[发明专利]用于使用有源声谱仪确定过程属性的方法和系统

说明书

提供了用于在有源声谱仪系统(100)中确定材料属性的方法，该方法包括：使用声谱仪获取(200)来自容器中的材料的多维声谱；使用数学降维方法降低(202)该声谱的维度，从而形成(204)描述材料状态的经降维的声谱；以及确定(206)该材料状态是否属于预定材料状态聚类。还提供了用于执行所描述的方法的系统。

技术领域

本发明涉及有源声谱仪(spectroscopy)系统以及用于在有源声谱仪系统中确定材料属性的方法。

背景技术

在过程工业中，很多时候，监视和控制过程中涉及的各种材料的属性非常重要。对于流体过程，可以执行其中使用单独的仪器来确定流体的不同属性的控制测量，或者可以收集实验室样本用于进一步分析以确定所分析的材料的属性。

然而，这样的分析给出了整个流体的有限的描述，而不是完整描述。此外，这些分析工具可能既昂贵又耗时，并且期望简化各种过程中的材料表征和过程控制。

此外，存在过程可能是半连续的阶段，并且需要更改参数以实现所处理的材料的特定质量，即“适当质量”。“适当质量”的定义通常是由与具体质量参数相关的单个或多个属性的组合给出的描述。在这样的过程中，希望通过以优化的方式更改质量参数来节省能量和原材料，即以最快可能的方式在不同的预定材料属性之间切换。此外，在某些过程中，能够重复地识别特定的过程状态比知道过程的特定属性更为重要。

有源声谱仪是一种用于分析容器或密封装置如管或桶内部的流体的测量技术。该技术当前主要用于过程工业。该技术需要具有高精度的小型传感器，以在过程工业中实现具有足够质量的测量。此外，通过使用有源声谱仪，可以以仅一次测量确定材料的属性的范围。

因此，有源声谱仪解决了上述问题中的一些问题。然而，有源声谱仪提供了多维的测量结果，并且包括复杂的数据。在许多情况下，需要对测量结果进行数据处理和人工处理以得出描述材料和过程属性的有用信息。

鉴于上述情况，期望增加有源声谱仪作为可以在广泛的过程中使用的测量工具的可及性(accessibility)。

发明内容

鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的是提供用于在有源声谱仪系统中确定材料属性的改进方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在有源声谱仪系统中确定材料属性的方法。该方法包括：使用声谱仪获取来自容器中的材料的多维声谱；使用数学降维方法降低声谱的维度，从而形成描述材料状态的经降维的声谱；以及确定所述材料状态是否属于预定材料状态聚类。

该材料可以是流体或固体材料，而容器可以是管、桶等。流体可以是液体或气体。因此，可以从管中的移动或静止材料(诸如移动流体)以及从容器中的静止流体、固体或半固体材料获取声谱。此外，术语材料不仅指单一的材料种类。替代地，术语材料在本上下文中应被认为包括混合物、溶液、化合物、聚结物(agglomeration)以及包括不同相的多种不同组分的任何其他组合。

本文中，材料状态可以被视为具有材料属性的某些组合的材料的表示，即流体或固体或它们的组合。

可以例如在管的不同位置处或在过程的不同阶段评估管中的流体材料。所描述的方法还可以在过程期间在容器中使用，其中在该过程期间监视材料属性。在某些应用中，监视材料属性以确保它们不发生改变可能是重要的；并且在其他应用中，可以监视材料属性的变化以确保变化以受控和预期的方式进行。在选定的过程期间出现的不同材料状态也可以被称为过程状态。因此，可以理解，材料属性的一种特定组合，即材料状态或过程状态，会产生用于重复测量的基本上相同的声谱，并且因此应当通过一种材料状态来描述材料属性的特定组合，从而提供较高的可重复性。所描述的方法还可以例如在材料属性随时间变化的配料容器中使用。