FI130049B - Soodakattilasta poistuvan sulavirtauksen automaattinen monitorointi - Google Patents

Abstract

Keksintö mahdollistaa soodakattilasta (110) poistuvan sulavirtauksen automaattisen monitoroimisen optisen informaation perusteella. Prosessorilla (202) luetaan (301) stationaarisesti kuvattu videosekvenssi, joka käsittää digitaalisia kuvakehyksiä, jotka käsittävät tarkasteltavan alueen, joka esittää ainakin osaa soodakattilasta (110) poistuvasta sulavirtauksesta. Prosessorilla (202) tunnistetaan (302) mainitusta tarkasteltavasta alueesta väri- ja/tai intensiteetti-informaation perusteella erottuva alue. Prosessorilla (202) määritetään (303) tunnistetun erottuvan alueen perusteella sulavirtauksen monitoroitava virtausominaisuus.

Description

SOODAKATTILASTA POISTUVAN SULAVIRTAUKSEN AUTOMAATTINEN MONITOROINTI

KEKSINNÖN ALA Keksintö koskee soodakattilasta poistuvan su- lavirtauksen automaattista monitoroimista optisen in- formaation perusteella.

TEKNIIKAN TASO Soodakattilalla on kaksi päätehtävää, kemikaa- lien talteenotto sekä prosessissa syntyvän palamisläm- mön talteenotto höyrynä ja sähköenergiana. Soodakatti- lan tulipesän alaosan sulakourujen kautta ulos valuva kemikaalisula sisältää natriumsulfidia, natriumkarbo- naattia ja natriumsulfaattia.

Soodakattilasta poistuvaa sulavirtaa on seu- rattu esimerkiksi siten, että sulaa poistavan sulakourun alueelle on kohdistettu valvontakamera, jonka tuottaman kuvan avulla laitoksen operaattori on voinut seurata sulavirtaa ja siinä tapahtuvia muutoksia. Tätä kuvain- formaatiota voitu käyttää esimerkiksi kourun tukkeumien ja puhdistustarpeen havaitsemiseen. Lisäksi liuotuskam- mion suolaräjähdyksiä aiheuttavia yhtäkkisiä sulasyök- syjä on voitu havaita kameran tuottamasta kuvasta. Sulasyöksyjä on voitu havaita myös akustiseen emissioon perustuvalla havainnoinnilla liuotuskammiosta kuten on esitetty patentissa US 10,012,616 B2.

N Sulavirran määrää on voitu havaita esimerkiksi N seuraamalla liuotuskammiosta poistuvan viherlipeän pi- - toisuutta ja määrää. Tämä määrätieto integroituu pit- S 30 källä aikavälillä ja sisältää kaikkien sulakourujen z kautta virranneen sulan yhteismäärän.

* Tunnetun tekniikan avulla ei ole voitu seurata = reaaliaikaisesti soodakattilasta poistuvaa sulavirtaa 3 kvantitatiivisesti. Suurimmissa soodakattiloissa voi S 35 olla yli 10 sulakourua ja niiden välillä voi olla poltto-olosuhteisiin liittyviä eroja virtausmäärissä.

Soodakattilan polttotapahtuman kourukohtaisten sulavirtausten erojen ja muutosten havaitsemiselle on kuitenkin selkeä tarve, sillä se edesauttaa optimaalista kemikaalien talteenottoa ja voimantuotannon optimointia sekä soodakattilalaitoksen rakenteita vahingoittavien ja vaarallisten sulasyöksyjen ennakointia. Patenttihakemusjulkaisussa US 2011/010923 Al on esitetty menetelmä soodakattilasta poistuvan sula- virtauksen monitoroimiseksi konenäköä hyödyntäen auto- maattisesti. Monitoroinnin tarkoituksena on sulakourun puhdistusyksikön sijainnin seuraaminen ja kohdistaminen puhdistustoimintojen yhteydessä.

KEKSINNÖN YHTEENVETO Esillä olevan keksinnön ensimmäisen piirteen mukaisesti tuodaan esiin menetelmä soodakattilasta poistuvan sulavirtauksen automaattiseksi monitoroi- miseksi. Menetelmä käsittää vaiheet, joissa: luetaan prosessorilla ainakin yksi stationaa- risesti kuvattu videosekvenssi, joka käsittää digitaa- lisia kuvakehyksiä, jotka kukin käsittävät ainakin yhden tarkasteltavan alueen, joka esittää ainakin osaa sooda- kattilasta poistuvasta sulavirtauksesta; tunnistetaan prosessorilla mainitusta ainakin yhdestä tarkasteltavasta alueesta ainakin yksi väri- ja/tai intensiteetti-informaation perusteella erottuva A alue; ja N määritetään prosessorilla tunnistetun ainakin = yhden erottuvan alueen perusteella ainakin yksi sula- A 30 virtauksen monitoroitava virtausominaisuus. N Esillä olevan keksinnön toisen piirteen mukai- E sesti tuodaan esiin tietokoneohjelmatuote, joka käsit- o tää ainakin yhden tietokoneen luettavissa olevan tal- 15 lennusvälineen, joka käsittää joukon käskyjä, jotka yh- 2 35 den tai useamman prosessorin suorittamina saavat tieto- N konelaitteen suorittamaan ensimmäisen piirteen mukaisen menetelmän.

Esillä olevan keksinnön kolmannen piirteen mu- kaisesti tuodaan esiin tietokonelaite, joka käsittää: ainakin yhden prosessorin; ja ainakin yhden muistin, joka käsittää tietoko- neohjelmakoodia, jotka ainakin yksi muisti ja tietoko- neohjelmakoodi on järjestetty ainakin yhden prosessorin kanssa saamaan tietokonelaitteen: lukemaan ainakin yhden stationaarisesti kuva- tun videosekvenssin, joka käsittää digitaalisia kuvake- hyksiä, jotka kukin käsittävät ainakin yhden tarkastel- tavan alueen, joka esittää ainakin osaa soodakattilasta poistuvasta sulavirtauksesta; tunnistamaan mainitusta ainakin yhdestä tar- kasteltavasta alueesta ainakin yhden väri- ja/tai in- tensiteetti-informaation perusteella erottuvan alueen; ja määrittämään tunnistetun ainakin yhden erottu- van alueen perusteella ainakin yhden sulavirtauksen mo- nitoroitavan virtausominaisuuden.

Keksinnön eräässä sovellusmuodossa ensimmäinen tarkasteltava alue esittää poikkileikkausdimensioiltaan tunnetussa sulakourussa virtaavaa sulavirtausta, ensim- mäinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen pinnan reu- nan, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää aina- kin toisen seuraavista: sulavirtauksen leveys, tai su- lavirtauksen korkeus sulakourun pohjan suhteen, joka leveys ja/tai korkeus määritetään prosessorilla tunnis- N tetun sulavirtauksen pinnan reunan perusteella.

N Keksinnön eräässä sovellusmuodossa monitoroi- - 30 tava virtausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen Q poikkileikkauspinta-alan, joka määritetään prosesso- z rilla sulakourun poikkileikkausdimensioiden ja sulavir- > tauksen määritetyn leveyden ja/tai korkeuden perus- E teella. | O 35 Keksinnön eräässä sovellusmuodossa toinen 2 erottuva alue käsittää sulavirtauksen virtaussuunnassa liikkuvan alueen, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen virtausnopeuden, joka määritetään prosessorilla toisen erottuvan alueen si- jainnin muutoksen perusteella videosekvenssin ainakin kahden kuvakehyksen välillä.

Keksinnön eräässä sovellusmuodossa monitoroi- tava virtausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen tilavuusvirran, joka määritetään prosessorilla määri- tettyjen sulavirtauksen poikkileikkauspinta-alan ja virtausnopeuden perusteella.

Keksinnön eräässä sovellusmuodossa monitoroi- tava virtausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen massavirran, joka määritetään prosessorilla sulavir- tauksen tiheyden ja määritetyn tilavuusvirran perus- teella.

Keksinnön eräässä sovellusmuodossa toinen tar- kasteltava alue esittää sulakourusta ulos virtaavaa su- lavirtausta, johon kohdistetaan höyrysuihke sulavir- tauksen hajottamiseksi pisaroiksi, kolmas erottuva alue käsittää ainakin osan mainituista pisaroista, ja moni- toroitava virtausominaisuus käsittää edelleen mainitun ainakin osan pisaroista pisarajakaumaominaisuuden.

Keksinnön eräässä sovellusmuodossa prosesso- rilla luetaan ainakin kaksi stationaarisesti kuvattua videosekvenssiä, jotka on kuvattu sulavirtauksen eri havaintokohdista, jolloin saadaan monitoroitavan vir- tausominaisuuden arvot mainituista eri havaintokoh- dista, ja prosessorilla verrataan näin saatuja monito- N roitavan virtausominaisuuden arvoja toisiinsa.

N Keksinnön eräässä sovellusmuodossa sulavir- - 30 tauksen virtaussuunnassa liikkuva alue käsittää sula- Q virtauksen muoto-, koostumus- ja/tai lämpötilapoik- = keaman vuoksi erottuvan alueen.

* Keksinnön eräässä sovellusmuodossa sulavir- = tauksen leveys ja/tai korkeus määritetään ensimmäisen 3 35 tarkasteltavan alueen pikselimääräisten dimensioiden S perusteella.

Keksinnön eräässä sovellusmuodossa määritettyä ainakin yhtä sulavirtauksen monitoroitavaa virtausomi- naisuutta käytetään soodakattilan ohjaamiseen. Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan auto- 5 maattisesti monitoroida soodakattilasta poistuvaa sula- virtausta. Ainakin jotkin keksinnön mukaiset ratkaisut mahdollistavat sen, että voidaan havaita soodakattilan polttotapahtuman kourukohtaisten sulavirtausten erot ja muutokset, ja siten edesauttaa optimaalista kemikaalien talteenottoa ja voimantuotannon optimointia sekä sooda- kattilalaitoksen rakenteita vahingoittavien ja vaaral- listen sulasyöksyjen ennakointia.

KUVALUETTELO Seuraavassa keksintöä selostetaan oheisten so- vellusesimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirus- tukseen, jossa kuviossa 1A on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- sinnön mukainen järjestelmä; kuviossa 1B on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- sinnön mukainen soodakattila; kuviossa 2 on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- sinnön mukainen laite; kuviossa 3 on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- sinnön mukainen menetelmä; kuvio 4A on poikkileikkauskaavio eräästä kek- A sinnön mukaisesta V-muotoisesta sulakourusta; AN kuvio 4B on poikkileikkauskaavio eräästä kek- = sinnön mukaisesta U-muotoisesta sulakourusta; Tr 30 kuviossa 5 on kaaviomaisesti kuvattu eras kek- N sinnön mukainen videosekvenssin digitaalinen kuvakehys; E kuviossa 6 on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- o sinnön mukainen videokamerajärjestely; ja 15 kuvioissa 7A-7B on kuvattu eräitä keksinnön 2 35 mukaisesti saatuja sulavirtauksen monitoroitavia vir- N tausominaisuuksia.

Oheisessa piirustuksessa käytetään kauttaal- taan samoja viitenumeroita viittaamaan toisiaan vastaa- viin elementteihin.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS Seuraavassa selostetaan vyksityiskohtaisesti esillä olevan keksinnön sovellusmuotoja, joiden esi- merkkejä kuvataan oheisessa piirustuksessa. Seuraava yksityiskohtainen selostus yhdessä oheisen piirustuksen kanssa on tarkoitettu kuvaamaan esimerkkejä eikä niiden ole tarkoitus edustaa ainoita tapoja, joilla esitetyt esimerkit voidaan toteuttaa tai joilla niitä voidaan hyödyntää. Seuraavassa tuodaan esille esimerkkitoimin- toja ja vaiheiden/operaatioiden sarjoja esimerkkien koostamiseksi ja käyttämiseksi. Samat tai vastaavat toi- minnot ja vaiheet/operaatiot voidaan kuitenkin saada aikaan myös toisilla esimerkeillä. Kuviossa 1A on kuvattu esimerkinomaisesti erään keksinnön mukaisen järjestelmän 100 komponentit, jossa järjestelmässä 100 voidaan toteuttaa esillä olevan keksinnön eri sovellusmuotoja. Kuvion 1A esimerkissä on esitetty soodakattila 110, välineet 120 digitaalisia kuvakehyksiä käsittävän videosekvenssin generoimiseksi soodakattilasta 110 poistuvasta sulavirtauksesta, tie- tokonelaite 200 soodakattilasta 110 poistuvan sulavir- tauksen automaattiseksi monitoroimiseksi, sekä jatkokä- N sittelyvälineet 130. AN Soodakattila 110 on mustalipeän polttamiseen = suunniteltu höyrykattila, jolla on kaksoisrooli toimia A 30 kemikaalien talteenottolaitteistona ja korkeapaineisen N höyryn sekä energian tuotantoon soveltuvana yksikkönä E sellutehtaassa. Soodakattilaa 110 kuvataan tarkemmin o kuvion 1B yhteydessä. O Välineet 120 videosekvenssin dgeneroimiseksi 2 35 voivat käsittää esimerkiksi minkä tahansa sopivan vi- N deokameran, kuten esimerkiksi valvontakameran, jonka avulla ihmisoperaattori valvoo sulavirtausta valvomosta käsin. Keksintö ei siis edellytä erillistä dedikoitua videokameraa, vaan jo olemassa olevan ja asennetun val- vontakameran käyttö on mahdollista. Eräässä esimerkissä kamera on näkyvän valon alueen värivideokamera.

Kuviossa 6 on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- sinnön mukainen videokamerajärjestely 600 sivusuun- nasta. Kuviossa 6 sulakouru 601 (joka vastaa esimerkiksi kuvion 1B sulakourua 117) on sijoitettu viettämään alas- päin, jolloin sulavirtaus 602 päätyy sulakourusta 601 ulos valuttuaan lopulta liuotussäiliöön (ei esitetty kuviossa 6). Kuviossa 6 on esitetty myös höyrysuutin 606, jolla kohdistetaan höyrypuhallus sulavirtaukseen 602 sen hajottamiseksi pisaroiksi 603. Edelleen kuviossa 6 on esitetty ensimmäinen videokamera 604, joka on ase- moitu sulakourun 601 yläpuolelle niin, että sen kuvaama alue kattaa samanaikaisesti sekä sulakourussa 601 valu- van sulavirtauksen, että sulakourusta 601 ulos valuvan sulavirtauksen. Kuten jäljempänä selostetaan, yhden vi- deokameran 604 tilalle voidaan järjestää vaihtoehtoi- sesti kaksi videokameraa, joista toinen kuvaa sula- kourussa 601 valuvaa sulavirtausta ja toinen sula- kourusta 601 ulos valuvaa sulavirtausta. Edelleen kuvi- ossa 6 on esitetty toinen videokamera 605, joka on ase- moitu niin, että sen kuvaama alue kattaa höyrypuhaltimen 606 aiheuttaman pisaroinnin 603.

Kuviossa 4A on esitetty poikkileikkauskaavio eräästä keksinnön mukaisesta V-muotoisesta sulakourusta N 410 (joka vastaa esimerkiksi kuvion 1B sulakourua 117 N ja/tai kuvion 6 sulakourua 601). Sulakourun yläpintaa - 30 kuvataan kuviossa 4A viivalla 411, ja viiva 412 esittää Q sulakourussa 410 valuvan sulavirtauksen yläpintaa. = Pinta 413 edustaa sulavirtauksen poikkileikkauspinta- > alaa sulakourussa 410, joka määritetään erääksi sula- = virtauksen monitoroitavaksi virtausominaisuudeksi, ku- S 35 ten jäljempänä selostetaan kuvion 2 yhteydessä. 2 Kuviossa 4B on puolestaan esitetty poikkileik- kauskaavio eräästä keksinnön mukaisesta U-muotoisesta sulakourusta 420 (joka vastaa esimerkiksi kuvion 1B su- lakourua 117 ja/tai kuvion 6 sulakourua 601). Sulakourun yläpintaa kuvataan kuviossa 4B viivalla 421, ja viiva 422 esittää sulakourussa 420 valuvan sulavirtauksen ylä- pintaa. Pinta 423 edustaa sulavirtauksen poikkileik- kauspinta-alaa sulakourussa 420, joka määritetään erääksi sulavirtauksen monitoroitavaksi virtausominai- suudeksi, kuten jäljempänä selostetaan kuvion 2 yhtey- dessä.

Tietokonelaitetta 200 soodakattilasta poistu- van sulavirtauksen automaattiseksi monitoroimiseksi ku- vataan tarkemmin kuvion 2 selostuksen yhteydessä.

Jatkokäsittelyvälineet 140 voivat käsittää esimerkiksi työasematietokoneita, palvelintietokoneita, tietokantoja, ja/tai tietoliikenneyhteyksiä jne., joi- den avulla voidaan toteuttaa tai käynnistää erilaisia jatkokäsittelytoimenpiteitä. Jatkokäsittelytoimenpi- teet voivat käsittää esimerkiksi: annetaan sulakourua puhdistavalle automaatiolaitteelle käsky sulakourun puhdistamiseen, tehdään muutoksia ehkäiseviä säätötoi- mia esimerkiksi sulasyöksyjen välttämiseksi ja/tai polttoainesyötön ja/tai ilmansyöttöjen säätämiseksi, ja/tai säädetään eri sulakouruista valuvien virtausmää- rien erojen perusteella paikallisesti soodakattilan polttokammiossa vallitsevia olosuhteita leveyssuuntai- sesti tasapainoisen polttotapahtuman aikaansaamiseksi.

Kuviossa 1B on kuvattu kaaviomaisesti eräs kek- N sinnön mukainen soodakattila 110. Kuvion 1B soodakattila N 110 käsittää muun muassa suorakaiteen muotoisen pohjan - 30 111, neljä seinämää 1121-1124 (joista kuviossa 1B näkyy Q takaseinämä 1121 ja etuseinämä 1122), tulipesän 113, no- z kan 114 ja lämmönsiirto-osion 115. Tulipesän 113 ala- * osassa on ilma-aukkoja 116 ja sulakouruja 117. Lämmön- = siirto-osio 115 käsittää mm. ekonomaisereita 115A, keit- & 35 —toputkiston 115B ja tulistimia 115C. 2 Fdelleen kuviossa 1B on kuvattu haihdutin 151, jolla mustalipeästä haihdutetaan liika vesi pois, sekä lipeäruisku(t) 152, jolla haihdutuksen jälkeinen musta- lipeä ruiskutetaan soodakattilaan 110. Toisin sanoen lipeäruiskuilla 152 mustalipeästä pyritään sopivalla pisarakoolla ja oikein suunnattuna muodostamaan halu- tunlainen keko soodakattilan 110 pohjalle 111. Soodakattilan 110 tulipesän 113 seinämät 1121- 1124 on tyypillisesti valmistettu pystysuuntaisista put- kista (ei esitetty kuviossa 1B), jotka on yhdistetty toisiinsa kaasutiiviisti niin, että putkista muodostuu yhtenäinen keittoputkisto. Putkien sisäpuolella vir- taava vesi höyrystyy tulipesässä 113 vapautuvan lämpö- energian vaikutuksesta ja lopulta kierrossa muodostunut kylläinen vesihöyryseos ohjataan höyrylieriöön (ei esi- tetty kuviossa 1B), jossa höyry sekä vesi erotetaan ja höyry ohjataan tulistimille 115C tulistettavaksi. Toi- minnassa ollessaan soodakattilan 110 pohja 111 on koko- naisuudessaan peittyneenä sulakerrokseen ja kattilan pohjalle pyritään muodostamaan hallittu epäorgaanisista aineista ja koksista koostuva keko. Keossa tapahtuvat mustalipeän orgaanisen aineksen loppuun palaminen ja kemikaalien pelkistyminen eli reduktio vähähappisissa olosuhteissa. Sulakouruja 117 käytetään sulan pois joh- tamiseen kattilan pohjalta 111 liuotussäiliöön (ei esi- tetty kuviossa 1B).

Soodakattilaan 110 syötettävää palamisilmaa varten soodakattilassa 110 on yleensä kolme ilmatasoa: primääri, sekundääri ja tertiääri ilma-aukkoineen 116. N Niillä kaikilla on oma vaikutuksensa mustalipeän polton N tarvitsemassa palamisilman syötössä. Kuviosta 1B poike- - 30 ten sulakourut ja ilma-aukot sijaitsevat tyypillisesti Q etu- ja/tai takaseinällä 1121, 1122, koska ne ovat le- z veämpiä kuin päätyseinät 1123, 1124. > Tulistimet 115C ovat yleensä soodakattilan 110 = yläosassa olevan ulokkeen eli nokan 114 suojassa, joka & 35 suojelee tulistimia 115C suoralta lämpösäteilyltä ja 2 ohjaa savukaasuvirtausta tulistimille 115C. Polton ai- kana syntyneet savukaasut johdetaan tulistimien 115C jälkeen keittoputkistoon 115B, jossa savukaasujen lämpö käytetään höyryntuotantoon. Savukaasut sisältävät yleensä huomattavia määriä tuhkaa, jota pyritään irrot- tamaan lämmönsiirtopinnoilta säännöllisellä höy- rynuohouksella. Tämä savukaasukanavien tuhkasuppiloista sekä sähkösuodattimesta erotettu tuhka otetaan talteen, ja talteen otettu tuhka sekoitetaan mustalipeään ja ruiskutetaan kattilan tulipesään 113 kemikaalien tal- teenottoa varten.

Soodakattilassa 110 on yleensä kaksi pysty- suuntaisiin savukaasukanaviin sijoitettua syöttöveden esilämmitintä eli ekonomaiseria 115A. Syöttöveden esi- lämmittimet 115A lämmittävät syöttövettä ennen sen keit- toputkistoon 115B syöttämistä. Esilämmittimillä 115A saadaan parannettua soodakattilan 110 hyötysuhdetta ja sen savukaasut saadaan jäähtymään lähelle syöttöveden lämpötilaa. Savukaasuvirrassa olevia ekonomaisereita 115A on myös nuohottava säännöllisesti höyrynuohouk- sella niiden auki pysymiseksi.

Kuvio 2 on lohkokaavio erään sovellusmuodon mukaisesta tietokonelaitteesta 200 Tietokonelaite 200 käsittää ainakin yhden pro- sessorin 202, ja ainakin yhden muistin 204, joka käsit- tää tietokoneohjelmakoodia 205. Tietokonelaite 200 voi käsittää myös esimerkiksi syöte/ulosantomoduulin 206, ja/tai tiedonsiirtoliitännän 208.

Vaikka kuvion 2 tietokonelaitteen 200 esite- N tään käsittävän vain yhden prosessorin 202, tietokone- N laitteeseen 200 voi kuulua useampia prosessoreita. - 30 Eräässä sovellusmuodossa muistille 204 voidaan tallen- Q taa käskyjä 205 (esim. käyttöjärjestelmä ja/tai eri so- = velluksia). Lisäksi prosessorilla 202 voidaan suorittaa > tallennettuja käskyjä. Eräässä sovellusmuodossa proses- = sori 202 voidaan toteuttaa moniydinprosessorina, yhden 3 35 ytimen prosessorina, tai yhden tai useamman moniydinpro- S sessorin sekä yhden tai useamman moniydinprosessorin yhdistelmänä. Prosessori 202 voidaan esimerkiksi to- teuttaa yhtenä tai useampana eri prosessointilaitteena, kuten apuprosessorina, mikroprosessorina, kontrolle- rina, DSP (digital signal processor) -prosessorina, pro- sessointipiirinä DSP:llä tai ilman, tai erilaisina muina prosessointilaitteina mukaan lukien ASIC-piiri (appli- cation specific integrated circuit), FPGA-piiri (field programmable gate array), mikrokontrolleriyksikkö, laitteistokiihdytin, tai muu vastaava. Eräässä sovel- lusmuodossa prosessori 202 voidaan järjestää suoritta- maan kovakoodattua toiminnallisuutta. Eräässä sovellus- muodossa prosessori 202 on toteutettu ohjelmistokäsky- jen suorittajana, missä prosessori 202 voidaan konfigu- roida käskyillä suorittamaan tässä selostuksessa kuvat- tuja algoritmeja ja/tai operaatioita, kun käskyjä aje- taan.

Muisti 204 voidaan toteuttaa yhtenä tai useam- pana haihtuvan muistiin laitteena, yhtenä tai useampana haihtumattoman muistiin laitteena, ja/tai yhden tai use- amman haihtuvan muistiin laitteen sekä yhden tai useam- man haihtumattoman muistiin laitteen yhdistelmänä. Muisti 204 voidaan esimerkiksi toteuttaa puolijohde- muistina, kuten esimerkiksi PROM (programmable ROM) - muistina, EPROM (erasable PROM) -muistina, flash ROM - muistina, RAM (random access memory) -muistina, jne.

Syöte/ulosantomoduuli 206 on järjestetty avus- tamaan syötteen ja/tai ulosannon järjestämisessä.

N Syöte/ulosantomoduuli 206 on järjestetty olemaan vies- N tintäyhteydessä prosessorin 202 ja muistin 204 kanssa. - 30 Esimerkkeihin syöte/ulosantomoduulista 206 kuuluu nii- Q hin rajoittumatta syöterajapinta ja/tai ulosantoraja- z pinta. Esimerkkeihin syöterajapinnasta kuuluu niihin > rajoittumatta näppäimistö, kosketusnäyttö, mikrofoni, = jne. Esimerkkeihin ulosantorajapinnasta kuuluu niihin S 35 rajoittumatta kaiutin, näyttö, kuten esimerkiksi LED- > näyttö, TFT-näyttö, nestekidenäyttö, AMOLED-näyttö, jne.

Tiedonsiirtoliitäntä 208 voi mahdollistaa sen, että tietokonelaite 200 voi kommunikoida muiden lait- teiden kanssa. Eräässä sovellusmuodossa tietokonelait- teen 200 eri komponentit, kuten esimerkiksi prosessori 202, muisti 204, syöte/ulosantomoduuli 206, ja tiedon- siirtoliitäntä 208 on järjestetty kommunikoimaan tois- tensa kanssa keskitetyn piirin 210 kautta tai välityk- sellä. Keskitetty piiri 210 voi käsittää esimerkiksi painetun piirilevyn, kuten esimerkiksi emolevyn tai muun vastaavan.

Tässä kuvattu ja selostettu tietokonelaite 200 on vain esimerkki laitteesta, joka voi hyötyä keksinnön sovellusmuodoista, eikä sen ole tarkoitus rajoittaa kek- sinnön suojapiiriä. Huomattakoon, että tietokonelait- teeseen 200 voi kuulua enemmän tai vähemmän komponent- teja kuin mitä kuviossa 2 on esitetty. Tietokonelaite 200 voidaan hajauttaa useaksi eri fyysiseksi kokonai- suudeksi, jotka kommunikoivat keskenään sopivan vies- tintäyhteyden välityksellä.

Mainitut ainakin yksi muisti 204 ja tietoko- neohjelmakoodi 205 on järjestetty ainakin yhden proses- sorin 202 kanssa saamaan tietokonelaitteen 200 lukemaan ainakin yhden stationaarisesti kuvatun videosekvenssin, joka käsittää digitaalisia kuvakehyksiä, jotka kukin käsittävät ainakin yhden tarkasteltavan alueen, joka esittää ainakin osaa soodakattilasta 110 poistuvasta sulavirtauksesta. Termillä stationaarisesti kuvattu vi- N deosekvenssi tarkoitetaan tässä sitä, että kuvaamiseen N käytettävä videokamera on kuvaushetkellä stationaarinen - 30 eli liikkumaton niin, että videosekvenssiin tallentuva S liike on ainoastaan kuvattavan kohteen liikettä. Video- = sekvenssi voi olla olennaisesti reaaliaikaista.

* Eras tarkasteltava alue voi käsittää esimer- = kiksi sulakourussa 117 valuvan sulavirtauksen päällä 3 35 olevan alueen, ja eräs toinen tarkasteltava alue voi S käsittää esimerkiksi sulakourun 117 jälkeisen sulavir-

tauksen päällä olevan alueen. Eräässä esimerkissä vi- deokamera on asemoitu niin, että sillä katetaan nämä molemmat tarkasteltavat alueet. Tällöin sulakourua 117 sen yläpuolelta kuvaavan kameran tuottamista otoksista voidaan esimerkiksi havaita sulakourussa 117 valuvan sulavirran leveys ja/tai sulakourun 117 jälkeisen sula- virran leveys. Eräässä toisessa esimerkissä käytetään kahta videokameraa, joista toisella kuvataan sula- kourussa 117 valuvan sulavirtaukse kohdalla olevaa alu- etta ja toisella sulakourun 117 jälkeisen sulavirtauksen kohdalla olevaa aluetta. Kuviossa 5 on kaaviomaisesti kuvattu eräs kek- sinnön mukainen videosekvenssin digitaalinen kuvakehys

500. Kuvakehys 500 kattaa sulakourun 501 (joka vastaa esimerkiksi sulakourua 117, 410, 420, ja/tai 601), su- lakourussa 501 valuvan sulavirtauksen 502, ja sula- kourusta 501 ulos valuvan sulavirtauksen 503. Pistekat- koviiva 504 esittää sulavirtauksen keskiviivaa. Kuvion 5 esimerkissä on esitetty tarkasteltava alue 505, joka kattaa sulakourussa 501 valuvan sulavirtauksen 502 päällä olevan alueen. Lisäksi kuvion 5 esimerkissä on esitetty tarkasteltava alue 506, joka kattaa sula- kourusta 501 ulos valuvan sulavirtauksen 503 päällä ole- van alueen. Mainitut ainakin yksi muisti 204 ja tietoko- neohjelmakoodi 205 on edelleen järjestetty ainakin yhden prosessorin 202 kanssa saamaan tietokonelaitteen 200 N tunnistamaan mainitusta ainakin yhdestä tarkastelta- N vasta alueesta ainakin yhden väri- ja/tai intensiteetti- - 30 informaation perusteella erottuvan alueen. Q Mainitut ainakin yksi muisti 204 ja tietoko- = neohjelmakoodi 205 on edelleen järjestetty ainakin yhden * prosessorin 202 kanssa saamaan tietokonelaitteen 200 = määrittämään tunnistetun ainakin yhden erottuvan alueen 3 35 perusteella ainakin yhden sulavirtauksen monitoroitavan S virtausominaisuuden. Eräässä esimerkissä virtausominai-

suus on kvantitatiivinen suure.

Eräässä esimerkissä vir- tausominaisuus on sulavirtauksen määrää, kokoa (kuten esimerkiksi leveyttä tai pisarakokoa), ja/tai niiden muutosta indikoiva ominaisuus.

Eräässä esimerkissä mää- ritetty ainakin yksi monitoroitava virtausominaisuus voidaan tallentaa myöhempää käyttöä varten, ja se voi- daan valinnaisesti varustaa aikaleimalla.

Eräässä sovellusmuodossa ensimmäinen tarkas- teltava alue esittää poikkileikkausdimensioiltaan tun- netussa sulakourussa 117 virtaavaa sulavirtausta, en- simmäinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen pinnan reunan, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää ai- nakin toisen seuraavista: sulavirtauksen leveys, tai sulavirtauksen korkeus sulakourun 117 pohjan suhteen, joka leveys ja/tai korkeus määritetään tunnistetun su- lavirtauksen pinnan reunan perusteella.

Sulavirtauksen leveys ja/tai korkeus voidaan määrittää esimerkiksi en- simmäisen tarkasteltavan alueen pikselimääräisten di- mensioiden perusteella.

Tässä sovellusmuodossa monito- roitava virtausominaisuus voi edelleen käsittää sula- virtauksen poikkileikkauspinta-alan, joka määritetään sulakourun 117 poikkileikkausdimensioiden ja sulavir- tauksen määritetyn leveyden ja/tai korkeuden perus- teella.

Fräässä sovellusmuodossa toinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen virtaussuunnassa liikkuvan alu- een, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää edel- N leen sulavirtauksen virtausnopeuden, joka määritetään N toisen erottuvan alueen sijainnin muutoksen perusteella - 30 videosekvenssin kahden tai useamman kuvakehyksen vä- S lillä.

Sulavirtauksen virtaussuunnassa liikkuva alue = voi käsittää esimerkiksi sulavirtauksen koostumuksen > ja/tai lämpötilan osalta erottuvan alueen.

Eräs esi- = merkki sulavirtauksen koostumuksen vuoksi erottuvasta 3 35 alueesta on epäpuhtauspartikkeli, joka voi erottua esi- S merkiksi punaisen sävyisestä sulavirtauksesta esimer-

kiksi ympäristöään tummempana tai mustana alueena.

Eräs esimerkki sulavirtauksen lämpötilan vuoksi erottuvasta alueesta on normaalia kuumempi kohta sulavirtauksessa, joka voi erottua esimerkiksi punaisen sävyisestä sula- virtauksesta esimerkiksi ympäristöään vaaleampana alu- eena. Eräs esimerkki sulavirtauksen muodon vuoksi erot- tuvasta alueesta on esimerkiksi aalto tai kohouma, joka erottuu esimerkiksi rajaviivana. Eräässä sovellusmuodossa monitoroitava vir- tausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen tila- vuusvirran, joka määritetään määritettyjen sulavirtauk- sen poikkileikkauspinta-alan ja virtausnopeuden perus- teella. Tässä sovellusmuodossa monitoroitava virtaus- ominaisuus voi käsittää edelleen sulavirtauksen massa- virran, joka määritetään sulavirtauksen tiheyden ja mää- ritetyn tilavuusvirran perusteella. Eräässä esimerkissä tilavuusvirta eli virtaus- määrä sulakourussa voidaan laskea seuraavasti: q=v XA, missä g on virtaavan sulan määrä tilavuusyk- sikköinä aikayksikköä kohden (esim. litraa/sekunti), v on virtaavan sulan nopeus (metriä/sekunti), ja A on vir- taavan sulan poikkileikkauspinta-ala (esim. neliömet- rejä). Eräässä esimerkissä massavirta voidaan laskea seuraavasti:

N N 1 = p x ' pXq, - 30 Q missä Mm on massavirta, p on sulan tiheys, ja z g on virtaavan sulan määrä tilavuusyksikköinä aikayk- > sikköä kohden (esim. litraa/sekunti). = Eräässä sovellusmuodossa toinen tarkasteltava 3 35 alue esittää sulakourusta 117 ulos virtaavaa sulavir- S tausta, johon kohdistetaan esimerkiksi höyrysuihke su- lavirtauksen hajottamiseksi pisaroiksi, kolmas erottuva alue käsittää ainakin osan mainituista pisaroista, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää edelleen mai- nitun ainakin osan pisaroista pisarajakaumaan vaikutta- van pisarajakaumaominaisuuden, kuten esimerkiksi pisa- rakoon (esim. minimikoon ja/tai maksimikoon)ja/tai pi- saroiden jakauman (esim. mediaanin ja/tai keskiarvon). Pisarajakaumaominaisuuden avulla voidaan esimerkiksi säätää ja optimoida höyrypuhallusta ja siten säästää höyryä. Pisarakoon monitoroinnilla voidaan esimerkiksi tarkistaa, ettei liian suuria sulapaakkuja jää hajotta- matta. Yhtä tai useampaa kertaluokkaa keskimääräistä suuremmat pisarakoot voivat myös ennakoida tai indikoida sulasyöksyjä.

Fräässä sovellusmuodossa mainitut ainakin yksi muisti 204 ja tietokoneohjelmakoodi 205 voivat olla edelleen järjestetty ainakin yhden prosessorin 202 kanssa saamaan tietokonelaitteen 200 lukemaan ainakin kaksi stationaarisesti kuvattua videosekvenssiä, jotka on kuvattu sulavirtauksen eri havaintokohdista, jolloin saadaan monitoroitavan virtausominaisuuden arvot maini- tuista eri havaintokohdista; ja vertaamaan näin saatuja monitoroitavan virtausominaisuuden arvoja toisiinsa. Fräässä sovellusmuodossa määritettyä ainakin yhtä sulavirtauksen monitoroitavaa virtausominaisuutta käytetään soodakattilan 110 ohjaamiseen. Ohjaustoimen- piteet voivat käsittää esimerkiksi: annetaan sulakourua puhdistavalle automaatiolaitteelle käsky sulakourun N puhdistamiseen, tehdään muutoksia ehkäiseviä säätötoi- N mia esimerkiksi sulasyöksyjen välttämiseksi ja/tai - 30 polttoainesyötön ja/tai ilmansyöttöjen säätämiseksi, Q ja/tai säädetään eri sulakouruista valuvien virtausmää- = rien erojen perusteella paikallisesti soodakattilan * polttokammiossa vallitsevia olosuhteita leveyssuuntai- = sesti tasapainoisen polttotapahtuman aikaansaamiseksi. S 35 Eräässä sovellusmuodossa kuvattu videosek- > venssi tallennetaan ennen ja jälkeen (esimerkiksi 30 sekunnin ajalta) häiriötapahtuman. Tällöin operaattori voi myöhemmin katsoa (tarvittaessa hidastettuna) ao. videosekvenssin esim. analyysia varten.

Kun sulakourun 117 poikkileikkaus tunnetaan, otoksesta havaitun sulavirran leveyden perusteella voi- daan arvioida sulavirran poikkileikkauksen pinta-ala.

Sulavirran poikkileikkauksen pinta-alan voidaan olettaa olevan verrannollinen sulavirran virtauksen tilavuus- määrään aikayksikköä kohti etenkin, jos sulavirran läm- pötila pysyy vakiona.

Vielä tarkempaa tietoa sulavirran virtausmäärästä voidaan saada, kun sulakourussa 117 vir- tauksen mukana liikkuvista erotuskykyisistä kohteista kuten partikkeleista tai muista väri- tai intensiteet- tialueista saadaan liikenopeustieto em. kohteiden tie- tyin aikavälein otettujen otosten sijaintierojen perus- teella.

Silloin voidaan saada absoluuttinen virtausmää- rätieto leveystietoon perustuvan suhteelliseen tietoon tai kalibroinnilla tehtävään arvioon perustuvan tiedon sijasta.

Sulakourun 117 jälkeisen virtauksen leveyden havainnosta saadaan indikaatiot sulavirran suhteelli- sesta määrästä ja muutoksista, mutta ei absoluuttista virtausmäärätietoa.

Tämän havaintopisteen avulla voi- daan stabiilin virtauksen tapauksessa saada referenssi- tieto siitä, että onko sulakourun 117 sulavirrasta ha- vainnoitu sulavirran leveystieto luotettava, koska näillä molemmilla leveystiedoilla on vahva korrelaatio.

Kun näiden leveyksien suhde poikkeaa normaalista, voi- N daan esimerkiksi päätellä, että sulakouru 117 ilmeisesti N vaatii puhdistamista.

Sulakourua 117 puhdistavalle au- - 30 tomaatiolaitteelle voidaan tässä siis tällaisen indi- Q kaation pohjalta antaa käsky sulakourun 117 puhdistami- I seen. > Sulavirran suuret (esimerkiksi yli 30 %) het- = kelliset poikkeamat voidaan havainnoida kummasta ha- & 35 — vaintopisteestä tahansa.

Myös muita kynnysarvoja voi- 2 daan käyttää ja niitä voi olla useita, esim. yli 25 %, 50 %, 100 % ja/tai 200 % jne. muutokset (eli alitukset ja/tai ylitykset) normaaliksi määriteltyyn virtaukseen nähden voidaan raportoida erikseen ja niiden perustella voidaan tehdä näitä muutoksia ehkäiseviä säätötoimia esimerkiksi sulasyöksyjen välttämiseksi ja/tai poltto- ainesyötön ja/tai ilmansyöttöjen säätämiseksi. Normaa- liksi virtaus voidaan määrittää oletuksena esimerkiksi polttoaineen syötön määrään suhteutettuna tai maksimi- kapasiteetin käyttötilanteessa todetusta virtauksesta. Yleensä soodakattilaa 110 käytetään vakioteholla jatku- vasti, eikä tehoa muuteta oleellisesti esimerkiksi säh- kön kysynnän mukaisesti, koska ensisijaisesti laitoksen tehtävänä on kemikaalikierron ylläpito. Fri sulakouruista 117 valuvien virtausmäärien erot voidaan ilmaista, ja ilmaisujen perusteella voidaan säätää paikallisesti soodakattilan 110 polttokammiossa vallitsevia olosuhteita leveyssuuntaisesti tasapainoi- sen polttotapahtuman aikaansaamiseksi. Virtausnopeuk- sien erot ja/tai sulan värin muutokset voivat indikoida esimerkiksi polttokammion ja/tai soodakattilan 110 poh- jalla 111 olevan sulan paikallisia lämpötilaeroja. Pol- ton olosuhteilla on myös vaikutusta saavutettavaan suo- lan talteenottoprosenttiin eli reduktioon, joka pyri- tään maksimoimaan. Paikallinen heikompi reduktiopro- sentti voi olla indikoitavissa eroina sulakourukohtai- sissa virtauksissa.

Sulavirran leveys kourussa voidaan havaita esimerkiksi hyvin kapeana viivamaisena tarkasteltavana N alueena tai laajan alueen kattavana tarkasteltavana alu- N eena. Jos tarkasteltava alue on laaja (edustaen esimer- - 30 kiksi 100 mm tai 200 mm pituutta kourun suunnassa), niin Q sulan reunan paikalliset ja hetkelliset poikkeamat voi- = daan suodattaa pois yksittäisestä otoksesta esim. mää- > rittämällä keskimääräinen reunaviiva ja käyttää sitä = leveystietona. Jos tämä reunaviiva poikkeaa merkittä- & 35 västi pituussuuntaisesta suorasta, myös tätä voidaan > pitää virtausominaisuuden poikkeamana ja siitä voidaan luoda poikkeamaindikaatio. Otoksesta voidaan myös las- kea sulan kohdalla olevien pikselien lukumäärä, joista saadaan laskettua tarkasteltavalla alueella olevan su- lan pinta-ala. Kun pinta-ala ja tarkasteltavan alueen pituus tunnetaan, saadaan laskettua sulavirran keski- määräinen leveys. Tarkasteltava alue voi olla toispuo- leinen, jolloin tarkastellaan vain symmetrisen sula- kourun toisella puolella olevaa aluetta ja oletetaan toinen puoli symmetriseksi. Silloin sulan reunan ja kou- run keskiviivan välinen leveys voidaan kertoa kahdella sulavirran leveystiedon saamiseksi. Sulavirran reuna voidaan indikoida esim. pik- selikohtaisesti värin tai intensiteetin kynnysarvon pe- rusteella, koska sula suola hehkuu kirkkaan punaisena hyvin erottuvasti. Sulan väri ja intensiteetti ovat myös riippuvaiset sen lämpötilasta. Sulakourua 117 voidaan myös valaista viivamaisesti esimerkiksi laservalolla eri suunnasta kuin videokamera, jolloin kourun ja sulan muotoprofiilit saadaan esiin valoviivan kulmikkaina muotoina. Fräässä esimerkissä videosekvenssin kuvakehyk- sestä mitatut mittatiedot saadaan otoksesta pikselien määränä eli kameran etäisyys kohteesta vaikuttaa mitat- tuihin arvoihin. Nämä pikselimäärät voidaan kalibroida vastaamaan fyysisiä mittapituuksia esimerkiksi käyt- töönoton yhteydessä. V-muotoisista sulakouruista 117 saadaan mittausinformaatio luotettavasti esimerkiksi N sulakourun 117 keskilinjan tai sen jatkeen yläpuolelle N sijoitetulla kameralla. Jos sulakouru 117 on esim. U- - 30 muotoinen, kamera on edullisesti sijoitettu keskilin- Q jasta sivuun, jolloin sulakourun 117 sulavirran korkeu- z den muutos saadaan tarkemmin havaittua. Tällöin voidaan * seurata vain keskilinjan toisella puolella olevaa sula- = virran reunaa olettaen sulan korkeus symmetriseksi. Si- 3 35 vusta otetusta kuvasta voidaan saadaan esiin sulakourun S 117 jälkeisen sulavirran pystysuuntainen leveystieto.

Tähän voidaan käyttää myös toista kameraa esimerkiksi

V-muotoisen sulakourun 117 yhteydessä. Kahta tai useam- paa kameraa voidaan käyttää erilaisilla sulakourun 117 pituus-, korkeus- ja sivuttaissuuntaisilla asemoin- neilla sekä kohdistuksilla eri mittauspisteisiin, kuten sulakourun 117 kohdalle ja sulakourun 117 jälkeiseen virtaukseen. Eri kameroiden käyttö eri kohteissa mah- dollistaa myös paremmat kameroiden likaantumissuojauk- set, kun suojilla voidaan rajata kuvaus vain tarkastel- taviin alueisiin.

Ehdoksi virtausmäärän laskennalle voidaan asettaa, että sulakourun 117 jälkeisessä tarkastelta- vassa alueessa on havaittava virtaus. Jos virtausta su- lakourusta 117 ulos ei ole, tilanne voidaan tulkita tuk- keumaksi tai sitten polttotapahtuma ei tilapäisesti tuota sulaa esim. käynnistys- tai pysäytysvaiheessa. Jos soodakattilan 110 käyttötilanteen antamat indikaatiot polttoaineensyöttöarvoista ym. polton parametreista so- veltuvalla aikavälillä viittaavat siihen, että polton pitäisi tuottaa sulakouruun 117 sulaa suolaa, havaitun virtauksen puuttumisesta voidaan esimerkiksi antaa hä- lytys operaattorille ja/tai vikailmaisu kattilan oh- jausjärjestelmälle.

Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisemmin erästä keksinnön sovellusesimerkkiä liittyen sulavir- tauksen virtausnopeuden määrittämiseen. Osa tämän so- vellusesimerkin vaiheista on valinnaisia. Tässä sovel- lusesimerkissä hyödynnetään ARPS (Adaptive Rood Pattern N Search) -algoritmia.

N Kahdesta peräkkäisestä tai tietyn aikavälin - 30 päässä toisistaan saadusta videokuvakehyksestä valitaan Q sama mittausalue eli tarkasteltava alue. Ensimmäisessä = videokuvakehyksessä mittausalue jaetaan neliön muotoi- > siin lohkoihin, missä lohkokoko on annettu parametrina = ollen n x n pikseliä. Lohkoissa pystysuuntana on kourun 3 35 virtaussuunta.

N

Jokaiselle lohkolle haetaan uusi sijainti jälkimmäisessä videokuvakehyksessä samassa tarkastelta- vassa alueessa. Lohkon uusi sijainti etsitään kustan- nusfunktion avulla, ts. sovitetaan lohkoa jälkimmäiseen videokuvakehykseen liikuttamalla lohkoa kuvan päällä pysty- ja vaakasuunnassa (ristin muotoon, tästä tulee "Rood"). Kussakin pisteessä lohkojen välillä lasketaan virhe kustannusfunktioon erotuksena. Kustannusfunktiona voidaan käyttää esimerkiksi Mean Absolute Difference - funktiota. Lohkon uusi sijainti määräytyy sen mukaan, missä kohdassa kuvaa lohkolle saadaan pienin mahdollinen kustannus eli paras vastaavuus. Vastaava vertailu voi- daan tehdä myös useampien kuin kahden kuvakehyksen pe- rusteella laskennan tarkkuuden parantamiseksi.

Seuraavassa vaiheessa kustannusfunktion arvoa tarkennetaan hakemalla lohkojen vastaavuutta väli-il- mansuuntiin. Väli-ilmansuuntien tarkastelussa askeleen pituus ja suunta määräytyy edellisten lohkojen löydet- tyjen sijaintien perusteella perustuen siihen oletta- maan, että tarkasteltavalla lohkolla oletettu liike voi olla samansuuntainen kuin sitä lähellä olevilla 1loh- koilla. Virhe lasketaan kuten edellisessä kohdassa.

Kunkin lohkon uusi löydetty sijainti on edel- listen kustannusfunktioiden minimin tuottama horison- taalinen ja vertikaalinen siirros. Siirrokset tallenne- taan vektoreihin. Toisessa vektorissa on horisontaali- nen liike, ja toisessa vektorissa on vertikaalinen N liike. Vektoreihin kerätään kaikkien lohkojen liikkeet N videokuvakehysten välillä.

- 30 Lopuksi pystysuuntaisesta (vertikaalisesta) Q liikesuunnasta otetaan nollanopeudet pois ja lasketaan = keskiarvo. Vaakasuuntainen (horisontaalinen) liike- * suunta jätetään huomiotta. Siirroksesta saadaan vir- = tausnopeus, kun videokuvakehysten välinen aika sekä pik- 3 35 selikoko kansainvälinen yksikköjärjestelmän eli SI- S järjestelmän yksiköissä tiedetään, eli nopeus = (kes-

kiarvosiirros pikseleinä) * pikselikoko/videokuvakehys- ten välinen aika. Tässä esimerkissä pikselikoko on yk- sikössä m (metri), ja videokuvakehysten välinen aika on yksikössä s (sekunti).

Fvaluoinnissa liikesuunnista voidaan suodattaa lohkot, joille ei löydetty liikettä ja tarkastella liik- keiden hajontaa. Jos liikkeen (siirroksen) hajonta on liian pieni, luotettavaa siirrosta ei havaittu. Jos taas hajonta on todella suuri, liike on enemmän satunnaista ja luotettavaa nopeutta ei voida laskea. Näissä tapauk- sissa voidaan esimerkiksi antaa varoitus.

Tämän esimerkin virtauksen mittaamisessa ol- laan kiinnostuneita pystysuuntaisesta liikkeestä, joka kohdistuu alaspäin, joten suodatuksessa voidaan tarkas- tella tätä liikesuuntaa.

Kuvioissa 7A-7B on kuvattu eräitä keksinnön mukaisesti saatuja sulavirtauksen monitoroitavia vir- tausominaisuuksia. Diagrammi 710 esittää sulavirtauksen leveyttä sulakourussa millimetreinä ajan (sekunteina) funktiona. Diagrammi 720 esittää sulavirtauksen tila- vuusvirtaa sulakourussa litroina sekunnissa. Diagrammi 730 esittää sulavirtauksen virtausnopeutta sulakourussa metreinä sekunnissa. Kuvioiden 7A-7B esimerkeissä kes- kimääräinen virtausnopeus on 0.53 m/s, keskimääräinen tilavuusvirta on 0.88 1/s, ja keskimääräinen sulavir- tauksen leveys on 52 mm. Kuten kuvioista 7A-7B on näh- tävissä, nämä monitoroitavat virtausominaisuudet voivat N vaihdella suuresti. N Kuvio 3 esittää esimerkkivuokaaviota menetel- - 30 mästä 300 soodakattilan savukaasun yhden tai useamman Q suhteellisen partikkeliryhmäosuuden määrittämiseksi = esimerkkisovellusmuodon mukaisesti. * Operaatiossa 301 luetaan prosessorilla ainakin = yksi stationaarisesti kuvattu videosekvenssi, joka kä- & 35 sittää digitaalisia kuvakehyksiä, jotka kukin käsittä- > vät ainakin yhden tarkasteltavan alueen, joka esittää ainakin osaa soodakattilasta poistuvasta sulavirtauk- sesta.

Operaatiossa 302 tunnistetaan prosessorilla mainitusta ainakin yhdestä tarkasteltavasta alueesta ainakin yksi väri- ja/tai intensiteetti-informaation perusteella erottuva alue.

Operaatiossa 303 määritetään prosessorilla tunnistetun ainakin yhden erottuvan alueen perusteella ainakin yksi sulavirtauksen monitoroitava virtausomi- naisuus.

Valinnaisessa operaatiossa 304 prosessorilla on luettu ainakin kaksi stationaarisesti kuvattua vi- deosekvenssiä, jotka on kuvattu sulavirtauksen eri ha- vaintokohdista, jolloin saadaan monitoroitavan virtaus- ominaisuuden arvot mainituista eri havaintokohdista, ja prosessorilla verrataan näin saatuja monitoroitavan virtausominaisuuden arvoja toisiinsa.

Valinnaisessa operaatiossa 305 prosessorilla annetaan hälytys (esim. ihmisoperaattorille) tarvitta- essa. Hälytys voidaan antaa esimerkiksi, kun operaation 304 vertailun tulos ylittää jonkin ennalta määrätyn kyn- nysarvon.

Menetelmä 300 voidaan suorittaa kuvion 2 lait- teella 200. Menetelmän 300 lisäpiirteet ovat suoraan seurausta laitteen 200 toiminnoista ja parametreista eikä niitä siten toisteta tässä. Menetelmä 300 voidaan suorittaa yhdellä tai useammalla tietokoneohjelmalla.

N Esimerkkisovellusmuotoihin voi kuulua esimer- N kiksi mitä tahansa sopivia tietokonelaitteita ja vas- - 30 taavia, jotka kykenevät suorittamaan esimerkkisovellus- Q muotojen prosesseja. Esimerkkisovellusmuotojen laitteet = ja alijärjestelmät voivat kommunikoida toistensa kanssa > käyttäen mitä tahansa sopivaa protokollaa, ja ne voidaan = toteuttaa käyttäen yhtä tai useampaa ohjelmoitua tieto- & 35 konejärjestelmää tai -laitetta. > Esimerkkisovellusmuotojen kanssa voidaan käyt- tää yhtä tai useampaa liityntämekanismia, mukaan lukien esimerkiksi Internet-liityntä, televiestintä missä ta- hansa sopivassa muodossa (esim. ääni, modeemi, jne.), langaton viestintämedia, ja vastaavat. Käytettyihin viestintäverkkoihin tai -yhteyksiin voi kuulua esimer- kiksi yksi tai useampia satelliittiviestintäverkkoja, langattomia viestintäverkkoja, solukkoviestintäverk- koja, 3G-viestintäverkkoja, 4G-viestintäverkkoja, 5G- viestintäverkkoja, yleinen valintainen puhelinverkko, pakettidataverkkoja, Internet, intranet -verkkoja, joi- denkin näiden yhdistelmä, jne.

Ymmärrettäköön, että esimerkkisovellusmuodot ovat vain esimerkkejä, sillä esimerkkisovellusmuotojen toteuttamiseen käytetyn spesifisen laitteiston monet muunnelmat ovat mahdollisia, kuten alan ammattilaiset ymmärtävät. Esimerkiksi esimerkkisovellusmuotojen yhden tai useamman komponentin toiminnallisuus voidaan to- teuttaa laitteistollisesti ja/tai ohjelmistollisesti. Esimerkkisovellusmuodot voivat tallentaa in- formaatiota, joka liittyy tässä selostuksessa kuvattui- hin eri prosesseihin. Tämä informaatio voidaan tallentaa yhteen tai useampaan muistiin, kuten esimerkiksi kova- levylle, optiselle levylle, magneettis-optiselle le- vylle, RAM-muistille, jne. Yhteen tai useampaan tieto- kantaan voidaan tallentaa informaatiota, jota käytetään esillä olevan keksinnön esimerkkisovellusmuotojen to- teuttamiseen. Tietokannat voidaan organisoida käyttäen tietorakenteita (esim. tietueita, taulukoita, tauluja, N kenttiä, graafeja, puita, luetteloita, jne.), jotka si- N sältyvät yhteen tai useampaan tässä lueteltuun muistiin - 30 tai tallennuslaitteeseen. Esimerkkisovellusmuotojen S osalta kuvatut prosessit voivat sisältää asianmukaisia = tietorakenteita esimerkkisovellusmuotojen laitteiden ja * alijärjestelmien prosessien keräämän ja/tai generoiman = datan tallentamiseen yhteen tai useampaan tietokantaan. S 35 Esimerkkisovellusmuodot voidaan toteuttaa ko- > konaan tai osittain käyttäen yhtä tai useampaa yleis- käyttöistä prosessoria, mikroprosessoria, DSP-

prosessoria, mikrokontrolleria, jne., jotka on ohjel- moitu esillä olevan keksinnön esimerkkisovellusmuotojen opetusten mukaisesti, kuten alan ammattilaiset ymmärtä- vät. Keskiverto-ohjelmoija voi vaivattomasti tuottaa asianmukaisen ohjelmiston esimerkkisovellusmuotojen opetusten perusteella, kuten ohjelmistoalan ammattilai- set ymmärtävät. Lisäksi esimerkkisovellusmuodot voidaan toteuttaa sovelluskohtaisilla integroiduilla piireillä tai yhdistämällä toisiinsa asianmukaisen verkoston ta- vanomaisia komponenttipiirejä, kuten elektroniikka-alan ammattilaiset ymmärtävät. Siten esimerkkisovellusmuodot eivät rajoitu mihinkään spesifiseen laitteiston ja/tai ohjelmiston yhdistelmään.

Tallennettuna mille tahansa tietokoneen luet- tavissa olevalle välineelle tai niiden yhdistelmälle esillä olevan keksinnön esimerkkisovellusmuodot voivat käsittää ohjelmistoa esimerkkisovellusmuotojen kompo- nenttien ohjaamiseen, esimerkkisovellusmuotojen kompo- nenttien ajamiseen, esimerkkisovellusmuotojen kompo- nenttien vuorovaikutuksen ihmiskäyttäjän kanssa mahdol- listamiseen, jne. Tällaiseen ohjelmistoon voi kuulua näihin rajoittumatta laiteajureita, firmware-ohjelmis- toa, käyttöjärjestelmiä, ohjelmistokehitystyökaluja, sovellusohjelmistoa, jne. Tällaisiin tietokoneen luet- tavissa oleviin välineisiin voi edelleen kuulua esillä olevan keksinnön sovellusmuodon tietokoneohjelmatuote keksinnön toteuttamisessa suorittavien prosessien suo- N rittamiseksi kokonaan tai osittain (jos prosessointi on N hajautettu). Esillä olevan keksinnön esimerkkisovellus- - 30 muotojen tietokonekoodilaitteisiin voi kuulua mitä ta- S hansa sopivia tulkittavia tai ajettavia koodimekanis- = meja, mukaan lukien näihin rajoittumatta komentosarjat, > tulkittavat ohjelmat, dynaamiset linkkikirjastot, Java = -luokat ja -appletit, kokonaan ajettavat ohjelmat, jne. S 35 Lisäksi esillä olevan keksinnön esimerkkisovellusmuoto- > jen prosessoinnin osia voidaan hajauttaa suorituskyvyn, luotettavuuden, kustannusten, jne. parantamiseksi.

Kuten edellä todettiin, esimerkkisovellusmuo- tojen komponentteihin voi kuulua tietokoneen luetta- vissa oleva väline tai muistia esillä olevan keksinnön opetusten mukaan ohjelmoitujen käskyjen säilyttämiseksi sekä tietorakenteiden, taulukoiden, tietueiden, ja/tai muun tässä selostuksessa kuvatun datan säilyttämiseksi.

Tietokoneen luettavissa oleva väline voi käsittää minkä tahansa sopivan välineen, joka osallistuu käskyjen jär- jestämiseen prosessorille suoritettavaksi. Tällainen väline voi saada useita eri muotoja, mukaan lukien näi- hin rajoittumatta haihtumaton tai pysyvä tallennusvä- line, haihtuva tai ei-pysyvä tallennusväline, jne. Haih- tumaton tallennusväline voi käsittää esimerkiksi opti- sia tai magneettisia levyjä, jne. Haihtuva tallennusvä- line voi käsittää esimerkiksi dynaamisia muisteja, jne.

Tietokoneen luettavissa olevan välineen yleisiin muo- toihin voi kuulua esimerkiksi levyke, kovalevy, tai mikä tahansa muu sopiva väline, jolta tietokone voi lukea.

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet- tyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muun- nokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimuk- sien määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

N N O

N 0)

N

I jami a o

N LO LO

O o

N

Claims (21)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Menetelmä (300) soodakattilasta (110) pois- tuvan sulavirtauksen automaattiseksi monitoroimiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä (300) käsittää vai- heet, joissa: luetaan (301) prosessorilla (202) ainakin yksi stationaarisesti kuvattu videosekvenssi, joka käsittää digitaalisia kuvakehyksiä, jotka kukin käsittävät aina- kin yhden tarkasteltavan alueen, joka esittää ainakin osaa soodakattilasta (110) poistuvasta sulavirtauk- sesta; tunnistetaan (302) prosessorilla (202) maini- tusta ainakin yhdestä tarkasteltavasta alueesta ainakin yksi väri- ja/tai intensiteetti-informaation perus- teella erottuva alue; ja määritetään (303) prosessorilla (202) tunnis- tetun ainakin yhden erottuvan alueen perusteella ainakin yksi sulavirtauksen monitoroitava virtausominaisuus; missä ensimmäinen tarkasteltava alue esittää poikkileikkausdimensioiltaan tunnetussa sula- kourussa (117) virtaavaa sulavirtausta, ensim- mäinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen pinnan reunan, ja monitoroitava virtausominai- suus käsittää ainakin toisen seuraavista: su- lavirtauksen leveys, tai sulavirtauksen kor- keus sulakourun (117) pohjan suhteen, joka le- A veys ja/tai korkeus määritetään prosessorilla S (202) tunnistetun sulavirtauksen pinnan reunan = perusteella. N 30 N

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä E (300), missä monitoroitava virtausominaisuus käsittää o edelleen sulavirtauksen poikkileikkauspinta-alan, joka 15 määritetään prosessorilla (202) sulakourun (117) poik- 2 35 kileikkausdimensioiden ja sulavirtauksen määritetyn le- N veyden ja/tai korkeuden perusteella.

3. Jonkin patenttivaatimuksista 1-2 mukainen menetelmä (300), missä toinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen virtaussuunnassa liikkuvan alueen, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää edelleen sula- virtauksen virtausnopeuden, joka määritetään prosesso- rilla (202) toisen erottuvan alueen sijainnin muutoksen perusteella videosekvenssin ainakin kahden kuvakehyksen välillä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä (300), missä monitoroitava virtausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen tilavuusvirran, joka määrite- tään prosessorilla (202) määritettyjen sulavirtauksen poikkileikkauspinta-alan ja virtausnopeuden perus- teella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä (300), missä monitoroitava virtausominaisuus käsittää edelleen sulavirtauksen massavirran, joka määritetään prosessorilla (202) sulavirtauksen tiheyden ja määrite- tyn tilavuusvirran perusteella.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä (300), missä toinen tarkasteltava alue esittää sulakourusta (117) ulos virtaavaa sulavirtausta, johon kohdistetaan höyrysuihke sulavirtauksen hajottamiseksi pisaroiksi, kolmas erottuva alue käsittää ainakin osan mainituista pisaroista, ja monitoroitava virtausominai- suus käsittää edelleen mainitun ainakin osan pisaroista pisarajakaumaominaisuuden.

a

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen N menetelmä (300), missä prosessorilla (202) luetaan (301) - 30 ainakin kaksi stationaarisesti kuvattua videosekvens- 2 siä, jotka on kuvattu sulavirtauksen eri havaintokoh- = dista, jolloin saadaan monitoroitavan virtausominaisuu- > den arvot mainituista eri havaintokohdista, ja proses- = sorilla (202) verrataan (304) näin saatuja monitoroita- & 35 van virtausominaisuuden arvoja toisiinsa. >

8. Jonkin patenttivaatimuksista 3-7 mukainen menetelmä (300), missä sulavirtauksen virtaussuunnassa liikkuva alue käsittää sulavirtauksen muoto-, koostu- mus- ja/tai lämpötilapoikkeaman vuoksi erottuvan alu- een.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä (300), missä sulavirtauksen leveys ja/tai kor- keus määritetään ensimmäisen tarkasteltavan alueen pik- selimääräisten dimensioiden perusteella.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä (300), missä määritettyä ainakin yhtä sula- virtauksen monitoroitavaa virtausominaisuutta käytetään soodakattilan (110) ohjaamiseen.

11. Tietokoneohjelmatuote, joka käsittää aina- kin yhden tietokoneen luettavissa olevan tallennusväli- neen, joka käsittää joukon käskyjä, jotka yhden tai use- amman prosessorin (202) suorittamina saavat tietokone- laitteen (200) suorittamaan jonkin patenttivaatimuk- sista 1-10 mukaisen menetelmän.

12. Tietokonelaite (200), joka käsittää: ainakin yhden prosessorin (202); ja ainakin yhden muistin (204), joka käsittää tie- tokoneohjelmakoodia (205), tunnettu siitä, että ainakin yksi muisti (204) ja tietokoneohjelmakoodi (205) on järjestetty ainakin yhden prosessorin (202) kanssa saamaan tietokonelaitteen (200): lukemaan ainakin yhden stationaarisesti kuva- tun videosekvenssin, joka käsittää digitaalisia kuvake- hyksiä, jotka kukin käsittävät ainakin yhden tarkastel- N tavan alueen, joka esittää ainakin osaa soodakattilasta N (110) poistuvasta sulavirtauksesta; - 30 tunnistamaan mainitusta ainakin yhdestä tar- 2 kasteltavasta alueesta ainakin yhden väri- ja/tai in- = tensiteetti-informaation perusteella erottuvan alueen; a ja = määrittämään tunnistetun ainakin yhden erottu- & 35 van alueen perusteella ainakin yhden sulavirtauksen mo- 2 nitoroitavan virtausominaisuuden; missä ensimmäinen tarkasteltava alue esittää poikkileikkausdimensioiltaan tunnetussa sulakourussa (117) virtaavaa sulavirtausta, ensimmäinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen pin- nan reunan, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää ainakin toisen seuraavista: sulavirtauksen leveys, tai sulavirtauksen korkeus sulakourun (117) pohjan suhteen, joka leveys ja/tai korkeus määritetään tunnistetun su- lavirtauksen pinnan reunan perusteella.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen tietokone- laite (200), missä monitoroitava virtausominaisuus kä- sittää edelleen sulavirtauksen poikkileikkauspinta- alan, joka määritetään sulakourun (117) poikkileikkaus- dimensioiden ja sulavirtauksen määritetyn leveyden ja/tai korkeuden perusteella.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 12-13 mukai- nen tietokonelaite (200), missä toinen erottuva alue käsittää sulavirtauksen virtaussuunnassa liikkuvan alu- een, ja monitoroitava virtausominaisuus käsittää edel- leen sulavirtauksen virtausnopeuden, joka määritetään toisen erottuvan alueen sijainnin muutoksen perusteella videosekvenssin ainakin kahden kuvakehyksen välillä.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen tietokone- laite (200), missä monitoroitava virtausominaisuus kä- sittää edelleen sulavirtauksen tilavuusvirran, joka määritetään määritettyjen sulavirtauksen poikkileik- kauspinta-alan ja virtausnopeuden perusteella.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen tietokone- laite (200), missä monitoroitava virtausominaisuus kä- N sittää edelleen sulavirtauksen massavirran, joka määri- N tetään sulavirtauksen tiheyden ja määritetyn tilavuus- - 30 virran perusteella. 2 17. Jonkin patenttivaatimuksista 12-16 mukai- = nen tietokonelaite (200), missä toinen tarkasteltava * alue esittää sulakourusta (117) ulos virtaavaa sulavir- = tausta, johon kohdistetaan höyrysuihke sulavirtauksen 3 35 hajottamiseksi pisaroiksi, kolmas erottuva alue käsit- o

N tää ainakin osan mainituista pisaroista, ja monitoroi- tava virtausominaisuus käsittää edelleen mainitun aina- kin osan pisaroista pisarajakaumaominaisuuden.

18. Jonkin patenttivaatimuksista 12-17 mukai- nen tietokonelaite (200), missä ainakin yksi muisti (204) ja tietokoneohjelmakoodi (205) on edelleen jär- jestetty ainakin yhden prosessorin (202) kanssa saamaan tietokonelaitteen (200): lukemaan ainakin kaksi stationaarisesti kuvat- tua videosekvenssiä, jotka on kuvattu sulavirtauksen eri havaintokohdista, jolloin saadaan monitoroitavan vir- tausominaisuuden arvot mainituista eri havaintokoh- dista; ja vertaamaan näin saatuja monitoroitavan vir- tausominaisuuden arvoja toisiinsa.

19. Jonkin patenttivaatimuksista 14-18 mukai- nen tietokonelaite (200), missä sulavirtauksen virtaus- suunnassa liikkuva alue käsittää sulavirtauksen muoto- , koostumus- ja/tai lämpötilapoikkeaman vuoksi erottu- van alueen.

20. Jonkin patenttivaatimuksista 12-19 mukai- nen tietokonelaite (200), missä sulavirtauksen leveys ja/tai korkeus määritetään ensimmäisen tarkasteltavan alueen pikselimääräisten dimensioiden perusteella.

Jonkin patenttivaatimuksista 12-20 mukainen tietokone- laite (200), missä määritettyä ainakin yhtä sulavir- tauksen monitoroitavaa virtausominaisuutta käytetään N soodakattilan (110) ohjaamiseen.

N

21. Jonkin patenttivaatimuksista 12-20 mukai- - 30 nen tietokonelaite (200), missä määritettyä ainakin yhtä 2 sulavirtauksen monitoroitavaa virtausominaisuutta käy- z tetään soodakattilan (110) ohjaamiseen.

a o 3 O 35

N