Устройство и способ для обнаружения и анализа отложений

Устройство и способ для обнаружения и анализа отложений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для обнаружения и анализа отложений.

Уровень техники

На промышленных предприятиях, таких как электростанции, сталелитейные заводы, предприятия целлюлозного или бумажного производства, обычно имеются средства для перемещения или хранения жидкостей, например трубопроводы или резервуары. Известно, что на внутренних стенках этих средств для перемещения или хранения жидкостей происходит осаждение органических и неорганических веществ, вследствие чего скопившиеся биологические или солевые (механические) отложения по меньшей мере частично препятствуют прохождению потока через средства перемещения жидкостей. В результате этого перемещаемые или хранящиеся жидкости могут подвергаться загрязнению. Это нежелательное явление создает ряд производственных проблем, таких как засорение оборудования, неэффективное использование химических материалов, повышение затрат на энергию, производственные потери вследствие простоев, коррозия и снижение качества продукции из-за роста числа случаев загрязнения.

В принципе, можно провести различие между биологическими отложениями, с одной стороны, и солевыми отложениями - с другой. Биологические отложения представляют собой органические отложения, которые часто возникают в форме биопленок в водных системах. Такие биопленки состоят, главным образом, из микроорганизмов, например бактерий, водорослей, грибков и простейших. В отличие от этого, солевые отложения образуются из неорганических веществ, включающих, например, комплексные соединения кальция (карбонаты, оксалаты, сульфаты, силикаты), алюминия (силикаты, гидроксиды, фосфаты), сульфат бария, радиоактивный сульфат радия и силикаты магния.

На промышленных предприятиях обычно имеются различные рабочие аппараты, например бойлеры, теплообменники, холодильники и смесители. Эти аппараты соединяются друг с другом, в частности последовательно и/или параллельно, посредством соединительных труб и т.п.

Одна из проблем известных устройств для измерения биологических или солевых отложений на промышленном предприятии состоит в сложности монтажа подобных измерительных устройств внутри рабочих аппаратов, например из-за ограниченности монтажного пространства или чрезмерно высоких температур. Поэтому эти устройства устанавливают, как правило, на соединительных трубах между рабочими аппаратами или внутри этих труб, несмотря на то, что температура внутри рабочих аппаратов обычно выше, чем внутри соединительных труб, в частности в случаях, когда рабочий аппарат представляет собой, например, бойлер. Это отрицательно влияет на качество измерений, поскольку высокие температуры способствуют росту биологических отложений, так что зачастую внутри рабочих аппаратов наблюдаются большие скопления отложений, чем внутри соединительных труб. Следовательно, результаты измерений в соединительных трубах искаженно отражают действительность, и толщина отложений в соответствующих областях не может быть точно определена.

Для предотвращения скопления биологических отложений и, в частности, роста биопленок в качестве контрмеры в соответствующую жидкость добавляют биоциды. Солевые отложения могут быть удалены путем добавления реагентов, предназначенных для борьбы с отложениями, образовавшимися в результате химических реакций (химическими отложениями), и созданных на основе гомополимеров, сополимеров и терполимеров акриловой, метакриловой, малеиновой и аспартовой кислот. Кроме тою, реагенты для борьбы с химическими отложениями могут быть созданы на основе органических фосфонатов и их производных, а также полифосфатов. Дозирование этих биоцидов и реагентов для борьбы с химическими отложениями должно выполняться очень тщательно и осторожно из-за их очень высокой стоимости и способности причинить вред здоровью.

Раскрытие изобретения

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для обнаружения отложений с целью обеспечения экономически и экологически усовершенствованной обработки вмещающей жидкость системы. Таким образом, по экологическим и экономическим причинам желательно свести к минимуму дозы биоцидов и/или реагентов для борьбы с химическими отложениями.

Указанная задача настоящего изобретения решается с помощью устройства для обнаружения отложений, в частности биологических и/или солевых отложений на отражающем участке внутри вмещающей жидкость системы, содержащего ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала в направлении этого отражающего участка и первое регистрирующее средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала на этом отражающем участке, причем на этом отражающем участке расположено второе регистрирующее средство, выполненное с возможностью обнаружения отложения конкретного вида.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет благоприятную возможность отличить один конкретный вид отложений от другого и определить количество отложения конкретного вида, обнаруженного с помощью второго регистрирующего средства. В частности, отложение конкретного вида может быть солевым или биологическим, органическим или неорганическим, образовавшимся в результате воздействия биотических или абиотических факторов, живым или мертвым. Отложение считается "живым", или "проявляющим признаки жизни", если оно содержит организмы, характеризующиеся наличием процессов подачи сигналов и самоподдержания. Отложение считается "мертвым", или "не проявляющим признаков жизни", в случае отсутствия регистрируемых процессов подачи сигналов и самоподдержания, если действие этих функций прекращено и/или если эти функции отсутствуют у составных частей данного отложения. Первое регистрирующее средство позволяет выполнить анализ отложения на отражающем участке с целью описания таких физических свойств отложения как мягкость и пространственная протяженность на отражающем участке в направлениях, параллельном и перпендикулярном направлению распространения отраженного сигнала. Тем самым создается, в частности, благоприятная возможность определения количества отложения. Кроме того, второе регистрирующее средство позволяет обнаружить отложение конкретного вида, что означает возможность проведения различия между конкретными видами отложений. В частности, благодаря этому становится возможным определить, является ли данное отложение живым (в этом случае отложение может представлять собой, например, биопленку, состоящую из живых организмов) или мертвым / не проявляющим признаков жизни (последнее относится по меньшей мере к одному мертвому организму, биоматериалу, не проявляющему признаков жизни, или другому неживому органическому или неорганическому материалу). Комбинируя результаты анализа физических свойств, полученных с помощью первого регистрирующего средства, с результатами анализа, полученными с помощью второго регистрирующего средства и касающимися, в частности, проведения различия между данным конкретным видом и другими видами отложений и/или наличия признаков жизни у последних, можно получить характеристики отложения данного конкретного вида. Получение этих характеристик включает, например, идентификацию и количественное определение отложения конкретного вида. Тем самым обеспечивается возможность своевременного и надежного обнаружения биологических и/или солевых отложений. Совокупным эффектом от определения обеих этих характеристик, а именно конкретного вида и физических свойств отложения, является возможность выполнения целевой обработки вмещающей жидкость системы, обеспечивающей выполнение определенных требований стандартов чистоты, предъявляемых к подобным системам. В частности, обработка вмещающей жидкость системы, может быть нацелена на отложение конкретного вида, благодаря чему эффективно предотвращается скопление биологических отложений, в частности рост биопленок. Кроме того, преимущество предлагаемого устройства, оснащенного как первым, так и вторым регистрирующим средством в соответствии с описанным выше, по сравнению с устройством, содержащим только второе регистрирующее средство, состоит в обеспечении возможности обнаружения отложения и в том случае, когда это отложение является мертвым. Благодаря тому, что обработка нацелена на конкретное отложение, она может быть эффективной как в экономическом, так и в экологическом отношении. Таким путем можно повысить уровень защиты окружающей среды при одновременном значительном снижении затрат на обработку систем, вмещающих жидкость. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает возможность сведения к минимуму, по экологическим соображениям, дозировки биоцидов и/или реагентов для борьбы с химическими отложениями.

В контексте настоящего описания термин "отложения" означает, в частности, любой вид органических или неорганических загрязняющих веществ и отложений, возникающих в системах, вмещающих жидкость, например в контурах, трубопроводах или резервуарах. Подобные отложения возникают, например, в форме пленок (называемых также "биологическими отложениями"). Эти отложения формируются, главным образом, в водных системах на границе раздела с твердой фазой. Пленки, образованные микроорганизмами, состоят из слоя слизи с погруженными в нее микроорганизмами (например, бактериями, водорослями, грибками и простейшими). Как правило, наряду с микроорганизмами, эти пленки содержат, главным образом, воду и внеклеточные полимерные вещества, выделяемые этими микроорганизмами, образующие в сочетании с водой гидрогели и содержащие другие питательные и иные вещества. Слизистая матрица, образовавшаяся в водной среде на границе раздела, часто включает твердые частицы. Пленки, возникшие, например, на предприятии бумажного производства, характеризуются тем, что они содержат высокую долю волокон, мелкодисперсных веществ и неорганических пигментов, связанных органической матрицей. Такие пленки обычно сопровождаются защитными экзополисахаридами ("слизь", ЭПС), которые вырабатываются микроорганизмами и возникают на границе раздела поверхностей оборудования и технологических водных потоков. Кроме того, на этих поверхностях часто возникают отложения неорганических загрязняющих веществ, таких как карбонат кальция ("накипь"), и органических загрязняющих веществ. Последние известны как "пек" (например, смола из древесины) и "липкая фаза" (например, клейкие и связующие вещества, клейкая пленка и частицы воска).

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения второе регистрирующее средство представляет собой по меньшей мере одно из следующего: электрохимический биосенсор, оптический биосенсор, электронный биосенсор, пьезоэлектрический биосенсор, гравиметрический биосенсор или другой биосенсор. Биосенсор обычно состоит из биологического преобразователя (биопреобразователя), содержащего, например, биологически чувствительный компонент, такой как рецептор. Биологический преобразователь взаимодействует с биологическим компонентом, таким как живая клетка отложения. Таким образом, возникает благоприятная возможность распознания, например, вида отложения путем регистрации электрохимической активности отложений. Таким способом можно определить, содержит ли данное отложение живые организмы. Затем биологический преобразователь генерирует сигнал обнаружения, например сигнал обнаружения признаков жизни, содержащий информацию о том, содержит ли данное отложение живые организмы. В частности, сигнал обнаружения признаков жизни генерируется в зависимости от взаимодействия между отложениями и рецептором биологического преобразователя. После этого сигнал обнаружения подвергается дальнейшей обработке электронной системой биосенсора. Таким образом, возникает благоприятная возможность определения степени покрытия отражающего участка отложениями и/или выявления признаков жизни у отложений на этом участке.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения второе регистрирующее средство выполнено с возможностью генерирования сигнала обнаружения признаков жизни, содержащего информацию о наличии признаков жизни у данных отложений. Тем самым возникает благоприятная возможность определения степени покрытия отражающего участка отложениями и/или определения признаков жизни у отложений на этом участке с одновременным выполнением анализа физических свойств отложения посредством первого регистрирующего средства. Это создает благоприятную возможность проведения различия между конкретными видами отложений. Например, можно определить, является ли данное отложение живым (например, представляет собой биопленку во вмещающей жидкость системе). Информация о наличии признаков жизни включает информацию о том, содержит ли отложение конкретного вида, в частности биопленка, живые организмы. Комбинирование информации о физических свойствах биопленки с информацией о содержании в последней живых организмов позволяет выполнить целевую обработку вмещающей жидкость системы.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения устройство содержит анализатор, выполненный с возможностью определения, в зависимости от сигнала обнаружения признаков жизни, степени покрытия отражающего участка отложениями и/или выявления признаков жизни у отложений на этом участке. Этим обеспечивается благоприятная возможность эксплуатации данного устройства в разных рабочих режимах. Например, в режиме индикации порогового значения анализатор может выполнять индикацию достижения заданной степени покрытия биопленкой, тогда как в режиме измерения можно осуществлять контроль всего процесса образования бактериального покрытия на отражающем участке. Тем самым создается благоприятная возможность контроля биопленки во вмещающей жидкость системе, в режиме реального времени с целью своевременной обработки этой системы для ее очистки в зависимости от сигнала обнаружения признаков жизни.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения биосенсор представляет собой электрохимический биосенсор, выполненный с возможностью генерирования сигнала обнаружения признаков жизни в зависимости от измеренной электрохимической активности отложений. Тем самым создается благоприятная возможность обеспечения надежного обнаружения отложения конкретного вида, такого как биопленка. В частности, благодаря этому можно определить, является ли биопленка живой, то есть содержит ли она живые организмы. Таким путем можно с высокой точностью обнаружить отложения конкретного вида и, в частности, выявить признаки жизни у этих отложений.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения анализатор выполнен с возможностью анализа отраженного сигнала с целью выявления отложений на отражающем участке и/или определения типа и/или толщины слоя этих отложений на отражающем участке. Тем самым создается благоприятная возможность измерения физических свойств отложений с целью определения, состоит ли данное отложение из сравнительно мягкого или твердого вещества, причем обычно мягкость количественно определяется модулем упругости. Физические свойства отложений на отражающем участке определяют путем оценки во временной области сигнала, отраженного от отражающего участка. Кроме того, можно измерить толщину слоя отложения на отражающем участке. Измеренное расстояние сравнивают с эталонным расстоянием, измеренным на начальном шаге калибровки в отсутствие каких-либо отложений на отражающем участке. В альтернативном варианте для этой цели можно использовать эталонный измеритель. Разность между измеренным и эталонным расстояниями представляет собой меру толщины отложения. Еще одно преимущество устройства, содержащего первое регистрирующее средство дополнительно ко второму регистрирующему средству, по сравнению с устройством, содержащим только второе регистрирующее средство, заключается, как описано выше, в возможности обнаружения отложения даже в том случае, когда оно является мертвым.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения устройство содержит первый измеритель, включающий в себя ультразвуковой преобразователь и первое регистрирующее средство, а также содержит второй измеритель, включающий в себя второе регистрирующее средство, расположенное на отражающем участке, причем первый и второй измерители разъемным образом соединены с вмещающей жидкость системой таким образом, что эти измерители находятся на противоположных сторонах упомянутой системы. Тем самым создается благоприятная возможность получения устройства для обнаружения солевых и/или биологических отложений, которое можно гибким образом использовать в самых разнообразных компонентах систем, вмещающих жидкость (например, трубопроводов), причем затраты на выполнение работ могут быть значительно снижены. Кроме того, разъемное соединение позволяет легко произвести замену, например во время технического обслуживания вмещающей жидкость системы, или компонентов устройства обнаружения.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения устройство содержит первый эталонный измеритель, включающий в себя дополнительный ультразвуковой преобразователь и дополнительное первое регистрирующее средство, а также содержит второй эталонный измеритель, включающий в себя дополнительный отражающий участок и дополнительное второе регистрирующее средство, расположенное на дополнительном отражающем участке, причем анализатор выполнен с возможностью определения свойств отложений на отражающем участке в зависимости от эталонной информации, получаемой предоставляемой первым и/или вторым эталонным измерителем. Тем самым создается благоприятная возможность измерения расстояния путем сравнения его с эталонным расстоянием, измеренным посредством первого и/или второго эталонного измерителя на этапе калибровочного измерения в отсутствие каких-либо отложений на отражающем участке. Реальное расстояние между ультразвуковым преобразователем и отражающим участком изменяется, например, в зависимости от температуры или давления внутри сосуда с жидкостью. Поэтому текущее расстояние между ультразвуковым преобразователем и отражающим участком в момент измерения может быть точно определено с помощью эталонного расстояния, измеренного одновременно с ним. Следовательно, результат измерения толщины отложений не содержит неизвестной погрешности, зависящей от условий эксплуатации, таких как давление и температура. Таким путем можно определить физические свойства отложений со сравнительно высокой точностью.

Еще одним объектом настоящего изобретения является способ обнаружения биологических и/или солевых (механических) отложений на отражающем участке внутри вмещающей жидкость системы, включающий: первый шаг - испускание ультразвуковым преобразователем ультразвукового испускаемого сигнала в направлении отражающего участка, второй шаг - регистрацию первым регистрирующим средством ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала на отражающем участке, и третий шаг - обнаружение отложения конкретною вида вторым регистрирующим средством, расположенным на отражающем участке.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет благоприятную возможность комбинирования результатов анализа физических свойств, полученных с помощью первого регистрирующего средства, с результатами анализа, полученными с помощью второго регистрирующего средства. Это обеспечивает, в частности, проведение различия между данным конкретным видом и другими видами отложений, что может включать выявление наличия признаков жизни у последних. Термин "признаки жизни у отложений" включает информацию о том, состоят ли данные отложения из живых организмов, таких как бактерии. Следовательно, можно получить характеристики отложения данного конкретного вида, что включает, например, идентификацию и количественное определение этого отложения. Далее, обеспечивается возможность своевременного и надежного обнаружения биологических и/или солевых отложений. Совокупным эффектом от определения обеих этих характеристик, а именно конкретного вида и физических свойств отложения, является возможность выполнения целевой обработки вмещающей жидкость системы, обеспечивающей выполнение определенных требований стандартов чистоты, предъявляемых к подобным системам. Кроме того, преимущество выполнения обоих этих этапов, а именно определения физических свойств отложений и обнаружения или идентификации отложения конкретного вида, по сравнению со способом, в котором осуществляется только обнаружение отложения конкретного вида, заключается, как описано выше, в возможности обнаружения отложения даже в том случае, когда оно является мертвым. Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, позволяет скомбинировать по меньшей мере два различных способа измерения с целью обнаружения солевых и/или биологических отложений, в частности таких отложений, содержащихся в трубе для прохождения жидкости, являющейся частью вмещающей жидкость системы. Это позволяет оптимизировать обработку таких труб с целью их очистки. На втором шаге можно выполнить измерение физических свойств, например количества, определяемого по толщине слоя отложений, тогда как на третьем шаге можно провести различие между отложением конкретного вида, исследованным на втором шаге, и другими видами отложений. В частности, второй и третий шаги могут выполняться одновременно. При этом, в частности, предпочтительно определить, является ли данное отложение живым, то есть содержит ли оно живые организмы.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения на третьем шаге выполняют обнаружение признаков жизни у отложений, осуществляемое посредством по меньшей мере одного из следующего: электрохимического биосенсора, оптического биосенсора, электронного биосенсора, пьезоэлектрического биосенсора, гравиметрического биосенсора или другого биосенсора. Этим обеспечивается благоприятная возможность выявления биологических особенностей отложений, в частности того, является ли данное отложение живым или мертвым. В частности, можно определить, содержит ли данное отложение живые организмы и/или какие типы живых организмов присутствуют в этом отложении. Такую информацию можно использовать при выполнении целевой конкретной обработки вмещающей жидкость системы, для ее очистки, что позволяет уменьшить дозы биоцидов и/или реагентов, используемых во время такой обработки.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения обнаружение признаков жизни на третьем шаге включает первый шаг обнаружения, на котором отложения распознаются биологическим преобразователем биосенсора, второй шаг обнаружения, на котором в зависимости от взаимодействия между отложениями и рецептором биологического преобразователя генерируется сигнал обнаружения признаков жизни, третий шаг обнаружения, на котором сигнал обнаружения признаков жизни обрабатывается анализатором с целью определения степени покрытия отложениями отражающего участка и/или выявления признаков жизни у отложений на отражающем участке. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность определения, содержат ли данные отложения живые организмы и/или какой тип живых организмов присутствует в этих отложениях. Такую информацию можно использовать при выполнении целевой конкретной обработки вмещающей жидкость системы, для ее очистки, что позволяет уменьшить дозы биоцидов и/или реагентов, используемых во время такой обработки.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения второе регистрирующее средство представляет собой электрохимический биосенсор, причем на третьем шаге посредством этого биосенсора измеряется электрохимическая активность отложений и в зависимости от измеренной электрохимической активности отложений генерируется сигнал обнаружения признаков жизни. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность определения степени покрытия отражающего участка отложениями и/или определения признаков жизни у отложений на этом участке с одновременным анализом физических свойств. Таким образом, настоящее изобретение предоставляет благоприятную возможность отличить один конкретный вид отложений от других. Например, можно определить, является ли данное отложение живым (например, представляет собой биопленку во вмещающей жидкость системе). Информация о наличии признаков жизни включает информацию о том, содержит ли отложение конкретного вида, в частности биопленка, живые организмы. Комбинирование информации о физических свойствах биопленки с информацией о содержании в последней живых организмов позволяет выполнить целевую обработку вмещающей жидкость системы, для ее очистки. Это позволяет эффективно уменьшить дозы биоцидов и/или реагентов, используемых во время такой обработки.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения на втором шаге анализатор выполняет анализ отраженного сигнала с целью выявления отложений на отражающем участке и/или определения типа и/или толщины слоя этих отложений на отражающем участке. Тем самым создается благоприятная возможность измерения физических свойств отложений. Например, с помощью такого измерения можно определить, состоит ли данное отложение из сравнительно мягкого или твердого вещества. Мягкость или твердость количественно определяется, как правило, модулем упругости. Физические свойства отложений на отражающем участке определяются путем оценки во временной области сигнала, отраженного от отражающего участка. Физические свойства отложений определяются в зависимости от времени пробега ультразвукового сигнала, интенсивности отраженного сигнала и/или частоты отраженного сигнала сравнительно с частотой испускаемого сигнала. Еще одно преимущество устройства, содержащего первое регистрирующее средство дополнительно ко второму регистрирующему средству, по сравнению с устройством, содержащим только второе регистрирующее средство, заключается, как описано выше, в возможности обнаружения отложения даже в том случае, когда оно является мертвым.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения в зависимости от обнаруженных признаков жизни у отложений, в зависимости от вида и/или толщины слоя отложений на отражающем участке и/или в зависимости от того, находятся ли отложения на отражающем участке, на четвертом шаге производят обработку жидкости во вмещающей жидкость системе. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность выполнения такой обработки вмещающей жидкость системы, которая нацелена на конкретное отложение и является эффективной как в экономическом, так и в экологическом отношении. Таким путем можно повысить уровень защиты окружающей среды при одновременном значительном снижении затрат на обработку систем, вмещающих жидкость.

Эти и другие характеристики, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из приведенного ниже подробного описания изобретения, представленного в сочетании с приложенными чертежами, иллюстрирующими, в качестве примера, основные идеи изобретения. Данное описание приведено только в качестве примера и не ограничивает объем настоящего изобретения. Указанные ниже ссылочные численные обозначения относятся к приложенным чертежам.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведено схематическое изображение предлагаемого в изобретении устройства для обнаружения солевых и/или биологических отложений.

На фиг. 2-4 приведены схематические изображения, иллюстрирующие несколько вариантов выполнения второго регистрирующего средства предлагаемого в изобретении устройства.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение описывается на отдельных примерах его осуществления и со ссылками на конкретные чертежи, что, однако, не ограничивает изобретение, объем которого определяется только формулой изобретения. Описанные чертежи являются лишь схематическими и носят неограничивающий характер. Размеры некоторых элементов на чертежах могут быть в иллюстративных целях завышены и не даны в масштабе.

Если специально не указано иное, то сказанное в отношении какого-либо элемента в единственном числе относится и к группе таких элементов.

Кроме того, встречающиеся в описании и формуле изобретения термины "первый", "второй", "третий" и т.д. используются для проведения различия между схожими элементами, а не обязательно для упоминания в порядке очередности или в хронологическом порядке. Следует иметь в виду, что используемые таким образом термины являются взаимозаменяемыми при соответствующих обстоятельствах и что элементы изобретения в вариантах его осуществления, представленных в настоящем описании, могут функционировать в последовательности, отличающейся от описанной или иллюстрируемой.

На фиг. 1 схематически показано устройство 1 для обнаружения солевых и/или биологических отложений 31 согласно настоящему изобретению. Устройство 1 позволяет обнаружить отложения 31, в частности в трубах 30 для прохождения жидкости в системах, вмещающих жидкость, в частности в охлаждающих контурах промышленных предприятий, таких как электростанции, сталелитейные заводы, предприятия целлюлозного или бумажного производства. Поток жидкости проходит в направлении 100 внутри трубы 30 вмещающей жидкость системы. Обнаружение отложений 31 может включать измерение физических свойств этих отложений, таких как плотность и мягкость (определяемую модулем упругости), а также выявление отложений 31, относящихся к конкретным видам: органическим, неорганическим, биологическим, небиологическим, живым или мертвым отложениям. Таким образом, устройство 1 позволяет отличить отложение 31 конкретного вида (например, биопленку, содержащую живые бактерии или другие организмы) от других отложений 31 (например, неорганических) и, кроме того, одновременно позволяет определить физические свойства этого отложения 31 конкретного вида.

Устройство 1 можно соединить разъемным образом с трубой 30 вмещающей жидкость системы, с целью обнаружения солевых и/или биологических отложений 31 на отражающем участке 20 внутри трубы 30. Устройство 1 содержит ультразвуковой преобразователь 10, испускающий ультразвуковой испускаемый сигнал 12 в направлении отражающего участка 20, и первое регистрирующее средство 10 для регистрации ультразвукового отраженного сигнала 13, возникшего в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала 12 на отражающем участке 20. Ультразвуковой преобразователь 10 и первое регистрирующее средство 10 могут быть объединены в один узел 10 либо, в альтернативном варианте, представлять собой отдельные узлы, один из которых выполнен с возможностью испускания ультразвукового испускаемого сигнала 12, а другой - с возможностью регистрации ультразвукового отраженного сигнала 13. Кроме того, устройство 1 содержит второе регистрирующее средство 21 для обнаружения отложения 31 конкретного вида, причем это второе регистрирующее средство 21 расположено на отражающем участке 20. Благодаря размещению второго регистрирующего средства 21 на отражающем участке 20 обеспечивается благоприятная возможность обнаружения этого же отложения 31, которое исследуется, в частности одновременно, первым регистрирующим средством 10 путем регистрации второго отраженного сигнала 13 с целью определения физических свойств отложений 31. Второе регистрирующее средство 21 выполнено, в частности, с возможностью генерирования сигнала обнаружения, содержащего информацию, позволяющую отличить отложение 31 конкретного вида от других отложений 31. Например, второе регистрирующее средство 21 может содержать биосенсор 21, в частности электрохимический биосенсор, оптический биосенсор, электронный биосенсор, пьезоэлектрический биосенсор, гравиметрический биосенсор и/или другой биосенсор. В частности, второе регистрирующее средство 21 или биосенсор 21 выполняется с возможностью генерирования сигнала обнаружения признаков жизни, содержащего информацию о наличии признаков жизни у этих отложений. Кроме того, данное устройство может содержать анализатор 11, выполненный с возможностью определения, в зависимости от сигнала обнаружения признаков жизни, покрытия отражающего участка отложениями и/или выявления признаков жизни у отложений на этом участке. В частности, в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения второе регистрирующее средство 21 содержит электрохимический биосенсор 21, выполненный с возможностью генерирования сигнала обнаружения признаков жизни в зависимости от измеренной электрохимической активности отложений 31.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения второе регистрирующее средство 21 и, в частности, дополнительное второе регистрирующее средство 21' выполнены с возможностью определения, является ли отложение 31, в частности биопленка 31, живым или мертвым. Например, второе регистрирующее средство 21 содержит биосенсор, включающий биологический преобразователь, который в зависимости от взаимодействия между рецептором биологического преобразователя и отложениями 31, в частности биопленкой или другими биологическими отложениями, генерирует второй сигнал обнаружения. Ультразвуковые сигналы (испускаемый 12 и отраженный 13) могут попеременно анализироваться с целью определения скорости жидкости во вмещающей жидкость системе. Определение физических свойств отложений, таких как плотность, основано на анализе отраженного сигнала 13, который отражается от отражающего участка 20. В частности, отложения 31 на отражающем участке 20 могут изменять отраженный сигнал 13, в частности время пробега, интенсивность и/или частоту отраженного сигнала сравнительно с испускаемым сигналом 12. Поэтому существует благоприятная возможность распознания вида отложений 31, то есть определения, являются ли эти отложения органическими или неорганическими, биологическими или небиологическими, живыми или мертвыми. Это позволяет отличить отложение 31 конкретного вида от других отложений 31 и одновременно определить количество этого отложения 31, относящегося к конкретному виду.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения устройство 1 содержит первый эталонный измеритель, включающий в себя дополнительный ультразвуковой преобразователь 10', дополнительное первое регистрирующее средство 10' и, в частности, дополнительный анализатор 11', а также содержит второй эталонный измеритель, включающий в себя дополнительный отражающий участок 20' и дополнительное второе регистрирующее средство 21', расположенное на этом втором отражающем участке 20', причем анализатор 11 выполнен с возможностью определения свойств отложений 31 на отражающем участке 20 в зависимости от эталонной информации, получаемой предоставляемой первым и/или вторым эталонным измерителем. Дополнительный ультразвуковой преобразователь 10' выполнен с возможностью испускания дополнительного ультразвукового испускаемого сигнала 12' в направлении дополнительного отражающего участка 20'. Дополнительное первое регистрирующее средство 10' выполнено с возможностью регистрации дополнительного ультразвукового отраженного сигнала 13', полученного в результате отражения дополнительного ультразвукового испускаемого сигнала 12' на дополнительном отражающем участке 20'. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность измерения расстояния между отражающим участком 20 и ультра