Обнаружение горящего кокса на конвейере

[Boris Parkhomenko]

Добрый день. В правилах пожарной безопасности для коксохимических производств есть требование: на конвейерах от рампы до коксосортировки должны быть предусмотрены устройства для автоматического аварийного дотушивания очагов горящего кокса на ленте. Я из таких устройств знаю только АДК-3, АДК-4 - в качестве датчиков в них используются фоторезисторы. Узнавал за линейные сканеры AMETEK Land - ценник конский. Еще рассматривал вариант с использованием пирометра DZATXSLTCFW от Raytek. Подскажите, какие еще устройства для решения задачи обнаружения не потушенного кокса существуют? Может, какие-нибудь промышленные тепловизоры? Есть на форуме люди, знающие реально работающие системы дотушивания кокса на конвейерах?

[Serex]

Лучше бы определить технологические критерии срабатывания системы дотушивания. От них и плясать с выбором датчика. Я так понимаю надо определять весьма быстро температуру поверхности. Тут сами собой напрашиваются пирометры. Есть разного исполнения, даже с выносной оптикой и световодом, чтобы электроника не грелась. Тепловизоры не пойдут точно - это прибор для визуализации температуры, а не измерения. И работает он не очень быстро.

[Boris Parkhomenko]

Критерии срабатывания - участки с температурой >200 град. обнаруженные в потоке кокса на конвейерной ленте. Мелкие куски проблемы не составляют, а вот участки с размерами более 250 мм могут уже повредить ленту, вплоть до возгорания конвейера. Лента шириной 1200 мм движется со скоростью до 2,5 м/с. У большинства пирометров малый угол обзора, а высота установки в моем случае ограничена, поэтому нужно либо набирать линейку из нескольких пирометров, чтобы их пятна визирования перекрывали всю ширину конвейера, либо искать пирометр с широким углом обзора. Я уже подобрал пирометр с большим обзором от Raytek, как писал в первом сообщении. Но мой внутренний перфекционист не успокаивается и ищет еще варианты решения задачи. Есть замечательные (по описаниям) линейные сканеры AMETEK Land, которые могут сканировать ленту по всей ширине с частотой 100 Гц, что по-идее позволит обнаружить даже кусочки с размерами от 25 мм, но цена за такую прелесть около 30000 вечнозеленых - и это без учета дополнительных аксессуаров, типа охлаждаемых кожухов. Сравнение со стоимостью того же АДК-4 повергает в шок . Но АДК-4 уже сто лет в обед, поэтому продолжаю искать альтернативу. Начал смотреть в сторону всяких тепловизоров, типа http://coxcamera.com/products/cg320-ipcg640-ip/ - по сравнению с линейным сканером раза в 2 дешевле, но все равно - дорого, учитывая количество необходимых мне устройств. И нет уверенности в способности такой системы реагировать не на пожар, а на небольшие участки в движущемся потоке. Поэтому решил спросить у коллег с форума - может такая задача уже решена меньшим бюджетом и хорошо работает.

[alex45]

Термочувствительный кабель, он же линейный тепловой пожарный извещатель, натянутый над конвейером, не подойдёт?

[Velt]

Из общения с друзьями, которые занимаются тепловизорами могу сказать, что тепловизоры решают подобные задачи, типа слежения за высоконагретыми объектами. Например, контроль налипания кокса на стенки вращающихся печей...
К ним (тепловизорам) идет софт, стандартный и/или самописный, который позволит обнаруживать очаги возгорания. Дальше вопрос инжиниринга - оператор будет следить за этим или будет автоматическая обработка видеопотока и выдача команды на тушение.
Минус в этом решении, помимо цены и охлаждения - налипание пыли на окошко корпуса, в которое смотрит тепловизор.

[Boris Parkhomenko]

Термочувствительный кабель, он же линейный тепловой пожарный извещатель, натянутый над конвейером, не подойдёт?

Как мне кажется, тут ключевое слово пожарный - когда конвейер горит, это обычно затрагивает большой участок, температура очень сильно отличается от температуры продукта на конвейере и очень легко отстроить срабатывание по температуре. А кусок горячего кокса размером 250 мм пролетит под кабелем за 0,1 с - успеет ли среагировать система?

налипание пыли на окошко корпуса, в которое смотрит тепловизор

Эта проблема касается и фоторезисторов, и пирометров, и линейных сканеров - всего, где есть оптика. Обычно решается установкой системы отдува пыли от сенсора сжатым воздухом, либо напрягается эксплуатация - ходить и периодически протирать оптику тряпочкой. Во втором случае рано или поздно на это дело забивается болт и система перестает работать.

будет автоматическая обработка видеопотока и выдача команды на тушение

Вот на что-то подобное я и рассчитываю, но нет опыта в подборе такого оборудования и ПО. Может кто сталкивался с подобной системой для мониторинга конвейеров?

[Serex]

У большинства пирометров малый угол обзора

Угол обзора пирометра целиком зависит от оптики. Самому пирометру пофиг какое изображение ему показывают широкое или узкое. Думаю надо искать какую то панорамную оптическую призму.

[Boris Parkhomenko]

Самому пирометру пофиг какое изображение ему показывают широкое или узкое

Я так понимаю, чем больше у пирометра будет пятно визирования, тем меньше отдельные участки раскаленного кокса в этом пятне будут влиять на среднюю температуру по этому пятну.
1 вариант: идет на ленте слой кокса шириной 1 м с температурой 180 град, и в общем потоке идет у края ленты участок диаметром 300 мм с температурой 400 град. Надо дотушивать.
2 вариант: идет на ленте слой кокса шириной 1 м с температурой 200 град без таких участков как в первом варианте. Не надо дотушивать.
Если стоит один пирометр с пятном визирования диаметром 1 м, и в первом, и во втором варианте он определит почти одинаковую температуру. Тушить или не тушить? (почти по Вильяму, понимаете ли, нашему Шекспиру ). А если будут стоять три пирометра с пятнами визирования диаметром 0,4 м, которые будут перекрывать друг друга по ширине ленты, то в первом варианте крайний пирометр покажет температуру существенно выше 200 град. Тушить!
Т. е. группа пирометров с небольшим углом обзора будет надежнее одного широкоугольного в плане отлавливания горячих участков не занимающих всю ширину ленты. Но система в целом получается дороже.

[Velt]

Может кто сталкивался с подобной системой для мониторинга конвейеров?

Мы похожую задачу прорабатывали подробно, но до реализации дело не дошло.
Кратко, конфигурация системы такая: Тепловизор прозрачный (проводной или радио)канал ethernet Сервер обработки изображений прозрачный (проводной или радио)канал ethernet ПЛК полевое оборудование

Отправлено спустя 4 минуты :

нет опыта в подборе такого оборудования и ПО

Что касается подбора тепловизора, то лучше обратиться к дилерам. Они же поставляют стандартный софт к нему. Конкретно под вашу задачу скорее всего софт нужно будет допиливать, например что-то мастерить из библиотеки OpenCV.

[Ryzhij]

Можно поискать среди датчиков погасания. Там срабатывание идёт не на ИК-излучение, а на УФ от пламени.
Надо знать спектр пламени от кокса.

[Boris Parkhomenko]

но до реализации дело не дошло

Вот и у меня стало появляться ощущение, что до реализации подобного дело не дойдет. Дорогое и сложное оборудование.

Можно поискать среди датчиков погасания

Посещала такая мысль. Но у УФ датчиков пламени слишком малые углы обзора (около 5 град). Да и время срабатывания сравнительно с пирометрами большое.

[Yrcka]

Здравствуйте! Решили как-нибудь вашу задачу?

[kirillio]

Здравствуйте! Решили как-нибудь вашу задачу?

Например так.
Я не знаю как оно для горячих цехов, но знаю пример как на одном из объектов эта штука смогла срисовать сварщиков-нелегалов, отправившихся в тоннель переваривать кронштейны без наряда на огневые работы, с точностью менее 10 м.

PS пару-тройку MIPS'ов тому назад встречал нечто аналогичное, отечественное, но название компании не вспомню за давностью.

[Jackson]

Оживилась тема 5-летней давности :)

Критерии срабатывания - участки с температурой >200 град.

Это точно? При такой температуре горения ещё может и не быть, а пирометр скажет что горим. И очаги могут быть непостоянные: в точке воспламенилось, через полминуты погасло, через минуту опять воспламенилось, но датчик лента уже проехала и мы не заметили горения.

Термочувствительный кабель,

Возможно, он слишком инерционный для этого. Лента движется и кабель покажет среднюю температуру на участке, а на этом участке где-то горит, а где-то холодно. И если этот кабель под лентой - эту ленту ещё прогреть надо. А если над лентой (прямо над коксом), то на него могут воздействовать горячие "испарения" (газы какие-нибудь), от чего кабель может "портиться" и быстро приходить в негодность

Я так понимаю, чем больше у пирометра будет пятно визирования, тем меньше отдельные участки раскаленного кокса в этом пятне будут влиять на среднюю температуру по этому пятну.

Надо разбираться в принципах работы пирометров. Бытовые - да, усредняют температуру по пятну. А промышленные - я думаю что бывают разные.

Тепловизор может распознать на своей картинке участки с максимальной и минимальной температурой.

Но это если ловить исключительно по температуре.

Мне кажется, точнее будет ловить по спектру излучения. Как, например, работает дуговая защита в ячейках - по световым датчикам на дугу. Я бы поискал оптические датчики пламени (в котлах ведь применяются такие для определения наличия пламени у горелки).

[Универсал]

Оптические датчики пламени есть двух типов, УФ и ИК. Первые ловят ультрафиолет в спектре горелки, вторые ловят модуляцию амплитуды сигнала датчика, возникающую вследствие акустических колебаний факела на определённой частоте. Все эти ухищрения используют, чтобы не было ложных срабатываний датчика на раскалённую обмуровку и металлоконструкции котла при погасшем факеле, ибо именно продолжающееся поступление топлива при погасании горелки представляет наибольшую опасность. Боюсь, с коксом это не прокатит.

[Никита]

К ним (тепловизорам) идет софт, стандартный и/или самописный

Ключевое слово - "самописный". Это под пожарную сертификацию не попадает случаем? С одновременной лицензией на предупреждение и тушение пожаров?

[Jackson]

Боюсь, с коксом это не прокатит

Нужно знать, как горит кокс. :)

Что-то мне подсказывает, что этот вопрос волновал не только наш форум и не только 5 лет назад. Нуждающийся в ответе - да нагуглит.

[Универсал]

Нужно знать, как горит кокс. :)

Как бы он ни горел, но ни УФ в его спектре, ни устойчивой модуляции сигнала датчика от него не получить. Да и как отличить ИК излучение от нагретого тела с температурой, например, 150 °C от излучения с температурой 300 °C с помощью обычного датчика? Да ещё с учётом размера? Думаю, никак. Тут нужно сканировать картинку и обрабатывать программно. Типа технического зрения. Или системы наведения ракет :-).
Ремонтировал как-то установку, которая измеряла площадь кусков кожи на конвейере. Там использовалась линейка фотодатчиков и энкодер на конвейерной ленте, количество затемнённый датчиков на лету умножалось на интервал между импульсами от энкодера и все эти полосочки суммировались, тем самым вычислялась площадь. Здесь надо нечто подобное.
Но рекомендовать собрать целую линейку пирометров вряд ли можно.

[Parliament74]

Что-то мне подсказывает, что этот вопрос волновал не только наш форум и не только 5 лет назад. Нуждающийся в ответе - да нагуглит.

По запросу "flame detector belt conveyors" недружественный поисковик столько готовых решений выдаёт, в т.ч. из вполне дружественной страны, которая половину стали в мире выплавляет и как работать с коксом знает не понаслышке )

[kirillio]

По запросу "flame detector belt conveyors"

Контролить возгорание - это одно дело, всяко-разных пожарных извещателей - завались! В т.ч. термочувствительный пожарный кабель, который по сути своей пороговая сигналка работающая на "зону" ЗКПС, на всем ее протяжении/площади.
Речь жеж про технологический контроль температуры продукта, причем не абы какой, а локализованный, ибо речи о том, чтобы дотушивать кокс на протяженности всей ленты не шло. Это другое.

Конкретнее пожалуйста.

PS Кроме тепловизионки и оптоволокна (а-ля Yokogawa DTSX) решений не особо-то на рынке.

[rwg]

Оптические датчики пламени есть двух типов, УФ и ИК

УФ - это для газа. ИК - надо или экспериментировать или искать результат чужих экспериментов.

[dimagoreev]

Видеокамеры специальные можно попробовать. Им вращающиеся печи мониторят. Они распределение температур показывают и зоны перегрева. Появление пламени будет яркой засветкой на изображении.

[Velt]

Ключевое слово - "самописный". Это под пожарную сертификацию не попадает случаем? С одновременной лицензией на предупреждение и тушение пожаров?

Возможно, подпадает....

Основная мысль моего поста в далёком 2019 году заключалась в том, что для решения поставленной задачи посмотреть в сторону разработки системы техзрения через тепловизор. Знаю, что сейчас для контроля техпроцесса (поиска зон с повышенной/пониженной температурой) используются переносные тепловизоры. Люди ходят и смотрят через них на печи и т.п.

А для автоматизации этого дела придётся использовать софт для обработки изображения, получаемого с тепловизора и прочее и прочее.