本发明专利技术涉及对直接地或间接地在传感器的一所谓前表面上形成的积垢进行测量和／或探测的传感器（１０；３４），其特征在于，所述传感器以多个叠置层的形式包括：至少一加热元件（１４），所述至少一加热元件能够按照指令扩散一受控均匀热流，所述受控均匀热流的热功率小于２００ｍＷ；一隔热层（１１），所述隔热层布置在与传感器的前表面相对的边侧，以避免热流从所述相对的边侧散逸；至少一温度测量元件（１６），所述至少一温度测量元件设置在通过所述至少一加热元件扩散的受控均匀热流中并且提供优于０．１℃的温度测量精度；一基体（１２；４２），所述至少一加热元件的层和至少一温度测量元件的层附加在所述基体上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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(acds)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。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于一种对积垢进行测量和/或探测的微传感器，其可以根据微电子制造技术(例如微系统技术)制成。更为特别地，本专利技术的目的在于对直接地或间接地在传感器的所谓前表面上形成的积垢进行测量和/或探测的一种传感器，其特征在于，所述传感器以多个叠置层的形式包括-至少一加热元件，该至少一加热元件能够按照指令扩散一受控均勻热流，该受控均勻热流的热功率基本小于200mW，-一隔热层，该隔热层布置在与传感器的前表面相对的边侧，以避免热流从所述相对的边侧散逸，-至少一温度测量元件，该至少一温度测量元件设置在通过所述至少一加热元件扩散的均勻热流中并且提供优于0.1°C的温度测量精度，-一基体，所述至少一加热元件的层和至少一温度测量元件的层附加在该基体上。传感器在其是非常灵敏、非常有反应性和非常可靠的范围中是特别有利的，所述传感器的所述加热元件产生的热功率小，例如小于或等于200mW(优选地小于IOOmW,和例如在1到50mW之间)，并且布置在热流的均勻部分(热流中心，即离边部或加热元件尽可能地远，以摆脱边缘效应)中的所述温度测量元件提供大的精度，例如优于于o.rc (优选地优于0. 01°C，和例如在0. 005°C到0. 1°C之间)。上文所述的这种传感器的组成元件的特征是与这种传感器具有非常小的尺寸 (微系统传感器)的事实相关联的。例如可通过以微电子使用的制造技术，和在于根据所期望的布置，在一基体上或在一基体两侧以一个在另一上方沉积的层的形式来实施功能元件的制造技术制成。(technologie collective de fabrication de la microelectrique) (MEMS)的使用允许例如在一硅晶片或“晶片”上制造大量的传感器，特别是数百个到数千个。因此，可复制性同时在两制造系列中，也在同一制造系列中得到保证。 获得的传感器或组件因此是相同的并且具有相同的特征。如此成系列制造的传感器因此在其运行中更加可靠和在生产上更为经济。此外，在包括多个功能元件层的这类传感器中，这些元件相互特别地接近，并且因此具有微米大小的微小尺寸。因此，分开使用的元件和传感器整体的能量消耗极大地减少。通过与采用相同的功能元件，不过不是通过微系统技术制成的传感器结构进行比较-微传感器对通过所述加热元件扩散的热流更加有反应性(reactif)，这是因为热损失减少；-所述测量元件在微型传感器中更加灵敏(例如更灵敏100倍)；-微系统传感器对积垢层的厚度的测量具有更大的灵敏度(例如不是数百个μm, 而是数个μ m)。此外，在传感器非常灵敏的范围中，通过所述加热元件扩散的热流可极大地减小， 并且因此热流可非常容易地从传感器在其中布置的环境排出。因此，当传感器布置在流体中或与流体相接触时，流体的流量可以很小，甚至为零，并且通过传感器产生的热流将通过流体仍然令人满意地散逸。可使用其它的制造技术(丝网印刷，纳米技术...)来制造微传感器和获得相同的优点或相似的优点。可以注意到，当根据本专利技术的传感器布置在流体或与流体相接触时，根据本专利技术的传感器能够特别有效地测定在传感器的外表面上形成的积垢。积垢的“测定”意指对在传感器上形成的积垢层的厚度测量和/或在形成中的积垢层的探测。由于测量元件的尺寸小和温度测量元件是测量其所处位置的温度，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．对在传感器的一所谓前表面上直接或间接形成的积垢进行测量和／或探测的传感器（１０；３４），其特征在于，所述传感器以多个叠置层的形式包括：－至少一加热元件（１４），所述至少一加热元件能够按照指令扩散一受控均匀热流，所述受控均匀热流的热功率基本小于２００ｍＷ，－一隔热层（１１），所述隔热层布置在与所述传感器的前表面相对的边侧，以避免所述受控均匀热流从所述相对的边侧散逸，－至少一温度测量元件（１６），所述至少一温度测量元件设置在通过所述至少一加热元件扩散的受控均匀热流中并且提供优于０．１℃的温度测量精度，－一基体（１２；４２），所述至少一加热元件的层和所述至少一温度测量元件的层附加在所述基体上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·奥雷，
申请(专利权)人：内欧思公司，
类型：发明
国别省市：FR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。