FI98557C - Menetelmä ja laite uunin pohjakerroksen muodon tarkkailemiseksi - Google Patents

Description

- 98557

Menetelmä ja laite uunin pohjakerroksen muodon tarkkailemiseksi

Keksinnön tausta 5 Esillä oleva keksintö liittyy uunin pohjakerroksen, kuten kattilan sulatuskerros, profiilin määritykseen. Toissijaisesti keksintö liittyy pohjakerrosprofiilia koskevan informaation esittämiseen ja tämän informaation käyttämiseen uunin säädössä.

10 Kuuman, infrapunaa säteilevän pinnan tai hiukkassa- vun ja kuumien kaasujen peittämän pohjakerroksen, jollainen on esimerkiksi kraftmassan keruukattiloissa, tarkkaileminen on vaikea tehtävä. Toisin sanoen, savuhiukkasista ja uunin sisässä olevasta kaasusäteilystä aiheutuva häiriö 15 pyrkii peittämään näkyvyyden kuumiin pintoihin, kuten sulatuskerros, tällaisissa epäedullisissa ympäristöolosuhteissa.

US-patentti nro 4 539 588, Ariessohn et ai., kuvaa erään tätä tarkoitusta varten olevan laitemuodon. Erityi-20 sesti Ariessohn et ai. laite sisältää suljetun piirin videokameran, jossa on infrapunakuvausilmaisin eli vidicon-putki. Objektiivilinssi saa kuvan. Optinen suodatin, joka on sijoitettu linssin ja vidiconin väliin, on valittu hyl-kimään säteilyä kaikilla muilla paitsi rajoitetuilla sä-25 teilyalueilla, jotta vältettäisiin sulatuskerroksen ylä-puolella olevien kaasujen aiheuttamat häiriöt, kaasujen ... ollessa voimakkaasti emittoivia ja absorboivia. Erityis- • » < *'* esimerkkinä, spektrisuodatin, jonka keskikohta on 1,65 mikrometrissä ja kaistanleveys 0,3 mikrometriä, on sopiva • t : ·· 30 kraftkeruusulatuskerroksen kuvaamiseen.

• · · V · Tuote, joka tunnetaan nimellä TIPS, Weyerhaeuser- : yhtiö, Tacoma, Washington, anturi- ja simulaattorituote- jaosto, yhdistää Ariessohn et ai. patentin laitteen lämpö-’ tilakuvausprosessointi- ja tallennusjärjestelmään. TIPS- : 35 järjestelmä luo digitaalisesti väritettyjä kuvia sulatus- V! kerroksesta operaattorin käyttöön. TIPS-järjestelmässä, - 98557 2 koska liikkuvien hiukkasten vaikutus kuvaan osittain poistuu, saadaan näkymä pohjakerroksen aktiivisiin tapahtumiin. TIPS-järjestelmä on erityisesti suunniteltu esittämään pohjakerroksen lämpötilakehityssuuntia digitaalisilla 5 ja graafisilla näytöillä sekä seuraamaan muutoksia prosessin valitun paikan referenssilämpötilasta, tai havaitsemaan lämpötilaeroja eri paikkojen välillä. Tämän lisäksi TIPS-järjestelmä sallii lämpötilamuutosten historian tuottamisen ja tallettamisen. Edelleen TIPS-järjestelmä sallii 10 referenssilämpötilan käsisäädön vertailuja varten.

TIPS-järjestelmän kykyjä on kuvattu yksityiskohtaisemmin huhtikuussa 1989 julkaistussa artikkelissa "Monitoring of Recovery Boiler Interior Using Imaging Technology", Anderson et al. (CPPA-TAPPI 1989, International 15 Chemical Recovery Conference). Paitsi että tämä nimenomainen artikkeli käsittelee pohjakerroksen kuvausta lämpöti-lakehityssuuntainformaation keräämiseksi, se mainitsee, että kunnollinen sulatuspelkistäminen edellyttää riittävää pohjakerroksessa oloaikaa, mihin vaikuttaa pohjakerroksen 20 konfigurointi. Artikkeli myös esittää, että näitä molempia voidaan lähestyä pohjakerroksen tason tarkkailujärjestel-; mällä, joka voi antaa pohjakerroksen profiilin ja hälyttää operaattorin, kun pohjakerros ajautuu pois käyttäjän mää-·/;·. rittelemältä alueelta. Artikkeli mainitsee siten, että . 25 Weyerhaeuserin (TIPS) järjestelmä pystyy ilmaisemaan pöh- • · · · jakerroksen korkeuksia siten, että se antaa säätösignaalin ♦ ♦ φ·..# niille, joita kiinnostaa pohjakerroksen korkeuden tai kai- » « 4 tevuuden käyttö säätötarkoituksiin. Tämä artikkeli ei kuitenkaan anna mitään tietoa siitä, kuinka noihin päämääriin • · : '* 30 päästäisiin.

• · · V * US-patentti nro 4 737 844, Kohola et ai., kuvaa ;*·,· järjestelmän, joka käyttää videokameraa antamaan videosig- naalin, joka digitoidaan ja suodatetaan ajan ja paikan suhteen. Digitoitu videosignaali jaetaan signaaliosa- ·'’· · 35 alueisiin, joiden ominaispiirteet kuuluvat samaan osa- * · · 3 98557 alueeseen yhdistettynä tiettyä signaalitasoa vastaaviin jatkuvan kuvan alueisiin. Yhdistetyt osa-alueet prosessoidaan sitten antamaan integroitu kuva, joka keskiarvoste-taan, jotta poistettaisiin satunnaishäiriöiden vaikutus.

5 Keskiarvostettu kuva esitetään näyttölaitteella. Kuvia voidaan sitten verrata optimiolosuhteisiin. Alueet, jotka vastaavat pohjakerroksen tehokasta palamista ja liekkirin-tamaa, määritetään sitten histogrammeja käyttämällä ja tunnistetaan pinta-alansa, pinta-alansa painopistekoordi-10 naattien ja pinta-alansa piste-pisteeltä määrättyjen piirteiden avulla. Tämän lisäksi määritetään pinta-alan sisällä olevien tyhjien paikkojen piirteet. Koholan et ai. patentin kuvaamassa sovelluksessa määritetään polttoaineker-roksen liekkirintama, sijainti ja muoto.

15 Kohola et al.rssa poltettava materiaali esitetään oleellisesti saman paksuisena kuin levyisenä pohjakerroksena. Tämä pohjakerros viedään kattilan tulipesän syöttö-päähän, jonne liekkirintama keskittyy. Täten Kohola et ai. kuvataan oleellisesti tasaisen muotoisen pohjakerroksen 20 yhteydessä, eikä se kohdistu pohjakerroksiin, joita on esimerkiksi sulatuskerroskattiloissa ja jotka palavat , ' : oleellisesti koko pinnaltaan ja joissa pohjakerroksen piirteet vaihtelevat uunin toimintaparametreistä riippuen, kuten polttoaineen suhteesta ilmaan.

. .·. 25 Vaikka on olemassa järjestelmiä keruukattiloiden ja • · · ....j muiden uunien sisäosien tarkkailemiseksi, on tarvetta pa- * · ... rannetulle järjestelmälle, jolla määritetään pohjakerrok- • · · ’ sen, kuten sulatuskerros, profiili tällaisten uunien si sällä. Määritetty profiili voidaan sitten esittää tai sitä ♦ ♦ i *' 30 voidaan valinnaisesti käyttää esimerkiksi uunin toimintaa ·»· *.· · säädettäessä.

: Keksinnön yhteenveto « · .···. Menetelmä ja laite, jolla tarkkaillaan uunissa pöh- « · ’·' jakerroksen muotoa, jota ympäröi tausta, johon voivat kuu- 4 9 35 lua uunin seinät. Keksinnön mukaan tuotetaan pohjakerrok- - 98557 4 sen ja taustan digitaalinen kuva. Sitten digitaalista kuvaa prosessoidaan, jotta saataisiin määritettyä kuvassa olevat muutokset, jotka vastaavat pohjakerroksen ja taustan välisiä muutoksia ja siten pohjakerroksen profiilia ja 5 rajapintaa. Ainakin yksi pohjakerroksen ominaisuus määritetään prosessoidusta kuvasta. Määritettävä ominaisuus valitaan ryhmästä, johon kuuluvat pohjakerroksen profiili, pohjakerroksen korkeus, pohjakerroksen kaltevuus ja pohjakerroksen tilavuus. Määritetty ominaisuus voidaan sitten 10 esittää tai käyttää muuten, kuten säädettäessä parametrejä, jotka vaikuttavat uunin toimintaan.

Esillä olevan keksinnön toisen piirteen mukaan on referenssipohjakerrosominaisuus käytettävissä, kuten käyttäjän interaktiivisesti antamana tai muulla tavoin syötet-15 tynä riippuen annetun uunin spesifikaatioista. Määritettyä pohjakerrosominaisuutta voidaan verrata referenssipohja-kerrosominaisuuteen ja todeta, poikkeavatko määritetty pohjakerrosominaisuus ja vertailuominaisuus toisistaan esimerkiksi kynnysmäärän verran. Tällaisen eron esiintyes-20 sä voidaan aktivoida osoitin antamaan viite uunin käyttäjälle tällaisten olosuhteiden esiintymisestä. Vaihtoehtoisesti tai yhdessä tällaisen viitteen kanssa, uunin para-: metrejä voidaan ohjata automaattisesti asettamaan määri- ; tetty pohjakerrosominaisuus lähemmäksi referenssipohjaker- , ; ^ 25 rosominaisuutta. Monissa tapauksissa kuitenkin viite eron ··« · esiintymisestä on kaikki mitä tarvitaan, jotta kokenut • · < kattilan käyttäjä pystyy suorittamaan toimenpiteitä eron • · < aiheuttaneen syyn käsittelemiseksi. Monissa tavanomaisissa uuneissa ja kattiloissa on säätömekanismeja, joilla ohja- • ♦ * ** 30 taan uunin toimintaan vaikuttavia parametrejä. Esimerkiksi »·< V * on tavallista, että näissä uuneissa on säädettävät ;\1 polttoaineen ja paloilman syötöt. Säätämällä polttoaineen

« I

ja ilman syöttöä esimerkiksi säätämällä ilma/polttoaine- suhdetta, pohjakerrosominaisuuksia voidaan muuttaa tuomaan - 35 määritetty pohjakerrosominaisuus paremmin sopivaksi tai ♦ » 5 98557 vastaavaksi referenssipohjakerrosominaisuuden kanssa. Eri määritettyjä ja referenssipohjakerrosominaisuuksia voidaan haluttaessa käyttää yksittäin tai yhdessä toistensa kanssa .

5 Esillä olevan keksinnön eräänä piirteenä on, että määritetty pohjakerrosominaisuus voidaan tallettaa, jotta saataisiin ainakin osittainen historiatieto pohjakerros-ominaisuudesta. Tämän lisäksi uunin suorituskykyominai-suuksia, kuten polttoainetehokkuus, pelkistystehokkuus ja 10 vastaavat, voidaan korreloida, päivän ja kellonajan avulla, pohjakerrosominaisuuden historiaan. Tarkastelemalla määritetyn pohjakerrosominaisuuden historiaa ja määrittämällä, mikä ominaisuus vastaa parasta uunin suorituskykyä voidaan tietylle uunille määrittää tavoitepohjakerrosomi-15 naisuus, jolla saadaan paras uunin suorituskyky. Uunia voidaan sen jälkeen käyttää käyttämällä tällaisia tavoite-pohjakerrosominaisuuksia ohjattaessa uunia siten, että se antaa määritetyn pohjakerrosominaisuuden, joka vastaa ta-voitepohjakerrosominaisuutta.

20 Esillä olevan keksinnön tarkemman piirteen mukaan saadaan useita digitaalisia kuvia pohjakerroksesta ja ! taustasta. Sitten näitä kuvia prosessoidaan, jotta saatai- siin määritettyä kuvassa olevat muutokset, jotka vastaavat .y. pohjakerroksen ja taustan välisiä muutoksia ja siten poh- 25 jakerroksen rajapintaa. Monivaiheista prosessoimismenette- **· · >i4,; lytapaa ja laitetta voidaan käyttää näiden kuvien proses- • « ...t soinnissa. Tämä prosessointimenettelytapa voi sisältää

• · I

vaiheet, jossa valitaan selvyyden perusteella kuvia useiden digitaalisten kuvien joukosta; aikakeskiarvoistetaan • · " 30 valitut kuvat; differentioidaan kuvat aikakeskiarvoistuk- ’tl V 1 sen jälkeen; tasoitetaan kuvat; ja sitten paikallistetaan 9 Y; kuvien muutoskohdat. Tarkemmin, muutosten paikallistamis- « « vaihe voi käsittää jatkuvuustarkastuksen suorittamisen, • « joka sisältää muutosten valinnan, jotka antavat oleelli- > t • : 35 sesti jatkuvan eli tasaisen pohjakerrosprofiilin. Tämän · I · i - 98557 6 lisäksi alueenkasvuprosessia voidaan myös käyttää näiden muutosten määrittämiseen. Jatkuvuustarkastus ja alueenkas-vuprosessi voidaan suorittaa yksittäin tai yhdessä toistensa kanssa, jotta pohjakerrosprofiilin muutokset saatai-5 siin määritettyä.

Oletetaan, että kiinnostava ominaisuus on pohjaker-rostilavuus, jolloin pohjakerroksen ja profiilin kaksiulotteinen digitaalinen kuva voidaan saada pohjakerroksesta ensimmäisessä suunnassa otetusta näkymästä. Pohjaker-10 roksen tilavuus voidaan sitten laskea käyttämällä pohjakerroksen konfiguraation ympyrä- tai muuta aproksimaatio-ta. Toisessa menettelytavassa pohjakerroksen ja profiilin digitaaliset kuvat voidaan ottaa ensimmäisessä ja toisessa suunnassa suuntien ollessa kulmassa toisiinsa nähden. Täs-15 sä tapauksessa pohjakerroksen tilavuus voidaan laskea käyttämällä pohjakerroksen konfiguraatiolle elliptistä tai muuta aproksimaatiota.

Kuvausvälineet sijoitetaan pohjakerroksen tarkkailtavan alueen lähettyville, jotta saataisiin kuvasignaali, 20 joka vastaa pohjakerroksen ja taustan tarkkailtavan alueen ! kuvaa. Voidaan käyttää mitä tahansa sopivia kuvausvälinei- tä halutun kuvan tuottamiseksi, kuten videokameraa, jossa on vidiconputki ja infrapunasuodatin, kuten edellä maini-

I I

, tussa Ariessohn et ai. patentissa. Sitten kuva digitoidaan

< « I

25 ja prosessoidaan edellä kuvatulla tavalla, jotta saatai- • · ... siin informaatiota pohjakerroksen ja taustan välisestä • · · • · · * muutoksesta ja siten pohjakerroksen rajapinnasta eli pro fiilista .

• t * • · : * Keksintö sisältää edellä mainitut piirteet sekä « » · V ’ 30 yksittäisinä että yhdistettynä toistensa kanssa.

.·. : Esillä olevan keksinnön yhtenä päämääränä on paran- • · .···, nettu laite uunin pohjakerroksen kuumien, infrapunaista

* I

säteilyä lähettävien pintojen muodon tarkkailemiseksi, : erityisesti tilanteissa, joissa tällaisia pintoja peittää · 35 hiukkassavu ja kuumat kaasut.

- 98557 7

Esillä olevan keksinnön eräänä päämääränä on pohjakerroksen jonkun ominaisuuden määrittäminen, kuten pohjakerroksen profiili, pohjakerroksen korkeus, pohjakerroksen kaltevuus ja pohjakerroksen tilavuus, käyttäväksi uunin 5 suorituskyvyn tarkkailuun. Tämä informaatio voidaan yksinkertaisesti näyttää tai sitä voidaan käyttää uunin säätöön joko automaattisesti tai interaktiivisesti operaattorin syöttötiedoilla operaattorin tarkastellessa määritettyä informaatiota.

10 Esillä olevan keksinnön eräänä päämääränä on, että tavoitepohjakerrosominaisuuksia voidaan syöttää ja käyttää vertailussa määritetyn pohjakerrosominaisuuden kanssa uunin suorituskyvyn arvioimiseksi ja, valinnaisesti, uunin toiminnan säätämiseksi.

15 Nämä ja muut esillä olevan keksinnön päämäärät, piirteet ja edut tulevat ilmeisiksi seuraavasta kuvauksesta ja piirroksista.

Piirrosten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 on kaavamainen esitys esillä olevan keksin- 20 nön kuvauslaitteesta käytettäväksi määritettäessä uunin ; pohjakerroksen profiilia, tässä tapauksessa esitettynä yh- dessä kemiallisen keruukattilan ja sulatuskerroksen kans-; V; s a.

. Kuvio 2 on poikkileikkauskuva kuvion 1 uunin seinän 25 osan läpi, esittäen kuvauslaitteen sijoitusta uunin seinän • · ...# läpi kulkevaan aukkoon.

• · · ’ Kuvio 3 esittää uunissa olevan pohjakerroksen poh ja kerrosprofiilia.

« I

·' * Kuvio 4 on kuvion 3 pohjakerroksen esitys, jossa V ' 30 kerrokseen on yhdistetty määritetty pohjakerrosprofiili, joka on määritetty esillä olevan keksinnön laitteen ja • · .···. menetelmän mukaan.

c I «tl

Kuvio 5 on esitys kuvion 5 pohjakerrosprofiilista, '·-· · määritetyn profiilin ja tavoiteprofiilin ollessa päällek- • * 35 käin.

. 98557 8

Kuvio 6 on vuokaavio, joka havainnollistaa erästä toimenpidesarjaa, jota esillä olevan keksinnön mukaisesti voidaan käyttää määritettäessä tarkkailtavan pohjakerroksen pohjakerrosprofiilia.

5 Kuvio 7 on kaavamainen esitys pohjakerrosta tark- kailevan kuvauslaitteen näkökentästä, esittäen kaavamaisesti määritetyn pohjakerrosprofiilin ja tiettyjä pohjakerrosprof iilin piirteitä.

Kuvio 8 on yläpuolinen tasokuva osasta uunia, jossa 10 on kaksi kuvausanturia, jotta saataisiin erilaiset näkökentät uunin pohjakerrokseen.

Kuvio 9 on kaavamainen esitys määritetystä pohjakerrosprof iilista, joka on saatu käyttämällä kuva yhdestä kuvion 8 kuvausanturista, ja esittää lisäksi ympyräaprok-15 simaatiotekniikan pohjakerroksen tilavuuden määrittämiseksi määritetystä pohjakerrosprofiilista.

Kuvio 10 on kaavamainen esitys ensimmäisestä ja toisesta määritetystä pohjakerrosprofiilista, jotka on saatu käyttämällä kuvia ensimmäisestä ja toisesta kuvion 8 20 kuvausanturista, ja esittää lisäksi elliptisen aproksimaa- ! ' ; tiotekniikan pohjakerroksen tilavuuden määrittämiseksi näistä määritetyistä pöhjakerrosprofiileista.

, , Kuvio 11 on kaavamainen esitys kattilajärjestelmäs- tä, joka sisältää esillä olevan keksinnön mukaisen pohja- ’‘U 25 kerrosprofiilin määrittävän osajärjestelmän.

• · ... Kuvio 12 on vuokaavio, joka havainnollistaa määri- • · · • tetyn pohjakerrosprofiili-informaation käyttöä määritet täessä pohjakerroksen tilavuusominaisuutta ja valinnaises- i ·· ti säädettäessä uunin toimintaa määritetyn pohjakerrosti- » · · V 30 lavuuden mukaan.

.·. : Kuvio 13 on vuokaavio, joka havainnollistaa määri- • · · ♦ · #···. tetyn pohjakerrosprofiili-informaation käyttöä määritet-

I I

täessä pohjakerroksen korkeusominaisuutta ja määritetyn !.: i korkeusinformaation valinnaista käyttöä säädettäessä uunin 35 toimintaa.

9 98557

Kuvio 14 on vuokaavio, joka havainnollistaa määritetyn profiili-informaation käyttöä antamaan pohjakerroksen kaltevuusominaisuutta ja valinnaisesti määritetyn kal-tevuusominaisuuden käyttöä uunin toimintaa säädettäessä.

5 Ensisijaisten toteutusten yksityiskohtainen kuvaus

Esillä oleva keksintö kuvataan sovelluksen yhteydessä, jossa tarkkaillaan keruukattilan sulatuskerrosta.

On kuitenkin huomattava, että keksintö soveltuu myös muuntyyppisten pohjakerrosten kuvaukseen, erityisesti pohja-10 kerrostyyppeihin, jotka lähettävät infrapunaista säteilyä ympäristöissä, joita peittävät hiukkassavu ja kuumat kaasut. Esillä oleva keksintö kuvataan myös, kätevyyden vuoksi, Ariessohn et ai. patentissa kuvatun tyyppisen kuvausjärjestelmän yhteydessä, vaikka muutkin kuvauslaitteet 15 ovat sopivia riippuen osittain uuniympäristön luonteesta.

Esimerkiksi valodiodikokoonpanoa voidaan käyttää tähän tarkoitukseen. Täten mitä tahansa järjestelmää, joka on sopiva uunin pohjakerroksen tarkkailuun ja synnyttämään pohjakerrosta ja seiniä tai muuta taustaa vastaavan kuva-20 signaalin, voidaan käyttää.

, ‘ : Tarkastellaan kuviota 1, suljetun piirin televisio- kamera 10, joka sisältää infrapunaisen vidicon-putkikom-ponentin (ei esitetty yksityiskohtaisesti), sijaitsee kat- , .·, tilan 20, jonka sisäosia kuvataan, vieressä. Linssiputki-

• · I

25 kokoonpano 11, joka on asennettu kameraan 10, ulottuu kat- • · ... tilaa 20 kohden kattilan 22 seinässä olevan portin eli • * · * aukon 21 kautta. Kuten kuviossa 2 esitetty, linssiputkiko-koonpano 11 on tyypillisesti etäisyyden d päässä kattilan ί **’ seinän 22 sisäpinnasta 24. Tyypillisesti etäisyys d on •« · V * 30 noin puolesta tuumasta tuumaan, jotta suojattaisiin putki- .·. : kokoonpanoa 11 uunin sisässä liikkuvilta palavilta hiukka- Φ · .···. silta. Linssikokoonpano 11 sisältää objektiivin, keräävät • · ·' ja kollimoivat linssit (ei esitetty yksityiskohtaisesti), : jotka ovat tavanomaisesti välttämättömiä kuvan lähettämi- ’·.’·· 35 seksi kauempana uudelleen tuotettavaksi kameran 10 infra- • 98557 10 punaisen vidiconin havaitsemasta kohteesta. Kamera 10 on asennettu jalustalle 26, joka sallii vaaka- ja pystysuuntaisen säädön, jotta saataisiin näkyviin oleellinen osa kattilan lattiasta 30 ja sinne kertyneestä sulatuskerrok-5 sesta 31. Tyypillisesti kamera on suunnattu siten, että se näkee pohjakerroksen ja saa osan pohjakerroksen takana olevista kameran näkökenttään. Tämä tausta voi yhtä hyvin sisältää kaasuja ja pohjakerroksen yläpuolella olevaa hiukkasmateriaalia, tapauksessa, että uunin takaseinä ei 10 ole näkyvissä.

Optinen suodatin 12 sisältyy kuvion 1 kamerajärjestelmään, jotta rajoitettaisiin vidiconiin kuvattavasta kohteesta lähetettyä valoa ja minimoitaisiin kuvattavan pinnan yläpuolella olevien hiukkasten ja savun aiheuttamat 15 häiriöt. Optinen suodatin 12 tyypillisesti rajoittaa li säksi kuvattavien pintojen lähettämän valon kapeaksi kaistaksi, millä vältetään tärkeimpien kuvattavan pinnan yllä olevien kuumien kaasujen lajien valoemissiot. Näihin tarkoituksiin sopivien optisten suodattimien valintaa on yk-20 sityiskohtaisemmin kuvattu US-patentissa nro 4 589 588, . Ariessohn et ai. Ilmalähteestä 32 tulevaa suodatettua puh- distusilmaa johdetaan linjoja 34 ja 36 pitkin kuvausantu-.v rikomponentteihin jäähdytystä varten ja roskien pyyhkimi-

< I

, , seksi pois putkikokoonpanon 11 päästä.

'"'l 25 Tyypillisesti vidiconputkikokoonpano 11 on sijoi- • · ... tettu uunin olevassa olevaan ilmansyöttöaukkoon, kuten • · · • kuviossa 1 oleva toisioilma-aukko. Tämäntyyppiset uunit sisältävät tyypillisesti ensiöilma-aukkoja, jotka on suun-

• I

ί ” natta uunin pohjakerroksen alaosaa kohden ja kolmansioil- 4. · · V 1 30 ma-aukkoja, jotka sijaitsevat toisioilma-aukkojen yläpuo- lella. Tämän lisäksi ilman syöttöä näillä eri tasoilla • · ,···. oleviin aukkoihin ja uunin laidoilla oleviin eri paikkoi- t « '·' hin voidaan säätää käsin tai niitä voi säätää prosessioh- : jäin tai tietokone tavanomaisella tavalla. Täten paloilman V'i 35 syöttöä voidaan lisätä tai vähentää oleellisesti missä ta- 11 98557 hansa sulatuskerroksen paikassa tuossa paikassa tapahtuvan palamisen säätämiseksi. Tämän lisäksi polttoaine, kuten musta liemi kraftmassa -toiminnassa, voidaan toimittaa uuniin tavanomaisella tavalla useiden suuttimien kautta, 5 yhden ollessa merkitty 38 kuviossa. Nämä suuttimet ovat tyypillisesti sijoitettu toisio- ja kolmansioilma-aukkojen väliin. Polttoaineen syöttö on myös tyypillisesti säädettävissä prosessitietokoneella tai -ohjaimella. Yleisesti, säätämällä parametrejä, kuten paloilman ja polttoaineen 10 suhdetta, polttoaineen viskositeettia, polttoainesuutti- mien suuntaa ja vastaavia, polttoaineen palamista uunista voidaan säätää optimoimaan uunin tehokkuutta, kemikaalien pelkistymistä uunissa sekä uunin suoritustehoa eli kapasiteettia. Informaatiota tällaisista uuneista on helpos-15 ti saatavilla kolmelta tärkeimmältä keruukattilavalmista- jalta Combustion Engineering; Babcock and Wilcox; ja Goto-verken.

Kuten Weyerhaueser-yhtymän TIPS-järjestelmän tapauksessa, kuvasignaali kuvausanturista voidaan toimittaa 20 linjaa 40 pitkin kuvausjärjestelmään 42 signaaliproses-. sointia varten. Prosessoitu signaali voidaan syöttää lin- jaa 44 pitkin esimerkiksi näyttöä ja operaattorin suorit-tamaa tarkkailua varten näyttöön, kuten televisiomonitori.

. .·, Kuvausosajärjestelmä 42 sisältää tyypillisesti myös käyt- 25 töliittymän, kuviossa 1 merkitty erikseen 48. Liittymä • · ... sisältää tyypillisesti näppäimistön, joka mahdollistaa • · · * uunin tai kattilan operaattorin syöttää tietoa kuvausjärjestelmään. Esimerkiksi uunin käyttäjä syöttää tavoitepoh- a a • ** j akerrosprof iilin.

• » - V ' 30 Kuten jäljempänä selostetaan yksityiskohtaisesti, ·*.,· kuvausjärjestelmä 42 tuottaa linjaa 40 pitkin saadusta • · .···. kuvasignaalista digitaalisen kuvan pohjakerroksesta ja aa· taustasta. Digitaalista kuvaa prosessoidaan, kuten jäljem-:· ’· pänä selostetaan yksityiskohtaisemmin, jotta saataisiin 1 35 selville kuvassa olevat muutokset, jotka vastaavat pohja- 12 98557 kerroksen ja taustan välisiä muutoksia ja siten pohjakerroksen rajapintaa eli profiilia. Pohjakerrosominaisuus voidaan sitten määrittää prosessoidusta kuvasta. Esimerkkejä kiinnostavista pohjakerrosominaisuuksista ovat itse 5 pohjakerrosprofiili, pohjakerroksen korkeus, pohjakerroksen kaltevuus ja pohjakerroksen tilavuus. Kuvausjärjestelmä 42 voi yksinkertaisesti saada aikaan tämän informaation näyttämisen monitorilla 46. Kuitenkin valinnaisesti määritettyjä pohjakerrosominaisuuksia vastaavat säätösignaalit 10 voidaan lähettää linjaa 50 pitkin uunin prosessitietoko-neeseen parametrien, kuten polttoaineen ja ilman suhde, jotka vaikuttavat polttoaineen palamiseen pohjakerroksessa ja siten pohjakerrosominaisuuksiin, säätämiseksi suoraan.

Tämän lisäksi uunin operaattori voi, tarkkailtuaan monito-15 rilla 46 esitettyjä tai muulla tavoin operaattorille osoitettuja määritettyjä ominaisuuksia, antaa komentoja näppäimistöllä 48. Nämä komennot saavat aikaan komentosignaa-lien lähettämisen linjalla 50 prosessitietokoneeseen, jolloin jälleen säädetään parametrejä, jotka vaikuttavat uu-20 nin suorituskykyyn ja pohjakerrosominaisuuksiin.

. 'Tarkastellaan kuviota 3, monitorissa 46 on esitetty kaksiulotteinen kuva todellisesta pohjakerrosprofiilista • « 60. Kaupallisesti saatava TIPS-järjestelmä pystyy tuotta- . .·. maan videonäyttöjä pöhjakerrosprofiileista tällä tavoin.

25 Kuviossa 3 on esitetty myös referenssiosoitin, kuten hius- • · ... ristikko 62. Käyttämällä käyttäjäsyöttöä 48 referenssi- ϊ · · ’ hiusristikko 62 voidaan siirtää uunissa olevan kiinteän referenssipisteen, kuten yksi toisioilma-aukoista, päälle.

• · • '* Täten, kuvausanturin 10 ollessa paikoillaan, pohjakerrok- « o · V r 30 sen tarkkailu on kiinnitetty tämän referenssin suhteen.

: Jos hiusristikko milloin tahansa siirtyy tästä referens- • « .···. sistä, pumppauksen tai vastaavan vuoksi, laitteen käyttäjä havaitsee helposti tämän siirtymisen. Kamera 10 voidaan : sitten asettaa uudelleen alkuperäiseen paikkaansa, jotta V i 35 hiusristikko 62 saataisiin sijoitettua alkuperäisen refe- 13 98557 renssikohtansa päälle uunissa. Vaihtoehtoisesti järjestelmä voidaan uudelleen kalibroida uuteen referenssipistee-seen.

Kuvio 4 havainnollistaa määritettyä pohjakerrospro-5 tiiliä 66 esillä olevan keksinnön mukaisesti määritetyn 12 viivasegmentin parhaimman sovituksen mukaan. Toisin sanoen, kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan, kuvausanturin 10 tuottama kuva digitoidaan ja prosessoidaan kuvassa olevien, pohjakerrosprofiilia vastaavien muu-10 tosten määrittämiseksi, määritetyn pohjakerrosprofiilin syntyessä tämän prosessin tuloksena. Tässä esimerkissä määritetty pohjakerrosprofiili 66 tuodaan operaattorin nähtäväksi. Profiilin määrittäminen videokuvasta on ei-triviaali tehtävä kuvan luonteen vuoksi. Toisin sanoen, 15 uunin pohjakerroksen kuvassa on sumeita, sotkuisia tai muuten epätarkkoja muutoksia pohjakerroksen ja taustan välillä. Jotta saataisiin digitaalisesti erotettua pohja-kerrosprofiilin määrittävät muutoskohdat, käytetään kuva-prosessointitekniikoita, jossa järjestelmä etsii pehmeitä 20 tai sumeita muutoksia, jotka ilmenevät pohjakerroksen ja ‘; taustan välillä näissä ympäristöolosuhteissa.

• ·

Pohjakerroksen ja taustan välisten muutosten luon- teen vuoksi saattaa määritetyn profiilin ja todellisen ’ ! pohjakerrosprofiilin välillä vallita epätarkka sovitus, • · « “* ! 25 kuten merkitty 67. Nämä erot kuitenkin minimoidaan käyttä- mällä jäljempänä selostettavia kuvaprosessointitekniikoi- t * * • ta.

Kuvio 5 esittää pohjakerrosprofiilia 60, jonka « · j '·· päälle on asetettu määritetty pohjakerrosprofiili ja muuan ' 30 toinen profiili 68. Profiili 68 vastaa tavoitepohjakerros- .·] : profiilia, jonka järjestelmän käyttäjä voi syöttää käyttä- • · · I..* mällä syöttöliittymää 48 (kuvio 1) . Tämä tavoiteprofiili ”* voi olla annettu annetulle uunille, kuten kattilavalmista- ·,· · jän uunin tarkkailun perusteella antama. Tavoiteprof iilin : · 35 lisäksi tai sen sijasta, muita tavoitepohjakerrosominai- - 98557 14 suuksia voidaan myös syöttää. Esimerkiksi suurimman ja pienimmän pohjakerroksen korkeuden, tilavuuden ja kaltevuuden dataa voidaan syöttää verrattavaksi vastaaviin ominaisuuksiin, jotka on määritetty kuvasta esillä olevan 5 keksinnön järjestelmällä.

Tarkastellaan kuviota 6, jossa on havainnollistettu ensisijainen prosessointimenettelytapa taustan ja pohjakerroksen välisten muutosten, ja siten pohjakerrosprofii-lin, määrittämiseksi. Aloituslohkosta 78 päästään lohkoon 10 80, joka vastaa kuvarunkojen digitointia kuvausanturin 10 antamasta signaalista. Tämä prosessin kuvausjärjestelmä suoritetaan tavanomaisella tavalla, kuvarunko kuvarungolta 42 (kuvio 1).

Digitoituja kuvarunkoja käytetään sitten määritet-15 täessä kuvassa olevat muutokset, jotka vastaavat pohjaker roksen ja taustan välisiä muutoksia, lohko 82. Tarkemmin, tämä vaihe on tyypillisesti monivaiheinen kuvaprosessoin-timenettely ilmaistuna alilohkoilla 84, 86, 88, 90 ja 92.

Lohkossa 84 olevan erityisen selkeysvalintamenetty-20 lyn mukaan kuvat valitaan aluksi niiden keskihajonnan pe-. ' : rusteella. Ensiksi lasketaan perusviivan intensiteettien keskihajonta suuresta lukumäärästä kuvia sekä näiden arvo-jen keskiarvo ja keskihajonta (toisin sanoen keskihajon-. .·. tojen keskiarvo ja keskihajonta) . Sitten kuvausjärjestelmä 25 42 tarkkailee kuvia ja valitsee kuvan jatkoprosessointiin, • · ... mikäli kyseessä olevan kuvan keskihajonta on suurempi kuin ti· * näytekeskiarvo yhdellä keskihajonnalla. Tämä muodostaa adaptiivisen menetelmän verrattain hyvien kuvien valitse- t « ϊ '* miseksi. Hyviä kuvia ovat ne, joissa kuvassa olevilla in- 4 « · V ' 30 tensiteeteillä on korkea kontrastitaso. Kuvaintensiteetit .*. J vaihtelevat eri syistä, kuten pohjakerroksessa tapahtuva • · f···. liekehteminen, jotka pyrkivät peittämään pohjakerroksen '·' rajapinnan eli profiilin. Tyypillisesti lohkon 84 prosessi jatkuu, kunnes kahdeksan kuvaa on valittu tällä tavoin ·.” i 35 siten, että niiden selkeys on sopiva jatkoprosessointia 15 98557 varten. Haluttaessa voidaan tietenkin valita enemmän tai vähemmän kuvia prosessointiin.

Lohkossa 86 suoritetaan valittujen kuvien aikakes-kiarvostus. Toisin sanoen valitut kuvat, tässä tapauksessa 5 kahdeksan kuvaa, keskiarvostetaan kuvapiste kuvapisteeltä haja- ja liikkuvien kohinakomponenttien suodattamiseksi pois. Tietyssä menettelyssä kussakin paikassa olevan kuva-piste-elementin arvo summataan samassa paikassa olevien muiden kuvapiste-elementtien kanssa ja summa jaetaan sit-10 ten valittujen kuvarunkojen lukumäärällä aikakeskiarvon määrittämiseksi.

Tämän jälkeen aikakeskiarvostetut kuvat differen-tioidaan lohko 88, paikallisessa kuvapisteintensiteetissä olevien muutosten tunnistamiseksi. Tietyssä differenti-15 ointi menettelyssä nämä paikallisessa kuvapisteintensiteetissä olevat muutokset tunnistetaan käyttämällä reunail-maisukonvoluutiota, joka pyrkii suosimaan vaakasuuntaan olevia reunoja. Haluttu konvoluutio johdetaan kokeellisesti kullekin kattilatyypille valiten ja jalostaen konvoluu-20 tiota, kunnes saadaan sopiva konvoluutio nimenomaiselle . ' : kattilatyypille. Toisin sanoen, johdettua profiilia verra- taan todellisuudessa havaittuun profiiliin ja konvoluu-tiota muutetaan, kunnes tyydyttävä yhteensopivuus todetaan , toistuvissa kokeissa. Differentiointitarkoituksiin oleva 25 konvoluutiomaski | M | , joka toimii hyvin Gotaverken-tyyppi- • « ... selle kattilalle, on t: : * -3 -4 -3 -1 -4 -1 • t

: **· o o o = I m I

V*: 30 14 1 .·! : 3 4 3 • · · • · ···, Tätä konvoluutiomaskia sovelletaan kuvapisteisiin diffe- ' rentioivan kuvan saamiseksi.

: Esimerkiksi, uuden arvon laskemiseksi kuvapisteelle 35 X8, edellä olevaa konvoluutiomaskia sovelletaan kuvapis- 16 98557 tettä X8 ympäröiviin pisteisiin seuraavaksi esitettävällä, tavanomaisella tavalla.

Xl X2 X3 X4 X5 X6

5 Uusi X8 = X7 X8 X9 X M

X10 Xll X12 X13 X14 X15

Yllä olevassa lausekkeessa M merkitsee edellä esitettyä konvoluutiomaskia.

10 Koska differentiointi pyrkii vahvistamaan kohinaa ja luomaan paikallisia hajanaisia reunahäiriöitä, lohkossa 90 käytetään tasoitus- eli sumennusprosessia poistamaan asiallisesti ottaen kaikki pienet häiriöt keskiarvoista-malla ne viereisten kuvapisteiden kanssa. Eräs tietty ta-15 soitusmenettely käsittää Gaussin kernelin tasoituskonvo-luution soveltamisen kuvapisteisiin.

Kuvan tasoituksen jälkeen muutokset paikallistetaan, lohko 92. Useita menettelyjä voidaan käyttää joko yksinään tai yhdessä toistensa kanssa näiden muutosten 20 paikallistamiseksi. Esimerkiksi jatkuvuustarkastustek- ! ' : nilkkaa voidaan käyttää ja/tai alueenkasvutekniikkaa voi- daan käyttää näiden alueiden paikallistamiseksi. Nämä vai-.\\ heet on esitetty lohkossa 94 lohkon 92 sisällä.

. .·, Differentioinnin tuloksena reunojen lähellä olevat * k i 25 pisteet tulevat kirkkaiksi. Jos takaseinä ei näy kuvassa, · ... pyrkii pohjakerroksessa olemaan enemmän reunoja muistutta- :· · • · • via piirteitä kuin sen takana. Kääntäen, kun takaseinä näkyy paremmin, useammat reunat pyrkivät näkymään pohja-ί * kerroksen ja takaseinän muutosalueilla.

4 % V* * 30 Profiilin ensimmäinen reunapiste eli lähtöpiste * ϊ voidaan määrittää aloittamalla kuvan pohjalta ja etsimällä • *« ^ • · ···. verrattain kirkkaita kuvapisteitä. Kun löydetään pysty suunnassa korkeimmalta paikalta kuvapiste, joka on verrat- i · i.i : tain kirkas (verrattuna muihin pystyviivalla oleviin kuva- ! 35 pisteisiin), merkitään se lähtöpisteeksi.

17 98557

Jatkuvuus varmistetaan sitten esimerkiksi jatku-vuustarkastustekniikalla. Tämän tekniikan mukaan kunkin kyseessä olevan reunaelementin jatkuvuustarkastuksessa tarkastetaan jatkuvat reunaelementit oikealle ja vasemmal-5 le. Jos löytyy jatkuvia kuvapisteitä (toisin sanoen saman intensiteetin), mikä merkitsee reunan todennäköisyyttä, kyseessä oleva kuvapiste pakotetaan lähelle vasemman ja oikean puoleisten kuvapistesegmenttien keskipistettä. Tämä jatkuvuustarkastusprosessi suoritetaan rekursiivisesti ja 10 tuloksena on, että reunaelementtivalintaprosessissa tapah tuneet virheet pyrkivät tulemaan korjatuiksi. Täten jatku-vuusprosessi käsittää jatkuvuuden pakottamisen määritetylle profiilille ja vaihtoehtoisesti tämän prosessin jatkamisen kuvapisteitten parhaimman sovituksen löytämiseksi 15 jatkuvalle profiilille lähtökuvapisteestä alkaen.

Määritetyn profiilin ulkonäön parantamiseksi edelleen, voidaan jatkuvuustarkastuksen tai vahvistusprosessin jälkeen soveltaa jatkotasoitusprosessia tai alueenkasvu-prosessia. Alueenkasvuprosessin mukaan lasketaan lähtöpis-20 teestä lähtien keskiarvo ja keskihajonta. Sitten tutkitaan ja lasketaan seuraava piste, jotta määritettäisiin, onko sen intensiteetti tarpeeksi lähellä edellistä pistettä ollakseen alueen osa. Jos näin on, piste sisällytetään , , alueeseen ja keskiarvo ja keskihajonta lasketaan uudes- 25 taan. Tätä prosessia jatketaan, kun pistettä ei enää voida * · « sisällyttää alueeseen. Tämä viimeinen piste tunnistetaan j · · ·' ’ ja se vastaa pohjakerrosprofiilin reunapistettä. Tyypilli sesti alueenkasvutekniikka alkaa paikasta, joka on pohja- « 4 ί **· kerrosprofiilin joko ala- tai yläpuolella, ja aluetta sit- «♦· V ‘ 30 ten kasvatetaan lisäämällä kuvapisteitä odotetun pohjaker- % ,·. : rosprofiilin suunnassa, kunnes ei-sopiva piste löydetään.

• <·

Jatkuvuuspakotus- ja alueenkasvuprosessit voidaan f f *!' suorittaa yksittäin mutta kernaasti yhdessä, jotta pohja- I 1 !,· : kerrosprofiili saataisiin määritettyä paremmin. Lohkosta * · 4 » « 18 98557 92 poistuttaessa pohjakerrosprofiili on määritetty ja saavutetaan lohko 96.

Kuvio 7 esittää määritettyä pohjakerroprofiilia 66, joka voidaan esittää monitorilla 46 (kuvio 1) uunin ope-5 raattorin tarkasteltavaksi. Profiilista voidaan määrittää useita pohjakerrosominaisuuksia, kuten pohjakerroksen korkeus, merkitty h kuviossa 7. Tämän lisäksi pohjakerroksen korkeus voidaan laskea tästä profiilista, kuten jäljempänä selostetaan. Edelleen voidaan myös määrittää kaltevuus 10 useissa eri kohdissa pitkin pohjakerrosprofiilia. Esimerkiksi vasemman puoleiset kaltevuudet SI voidaan määrittää sovittamalla suora viiva profiilipisteisiin (X3, Yx) ja (X2, Y2). Yksinkertaistettuna esimerkkinä, oletetaan, että pis-teitten P3 ja P2 sekä pisteitten P3 ja P4 välissä ei ole 15 profiilipisteitä. Tässä tapauksessa karteesinen eli (X, Y) koordinaattijärjestelmä voidaan asettaa monitorin 46 näkökenttään eli näyttöön. Vastaavat pisteet Pl, P2, P3 ja P4 (kuten muutkin pisteet) voidaan tunnistaa vastaavien pohjakerrosprof iililla olevien X- ja Y-koordinaattien avulla.

20 Kaltevuudet voidaan sitten määrittää tavanomaisella tavalla. Esimerkiksi kaltevuus SI voidaan määrittää seuraavasti :

SI = (Y2 - YJ

(X2 - Xl) 25 Samalla tavoin kaltevuus S2 voidaan määrittää seu- i I 1 raavasti: S2 = (Y4 - Y3) : (x4 - x3)

Kuvio 8 on yläpuolinen tasokuva kattilasta 20 kuvan • · · : *. ! sisältäessä kaksi kuvausanturia 10, 10'. Ensimmäisen ku- 30 vausanturin 10 näkökenttä on merkitty katkoviivoin 100 ja toisen kuvausanturin 10' näkökenttä on merkitty katko-ja pisteviivoin 102. Kuvausanturi 10 on siten suunnattu pit- • · · kin sen näkökentän puolittavaa linjaa 104 ja kuvausanturi t · · ”· '· 10' on siten suunnattu pitkin linjaa 106, joka puolittaa 35 sen näkökentän. Linjat 104 ja 106 leikkaavat kulmassa B.

: .*. Näitä kahta kuvausanturia voidaan käyttää laskettaessa 19 98557 pohjakerroksen tilavuutta jäljempänä kuvattavalla tavalla. Yleisesti toimenpiteissä, joissa kattilan sisusta on oleellisesti läpinäkymätön savun ja hiukkasmateriaalin vuoksi, kulmaa B kasvatetaan terävästä kulmasta tylppään 5 kulmaan ja voidaan siten, että kaksi linjaa 104 ja 106 ovat suunnilleen kohtisuorassa toisiinsa nähden. Saatava kuvainformaatio antaa paremman ja tarkemman pohjan pohjakerroksen tilavuuden määrittämiseksi.

Tarkastellaan kuviota 9, jossa on esitetty yksi ku-10 vausanturi 10, jota käytetään edellä kuvatulla tavalla määritetyn pohjakerrosprofiilin tuottamiseksi. Käyttämällä ympyrää tai muuta aproksimaatiota pohjakerroksen muodolle, sulatuskerroksen tilavuus voidaan laskea profiilista. Toisin sanoen voidaan olettaa, että pohjakerroksen poikki 15 otetulla viipaleella, esimerkiksi kuvion 9 vaakatasolla 110, on ympyrämäinen poikkileikkaus, merkitty 112 kuviossa 9. Poikkileikkauksen 112 oletettu halkaisia D saadaan määritetyn pohjakerrosprofiilin leveydestä W vaakatason 110 pystysuoralla korkeudella. Integroimalla profiilia, toisin 20 sanoen olettamalla, että profiili määrää toistensa päälle pinottujen ympyrärenkaiden muodostaman pohjakerroksen, voidaan pohjakerroksen tilavuus laskea.

« I « ; '/ Kuviossa 10 on esitetty pohjakerroksen tilavuuden : : : laskemiseksi toinen menettely, jossa käytetään useampia, 25 tässä tapauksessa kahta, kuvausanturia. Toisin sanoen ku- • · . viossa 10 ensimmäinen ja toinen kuvausanturi on sijoitettu ....: esitetyllä tavalla kohdistettuina toisiinsa nähden kohti- • · ,«j*t suoriin suuntiin. Toisin sanoen, tarkastellaan jälleen kuviota 8, jos vedettäisiin kuviossa 8 esitetyt linjat 104 30 ja 106, kulma B olisi 90° . Tässä tapauksessa kamerasta • · * ** 10, kuten aiemmin selostettiin kuvion 9 yhteydessä, saa-

IM

• · · ·.* * daan pohjakerroksen oletettu leveys W ensimmäisessä suun- nassa, merkitty akselilla A kuviossa 10. Samalla tavoin ."·. kuvausanturi 10' tuottaa määritetyn profiilin 66' tässä 35 kuviossa esitetyssä suunnassa olevasta pohjakerroksen nä- • · • · · • < > 20 98557 kymästä. Tasoa 110 vastaavassa tasossa, nimittäin tasossa 110', määritetään leveys W johdetusta profiilista 66'. Pohjakerroksen tässä suunnassa oleva oletettu poikkileikkaus on merkitty akselilla A2 kuviossa 10. Käyttämällä poh-5 jakerrokselle elliptistä aproksimaatiota, toisin sanoen olettamalla, että Ai vastaa ellipsin akselin pituutta ensimmäisessä suunnassa ja että A2 vastaa ellipsin akselin pituutta toisesta suunnasta, voidaan päätellä, että pohjakerroksella on elliptinen poikkileikkaus. Integroimalla 10 pohjakerrosta korkeutensa yli ja olettamalla elliptinen profiili, saadaan pohjakerroksen tilavuus. Koska pohjakerrokset eivät välttämättä ole symmetrisiä, useampia kuvaus-antureita käyttävällä pohjakerroksen tilavuuden aproksi-maatiolla saadaan tarkempi pohjakerroksen tilavuuden las-15 kenta.

Tarkastellaan kuviota 11, jossa on esitetty pohja-kerrosprofiilin kuvausjärjestelmä, merkitty pohjakerros-profiilianturina 42 kuviossa 11, joka on tarkoitettu käytettäväksi uunin säädössä joko epäsuorasti operaattorin 20 kuvion 1 liittymän 48 välityksellä antamin komennoin, tai suoraan ja automaattisesti. Kummassakin tapauksessa komen-tosignaaleja voidaan lähettää linjalla 50 ja tavanomaisen ; anturiliittymän 120 kautta dataväylään 122 ja siten ta- : vanomaiseen, uunin säädössä käytettävään prosessitietoko- ;Y: 25 neeseen 124. Prosessitietokone on tyypillisesti kytketty • · . väylän 122 ja säätölinjan 126 (sekä toisen liittymän, ei • · · · kuviossa) avulla venttiilisäätäjään 130. Venttiilisäätäjä säätää tyypillisesti useita venttiilejä (yhden ollessa ♦ « « merkitty 132 kuviossa 11) polttoaineen virtauksen säätämi- .. 30 seksi lähteestä 134 polttoainesuuttimiin, kuten 38. Samal- • · la tavoin, useita paloilmaventtiilejä eli vetoläppiä 136 • · · *·] * säädetään venttiilisäätäjällä 130 paloilman virtauksen säätämiseksi lähteestä 138 (esim. tuuletin tai puhallin) ."’· uunin eri ilma-aukkoihin (esim ilma-aukko 140 kuviossa 35 11).

21 98557

Tavanomaisessa sulatuskerroskattilassa paloilman virtausta voidaan säätää ensiö-, toisio- ja joskus kolman-sioilma-aukkojen välillä pystysuuntaisen ilmavirtaustasa-painon saavuttamiseksi. Tämän lisäksi ilman virtausta voi-5 daan säätää kullakin tasolla oleviin eri ilma-aukkoihin yksitellen, jotta saataisiin vaakasuuntainen tasapaino syöttämällä enemmän tai vähemmän ilmaa eri aukkoihin riippuen uunin suorituskyvystä. Tämän lisäksi ilman virtausta voidaan säätää järjestelmän kokonaistasapainon saavuttami-10 seksi. Yleisesti ottaen lukuisat parametrit vaikuttavat uunin suorituskykyyn. Erityisesti pohjakerroksen tilavuuden pieneneminen saadaan aikaan kasvattamalla ilman suhdetta polttoaineeseen. Edelleen, pohjakerroksen korkeuden pienentämiseksi pohjakerroksen yläosiin suuntautuvaa pa-15 loilman virtausta voidaan lisätä. Kääntäen, pohjakerroksen korkeuden kasvattamiseksi ilman syöttöä pohjakerroksen yläalueelle, esimerkiksi kolmansioporttien avulla, voidaan vähentää. Samalla tavoin pohjakerroksen kaltevuutta voidaan vaihdella lisäämällä tai vähentämällä ilmaa, joka 20 syöttää pohjakerroksen alempiin ja ylempiin osiin. Toisin sanoen, pienentämällä ilman virtausta pohjakerroksen alaosaan, pohjakerroksen kaltevuus pyrkii tasoittumaan, koska ! * : palaminen tyypillisesti vähenee tällaisissa pohjakerroksen paikoissa. Samalla tavoin, jos pohjakerros kallistuu yh- • · 25 delle sivulleen, mikä käy ilmi määritetystä pohjakerros- • · . .·. profiilista, palamista voidaan säätää muuttamalla ilman • · · syöttöä pohjakerroksen vastaaville puolille säätäen siten • t ... pohjakerroksen muotoa.

• · · • · * * Tyypillisesti, kokenut kattilaoperaattori voi tar-30 kastella määritettyä profiilia ja säätää sen mukaan uunin • · : *’ käyttäytymiseen vaikuttavia parametrejä uunin toiminta- • » · V * olosuhteiden ja siten itse pohjakerroksen konfiguraation muuttamiseksi. Määritettyä pohjakerrosprof iilia voidaan .··. vuorostaan säätää ajan mittaan ja säädetyn määritetyn pöh- * · 35 jakerrosprofiilin näyttö antaa operaattorille vahvistuksen • · * 22 98557 operaattorin suorittamien toimenpiteiden onnistumisesta.

Tämän lisäksi, esitettäessä tavoitepohjakerrosprofiili yhdessä määritetyn pohjakerrosprofiilin kanssa, operaattori saa välittömän visuaalisen palautteen vertailemalla määri-5 tettyä profiilia ja tavoiteprofiilia ja operaattori voi helposti määrittää erot tai poikkeamat toivotusta tuloksesta. Samalla tavoin voidaan esittää vertailuja tavoite-pohjakerrosominaisuuksien, kuten korkeus, tilavuus ja kaltevuus, välillä ja verrata niitä määritettyihin pohjaker-10 rosominaisuuksiin. Edelleen, kuvausjärjestelmä 42 (kuvio 1) voi antaa tai tuottaa osoitussignaalin tapauksessa, että tavoitepohjakerrosominaisuuden ja määritetyn pohja-kerrosominaisuuden välinen ero ylittää kynnyksen. Esimerkiksi, jos pohjakerroksen määritetty korkeus ylittää poh-15 jakerroksen tavoitekorkeuden ennalta määrätyn määrän, esimerkiksi noin 20 prosenttia, tuotetaan osoitussignaali. Osoitussignaali voidaan syöttää visuaaliseen osoittimeen, esimerkiksi LED-näyttö. Vaihtoehtoisesti, tai sen kanssa yhdessä, osoitussignaali voidaan syöttää ääni-ilmaisimeen, 20 kuten hälytys. Visuaalinen ja ääni-ilmaisin aktivoidaan, jotta operaattori saisi lisäinformaatiota uunissa esiintyvistä ei-toivottavista olosuhteista.

* I · : '/· Kuviot 12, 13 ja 14 ovat esimerkinomaisia vuokaa- vioita, joita käytetään kuvausjärjestelmässä 42 määritetyn :Y: 25 profiili-informaation prosessointiin.

• · . Tarkastellaan kuviota 12, tämä vuokaavio liittyy • · · · informaation näyttöön, joka kohdistuu pohjakerroksen tila- • · #·.·. vuuden käyttöön uunin toiminnan säädössä. Vuokaavio alkaa lohkosta 50 saavuttaa sitten lohkon 152, jossa asetetaan 30 maksimitavoitetilavuus Vmax- ja minimitavoitetilavuus Vmin • · : *’ -arvot. Toisin sanoen, lohkossa 152 asetetaan järjestelmän • · · • · · *.* ’ käyttöön tavoitemaksimi- ja -minimitilavuudet. Lohkossa 154 määritetään pohjakerroksen profiili kuten edellä se-j"*. lostettiin kuvion 6 yhteydessä. Määritetty profiili voi- 35 daan esittää lohkossa 156 prosessin päättyessä tämän ku- • · * 23 98557 vion lohkossa 158 (tai palatessa lohkoon 154 prosessin jatkoa varten). Vaihtoehtoisesti lohkosta 156 tai suoraan lohkosta 154, mennään lohkoon 160. Lohkossa 160 lasketaan pohjakerroksen tilavuus, käyttämällä esimerkiksi edellä 5 selostettua ympyrä- tai ellipstistä aproksimaatiotekniik-kaa. Laskettua tilavuutta Vc verrataan sitten lohkossa 172 Vmax- ja Vmin-tilavuuksiin. Mikäli Vc on suurempi tai yhtä suuri kuin Vmax tai Vc on pienempi tai yhtä suuri kuin Vmin, on määritetty, että Vc, laskettu tilavuus, on loh-10 kossa 152 asetetun tavoitetilavuuden ulkopuolella. Muussa tapauksessa laskettu tilavuus on tavoitteen sisällä ja haaraa seurataan lohkoon 164. Lohkossa 164 määritetään, onko testaus päättynyt, jossa tapauksessa mennään loppu-lohkoon 166. Jos testaus ei ole valmis, mennään lohkosta 15 164 jälleen määritetyn profiilin lohkoon 154 ja prosessi j atkuu.

Jos laskettu tilavuus Vc on tavoitetilavuuden ulkopuolella lohkossa 162, voidaan mennä lohkoon 170 osoittaen ja/tai esittäen poikkeama, mitä seuraa loppulohko 172 (tai 20 paluu lohkoon 154 prosessin jatkoa varten). Lohkoon 170 menemisen sijasta, taikka lohkosta 170, voidaan mennä pää-töslohkoon 174. Lohkossa 174 määritetään, onko laskettu . * : tilavuus suurempi tai yhtä suuri kuin Vmac, maksimitavoi- tetilavuus. Jos vastaus on kyllä, mennään lohkoon 176.

« « 25 Lohkossa 17 6 kasvatetaan paloilma-polttoainesuhdetta, • · . .·. esim. lisää ilmaa viedään uunin ensiöilma-aukkotasolle • · · pohjakerroksen koon pienentämiseksi. Jos lohkossa 174 mää- • · ... ritetään, että Vc, laskettu tilavuus, ei ole suurempi tai • · · * yhtä suuri kuin Vmin, Vc:n täytyy olla pienempi tai yhtä 30 suuri kuin Vmin tässä prosessin kohdassa. Tässä tapaukses- • · t ** sa mennään lohkoon 178 ja ilma-polttoaine-suhdetta pienen- • · · V * netään esim. ensiöilma-aukkotasolla. Lohkoista 176 ja 178 mennään jälleen lohkoon 154 ja pohjakerrosprofiilin määri-···. tys jatkuu. Tietenkin muitakin tekniikoita lasketun pohja- • · · 24 98557 kerrosprofiili-informaation hyödyntämiseksi voidaan käyttää ja ovat ilmeisiä alaa tavanomaisesti tunteville.

Kuvio 13 on vuokaavio pohjakerroksen korkeuden, kuten määritetystä pohjakerrosprofiilista johdetun, hyväk-5 sikäyttämiseksi. Prosessi alkaa lohkosta 190 ja jatkuu lohkoon 192, jolloin maksimitavoitekorkeus ja minimitavoi-tekorkeus asetetaan, esimerkiksi käyttäjän toimesta kuvion 1 liittymää 48 käyttämällä. Lohkosta 192 mennään lohkoon 194 ja pohjakerroksen profiili määritetään kuvion 6 lohko-10 kaavion mukaan kuten aiemmin on selostettu. Lohkosta 194 voidaan mennä lohkoon 196 esittämään profiili, prosessin päättyessä lohkoon 198 (tai palatessa takaisin lohkoon 194 pohjakerrosprofiilin jatkomäärityksiä varten). Lohkosta 196, tai vaihtoehtoisesti lohkosta 194, mennään lohkoon 15 200. Lohkossa 200 pohjakerroksen korkeus johdetaan määri tetystä pohjakerrosprofiilista. Korkeus Hdm voidaan määrittää profiilipisteiden Y-arvoista, kuvio 7. Lohkosta 200 mennään lohkoon 202, jossa määritetään, onko maksimi määritetty korkeus Hdm suurempi tai yhtä suuri kuin maksimi-20 tavoitekorkeus Hmax vaiko pienempi tai yhtä suuri kuin minimitavoitekorkeus Hmin. Jos vastaus on ei, mennään lohkoon 204, jossa määritetään, onko testi päättynyt. Jos . Y testaus on päättynyt, mennään loppulohkoon 206. Jos ei, prosessi palaa määritetyn profiilin lohkoon 194 ja seuraa- «Y; 25 va pohjakerrosprofiilin määritys tehdään.

• ♦ . .·. Jos lohkossa 202 määritetään, että määritetty kor- • · · • ·· * keus Hdm on tavoite maksimi- ja minikorkeuksien (Hmax ja • ·

Hmin) ulkopuolella, mennään lohkoon 208, jossa laskettu • · · * korkeus Hdm osoitetaan tai esitetään ja prosessi päättyy 30 lohkoon 210 (tai jatkuu lohkoon 194 jatkoprosessointia • · ί *’ varten). Lohkoon 208 menemisen sijasta, tai lohkosta 208, « « · V * voidaan mennä lohkoon 211. Lohkossa 211 määritetään, onko laskettu korkeus Hdm suurempi tai yhtä suuri kuin maksimi-j···. tavoitekorkeus Hmax. Jos vastaus on kyllä, ilma-polttoai- " 35 ne-suhdetta voidaan kasvattaa (esim pohjakerroksen ylä- f I · r i i « * · • · 98557 25 alueilla), jotta saataisiin aikaan suurempi polttoaineen kulutus tällaisella alueella ja siten pienennettäisiin pohjakerroksen korkeutta. Jos lohkossa 211 määritetään, että Hdm ei ole suurempi tai yhtä suuri kuin Hmax, täytyy 5 Hdm:n olla pienempi tai yhtä suuri kuin Hmin tässä vuokaavion kohdassa. Tässä tapauksessa lohkosta 211 mennään lohkoon 214 ja ilma-polttoaine-suhdetta pienennetään (esim. pohjakerroksen yläalueilla). Tämän seurauksena pohjakerroksen korkeus kasvaa. Tällä tavoin ilma-polttoaine-suh-10 detta tai muita operaattorin tuntemia uunin parametreja säätämällä, pohjakerroksen maksimikorkeus voidaan säätää tarkemmin vastaamaan tavoitekorkeutta. Lohkoista 212 ja 214 prosessi palaa lohkoon 194 ja pohjakerrosprofiilin määritys jatkuu.

15 Kuvion 14 vuokaavio havainnollistaa erästä menette lyä pohjakerroksen kaltevuusominaisuuksien käyttämiseksi.

Kuvion 14 mukaan aloituslohkosta 230 mennään lohkoon 232, jolloin määrätään maksimikaltevuus Smax ja minimikaltevuus Smin. Smax ja Simin voidaan määrätä operaattorin toimesta 20 liittymää 48 hyväksikäyttäen ja ovat tyypillisesti tärkein huolenaihe Gotaverken-tyyppisissä kattiloissa. Lohkosta 232 mennään lohkoon 234 ja pohjakerrosprofiili määritetään !'· : esimerkiksi aikaisemmin selostetun kuvion 6 mukaisesti.

;Y; Lohkosta 234, profiili voidaan esittää lohkossa 236 pro-

I I

25 sessin päättyessä lohkossa 238 (tai jatkuessa lohkoon • · . .·. 234) . Lohkosta 236 tai vaihtoehtoisesti lohkosta 234, voi- • · · daan mennä lohkoon 239. Lohkossa 239 määritetään kaltevuu- • · ... den suuruus pohjakerroksen eri osissa. Esimerkiksi, kuvio • · · • I f * 7, kaksi kaltevuuden laskentaa, nimittäin kaltevuuksille 30 SI ja S2, on esitetty lohkossa 239. Kaltevuus voidaan täi- * · ·' ** lä tavoin laskea eri paikoissa pitkin määritettyä pohja- V * kerrosprofiilia. Lohkosta 239, lohkossa 240, suoritetaan määritys, ovatko lasketut kaltevuudet suurempia tai yhtä j···. suuria kuin maksimikaltevuus Smax tai pienempiä tai yhtä 35 suuria kuin minimikaltevuus Smin. On tietenkin huomattava, ♦ * · 26 98557 että Smax ja Smin voivat olla vaihtelevia siten, että ne ovat erilaisia pohjakerrosprofiilin eri paikoissa. Lohkosta 240 eri kaltevuudet voidaan esittää, kuten on merkitty-lohkossa 242 ja testaus päättyy lohkoissa 244 ja 246, jos 5 testaus oli valmis tällä kohtaa. Jos testaus ei ole valmis lohkossa 244, prosessi voi jatkua määritetyn profiilin lohkossa 234. Vaihtoehtoisesti tai sen lisäksi, että saatavat kaltevuudet esitetään ja seuraa haaraa lohkojen 242, 244 jne. kautta, lohkosta 240 voidaan mennään lohkoon 250 10 ja/tai lohkoon 247. Lohkossa 247 tämä suhde laskettujen lohkojen ja tavoitelohkojen (esim. Smax ja Smin) välillä esitetään. Lohkosta 247 voidaan mennä loppulohkoon 249 tai prosessi voi jatkua lohkoon 234 tai lohkoon 250. Lohkossa 250 kaltevuuksien SI ja S2 arvoja, tai muille paikoille '15 laskettujen kaltevuuksien arvoja, verrataan Smax ja Smin tavoitearvoihin paikoissa, jossa kaltevuudet on määritetty.

Tämän lisäksi, lohkossa 240 tai lohkossa 250, operaattorille voidaan antaa hälytys, joko visuaalisella näy-20 töllä tai äänihälytyksellä, että vallitsevat kaltevuudet poikkeavat tavoitekaltevuuksista. Lohkosta 250 mennään lohkoon 252. Lohkossa 252 uunin parametrit säädetään . ' asettamaan määritetyt kaltevuudet tarkemmin vastamaan ta- voitekaltevuuksia Smax, Smin. Yleisesti, lohkossa 252 25 ilma-polttoaine-suhdetta voidaan lisätä pohjakerroksen * · . niissä osissa, jotka liittyvät kaltevuuteen, jotka ovat <# · « · pienempiä tai yhtä suuria kuin Smin kaltevuuden jyrkentä- • 1 miseksi tällaisissa kohdissa. Kääntäen, ilma-polttoaine- t ♦ · * suhdetta voidaan pienentää kohdissa, joissa kaltevuus on 30 liian jyrkkä, kaltevuuden pienentämiseksi tällaisissa pai- « » « 2 koissa. Jälleen, tavanomaisessa kattilassa, ilman syöttö * 9 · V 1 kattilan eri tasoilla on säädettävissä tavanomaisella ta- . · valla ja tällaista säätöä voidaan käyttää asettamaan poh- (···. jakerroskonfiguraatio määritetyn pohjakerrosprof iilin tai 35 muiden pöhjakerrosominaisuuksien perusteella. Lohkosta 252 * · · * · · · 2 4 1 1 27 98557 vuokaavio palaa lohkoon 234 ja pohjakerrosprofiilin määritysprosessi jatkuu.

Havainnollistettuamme ja kuvattuamme keksintömme periaatteet useiden ensisijaisten toteutusten avulla, alaa 5 tavanomaisesti tunteville lienee ilmeistä, että tämän keksinnön kokoonpanoa ja yksityiskohtia voidaan modifioida poikkeamatta näistä periaatteista. Esimerkiksi, kuvapro-sessointitekniikkaa pohjakerrosprofiilin muutosten määrittämiseksi voidaan modifioida ottaen päämääräksi muutosten 10 määrityksen parantaminen, ja siten määritetyn pohjakerros-profiilin suhdetta todelliseen pohjakerrosprofiiliin. Tämän lisäksi vuokaavioita, jotka liittyvät pöhjakerroso-minaisuuksien, kuten johdettu eli määritetty pohjakerros-profiili, pohjakerroksen korkeus, pohjakerroksen kaltevuus 15 ja pohjakerroksen tilavuus, käyttöön, voidaan modifioida sopiviksi nimenomaiselle, kiinnostuksen kohteena olevalle uunille ja yhteensopiviksi tällaisten uunien operaattorien käyttämien proseduurien kanssa. Vaadimme, että keksintömme kaikki tällaiset modifikaatiot tulevat seuraavien patent-20 tivaatimusten suoja-alueen piiriin.

i i *

I I

1 · ( « 4 · * • I »

I I

i · * • * * • · • t · · I » · 4 % f · • «· ·♦ · • ·

III

t : ; • * • · « » · • · · II· « « i | i , i t I · f I f I * » * c I f t » · I I I lii · f · * I « « *

Claims (22)

1. 28 98557
2. 1. Menetelmä, jolla tarkkaillaan uunissa (20) pohjakerroksen muotoa, jota ympäröi tausta, joka käsittää uu- 5 nin (20) seinät, menetelmän käsittäessä: digitaalisen kuvan tuottamisen pohjakerroksesta (31) ja taustasta; tunnettu digitaalisen kuvan prosessoimisesta kuvassa olevien muutosten, jotka vastaavat pohjakerroksen (31) ja taustan 10 välisiä siirtymiä ja siten pohjakerroksen rajapintaa, määrittämiseksi ; ainakin yhden pohjakerrosominaisuuden (66) määrittämisestä prosessoidusta kuvasta, kun ominaisuus valitaan ryhmästä, johon sisältyvät pohjakerrosprofiili (60), poh-15 jakerroksen korkeus, pohjakerroksen kaltevuus ja pohjakerroksen tilavuus.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmäaskelissa tuotetaan pohjakerroksesta (31) ja taustasta useita digitaalisia 20 kuvia ja prosessointivaihe käsittää vaiheet joissa valitaan kuvat useiden digitaalisten kuvien joukosta tarkkuuden vuoksi, aikakeskiarvoistetaan valitut kuvat, differen-tioidaan aikakeskiarvostetut kuvat, tasoitetaan kuvat differentioinnin jälkeen ja paikallistetaan muutokset diffe-25 rentioiduissa kuvissa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, • · · • · · ’* * tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vaiheen, jossa annetaan referenssipohjakerrosominaisuus (68); • a · '·* ‘ verrataan määritettyä pohjakerrosominaisuutta (66) 30 referenssipohjakerrosominaisuuden (68) kanssa; ja • · • *·· aktivoidaan osoitin tapauksessa, että referenssi- • · · : ja määritetty pohjakerrosominaisuus poikkeavat kynnysmää- rällä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vaiheen, 29 98557 jossa säädetään uunin toimintaa pohjakerrosominaisuuden säätämiseksi.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, 5 jossa tuotetaan.referenssipohjakerrosominaisuus (68); verrataan määritettyä pohjakerrosominaisuutta (66) referens-sipohjakerrosominaisuuteen (68); ja ohjataan uunin (20) toimintaa pohjakerrosominaisuuksien säätämiseksi.
7. 6. Patenttivaatimuksen 1 ja 4 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että uuni on tyyppiä, jolla on säädettävä mustalipeäpolttoaineen ja paloilman syöttö, menetelmän käsittäessä vaiheen, jossa säädetään mustalipeäpolttoaineen ja ilman syöttöä uuniin pohjakerrosominaisuuden säätämiseksi siten, että määritetty pohjaker-15 rosominaisuus (66) vastaa lähemmin referenssipohjakerros-ominaisuutta (68).
8. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vaiheen, jossa määritetty pohjakerrosominaisuus (66) talletetaan, 20 jotta saataisiin ainakin osittainen pohjakerrosominaisuuden historia, ja vaiheen, jossa talletetaan uunin suori-tuskykyominaisuus, kuten polttoainetehokkuus, ja vaiheen, jossa korreloidaan pohjakerrosominaisuuden historia talletetun uunin suorituskyvyn kanssa.
9. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, * * » *! tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vaiheen, • · · • · · *·· \ jossa uunia säädetään antamaan määritetty pohjaker- [ * rosominaisuus, joka vastaa talletettua, uunin optimisuori- « f c V · tuskyvyn kanssa korreloivaa pohjakerrosominaisuutta.
10. 9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, • · j *·· tunnettu siitä, että menetelmässä vaihe, jossa paikallistetaan muutokset, sisältää vaiheen, jossa suori-. tetaan jatkuvuustarkastus valitsemalla muutokset, jotka antavat oleellisesti jatkuvan eli tasaisesti määritetyn I I ;·' 35 pohjakerroksen rajapinnan. * · 30 98557
11. 10. Patenttivaatimuksen 2 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutosten paikallistamisvaihe sisältää vaiheen, jossa suoritetaan alueenkasvuprosessi muutosten paikallistamiseksi.
12. 11. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrittämisvaihe käsittää vaiheen, jossa määritetään pohjakerroksen tilavuus.
13. 12. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalisten kuvien tuotta- 10 misvaihe sisältää vaiheen, jossa tuotetaan digitaalisia kuvarunkoja, jotka vastaavat pohjakerroksesta otettua kaksiulotteista kuvaa ensimmäisessä suunnassa, ja jossa pohjakerroksen tilavuuden laskemisvaihe sisältää vaiheen, jossa pohjakerroksen tilavuus lasketaan käyttämällä pohja- 15 kerroksen konfiguraatiolle ympyräaproksimaatiota.
14. 13. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalisten kuvien tuottamisvaihe käsittää vaiheen, jossa tuotetaan ensimmäisiä digitaalisia kuvarunkoja vastaten pohjakerroksen ja taus- 20 tan kaksiulotteista kuvaa otettuna ensimmäisessä suunnassa ja vaiheen, jossa tuotetaan toisia digitaalisia kuvarunkoja vastaten pohjakerroksen ja taustan kaksiulotteista kuvaa otettuna toisessa suunnassa, joka on kulmassa ensimmäiseen suuntaan nähden, ja jossa pohjakerroksen tilavuu- . 25 den laskemisvaihe sisältää vaiheen, jossa pohjakerroksen • * · * * tilavuus lasketaan käyttämällä pohjakerroksen konfiguraa- • · · '*· * tiolle elliptistä aproksimaatiota. * 14. Laite, jolla tarkkaillaan uunissa (20) pohja- ‘ kerroksen muotoa, jota ympäröi tausta, joka käsittää uunin 30 seinät, laitteen käsittäessä: * · • *·· kuvausvälineet (10, 11, 12) sijoitettuna pohjaker- roksen tarkkailtavan alueen läheisyyteen ainakin yhden kuvasignaalin, joka vastaa pohjakerroksen tarkkailtavaa aluetta ja taustaa, tuottamiseksi; I : • · 31 98557 signaaliprosessointivälineet (42) kytkettyinä kuvausvälineisiin (10, 11, 12) kuvasignaalin prosessoimisek-si, tunnettu siitä, että mainitut signaaliprosessointivälineet (42) määrittävät kuvassa olevat muutokset, 5 jotka vastaavat pohjakerroksen ja taustan välisiä siirtymiä ja siten pohjakerroksen rajapintaa, ja mainitut signaaliprosessointivälineet (42) sisältävät välineet ainakin yhden pohjakerrosominaisuuden määrittämiseksi prosessoidusta kuvasta, kun ominaisuus valitaan 10 ryhmästä, johon sisältyvät pohjakerrosprofiili, pohjaker roksen korkeus, pohjakerroksen kaltevuus ja pohjakerroksen tilavuus.
15. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite sisältää välineet, joilla an-15 netaan pohjakerrosominaisuuden referenssitasoa vastaava referenssipohjakerrosominaisuussignaali signaaliproses-sointivälineille, signaaliprosessointivälineiden sisältäessä välineet, joilla verrataan määritettyä pohjaker-rosominaisuutta referenssipohjakerrosominaisuuteen ja tuo-20 tetaan osoittimen aktivoiva signaali tapauksessa, että määritetty ja referenssipohjakerrosominaisuus poikkeavat kynnysarvolla; ja osoittimen kytkettynä signaaliprosessointivälinei- siin osoittimen aktivoivan signaalin vastaanottamiseksi, ! 25 osoittimen toimiessa osoittimen aktivoivan signaalin mu- *· ; kaan osoittaen, että määritetty ja referenssipohjakerros- • 1 · ··· · ominaisuus poikkeavat kynnysarvolla.
16. 16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen laite, Ml *.· · tunnettu siitä, että laite sisältää säätövälineet, 30 jotka toimivat säätölähtösignaalin mukaan säätäen uunin ;1·.. toimintaa määritetyn ominaisuuden asettamiseksi sopimaan lähemmin yhteen referenssiominaisuuden kanssa.
17. 17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, t u n -n e t t u siitä, että kuvausvälineet käsittävät välineet, *;' 35 joilla tuotetaan useita digitaalisia kuvia pohjakerrokses- 32 98557 ta ja taustasta, signaaliprosessointivälineiden sisältäessä välineet, joilla useista kuvista valitaan kuvia kuvien selkeyden perusteella, signaaliprosessointivälineiden sisältäessä välineet, joilla aikakeskiarvoistetaan, diffe-5 rentioidaan ja tasoitetaan valitut kuvat, signaaliprosessointivälineiden sisältäessä välineet, joilla paikallistetaan muutokset differentioiduista kuvista.
18. 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laite, tunnettu siitä, että signaaliprosessointivälineet sisäl- 10 tävät välineet, joilla suoritetaan jatkuvuustarkastus dif-ferentioidulle kuville muutosten paikallistamiseksi.
19. 19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että signaaliprosessointivälineet sisältävät välineet, joilla sovelletaan alueenkasvuproses- 15 siä differentioituihin kuviin muutosten paikallistamiseksi .
20. 20. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuvausvälineet käsittävät ainakin yhden kuva-anturin (10) sijoitettuna uunin ulkopuolelle ja 20 asetettuna katsomaan pohjakerroksen osaa ainakin yhden, uunin (20) seinään muodostetun ilma-aukon (21) kautta, ku-vausanturin tuottaessa kuvasignaalin, joka vastaa uunin sisäseinien muodostaman taustan ja pohjakerroksen kiinnos-tavan alueen kuvaa, pohjakerroksen ja taustan esiintyessä 25 kontrastialueina kuvassa; I · · • « · * I kuvausvälineiden sisältäessä myös kuvadigitoijan, • · · • · · **· * joka on kytketty kuvausanturiin (10) ja on järjestetty tuottamaan digitaalisen signaalin kuvasignaalista, digi- f · · ·* * taalisen signaalin vastatessa kuvan kaksiulotteista esi- 30 tystä; • · • *·· signaaliprosessointivälineiden (42) ollessa kytket- tynä kuvadigitoijaan digitaalisen signaalin vastaanottami-. seksi ja digitaalisen signaalin prosessoimiseksi ja kuvas sa olevien muutosten, jotka vastaavat pohjakerroksen ja i I I 33 98557 taustan välisiä siirtymiä ja siten pohjakerroksen rajapintaa, määrittämiseksi; ja signaaliprosessointivälineiden (42) sisältäessä välineet, joilla määritetään kuvan edustaman pohjakerroksen 5 osan tilavuus käyttämällä pohjakerroksen konfiguraatiolle ympyräaproksimaatiota.
21. 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite sisältää ensimmäisen ja toisen kuvausanturin, joista kumpikin on sijoitettu uunin 10 ulkopuolelle ja asetettu katsomaan pohjakerroksen vastaavia osia uunin seinään muodostettujen vastaavien ilma-aukkojen kautta, ensimmäisen kuvausanturin ollessa kohdistettuna pohjakerrosta kohden ensimmäiseen suuntaan, kuvasignaalin, joka vastaa pohjakerroksen ja uunin sisäseinien 15 muodostaman taustan kuvaa ensimmäisessä kiinnostavassa suunnassa, tuottamiseksi, toisen kuvausanturin ollessa kohdistettuna pohjakerrosta kohden kulmassa ensimmäiseen suuntaan nähden, kuvasignaalin, joka vastaa pohjakerroksen ja uunin sisäseinien muodostaman taustan kuvaa toisessa 20 kiinnostavassa suunnassa, tuottamiseksi, pohjakerroksen ja taustan esiintyessä kontrastialueina kuvassa; kuvadigitoijan sisältäessä kumpaankin kuvausantu-riin kytketyt välineet, joilla tuotetaan ensimmäinen digitaalinen signaali, joka vastaa ensimmäisen kuvausanturin I t » 25 kuvasignaalin kaksiulotteista esitystä, ja toinen digitaa- « · · * * linen signaali, joka vastaa toisen kuvausanturin kuvasig- • « · ··· j naalin kaksiulotteista esitystä; signaaliprosessointivälineiden ollessa kytkettynä I · * ·* ‘ kuvadigitoijaan ensimmäisen ja toisen digitaalisen signaa-
22. 30 Iin vastaanottamiseksi, ja signaaliprosessointivälineiden • · • *·· sisältäessä välineet, joilla määritetään kuvasignaalien ΓΓ: edustaman pohjakerroksen osan tilavuus käyttämällä pohja- . kerroskonfiguraatiolle elliptistä aproksimaatiota. i : • · 34 98557