本發(fā)明涉及連續(xù)監(jiān)測(cè)含水體系中的醛殺生物劑的存在和測(cè)量其濃度。發(fā)明背景在石油勘探和生產(chǎn)領(lǐng)域，將海水泵入策略性定位的注入井中，以增強(qiáng)從儲(chǔ)藏的油采收。油的采收需要將水注入含油的儲(chǔ)藏巖層從而使烴移動(dòng)至產(chǎn)出井，在此可以將它們產(chǎn)出至地表。從水源至待將其注入處的油田的管線的長(zhǎng)度可能為數(shù)千千米。水在管線中的停留時(shí)間可能很長(zhǎng)并且存在促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)的條件的可能性極高?？梢酝ㄟ^(guò)在取水點(diǎn)處添加具有遍及管線抑制細(xì)菌生長(zhǎng)效果的殺生物劑而防止或極大地抑制管線中的細(xì)菌的生長(zhǎng)。分配管線通常形成網(wǎng)格以將水供應(yīng)至在產(chǎn)出井附近的許多注入井。因?yàn)楣芫€系統(tǒng)的總體長(zhǎng)度，所以可能在使用點(diǎn)處發(fā)生殺生物劑的有效濃度的下降。殺生物劑濃度的降低歸因于存在于殺生物劑制劑中的(一種或多種)活性成分的降解。因此，重要的是知曉在使用點(diǎn)處存在于水中的殺生物劑的實(shí)際濃度。還通常將殺生物劑添加至用于冷卻塔和類似工業(yè)系統(tǒng)的水以對(duì)抗細(xì)菌的生長(zhǎng)。對(duì)于大多數(shù)冷卻塔設(shè)施而言，殺生物劑的降解并不是問(wèn)題，因?yàn)榕c冷卻塔一起使用的管線并不具有大的長(zhǎng)度；因此所添加的殺生物劑的濃度遍及冷卻塔系統(tǒng)保持幾乎恒定。通常，在主取水點(diǎn)處將一種或多種殺生物劑添加至分配管線。對(duì)于管線而言，在初始注入點(diǎn)處添加的量取決于水的流速、管線環(huán)境條件和管線的長(zhǎng)度。對(duì)于將殺生物劑添加至注入水料流而言的常規(guī)殺生物劑處理方法并非連續(xù)的；而是將殺生物劑按已基于經(jīng)驗(yàn)確定的固定的時(shí)間表定期添加至水系統(tǒng)中。許多通常使用的工業(yè)水處理殺生物劑制劑包含甲醛和/或具有醛官能團(tuán)的其它化合物作為活性成分以對(duì)抗細(xì)菌的生長(zhǎng)。在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)添加預(yù)定量的殺生物劑(通常被稱為“段塞流(slug)”)之后，在不同的下游取樣點(diǎn)處手工收集水樣品并將樣品帶至實(shí)驗(yàn)室，在此可以將許多已知分析方法的任一種用于檢測(cè)注入水樣品中的任意殺生物劑的存在和測(cè)定其濃度。一旦收到所述樣品，實(shí)驗(yàn)室通常就需要若干小時(shí)來(lái)報(bào)告存在于水系統(tǒng)中的任意殺生物劑的濃度。定期遵循該做法并且在取水點(diǎn)將殺生物劑添加至海水之后。該分析方法是耗時(shí)的并且在沿管線的遠(yuǎn)程位置處并非總是可行。由于在大型油田中的一些水注入網(wǎng)絡(luò)(包括由遠(yuǎn)程處所組成的那些)的復(fù)雜性，不能通過(guò)人員在用于處理和測(cè)量殘留殺生物劑濃度的地點(diǎn)處的有效地監(jiān)測(cè)水分配系統(tǒng)。此外，由于水的高體積流速和管線長(zhǎng)度，所以經(jīng)常難于精確測(cè)定殺生物劑段塞流將何時(shí)到達(dá)水取樣點(diǎn)，導(dǎo)致錯(cuò)失時(shí)機(jī)。本發(fā)明所提出的問(wèn)題在于連續(xù)監(jiān)測(cè)注入海水的料流中的殺生物劑。所述問(wèn)題的另一重要方面在于利用能夠測(cè)定活性成分例如甲醛和/或其它醛官能團(tuán)的存在和記錄其濃度的裝置，實(shí)時(shí)測(cè)定在使用點(diǎn)處和在臨時(shí)取樣點(diǎn)處的水系統(tǒng)中的殺生物劑濃度。目前，不存在用于連續(xù)監(jiān)測(cè)含水介質(zhì)中的殺生物劑的存在的商業(yè)上可得的方法和設(shè)備并且不存在自動(dòng)取樣、監(jiān)測(cè)和測(cè)量海水注入分配系統(tǒng)中的醛官能的殺生物劑濃度的商業(yè)上可得的分析器系統(tǒng)。存在對(duì)用于在這些地理上廣闊的和復(fù)雜的水分配系統(tǒng)中連續(xù)監(jiān)測(cè)殺生物化學(xué)品的在線和實(shí)時(shí)傳感裝置的需求。需要其中記錄這樣的測(cè)試信息并且能夠?qū)?shù)據(jù)從遠(yuǎn)程處所傳送至負(fù)責(zé)系統(tǒng)的人員的系統(tǒng)。發(fā)明簡(jiǎn)述通過(guò)本發(fā)明的方法和分析系統(tǒng)解決了上述問(wèn)題并且提供了其它有利之處，所述系統(tǒng)包含在線系統(tǒng)，所述在線系統(tǒng)包括傳感器和分析器組件，所述組件連續(xù)監(jiān)測(cè)注入水料流中以及工業(yè)和廢水料流中檢測(cè)到的任意含醛殺生物劑的存在并測(cè)量其濃度。所述在線系統(tǒng)配備有微處理器/控制器，其將測(cè)試數(shù)據(jù)傳送至場(chǎng)外控制中心，允許檢測(cè)遠(yuǎn)程管線中的含醛的殺生物劑。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“含醛的殺生物劑”包括含有甲醛和/或一個(gè)或多個(gè)與二甲酮反應(yīng)的醛官能團(tuán)的殺生物組合物。通過(guò)引入醛與二甲酮的反應(yīng)提供自動(dòng)化的系統(tǒng)以指明殺生物劑的存在和濃度，以監(jiān)測(cè)海水注入系統(tǒng)的殺生物劑的存在。傳感器和分析器組件包括液流泵的組合、注入閥、混合器、加熱室和光學(xué)檢測(cè)單元。醛和/或醛官能團(tuán)的檢測(cè)利用了反應(yīng)物與包含醛基團(tuán)的殺生物劑的化學(xué)反應(yīng)。用于檢測(cè)的主要機(jī)理是Hantzsch反應(yīng)，其中具有醛官能團(tuán)的分子與二甲酮在緩沖試劑如乙酸銨存在下反應(yīng)，以產(chǎn)生有熒光的反應(yīng)產(chǎn)物。Hantzsch反應(yīng)機(jī)理可以如下表示：優(yōu)選添加緩沖劑以將反應(yīng)介質(zhì)的pH保持在約4.5?？梢允褂闷渌彌_試劑以保持該pH值。盡管反應(yīng)速率和熒光產(chǎn)物的形成在室溫相對(duì)緩慢，但是通過(guò)增加反應(yīng)介質(zhì)的溫度加速所述速率。形成的產(chǎn)物在80至90℃范圍內(nèi)的溫度產(chǎn)生高水平的熒光。甲醛與二甲酮之間的反應(yīng)不同于乙醛或戊二醛與二甲酮之間的反應(yīng)，因?yàn)樗纬傻姆磻?yīng)產(chǎn)物可以在稍微不同的波長(zhǎng)發(fā)熒光。還已發(fā)現(xiàn)不同的醛分子在它們與二甲酮的反應(yīng)中產(chǎn)生不同水平的熒光。當(dāng)不同的醛存在于添加至海水的殺生物體系中時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)每種醛呈特異性的校準(zhǔn)曲線。緩沖體系的目的在于將反應(yīng)介質(zhì)的pH保持在約4.5，因?yàn)橐寻l(fā)現(xiàn)在大約4.5的pH形成的產(chǎn)物在其它條件(例如溫度)保持恒定時(shí)顯示出較高水平的熒光。為了進(jìn)行Hantzsch反應(yīng)并不要求緩沖試劑，但優(yōu)選在該pH操作，特別是為了更有效地檢測(cè)海水中的低水平殺生物劑的存在和確保反應(yīng)進(jìn)行完全。緩沖溶液有助于保持對(duì)可能存在于海水注入系統(tǒng)中的相對(duì)較低濃度的殺生物劑的響應(yīng)。在不存在緩沖試劑的情況下，反應(yīng)緩慢且檢測(cè)海水中的殺生物劑也緩慢，導(dǎo)致非常寬的峰。另外，在不存在緩沖劑的情況下所述響應(yīng)不易在現(xiàn)。除乙酸銨以外，另一合適的緩沖劑包括鄰苯二甲酸氫鉀和氫氧化鈉的混合物?？梢砸运芤盒问教砑铀鼍彌_劑。緩沖試劑的濃度可以在4.0至5.0的pH范圍內(nèi)。已注意到海水中礦物的存在并不影響響應(yīng)。在本發(fā)明的設(shè)備中，待測(cè)試具有醛官能團(tuán)的殺生物劑的存在的含水樣品和所述二甲酮反應(yīng)物保持在單獨(dú)的容器中。將預(yù)定量的含水樣品和反應(yīng)物通過(guò)單獨(dú)的泵取出、混合，然后在容器或室中加熱至期望的溫度；此后，將經(jīng)加熱的反應(yīng)產(chǎn)物暴露至來(lái)自檢測(cè)單元中的預(yù)定波長(zhǎng)的燈的光。光的波長(zhǎng)可以在約380nm至480nm的范圍。檢測(cè)單元可以由兩部分組件形式的容易獲得的部件構(gòu)造，所述部件包括用于接納流動(dòng)的混合物的裝配有透明的壁或窗的室和包括通過(guò)所述透明的壁與包含反應(yīng)產(chǎn)物的液體分隔的光學(xué)檢測(cè)裝置的傳感器的第二室。該反應(yīng)方案中的有限的反應(yīng)物為包含醛官能團(tuán)的分子。通過(guò)光學(xué)檢測(cè)探頭產(chǎn)生的信號(hào)與所述醛分子與二甲酮的反應(yīng)中形成的反應(yīng)產(chǎn)物的量成正比，而所述量又與存在于被測(cè)試樣品中的醛的量成正比。殺生物水處理組合物的不同的制造商和供應(yīng)商利用不同類型的醛，包括甲醛、乙醛和戊二醛。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)能夠檢測(cè)包含-CHO官能團(tuán)的任意分子的存在。傳感器系統(tǒng)首先通過(guò)包含預(yù)定的已知濃度的醛的含水測(cè)試樣品來(lái)校準(zhǔn)。一旦校準(zhǔn)，就可以將傳感器用于監(jiān)測(cè)從管線取樣點(diǎn)取出的含水樣品中的已知的醛的存在和測(cè)量任意已知的醛的濃度。優(yōu)選將傳感器系統(tǒng)自動(dòng)化，以分析從遠(yuǎn)程管線定期取出的樣品，系統(tǒng)的主要限制在于二甲酮反應(yīng)物的供應(yīng)的可獲得性和添加至海水的醛的類型的了解。由本發(fā)明提供的有利之處包括：a.通過(guò)及時(shí)檢測(cè)殺生物劑殘留物和調(diào)節(jié)上游操作參數(shù)和條件，增強(qiáng)已建立的注入水處理程序的可靠性，因此提供對(duì)系統(tǒng)中的任意細(xì)菌活性的足夠控制；b.使由地理上廣闊的海水分配系統(tǒng)中的殺生物劑減少導(dǎo)致的可能嚴(yán)重和昂貴的井下細(xì)菌生長(zhǎng)問(wèn)題最小化并增強(qiáng)細(xì)菌控制的效率和遠(yuǎn)程區(qū)域中的水質(zhì)量；和c.避免添加不必要的過(guò)量的殺生物劑至注入水系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約和減少所使用的殺生物劑的量。附圖簡(jiǎn)述將在下文并參考附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，其中相同的數(shù)字適用于相同或類似的元件，并且其中：圖1是傳感器/分析器系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng)包括液流泵、注入器、環(huán)路混合室、加熱器模塊、用于連續(xù)和有規(guī)律地監(jiān)測(cè)含水系統(tǒng)中包含醛的殺生物劑的存在的光學(xué)傳感裝置和配備有用于將數(shù)據(jù)從光學(xué)傳感裝置傳送至場(chǎng)外控制中心的傳送器和天線的微處理器/控制器，所述場(chǎng)外控制中心配備有接收器/傳送器和天線以接收所傳送的數(shù)據(jù)并且連接至單獨(dú)的微處理器/控制器；圖2是適合用于圖1的分析器系統(tǒng)中以檢測(cè)由殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)出的任何熒光的光學(xué)檢測(cè)單元的示意圖；圖3是自動(dòng)化的取樣過(guò)程的流程圖，其中系統(tǒng)在樣品中存在殺生物劑時(shí)以預(yù)定間隔基本上連續(xù)地分析樣品并且在不再檢測(cè)到殺生物化合物時(shí)改變至具有較低頻率的取樣和分析的待機(jī)模式；和圖4圖解了對(duì)從海水注入系統(tǒng)進(jìn)料料流提取的樣品中存在殺生物劑的逐峰響應(yīng)。發(fā)明詳述如上所述，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法涉及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物基分析器，其用于有規(guī)律地監(jiān)測(cè)注入水的流動(dòng)料流的甲醛和/或其它醛官能的一種或多種殺生物劑的存在和濃度。構(gòu)造和操作所述系統(tǒng)以監(jiān)測(cè)含水介質(zhì)中的含醛的殺生物劑的存在而沒(méi)有人力介入。自動(dòng)化的系統(tǒng)基于醛與反應(yīng)物的反應(yīng)，將所述醛與反應(yīng)物混合并加熱至預(yù)定溫度以在暴露至已知波長(zhǎng)的光時(shí)產(chǎn)生光學(xué)上可檢測(cè)的熒光。分析器包括兩個(gè)泵，其中一個(gè)提供預(yù)定體積的在取樣點(diǎn)處從管線取出的注入水且另一個(gè)從反應(yīng)物儲(chǔ)存容器中遞送反應(yīng)物例如二甲酮。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將蠕動(dòng)泵用于以恒定速率遞送液體。還優(yōu)選的是混合緩沖溶液與二甲酮反應(yīng)物，從而使得通過(guò)泵以單個(gè)料流的形式遞送緩沖溶液。將來(lái)自每個(gè)泵的輸出引入混合室，以提供均勻的混合物，然后加熱至預(yù)定溫度，如將在下文更詳細(xì)地解釋那樣?？梢栽趩蝹€(gè)容器中組合所述混合和加熱步驟。加熱反應(yīng)物產(chǎn)生在已知波長(zhǎng)發(fā)熒光的化學(xué)產(chǎn)品。使熒光液體通過(guò)配備有接收光波的光纖拾取探頭的檢測(cè)單元。使用在液流泵下游的注入環(huán)路控制包含經(jīng)反應(yīng)的醛結(jié)構(gòu)部分的注入水的體積。分配足夠的時(shí)間以確保存在于注入環(huán)路中的全部醛已與過(guò)量的二甲酮反應(yīng)，以產(chǎn)生熒光反應(yīng)產(chǎn)物。所述環(huán)路容納與經(jīng)緩沖的二甲酮溶液混合的全部海水樣品。海水中的醛的量是有限的反應(yīng)物，從而使得可能存在于海水中的全部殺生物劑完全與二甲酮反應(yīng)物反應(yīng)。使用等價(jià)于環(huán)路的體積容量的液體體積的已知濃度的醛預(yù)校準(zhǔn)分析器。優(yōu)選以所產(chǎn)生的峰下方的總面積的形式記錄響應(yīng)。在校準(zhǔn)之后，將分析器置于樣品分析模式。系統(tǒng)中所使用的軟件基于通用產(chǎn)品如與LabVIEW軟件結(jié)合使用的visualbasic程序。所示程序可以由普通技能的程序員編程。通過(guò)使預(yù)定濃度的醛與反應(yīng)物反應(yīng)來(lái)校準(zhǔn)檢測(cè)單元和所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度通過(guò)光學(xué)裝置來(lái)測(cè)量并通過(guò)軟件轉(zhuǎn)變成圖形顯示和/或表格數(shù)據(jù)。測(cè)量峰下方的面積并計(jì)算響應(yīng)因子。優(yōu)選制備可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)測(cè)定的變化的濃度的合適范圍內(nèi)的多個(gè)樣品以確定所述因子。例如，通過(guò)制備已知濃度的在水中的甲醛并將其值保持接近存在于海水注入系統(tǒng)中的甲醛的實(shí)驗(yàn)水平而獲得校準(zhǔn)曲線?？梢灾苽鋬蓚€(gè)不同的樣品標(biāo)樣；一個(gè)在約200ppm的在水中的甲醛和另一個(gè)在約700ppm，以覆蓋存在于海水注入系統(tǒng)中的殺生物劑的期望的濃度的高和低范圍。在包含殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物的水樣品的情況下，產(chǎn)生類似的峰。將峰下方的面積和在校準(zhǔn)步驟中測(cè)定的響應(yīng)因子用于計(jì)算存在于從管線中取出的注入水的樣品中的殺生物劑的量。在本發(fā)明的方法的實(shí)踐中，包含醛官能團(tuán)的水的樣品與二甲酮反應(yīng)物反應(yīng)，以產(chǎn)生以檢測(cè)單元中的光源的波長(zhǎng)發(fā)熒光的分子。將所發(fā)出的光匯集在光纖探頭中并傳送至光學(xué)檢測(cè)器中的傳感器。將來(lái)自光學(xué)檢測(cè)器的信號(hào)傳送至本領(lǐng)域已知的適當(dāng)編程的微處理器。來(lái)自微處理器的輸出信號(hào)操作制圖儀并被轉(zhuǎn)換成峰，由所述峰計(jì)算存在于流動(dòng)樣品中的醛的濃度。將數(shù)據(jù)傳送至場(chǎng)外控制中心，在此處將其顯示在顯示器上和/或打印而供技術(shù)人員檢查。輸入所有數(shù)據(jù)用于保留在相關(guān)的合適存儲(chǔ)介質(zhì)中。在將單獨(dú)的分析器用于分配系統(tǒng)的許多不同取樣點(diǎn)的情形，優(yōu)選的是開(kāi)發(fā)一套專用的校準(zhǔn)曲線并與每個(gè)分析器一起使用。檢測(cè)單元可以由商購(gòu)可得的部件構(gòu)造并且專門為該新應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。光學(xué)檢測(cè)單元基于Beer-Lambert定律的基本原理運(yùn)行，其指出在穿過(guò)基材的光的透射率或透射比T與物質(zhì)的吸收系數(shù)α和光穿過(guò)材料的距離即路徑長(zhǎng)度l的乘積之間存在對(duì)數(shù)關(guān)系。反過(guò)來(lái)，可以將吸收系數(shù)寫(xiě)作吸收體的摩爾吸收率或消光系數(shù)ε與材料中的吸收性物質(zhì)的摩爾濃度c或吸收截面積σ和吸收體密度N’的乘積。為了預(yù)定注入而選擇的樣品的量基于樣品環(huán)路的體積。具有相對(duì)較大的體積的環(huán)路將會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)并且將能夠通過(guò)產(chǎn)生較大的峰下方面積而精確測(cè)量含水樣品中的醛殺生物劑的相對(duì)較低的濃度。將要理解的是，一旦將分析器對(duì)于一個(gè)、但優(yōu)選多個(gè)在水中的醛的具體校準(zhǔn)濃度進(jìn)行校準(zhǔn)，則對(duì)于分析隨后的測(cè)試樣品保持相同的體積環(huán)路尺寸。將環(huán)路/檢測(cè)單元在樣品測(cè)試之間用海水沖洗，以消除由先前的分析遺留的任何熒光反應(yīng)產(chǎn)物和二甲酮和防止樣品管線被來(lái)自海水的鹽沉積物堵塞。優(yōu)選通過(guò)適當(dāng)編程的微處理器控制分析器的運(yùn)行，從而使得其可以在被安裝在現(xiàn)場(chǎng)之后在沒(méi)有人力介入的情況下運(yùn)行。在本發(fā)明實(shí)踐的優(yōu)選的模式中，沿著現(xiàn)場(chǎng)的水注入分配系統(tǒng)安裝多個(gè)分析器用于基本上連續(xù)地監(jiān)測(cè)管線系統(tǒng)中的不同處所處的殺生物劑的存在并測(cè)定其濃度。微處理器控制系統(tǒng)可以利用以三種模式運(yùn)行分析器的專用軟件，即(a)連續(xù)或頻繁模式；(b)段塞流或間歇檢測(cè)模式；和(c)校準(zhǔn)模式。將要理解的是，術(shù)語(yǔ)“連續(xù)”的使用是相對(duì)的并且通過(guò)啟動(dòng)取樣、加工樣品和收集來(lái)自所檢測(cè)的任何熒光的數(shù)據(jù)所需的時(shí)間來(lái)限制測(cè)試之間的時(shí)間。然而，當(dāng)與需要將收集的樣品帶至實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有技術(shù)方法和程序相比時(shí)，本方法的適當(dāng)?shù)奶卣髟谟谀軌蚧旧线B續(xù)地監(jiān)測(cè)且實(shí)時(shí)報(bào)告結(jié)果。分析器運(yùn)行模式的實(shí)例以下順序描述了系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行的實(shí)施方案。專用軟件以間歇或段塞流檢測(cè)模式啟動(dòng)管線的取樣?；陬A(yù)定時(shí)間表例如每小時(shí)一次啟動(dòng)取樣并進(jìn)行分析?？梢曰趯?duì)特定系統(tǒng)、處所和取樣點(diǎn)的數(shù)量、所需要的注入的數(shù)量和用于分析器中可獲得的反應(yīng)物儲(chǔ)液池體積的經(jīng)驗(yàn)改變注入的頻率。如果在分析期間沒(méi)有檢測(cè)到殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物，則繼續(xù)以間歇模式取樣。如果檢測(cè)到殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物峰，則將軟件轉(zhuǎn)換至樣品分析模式用于下次運(yùn)行。在樣品分析模式中，每七分鐘發(fā)生樣品注入，進(jìn)行直至檢測(cè)到一些產(chǎn)物。通過(guò)由用戶輸入提供的因子測(cè)定殺生物劑濃度。特定的殺生物劑的組成信息由MSDS中的生產(chǎn)省或其它商業(yè)文獻(xiàn)或產(chǎn)品標(biāo)簽提供。存在于每種配制的產(chǎn)品中的甲醛或其它含醛化合物的濃度可以在制造商或供應(yīng)商說(shuō)明書(shū)的基礎(chǔ)上發(fā)生變化。如果在樣品分析之后沒(méi)有檢測(cè)到殺生物劑峰，則軟件使取樣返回段塞流或間歇檢測(cè)模式。該運(yùn)行模式使沒(méi)有檢測(cè)到醛時(shí)的反應(yīng)物的使用最小化。分析器的運(yùn)行并不受溫度改變的影響，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)在比環(huán)境溫度高得多的預(yù)定溫度進(jìn)行，從而甚至使得環(huán)境溫度(例如沙漠和極地環(huán)境中)方面的明顯改變也將略微或不影響分析的結(jié)果和精確性。這表明了以最小的人員介入而從遠(yuǎn)程處所提供實(shí)時(shí)結(jié)果的本領(lǐng)域的顯著進(jìn)步。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將分析器與能夠提供足夠的電功率以在遠(yuǎn)離已建立的電網(wǎng)的處所運(yùn)行微處理器、泵和加熱系統(tǒng)的連接至一個(gè)或多個(gè)蓄電池組的太陽(yáng)能能源結(jié)合使用。使用產(chǎn)生熒光的已知濃度的含醛殺生物劑初始校準(zhǔn)分析器，通過(guò)光學(xué)傳感器檢測(cè)所述熒光的量級(jí)或強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)變成以樣品濃度和其它供在隨后的注入水樣品測(cè)試期間參考的相關(guān)信息存儲(chǔ)在微處理器的存儲(chǔ)器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)錄入。如果進(jìn)行商業(yè)殺生物劑的類型或供應(yīng)商進(jìn)行改變，應(yīng)當(dāng)使新產(chǎn)品經(jīng)歷相同的校準(zhǔn)步驟并使產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)入與分析器連接的微處理器的存儲(chǔ)器以供在注入水樣品測(cè)試期間參考。以該方式使用變化的濃度的用于注入水分配系統(tǒng)中的類型的不同殺生物劑校準(zhǔn)設(shè)備。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解那樣，可以將該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集與使用相同部件和一致的設(shè)計(jì)制造的設(shè)備一起使用。組件、光學(xué)傳感器等的構(gòu)造方面的任何改變可能需要準(zhǔn)備一套新的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于在連接的微處理器的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)和參照。優(yōu)選實(shí)施方案的描述現(xiàn)參見(jiàn)圖1，殺生物劑分析器系統(tǒng)(1)包括注入水取樣管(6)，其與注入水分配系統(tǒng)的區(qū)段中的取樣點(diǎn)流體連通。管(6)遞送包含殺生物劑的注入水穿過(guò)注入水閥(8)至樣品或校準(zhǔn)溶液儲(chǔ)液池(10)。將要理解的是，取樣程序也可適用于由已知濃度的通常用于注入海水系統(tǒng)的類型的商業(yè)殺生物劑準(zhǔn)備校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通過(guò)樣品遞送導(dǎo)管(13)將樣品泵(14A)連接至樣品或校準(zhǔn)儲(chǔ)液池(10)并將預(yù)定量的待測(cè)試殺生物劑的注入水樣品通過(guò)注入閥(15)注入系統(tǒng)。將來(lái)自反應(yīng)物儲(chǔ)存儲(chǔ)液池(11)的反應(yīng)物導(dǎo)管(12)攜帶至反應(yīng)物泵(14)和待在混合容器(20)中與可能包含殺生物劑的樣品水混合的下游導(dǎo)管(17,19)。將混合的樣品經(jīng)由轉(zhuǎn)移導(dǎo)管(20)轉(zhuǎn)移至加熱容器(23)，在此處將樣品加熱至預(yù)定溫度，在所述預(yù)定溫度加速反應(yīng)速率，從而增加任何熒光反應(yīng)產(chǎn)物的形成速率。在足以基本上完成任何存在的醛的反應(yīng)的預(yù)定時(shí)間段之后，將反應(yīng)混合物經(jīng)由經(jīng)加熱的樣品導(dǎo)管(22)引入光學(xué)檢測(cè)單元(24)，在此處將其暴露至燈(30)的光并通過(guò)傳感器(40)檢測(cè)和測(cè)量反應(yīng)混合物(28)的任何熒光。在完成并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)之后，使液體(28)通過(guò)排出導(dǎo)管(26)并以廢棄物形式收集在反應(yīng)物產(chǎn)物儲(chǔ)存室(27)中。通過(guò)編程的微處理器/控制器(50)記錄熒光強(qiáng)度測(cè)量，所述微處理器/控制器(50)經(jīng)由導(dǎo)管(32)接收測(cè)量數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由傳送器(60)和天線(62)實(shí)時(shí)傳送至場(chǎng)外控制中心(70)。利用配備有傳送器(90)和天線(92)的微處理器(80)的場(chǎng)外控制中心(70)接收經(jīng)由信號(hào)(34)實(shí)時(shí)熒光強(qiáng)度測(cè)量數(shù)據(jù)。在場(chǎng)外控制中心(70)處分析熒光測(cè)量值并且可以借助微處理器/控制器(80)確定對(duì)殺生物劑處理過(guò)程的任何必要調(diào)節(jié)并聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)人員調(diào)節(jié)殺生物劑添加時(shí)間表。參考圖2更詳細(xì)地描述光學(xué)測(cè)量單元(24)并且在所闡釋的實(shí)施方案中包括流動(dòng)單元(233)和傳感器部分(250)。反應(yīng)產(chǎn)物、液體樣品和過(guò)量反應(yīng)物的混合物(239)穿過(guò)入口(230)和接頭(232)進(jìn)入流動(dòng)單元(233)。液體穿過(guò)室(234)，在此使其暴露至由燈(30)發(fā)出的光。將有機(jī)硅隔板(236)置于檢測(cè)單元(250)之上。通過(guò)耐化學(xué)品的透明塑料材料的片或網(wǎng)(237)將液體保留在所述室中。將檢測(cè)單元的接納傳感器的部分(250)用合適的緊固件(252)固定至流動(dòng)單元(233)。液體(239)穿過(guò)接頭(232)和出口(231)流出流動(dòng)單元。流動(dòng)單元(233)由耐化學(xué)品材料如聚四氟乙烯(PTFE)構(gòu)成和傳感器部分(250)由PEEK或PTFE構(gòu)成。將光纖探頭(40)插入傳感器通道(256)，其中它的接收端與流動(dòng)線(238)呈相反方向，已將所述流動(dòng)線(238)暴露至燈(30)的光以檢測(cè)由上述反應(yīng)產(chǎn)生的任何熒光。在每個(gè)測(cè)試之后，將環(huán)路用海水沖洗以防止任何反應(yīng)物的遺留和防止固體鹽礦物質(zhì)的累積。圖3是操作方法的流程圖。在取樣點(diǎn)處安裝分析器之后，啟動(dòng)程序(301)包括填充反應(yīng)物儲(chǔ)存容器、確認(rèn)蓄電池組的充電狀態(tài)和太陽(yáng)能收集裝置的可操作性，適當(dāng)?shù)剡\(yùn)轉(zhuǎn)泵、混合裝置和加熱器，安裝軟件包括在其結(jié)合的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)將會(huì)被用于測(cè)定測(cè)試期間的實(shí)際海水樣品的醛反應(yīng)產(chǎn)物的濃度。在檢測(cè)到錯(cuò)誤或故障的情況下，微處理器傳送警報(bào)信息或警報(bào)至維修人員以采取合適的行動(dòng)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人員開(kāi)動(dòng)的手動(dòng)開(kāi)關(guān)或遠(yuǎn)程經(jīng)由與分析器相連的到接收器/傳送器的信號(hào)的透射率啟動(dòng)取樣(302)。一旦激活，分析器就以不需要人員介入的基本上連續(xù)的模式運(yùn)行。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，系統(tǒng)檢查足夠的反應(yīng)物的存在以繼續(xù)測(cè)試方案(protocol)(312)。該步驟也可以包括產(chǎn)生指示儲(chǔ)存容器中的反應(yīng)物的預(yù)定低水平的警告信號(hào)。在這些情形的任一個(gè)下，例如檢測(cè)到低反應(yīng)物或未檢測(cè)到反應(yīng)物，則會(huì)將信號(hào)傳送至合適的維修人員以提醒他們?cè)撉闆r。當(dāng)有足夠的反應(yīng)物繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行檢查以確定是否在最后取樣(304)中檢測(cè)到醛反應(yīng)產(chǎn)物，如果是這樣則產(chǎn)生峰。一旦產(chǎn)生了峰，則其檢測(cè)在微處理器中導(dǎo)致產(chǎn)生信號(hào)。分析器繼續(xù)運(yùn)行并且根據(jù)預(yù)定連續(xù)頻繁取樣方案(310)(例如每五至十分鐘)分析樣品，直至未檢測(cè)到殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物。在未檢測(cè)到殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物的情形(304)，分析器進(jìn)入間歇取樣方案(306)，例如每60分鐘取樣從而降低反應(yīng)物的消耗。再一次地，檢查反應(yīng)物的可得性(308)，如果對(duì)于繼續(xù)測(cè)試可得足夠的反應(yīng)物，則繼續(xù)間歇取樣方案已檢查殺生物劑反應(yīng)產(chǎn)物的存在(304)。只要未檢測(cè)到反應(yīng)產(chǎn)物，就繼續(xù)間歇取樣方案；一旦檢測(cè)到反應(yīng)產(chǎn)物，就啟動(dòng)如上文所描述的頻繁取樣方案周期并且繼續(xù)直至未檢測(cè)到來(lái)自反應(yīng)產(chǎn)物的熒光，此后系統(tǒng)轉(zhuǎn)至間歇取樣方案。在兩種操作模式中，低的或沒(méi)有可得反應(yīng)物的條件導(dǎo)致發(fā)送合適的信號(hào)以使得該條件引起維修人員注意(349)并且其后系統(tǒng)關(guān)閉(350)等待適當(dāng)?shù)木S修操作。在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，常規(guī)地進(jìn)行基礎(chǔ)系統(tǒng)檢查以確認(rèn)各個(gè)元件在預(yù)定運(yùn)行參數(shù)內(nèi)運(yùn)作。這將包括測(cè)定電池組狀態(tài)、從太陽(yáng)能收集裝置接收的功率、在運(yùn)行期間在泵上的負(fù)荷測(cè)量結(jié)果等。在設(shè)備的設(shè)定中必須采取合適的行動(dòng)，從而考慮特別的環(huán)境條件，例如將會(huì)干擾太陽(yáng)能收集裝置的遠(yuǎn)程沙漠處所中的沙塵暴和極地區(qū)域中的雪。用于處理這些環(huán)境問(wèn)題的程序和手段是已知的并且可用于與本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用且不需要在此詳述。圖4是150ppm的在去礦物質(zhì)水中的甲醛的多個(gè)注入響應(yīng)的圖解。所繪制的響應(yīng)是作為段塞流存在于海水注入系統(tǒng)中的殺生物劑的代表。該圖描述了分析器對(duì)存在殺生物劑的連續(xù)響應(yīng)。x軸表示注入的數(shù)量和y軸是檢測(cè)器響應(yīng)并且呈任意單位。在1610處的基線是與在該系列測(cè)試中使用的特定檢測(cè)器單元有關(guān)的任意的數(shù)。雖然所述基線是任意的，但其從一次注入到另一次應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，因?yàn)槎啻巫⑷氲姆€(wěn)定的基線表明分析器在適當(dāng)運(yùn)行?？梢詫⒈景l(fā)明應(yīng)用至多個(gè)遠(yuǎn)程取樣點(diǎn)并且提供樣品處理系統(tǒng)，其中可以收集、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)且最重要的是以電子方式將其傳送至負(fù)責(zé)維護(hù)海水處理系統(tǒng)的工程師和技術(shù)人員。以下詳細(xì)步驟闡釋了運(yùn)行本發(fā)明的實(shí)施方案的方法：1.將新制的殺生物劑標(biāo)準(zhǔn)取樣線連接至分析器的入口。內(nèi)置的蠕動(dòng)泵使水移動(dòng)以填充注入環(huán)路并將剩余的水作為廢棄物排出。第二泵連續(xù)引導(dǎo)反應(yīng)物穿過(guò)第二線。反應(yīng)物和包含殺生物劑的水計(jì)量進(jìn)入混合容器并在其后將混合的溶液加熱至大約90℃。設(shè)計(jì)加熱器以將特定體積的容器加熱至最優(yōu)化反應(yīng)條件的溫度和可以在單個(gè)容器中進(jìn)行混合和加熱步驟。在圖2中所示的示意性實(shí)施方案中，反應(yīng)容器由聚醚醚酮(PEEK)圓柱體構(gòu)成，所述圓柱體在其芯部中包含具有0.7mm內(nèi)徑和0.5ml內(nèi)部體積的PTFE管道的130cm盤管。將該反應(yīng)盤管裝入由間位芳綸紙(商品名NOMEX)和聚酰亞胺帶(商品名KAPTON)形成的耐熱隔離夾套。在該夾套外側(cè)盤繞325cm的電阻線(Mn-Ni，11.8Ω/m，80微米核心，來(lái)自ABKanthal，瑞典)。該電阻加熱器的額定功率為15W，于24VDC。將盤繞的夾套用聚酰胺帶固定并插入PEEK圓柱體外殼中。將完成的組件用硬質(zhì)聚氨酯泡沫隔離。將反應(yīng)室的電阻加熱線圈通過(guò)商購(gòu)可得的比例積分微分(PID)溫度控制器來(lái)控制，所述控制器通過(guò)由PID的SSR輸出驅(qū)動(dòng)的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)電路連接至加熱器線圈。采用連接至PID溫度輸出的電阻溫度計(jì)如PT100探頭進(jìn)行溫度測(cè)量。將經(jīng)加熱的混合物引入光學(xué)檢測(cè)單元。在光學(xué)單元中，檢測(cè)通過(guò)暴露至光源所產(chǎn)生的任何熒光，并且如果存在的話，測(cè)量熒光的強(qiáng)度；將測(cè)試樣品值與存儲(chǔ)在與分析器的微處理器相關(guān)的存儲(chǔ)器中的校準(zhǔn)樣品的值進(jìn)行比較；然后記錄測(cè)試樣品中的醛的濃度。反應(yīng)產(chǎn)物的濃度于殺生物劑的醛官能團(tuán)的濃度直接相關(guān)。2.通過(guò)處理器計(jì)算并記錄峰下方的面積的值并且自動(dòng)計(jì)算響應(yīng)因子。將讀數(shù)的對(duì)數(shù)輸入相關(guān)的存儲(chǔ)器裝置作為永久記錄。3.將包含殺生物劑的注入海水線連接至樣品入口。使水流動(dòng)通過(guò)注入環(huán)路并重復(fù)步驟1的程序以記錄峰面積的值。對(duì)海水樣品記錄如步驟2中已計(jì)算的峰面積值和響應(yīng)因子。4.將在步驟2中計(jì)算的峰面積和響應(yīng)因子用于基于樣品峰面積值計(jì)算存在于水中的殺生物劑的量。5.此外，只要在樣品中檢測(cè)到殺生物劑，就定期對(duì)海水樣品進(jìn)行分析，例如每7至10分鐘。這被稱為連續(xù)或頻繁取樣模式。6.如果在海水樣品中沒(méi)有檢測(cè)到殺生物劑，則以60分鐘間隔重置系統(tǒng)處理器以對(duì)注入水管線取樣。這被稱為間歇檢測(cè)或監(jiān)測(cè)模式。分析器系統(tǒng)能夠測(cè)量20至2000ppm的存在于含水系統(tǒng)(例如經(jīng)殺生物處理的海水)中的包含基于醛的活性成分的殺生物劑。使用上文所描述的本發(fā)明的方法和設(shè)備由現(xiàn)場(chǎng)研究獲得以下分析數(shù)據(jù)。表1中的讀數(shù)為百萬(wàn)分之一(ppm)的由醛分析器在意圖用于注入井的經(jīng)處理海水樣品中檢測(cè)到的被鑒定為產(chǎn)品TK-1415的殘余殺生物劑。傳感器讀數(shù)(殺生物劑TK-1415)表1表2中的數(shù)據(jù)是在變化的時(shí)間間隔對(duì)鑒定為產(chǎn)品TK-1420的不同的基于醛的殺生物劑讀取的讀數(shù)。這些數(shù)據(jù)針對(duì)包含不同量的活性成分的殺生物組合物的兩種不同配方。傳感器讀數(shù)(殺生物劑TK1420)表2時(shí)間濃度注釋05:37PM14107:19PM34707:29PM21007:39PM14409:21PM14709:42PM17110:53PM21212:15AM27812:25AM19501:16AM23101:26AM22301:47AM16602:48AM20303:29AM23704:50AM19405:01PM20706:58PM30112:35AM16803:38AM21305:00AM20007:13AM175由上述描述將要理解的是，本發(fā)明的分析器提供了系統(tǒng)和方法基于基本上連續(xù)的取樣來(lái)檢測(cè)水系統(tǒng)中的基于醛的殺生物劑的存在和濃度。分析器獨(dú)立于取樣的料流的溫度、流速和壓力起作用。存在于殺生物劑中的活性醛成分與反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)在運(yùn)行溫度產(chǎn)生熒光分子。分析器的運(yùn)行模式基于測(cè)量邏輯。為了使在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)在現(xiàn)場(chǎng)不間斷運(yùn)行分析器的時(shí)間最大化，其功能在于僅在殺生物劑可能存在于流動(dòng)的水料流中時(shí)提取樣品用于頻繁測(cè)試。如果沒(méi)有在水中檢測(cè)到殺生物劑，則分析器降低取樣和測(cè)試的頻率。該特征允許分析器系統(tǒng)中儲(chǔ)存的反應(yīng)物的保存并且延長(zhǎng)了在必須補(bǔ)充反應(yīng)物之前可以運(yùn)行系統(tǒng)的時(shí)間。將數(shù)據(jù)常規(guī)地實(shí)時(shí)傳送至操作人員，然后所述人員能夠采取合適的步驟以將引入點(diǎn)處的化學(xué)品添加保持在滿足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用注入水所確立的要求必需的水平。已在上文和附圖中詳細(xì)描述了本發(fā)明的系統(tǒng)和方法；然而變型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言從本說(shuō)明書(shū)將會(huì)是顯而易見(jiàn)的并且發(fā)明的范圍待由隨后的權(quán)利要求確定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3