[发明专利]用于无线监测和剖析反应器容器内的工艺条件的系统和方法

说明书

公开了一种用于无线监测反应器容器内的工艺条件的系统和方法。启用传感器的射频识别(RFID)标签阵列被放置在容器的催化剂床内的已知高度处，并用于测量所述容器内的各种条件。所述启用传感器的RFID标签用单独的识别码进行编码，并无线链接到多个收发器。多个收发器的使用允许三角测量法的应用，以识别所述启用传感器的RFID标签中的每一个在三维空间中的位置，并允许询问每个启用传感器的RFID标签，以接收携带表示所述反应器内感测到的条件的信息的响应性应答器信号。

相关申请交叉引用

本申请要求2018年1月11日提交的待决的美国临时专利申请序列号62/616,185的权益，所述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于无线监测和三维剖析如反应器的工艺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是炼油厂和化工厂常见的。在操作这些反应器时，期望测量或监测容器内的工艺条件，因为该信息可以帮助控制反应器容器内的反应条件。当前用于测量反应器容器内的条件的方法要求与传感器建立物理连接，如电气或气动连接，所述传感器发送传感器测量的信息用于外部显示。这类测量手段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某个位置的温度，热电偶套管是必要的。热电偶套管穿过容器壁安装，并且其延伸到在容器内测量温度的位置。

期望具有在反应器容器内的位置处测量和观察工艺条件并无线发送信息以供在远程位置处进行收集和处理的能力。进一步期望能够提供在由容器限定的反应区的整个体积中的条件的三维概况。我们建议使用启用传感器的射频识别(RFID)标签来测量反应器容积内的几种条件，如压力、温度、流体组成、蒸汽和液体组成、pH和流速，并无线发送测量的信息用于远程收集和处理。

在US 7,397,370中描述了用于测量环境条件的启用传感器的RFID标签的实例。本专利提出了一种系统，所述系统提供用于使用多个射频识别(“RFID”)组件来监测环境。系统可以包括RFID标签，所述RFID标签具有相关联的唯一识别(“ID”)码，配置有用于感测与环境有关的信息的传感器以及用于将感测到的信息无线发送到处理系统的天线。由处理系统接收的所发送的信息包括感测到的环境信息以及相关联的识别码，并且被处理以提供用于监测环境和所监测的环境的变化。

另一个描述了使用启用传感器的RFID标签来测量和跟踪可变环境条件的参考文献是US 8,106,778。本专利公开了一种能够使用射频识别(RFID)来跟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，如位置、温度、压力和湿度。响应于RFID读取器设备发送的询问信号，RFID传感器标签发送信号，所述信号包括相关联的标签识别数据和表示测量的条件的可变数据。响应信号包括可变数据和不变数据，使得测量的条件可以与标签识别数据相关联。RFID读取器设备还可以从多个RFID标签之一接收多个响应信号。在这种情况下，多个响应信号中的至少一个可以包括表示在多个RFID标签中的相应一个处的测量的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公开了一种包括与传感器组合的RFID电路系统的基于RFID的传感器。传感器元件被配置为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性状态。这些物理条件可以包括气体、光、声音、温度、压力、湿度和/或环境的其他条件的存在或不存在。响应于RFID询问器发送的RF信号，基于RFID的传感器发送识别(ID)码和与基于RFID的传感器的当前或先前暴露于一个或多个物理条件相关联的其他信息，以供RFID询问器接收。基于RFID的传感器也可以由RFID询问器传递的RF能量供电。