專利名稱：一種在處理過(guò)程中預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的在線設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一方面涉及一種在處理過(guò)程中在線預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的設(shè)備。另一方面，本發(fā)明涉及一種紫外線放射量在線測(cè)定器，用來(lái)在紫外線消毒過(guò)程中，對(duì)于一種給定的微生物，預(yù)測(cè)其生物測(cè)定等效劑量。另一方面，本發(fā)明涉及一種在處理過(guò)程中在線預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的方法。
例如，序號(hào)為4,482,809、4,872,980和5,006,244的美國(guó)專利(這三個(gè)專利都是Maarschalkerweerd申請(qǐng)的，而且都轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在下文中稱作Maarschalkerweerd的1號(hào)專利)都描述了使用紫外線的重力自流液體處理系統(tǒng)。
這些系統(tǒng)包括一個(gè)紫外線燈框架陣列，該框架包括幾個(gè)紫外線燈，每個(gè)燈安裝在套管內(nèi)，套管從一對(duì)連接在連接板上的立柱之間伸出，并受到立柱的支撐。這些被支撐的套管(包括紫外線燈)插入被處理的液體之中，然后利用輻射進(jìn)行消毒。液體暴露于其中的輻射強(qiáng)度的大小由液體與燈的接近程度、燈的輸出瓦數(shù)和液體流經(jīng)燈的速度確定。典型情況下，使用一個(gè)或多個(gè)紫外線傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)燈的紫外線輸出，在可能的范圍內(nèi)，可通過(guò)在處理設(shè)備的下游設(shè)置液位門或者同類裝置，對(duì)液體的液位進(jìn)行控制。
序號(hào)為5,418,370、5,539,210和5,590,390的美國(guó)專利(這三個(gè)專利都是Maarschalkerweerd申請(qǐng)的，而且都轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在下文中稱作Maarschalkerweerd的2號(hào)專利)都描述了使用紫外線輻射的液體處理系統(tǒng)。特別是，Maarschalkerweerd的2號(hào)專利講授了一種布置成開放形式的紫外線處理系統(tǒng)，包括液體的重力自流流動(dòng)。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)處理，液體被排入溪流、小河、大河、湖泊或者其它水系中，即這種實(shí)施例表示該系統(tǒng)在城市廢水處理廠中的應(yīng)用。
傳統(tǒng)上，在紫外線輻射處理系統(tǒng)工藝中，給定輻射區(qū)的輻射劑量通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算DOSE＝tave×Iave其中tave是微生物在輻射區(qū)中的平均時(shí)間，Iave是紫外線在輻射區(qū)體積內(nèi)的平均強(qiáng)度。
近來(lái)，有建議認(rèn)為這種相對(duì)簡(jiǎn)單的計(jì)算方法可能在某種情況下導(dǎo)致實(shí)際上輻射到被處理液體的劑量不準(zhǔn)確——參見“在開放式紫外線系統(tǒng)中的流體動(dòng)力學(xué)特性對(duì)微生物失活的影響”(K.Chiu，D.A.Lyn，和E.R.Blatchley III，CSCE/ASCE環(huán)境工程學(xué)會(huì)(1997)，1189-1199頁(yè))。這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因?yàn)樵S多紫外線輻射處理系統(tǒng)都規(guī)定大部分使用這種算法。進(jìn)一步，這種計(jì)算假定系統(tǒng)始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，因此將不會(huì)考慮諸如一個(gè)或多個(gè)紫外線輻射源工作不正?；蛘吒静还ぷ鞯那闆r。
因此，本工藝需要有一種設(shè)備，能夠預(yù)測(cè)輻射給液體的劑量，并具有提高了的精度。如果這種設(shè)備能夠廣泛使用，而不限于預(yù)測(cè)紫外線處理系統(tǒng)輻射到液體中的劑量，就是說(shuō)，不限于作為紫外線放射量測(cè)定器來(lái)使用，那將是非常有利的。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是排除或者減小在先技術(shù)中上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種新型的在線設(shè)備，用于預(yù)測(cè)處理過(guò)程中的至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)。
本發(fā)明的再一個(gè)目標(biāo)是提供一種新方法，用來(lái)在線預(yù)測(cè)處理過(guò)程中的至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種在線設(shè)備，用來(lái)預(yù)測(cè)處理過(guò)程中的至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)，處理過(guò)程包括一個(gè)有界的液體區(qū)域，該區(qū)域形成一個(gè)預(yù)定的方陣。該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括方陣中多個(gè)節(jié)點(diǎn)或微粒路徑的位置信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置；和(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的裝置。
在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種在線設(shè)備，用來(lái)預(yù)測(cè)處理過(guò)程中的至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)，處理過(guò)程包括一個(gè)有界的液體區(qū)域，該區(qū)域形成一個(gè)預(yù)定的方陣。該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括在預(yù)定部分內(nèi)關(guān)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)和微粒路徑的相關(guān)信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置；和(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的裝置。
在本發(fā)明的又一方面，一種紫外線放射量在線測(cè)定器，用來(lái)在紫外線消毒過(guò)程中，對(duì)于一種給定的微生物，預(yù)測(cè)其生物測(cè)定的等效劑量，紫外線消毒過(guò)程包括一個(gè)流動(dòng)區(qū)域，液體在該區(qū)域中流動(dòng)。該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括關(guān)于經(jīng)過(guò)流動(dòng)區(qū)域的多個(gè)液體路徑的相關(guān)劑量信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置，輸入數(shù)據(jù)選自液體的紫外線透射率、液體的流速和流動(dòng)區(qū)域的強(qiáng)度范圍等數(shù)據(jù)；和(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算給定微生物的生物測(cè)定等效劑量的裝置。
在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供一種處理過(guò)程中在線預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的方法，處理過(guò)程包括一個(gè)流動(dòng)區(qū)域，該處形成一個(gè)預(yù)定部分，液體流過(guò)這部分。該方法包括如下步驟(i)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中存入數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)包括在預(yù)定部分內(nèi)關(guān)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)和微粒路徑的相關(guān)信息；(ii)從處理過(guò)程獲得輸入數(shù)據(jù)；(iii)將輸入數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)；以及(iv)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)。
對(duì)于化學(xué)、光化學(xué)或生物處理具有基本了解是預(yù)測(cè)和控制處理結(jié)果的關(guān)鍵。大多數(shù)此類處理包括液體流動(dòng)，而液體特性可以很大程度上影響處理的效率。對(duì)液體流動(dòng)理解得越好，處理的預(yù)測(cè)和控制就越好。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在線預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)，例如速度、壓力、溫度和紊流參數(shù)，這些參數(shù)優(yōu)選地通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)計(jì)算出來(lái)，并與某些在處理中感興趣的離散點(diǎn)上在線測(cè)定的相關(guān)參數(shù)結(jié)合起來(lái)。如果所有在感興趣的流動(dòng)區(qū)域上的相關(guān)流動(dòng)參數(shù)都已知，就可以獲得更好的系統(tǒng)預(yù)測(cè)反應(yīng)，這將導(dǎo)致更好的處理控制。
例如，本發(fā)明可以應(yīng)用在紫外線輻射液體處理系統(tǒng)中預(yù)測(cè)劑量分布輪廓，從而減小和/或消除上述在先技術(shù)中的不足。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明可用于多種其它應(yīng)用，例如光化學(xué)處理、化學(xué)處理、生物處理等等。
該數(shù)據(jù)庫(kù)包括方陣中多個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置信息。數(shù)據(jù)庫(kù)可通過(guò)確定一個(gè)流動(dòng)區(qū)域內(nèi)流動(dòng)參數(shù)的分布而獲得(例如，在感興趣的處理過(guò)程中盛放液體的一個(gè)通道或者管道)。這可以在線和離線情況下獲得。
如果數(shù)據(jù)庫(kù)是在離線情況下獲得的，那么將用到兩種通用技術(shù)。第一種包括“直接測(cè)量”，使用諸如激光多普勒風(fēng)速測(cè)定法、熱線風(fēng)速測(cè)定法和微粒圖象測(cè)速法的技術(shù)。第二種包括“數(shù)值/計(jì)算技術(shù)”，典型地稱之為CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))—例如，參見Versteeg等所著“計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)介紹”(1995)。
如果數(shù)據(jù)庫(kù)為在線情況下獲得，則優(yōu)選地使用數(shù)值/計(jì)算技術(shù)，關(guān)于這些技術(shù)更多的細(xì)節(jié)可以在以下一篇或多篇文獻(xiàn)中找到1、“熱線風(fēng)速測(cè)定法”，G..Compte-Bellot，流體力學(xué)評(píng)論年報(bào)，第8卷，209-231頁(yè)(1976)；2、“激光測(cè)速法”，Ronald J.Adrian，“流體力學(xué)測(cè)試”第五章，Richard J.Goldstein編輯，1983；3、“數(shù)字微粒圖像測(cè)速法”，C.E.Willert和M.Gharib，流體實(shí)驗(yàn)，第10期，181-193頁(yè)(1991)；4、TSI公司，網(wǎng)址為“http//www.tsi.com”；5、DANTEC測(cè)試技術(shù)，網(wǎng)址“http//www.dantecmt.com”；6、Fluent5用戶手冊(cè)，F(xiàn)luent公司，Lebanon，NH，美國(guó)；以及7、Versteeg，H.K.和W.Malalasekera.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)介紹。Longman集團(tuán)有限公司，1995。
在本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用(即一種紫外線放射量測(cè)定器)中，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)當(dāng)包括在有界流動(dòng)區(qū)域預(yù)定方陣內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置信息。優(yōu)選地，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置信息包括節(jié)點(diǎn)的空間位置、速度矢量分量、壓力以及關(guān)于紊流的測(cè)量值，例如紊流動(dòng)能和紊流耗散速率。
通過(guò)直接測(cè)試確定在流動(dòng)區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)參數(shù)的優(yōu)選方法，就是通過(guò)在整個(gè)區(qū)域內(nèi)推理地測(cè)量參數(shù)(例如離線測(cè)量)，建立這些參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中測(cè)量的條件與感興趣的處理實(shí)驗(yàn)相似。例如，在紫外線消毒反應(yīng)器的情況下，速度、壓力和紊流參數(shù)可以在反應(yīng)器內(nèi)細(xì)小的三維網(wǎng)格(即方陣)節(jié)點(diǎn)位置處進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)的流動(dòng)速度與反應(yīng)器的工作狀態(tài)相關(guān)。通過(guò)重復(fù)測(cè)量不同的體積流動(dòng)速度狀態(tài)，可以建立起變化的流動(dòng)狀況數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)質(zhì)上，數(shù)據(jù)庫(kù)由代表物理測(cè)量位置的節(jié)點(diǎn)x、y、z位置組成，對(duì)于每個(gè)不同的體積流動(dòng)速度，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量相關(guān)流動(dòng)參數(shù)(速度、壓力、紊流強(qiáng)度……)。
使用數(shù)值/計(jì)算技術(shù)在流動(dòng)區(qū)域內(nèi)確定流動(dòng)參數(shù)的優(yōu)選方法是使用CFD。通過(guò)在計(jì)算機(jī)上對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的液體建模，可以建立起一個(gè)包括必要位置信息的合適的數(shù)據(jù)庫(kù)。
不管包括必要位置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)還是數(shù)值模擬建立起來(lái)的，都希望它能夠與在線狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。這通過(guò)測(cè)量相關(guān)的體積流動(dòng)參數(shù)來(lái)完成。在紫外線消毒反應(yīng)器的情況下，相關(guān)參數(shù)將很可能是體積流動(dòng)速度。在在線CFD系統(tǒng)的情況下，當(dāng)流動(dòng)速度改變時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)包含位置信息的新數(shù)據(jù)庫(kù)。另一方面，如果數(shù)據(jù)庫(kù)包括離線產(chǎn)生(使用CFD或者直接測(cè)量)的位置信息，那么將使用插值或者換算技術(shù)，以便由數(shù)據(jù)庫(kù)中的已有狀態(tài)接近地模擬在線狀態(tài)。
對(duì)于給定的在線狀態(tài)，一旦通過(guò)反應(yīng)器的液體確定了，就可以求解傳輸方程來(lái)確定相關(guān)處理函數(shù)(如上面所提到的)。在本發(fā)明的紫外線消毒反應(yīng)器的應(yīng)用中，興趣在于反應(yīng)器的執(zhí)行情況，或者特別是反應(yīng)器對(duì)于目標(biāo)病菌的失活。通過(guò)使用考慮第一階動(dòng)力學(xué)、有關(guān)微生物的微粒、和微生物恢復(fù)過(guò)程的方程，生物失活可以建立成所用紫外線劑量的函數(shù)。
在第一階動(dòng)力學(xué)中，生物失活可以建立為NN0=e-kD---(1)]]>其中N0是消毒前存活的微生物的數(shù)量，N為消毒后存活的微生物的數(shù)量。常數(shù)k依賴于失活的微生物的類型，D為輻射劑量。劑量定義為相對(duì)暴露時(shí)間的殺菌強(qiáng)度。在實(shí)際的反應(yīng)器中，紫外線強(qiáng)度隨反應(yīng)器內(nèi)空間位置(離燈越遠(yuǎn)的區(qū)域紫外線強(qiáng)度越弱)和水的紫外線透射率(UVT)不同而變化。由于燈的位置是已知的(反應(yīng)器的幾何形狀已知)，而且UVT可以在線測(cè)量，反應(yīng)器內(nèi)的強(qiáng)度場(chǎng)可以計(jì)算出來(lái)，并與在線傳感器讀數(shù)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)微生物流經(jīng)反應(yīng)器，由于液體的運(yùn)動(dòng)(在該例中是水)，微生物將通過(guò)強(qiáng)度場(chǎng)。很明顯，當(dāng)流經(jīng)反應(yīng)器時(shí)，微生物路徑將經(jīng)歷程度變化的強(qiáng)度。對(duì)流經(jīng)線路上的強(qiáng)度場(chǎng)和紫外線暴露時(shí)間進(jìn)行積分，將對(duì)每個(gè)微生物產(chǎn)生一個(gè)劑量值。
一個(gè)紫外線反應(yīng)器將具有無(wú)限多個(gè)微生物通過(guò)的路徑，每個(gè)特定的線路接收特定的劑量。由于一個(gè)反應(yīng)器具有無(wú)限多個(gè)微生物可以通過(guò)的路徑，反應(yīng)器純失活可以寫作NN0=Σi=1∞fie-kDi---(2)]]>其中fi是接收劑量Di的微粒的分?jǐn)?shù)，這樣Σi=1∞fi=1]]>反應(yīng)器失活的模型為NN0=e-kDeqv---(3)]]>其中N0在這里是反應(yīng)器上游的存活微生物流量(或者在準(zhǔn)直射束研究(collimated beam study)的情況下是存活微生物的總數(shù))，N是消毒后反應(yīng)器下游的存活微生物數(shù)量。Deqv是反應(yīng)器輻射劑量。
反應(yīng)器輻射劑量，或者“等效劑量”，可以通過(guò)將方程(2)和(3)聯(lián)合求解得到NN0=e-kDeqv=Σi=1∞fie-kDi---(4)]]>或者Deqv=-1kln[Σi=1∞fie-kDi]---(5)]]>實(shí)質(zhì)上，反應(yīng)器執(zhí)行情況由通過(guò)反應(yīng)器的所有微生物路徑積分確定。在計(jì)算上，這可以由包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)位置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)確定?，F(xiàn)有的兩種傳統(tǒng)CFD方法可用來(lái)完成這個(gè)任務(wù)1、歐拉/標(biāo)量法；和2、拉各朗日微粒路徑法。
在歐拉法中，劑量D當(dāng)作一個(gè)標(biāo)量，標(biāo)量傳輸方程與強(qiáng)度場(chǎng)積分，而包括位置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)可以用來(lái)確定反應(yīng)器出口的劑量分布。出口處劑量分布和出口處體積流速部分的積分和方程(5)將給出基于目標(biāo)微生物失活常數(shù)k的反應(yīng)器執(zhí)行值。歐拉方法的困難之處在于求解擴(kuò)散和將劑量平均了的紊流混合體的標(biāo)量方程。實(shí)際上，每個(gè)微生物都是一個(gè)離散實(shí)體，應(yīng)當(dāng)被當(dāng)作離散實(shí)體處理，而不能夠平均。商業(yè)軟件CFD能夠非常容易地用來(lái)求解方程——參見，例如FluentTMCFD軟件的操作手冊(cè)。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)包括可以使用現(xiàn)有CFD軟件的位置信息。
優(yōu)選方法是使用拉各朗日微粒路徑法。利用這種方法，包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)可用來(lái)確定通過(guò)反應(yīng)器的離散微粒的運(yùn)動(dòng)。微粒路徑可以和已知的強(qiáng)度場(chǎng)進(jìn)行積分，以確定對(duì)每個(gè)微粒的輻射劑量。每個(gè)微粒將有自己的路徑，沒(méi)有兩條路徑是相同的，通過(guò)計(jì)算例如100個(gè)微粒的路徑可以獲得劑量分布的充分表示。在這種方法中，方程(4)和(5)可以直接使用，求和上限設(shè)置為n，此處n為代表微粒路徑的數(shù)目，并且fi＝1/n。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)包括方陣的至少一部分中的多個(gè)微粒路徑的位置信息(就是說(shuō)，不是整個(gè)方陣中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置信息)。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)不依賴于強(qiáng)度場(chǎng)得到。換句話說(shuō)，不是在線存儲(chǔ)包括位置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，而是建立一個(gè)用來(lái)推斷微粒路徑數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，而且只有微粒路徑需要在線存儲(chǔ)。這種改進(jìn)進(jìn)一步建少了計(jì)算量。
如上所示，對(duì)于化學(xué)、光化學(xué)或生物處理具有基本了解是預(yù)測(cè)和控制處理結(jié)果的關(guān)鍵。例如，本發(fā)明可以用于在紫外線輻射液體處理系統(tǒng)中預(yù)測(cè)消毒執(zhí)行情況，從而減少和/或消除了在先技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。更為特別的是，本發(fā)明的在線設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一種用于在給定的紫外線消毒系統(tǒng)和處理過(guò)程中預(yù)測(cè)生物測(cè)定等效劑量的紫外線放射量測(cè)定器。
在本設(shè)備的這種優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)包括經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理的多個(gè)實(shí)際微粒的劑量數(shù)據(jù)，其中每個(gè)實(shí)際微?？纱硪粋€(gè)微生物、一個(gè)微生物集合或其它物質(zhì)，或者一個(gè)化學(xué)分子。當(dāng)通過(guò)反應(yīng)器時(shí)，每個(gè)實(shí)際微粒的劑量可由微粒經(jīng)受的紫外線強(qiáng)度在紫外線消毒過(guò)程中微粒經(jīng)過(guò)的路徑上的積分確定。數(shù)學(xué)上，這種關(guān)系可以表示為Di=∫t=0t=trI(x,y,z)dt]]>其中Di為第i個(gè)實(shí)際微粒經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理后所經(jīng)受的紫外線劑量，單位為mJ/cm2；I(x，y，z)為微粒經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理路徑在位置(x，y，z)處經(jīng)受的紫外線強(qiáng)度，單位mW/cm2；t是時(shí)間，單位為秒，其中t＝0表示微粒進(jìn)入紫外線消毒處理的時(shí)刻，t＝tr表示微粒離開紫外線消毒處理的時(shí)刻。
實(shí)際微粒經(jīng)過(guò)反應(yīng)器的路徑可通過(guò)使用諸如激光多普勒風(fēng)速測(cè)定法、熱線風(fēng)速測(cè)定法和微粒圖象測(cè)速法等技術(shù)“直接測(cè)量”?；蛘咴撀窂娇赏ㄟ^(guò)使用“數(shù)值/計(jì)算技術(shù)”來(lái)預(yù)測(cè)，典型地稱之為計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚CFD技術(shù)允許給實(shí)際微粒賦予物理特性，這樣就能模擬作用在微粒上的諸如重力之類的外力的影響。
利用這些方法，典型情況下實(shí)際微粒的路徑將用空間—時(shí)間坐標(biāo)系(x，y，z，t)進(jìn)行確定，其中x，y和z確定一個(gè)空間的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，而t表示時(shí)間。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道可以使用徑向或者極坐標(biāo)系，并且考慮到對(duì)稱性，允許由一維或二維空間坐標(biāo)系表示通過(guò)紫外線消毒處理的實(shí)際微粒的路徑，而不是使用三維坐標(biāo)表示。
假定通過(guò)紫外線消毒處理的實(shí)際微粒的路徑能夠用連續(xù)的空間—時(shí)間坐標(biāo)典型地表示，那么輻射給每個(gè)微粒的劑量可以使用求和符號(hào)寫成Di=Σj=1j=ki(I(xj+1,yj+1,zj+1)+I(xj,yj,zj))2(tj+1-tj)]]>其中第i個(gè)經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理的微粒的路徑由ki系列空間—時(shí)間坐標(biāo)表示。
紫外線消毒處理中位置(x，y，z)處的紫外線強(qiáng)度可以使用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)計(jì)算出來(lái)，該技術(shù)或者使用徑向強(qiáng)度模型，在如下文獻(xiàn)中有描述C.N.Haas和G.P.Sakellaropoulos(1979)，“紫外線消毒示性分析”，環(huán)境工程國(guó)家會(huì)議，ASCE專業(yè)會(huì)議，舊金山，CA，7月9-11日，540-547頁(yè)；或者使用點(diǎn)源求和，在下文中有描述S.M.Jacob和J.S.Dranoff(1970)，“在完全混合的光反應(yīng)器中的光線強(qiáng)度設(shè)置集”，AIChE雜志，16卷，第3期，359-363頁(yè)；或者使用修改為包括折射效應(yīng)的點(diǎn)源求和，如J.R.Bolton(1999)，“在使用寬帶介質(zhì)—壓力水銀紫外線燈的環(huán)狀紫外線消毒反應(yīng)器中計(jì)算紫外線通量速度分布時(shí)折射和反射的重要性”。
本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，可為紫外線消毒處理定義多個(gè)強(qiáng)度模型，而且每個(gè)模型可以按照被處理水的紫外線吸收特性和紫外線反應(yīng)器的構(gòu)造，提供一個(gè)合理的紫外線強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果。強(qiáng)度模型的合理性可以通過(guò)測(cè)量紫外線強(qiáng)度來(lái)驗(yàn)證，測(cè)定時(shí)使用輻射計(jì)、輻射測(cè)量術(shù)、或者其它人們知道的紫外線測(cè)量方法。
在本發(fā)明的使用多個(gè)紫外線燈進(jìn)行紫外線消毒處理的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)以全部功率工作的紫外線燈輻射到實(shí)際微粒上的劑量可以計(jì)算出來(lái)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，如果紫外線消毒處理使用“L”個(gè)紫外線燈，對(duì)于每個(gè)實(shí)際微粒來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)包括1號(hào)紫外線燈、2號(hào)紫外線燈等等一直到第L個(gè)紫外線燈輻射到那個(gè)微粒上的數(shù)據(jù)。在一種可能的數(shù)據(jù)庫(kù)表示中，3個(gè)燈的反應(yīng)器信息可按表1的結(jié)構(gòu)存放。
表1

本領(lǐng)域技術(shù)人員知道每個(gè)微粒通過(guò)紫外線消毒處理時(shí)的路徑將取決于水的流速以及其它特性。數(shù)據(jù)庫(kù)可包括通過(guò)消毒處理的許多流速的劑量數(shù)據(jù)，以及多個(gè)水的特性。然而，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，只有有限的流動(dòng)狀態(tài)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而關(guān)于其它狀態(tài)的劑量值通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換而獲得。例如，輻射到實(shí)際微粒上的劑量在x流速方向的量可從y流速方向上的量乘以流速y與流速x的比例計(jì)算出來(lái)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還知道，每個(gè)實(shí)際微粒經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理時(shí)所經(jīng)受的強(qiáng)度，將取決于被處理水的紫外線透射率。數(shù)據(jù)庫(kù)可包括多個(gè)紫外線透射率值的劑量數(shù)據(jù)。然而，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，給定燈按給定的流速輻射到每個(gè)實(shí)際微粒上的劑量作為紫外線透射率的函數(shù)可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。例如，給定燈按給定的流速輻射到每個(gè)實(shí)際微粒上的劑量，可描述為紫外線透射率從30～99％的范圍內(nèi)的5階多項(xiàng)式函數(shù)。在這種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)只需包括與多項(xiàng)式函數(shù)相關(guān)的5個(gè)系數(shù)，以描述紫外線透射率范圍內(nèi)的劑量。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步知道紫外線燈可在不同的功率等級(jí)上工作，因而受諸如燈的壽命和燈套管的污垢等因素的影響，不同燈之間的紫外線輸出可能會(huì)有所變化。在本發(fā)明的一種示例中，某個(gè)給定燈輻射到每個(gè)實(shí)際微粒上的劑量，可能由燈本身電源設(shè)置縮放。在另一種示例中，輻射到每個(gè)實(shí)際微粒上的劑量由一個(gè)比例值縮放，該比例為使用標(biāo)準(zhǔn)紫外線傳感器測(cè)量的紫外線強(qiáng)度和使用適當(dāng)?shù)淖贤饩€強(qiáng)度模型計(jì)算出的該傳感器的紫外線強(qiáng)度的比例，或者和從使用新燈、無(wú)污垢的套管以及無(wú)污傳感器檢測(cè)窗口測(cè)得的傳感器結(jié)果預(yù)測(cè)得到的紫外線強(qiáng)度的比例。
第i個(gè)實(shí)際微粒經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理所經(jīng)受的純劑量，可通過(guò)將反應(yīng)器內(nèi)每個(gè)燈輻射到該微粒的劑量加起來(lái)計(jì)算出來(lái)。在一種優(yōu)選示例中，每個(gè)微粒的純劑量可由此計(jì)算(NetDose)i=QCFDQΣn=1n=LDosein(UVT)fn]]>其中QCFD是與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)際微粒軌跡的空間—時(shí)間坐標(biāo)系相關(guān)的流速；Q是經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理的實(shí)際流速；
Dosein(UVT)是在UVT(紫外線透射率)為某個(gè)紫外線透射率值時(shí)第n個(gè)燈輻射到第i個(gè)實(shí)際微粒上的劑量；fn是第n個(gè)燈的縮放因子，說(shuō)明表示污垢多少或燈的壽命的燈的電源設(shè)置和傳感器的測(cè)量值。
為了預(yù)測(cè)紫外線消毒處理的輻射劑量，應(yīng)當(dāng)對(duì)輻射到多個(gè)微粒上的劑量進(jìn)行計(jì)算。微粒的路徑應(yīng)當(dāng)從紫外線消毒處理上游的管道入口開始。管道入口內(nèi)的實(shí)際微粒開始位置應(yīng)當(dāng)在反應(yīng)器足夠上游的地方，這樣紫外線消毒處理輻射到微粒上的劑量不會(huì)受更上游位置移動(dòng)的明顯影響。在本發(fā)明的一種優(yōu)選應(yīng)用中，實(shí)際微粒的開始位置在垂直于體積流量的平面內(nèi)，并且在該平面內(nèi)均勻分布。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到紫外線消毒處理的管道入口可在每次安裝中位置不一樣。由于管道入口的構(gòu)造將對(duì)實(shí)際微粒經(jīng)過(guò)紫外線消毒處理的路徑有影響，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠估計(jì)對(duì)紫外線消毒處理的執(zhí)行有影響的現(xiàn)場(chǎng)特殊考慮。
在本發(fā)明的典型應(yīng)用中，確定輻射劑量大于250實(shí)際微粒。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到?jīng)]有兩個(gè)微粒會(huì)沿同一路徑通過(guò)紫外線消毒處理過(guò)程。因此，輻射到紫外線反應(yīng)器的劑量可代表一種劑量直方圖。進(jìn)一步，劑量直方圖可使用一種可能性分布進(jìn)行建模，這可和處理動(dòng)力學(xué)聯(lián)合起來(lái)預(yù)測(cè)紫外線消毒處理的純影響。
紫外線消毒處理的純執(zhí)行性能可通過(guò)對(duì)輻射到每個(gè)微粒的純劑量影響進(jìn)行求和而計(jì)算出來(lái)。劑量的影響可使用由標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)確定的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述。在使用紫外線消毒的情況下，對(duì)于特定微生物的紫外線失活動(dòng)力學(xué)，可通過(guò)將這些微生物的攪動(dòng)懸浮液暴露在紫外線強(qiáng)度已知的紫外線燈光的準(zhǔn)直射束之下來(lái)確定。根據(jù)不同的暴露時(shí)間，使用不同的劑量。失活動(dòng)力學(xué)可通過(guò)繪制作為輻射劑量的函數(shù)獲得的失活的圖形來(lái)得到。將失活作為劑量的函數(shù)來(lái)繪制可使用一階動(dòng)力學(xué)建模
N/N0＝exp(-k Dose)其中N0為暴露在紫外線下之前存活微生物的濃度；N0為暴露在紫外線下之后存活微生物的濃度；k是微生物的一階失活常數(shù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到微生物失活動(dòng)力學(xué)不總是依照一階動(dòng)力學(xué)。在那些情況下，一系列事件模型，一個(gè)雙指數(shù)模型或者其它一些傳統(tǒng)函數(shù)更適合用來(lái)描述失活和劑量之間的關(guān)系。
給定一個(gè)函數(shù)g(劑量)來(lái)描述微生物失活動(dòng)力學(xué)，反應(yīng)器的純執(zhí)行情況可用下式計(jì)算N/N0=Σi=1i=mg((NetDose)i)/m]]>其中m為所考慮的經(jīng)過(guò)紫外線處理過(guò)程的實(shí)際微粒的總數(shù)。
反應(yīng)器的純執(zhí)行情況可以使用失活動(dòng)力學(xué)通過(guò)求解下式與劑量等效值發(fā)生關(guān)聯(lián)g(DoseEquivalent)=Σi=1i=mg((NetDose)i)/m]]>在一階動(dòng)力學(xué)的情況下，這些方程可以寫作N/N0=Σi=1i=mexp(k(NetDose)i)/m]]>和DoseEquivalent=-ln(Σi=1i=mexp(k(NetDose)i)/m)/k]]>盡管參考優(yōu)選實(shí)施例和特定圖例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于這些優(yōu)選實(shí)施例和圖例的各種修改都不會(huì)偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和精神。
這里所參考的所有的出版物、專利和專利申請(qǐng)都整體并入本文以作參考，在相同程度上，就象每個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或者專利申請(qǐng)都專門、分別表示整個(gè)作為參考并入本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種在處理過(guò)程中預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的在線設(shè)備，處理包括一個(gè)有界的液體區(qū)域，該區(qū)域形成一個(gè)預(yù)定的方陣，該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括方陣中多個(gè)節(jié)點(diǎn)或微粒路徑的位置信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置；和(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的裝置。
2.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立產(chǎn)生，并在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)至少一種預(yù)定流動(dòng)狀態(tài)。
3.權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)使用拉各朗日型微粒軌跡路徑獨(dú)立產(chǎn)生。
4.權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)使用歐拉型標(biāo)量對(duì)流擴(kuò)散路徑獨(dú)立產(chǎn)生。
5.權(quán)利要求1-4中任一要求所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括當(dāng)輸入數(shù)據(jù)與至少一個(gè)預(yù)定流動(dòng)狀態(tài)不對(duì)應(yīng)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的裝置。
6.權(quán)利要求1-5中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)在線產(chǎn)生。
7.權(quán)利要求1-6中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，方陣包括一維節(jié)點(diǎn)陣列。
8.權(quán)利要求1-6中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，方陣包括二維節(jié)點(diǎn)陣列。
9.權(quán)利要求1-6中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，方陣包括三維節(jié)點(diǎn)陣列。
10.權(quán)利要求1-9中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，處理過(guò)程包括輻射流體處理過(guò)程。
11.權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)包括輻射劑量。
12.權(quán)利要求1-9中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，處理過(guò)程包括化學(xué)處理。
13.權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)包括處理過(guò)程中的至少一種化學(xué)藥品濃度。
14.權(quán)利要求1-9中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，處理包括生物處理。
15.權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)包括生物處理過(guò)程中一種有機(jī)物的存活性。
16.權(quán)利要求1-15中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，有界流動(dòng)區(qū)域包括一個(gè)開放反應(yīng)器，處理過(guò)程在該反應(yīng)器中進(jìn)行。
17.權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，開放反應(yīng)器包括一個(gè)液體流動(dòng)的通道。
18.權(quán)利要求1-15中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，有界流動(dòng)區(qū)域包括一個(gè)封閉反應(yīng)器，處理過(guò)程在該反應(yīng)器中進(jìn)行。
19.權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，封閉反應(yīng)器包括包含液體的通道。
20.權(quán)利要求1-19中任一要求所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值的表示裝置。
21.權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)可見指示器。
22.權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)顯示器。
23.權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)彩色指示器。
24.權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)音響指示器。
25.權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)可見指示器和一個(gè)音響指示器。
26.權(quán)利要求1-25中任一要求所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括根據(jù)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值控制處理的裝置。
27.權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，控制裝置包括將至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值和至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的預(yù)定閾值進(jìn)行比較的裝置。
28.權(quán)利要求1-27中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置包括一個(gè)鍵盤。
29.權(quán)利要求1-27中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置包括一個(gè)電子控制器。
30.權(quán)利要求1-30中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，計(jì)算機(jī)安裝在第一位置，處理工序位于相對(duì)第一位置較遠(yuǎn)的第二位置。
31.權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于，計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括一個(gè)遠(yuǎn)程通信鏈路鏈接，允許在第一位置和第二位置之間進(jìn)行通信。
32.一種在線設(shè)備，用來(lái)預(yù)測(cè)處理過(guò)程中的至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)，處理過(guò)程包括一個(gè)流動(dòng)區(qū)域，該處形成一個(gè)預(yù)定部分，液體在這部分內(nèi)流動(dòng)，該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括在預(yù)定部分內(nèi)關(guān)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)和微粒路徑的信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置；和(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的裝置。
33.權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立產(chǎn)生，并在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)至少一種預(yù)定流動(dòng)狀態(tài)。
34.權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)使用拉各朗日型微粒軌跡路徑獨(dú)立產(chǎn)生。
35.權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)使用歐拉型標(biāo)量對(duì)流擴(kuò)散路徑獨(dú)立產(chǎn)生。
36.權(quán)利要求32-35中任一要求所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括當(dāng)輸入數(shù)據(jù)與至少一個(gè)預(yù)定流動(dòng)狀態(tài)不對(duì)應(yīng)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的裝置。
37.權(quán)利要求32-36中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)在線產(chǎn)生。
38.權(quán)利要求32-37中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，預(yù)定部分包括一維節(jié)點(diǎn)陣列。
39.權(quán)利要求32-37中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，預(yù)定部分包括二維節(jié)點(diǎn)陣列。
40.權(quán)利要求32-37中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，預(yù)定部分包括三維節(jié)點(diǎn)陣列。
41.權(quán)利要求32-40中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，處理過(guò)程包括輻射流體處理過(guò)程。
42.權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)包括輻射劑量。
43.權(quán)利要求32-40中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，處理過(guò)程包括化學(xué)處理。
44.權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)包括處理過(guò)程中的至少一種化學(xué)藥品濃度。
45.權(quán)利要求32-41中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，處理包括生物處理。
46.權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)包括生物處理過(guò)程中一種有機(jī)物的存活性。
47.權(quán)利要求32-46中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，預(yù)定部分包括在有界流動(dòng)區(qū)域內(nèi)。
48.權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其特征在于，有界流動(dòng)區(qū)域包括一個(gè)開放反應(yīng)器，處理過(guò)程在該反應(yīng)器中進(jìn)行。
49.權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其特征在于，開放反應(yīng)器包括一個(gè)液體流動(dòng)的通道。
50.權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其特征在于，有界流動(dòng)區(qū)域包括一個(gè)封閉反應(yīng)器，處理過(guò)程在該反應(yīng)器中進(jìn)行。
51.權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其特征在于，封閉反應(yīng)器包括包含液體的通路。
52.權(quán)利要求32-51中任一要求所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值的表示裝置。
53.權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)可見指示器。
54.權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)顯示器。
55.權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)彩色指示器。
56.權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)音響指示器。
57.權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，表示裝置包括一個(gè)可見指示器和一個(gè)音響指示器。
58.權(quán)利要求32-57中任一要求所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括根據(jù)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值控制處理的裝置。
59.權(quán)利要求58所述的設(shè)備，其特征在于，控制裝置包括將至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值和至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的預(yù)定閾值進(jìn)行比較的裝置。
60.權(quán)利要求32-59中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置包括一個(gè)鍵盤。
61.權(quán)利要求32-59中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置包括一個(gè)電子控制器。
62.權(quán)利要求32-61中任一要求所述的設(shè)備，其特征在于，計(jì)算機(jī)安裝在第一位置，處理工序位于相對(duì)第一位置較遠(yuǎn)的第二位置。
63.權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其特征在于，計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括一個(gè)遠(yuǎn)程通信鏈路鏈接，允許在第一位置和第二位置之間進(jìn)行通信。
64.一種紫外線放射量在線測(cè)定器裝置，用來(lái)在紫外線消毒過(guò)程中，對(duì)于一種給定的微生物，預(yù)測(cè)其生物測(cè)定的等效劑量，紫外線消毒過(guò)程包括一個(gè)流動(dòng)區(qū)域，液體在該區(qū)域中流動(dòng)，該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括關(guān)于經(jīng)過(guò)流動(dòng)區(qū)域的多個(gè)液體路徑的相關(guān)劑量信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置，輸入數(shù)據(jù)選自液體的紫外線透射率、液體的流速和流動(dòng)區(qū)域的強(qiáng)度范圍；以及(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算給定微生物的生物測(cè)定等效劑量的裝置。
65.一種在處理過(guò)程中在線預(yù)測(cè)至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的方法，處理過(guò)程包括一個(gè)流動(dòng)區(qū)域，該處形成一個(gè)預(yù)定部分，液體流過(guò)這部分，該方法包括如下步驟(i)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中存入數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)包括在預(yù)定部分內(nèi)關(guān)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)和微粒路徑的相關(guān)信息；(ii)從處理過(guò)程獲得輸入數(shù)據(jù)；(iii)將輸入數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)；以及(iv)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)。
全文摘要
本文描述了一種用來(lái)預(yù)測(cè)處理過(guò)程中的至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的在線設(shè)備。在實(shí)施例中，所討論的處理過(guò)程包括一個(gè)流動(dòng)區(qū)域，該處形成一個(gè)預(yù)定部分，液體在這部分那流動(dòng)，該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括在預(yù)定部分內(nèi)關(guān)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)和微粒路徑的相關(guān)信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置；以及(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的裝置。在另一實(shí)施例中，所討論的處理過(guò)程包括一個(gè)有界的液體區(qū)域，該區(qū)域形成一個(gè)預(yù)定的方陣，該設(shè)備包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有(i)一個(gè)接收數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)包括方陣中多個(gè)節(jié)點(diǎn)或微粒路徑的位置信息；(ii)從處理過(guò)程接收輸入數(shù)據(jù)的裝置；以及(iii)由數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)計(jì)算至少一個(gè)液體流動(dòng)參數(shù)的裝置。本設(shè)備作為一個(gè)紫外線放射量測(cè)定器使用時(shí)尤其具有優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)G01F1/00GK1408061SQ00816796
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2000年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月6日
發(fā)明者戴維·A·奧爾森, 尤里·勞里夏因, 哈羅德·賴特 申請(qǐng)人:特洛伊人技術(shù)公司