这归因于如下事实:当基于隔膜的净水设备正在操作时，隔膜元件410和隔膜管435—般变成淤塞，并且机械故障一般以缓慢速率形成。在一个实施例中，预定时间间隔在大约15分钟与I个月之间。在另一个实施例中，预定时间间隔在大约I小时与I周之间。在另一实施例中，预定时间间隔为I天。
[0080]来看图12c中的步骤705a_d。在步骤705a，促进MEMS传感器10和隔膜管馈送流传感器阵列440、隔膜管浓缩流传感器阵列445和隔膜管渗透流传感器阵列450来获取隔膜接口 415以及隔膜管入口 436和出口 437处的馈送、渗透和浓缩流的压力、流率和传导性测量值。此外，促进隔膜管馈送流传感器阵列440还获取隔膜管入口 436的馈送流的流体的温度测量值。传导性测量值包括单独分析物浓度的测量值和总分析物浓度测量(即，总传导性)。由RTU 402来促进MEMS传感器10。测量在参考条件期间进行。
[0081]在步骤705b，在隔膜接口 415处来自MEMS传感器10的馈送、渗透和浓度流的压力、流率和传导性测量值被得到并且提供给SCADA 460。内务信息也从MEMS传感器10来得至IJ。在隔膜管入口 436和出口 437的馈送、渗透和浓缩流的压力、流率和传导性测量值也通过隔膜管馈送流传感器阵列440、隔膜管浓缩流传感器阵列445和隔膜管渗透流传感器阵列450中的常规流量、压力和传导性传感器来得到并且提供给SCADA 460。此外，在隔膜管入口 436的馈送流中的流体的温度测量值也通过隔膜管馈送流传感器阵列440中的温度传感器来得到并且提供给SCADA 460。
[0082]在步骤705c，SCADA 460使用在时间“t”所获取的压力、流率、温度和传导性测量值来计算各隔膜元件410的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率值。此外，在一些实施例中，还对各隔膜管435来计算归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率值。在步骤705d，更新MEMS传感器10中的内务信息。
[0083]在一个实施例中，MEMS传感器10通过RTU 402与SCADA 460进行通信。RTU 402与所述MEMS传感器10无线通信。RTU 402通过以太网与SCADA 460进行通信。隔膜管馈送传感器阵列440、隔膜管浓缩流传感器阵列445和隔膜管渗透流传感器阵列450统称为常规传感器阵列，其无线地或者通过以太网与SCADA 460进行通信。
[0084]虽然结合以上所述具体实施例描述了本发明，但是很明显，本领域的技术人员清楚知道许多备选、组合、修改和变更。相应地，预计如上所述的本发明的优选实施例只是说明性而不是限制性的。能够进行各种变更，而没有背离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围由所附权利要求书来限定，以及字面上或者等价地落入权利要求的含意之内的所有装置、过程和方法预计包含在其中。
【主权项】
1.一种用于基于隔膜的水过滤设备的微机电系统(MEMS)传感器系统，包括: 远程遥测单元(RTU)、监控和数据获取单元(SCADA)以及多个MEMS传感器，用于测量流的压力、流率和传导性；所述水过滤设备包括列，所述列包括包含多个隔膜元件的隔膜管；所述隔膜元件接收馈送流并且产生浓缩流和渗透流； 所述隔膜元件串联设置，从而创建各隔膜元件之间的接口 ；所述MEMS传感器测量所述隔膜接口处的所述馈送流、浓缩流和渗透流的所述流率、压力和传导性； 所述隔膜管接收馈送流并且产生渗透流和浓缩流；常规压力传感器测量所述隔膜管渗透、浓缩和馈送流的所述压力；常规传导性传感器测量所述隔膜管渗透、浓缩和馈送流的所述传导性；常规流量传感器测量所述隔膜管渗透、浓缩和馈送流的所述流率；常规温度传感器测量所述隔膜管馈送流的所述温度； 所述RTU与所述MEMS传感器和所述SCADA进行通信，以向所述SCADA提供所述MEMS传感器压力和传导性测量，所述RTU与所述MEMS传感器无线通信； 所述常规传感器直接向所述SCADA提供测量； 其中所述SCADA使用所述MEMS传感器和所述常规传感器测量来识别受损隔膜元件。2.如权利要求1所述的MEMS传感器系统，其中，所述系统通过使用所述MEMS传感器和所述常规传感器测量以计算各隔膜元件的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率，并且将各隔膜元件的所述计算的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率与参考条件下的各隔膜元件的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率进行比较，来识别受损隔膜元件。3.如权利要求1所述的MEMS传感器系统，其中，所述系统通过使用所述常规传感器测量以计算所述隔膜管的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率，并且将所述隔膜管的所述计算的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率与参考条件下的所述隔膜管的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率进行比较，来识别受损隔膜管。4.如权利要求3所述的MEMS传感器系统，其中，当所述隔膜元件的所述计算的归一化渗透流量比参考条件下的所述隔膜元件的所述归一化渗透流量要小至少大约5%时，将所述隔膜元件识别为受损；当所述隔膜元件的所述计算的归一化差压比参考条件下的所述隔膜元件的所述归一化压差要大至少大约5%时，将所述隔膜元件识别为受损；当所述隔膜元件的所述计算的归一化盐透过率比参考条件下的所述隔膜元件的所述归一化盐透过率要大至少大约5%时，将所述隔膜元件识别为受损；当所述隔膜管的所述计算的归一化渗透流量比参考条件下的所述隔膜管的所述归一化渗透流量要小至少大约5%时，将所述隔膜管识别为受损；当所述隔膜管的所述计算的归一化差压比参考条件下的所述隔膜管的所述归一化压差要大至少大约5%时，将所述隔膜管识别为受损；当所述隔膜管的所述计算的归一化盐透过率比参考条件下的所述隔膜管的所述归一化盐透过率要大至少大约5%时，将所述隔膜管识别为受损。5.如权利要求1所述的MEMS传感器，其中，所述MEMS传感器的每个包括流量传感器、压力传感器或者传导性传感器中的至少一个。6.如权利要求1所述的MEMS传感器系统，其中，所述MEMS传感器的每个包括可拆卸智能传感器结构(RSSS)和控制/数据收发器芯片(CDTC);所述RSSS包括智能部件以及压力传感器或传导性传感器中的至少一个；其中所述智能部件包括线圈、电压调节器、感应收发器、非易失性存储器、微处理器和转换电路；其中所述CDTC包括线圈、感应收发器和RF收发器。7.如权利要求6所述的MEMS传感器，其中，所述MEMS传感器的每个由所述CDTC中的电池来供电或者由所述RTU无线地供电。8.如权利要求1所述的MEMS传感器，其中，所述MEMS传感器的每个采用智能电力或智能监测的一个或两者。9.如权利要求1所述的MEMS传感器，其中，所述MEMS传感器的每个包含内务信息。10.如权利要求1所述的MEMS传感器，其中，所述MEMS传感器的每个安装到所述隔膜元件的防伸缩装置(ATD)，其中所述MEMS传感器安装在所述ATD的压力配合槽或扣件槽中。11.一种操作用于基于隔膜的水过滤设备的MEMS传感器系统的方法，包括: 提供MEMS传感器系统和隔膜列，所述隔膜列包括包含多个隔膜元件的隔膜管，所述隔膜元件串联设置以创建各隔膜元件之间的隔膜接口 ；所述MEMS传感器系统包括多个MEMS传感器和SCADA ； 为所述隔膜管提供馈送流，其中所述隔膜管产生浓缩流和渗透流；所述隔膜管还包括进入所述隔膜管的所述馈送流以及离开所述隔膜管的浓缩流和渗透流的每个中的常规流量传感器、常规压力传感器和常规传导性传感器；其中所述隔膜管还包括进入所述隔膜管的所述馈送流中的常规温度传感器； 为所述隔膜元件的每个提供馈送流，其中所述隔膜元件的每个产生浓缩流和渗透流；所述MEMS传感器放置在所述隔膜接口处的所述馈送流、浓缩流和渗透流中； 得到在参考条件下的所述隔膜元件和隔膜管的每个的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率； 促进所述MEMS传感器和所述常规传感器来获取流率、压力和传导性测量；促进所述常规温度传感器来获取在时间“t”的所述温度； 向所述SCADA提供在时间“t”的所述隔膜接口和所述隔膜管处的所述馈送、渗透和浓缩流的所述流率、压力和传导性测量；向所述SCADA提供在时间“t”的所述隔膜管的所述馈送流的所述温度； 使用在时间“t”所得到的所述温度、流率、压力和传导性测量来计算在时间“t”的各隔膜元件和隔膜管的所述归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率；以及 比较在时间“t”的各隔膜元件和隔膜管的所述计算的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率与参考条件下的各隔膜元件和隔膜管的归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率，以识别受损隔膜元件和隔膜管。12.如权利要求11所述的方法，还包括从所述MEMS传感器检索内务信息，并且更新所述内务信息。13.如权利要求11所述的方法，还包括向用户报告在时间“t”的各隔膜元件和隔膜管的所述归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率、参考条件下的各隔膜元件和隔膜管的所述归一化渗透流率、归一化差压和归一化盐透过率以及所述受损隔膜元件和隔膜管的位置。14.如权利要求12所述的方法，其中，当所述隔膜元件的所述计算的归一化渗透流量比参考条件下的所述隔膜元件的所述归一化渗透流量要小至少大约5%时，将所述隔膜元件识别为受损；当所述隔膜元件的所述计算的归一化差压比参考条件下的所述隔膜元件的所述归一化压差要大至少大约5%时，将所述隔膜元件识别为受损；当所述隔膜元件的所述计算的归一化盐透过率比参考条件下的所述隔膜元件的所述归一化盐透过率要大至少大约5%时，将所述隔膜元件识别为受损；当所述隔膜管的所述计算的归一化渗透流量比参考条件下的所述隔膜管的所述归一化渗透流量要小至少大约5%时，将所述隔膜管识别为受损；当所述隔膜管的所述计算的归一化差压比参考条件下的所述隔膜管的所述归一化压差要大至少大约5%时，将所述隔膜管识别为受损；当所述隔膜管的所述计算的归一化盐透过率比参考条件下的所述隔膜管的所述归一化盐透过率要大至少大约5%时，将所述隔膜管识别为受损。15.如权利要求11所述的方法，其中，所述传导性测量包括单独的感兴趣分析物的所述浓度和所有感兴趣分析物的所述总浓度的测量。16.如权利要求11所述的方法，其中，所述MEMS传感器的每个包括流量传感器、压力传感器或者传导性传感器中的至少一个。17.如权利要求11所述的方法，其中，所述MEMS传感器包括可拆卸智能传感器结构(RSSS)和控制/数据收发器芯片(CDTC);所述RSSS包括智能部件以及压力传感器或传导性传感器中的至少一个；其中所述智能部件包括线圈、电压调节器、感应收发器、非易失性存储器、微处理器和转换电路；其中所述CDTC包括线圈、感应收发器和RF收发器。18.如权利要求11所述的方法，其中，所述MEMS传感器由所述CDTC中的电池来供电。19.如权利要求11所述的方法，其中，远程遥测单元(RTU)与所述MEMS传感器和所述SCADA进行通信，以向所述SCADA提供所述MEMS传感器压力和传导性测量，其中所述MEMS传感器由所述RTU无线地供电。20.如权利要求11所述的方法，其中，所述MEMS传感器采用智能电力或智能监测的一个或两者。
【专利摘要】一种用于监测基于隔膜的水过滤设备中的隔膜元件的MEMS传感器系统具有远程遥测单元(RTU)、SCADA和多个MEMS传感器，以用于测量压力、流率和传导性。水过滤设备具有列，其中隔膜管包含串联设置的多个隔膜元件，从而创建各隔膜元件之间的接口。MEMS传感器位于隔膜元件接口。一种监测基于隔膜的水过滤设备中的隔膜元件的方法使用放置在过滤设备隔膜元件接口的用于测量压力、流率和传导性的多个MEMS传感器。
【IPC分类】C02F1/44, B01D61/12, B01D63/10, B01D63/12
【公开号】CN105073649
【申请号】CN201380073654
【发明人】A.查特吉, A.巴塔查里亚, S.钱德拉塞卡兰
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2013年12月2日
【公告号】EP2935123A1, US20140180610, WO2014099324A1