JP2010190754A - Device and method for diagnosing deterioration of sensor - Google Patents
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Abstract
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-
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
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
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
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-
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
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-
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
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。
(
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。
(
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.
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-
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
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
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
Based on the diagnosis result, the combustion state in the furnace can be controlled by stopping the operation of the
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
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
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
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
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
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
As described above, the
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
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
As the diagnostic imaging apparatus 30, for example, a camera 31 (VTR) is provided as imaging means for imaging the
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
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
As the
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
Since the brightness of the
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
Ideally, a new
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
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
Further, when two of the three
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
As shown in FIG. 5B, a state in which the
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
As a result, the transmittance of the
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
Therefore, the
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
As a diagnostic standard for determining whether or not the
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
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
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
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
In the above-described diagnostic imaging apparatus 30, the
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
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
32
42 Deposits
Claims (8)
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.
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---|---|---|---|---|
JP2012247389A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Optical fiber deterioration diagnosis apparatus and optical fiber deterioration diagnosis method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61139726A (en) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Babcock Hitachi Kk | Flame detection apparatus |
JPH01165926A (en) * | 1987-12-22 | 1989-06-29 | Nec Yamagata Ltd | Method for foreseeing deterioration of optical fiber |
JPH07234328A (en) * | 1993-12-29 | 1995-09-05 | Fujikura Ltd | Method for evaluating optical fiber bundle |
JP2005241398A (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Fujikura Ltd | Test method for optical fiber connector end face |
-
2009
- 2009-02-18 JP JP2009035969A patent/JP2010190754A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61139726A (en) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Babcock Hitachi Kk | Flame detection apparatus |
JPH01165926A (en) * | 1987-12-22 | 1989-06-29 | Nec Yamagata Ltd | Method for foreseeing deterioration of optical fiber |
JPH07234328A (en) * | 1993-12-29 | 1995-09-05 | Fujikura Ltd | Method for evaluating optical fiber bundle |
JP2005241398A (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Fujikura Ltd | Test method for optical fiber connector end face |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012247389A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Optical fiber deterioration diagnosis apparatus and optical fiber deterioration diagnosis method |
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