating wiper 26 is employed.
Preferiblemente, el rascador tiene la forma de un marco en forma de pala rectangular 36 (acero inoxidable), el cual, realmente, sería comparable a un marco de ventana, puesto que presenta una área 38 de ventana de visión clara.
The wiper preferably is in the form of a rectangular (stainless steel) blade-like frame 36 which indeed would be comparable to a window frame since it presents a clear view window area 38.
En términos de construcción, el rascador está soportado o conectado a un huso 40 que gira por la acción de un acoplador magnético 42 el cual, a su vez, gira por la acción del eje 43 de un motor M.
In terms of construction, the wiper 26 is supported or connected to a spindle 40 rotated by a magnetic coupling 42 in turn rotated by the shaft 43 of a motor M.
Los dos lados opuestos del marco del rascador 36 están frente a un rascador efectivo 37 de resina resistente tal como una resina de urea-formaldeido, resina de tetrafluoroetileno o similar, para limpiar el diámetro interior de la sección del tubo 12 por el que pasa el haz "i".
Two opposed sides of the wiper frame 36 are faced with an effective wiper 37 of tough resin, such as a urea-formaldehyde resin, tetrafluorethylene resin or the like, to wipe clean the inside diameter of pipe section 12 where beam "i" passes.
El rascador necesita ser activado unas cuantas vueltas justo antes de realizar una medida.
The wiper needs to be activated for a few turns just prior to a measurement.
Este se para en una posición neutra cuando se va a realizar una medida.
It is stopped in a neutral position when a measurement is to be made.
En cualquier caso, el transductor de referencia RT percibe intensidad de luz máxima, es decir, la transmitancia de luz a través del cuerpo o fluido en movimiento, que constituye la corriente muestreada, no está impedida por ninguna película intermedia como la 14E.
In any event the reference transducer RT senses maximum light intensity, that is, the transmittance of light through the moving body of fluid constituting the sampled stream is unimpeded by any intervening film as 14E.
En ese momento, se determina y se compara un valor de transmitancia VR con VS, el rascador debe estar parado en una posición que permita que la luz pase a través de la ventana 38.
At the time a transmittance value VRis to be determined and compared to VS, the wiper must be stopped in position to allow light to pass through the window 38.
Con referencia a la figura 2, es la posición de la línea de trazos para el rascador 36 en la que el plano de la ventana 38 es perpendicular a la trayectoria del haz "i" emitido por el fotoemisor 20.
Referring to fig. 2, this is the dashed line position for the wiper 36 where the plane of the window 38 is normal to the path of beam "i" emitted by light emitter 20.
Para parar el rascador en la posición de la línea de trazos o parada neutra, figura 2, un sensor óptico por reflexión 45 u otro sensor (por ejemplo, magnético) puede ser accionado por un controlador CR (pulsador manual 46) para parar el rascador.
To stop the wiper in the dashed line or neutral-stop position, Fig. 2, an optical reflective sensor 45 or other sensor (e.g. magnetic) may be actuated from a controller CR (manual push-button 46) to stop the wiper.
Seguramente es posible utilizar un microprocesador como el de control CR, temporizado para parar intermitentemente el rascador 36 y hacer grabaciones de VR y VS.
Of course it is possible to employ a microprocessor as the control CR, timed to intermittently stop the wiper 36 and make recordings of VRand VS.
El rascador sirve para mantener la limpieza de la sección de referencia.
The wiper is to keep the reference section clean.
Se ha mostrado una realización preferida, pero son posibles estructuras equivalentes de accionamiento y detección de parada neutra (CR, 46).
We have shown the preferred embodiment, but equivalent structures, actuation and sensor-neutral-stop (CR, 46) are possible.
Así, utilizando el rascador se ignora la turbiedad (la turbiedad provocaría un valor de absorbancia equivalente a un espesor de una película que no existe); utilizando un doble haz de intensidad "i" tanto 16 y 20 no existe desviación o sesgo que indicaría un valor de una película que no existe.
Thus, by employing the wiper turbidity is factored out (turbidity would result in an absorbance value equivalent to a film thickness which is not there); by using a double beam of intensity "i" at both 16 and 20 there is no drift or bias which would indicate a film value that is not there.
Será entendido rápidamente de lo citado anteriormente que si una película como 14E está presente verdaderamente en la sección de muestreo en la que el transductor de muestreo SR está localizado, entonces hay una interferencia con la transmitancia, de manera que si los logaritmos de las intensidades detectadas 18 y 22 son comparadas, puede obtenerse una determinación de la absorbancia de la película intermedia en el diámetro interior de la sección de muestreo.
It will be readily perceived from the foregoing that if a film as 14E is indeed present at the sampling section where the sampling transducer SR is located, then there is an interference with transmittance so that if the logarithms of the intensities detected respectively at 18 and 22 be compared, a determination of the absorbance of the interfering film at the inside diameter of the sampling section can be determined.
Así,
Thus, and log (V R /V S ) = Absorbance In summary, log V R - log V S = biofilm absorbance Each time a reading is to be made the reference section is cleaned.
log(VR/VS) = Absorbancia
The biofilm absorbance, log VR- log VSis a software calculation performed by a computer 80C52, Fig. 11.
En resumen,
The computer activates a three-prong 110 VAC outlet via a solid state relay, DMP6402A, (Fig. 11) to which the pump is plugged.
log VR-log VS=absorbancia de película biológica
The absorbance value obtained represents the total biofilm absorbance (thickness) commencing with the beginning of the test (when a totally clean tube was installed).
Cada vez que se realiza una lectura es limpiada la sección de referencia.
The pump feeds into the main stream a chemical TA (treating agent) intended to combat or eliminate the biofilm.
La absorbancia de la película biológica, log VR-log VS es un cálculo de programa realizado por un ordenador 80C52, figura 11.
The pump is controlled within an allowable HI, LO absorbance range set by the operator.
El ordenador activa una salida VAC de tres espigas de contacto 110 a través de un relé de estado sólido, DMP6402A, (figura 11) al cual está enchufada la bomba.
The computer also transmits to a device 2B23, Fig. 11, signals proportional to absorbance readings.
El valor de absorbancia obtenido representa la absorbancia de la película biológica total (espesor) que empieza con el comienzo del test (cuando estaba instalado un tubo totalmente limpio).
The 4-20 mA output can be used to control a variable speed pump (instead of off-on pump as P) or to log or allow charting of absorbance readings.
Esta puede realizarse usando procedimientos empleados en los sistemas conocidos en la técnica.
This can be carried out using procedures employed in the systems known in the art.
Los alcances de recepción de las estaciones de base no cubren necesariamente todo el alcance dentro del cual los teléfonos se mueven.
The receipt ranges of the base stations do not necessarily cover the entire range within which the telephones move.
En el presente caso en que los alcances de recepción no se solapan, no puede realizarse ninguna medida de interconexión, por lo que el teléfono emite, por ejemplo, un sonido de aviso cuando la señal de la estación de base se debilita.
In the present instance when the receipt ranges are not overlapping, no handover measure can be carried out, whereby the telephone gives e.g. a warning sound when the signal of the base station becomes weaker.
Las potencias de las estaciones de base son pequeñas debido a que se pretende que la potencia de transmisión usada por los teléfonos se mantenga lo más baja posible con el fin de reducir al mínimo su consumo de corriente y precio.
The powers of the base stations are small because the transmission power used by the telephones is intended to be kept low in order to minimize their current consumption and price.
El sistema de búsqueda de personas cubre todo el alcance de operación.
The paging system covers the whole operation range.
Cada alcance de búsqueda de personas está provisto con un transmisor de alta potencia y un área geográfica de búsqueda de personas es extensiva, siendo su radio de acción, por ejemplo, de 400 km, por lo que su finalidad es cubrir todo el área dentro de la cual se supone que el teléfono se mueve.
Each paging range is provided with a high-powered transmitter and an individual paging geographical area is extensive, its radius being e.g. 400 km, whereby its purpose is to cover the entire area within which the telephone is assumed to move.
Por lo tanto, el movimiento de un teléfono móvil desde un alcance de búsqueda de personas a otro es una excepción.
Therefore, the moving of a mobile telephone from one paging range to another is an exception.
Si un alcance de búsqueda de personas cambia, esto puede realizarse ya sea manual o automáticamente.
If a paging range changes, this can be carried out either manually or automatically.
Mientras está en operación manual, el teléfono da un aviso de su salida fuera del alcance de búsqueda de personas y puede actualizarse en un nuevo alcance de búsqueda de personas en un primer punto Telepoint, por ejemplo pulsando el botón de registro colocado en el teléfono.
While in manual operation, the telephone gives a warning of its departure from the paging range and it can be updated in a new paging range at a first Telepoint point e.g. by pressing the registration button placed on the telephone.