FI98958C

FI98958C - Menetelmä säiliön paikantamiseksi säiliön vuorauksen kulumismittauksessa

Info

Publication number: FI98958C
Application number: FI951810A
Authority: FI
Inventors: Hannu Jokinen
Original assignee: Spectra Physics Visiontech Oy
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1997-09-10
Also published as: DE19614564B4; FR2733044A1; DE19614564A1; JPH08285551A; US5706090A; FI951810A0; FI98958B; FI951810A; JP2726405B2; FR2733044B1

Description

98958

Menetelmä säiliön paikantamiseksi säiliön vuorauksen kulu-mismittauksessa

Keksinnön kohteena on menetelmä säiliön paikanta-5 miseksi säiliön vuorauksen kulumismittauksessa.

Nyt esillä olevan keksinnön sovellusalueena on metallurgisessa teollisuudessa käytettävien säiliöiden erityisesti senkkojen vuorausmittaukset.

Vuorauksen kuluneisuuden mittauksessa yleisesti 10 käytetään optisen säteilyn erityisesti lasersäteen kulku-ajan mittaukseen tai vaihe-eron mittaukseen perustuvaa menetelmää, jossa lasersäde suunnataan säiliön sisäpinnan vuoraukseen, josta säde heijastuu takaisin mittalaitteelle. Lasersäteen kulkuajan mittaukseen perustuvassa mene-15 telmässä lasersäteen lähtöhetken ja paluuhetken välisen aikaeron perusteella voidaan laskea mittalaitteen ja mitattavan vuorauksen kunkin mitatun pisteen välinen etäisyys mittalaitteen koordinaatistossa. Mitatut pisteet määrittelevät vuorauksen kulumisprofiilin, joka voidaan tu-20 lostaa esimerkiksi näyttöpäätteelle, jolla voidaan käytös sä olevasta säiliöstä mitattua kulumisprofiilia graafisesti ja numeerisesti verrata säiliön sisäpinnan profiiliin, joka on mitattu mallinnusvaiheessa samasta säiliöstä ennen säiliön varsinaista käyttöönottoa, eli ennen ensimmäistä 25 sulatusta.

Kolmiulotteisten kohteiden, esimerkiksi terästeollisuudessa käytettävien senkkojen tai muiden säiliöiden vuorauksen kulumisen mittaaminen kosketuksettomilla menetelmillä, kuten laserinittauksella, edellyttää mittalait- 30 teen ja säiliön saamista samaan mittauskoordinaatistoon.

Tätä mittalaitteen ja säiliön koordinaatistojen yhdistämistä kutsutaan kiinnittymiseksi eli mittalaitteen asemoi-miseksi suhteessa kohteeseen. Kiinnittymisessä käytetään vähintään kolmea kiinnittymispistettä eli tähysmerkkiä.

35 Tunnetut menetelmät ovat sellaisia, että kiinnitty- 2 98958 misessä käytetään säiliön suuaukon läheisyyteen asetettuja kiinnittymispisteitä, joihin mittalaitteen lasersäde vuorollaan suunnataan ja joista mitataan kiinnittymispisteen koordinaatit mittalaitteen koordinaatistossa. Tunnetuissa 5 menetelmissä mitattava säiliö ja mittalaite saadaan samaan mittauskoordinaatistoon mittaamalla kiinnittymispisteet ja varsinaisesti mitattavat vuorauksen pisteet samalla mit-tauskerralla. Tunnetuissa menetelmissä mittalaitteen lasersäde suunnataan kiinnittymispisteisiin manuaalisesti 10 esimerkiksi kiikarin tai muun apuvälineen avulla. Näissä tunnetuissa menetelmissä on tavoitteena manuaalisesti suunnata lasersäde kiinnittymispisteen keskikohtaan, jolloin kiinnittymisen onnistuminen vaatii mittalaitteen käyttäjähenkilökunnalta useita erillisiä toimenpiteitä 15 ennen kuin kaikki kiinnittymispisteet on saatu mitattua. Näiden tunnettujen menetelmien puutteena on kiinnittymis-toimenpiteen automatisoinnin vaikeus ja toisaalta ihmisen tekemän suuntauksen sisältämät virhemahdollisuudet sekä kiinnittymispisteen keskikohdan arvioimisessa että varsi-20 naisessa suuntauksessa. Hakijan itsensä aikaisemmasta hakemuksesta FI-932339 tunnetaan edellä kuvatun tyyppinen menetelmä, jossa tosin kiinnittymispisteet eli tähysmerkit on sijoitettu säiliön pohjaan kun ne aiemmin on sijoitettu säiliön suuaukon läheisyyteen.

25 Erityisesti silloin kun säiliönä on senkka eli va- lusanko, niin lisäongelmia aiheutuu vielä siitä, että mit-tauspaikalle tuotu senkka on aina hieman eri asemassa ja asennossa kuin edellisellä kerralla johtuen mittauspaikal-la oleviin säiliötä tukeviin kannatinrakenteisiin tai nii-30 hin tukeutuviin säiliön osiin kohdistuneista rasituksista ja epäpuhtauksista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uuden-tyyppinen menetelmä, joka välttää tunnettuihin ratkaisuihin liittyvät ongelmat.

35 Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella me- 3 98958 netelmällä, jolle on tunnusomaista, että menetelmässä otetaan kameravälineellä referenssikuva säiliön yhteydessä olevasta vähintään kolmen tähysmerkin tähysmerkistöstä ja suoritetaan optista säteilyä lähettävällä ja vastaanotta-5 valla mittalaitteella referenssimittaus säiliön vuorauksesta, ja että myöhemmin varsinaisessa mittaustilanteessa tähysmerkistöstä otetaan kameravälineellä mittaustilanne-kuva ja suoritetaan optista säteilyä lähettävällä ja vastaanottavalla mittalaitteella varsinainen kulumismittaus 10 säiliön vuorauksesta, ja että mittaustilannekuvaa referenssikuvaan vertaamalla muodostetaan korjaustekijät, joiden perusteella varsinainen kulumismittaus säiliön vuorauksesta ja aiemmin suoritettu referenssimittaus säiliön vuorauksesta muodostetaan saman koordinaatiston mittauk-15 siksi. Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen ajatukseen, että käytetään kameravälinettä, joka mittaa refe-renssitilanteen ja mittaustilanteen välisen eron säiliön sijainnissa ja sen perusteella saa varsinaisen vuorausmit-tauksen ja vuorauksen referenssimittauksen samaan lasken-20 takoordinaatistoon.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan useita etuja. Menetelmällä voidaan helposti poistaa ne ongelmat, joita aiheutuu siitä, että säiliön paikka on aina hieman erilainen verrattuna edelliseen mittauskertaan. 25 Säiliön paikan määrittäminen perustuu laitteiston suorit tamaan laskentaan, eikä enää ihmisen suorittamiin manuaalisiin silmämääräisiin suuntaustoimenpiteisiin. Menetelmä on luotettava ja aina samanlaisena toistettavissa oleva. Keksinnön mukainen menetelmä poistaa ihmisen aiheuttamia 30 virhelähteitä ja parantaa näin mittauksen onnistumista ja parantaa näin vuorausmittauksen luotettavuutta tuottaen tällä tavoin myös taloudellista säästöä säiliöiden vuorauksen käyttöiän optimoinnin muodostuessa tehokkaammaksi. Menetelmä on myös enemmän ja helpommin automatisoitavissa 35 kuin tunnetut menetelmät. Menetelmää soveltaen voidaan 4 98958 toteuttaa myös yksinkertainen ja luotettava kalibrointi.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää erästä mittausjärjestelyä, 5 kuvio 2 esittää kameravälineen ottamaa referenssi- kuvaa tähysmerkistöstä, kuvio 3 esittää kameravälineen ottamaa mittausti-lannekuvaa tähysmerkistöstä, kuvio 4 esittää vertailukaaviota kuluneesta säilö liöstä suhteessa kulumattomaan, kuvio 5 esittää kuvion 4 mukaista vertailukaaviota säiliön pituussuunnassa tarkasteltuna, kuvio 6 esittää mittausjärjestelyä kalibroinnin ensimmäisessä toteutusmuodossa 15 kuvio 7 esittää mittausjärjestelyä kalibroinnin toisessa toteutusmuodossa.

Kuvioihin viitaten mittausjärjestelyn pääosat ovat kameraväline 1, optista säteilyä lähettävä ja vastaanottava mittalaite 2, säiliö 3 ja säiliön yhteydessä oleva tä-20 hysmerkistö P eli tähyspisteistö. Säiliö 3 on senkka eli valusanko. Säiliö 3 käsittää siis tähysmerkistön P, joka käsittää tähysmerkit Pl, P2, P3 ja P4, jotka on edullisimmin kiinnitetty säiliön 3 sivuun. Kuviossa tähysmerkit P1-P4 on muodostettu tähysmerkistökappaleeseen P eli tä-25 hysmerkistölevyyn P. Kameraväline käsittää pääosina optiikan la, kuvatason Ib ja jalustan 2c.

Säiliö 3 eli senkka 3 käsittää pohjan 3a, seinämän 3b, suuaukon 3c ja vuorauksen 3d, 3e. Vuoraus 3d esittää uutta kulumatonta ehjää vuorausta ja vuoraus 3e esittää 30 kulunutta vuorausta, josta varsinainen kulumismittaus tehdään. Säiliö käsittää myös pohjaluukun 3f, jonka kautta säiliö 3 on tyhjennettävissä.

Mittausjärjestely on sijoitettu edullisimmin hie-koitusaseman A yhteyteen. Mittauspaikka A eli hiekoitus-35 asema A käsittää rakenteen 4 kuten tornin 4, jonne mitta- 5 98958 laite 2 on sijoitettu ja tukielimet 5, johon säiliö 3 voidaan tukea käyttäen säiliön käsittämiä tukielimiä 6. Säiliö 3, erityisesti siis senkka 3 on tuotu mittauspaikalle A siirtovälineellä kuten esimerkiksi yläpuolisella vaije-5 rinosturilla.

Kameraväline 1 on edullisimmin CCD-kamera ja mittalaite 2 puolestaan on optista säteilyä kuten lasersäteilyä lähettävä ja vastaanottava mittalaite, joka pääosina käsittää lähetinvastaanottimen 2a. Mittausjärjestely käsitit) tää myös optisen kaapelin 2b, laskentayksikön 2c ja näyttölaitteen 2d. Mittausjärjestely käsittää myös kaapelin 2e, jolla myös kameraväline 1 on yhdistetty laskentayksikköön 2c. Laskentayksikkö 2c siis prosessoi sekä lasermit-talaitteelta 2 että myös kameralta 1 tulevaa tietoa. Näyt-15 tölaite 2d on monitori, jonka kuvaruudulla näytetään ku vioiden 4 ja 5 esittämät vuorausprofiilit säiliöstä 3.

Kuviossa 1, 6 ja 7 havaitaan myös koordinaatistot 10-12. Koordinaatisto 10 on mittalaitteen 2 koordinaatisto, jossa on x-, y-, ja z-akselit. Koordinaatisto 11 on 20 kameran 2 koordinaatisto, jossa on x-, y-, ja z-akselit. Koordinaatisto 12 on kohteen eli säiliön 3 koordinaatisto, jossa on x-, y-, ja z-akselit.

Keksinnössä on kyseessä menetelmä säiliön 3 paikantamiseksi ja paikannustiedon hyödyntämiseksi säiliön vuo-25 rauksen kulumismittauksessa. Menetelmässä toimitaan siten, että menetelmässä otetaan kameravälineellä 1 kuvion 2 mukainen referenssikuva 7 säiliön 3 yhteydessä olevasta vähintään kolmen tähysmerkin P1-P4 tähysmerkistöstä P ja suoritetaan optista säteilyä lähettävällä ja vastaanotta-30 valla mittalaitteella 2 referenssimittaus 3d säiliön 3 vuorauksesta. Referenssikuva 7 tähysmerkistöstä P eli tä-hyspisteistä P1-P4 havaitaan kuviossa 2 ja referenssimittaus 3d vuorauksesta havaitaan kuvioista 4 ja 5.

Referenssikuvan 7 ottaminen tähyspisteistöstä P1-P4 35 kameravälineellä 1 ja vuorauksen referenssimittauksen 3d 6 98958 suorittaminen mittalaitteella 2 suoritetaan siten, että säiliön sijainti referenssikuvaa 7 otettaessa on sama kuin vuorauksen referenssimittauksen aikana. Edullisimmin toimitaan siten, että referenssikuvan 7 ottaminen kameralla 1 5 tähyspisteistöstä P, P1-P4 ja vuorauksen referenssimittauksen 3d suorittaminen mittalaitteella 2 tehdään ainakin likimain samanaikaisesti tai korkeintaan suhteellisen lyhyen ajan sisällä peräkkäin, jolloin varmistutaan yhä paremmin siitä, että referenssikuvan 7 ottaminen tähysmer-10 kistöstä P1-P4 ja vuorauksen referenssimittaus 3d ovat toisiinsa sidonnaisia mittauksia.

Sen jälkeen kun referenssikuva 7 tähyspisteistöstä P1-P4 on otettu ja referenssimittaus 3d vuorauksesta on suoritettu voidaan säiliö 3 siirtää pois mittauspaikalta A 15 ja säiliö 3 voidaan viedä seuraavaan käsittelyvaiheeseen. Säiliö 3 eli senkka 3 voidaan panostaa täyteen sulatettavaa materiaalia ja erilaisten vaiheiden jälkeen senkka 3 pohjaluukun 3f kautta tyhjennetään sulasta metallista, jonka jälkeen senkka tuodaan, nyt vuoraukseltaan jo hieman 20 kuluneena, uudelleen mittauspaikalle A. Keksinnön mukaisesti on menetelmä sellainen, että nyt varsinaisessa mittaustilanteessa tähysmerkistöstä P, eli P1-P4 otetaan ka-meravälineellä 1 kuvion 3 mukaisesti mittaustilannekuva 8 ja suoritetaan mittalaitteella 2 varsinainen kulumismit-25 taus 3e säiliön vuorauksesta. Edelleen keksinnön mukaisesti toimitaan menetelmässä siten, että tähyspisteistön P1-P4 mittaustilannekuvaa 8 tähyspisteistön P1-P4 referenssikuvaan 7 vertaamalla muodostetaan korjaustekijät, joiden perusteella varsinainen kulumismittaus 3e säiliön 30 kuluneesta vuorauksesta ja aiemmin suoritettu refenssimit-taus 3d kulumattomasta vuorauksesta muodostetaan saman koordinaatiston mittauksiksi. Myös mittaustilannekuvan 8 ottaminen tähysmerkistöstä P, P1-P4 ja mittaustilanteessa suoritettava varsinainen kulumismittaus 3e säiliön vuo-35 rauksesta tehdään siten, että säiliön 3 sijainti mittaus-

II

7 98958 tilannekuvaa 8 otettaessa on sama kuin vuorauksen varsinaisen 3e kulumismittauksen aikana. Edullisimmin toimitaan siten, että mittaustilannekuvan 8 ottaminen tähyspisteis-töstä P, P1-P4 ja varsinaisen kulumismittauksen 3e suorit-5 taminen tehdään ainakin likimain samanaikaisesti tai korkeintaan suhteellisen lyhyen ajan sisällä peräkkäin, jolloin jälleen varmistutaan siitä, että mittaustilannekuvan 8 ottaminen tähysmerkistöstä P1-P4 ja varsinainen kulumis-mittaus 3e säiliön vuorauksesta ovat toisiinsa sidonnaisia 10 mittauksia.

Kuviossa 2 havaitaan referenssikuvassa 7 kunkin tä-hysmerkin P1-P4 keskipisteet plr, p2r, p3r ja p4r. Vastaavasti kuviossa 3 havaitaan mittaustilannekuvassa 8 kunkin tähysmerkin P1-P4 keskipisteet plm, p2m, p3m ja p4m.

15 Sekä referenssikuvasta 7 että mittaustilannekuvasta 8 määritetään kuvankäsittelyllisin toimenpitein esimerkiksi matriisilaskennan avulla tähysmerkistön P eli P1-P4 suhteellinen asema ja asento kameravälineen 1 koordinaatistossa 11. Referenssikuvassa 7 tähyspisteiden P1-P4 kes-20 kipisteiden koordinaatit kamerakoordinaatistossa 11 ovat seuraavat: Pl(x,y,z)r, P2(x,y,z)r, P3(x,y,z)r ja P4(x,y,z-)r. Vastaavasti mittaustilannekuvassa 8 tähyspisteiden Pl-P4 keskipisteiden koordinaatit kamerakoordinaatistossa 11 ovat seuraavat: Pl(x,y,z)m, P2(x,y,z)m, P3(x,y,z)m ja 25 P4(x,y,z)m. Nämä koordinaatit on saatu selville lasken tayksikön 2c avulla. Jotta saataisiin selville millä tavalla säiliön sijainti mittaustilanteessa poikkeaa säiliön sijainnissa referenssitilanteeseen nähden toimitaan menetelmässä siten, että määritetään tähyspisteistön asennon 30 ja aseman muutos dPl(x,y,z), dP2(x,y,z), dP3(x,y,z) ja dP4(x,y,z), jonka perusteella korjaustekijät D muodostetaan. Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa tähysmerkistön P, P1-P4 aseman ja asennon muutoksen määrittämiseksi menetelmässä referenssikuvasta 7 ja mittaustilannekuvasta 35 8 määritetään jonkin vertailupisteen kuten esimerkiksi 8 98958 tähysmerkistön P keskipisteen PCr sijainti referenssikuvasta 7 ja keskipisteen PCm sijainti mittaustilannekuvasta 8. Tämä edullinen toteusmuoto nopeuttaa menetelmää.

Edullisessa toteutusmuodossa toimitaan siten, että 5 tähysmerkistön P, P1-P4 aseman ja asennon muutoksen määrittämiseksi menetelmässä määritetään kunkin yksittäisen tähysmerkin P1-P4 keskipisteen sijainti. Tällöin siis koordinaatit Pl(x,y,z)r, P2(x,y,z)r, P3(x,y,z)r ja P4(x,y,z)r sekä koordinaatit Pl(x,y,z)m, P2(x,y,z)m, 10 P3(x,y,z)m ja P4(x,y,z)m ovat tähyspisteiden P1-P4 keskipisteiden koordinaatteja. Mainittu toteutusmuoto nopeuttaa menetelmää, sillä keskipisteiden määrittäminen voidaan suorittaa yksinkertaisilla laskutoimenpiteillä, jolloin menetelmä toimii nopeammin.

15 Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa on menetelmä sellainen, että kameralla 1 kuvattavat tähyspisteet P1-P4 käsittävät säännöllisen muodon, edullisimmin olennaisesti ympyränmuotoisen muodon, koska sellaisen tähyspisteen laskennallinen käsittely on yksinkertaista.

20 Laskentayksikkö 2c suorittaa referenssikuvan 7 ja mittaustilannekuvan 8 vertailun ja laskee korjaustekijät. Laskennassa laskentayksikkö 2c laskee aluksi tähyspisteis-tön P1-P4 aseman ja asennon muutoksen referenssitilanteen ja sen hetkisen mittaustilanteen välillä. Näiden tietojen 25 perusteella ja säiliön 3 tunnetun geometrian perusteella laskentayksikkö 2c laskee kuinka suurta laskennallista korjausta tähyspisteistön P1-P4 aseman ja asennon muutos vastaa säiliön 3 sisällä vuorauksen pinnalla. Näin saadun tiedon perusteella saadaan lopulliset korjaustekijät, 30 joilla vuorauksen kulumismittaus 3e saadaan samaan koordinaatistoon, eli tavallaan vertailukelpoiseksi tiedoksi aiemmin suoritetun mittauksen eli vuorauksen referenssi-mittauksen 3d kanssa.

Säiliön 3 paikantamisessa käytetään siis kameravä-35 linettä 1 mittaamaan eri tilanteiden eli referenssitilan- 9 98958 teen ja varsinaisen mittaustilanteen välinen ero. Kamera-välineen 1 antamaa tietoa käytetään hyväksi laskennallisena korjaustietona kulumismittauksessa.

Vuorauksen referenssimittauksessa ja varsinaisessa 5 kulumismittauksessa käytetään sinänsä tunnettua menetelmää ja mittalaitetta 2. Vuorauksen mittauksissa sovelletaan samantyyppistä laitetta kuin hakijan hakemuksessa FI-932339, johon tässä yhteydessä myös viitataan. Itse keksinnön mukainen ratkaisu kuitenkin keskittyy tähyspis-10 teistön P eli P1-P4 kuvaamiseen kameravälineellä 1 refe-renssitilanteessa ja varsinaisessa mittaustilanteessa, ja näiden kuvien perusteella, eli tähyspisteistön P1-P4 referenssikuvan 7 ja tähyspisteistön P1-P4 mittaustilannekuvan 8 perusteella määritetyn korjaustiedon käyttämiseen kor-15 jaamaan vuorauksen referenssimittaus 3d ja varsinainen vuorauksen kulumismittaus 3e vertailukelpoisiksi mittauksiksi, eli siis samaan koordinaatistoon.

Sinänsä tunnetulla tavalla laskentayksikköä 2c käytetään mittalaitteen 2 lähetinvastaanottimen 2a lähetti-20 meitä säiliön 3 vuorauksen kautta lähetinvastaanottimen 2a vastaanottimelle kulkeneen laserpulssin kulkuajan mittaukseen. Kulkuajan mittauksen avulla vuorauksen mittauksessa voidaan määrittää mittalaitteen 2 etäisyys mittalaitteen lähettämän säteilyn osumapisteestä säiliön vuorauksessa 3e 25 ja useiden pisteiden avulla saadaan koko profiili kuvioiden 4 ja 5 mukaisesti, joissa siis 3d esittää referenssi-mittausta kulumattomasta uudesta vuorauksesta ja 3e esittää jo kuluneesta vuorauksesta mitattua varsinaista kulu-mismittausta. Vuorauksen mittaus suoritetaan tunnetulla 30 tavalla suuntaamalla mittalaitteen 2 optinen säde säiliön suuaukon 3c kautta vuoraukseen ja mittaamalla takaisin heijastuvaa säteilyä. Mitattua kulunutta vuorausta 3e verrataan mallinnuksessa eli referenssitilanteessa mitattuun vuoraukseen 3d kuvioiden 4 ja 5 esittämällä tavalla esi-35 merkiksi kuvion 1 näyttöpäätteen ruudulla 4a. Kulumaton 10 98958 vuoraus 3d ja kulunut vuoraus 3e on saatu samaan koordinaatistoon keksinnön mukaisella tavalla käyttäen kamera-välinettä 1 ja sen ottamista referenssikuvasta 7 ja mit-taustilannekuvasta 8 laskettua erotusta, jota siis edustaa 5 korjaustekijät D: dPl(x,y,z), dP2(x,y,z), dP3(x,y,z) ja dP4(x,y,z).

Referenssikuvan 7 ottaminen tähysmerkistöstä P1-P4 ja vuorauksen referenssimittaus 3d suoritetaan silloin kun mittauspaikalle on tuotu säiliö 3, joka käsittää uuden tai 10 uusitun vuorauksen. Mittaustilannekuvan ottaminen tähysmerkistöstä P1-P4 ja vuorausmittaus mittaustilanteessa suoritetaan silloin kun mittauspaikalle A tuotu säiliö 3 on vuoraukseltaan jo kulunut. Menetelmä on siis sellainen, että mittauspaikalle tuodun uuden tai uusitun senkan 3 15 tähyspisteistöstä P, P1-P4 otetaan kertaluonteisesti referenssikuva 7 ja säiliön vuorauksesta mitataan kertaluonteisesti referenssimittaus 3d eli ns. mallinnusmittaus. Sitä vastoin mittaustilannekuva 8 tähyspisteistöstä Pl, P1-P4 ja varsinainen kulumismittaus 3e vuorauksesta suo-20 ritetaan silloin kun kulunut säiliö uudelleen tuodaan mittauspaikalle A. Edellä esitettyyn termiin kertaluonteinen viitaten on syytä todeta, että kertaluonteisuus ei kuitenkaan sulje pois sitä, että samassa tilanteessa otetaan useita referenssikuvia tai samassa tilanteessa suoritetaan 25 useita referenssimittauksia säiliön vuorauksesta, koska näin keskiarvoisusta käyttäen voidaan menetelmän luotettavuutta parantaa.

Keksinnön eräässä edullisessa toteutusmuodossa toimitaan siten, että kameravälineellä 1 suoritettavat tähys-* 30 merkistön P, P1-P4 kuvaukset suoritetaan siten, että ka- meravälineen 1 kuvatason Ib ja tähysmerkistön P, P1-P4 muodostaman tason välillä on kallistusta. Kallistusta on kaikkien kolmen koordinaattiakselin x, y ja z suhteen. Kuvioissa 1, 6, ja 7 tähysmerkistö P on kallistettu siten, 35 että sen yläreuna on lähempänä kameravälineen 1 kuvatasoa li 11 98958

Ib kuin tähysmerkistön P alareuna ja esimerkiksi siten, että tähysmerkistön P oikea reuna on lähempänä kameraväli-neen 1 kuvatasoa Ib kuin vasen reuna. Se, että tähyspis-teistö P, P1-P4 on kallistettuna suhteessa kameran 1 kuva-5 tasoon Ib antaa sen edun, että muutokset tähysmerkistön P ja näin myös säiliön sijainnissa ja asennossa ovat selvemmin havaittavissa kameralla 1, jolloin menetelmässä päästään parempaan tarkkuuteen. Tähysmerkistön P eli P1-P4 aseman ja asennon muutokset siis projisoituvat kameran 1 10 kuvatasoon Ib voimakkaampina tässä mainitussa edullisessa toteutusmuodossa. Edullisessa toteutusmuodossa on kallistuksen suuruus on 20-45 astetta, edullisimmin ainakin likimain 40 astetta, jolloin muutokset ovat riittävän voimakkaita tähysmerkkien P1-P4 säilyessä vielä kuitenkin 15 riittävän hyvin kameran 1 havaittavina. Tähyspisteistö P, P1-P4 on paremmin suojassa kuonaroiskeiltä ja mahdollisilta iskuilta kun sen kallistus on edellä mainitulla tavalla siten, että sen yläreuna on lähempänä kameran 1 kuvatasoa Ib kuin alareuna.

20 Keksinnön eräässä edullisessa toteutusmuodossa on menetelmä sellainen, että kameravälineellä 1 suoritettava tähysmerkistön P, P1-P4 mittaus suoritetaan aivan eri suunnalta kuin vuorauksen mittaus mittalaitteella 2. Edullisimmin on menetelmä sellainen, että tähysmerkistön P, 25 P1-P4 kuvaus kameravälineellä suoritetaan sivulta kuten esimerkiksi kuviossa 1 tai alhaalta, ja että vuorauksen mittaus mittalaitteella 2 suoritetaan ylhäältä. Tällainen tapa on erittäin soveltuva senkan 3 eli valusangon mittaukseen. Mainituilla toteutusmuodolla saavutetaan se etu, 30 että kameralla 1 on hyvä esteetön näkymä tähyspisteistöön P1-P4 ja että lasermittalaitteella 2 on hyvä esteetön näkymä kohti säiliön sisäpuoleista vuorausta. Mainitussa toteutustavassa on myös se etu, että kamera 1 ja mittalaite 2 ovat suojassa mahdollisilta kuonaroiskeilta ja liial-35 liselta kuumuudelta. Mikäli tähyspisteistöä P kuvataan ai- • 12 98958 haalta päin niin tällöin tulisi tähyspisteistön P luonnollisesti olla säiliön 3 pohjassa tai muutoin siten, että tähyspisteistö P on suuntautunut alaspäin.

Keksinnön eräässä edullisessa toteutusmuodossa käy-5 tetään sellaista kameravälinettä 1, joka on sijainniltaan kiinteä ja optiikaltaan la kiinteäpolttovälinen. Tällaisella toteutusmuodolla saadaan minimoitua virhelähteiden määrää ja saadaan laiteratkaisu rakenteeltaan yksinkertaiseksi.

10 Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa suoritetaan mittausjärjestelyn kalibrointi. Kalibroinnilla varmistetaan mittausten luotettavuus. Kuvio 6 esittää mittausjärjestelyä kalibroinnin ensimmäisessä edullisessa toteutus-muodossa ja kuvio 7 esittää mittausjärjestelyä kalibroin-15 nin toisessa edullisessa toteutusmuodossa. Kalibrointi suoritetaan siten, että käytetään muualla kuin säiliön 3 yhteydessä olevaa toista tähysmerkistöä PK, joka käsittää ainakin kolme tähysmerkkiä PK1, PK2, PK3, PK4 kuviossa 6 tai vastaavasti tähysmerkit PK11, PK12, PK13, PK14 kuvios-20 sa 7. Tällöin esimerkiksi kuvion 6 tapauksessa kalibroinnissa mittalaite 2 suunnataan vuorollaan tähysmerkistön PK eri tähysmerkkeihin PKl, PK2, PK3, PK4 ja takaisinheijas-tuvan säteilyn perusteella määritetään tämän toisen tähysmerkistön PK tähysmerkkien PKl, PK2, PK3, PK4 sijainti 25 mittalaitteen 2 koordinaatistossa 10. Näiden tähysmerkkien PKl, PK2, PK3, PK4 (kuvio 6) tai PK11, PK12, PK13, PK14 (kuvio 7) kameravälineeseen 1 nähden tunnetun sijaintitiedon (kuvio 6) tai kameravälineellä 1 kuvattavissa olevan ja kuvainformaation perusteella laskettavissa olevan si-30 jaintitiedon (kuvio 7) perusteella kalibroidaan mittalaitteen 2 ja kameravälineen 1 keskinäinen sijainti.

Edullisessa toteutusmuodossa kuvion 6 mukaisesti on menetelmä sellainen, että kalibroinnissa tähysmerkistönä PK eli PKl, PK2, PK3, PK4 käytetään kameravälineeseen 1 35 kiinteässä tunnetussa yhteydessä olevaa tähysmerkistöä PK,

II

13 98958 PKl, PK2, PK3, PK4, joka on suunnattu kohti mittalaitetta 2. Kuvion 6 toteusmuoto on hakijan havaintojen mukaan luotettava ja nopea menetelmä kalibroinnin suorittamiseksi.

Kalibroinnin toisessa edullisessa toteutusmuodossa 5 kuvion 7 mukaisesti on menetelmä sellainen, että kalibroinnissa tähyspisteistönä, nyt merkinnöillä PK11, PK12, PK13, PK14, käytetään tähyspisteistöä PK, joka on muualla kuin kameravälineen 1 yhteydessä ja joka on suunnattu sekä kohti mittalaitetta 2 että kohti kameravälinettä 1, ja et-10 tä tällöin kalibroinnissa kameravälineellä 1 kuvataan mainittu toinen tähyspisteistö PKll, PK12, PK13, PK14, jolloin saadaan tämän kalibrointitähyspisteistön PK sijainti kameravälineen 1 koordinaatistossa 11. Tämän toteutusmuodon etuna on se, että tähyspisteiden kalibroinnin keski-15 näinen sijainti ei muutu. Mittalaitteen mittaamat kalibroinnin tähyspisteet PK voivat olla samat kuin kameran kuvaamat kalibroinnin tähyspisteet tai ne ovat ainakin samassa tähyspisteistökappaleessa olevat.

Menetelmää voidaan yleisemmin tarkastellen käyttää 20 myös muuhun paikantamiseen kuin säiliön paikantamiseen, joten mitattava kohde voi olla siis myös muu kohde kuin säiliö, ja sovellusalueen ei välttämättä tarvitse olla vuorauksen tai muun pinnoitteen kulumisen mittaus, vaan kyseessä voi olla myös muu mittaus.

25 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan monin tavoin muunnella oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims

1. Menetelmä säiliön paikantamiseksi säiliön vuorauksen kulumismittauksessa, tunnettu siitä, että 5 menetelmässä otetaan kameravälineellä (1) referenssikuva (7) säiliön (3) yhteydessä olevasta vähintään kolmen tä-hysmerkin (P1-P4) tähysmerkistöstä (P) ja suoritetaan optista säteilyä lähettävällä ja vastaanottavalla mittalaitteella (2) referenssimittaus (3d) säiliön vuorauksesta, ja 10 että myöhemmin varsinaisessa mittaustilanteessa tähysmerkistöstä (P, P1-P4) otetaan kameravälineellä (1) mittaus-tilannekuva (8) ja suoritetaan optista säteilyä lähettävällä ja vastaanottavalla mittalaitteella (2) varsinainen kulumismittaus (3e) säiliön vuorauksesta, ja että mittaus-15 tilannekuvaa (8) referenssikuvaan (7) vertaamalla muodostetaan korjaustekijät, joiden perusteella varsinainen kulumismittaus (3e) säiliön vuorauksesta ja aiemmin suoritettu referenssimittaus (3d) säiliön vuorauksesta muodostetaan saman koordinaatiston mittauksiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että sekä referenssikuvasta (7) että mittaustilannekuvasta (8) määritetään kuvankäsitte-lyllisin toimenpitein tähysmerkistön (P, P1-P4) suhteellinen asema ja asento kameravälineen (1) koordinaatistossa 25 (11)/ ja että menetelmässä lasketaan tähysmerkistön (P, P1-P4) aseman ja asennon muutos, jonka perusteella kor-jaustekijät muodostetaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että tähysmerkistön (P, P1-P4) 30 suhteellisen aseman ja asennon määrittämiseksi menetelmässä referenssikuvasta (7) ja mittaustilannekuvasta (8) määritetään jonkin vertailupisteen kuten esimerkiksi tähysmerkistön (P1-P4) keskipisteen (PCr, PCm) sijainti.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että tähysmerkistön (P, P1-P4) 15 98958 aseman ja asennon muutoksen määrittämiseksi menetelmässä referenssikuvasta ja mittaustilannekuvasta määritetään yksittäisten tähysmerkkien (P1-P4) sijainti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että tähysmerkistön (P, P1-P4) aseman ja asennon muutoksen määrittämiseksi menetelmässä referenssikuvasta (7) ja mittaustilannekuvasta (8) määritetään yksittäisten tähysmerkkien (P1-P4) keskipisteiden (plr, p2r, p3r,p4r ja plm, p2m, p3m ja p4m) sijainti.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssikuvan (7) ottaminen tähysmerkistöstä (P1-P4) ja vuorauksen referenssimittaus (3d) suoritetaan silloin kun mittauspaikalle (A) on tuotu säiliö (3), joka käsittää uuden tai uusitun vuorauksen, ja 15 että mittaustilannekuvan (8) ottaminen tähysmerkistöstä (P1-P4) ja vuorausmittaus mittaustilanteessa suoritetaan silloin kun mittauspaikalle tuotu säiliö (3) on vuoraukseltaan jo kulunut.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että kameravälineellä (1) suoritettavat tähysmerkistön (P, P1-P4) kuvaukset suoritetaan siten, että kameravälineen (1) kuvatason (Ib) ja tähysmerkistön (P, P1-P4) muodostaman tason välillä on kallistusta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kallistusta on kaikkien kolmen koordinaattiakselin (x, y, z) suhteen.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kallistuksen suuruus on 20-45 30 astetta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kallistuksen suuruus on noin 40 astetta.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että kameravälineellä (1) suori- 16 98958 tettava tähysmerkistön (P, P1-P4) kuvaus suoritetaan aivan eri suunnalta kuin vuorauksen mittaus mittalaitteella (2).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tähysmerkistön (P, P1-P4) ku- 5 vaus kameravälineellä (1) suoritetaan sivulta tai alhaalta, ja että vuorauksen mittaus mittalaitteella (2) suoritetaan ylhäältä.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään kame- 10 ravälinettä (1), joka on sijainniltaan kiinteä ja optiikaltaan (la) kiinteäpolttovälinen.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssikuvan (7) ottaminen tähysmerkistöstä (P, P1-P4) ja vuorauksen referenssimit- 15 tauksen (3d) suorittaminen tehdään ainakin likimain samanaikaisesti tai korkeintaan suhteellisen lyhyen ajan sisällä peräkkäin.

14 98958

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä suoritetaan ka- 20 librointi, joka suoritetaan siten, että käytetään muualla kuin säiliön (3) yhteydessä olevaa toista tähysmerkistöä (PK), joka käsittää ainakin kolme tähysmerkkiä (PK1, PK2, PK3, PK4), ja että kalibroinnissa mittalaite (2) suunnataan vuorollaan toisen tähysmerkistön (PK) eri tähysmerk-25 keihin (PKl, PK2, PK3, PK4) ja takaisinheijastuvan säteilyn perusteella määritetään tämän toisen tähysmerkistön (PK) tähysmerkkien (PKl, PK2, PK3, PK4) sijainti mittalaitteen (2) koordinaatistossa (10) ja näiden tähysmerkkien (PKl, PK2, PK3, PK4) kameravälineeseen (1) nähden tun-30 netun sijaintitiedon tai kameravälineellä (1) kuvattavissa olevan ja kuvainformaation perusteella laskettavissa olevan sijaintitiedon perusteella kalibroidaan mittalaitteen (2) ja kameravälineen (1) keskinäinen sijainti.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että menetelmässä kalibroinnissa 17 98958 tähysmerkistönä (PK, PKl, PK2, PK3, PK4) käytetään kamera-välineeseen (1) kiinteässä tunnetussa yhteydessä olevaa tähysmerkistöä (PK, PKl, PK2, PK3, PK4), joka on suunnattu kohti mittalaitetta (2).

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä kalibroinnissa tähysmerkistönä (PK, PK11, PKl2, PKl3, PKl4) käytetään tähysmerkistöä, joka on muualla kuin kameravälineen (1) yhteydessä ja joka on suunnattu sekä kohti mittalaitetta (2) 10 että kohti kameravälinettä (1), ja että tällöin kalibroinnissa kameravälineellä (1) kuvataan mainittu toinen tähys-merkistö (PK, PK11, PKl2, PKl3, PKl4) tähysmerkistön tä-hysmerkkien (PK, PKll, PK12, PK13, PK14) sijainnin määrittämiseksi myös kameravälineen (1) koordinaatistossa (11).

18 98958