[发明专利]容器中的混合过程的无创监测

说明书

提供一种确定容器(20)中的介质(22)的混合状态的方法。该方法包括下列步骤：至少部分经过介质(22)来传送多个超声信号，并且在至少部分穿过介质(22)之后接收多个超声信号；确定用于多个所接收超声信号中的每个的至少一个传播量的至少一个传播值，其中传播量指示超声信号与介质(22)的交互；基于所确定传播值来确定至少一个波动量的至少一个波动值，其中至少一个波动量指示所确定传播值的方差和/或与其相互关连；以及基于所确定的至少一个波动值来确定介质(22)的混合状态，其中混合状态指示介质(22)的均质性。

技术领域

一般来说，本发明涉及例如过程工业中的过程自动化的领域。特别是，本发明涉及基于声技术来确定容器中的介质的混合状态和/或混合过程的监测的方法。术语“容器”在这里以及在本文档中通篇广义地使用，而并不局限于封闭容器，而且还包括至少部分打开的容器，并且还包括配置成包含或引导任何种类的介质(例如所有种类的液体、液化固体或气体)的管或管道系统或管线。

本发明进一步涉及程序元素、计算机可读介质，以及涉及配置成执行这种方法的测量系统。

背景技术

在过程工业和/或过程自动化中，混合过程的综合控制和优化可能是合乎需要的。过程工业中的典型混合过程是例如储罐（tank）和/或容器中的两个流体的混合。这种混合过程可包括例如单相液体混合或者不能混合液体的混合，例如以创建乳剂。控制和优化这种混合过程可能是有利的，以便减少时间和/或能量成本。此外，至少在一些情况下，过度混合对所混合的产品或介质可能是有害的，例如对于其中细胞能够被过多搅拌所破坏的生物材料或者对于其中流变性质能够发生变化的聚合溶液可能是有害的。

用于流体、液体和/或介质的混合的典型设置（setup）是机械搅拌器皿（vessel）。通常，这类器皿包括储罐和/或容器，通常为竖直圆筒容器，其具有一个或多个推进器和可能的挡板以改进混合。

但是，在这种容器中，介质的状态和/或介质的混合状态是几乎不可确定的。特别地，可能期望确定介质的一个或多个成分(例如比如两个不同流体)已经充分混合，即，容器中的介质是否为充分均质的。而且，可能期望确定混合过程是否能够停止，或者介质是否仍然为不均质的，使得混合过程应当被延长。特别是，可能期望确定介质的混合状态而无需打开容器和/或无需干预混合过程本身。

此外，在介质的混合期间，化学反应能够在容器中发生，这能够改变介质的某些特性。对于这类情况，可能期望确定介质的组分之间的反应是否已经发生。这例如在聚合物和/或聚合物基材料的生产中可能是特别合乎需要的。

发明内容

因此，可期望提供用于特别是按照无创方式来确定容器中介质的混合状态和/或监测介质的混合过程的改进方法和对应测量系统。

这通过独立权利要求的主题来实现，其中另外的实施例被结合在从属权利要求和以下描述中。

应当注意，本发明的以下描述方面同样适用于确定容器中的介质的混合状态的方法、程序元素、计算机可读介质和测量系统。

按照第一方面，提供有一种确定容器中的介质的混合状态和/或监测介质的混合过程的方法。该方法包括下列步骤：

-例如由测量系统的一个或多个超声装置至少部分经过介质来传送和/或发射多个超声信号，并且在至少部分穿过介质之后接收多个超声信号；

-例如由测量系统的控制器来确定、计算和/或估算（compute）用于多个所接收超声信号中的每个的至少一个传播量的至少一个传播值，其中传播量指示和/或表示超声信号与介质的交互；

-例如由控制器基于所确定传播值来确定、计算和/或估算至少一个波动量的至少一个波动值，其中至少一个波动量指示所确定传播值的方差（variance）和/或与其相互关连；以及

-基于所确定的至少一个波动值来确定介质的混合状态，其中混合状态指示介质的均质性。