УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЫМОВЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована при обследовании внутренней поверхности дымовых труб без остановки технологического процесса (без останова котлов).
Известно устройство для осуществления способа контроля внутренней поверхности дымовой трубы, включающие источник питания, автономный источник света для подсветки внутренней поверхности трубы, камеру для визирования подсвеченного участка; в качестве камеры используют автоматический фотоаппарат [1].
Недостатками технического решения являются: необходимость останова котлов на период оценки состояния внутренней поверхности трубы, большая продолжительность проведения контроля.
Наиболее близким техническим решением для заявленного устройства является устройство для контроля внутренней поверхности дымовой трубы, содержащее источник подсветки, видеосистему, состоящую из пяти видеокамер с возможностью визирования изображения внутренней поверхности трубы [2].
Данное устройство позволяет производить анализ контролируемой поверхности без останова котлов. Например, если повреждение замечено, оператор может останавливать спуск устройства, выбирать наиболее удобно ориентируемую камеру из пяти доступных и фокусировать изображение на повреждении, чтобы исследовать его более подробно. Таким образом, по сравнению с предыдущим техническим решением удается повысить оперативность проведения контроля состояния поверхности трубы.
Однако анализ состояния поверхности с помощью пяти камер и дальнейшее фокусирование одной из них снижает скорость проведения контроля всей внутренней поверхности. Электромагнитное световое излучение источника никак не связано с получаемым изображением и служит лишь для подсветки поверхности. Основным ограничением является низкая достоверность контроля, так как невозможно измерить глубину дефекта, в то же время темные пятна на поверхности трубы, обусловленные, например, отложениями сажи, могут восприниматься как дефекты. Наличие же пяти камер усложняет конструкцию устройства, поскольку каждая из камер является независимой со своим объективом, и необходимо отслеживать информацию, какая из камер направлена на дефект.
Вихревые потоки дыма приводят к существенным колебаниям спускаемого оборудования, что приводит к колебаниям поля зрения видеокамер и к дополнительным временным затратам для фиксации и анализа дефектов и снижению оперативности проведения и качества контроля, особенно учитывая агрессивную среду, воздействующую на оборудование.
Для высоких труб становится крайне критическим становится продолжительность обследования футеровки из-за увеличения времени воздействия нагретого кислотосодержащего воздуха на корпус модуля.
Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, является:
- обеспечение достоверного контроля состояния внутренней поверхности дымовых труб и увеличение времени пребывания модуля в горячей агрессивной среде воздуха дымовых труб.
Данная задача решается тем, что полезная модель содержит устройство для спуска в дымовую трубу исследовательского модуля, и исследовательский модуль, содержащий корпус модуля, оснащенный подвеской, предназначенной для крепления корпуса модуля к тросу устройства для спуска в трубу исследовательского модуля. Корпус модуля имеет не менее одного окна обеспечивающего обзор внутренний поверхности дымовой трубы в секторе углов не менее 360°, и при этом материал окна прозрачен для излучения в видимом диапазоне длин волн.
В корпус модуля помещены блок автономного питания, блок световой подсветки внутренней поверхности трубы в видимом диапазоне длин волн, выполненный с возможностью подсветки в секторе углов 360°, и/или блок лазерной подсветки, выполненный с возможностью сканирования лазерного луча в секторе углов 360°, блок видеокамер с противодымными фильтрами, и/или блок регистрации лазерного излучения, выполненный с возможностью визирования изображения внутренней поверхности дымовой трубы.
Вход блока обработки соединен с блоком видеокамер и/или с выходом блока регистрации лазерного излучения, который в свою очередь предназначен для записи сигнала с блока видеокамер и/или с блока регистрации лазерного излучения, и/или для передачи его по проводным и/или беспроводным линиям связи на видеомонитор, расположенный за пределами дымовой трубы, и/или для преобразования сигнала в цифровую форму для оценки глубины дефекта.
Блок питания соединен с блоком световой подсветки и/или блоком лазерной подсветки, с блоком видеокамер и/или блоком регистрации лазерного излучения.
Внутри корпуса модуля размещена гиростабилизирующая платформа (гироплатформа) для размещения блока световой подсветки и/или блока лазерной подсветки, блока видеокамер и/или блока регистрации лазерного излучения.
При этом устройство для спуска исследовательского модуля, выполнено с возможностью фиксации глубины погружения исследовательского модуля в дымовую трубу и с возможностью его закрепления на оголовке дымовой трубы, а корпус модуля выполнен в виде термобокса с возможностью заливки в него хладагента.
На фиг. 1 показан общий вид устройства и его расположение относительно трубы. На фиг. 2 показан состав аппаратуры исследовательского модуля.
Где:
1 - устройство для спуска в трубу исследовательского модуля;
2 - исследовательский модуль;
3 - корпус модуля;
4 - окно обзора внутренней поверхности трубы;
5 - блок питания;
6 - блок световой подсветки и/или блок лазерной подсветки;
7 - блок видеокамер и/или блок регистрации лазерного излучения;
8 - блок обработки.
Блок питания 5 соединен, в том числе, с блоком световой подсветки и/или блоком лазерной подсветки 6, блоком видеокамер и/или блоком регистрации лазерного излучения, блоком обработки 8.
Устройство работает следующим образом.
В корпус модуля 3 заливается хладоагент, исследовательский модуль 2 помещается на гироплатформу (не показана), находящуюся внутри корпуса модуля 3. После чего корпус модуля 3 доставляется на верх трубы. С помощью подвески (не показана) корпус модуля 3 подцепляется к тросу устройства для спуска в трубу исследовательского модуля 1. Устройство для спуска в трубу исследовательского модуля 1 монтируется на оголовке трубы и может перемещаться в любом направлении. Обслуживающий персонал (операторы) находятся на верхней рабочей площадке и у основания трубы.
Далее корпус модуля 3 с помощью устройства для спуска в трубу исследовательского модуля 1 опускается в действующую трубу. По требованиям технологии контроля футеровки, параметрам среды внутри дымовой трубы скорость спуска сканирующего аппарата в режиме записи не должна превышать 10 м/мин, отклонение от вертикальной оси не более 0,5 м, а частота вращения относительно нее должна быть не более 6 об/мин. Тогда записываемое изображение не окажется смазанным.
Скорость спуска регулируется с помощью устройства для спуска в трубу исследовательского модуля 1 и замеряется пройденное по вертикали расстояние.
Блок световой подсветки и/или блок лазерной подсветки 6 освещает внутреннюю поверхность трубы. Отраженное излучение фиксируется блоком видеокамер и/или блоком регистрации лазерного излучения 7. Информация с блока видеокамер и/или блока регистрации лазерного излучения 7 поступает на блок обработки 8, где обрабатывается и фиксируется, и далее по проводным и/или беспроводным каналам связи передается на удаленный видеомонитор, расположенный за пределами дымовой трубы.
Оператор, находящийся на верхней рабочей площадке может приостанавливать спуск исследовательского модуля для более детального измерения повреждения внутренней поверхности трубы.
Гироплатформа (не показана) компенсирует влияние колебаний корпуса модуля 3 на получаемое изображение внутренней поверхности трубы.
Противодымные фильтры позволяют компенсировать влияние дыма на получаемое с помощью видеокамер изображение.
Хладоагент позволяет увеличить время пребывания исследовательского модуля в агрессивной среде и уменьшить коррозионное воздействие дыма на корпус модуля, и в итоге увеличить «время жизни» конкретного устойства.
Для создания данного устройства могут быть использованы комплектующие, производимые промышленностью в широком ассортименте.
Устройство представляет собой единый технический замысел и промышленно применимо.
[1]. "Руководство по обследованию и содержанию в исправном состоянии кирпичных и железобетонных труб". Международный комитет по промышленным дымовым трубам "СИСИНД", 1992 г., стр. 194.
[2]. "Представление новой горячей камеры для интерактивного просмотра дымовых труб изнутри", G. Oudin, Доклад на 48 Конференции СИСИНД, Германия, Кельн, 26.04.97.