例如，12V)。电池电压可由安装在本地的电池供应，电池是可更换的，或者可由本地产生的功率充电。在一个实施例中，传感器发送模拟输出信号，通过模数转换器读取模拟输出信号，模数转换器具有可编程增益放大器，以考虑到各个传感器的输出范围。在另一个实施例中，传感器基于各个传感器的输出范围，发送已经缩放或可缩放的数字输出信号。
[0136]数据收集器60还能够读取数字传感器或指示器，诸如序列号。内部温度传感器允许监测周围温度，并且因而监测热电偶的冷接点补偿。内部加速计允许测量节点的空间方位角度(并且因此测量与其附连的部件的空间方位角度)。高级功率管理用来最大程度地增加电池寿命。特别地，数据收集器60编程成当进行测量时，基于感测到的状况的组合或常规安排，来对传感器提供功率。
[0137]考虑到所获得的放大器增益、冷接点补偿，以及任何其它有关因素，传感器测量得到巩固，并且传感器测量优选通过无线链路发送到数据接收/处理中心200。在示例性实施例中，无线链接使用2.4 GHz ISM带和802.15.4标准作为其物理层和媒体访问控制(MAC)。但是，可使用现在已知或今后开发的适合运行环境的任何其它无线链路。协议使用星形网络拓扑结构。备选频率和协议是可行的，包括(无限制)网状网络拓扑结构。选择2.4GHz带，因为它是世界性ISM带，而大多数其它ISM带则是国家特有的。与节点的无线链路是双向的，以允许无线地构造节点。为了实现可靠目的，可在传输之前对数据加密。数据可从数据收集器60直接发送到数据中心200，或者通过一个或多个W1-Fi或其它转发器间接地发送到数据中心200，这取决于喷燃器10、310和数据中心200之间的距离和信号路径。
[0138]数据中心200构造成接收来自单独的喷燃器10、310的数据，而且还可构造成将数据发送到基于云的服务器，基于云的服务器然后可通过互联网或其它网络来服务于数据，提供警报，以及执行任何其它计算功能。数据中心200可为单件硬件或多个共同运行的硬件部件，它们构造和编程成执行本文描述的所有期望功能。数据中心200还可包括在喷燃器处或其附近的数据显示器(未显示)，数据显示器使用具有显示模块的伴随硬件部件。数据中心200可包括数据处理器266，或者可连接到数据处理器266上。
[0139]电功率可由本地功率产生系统供应到数据收集器60。图8显示示例性本地功率产生系统208对数据中心200提供电功率。注意，也可采用类似布置来对数据收集器60提供在本地产生的电功率。在描绘的实施例中，本地功率产生系统208包括可充电电池206或超级电容器和能量采集器204。可充电电池206可包括例如一个或多个锂离子电池等。电池206的充电和放电由电池监督器202控制，电池监督器202作为集线器定位在数据中心200、电池206和能量采集器204之间。电池监督器202可构造成执行多个功能，单独或以组合的方式包括(但不限于)下者中的一个或多个:调节流到和流出电池206和能量采集器204的功率、进行最大功率点跟踪以最大程度地提高来自能量采集器204的采集能量效率，以及容许数据收集器60仅在电池206中可用的能量足够时才开启。本文描述的本地功率产生系统208可用来分别对一个或多个数据中心200和/或位于各个喷燃器10、310处的单独的数据收集器60提供功率，并且/或者一个本地功率产生系统可对一个或多个附近的数据收集器60提供功率。这些本地功率产生系统可运行来在低用量时期期间存储功率，以及在高用量时期期间释放功率，从而最大程度地降低能量采集器的所需容量。另外，类似的本地功率产生系统208可用来对一个或多个数据中心200提供功率。
[0140]高级功率管理帮助确保系统以有限电池或本地产生的功率供应在长期运行。功率供应到无线智能传感器节点(WIN)，其可高度配置成对各个不同的传感器提供正确的所需电压。此外，WIN在单独的传感器不使用时智能地关闭其功率，在使用中收集来自传感器的数据，以及按可配置的时间间隔发送数据。指示器光显示系统的状态，而且还提供警报。由于仅在传感器使用时对其提供功率(例如，按预定时间轮转，以获得定期测量)，这节约来自功率供应的功率。但已经确定的是，一些传感器，包括(但不限于)压力传感器，不可在被提供功率之后立即提供可靠数据，而且对于仅被提供功率少量时间的响应不佳。因此，系统需要慎重选择传感器和WIN的特定构造，来使被提供功率和断开功率循环与各个传感器的运行要求匹配。
[0141]数据收集器60接收来自所有传感器的信号，并且发送器62将收集到的信号数据发送到数据指示器，其中用户可观察被测量的多个参数的状态。数据收集器60还可包括数据处理器66或166，或者可通过发送器将收集到的信号数据发送到单独的数据处理器266。
[0142]通过单独和共同测量喷燃器及其构件的多个温度、压力和位置，以及来自其它相关联的装备(包括流控制滑道(skid))的供给流和输入，可提供有价值的信息，有价值的信息使得操作者能够仅在需要时执行预防性维护，以及避免代价高的不合需要的失效或停机。在一个实施例中，位置传感器可包括GPS或其它本地三角测量位置指示器，以确定喷燃器和/或其构件的安装位置。备选地，可使用任何目前已知或新开发的方法来确定位置。
[0143]在氧-油喷燃器的一个示例中，高油末梢温度以及高于期望油压力和雾化气体压力可指示油喷嘴堵塞或者开始阻塞。这警告操作者，应当立即执行维护，使得末梢不在热燃炉中烧坏。如图19中显示的那样，与仅仅压力相比，末梢温度可更好地指示喷嘴需要清洁。在示出的示例中，除了喷嘴清洁之前和之后的末梢温度之外，监测油压力和雾化空气压力。虽然末梢温度升高相当一致，但压力变化随时间的推移不那样明确，从而使得单独基于压力来确定油喷嘴清洁需要更加困难。在清洁油喷嘴之后，末梢温度急剧下降，并且压力也急剧改变。但是单单基于末梢温度可能不可靠，因为除了喷管喷嘴寿命之外，存在影响末梢温度的其它因素。例如，图20显示监测当改变氧-油喷燃器的氧分级水平时的喷管末梢温度的结果。这里分级水平和末梢温度之间的直接相互关联是显而易见的。因此为了可靠地解释数据，多种信息是优选的。通过结合分级水平、喷管历史、压力和温度，准确地确定何时需要清洁油喷嘴是可行的。
[0144]喷管或燃料喷嘴末梢温度也可为燃烧稳定性或火焰根部与喷燃器的接近度的指示。但是，如上面提到的那样，了解其它喷燃器状况对于准确地解释燃料喷嘴温度变化的可能原因是重要的。
[0145]油入口压力和雾化气体入口压力之间的差可提供期望燃烧速率的估计，因为对于给定燃烧速率，油和雾化气体之间存在期望压差。但是，这个燃烧速率估计可受到堵塞的影响，如在图19中看到的那样。备选地，或者与测量油和雾化气体压力之间的差结合起来，氧入口压力和分级阀位置可用来基于假设化学计量学来计算燃烧速率，而且此测量典型地不受油喷嘴堵塞的影响。所以对于任何燃烧速率，如果油和雾化气体之间的压差超过期望(考虑到基于测得油温和已知或假设成分的油粘度)，则这指示正在发生一些堵塞且需要维护。
[0146]图6比较三个不同油温下的已知燃料油成分的油入口和雾化气体入口压力之间的压差，其随燃烧速率而改变。在所有情况下，雾化喷嘴都是清洁且畅通的。如可从数据看到的那样，对于温度较低的油，压差在所有燃烧速率下较大，其中压差在较高的燃烧速率下在绝对和相对方面都变得较大。测试已经显示此压差是比仅仅油入口压力更好地指示雾化喷嘴的健康状况。
[0147]图7在与图6相同的轴线上比较175cF下的三种情形:三角形数据点表示第一燃料，而且是与图6上的三角形数据点相同的数据；圆形数据点表示在清洁雾化喷嘴的情况下，在相同温度状况下具有粘性更高的成分的第二燃料;并且菱形数据点表示第一燃料，但其流过部分被阻碍的雾化喷嘴。可清楚地看到，第二燃料由于其粘度较高而展现比粘度较低的第一燃料高得多的压差(油入口压力和雾化气体压力之间)，而且当雾化喷嘴部分地被阻碍或堵塞时，压差显著上升。另外，当温度不合需要地改变时，在雾化喷嘴的温度漂移期间出现图表的右上方的菱形数据点，从而显示考虑到辅助作用的多变量监测也可用作所有传感器和系统的恰当运行的内部检查。
[0148]另外，使用对燃烧速率的任何估计(但是确定的)会提供期望油压力。如果油压力高于期望油压力，则正在发生一些堵塞，或者油粘度比期望的更低。比期望更高的油压力以及油入口温度将帮助确定油粘度是否低，或者油喷嘴是否部分地堵塞。
[0149]如果油压力如期望的那样，并且入口油温度如期望的那样，则较高的末梢温度可指示末梢插入得比设计更深，或者火焰不在期望的地方(参见下面以得到示例)。因此，清楚的是，需要确认多个测得参数之间的复杂的相互影响，例如，末梢温度升高或者低于期望油压力或者高于期望油压力的原因。注意，除了比较各个喷燃器上的这些参数与例如历史或预测数据之外，还可根据喷燃器的不同来比较这些参数，以检测一个喷燃器的异常运行，而且这些参数可与其它装置数据结合起来。这个确定可包括多变量分析，例如在Neogi，D等人的 “A New Paradigm in Real Time Asset Monitoring and Fault Diagnosis(实时资产监测和故障诊断的新范例)”中描述的那样，2013年AIChE年会，会议论文演说N0.268b(2013 年 11 月5日)。
[0150]在另一个示例中，高于期望氧化剂压力或压力波动升高可指示喷燃器块中的氧化剂流域减小。例如，图15显示有和没有障碍的氧化剂压力的数据，并且指示有障碍的压力波动大约2倍于至大约6倍于有障碍的压力波动的幅度。另外，有障碍的平均氧压力也高于无障碍。
[0151]期望氧化剂压力可由其它测得变量(包括流控制滑道数据)确定。氧化剂压力随氧化剂流量(或者对于第一近似，已知化学计量的燃烧速率)和分级阀位置改变，如图16中显示的那样。通过基于测得油压力(假设清洁油喷嘴)或天然气压力或者根据上面描述的方法来估计氧化剂流量，存在基于分级阀位置的期望氧化剂压力。为了更准确地确定期望氧化剂压力，可为有用的是例如也通过氧化剂流量计确定氧化剂流率，或者使用喷燃器燃烧速率(可使用前面描述的方法确定)和化学计量，或者通过测量跨越图11中显示的已知限流装置(扩散器334)的压降，来推断氧化剂流率。
[0152]如果氧化剂压力高于期望氧化剂压力，则可指示氧化剂的流域减小，这是因为喷燃器块开口或一些其它开口被阻碍。喷燃器块开口可由于落到块面、渣料或可能飞溅或滴落到喷燃器块上的其它材料上而部分地堵塞。如果这种局部阻碍发生但未检测的，则它可导致喷燃器和/或喷燃器块失效，所以在发生这种失效之前进行检测是重要的。
[0153]在显示障碍的影响的另一个示例中，除了喷燃器喷嘴末梢温度之外，图14显示在喷燃器块的热面附近有和没有障碍的天然气和氧压力。在这个示例中，障碍在三个不同的时间置于喷燃器块的热面附近(标为D4、D5和D6)。在各种情况下，喷嘴末梢温度降低(鉴于喷燃器火焰冲击在块出口处的障碍上，这是不合需要的结果)，并且天然气压力和氧化剂压力两者都升高。
[0154]在图13中的类似示例中，障碍在两个不同的燃烧速率下的三个不同的时间置于喷燃器的热面附近(标为在高燃烧速率FRl下的Dl，以及在较低的燃烧速率FR2下的D2和D3)。当与图14比较时，对于第一两个障碍Dl和D2看到类似的结果，但对于第三障碍D3，检测喷嘴末梢温度最初降低，然后升高。已经注意到，喷嘴末梢温度的方向变化取决于喷燃器和正要燃烧的燃炉的运行状况。因此有利的是使用不止一个传感器来识别存在妨碍喷燃器正常运行的障碍。
[0155]在另一个示例中，安装在喷燃器块的面附近或者气体流路径附近的一个或多个温度传感器可用来检测火焰偏转，例如通过比较氧化剂和燃料的出口上方和下方的喷燃器块温度，或者比较氧化剂和燃料的出口左边和右边的喷燃器块温度。关于顶部(主要氧化剂和燃料)出口(与辅助氧化剂出口相比)，这些测量可为特别有用的。图18C显示关于未对齐喷燃器燃烧的喷燃器块中的温度测量。在这个示例中，三个热电偶嵌在喷燃器块中，热电偶定位成与块热面相距三个不同的距离:前部、中间和后部。当冲击开始时，所有三个位置的测得温度升高。温度升高幅度随实际火焰冲击的位置改变，从而展现多个温度测量值，其肯定地识别初始阶段中的火焰冲击，并且尽可能快地识别。
[0156]在另一个示例中，分级阀位置本身可用来确定喷燃器设定得到优化，并且在喷燃器设定有变化时，操作者/工程师知道。典型地，在启动或试运转期间设定分级阀位置，以针对特定燃炉和过程来优化喷燃器性能。分级阀位置通常在启动之后不会改变。但是，有时分级阀可意外或有意地转到非最佳位置，而且重要的是识别这种状况，以确保喷燃器如期望的那样运行。
[0157]在另一个示例中，入口油温度以及很有能密度可用来估计雾化喷嘴处的油粘度。粘度取决于油的成分，所以入口油温度本身不可确定粘度，但可提供关于粘度的信息，尤其是当与入口油压力(随粘度改变)以及很可能密度结合起来时。这将让操作者知道入口温度是否合适，以及当与