JP2010190754A - Device and method for diagnosing deterioration of sensor - Google Patents

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Hideaki Tezuka
英昭 手塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily diagnose deterioration of optical fibers without relying on the degree of skill, and perform economical cost reduction in terms of maintenance in a furnace-inside monitoring device. <P>SOLUTION: The deterioration diagnosis system includes: a cylindrical body (23) to which the rear end side of a sensor unit (12) drawn out from a combustion furnace (40) is attached; a light source (21) for diagnosis for making diagnostic light (22) incident on the tip surfaces of optical fibers (11) exposed to the tip of the sensor unit (12) attached to the cylindrical body (23); and an image diagnostic device (30) for displaying a diagnostic image (34) for diagnosing the transmittance of the optical fibers (11), along with picking up an image of the diagnostic light (22) outgoing from the rear end surfaces of the optical fibers (11) exposed to the rear end surface of the sensor unit (12). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃焼炉における炉内の燃焼を監視するために設けられたセンサの劣化診断装置およびその方法に関する。   The present invention relates to a deterioration diagnosis apparatus for a sensor provided for monitoring combustion in a furnace in a combustion furnace and a method thereof.

火力発電所などのボイラや廃棄物処理の焼却炉などの燃焼炉において、バーナーの点火または消火、炉内の燃焼状況などを監視する必要がある。そのために、炉内の火炎を検出する光ファイバスコープを用いた炉内監視装置が使用されている。上記の炉内監視装置には、多くの画像情報を取得するための光センサが設けられている。例えば、100万kWの火力発電所のボイラには、90個以上の光センサが設置されている。   In a combustion furnace such as a boiler of a thermal power plant or an incinerator for waste treatment, it is necessary to monitor the ignition or extinguishing of a burner, the combustion state in the furnace, and the like. For this purpose, an in-furnace monitoring device using an optical fiber scope that detects a flame in the furnace is used. The in-furnace monitoring apparatus is provided with an optical sensor for acquiring a lot of image information. For example, 90 or more optical sensors are installed in the boiler of a 1 million kW thermal power plant.

従来の炉内監視装置50としては、図6(A)に示されているように、燃焼炉60内で燃焼する火炎の光、例えば赤外線61を検出する光センサとして、光ファイバ51を設けたセンサ部52がロッド部53の先端に取り付けられている。そのロッド部53の中間までが燃焼炉60の中に挿入される。   As a conventional in-furnace monitoring device 50, as shown in FIG. 6 (A), an optical fiber 51 is provided as an optical sensor for detecting light of a flame burning in the combustion furnace 60, for example, infrared ray 61. A sensor unit 52 is attached to the tip of the rod unit 53. The middle of the rod portion 53 is inserted into the combustion furnace 60.

センサ部52の本体には、例えば直径約1mmの光ファイバ51を、上下方向に三本並べられて固定されている。それぞれの光ファイバ51の先端端面から、火炎の赤外線61を導き入れる。
各光ファイバ51の先端面から導かれた赤外線61は、ロッド部53の後方側に延伸された伝送用光ファイバ54を経てプロセス演算装置55に伝播される。そのプロセス演算装置55には、PHD(フォトディテクタ)、アンプ、演算回路等が内蔵されている。
光(赤外線61)は、PHDにより電流(抵抗値)に変更され、アンプで増幅されてから演算回路に入力する。そして、炉内に火炎があるかどうか、完全燃焼しているかどうか等が判断(診断)される。判断の結果として、炉内の燃焼状態をコントロールする必要があれば、燃焼炉60への空気流入量を増やして炎を強めたり、運転を停止したりする。
For example, three optical fibers 51 having a diameter of about 1 mm are fixed in the body of the sensor unit 52 in the vertical direction. From the end face of each optical fiber 51, the flame infrared rays 61 are introduced.
Infrared rays 61 guided from the front end surfaces of the optical fibers 51 are propagated to the process operation device 55 through the transmission optical fiber 54 extended to the rear side of the rod portion 53. The process arithmetic unit 55 includes a PHD (photo detector), an amplifier, an arithmetic circuit, and the like.
Light (infrared ray 61) is changed to a current (resistance value) by PHD, amplified by an amplifier, and then input to an arithmetic circuit. Then, it is judged (diagnosis) whether there is a flame in the furnace, whether it is completely burned, or the like. As a result of the determination, if it is necessary to control the combustion state in the furnace, the amount of air flowing into the combustion furnace 60 is increased to strengthen the flame or stop the operation.

なお、上下方向に並んだ三本の光ファイバ51のうち、一番上に位置する光ファイバ51aが水平方向を向き、その下に位置する光ファイバ51bは、約15°の角度で斜め下方向に傾けてあり、一番下の光ファイバ51cは水平方向から約30°の角度で斜め下方向に傾けてある。これは、ひとつの炉内監視装置50にて炉内上下方向の広い範囲を検知できるようにしたものである。   Of the three optical fibers 51 arranged in the vertical direction, the uppermost optical fiber 51a faces the horizontal direction, and the lower optical fiber 51b is obliquely downward at an angle of about 15 °. The lowermost optical fiber 51c is inclined obliquely downward at an angle of about 30 ° from the horizontal direction. This is so that a single in-furnace monitoring device 50 can detect a wide range in the vertical direction in the furnace.

従来の炉内監視装置50としては、特許文献1に示されているものが該当する。その他に、特許文献2、特許文献3などがあげられる。   As the conventional in-furnace monitoring apparatus 50, what is shown by patent document 1 corresponds. In addition, Patent Document 2, Patent Document 3, and the like can be cited.

特開昭61−139726号公報JP-A 61-139726 特開平5−288480号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-288480 特開平11−142238号公報JP-A-11-142238

さて、図6(B)に示されているように、燃焼炉60の内部に晒されている光ファイバ51の先端面には、何らかの化学反応によって不純物が少しずつ蒸着してしまう。この不純物蒸着のため、センサの感度が時間経過に伴って低下することが経験的に知られている(この現象を以下、光ファイバの「経年劣化」と記す)。経年劣化が生じると光ファイバ51における光の透過率が低下するため、定期的に透過率の点検をする必要がある。燃焼が弱いために赤外線の入光量が少ないのか、経年劣化によって赤外線の入光量が少ないのかは、プロセス演算装置55などを用いても判断できないからである。   Now, as shown in FIG. 6B, impurities are gradually deposited on the tip surface of the optical fiber 51 exposed to the inside of the combustion furnace 60 due to some chemical reaction. It is empirically known that the sensitivity of the sensor decreases with time due to this impurity deposition (this phenomenon is hereinafter referred to as “aging over time” of the optical fiber). If the deterioration over time occurs, the light transmittance in the optical fiber 51 is lowered. Therefore, it is necessary to periodically check the transmittance. This is because it is not possible to determine whether the amount of incident infrared light is small due to weak combustion or whether the amount of incident infrared light is small due to aging.

そこで経年劣化を生じているか否かの判断は、炉内監視装置50の保守員が、ボイラの炉壁からロッド部53を抜き出し、そのロッド部53の先端に取り付けられたセンサ部52の光ファイバ51の先端面を目視点検している。この目視点検は、その光ファイバ51が使用可能か否かを、熟練した判断によって決定している。炉内監視装置50に採用されている光ファイバ51の直径は、約1mmという細さであるので、その先端面を見て判断するには熟練が求められるのである。
Accordingly, the determination as to whether or not aging has occurred is made by determining whether the maintenance staff of the in-furnace monitoring device 50 has pulled out the rod part 53 from the furnace wall of the boiler and the optical fiber of the sensor part 52 attached to the tip of the rod part 53 The tip surface of 51 is visually inspected. In this visual inspection, whether or not the optical fiber 51 is usable is determined by skilled judgment. Since the diameter of the optical fiber 51 employed in the in-furnace monitoring device 50 is as thin as about 1 mm, skill is required to make a judgment by looking at its tip surface.

さて、現在の経年劣化の判断方法では、保守員の技能によるところが大きく、劣化状況についての判断にばらつきがある、と考えられる。したがって、その劣化判断の精度は、必ずしも高くない可能性がある。 すなわち、劣化判断の精度が良くないために、実際には使えるのに廃棄している可能性がある。この場合は、センサ部52に用いられる光ファイバ51は高価なものであるので、経済的に大きな損失が生じる。一方、光ファイバ51が十分経年劣化しているのに使用可能と判断され、継続使用された場合は、ボイラを運転しようとしても安全装置が働き、運転できないため、この場合も経済的な損失が生じる。   The current method for determining deterioration over time is largely due to the skill of maintenance personnel, and it is considered that there are variations in the determination of the deterioration status. Therefore, the accuracy of the deterioration determination may not necessarily be high. In other words, since the accuracy of the deterioration determination is not good, there is a possibility that it is actually used but discarded. In this case, since the optical fiber 51 used for the sensor unit 52 is expensive, a large loss occurs economically. On the other hand, if it is determined that the optical fiber 51 is sufficiently aged but can be used, and if it is used continuously, the safety device will work and cannot be operated even if the boiler is operated. Arise.

本発明が解決しようとする課題は、ボイラに用いられるセンサの劣化診断において、熟練度に頼らずに診断が可能な技術を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a technique capable of diagnosing deterioration of a sensor used in a boiler without depending on skill level.

(第一の発明)
本願における第一の発明は、燃焼炉(40)の内部空間からの光(41)を燃焼炉(40)の外部に取り出すために前記燃焼炉(40)に装着するロッド部(13)と、 そのロッド部(13)に装着されるセンサ部(12)と、 そのセンサ部(12)に保持されて燃焼炉(40)内からの光(41)を導き入れて外部に取り出すための一本以上の光ファイバ(11)と、 その光ファイバ(11)にて導かれた光(41)を入力するプロセス演算装置(15)と、を備えた炉内監視装置(10)において、前記光ファイバ(11)の透過率を診断するセンサ劣化診断装置(20)に係る。
そのセンサ劣化診断装置(20)は、 上記の燃焼炉(40)から抜き出したセンサ部(12)の後端側を取り付ける筒状体(23)と、 その筒状体(23)に取り付けたセンサ部(12)の先端に露出した光ファイバ(11)の先端面に診断用光(22)を入射する診断用光源(21)と、 前記センサ部(12)の後端面に露出した光ファイバ(11)の後端面から出射する診断用光(22)を撮像するとともに、前記光ファイバ(11)の透過率を診断するための診断画像(34)を表示する画像診断装置(30)とを備える。
(First invention)
The first invention in the present application, the rod portion (13) attached to the combustion furnace (40) for extracting light (41) from the internal space of the combustion furnace (40) to the outside of the combustion furnace (40), A sensor part (12) attached to the rod part (13), and one piece for guiding the light (41) from inside the combustion furnace (40) held by the sensor part (12) and taking it out In an in-furnace monitoring device (10) comprising the above optical fiber (11) and a process operation device (15) for inputting light (41) guided by the optical fiber (11), the optical fiber The present invention relates to a sensor deterioration diagnostic apparatus (20) for diagnosing the transmittance of (11).
The sensor deterioration diagnosis device (20) includes a cylindrical body (23) to which the rear end side of the sensor section (12) extracted from the combustion furnace (40) is attached, and a sensor attached to the cylindrical body (23). A diagnostic light source (21) for injecting diagnostic light (22) into the tip surface of the optical fiber (11) exposed at the tip of the section (12), and an optical fiber exposed at the rear end surface of the sensor section (12) ( 11) An image diagnostic device (30) for imaging diagnostic light (22) emitted from the rear end face and displaying a diagnostic image (34) for diagnosing the transmittance of the optical fiber (11) .

(作用)
診断用光源(21)の診断用光(22)が光ファイバ(11)の先端面に入射すると、その光ファイバ(11)内を伝播して当該光ファイバ(11)の後端面から出射する。筒状体(23)の中は真っ暗であるので、光ファイバ(11)の後端面から出射する診断用光(22)は明瞭である。その診断用光(22)は画像診断装置(30)により撮像され、診断画像(34)に表示される。
その診断画像(34)はセンサ部(12)の光ファイバ(11)の透過率を反映しているので客観的であり、劣化診断に熟練していなくても容易にかつ精度良く診断することができる。
(Function)
When the diagnostic light (22) of the diagnostic light source (21) is incident on the front end surface of the optical fiber (11), it propagates through the optical fiber (11) and exits from the rear end surface of the optical fiber (11). Since the cylindrical body (23) is completely dark, the diagnostic light (22) emitted from the rear end face of the optical fiber (11) is clear. The diagnostic light (22) is captured by the diagnostic imaging apparatus (30) and displayed on the diagnostic image (34).
The diagnostic image (34) is objective because it reflects the transmittance of the optical fiber (11) of the sensor unit (12), and it can be diagnosed easily and accurately even if it is not skilled in degradation diagnosis. it can.

(第一の発明のバリエーション1)
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、 前記診断用光源(21)が発生する診断用光(22)は、光の照度が空間的に一定なフラット照明とする。
(Variation 1 of the first invention)
The first invention can also provide the following variations.
That is, the diagnostic light (22) generated by the diagnostic light source (21) is flat illumination in which the illuminance of light is spatially constant.

(作用)
前記診断用光源(21)がフラット照明であるので、特に複数本の光ファイバ(11)を使用しているときは、複数本の光ファイバ(11)に入射する明るさのバラツキが小さいので、複数本の光ファイバ(11)を比較してその透過率を診断することができる。
(Function)
Since the diagnostic light source (21) is a flat illumination, especially when using a plurality of optical fibers (11), the variation in brightness incident on the plurality of optical fibers (11) is small, The transmittance can be diagnosed by comparing a plurality of optical fibers (11).

(第一の発明のバリエーション2)
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、 前記画像診断装置(30)は、診断画像(34)の輝度を数値化する演算装置(36)と、その演算装置(36)で計算した輝度の測定値を、予め設定した光ファイバ(11)の使用不可能となる輝度のしきい値と比較して光ファイバ(11)の透過率を判断する比較判断装置(37)を備えたセンサ劣化診断装置(20)である。
(Variation 2 of the first invention)
The first invention can also provide the following variations.
That is, the diagnostic imaging device (30) is a computing device (36) that digitizes the brightness of the diagnostic image (34), and a measured value of the brightness calculated by the computing device (36), a preset optical fiber ( This is a sensor deterioration diagnosis device (20) provided with a comparison / determination device (37) for judging the transmittance of the optical fiber (11) in comparison with the threshold value of the unusable luminance in 11).

(作用)
単に、人が診断画像(34)を見て診断するのではなく、診断画像(34)の輝度を数値化して自動的に診断することができる。つまり、輝度の測定値(計算値)が「しきい値」を下回る時に光ファイバ(11)が使用不可能(交換時期)であると、自動的に診断することができる。
(Function)
Instead of simply looking at the diagnostic image (34) and making a diagnosis, the brightness of the diagnostic image (34) can be converted into a numerical value and automatically diagnosed. In other words, when the measured value (calculated value) of the luminance is below the “threshold value”, it can be automatically diagnosed that the optical fiber (11) is not usable (replacement time).

(第一の発明のバリエーション3)
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、 前記画像診断装置(30)は、診断画像(34)の輝度がしきい値に対して何%の差があるかを計算し、この計算値が当該しきい値に到達するまでどれ位の使用期間の余裕があるかを予測し、この予測した情報を通常運転のプロセス演算装置(15)にフィードバックする機能を備えたセンサ劣化診断装置(20)である。
(Variation 3 of the first invention)
The first invention can also provide the following variations.
That is, the diagnostic imaging apparatus (30) calculates how much the luminance of the diagnostic image (34) is different from the threshold value, and how much until the calculated value reaches the threshold value. This is a sensor deterioration diagnosis device (20) having a function of predicting whether there is a surplus of usage period and feeding back the predicted information to the process operation device (15) in normal operation.

(作用)
「しきい値」を客観的に決められるため、不必要に「しきい値」を上げるなどの対策を取ることなく、ほぼ「しきい値」に到達するまで使用することができる。また、光ファイバ(11)の劣化情報を通常運転の炉内監視装置(10)にフィードバックできるので、使用限度のほぼ直前まで使用することができるので、光ファイバ(11)の交換時期を適切にすることができる。その結果、メンテナンス上のコスト削減を図ることができる。
(Function)
Since the “threshold value” can be determined objectively, it can be used until it almost reaches the “threshold value” without taking measures such as unnecessarily increasing the “threshold value”. In addition, since the deterioration information of the optical fiber (11) can be fed back to the in-furnace monitoring device (10) in normal operation, it can be used almost immediately before the use limit, so the replacement time of the optical fiber (11) can be set appropriately. can do. As a result, maintenance cost can be reduced.

(第二の発明)
本願における第二の発明は、 燃焼炉(40)の内部空間からの光(41)を燃焼炉(40)の外部に取り出すために前記燃焼炉(40)に装着するロッド部(13)と、 そのロッド部(13)に装着されるセンサ部(12)と、 そのセンサ部(12)の後端側に取り付けられる筒状体(23)と、 前記センサ部(12)に保持されて燃焼炉(40)内からの光を導き入れて外部に取り出すための一本以上の光ファイバ(11)と、 その光ファイバ(11)にて導かれた光を入力するプロセス演算装置(15)と、を備えた炉内監視装置(10)において、 前記燃焼炉(40)から抜き出された前記ロッド部(13)から取り外された前記センサ部(12)の後端側を前記筒状体(23)に取り付け[T1]て前記光ファイバ(11)の透過率を診断するセンサ劣化診断方法に係る。
すなわち、 前記センサ部(12)の先端に露出した光ファイバ(11)の先端面に診断用光(22)を入射する診断用光入射手順と、 その入射した診断用光(22)が前記光ファイバ(11)を伝播して当該光ファイバ(11)の後端面から出射する診断用光(22)を、前記筒状体(23)の後端側に取り付けた画像診断装置(30)にて撮像する撮像手順と、 その撮像手順にて取得した診断画像(34)に基づいて前記光ファイバ(11)の透過率を診断する画像診断手順と、を含むことを特徴とする。
(Second invention)
The second invention in the present application is the rod part (13) attached to the combustion furnace (40) for taking out light (41) from the internal space of the combustion furnace (40) to the outside of the combustion furnace (40), A sensor part (12) attached to the rod part (13), a cylindrical body (23) attached to the rear end side of the sensor part (12), and a combustion furnace held by the sensor part (12) (40) one or more optical fibers (11) for introducing light from the inside and taking it out to the outside, and a process operation device (15) for inputting the light guided by the optical fiber (11), In the in-furnace monitoring device (10), the rear end side of the sensor part (12) removed from the rod part (13) extracted from the combustion furnace (40) is connected to the cylindrical body (23 ) To the sensor deterioration diagnosis method for diagnosing the transmittance of the optical fiber (11).
That is, a diagnostic light incident procedure in which diagnostic light (22) is incident on the distal end surface of the optical fiber (11) exposed at the distal end of the sensor unit (12), and the incident diagnostic light (22) is the light Diagnostic light (22) propagating through the fiber (11) and exiting from the rear end face of the optical fiber (11) is received by the diagnostic imaging apparatus (30) attached to the rear end side of the cylindrical body (23). An imaging procedure for imaging, and an image diagnostic procedure for diagnosing the transmittance of the optical fiber (11) based on a diagnostic image (34) acquired by the imaging procedure.

(第二の発明のバリエーション1)
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記診断用光入射手順は、光の照度が空間的に一定なフラット照明となる診断用光(22)を入射する。
(Variation 1 of the second invention)
The second invention can also provide the following variations.
That is, in the diagnostic light incident procedure, the diagnostic light (22) that makes the flat illumination whose light illuminance is spatially constant is incident.

(第二の発明のバリエーション2)
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、 前記画像診断手順は、診断用光(22)を撮像した診断画像(34)の輝度を、予め設定した光ファイバ(11)の使用不可能となる輝度のしきい値と比較して光ファイバ(11)の透過率を判断する手順を含むことを特徴とする。
(Variation 2 of the second invention)
The second invention can also provide the following variations.
That is, in the diagnostic imaging procedure, the brightness of the diagnostic image (34) obtained by imaging the diagnostic light (22) is compared with a preset threshold of brightness at which the optical fiber (11) cannot be used. It includes a procedure for determining the transmittance of the fiber (11).

(第二の発明のバリエーション3)
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち 前記画像診断手順は、診断画像(34)の輝度がしきい値に対して何%の差があるかを計算し、この計算値が当該しきい値に到達するまでどれ位の使用期間の余裕があるかを予測し、この予測した情報を通常運転のプロセス演算装置(15)にフィードバックする手順を含むことを特徴とする。
(Variation 3 of the second invention)
The second invention can also provide the following variations.
That is, the diagnostic imaging procedure calculates how much the luminance of the diagnostic image (34) is different from the threshold value, and how long the usage period is until the calculated value reaches the threshold value. It includes a procedure for predicting whether there is room and feeding back the predicted information to the process operation device (15) in normal operation.

請求項1から請求項4に記載の発明によれば、熟練度に頼らずにセンサ劣化診断が可能なセンサ劣化診断装置を提供することができた。
請求項5から請求項8に記載の発明によれば、熟練度に頼らずにセンサ劣化診断が可能なセンサ劣化診断方法を提供することができた。
According to the first to fourth aspects of the invention, it is possible to provide a sensor deterioration diagnosis apparatus that can perform sensor deterioration diagnosis without depending on skill level.
According to the inventions described in claims 5 to 8, it is possible to provide a sensor deterioration diagnosis method capable of performing sensor deterioration diagnosis without depending on skill level.

本発明の実施形態の炉内監視装置におけるセンサ劣化診断装置を示す概略的な説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the sensor deterioration diagnostic apparatus in the in-furnace monitoring apparatus of embodiment of this invention. ( A)は、図1の矢視II−II線の平面図で、(B)はセンサ部の斜視図である。(A) is a top view of the arrow II-II line | wire of FIG. 1, (B) is a perspective view of a sensor part. (A)は、図1筒状体及びレンズの詳細図で、(B)は(A)の矢視III−III線の平面図である。(A) is a detailed view of FIG. 1 cylindrical body and a lens, (B) is a top view of the arrow III-III line of (A). 診断用光の概略的な波形図である。It is a schematic waveform diagram of diagnostic light. (A)は3本の光ファイバの診断画像の平面図で、(B)は光ファイバがないときの基礎画像の平面図である。(A) is a plan view of a diagnostic image of three optical fibers, and (B) is a plan view of a basic image when there is no optical fiber. 従来の炉内監視装置を示す概略的な説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the conventional furnace monitoring apparatus.

図1に基づいて説明する。この実施の形態に係る炉内監視装置10は、燃焼炉40内で燃焼する火炎の光の中の例えば赤外線41を検出するセンサとして1本以上の光ファイバ11を保持するセンサ部12がロッド部13の先端に取り付けられている。そのロッド部13の中間までが燃焼炉40の中に挿入されて燃焼炉40に装着される。   This will be described with reference to FIG. In the in-furnace monitoring apparatus 10 according to this embodiment, the sensor unit 12 that holds one or more optical fibers 11 as a sensor that detects, for example, the infrared ray 41 in the light of the flame that burns in the combustion furnace 40 is a rod unit. It is attached to the tip of 13. The middle of the rod portion 13 is inserted into the combustion furnace 40 and attached to the combustion furnace 40.

上記のセンサ部12の本体には、図2(A),(B)に示されているように、例えば3本の直径約1mmの光ファイバ11が上下方向に並べられて保持されており、それぞれの光ファイバ11の先端が露出しており、その先端面から火炎の赤外線41を導光させる。   As shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), for example, three optical fibers 11 having a diameter of about 1 mm are vertically arranged and held in the main body of the sensor unit 12. The tip of each optical fiber 11 is exposed, and the infrared ray 41 of the flame is guided from the tip surface.

上記の3本のうち、上の光ファイバ11は例えば15°の角度で斜め上方向に傾けており、中間の光ファイバ11は横方向に延びており、下の光ファイバ11は例えば15°の角度で斜め下方向に傾けている。このような配置は、炉内の火炎を上下方向で広範囲に検出することが目的である。なお、センサ部12の本体の直径は15mmで、センサ部12の長さは70mmで、ロッド部13の長さは5m(メートル)である。   Of the above three, the upper optical fiber 11 is inclined obliquely upward at an angle of, for example, 15 °, the intermediate optical fiber 11 extends in the lateral direction, and the lower optical fiber 11 is, for example, 15 °. Tilt downward at an angle. Such an arrangement is intended to detect the flame in the furnace in a wide range in the vertical direction. The diameter of the main body of the sensor unit 12 is 15 mm, the length of the sensor unit 12 is 70 mm, and the length of the rod unit 13 is 5 m (meters).

上記のセンサ部12の光ファイバ11で導光した火炎の赤外線41を伝播する3本の伝送用光ファイバ14がロッド部13の後部側から燃焼炉40の外へ延伸され、プロセス演算装置15に接続されている。そのプロセス演算装置15には図示しないPHD(フォトディテクタ)、アンプ、演算回路等が内蔵されている。各伝送用光ファイバ14を伝播した光(赤外線41)はPHDにより電流(抵抗値)に変えられ、アンプで増幅されてから演算回路により火炎の光の状態を監視する。例えば、炉内に火炎があるかどうか、完全燃焼しているかどうかなどが判断(診断)できる。
その診断結果に基づいて、燃焼炉40の運転を停止したり、炎を強めたりすることで、炉内の燃焼状態をコントロールすることができる。
Three transmission optical fibers 14 that propagate the flame infrared rays 41 guided by the optical fiber 11 of the sensor unit 12 are extended from the rear side of the rod unit 13 to the outside of the combustion furnace 40, It is connected. The process arithmetic unit 15 includes a PHD (photo detector), an amplifier, an arithmetic circuit, and the like (not shown). The light (infrared ray 41) propagated through each transmission optical fiber 14 is changed into a current (resistance value) by PHD, amplified by an amplifier, and then the state of flame light is monitored by an arithmetic circuit. For example, it is possible to determine (diagnose) whether there is a flame in the furnace, whether it is completely burned, or the like.
Based on the diagnosis result, the combustion state in the furnace can be controlled by stopping the operation of the combustion furnace 40 or strengthening the flame.

本実施形態のセンサ劣化診断装置20では、上記の炉内監視装置10におけるセンサ部12の光ファイバ11の透過率を診断するために、図1の点線の矢印で示されているように、上記の燃焼炉40から抜き出したセンサ部12の後端側に筒状体23が取り付けられている。   In the sensor deterioration diagnosis device 20 of the present embodiment, in order to diagnose the transmittance of the optical fiber 11 of the sensor unit 12 in the in-furnace monitoring device 10, as shown by the dotted arrow in FIG. A cylindrical body 23 is attached to the rear end side of the sensor unit 12 extracted from the combustion furnace 40.

その筒状体23は、図3(A)に示されているように、本実施形態ではその長さが約90mmの円筒状をなしており、その先端側〔図3(A)において左端側〕にセンサ部12の後端側を着脱可能となっている。なお、センサ部12の後端面には、図3(B)に示されているように、3本の光ファイバ11の後端面が露出している。   As shown in FIG. 3 (A), the cylindrical body 23 has a cylindrical shape with a length of about 90 mm in this embodiment, and the tip side [the left end side in FIG. 3 (A)]. ], The rear end side of the sensor unit 12 is detachable. Note that the rear end surfaces of the three optical fibers 11 are exposed at the rear end surface of the sensor unit 12 as shown in FIG.

再び図1を参照する。上記の筒状体23にセンサ部12を取り付けた後に、そのセンサ部12の先端に露出した光ファイバ11の先端面に診断用光22を入射するための診断用光源21が設けられている。なお、本実施形態では、診断用光源21とセンサ部12の先端面との距離は約20mmである。   Refer to FIG. 1 again. After the sensor unit 12 is attached to the cylindrical body 23, a diagnostic light source 21 is provided for allowing the diagnostic light 22 to enter the distal end surface of the optical fiber 11 exposed at the distal end of the sensor unit 12. In the present embodiment, the distance between the diagnostic light source 21 and the tip surface of the sensor unit 12 is about 20 mm.

診断用光源21としては、光の照度が空間的に一定なフラット照明となる診断用光22を発生する構成であることが望ましい。そのために、例えば反射板などを用いて診断用光源21の光を反射して均一な明るさの診断用光22にすることができる。あるいは、診断用光源21として、青色、赤色、白色等の光を発光するLED(発光ダイオード)を多数配置し、かつその裏面から反射板を用いて反射して均一な明るさにすることができる。以上のように、面発光の照明となる面発光装置を用いることができる。   The diagnostic light source 21 desirably has a configuration that generates diagnostic light 22 that provides flat illumination with a spatially constant illuminance of light. Therefore, for example, the light from the diagnostic light source 21 can be reflected by using a reflector or the like to make the diagnostic light 22 with uniform brightness. Alternatively, as the diagnostic light source 21, a large number of LEDs (light emitting diodes) that emit light of blue, red, white, and the like can be arranged and reflected from the back surface using a reflector to obtain uniform brightness. . As described above, a surface light-emitting device that provides surface-emitting illumination can be used.

更に詳しく説明する。照度が空間的にフラットな診断用光22の波形24は、例えば、図4に示されているように、診断用光22の直径方向の各位置における光強度(照度)で表すと、診断用光22の直径Dの外周側+R、−Rから中心Oに向けて光強度が比較的急な勾配で大きくなり、中心付近の光強度がほぼ同じ平行光、つまり中心付近の照度がフラットな領域25となる。したがって、中心付近の平行光を光ファイバ11の先端面に入射することになる。   This will be described in more detail. For example, the waveform 24 of the diagnostic light 22 having a spatially flat illuminance is represented by the light intensity (illuminance) at each position in the diameter direction of the diagnostic light 22 as shown in FIG. The light intensity increases from the outer peripheral side + R, -R of the diameter D of the light 22 toward the center O with a relatively steep gradient, and the parallel light having the same light intensity near the center, that is, the illuminance near the center is flat. It becomes area 25. Therefore, parallel light near the center is incident on the tip surface of the optical fiber 11.

センサ部12の直径が15mmであるので、上記の診断用光22のフラットな領域25の中心付近の平行光だけが光るように、例えば他の領域をカバーなどで覆うようにして、約40mm四方が光るように小さくしても良い。
以上のように光の照度が空間的に均一な診断用光22を必要とするのは、例えば、図1のように3本の光ファイバ11に照射される明るさがばらついていると、3本の光ファイバ11の劣化状態を適切に比較できないためである。
Since the diameter of the sensor unit 12 is 15 mm, for example, the other region is covered with a cover or the like so that only parallel light near the center of the flat region 25 of the diagnostic light 22 is emitted. You may make it small so that shines.
As described above, the diagnostic light 22 having spatially uniform illuminance is required because, for example, the brightness irradiated to the three optical fibers 11 varies as shown in FIG. This is because the deterioration state of the optical fiber 11 cannot be properly compared.

診断用光源21としては、上述した多数のLEDを使用した面発光装置とすることが望ましい。その理由としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプは、使わなくても自然劣化してしまうが、LEDは寿命が長く、経年的な劣化が少ないためである。   The diagnostic light source 21 is preferably a surface light emitting device using the above-described many LEDs. This is because halogen lamps and metal halide lamps are naturally deteriorated even if they are not used, but LEDs have a long life and have little deterioration over time.

上記の筒状体23の後端側には、前記センサ部12の後端面に露出した光ファイバ11の後端面から出射する診断用光22を撮像し、前記光ファイバ11の透過率を診断するための診断画像34を表示する画像診断装置30が設けられている。
その画像診断装置30としては、上記の診断用光22を撮像する撮像手段としての例えばカメラ31(VTR)が設けられている。そのカメラ31(VTR)は、図3(A)に示されているように、マクロレンズやテレセントリックレンズなどのレンズ32を、例えば複数枚備えている。つまり、レンズ32の本体が筒状体23の後端側に着脱可能に取り付けられている。
On the rear end side of the cylindrical body 23, diagnostic light 22 emitted from the rear end surface of the optical fiber 11 exposed on the rear end surface of the sensor unit 12 is imaged, and the transmittance of the optical fiber 11 is diagnosed. An image diagnostic device 30 for displaying a diagnostic image 34 is provided.
As the diagnostic imaging apparatus 30, for example, a camera 31 (VTR) is provided as imaging means for imaging the diagnostic light 22. As shown in FIG. 3A, the camera 31 (VTR) includes, for example, a plurality of lenses 32 such as a macro lens and a telecentric lens. That is, the main body of the lens 32 is detachably attached to the rear end side of the cylindrical body 23.

筒状体23の先端側にセンサ部12の後端側を取り付けると共に筒状体23の後端側にレンズ32の本体を取り付けると、筒状体23の内部は真っ暗になる。そのために光ファイバ11の後端面から出射する診断用光22は明瞭になり、図5(A)に示されているように、そのレンズ32で拡大した診断画像34をカメラ31(VTR)により得ることができる。診断画像34は、例えば複数枚を重ね合わせてS/Nを上げるとよい。   When the rear end side of the sensor unit 12 is attached to the distal end side of the cylindrical body 23 and the main body of the lens 32 is attached to the rear end side of the cylindrical body 23, the inside of the cylindrical body 23 becomes completely dark. Therefore, the diagnostic light 22 emitted from the rear end face of the optical fiber 11 becomes clear, and a diagnostic image 34 enlarged by the lens 32 is obtained by the camera 31 (VTR) as shown in FIG. be able to. For example, a plurality of diagnostic images 34 may be superimposed to increase the S / N.

その診断画像34に基づいて光ファイバ11の透過率を診断するために診断画像34を表示するモニタ38が備えられている。
上記のレンズ32としては、例えば拡大率が0.75倍のマクロレンズを使用し、カメラ31(VTR)は撮像素子が1/2インチ〜1/3インチの大きさであり、その中に幾百ピクセルが入っている。
A monitor 38 for displaying the diagnostic image 34 is provided for diagnosing the transmittance of the optical fiber 11 based on the diagnostic image 34.
As the lens 32, for example, a macro lens having a magnification factor of 0.75 is used, and the camera 31 (VTR) has an image pickup element of 1/2 inch to 1/3 inch, Contains hundred pixels.

上記の診断画像34について、さらに詳しく説明する。光ファイバ11が劣化しているとき、つまりセンサ部12の光ファイバ11の先端面に蒸着物42が付いているときは、光ファイバ11内を伝播した診断用光22の輝度が低くなるので、この時検出された診断画像34は図5(A)に示されているように、暗くなり輝度が低下する。
光ファイバ11の先端面における蒸着物42の付き状態に応じて診断画像34の輝度が変化してくるので、その診断画像34の輝度により蒸着物42の付き状態を診断することができる。なお、3本の光ファイバ11の診断画像34A,34B,34Cの輝度には、互いに差があるのが一般的である。
The diagnostic image 34 will be described in more detail. When the optical fiber 11 is deteriorated, that is, when the deposit 42 is attached to the front end surface of the optical fiber 11 of the sensor unit 12, the brightness of the diagnostic light 22 that has propagated through the optical fiber 11 is reduced. As shown in FIG. 5A, the diagnostic image 34 detected at this time becomes dark and the luminance decreases.
Since the brightness of the diagnostic image 34 varies depending on the state of attachment of the deposit 42 on the tip surface of the optical fiber 11, the state of attachment of the deposit 42 can be diagnosed by the brightness of the diagnostic image 34. In general, the luminances of the diagnostic images 34A, 34B, and 34C of the three optical fibers 11 are different from each other.

診断画像34の診断(判断)の方法について説明する。
新品の光ファイバ11を購入し、その場合の診断画像34の輝度を基準値とすることが理想的である。しかし、新品の光ファイバ11は非常に高価であるので、現在の使用中の状態で診断する方法を採用している。
A method for diagnosing (determining) the diagnostic image 34 will be described.
Ideally, a new optical fiber 11 is purchased and the brightness of the diagnostic image 34 in that case is used as a reference value. However, since the new optical fiber 11 is very expensive, a method of diagnosing in the current use state is adopted.

その一例としては、上記の3つの診断画像34A,34B,34Cの輝度を互いに比較して相対的に判断する。例えば、診断画像34Aと34Bを比較し、次に診断画像34Bと34Cを比較し、さらに診断画像34Cと34Aを比較することにより相対的な絶対値を出してから「しきい値」を設定する。なお、「しきい値」とは、光ファイバ11が使用不可能となる透過率に対応する診断画像34の輝度をいう。   As an example, the luminances of the three diagnostic images 34A, 34B, and 34C are compared with each other and relatively determined. For example, the diagnostic images 34A and 34B are compared, the diagnostic images 34B and 34C are compared, and the diagnostic images 34C and 34A are compared to obtain a relative absolute value, and then a “threshold value” is set. . The “threshold value” refers to the luminance of the diagnostic image 34 corresponding to the transmittance at which the optical fiber 11 cannot be used.

各診断画像34A,34B,34Cが「しきい値」を下回っているか否かで、センサ部12の3本の光ファイバ11を交換するか否かを判断する。例えば、3つのうちの2つの診断画像34が使用できる輝度であれば、交換せずにそのまま使用できると診断(判断)する。
また、3つのうちの2つの診断画像34が使用できない状態で、かつ1つの診断画像34の劣化がかなり進んでいるときは、交換する必要があると診断(判断)する。
以上の二例は診断基準の例示であり、このように判断の基準はどのようにするかを予め設定し、それに基づいて判断することができる。
Whether or not to replace the three optical fibers 11 of the sensor unit 12 is determined based on whether or not the diagnostic images 34A, 34B, and 34C are below the “threshold value”. For example, if two of the three diagnostic images 34 can be used, the diagnosis is made (judgment) that they can be used as they are without replacement.
Further, when two of the three diagnostic images 34 cannot be used and the deterioration of one diagnostic image 34 is considerably advanced, it is diagnosed (determined) that it is necessary to replace it.
The above two examples are exemplifications of diagnostic criteria, and it is possible to determine in advance based on how the criteria for judgment are set in advance.

他の診断画像34の診断(判断)の方法を説明する。
図5(B)に示されているように、センサ部12に光ファイバ11が入っていない状態を予め画像に撮っておき、これを一つの判断基準の基礎画像39A,39B,39Cとする。この基礎画像39A,39B,39Cは光ファイバ11が入っていないので診断用光22のそれ自体を撮像することになり、その輝度を100%とする。
A method for diagnosing (determining) another diagnostic image 34 will be described.
As shown in FIG. 5B, a state in which the optical fiber 11 is not contained in the sensor unit 12 is taken in advance in an image, and this is set as one judgment reference basic image 39A, 39B, 39C. Since the basic images 39A, 39B, and 39C do not contain the optical fiber 11, the diagnostic light 22 itself is imaged and its luminance is set to 100%.

診断画像34A,34B,34Cに対応する位置の基礎画像39A,39B,39Cと比較することにより各診断画像34A,34B,34Cが何%の輝度であるかを診断することができる。予め「しきい値」の輝度を設定しておくことにより、各診断画像34A,34B,34Cの輝度が前記「しきい値」を下回っているか否かで、センサ部12の3本の光ファイバ11を交換するか否かを判断する。
その結果、上記のような診断画像34の診断(判断)の方法により、モニタ38の画面に拡大された診断画像34に基づいてセンサ部12の光ファイバ11の透過率を熟練者でなくても容易にかつ精度良く診断することができる。
By comparing with the basic images 39A, 39B, and 39C at positions corresponding to the diagnostic images 34A, 34B, and 34C, it is possible to diagnose how much luminance each diagnostic image 34A, 34B, and 34C has. By setting the brightness of the “threshold value” in advance, the three optical fibers of the sensor unit 12 depend on whether or not the brightness of each diagnostic image 34A, 34B, 34C is lower than the “threshold value”. It is determined whether or not 11 is exchanged.
As a result, the transmittance of the optical fiber 11 of the sensor unit 12 based on the diagnostic image 34 enlarged on the screen of the monitor 38 by the method of diagnosis (judgment) of the diagnostic image 34 as described above is not required by an expert. Diagnosis can be made easily and accurately.

上記の画像診断装置30には、光ファイバ11の劣化状態を自動的に診断するために、カメラ31で撮像した診断画像34を輝度などの処理データに変換する画像処理装置33が備えられている。さらに、その処理データにより光ファイバ11の劣化状態を診断するための機能を備えた制御装置35が設けられている。
したがって、カメラ31で撮像した診断用光22の診断画像34は、画像処理装置33により輝度の処理データに変換され、その処理データが制御装置35で分析、比較されることにより光ファイバ11の劣化状態が自動的に診断される。
The image diagnostic apparatus 30 includes an image processing apparatus 33 that converts a diagnostic image 34 captured by the camera 31 into processing data such as luminance in order to automatically diagnose the deterioration state of the optical fiber 11. . Furthermore, the control apparatus 35 provided with the function for diagnosing the degradation state of the optical fiber 11 with the process data is provided.
Therefore, the diagnostic image 34 of the diagnostic light 22 captured by the camera 31 is converted into luminance processing data by the image processing device 33, and the processing data is analyzed and compared by the control device 35, whereby the optical fiber 11 is deteriorated. The condition is automatically diagnosed.

より詳しく説明する。
前述したように上記の診断画像34の輝度は光ファイバ11の先端面の蒸着物42の付き状態に応じて変化してくるので、その診断画像34の輝度により蒸着物42の付き状態を診断することができる。そこで、制御装置35には演算装置36が備えられており、その演算装置36により輝度の処理データの数値化が行われる。
センサ部12の光ファイバ11の使用の可否の診断基準としては、前述したような診断画像34の診断(判断)の方法に基づいて予め「しきい値」を設定しておく。
This will be described in more detail.
As described above, the brightness of the diagnostic image 34 changes according to the attached state of the deposit 42 on the tip surface of the optical fiber 11, so the attached state of the deposited matter 42 is diagnosed by the brightness of the diagnostic image 34. be able to. Therefore, the control device 35 is provided with an arithmetic device 36, and the arithmetic device 36 digitizes the luminance processing data.
As a diagnostic standard for determining whether or not the optical fiber 11 of the sensor unit 12 can be used, a “threshold value” is set in advance based on the diagnosis (judgment) method of the diagnostic image 34 as described above.

前述した幾つかの診断画像34の診断(判断)の方法では蒸着物42が全く付いていない状態の新品の光ファイバ11を用いないで、基準となる輝度の絶対値並びに「しきい値」を設定することについて説明している。その他の方法としては、一回は新品の光ファイバ11を用いて蒸着物42が全く付いていない状態の透過率を絶対値とし、この絶対値に基づいて予め「しきい値」を設定しておくことができる。   In the diagnosis (judgment) methods of some of the diagnostic images 34 described above, the absolute value of the reference brightness and the “threshold value” are set without using the new optical fiber 11 with no deposit 42 attached. It explains about setting. As another method, the transmittance in a state where the new optical fiber 11 is used and the deposit 42 is not attached at all is set as an absolute value, and a “threshold value” is set in advance based on the absolute value. I can leave.

前記の制御装置35には比較判断装置37が備えられており、その比較判断装置37では、上記のように測定した診断画像34の輝度が上記の「しきい値」を下回る時は光ファイバ11が使用不可であると判断(診断)する。この診断により、該当する光ファイバ11を新たに交換する。あるいは、新たなセンサ部12に交換する。   The control device 35 is provided with a comparison / judgment device 37. In the comparison / judgment device 37, when the brightness of the diagnostic image 34 measured as described above falls below the “threshold value”, the optical fiber 11 is used. Is determined to be unusable (diagnostic). With this diagnosis, the corresponding optical fiber 11 is newly replaced. Alternatively, the sensor unit 12 is replaced with a new sensor unit 12.

以上説明したように、いわゆる保守員の判断に頼ることなく、使用限度のほぼ直前まで使用することができるので、メンテナンス上の経済的なコスト削減を図ることができる。単に、人が診断画像34を見て診断するのではなく、診断画像34の輝度を数値化して自動的に診断することもできる。   As described above, since it can be used almost immediately before the use limit without relying on so-called maintenance personnel's judgment, it is possible to reduce the cost of maintenance. Instead of simply diagnosing the diagnosis image 34 by a person, the brightness of the diagnosis image 34 can be converted into a numerical value and automatically diagnosed.

また、上記の「しきい値」に使用期限の余裕を持たせる(「しきい値」のレベルを上げる)ことによって、例えば測定した診断画像34の輝度が「しきい値」を下回ったとしても使用できない状態ではなく、その時点で使用可能な状態の程度や範囲を判断することもできる。
また、上記の画像診断装置30では、演算装置36により、診断画像34の輝度が「しきい値」に対して何%の差があるかを計算し、この計算値が「しきい値」に到達するまでどれ位の使用期間の余裕があるかを予測し、プロセス演算装置15にフィードバックする機能を持たせることができる。
In addition, even if the brightness of the measured diagnostic image 34 is lower than the “threshold value” by giving the above “threshold value” a margin for the expiration date (raising the “threshold value” level), for example. It is also possible to determine the degree and range of the usable state at that time, not the unusable state.
In the above-described diagnostic imaging apparatus 30, the arithmetic unit 36 calculates how much the luminance of the diagnostic image 34 is different from the “threshold value”, and this calculated value becomes the “threshold value”. It is possible to predict how much use period is allowed to reach and reach the process operation device 15 with a feedback function.


上記のことから、「しきい値」を上げるなどの対策を取ることなく、ほぼ「しきい値」に到達するまで使用することができる。また、光ファイバ11の劣化情報を通常運転の炉内監視装置10にフィードバックできるので、使用限度のほぼ直前まで使用することができるので、光ファイバ11の交換時期を適切にすることができ、メンテナンス上の経済的なコスト削減を図ることができる。

From the above, it can be used until it almost reaches the “threshold value” without taking measures such as increasing the “threshold value”. In addition, since the deterioration information of the optical fiber 11 can be fed back to the in-furnace monitoring apparatus 10 in normal operation, it can be used almost immediately before the use limit. The above cost reduction can be achieved.

本発明は、火力発電所などのボイラ、廃棄物処理の焼却炉、鉄鋼や非鉄金属に関わる溶鉱炉、コークス炉、アルミ反射炉、ガラス溶解炉や各種焼成炉などのように、いわゆる燃焼火炎を発生する燃焼炉に用いられる炉内監視装置に利用することができる。
The present invention generates so-called combustion flames, such as boilers for thermal power plants, waste incinerators, blast furnaces related to steel and non-ferrous metals, coke ovens, aluminum reflectors, glass melting furnaces and various firing furnaces. It can utilize for the in-furnace monitoring apparatus used for the combustion furnace to do.

10 炉内監視装置 11 光ファイバ
12 センサ部 13 ロッド部
14 伝送用光ファイバ 15 プロセス演算装置
20 センサ劣化診断装置 21 診断用光源
22 診断用光 23 筒状体
24 波形(診断用光22の) 25 フラットな領域
30 画像診断装置 31 カメラ(撮像手段)
32 レンズ 33 画像処理装置
34,34A,34B,34C 診断画像
35 制御装置 36 演算装置
37 比較判断装置 38 モニタ
39A,39B,39C 基礎画像
40 燃焼炉 41 赤外線(火炎の光)
42 蒸着物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 In-furnace monitoring apparatus 11 Optical fiber 12 Sensor part 13 Rod part 14 Transmission optical fiber 15 Process arithmetic unit 20 Sensor degradation diagnostic apparatus 21 Diagnostic light source 22 Diagnostic light 23 Cylindrical body 24 Waveform (of diagnostic light 22) 25 Flat area 30 Diagnostic imaging device 31 Camera (imaging means)
32 Lens 33 Image processing device 34, 34A, 34B, 34C Diagnostic image 35 Control device 36 Arithmetic device 37 Comparison judgment device 38 Monitor 39A, 39B, 39C Basic image 40 Combustion furnace 41 Infrared ray (flame light)
42 Deposits

Claims (8)

燃焼炉の内部空間からの光を燃焼炉の外部に取り出すために前記燃焼炉に装着するロッド部と、 そのロッド部に装着されるセンサ部と、 そのセンサ部に保持されて燃焼炉内からの光を導き入れて外部に取り出すための一本以上の光ファイバと、 その光ファイバにて導かれた光を入力するプロセス演算装置と、を備えた炉内監視装置において、前記光ファイバの透過率を診断するセンサ劣化診断装置であって、
上記の燃焼炉から抜き出したセンサ部の後端側を取り付ける筒状体と、
その筒状体に取り付けたセンサ部の先端に露出した光ファイバの先端面に診断用光を入射する診断用光源と、
前記センサ部の後端面に露出した光ファイバの後端面から出射する診断用光を撮像するとともに、前記光ファイバの透過率を診断するための診断画像を表示する画像診断装置と、
を備えたセンサ劣化診断装置。
In order to extract light from the internal space of the combustion furnace to the outside of the combustion furnace, a rod part attached to the combustion furnace, a sensor part attached to the rod part, and held by the sensor part from the inside of the combustion furnace An in-furnace monitoring device comprising one or more optical fibers for introducing light and extracting the light to the outside, and a process operation device for inputting the light guided by the optical fiber, the transmittance of the optical fiber A sensor deterioration diagnosis device for diagnosing
A cylindrical body for attaching the rear end side of the sensor unit extracted from the combustion furnace,
A diagnostic light source for injecting diagnostic light into the distal end surface of the optical fiber exposed at the distal end of the sensor unit attached to the cylindrical body;
An image diagnostic apparatus that images diagnostic light emitted from the rear end face of the optical fiber exposed on the rear end face of the sensor unit and displays a diagnostic image for diagnosing the transmittance of the optical fiber;
Sensor deterioration diagnosis device comprising:
前記診断用光源は、光の照度が空間的に一定なフラット照明となる診断用光を発生する構成であることを特徴とする請求項1記載のセンサ劣化診断装置。   2. The sensor deterioration diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the diagnostic light source is configured to generate diagnostic light that is flat illumination in which the illuminance of light is spatially constant. 前記画像診断装置は、診断画像の輝度を数値化する演算装置と、その演算装置で計算した輝度の測定値を、予め設定した光ファイバの使用不可能となる輝度のしきい値と比較して光ファイバの透過率を判断する比較判断装置を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のセンサ劣化診断装置。   The diagnostic imaging apparatus is a computing device that digitizes the brightness of a diagnostic image, and compares the measured brightness value calculated by the computing device with a preset threshold of brightness at which the optical fiber cannot be used. The sensor deterioration diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a comparison / determination apparatus that determines the transmittance of the optical fiber. 前記画像診断装置は、診断画像の輝度がしきい値に対して何%の差があるかを計算し、この計算値が当該しきい値に到達するまでどれ位の使用期間の余裕があるかを予測し、この予測した情報を通常運転のプロセス演算装置にフィードバックする機能を備えていることを特徴とする請求項3に記載のセンサ劣化診断装置。   The diagnostic imaging apparatus calculates how much the luminance of the diagnostic image is different from the threshold value, and how much use time can be left until the calculated value reaches the threshold value. The sensor deterioration diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the sensor deterioration diagnosis apparatus has a function of predicting the predicted value and feeding back the predicted information to a process operation apparatus for normal operation. 燃焼炉の内部空間からの光を燃焼炉の外部に取り出すために前記燃焼炉に装着するロッド部と、 そのロッド部に装着されるセンサ部と、 そのセンサ部の後端側に取り付けられる筒状体と、 前記センサ部に保持されて燃焼炉内からの光を導き入れて外部に取り出すための一本以上の光ファイバと、 その光ファイバにて導かれた光を入力するプロセス演算装置と、を備えた炉内監視装置において、 前記燃焼炉から抜き出された前記ロッド部から取り外された前記センサ部の後端側を前記筒状体に取り付けて前記光ファイバの透過率を診断するセンサ劣化診断方法であって、
前記センサ部の先端に露出した光ファイバの先端面に診断用光を入射する診断用光入射手順と、
その入射した診断用光が前記光ファイバを伝播して当該光ファイバの後端面から出射する診断用光を、前記筒状体の後端側に取り付けた画像診断装置にて撮像する撮像手順と、
その撮像手順にて取得した診断画像に基づいて前記光ファイバの透過率を診断する画像診断手順と、を含むセンサ劣化診断方法。
A rod part attached to the combustion furnace for extracting light from the internal space of the combustion furnace to the outside of the combustion furnace, a sensor part attached to the rod part, and a cylindrical shape attached to the rear end side of the sensor part A body, one or more optical fibers for guiding light from the inside of the combustion furnace held by the sensor unit and taking it out to the outside, and a process arithmetic device for inputting the light guided by the optical fiber, In the in-furnace monitoring apparatus, the sensor deterioration which diagnoses the transmittance | permeability of the said optical fiber by attaching the rear-end side of the said sensor part removed from the said rod part extracted from the said combustion furnace to the said cylindrical body A diagnostic method,
A diagnostic light incident procedure for injecting diagnostic light into the distal end surface of the optical fiber exposed at the distal end of the sensor unit;
An imaging procedure in which diagnostic light that the diagnostic light that has entered the optical fiber propagates through the optical fiber and exits from the rear end surface of the optical fiber is imaged by an image diagnostic apparatus that is attached to the rear end side of the cylindrical body;
An image diagnostic procedure for diagnosing the transmittance of the optical fiber based on a diagnostic image acquired by the imaging procedure.
前記診断用光入射手順は、光の照度が空間的に一定なフラット照明となる診断用光を入射することを特徴とする請求項5に記載の炉内監視装置におけるセンサ劣化診断方法。   6. The method for diagnosing sensor deterioration in an in-furnace monitoring apparatus according to claim 5, wherein in the diagnostic light incident procedure, diagnostic light having flat illumination in which the illuminance of light is spatially constant is incident. 前記画像診断手順は、診断用光を撮像した診断画像の輝度を、予め設定した光ファイバの使用不可能となる輝度のしきい値と比較して光ファイバの透過率を判断する手順を含むことを特徴とする請求項5または請求項6のいずれか記載のセンサ劣化診断方法。   The diagnostic imaging procedure includes a procedure for judging the transmittance of the optical fiber by comparing the brightness of the diagnostic image obtained by imaging the diagnostic light with a preset threshold value of the brightness at which the optical fiber cannot be used. The sensor deterioration diagnosis method according to claim 5, wherein: 前記画像診断手順は、診断画像の輝度がしきい値に対して何%の差があるかを計算し、この計算値が当該しきい値に到達するまでどれ位の使用期間の余裕があるかを予測し、この予測した情報を通常運転のプロセス演算装置にフィードバックする手順を含むことを特徴とする請求項7に記載のセンサ劣化診断方法。   The diagnostic imaging procedure calculates how much the brightness of the diagnostic image is different from the threshold value, and how much time can be used until the calculated value reaches the threshold value. The method for diagnosing sensor deterioration according to claim 7, further comprising: a step of feeding back the predicted information to a process operation device for normal operation.
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