RU2608633C1 - Steam boiler water level control device - Google Patents
Steam boiler water level control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608633C1 RU2608633C1 RU2015144604A RU2015144604A RU2608633C1 RU 2608633 C1 RU2608633 C1 RU 2608633C1 RU 2015144604 A RU2015144604 A RU 2015144604A RU 2015144604 A RU2015144604 A RU 2015144604A RU 2608633 C1 RU2608633 C1 RU 2608633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- water
- level
- unit
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/02—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by gauge glasses or other apparatus involving a window or transparent tube for directly observing the level to be measured or the level of a liquid column in free communication with the main body of the liquid
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к паровым котлам и может быть использовано при изготовлении устройств контроля уровня воды в барабане котла.The invention relates to steam boilers and can be used in the manufacture of devices for monitoring the water level in the drum of the boiler.
Эффективная работа парового котла может осуществляться только при условии строгого поддержания уровня воды в его барабане. Стабильность уровня обеспечивается системой автоматического регулирования, в общем случае состоящей из датчика уровня, элемента сравнения (с заданием), усилителя и исполнительного механизма (электрифицированная задвижка). В настоящее время в качестве датчика уровня повсеместно применяется гидростатический метод измерения уровня. Этот метод является косвенным, поскольку измеряются и оцениваются физические величины, косвенно связанные с уровнем. А, именно, величина уровня вычисляется по разности давления в уравнительном сосуде, соединенном с паровым пространством барабана, и давления воды в водяном пространстве барабана котла. Одним из существенных недостатков косвенного (гидростатического) метода является то, что в переходных режимах в течение всего времени растопки (расхолодки) ему присуща высокая погрешность (более 30%). Для уменьшения погрешности требуется коррекция сигнала разности давлений в зависимости от плотности питательной воды по значению избыточного давления в барабане котла (по линии насыщения). Также для уменьшения погрешностей измерения, вызванных охлаждением питательной воды в уравнительном сосуде, применяются дорогостоящие теплоизолированные обогреваемые конденсационные сосуды. Кроме того, для реализации гидростатического метода используются импульсные трубки, соединяющие уровнемерную колонку с дифманометром, которые необходимо периодически продувать, чтобы очищать от грязи и накипи. В качестве недостатков реализации гидростатического метода можно привести высокую стоимость дифманометров и отсекающих клапанов из нержавеющей стали.The efficient operation of a steam boiler can only be carried out if the water level in its drum is strictly maintained. The stability of the level is ensured by an automatic control system, in the general case, consisting of a level sensor, a comparison element (with a task), an amplifier, and an actuator (electrified gate valve). Currently, the hydrostatic level measurement method is widely used as a level sensor. This method is indirect because physical quantities indirectly related to the level are measured and evaluated. Namely, the level value is calculated by the difference between the pressure in the surge vessel connected to the steam space of the drum and the water pressure in the water space of the boiler drum. One of the significant drawbacks of the indirect (hydrostatic) method is that in transitional conditions during the whole time of kindling (cooling), it exhibits a high error (more than 30%). To reduce the error, a correction of the pressure difference signal is required depending on the density of the feed water by the value of the overpressure in the boiler drum (along the saturation line). Also, to reduce the measurement errors caused by cooling the feed water in the equalization vessel, expensive thermally insulated heated condensation vessels are used. In addition, for the implementation of the hydrostatic method, impulse tubes are used that connect the level gauge column with a differential pressure gauge, which must be periodically purged to clean it of dirt and scale. The disadvantages of implementing the hydrostatic method are the high cost of differential pressure gauges and shut-off valves made of stainless steel.
В настоящее время известны оптические средства контроля уровня воды. В частности, известно устройство контроля уровня воды в барабане котла, содержащее водоуказательную колонку, установленную на барабане котла и гидравлически соединенную с полостью барабана, которое содержит последовательно соединенные видеокамеру с цифровым выходом, цифровую линию связи и показывающий прибор, причем видеокамера установлена на барабане котла и ориентирована полем зрения на водоуказательную колонку, а показывающий прибор выполнен в виде монитора, установленного на рабочем месте диспетчера котельной (патент на полезную модель РФ №74207, опубл. 20.06.2008).Optical means for controlling water levels are currently known. In particular, it is known a device for monitoring the water level in a drum of a boiler, comprising a water indicating column mounted on the drum of the boiler and hydraulically connected to the cavity of the drum, which comprises a video camera connected in series with a digital output, a digital communication line and an indicating device, wherein the video camera is mounted on the boiler drum and it is oriented by the field of view to the water-indicating column, and the indicating device is made in the form of a monitor installed at the workplace of the boiler room dispatcher (patent for useful th model of the Russian Federation No. 74207, publ. 06/20/2008).
Также известны технические решения в данной области техники, например JPH 07281701 (A) - 1995-10-27. CN 204128545 (U) - 2015-01-28. JPH 07982238 (A) - 1995-04-11.Technical solutions are also known in the art, for example, JPH 07281701 (A) - 1995-10-27. CN 204128545 (U) - 2015-01-28. JPH 07982238 (A) - 1995-04-11.
К недостаткам вышеуказанных устройств следует отнести нахождение видеокамеры строго в поле зрения водоуказательной колонки, что делает затруднительным прямой визуальный контроль уровня воды. Отсутствие возможности достоверного визуального контроля недопустимо, т.к. при работе котла в нештатном режиме, когда автоматические системы контроля и регулирования не работают, а все управление котлоагрегатом осуществляется вручную, возможна потеря контроля уровня воды оптическими средствами, изображения которых выводятся на электроприбор (компьютер с монитором). В отсутствие возможности достоверного прямого визуального контроля создается высокий риск аварийной ситуации работы парового котла. Кроме того, известные устройства требуют специальных дорогостоящих приспособлений для снижения погрешности измерения уровня воды и позволяют контролировать только уровень воды, тогда как отсутствует возможность регулирования уровня воды в автоматическом режиме.The disadvantages of the above devices include the presence of the camera strictly in the field of view of the water-indicating column, which makes direct visual control of the water level difficult. The lack of reliable visual control is unacceptable, because when the boiler is operating in an emergency mode, when the automatic control and regulation systems do not work, and the entire boiler is controlled manually, it is possible to lose control of the water level by optical means, the images of which are displayed on an electrical device (computer with a monitor). In the absence of the possibility of reliable direct visual control, a high risk of an emergency operation of the steam boiler is created. In addition, the known devices require special expensive devices to reduce the error in measuring the water level and allow you to control only the water level, while there is no possibility of regulating the water level in automatic mode.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство регулирования уровня среды в резервуаре, который для обеспечения визуализации имеет указатель уровня среды, выполненный в боковой стенке резервуара в виде стеклянного окна. Резервуар снабжен трубами для заполнения средой и выпуска среды, в частности смолы. На трубах расположены задвижки в виде электромагнитных клапанов. В устройстве предусмотрена видеокамера, расположенная напротив стеклянного окна, выход которой соединен с входом преобразователя выходного сигнала, который преобразует видеосигнал в сигналы управления клапанами для поддержания постоянной высоты слоя среды в резервуаре (FR 2502358 A1, 24.09.1982).The closest technical solution, selected by the applicant as a prototype, is a device for controlling the level of the medium in the tank, which for visualization has a medium level indicator made in the side wall of the tank in the form of a glass window. The tank is provided with pipes for filling the medium and discharging the medium, in particular resin. On the pipes there are valves in the form of electromagnetic valves. The device has a video camera located opposite the glass window, the output of which is connected to the input of the output signal converter, which converts the video signal into valve control signals to maintain a constant height of the medium layer in the tank (FR 2502358 A1, 09.24.1982).
При использовании известного устройства реализуется возможность регулирования уровня воды в резервуаре в автоматическом режиме, при этом невозможно обеспечить безопасность работы резервуара, поскольку расположение видеокамеры строго напротив стеклянного окна делает затруднительным прямой визуальный контроль уровня. Для паровых котлов, работающих под давлением, прямой визуальный контроль является обязательным. Отсутствие возможности визуального контроля может привести к тому, что в случае сбоя или отказа в системе автоматизации котлов может произойти сбой в регулировании уровня воды в паровом котле, что приведет к созданию аварийной ситуации.When using the known device, it is possible to adjust the water level in the tank in automatic mode, while it is impossible to ensure the safety of the tank, since the location of the camera directly opposite the glass window makes direct visual level control difficult. For steam boilers operating under pressure, direct visual inspection is mandatory. The lack of visual control can lead to the fact that in the event of a malfunction or failure in the automation system of boilers, a malfunction in the regulation of the water level in the steam boiler can occur, which will lead to an emergency.
Техническая задача изобретения - повышение безопасности работы парового котла с автоматическим регулированием уровня воды.The technical task of the invention is to increase the safety of a steam boiler with automatic regulation of the water level.
Технический результат - повышение точности регулирования уровня воды в паровом котле при визуальном и аппаратном его контроле.The technical result is an increase in the accuracy of regulation of the water level in a steam boiler with visual and hardware control thereof.
Техническая задача достигается тем, что устройство регулирования уровня воды парового котла содержит резервуар с указателем уровня среды и видеокамерой, трубопровод с электрифицированной задвижкой, выход с видеокамеры соединен с входом преобразователя выходного сигнала, причем видеокамера вынесена из зоны прямого наблюдения указателя уровня среды и размещена в корпусе, который посредством кронштейна закреплен на указателе уровня среды, на указателе уровня среды дополнительно размещена рамка с метками, а преобразователь сигнала размещен в указанном корпусе и выполняет функции выделения области с изображением указателя уровня среды, распознавания меток, построения шкалы измерения и минимизации перспективных искажений, определения границы двух сред и вычисления значения положения границы сред, выход преобразователя сигнала снабжен интерфейсным блоком и соединен с блоком управления, который формирует управляющий сигнал, выход блока управления соединен с входом блока усиления управляющего сигнала, последний соединен с электрифицированной задвижкой трубопровода.The technical problem is achieved in that the device for controlling the water level of the steam boiler contains a tank with a medium level indicator and a video camera, a pipeline with an electrified valve, the output from the video camera is connected to the input of the output signal converter, and the video camera is removed from the direct observation area of the medium level indicator and placed in the housing , which is mounted on a medium level indicator via an bracket, an additional frame with marks is placed on the medium level indicator, and the signal converter still in the specified housing and performs the functions of selecting an area with an image of a medium level indicator, label recognition, building a measurement scale and minimizing perspective distortions, determining the boundary of two media and calculating the position of the media boundary, the output of the signal converter is equipped with an interface unit and is connected to a control unit, which generates a control signal, the output of the control unit is connected to the input of the control signal amplification unit, the latter is connected to an electrified valve of the pipeline.
Кронштейн для крепления корпуса с видеокамерой и преобразователем сигнала закреплен предпочтительно в верхней части указателя уровня среды. Крепление друг с другом корпуса с видеокамерой и преобразователем сигналов, кронштейна и указателя уровня среды выполнено жестким.The bracket for attaching the housing with a video camera and a signal converter is preferably mounted in the upper part of the medium level indicator. The fastening of the housing with the video camera and signal converter, the bracket and the medium level indicator to each other is made rigid.
Крепление указателя уровня среды к корпусу парового котла выполнено жестким.The fastening of the medium level indicator to the body of the steam boiler is made rigid.
Указатель уровня среды представляет собой водоуказательную колонку с уровнемерным стеклом, дополнительно снабженную рамкой с метками.The medium level indicator is a water-indicating column with level glass, additionally equipped with a frame with marks.
Рамка с метками выполнена предпочтительно прямоугольной формы. В качестве меток на рамку могут быть нанесены любые знаки, которые определяются оптическими средствами. Преимущественно в качестве меток используют графические знаки, выполненные в виде прямоугольников.The label frame is preferably rectangular in shape. As marks on the frame can be applied any signs that are determined by optical means. Mostly, graphic signs made in the form of rectangles are used as marks.
Преобразователь сигнала может быть выполнен в виде процессора или микропроцессора, контроллера или микроконтроллера, электронной платы. Преобразователь сигнала формирует выходной сигнал, пропорциональный значению положения границы сред и видеосигнал с изображением уровнемерного стекла.The signal converter can be made in the form of a processor or microprocessor, controller or microcontroller, electronic circuit board. The signal converter generates an output signal proportional to the value of the position of the media boundary and a video signal with the image of a level glass.
В качестве блока управления может быть использован компьютер или контроллер с монитором. Блок управления сравнивает выходной сигнал с заданным значением и формирует управляющий сигнал, который является разностью входного и заданного сигналов. В качестве блока усиления управляющего сигнала может быть использован любой известный усилитель электрических сигналов.As a control unit, a computer or controller with a monitor can be used. The control unit compares the output signal with the set value and generates a control signal, which is the difference between the input and set signals. As a control signal amplification unit, any known electric signal amplifier can be used.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the claimed technical solution with the prototype shows that it differs in the following features:
- видеокамера вынесена из зоны прямого наблюдения указателя уровня среды и размещена в корпусе;- the video camera is removed from the direct observation area of the medium level indicator and placed in the housing;
- корпус с видеокамерой установлен на кронштейне;- the case with a video camera mounted on the bracket;
- на указателе уровня среды дополнительно размещена рамка с метками;- an additional frame with labels is placed on the medium level indicator;
- преобразователь сигнала снабжен функциями выделения области с изображением уровнемерного стекла, распознавания меток, построения шкалы измерения и минимизации перспективных искажений, определения границы двух сред и вычисления значения положения границы сред;- the signal converter is equipped with the functions of highlighting the area with the image of the level glass, label recognition, building a measurement scale and minimizing perspective distortions, determining the boundary of two media and calculating the value of the position of the media boundary;
- выход преобразователя сигнала снабжен интерфейсным блоком.- the output of the signal converter is equipped with an interface unit.
- преобразователь сигналов размещен в корпусе с видеокамерой;- a signal converter is placed in a housing with a video camera;
- выход преобразователя сигналов соединен с входом блока управления, который формирует управляющий сигнал;- the output of the signal converter is connected to the input of the control unit, which generates a control signal;
- выход блока управления соединен с входом блока усиления управляющего сигнала;- the output of the control unit is connected to the input of the control signal amplification unit;
- блок усиления управляющего сигнала соединен с электрифицированной задвижкой трубопровода.- the control signal amplification unit is connected to an electrified pipeline valve.
Сравнение с известным устройством позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».Comparison with a known device allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."
Изобретение может быть реализовано при помощи известных технических средств, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».The invention can be implemented using known technical means, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".
Повышение точности регулировки уровня воды в паровом котле достигается за счет исключения влияния вибрации уровнемерного стекла и смещения видеокамеры, приводящих к значительным погрешностям измерения уровня воды в барабане парового котла. Исключение вибраций обусловлено жестким креплением указателя уровня среды к барабану котла, а также жестким креплением к указателю уровня среды корпуса с размещенной в нем видеокамерой. Кроме того, точность регулирования уровня воды достигается устранением перспективных искажений, возникающих вследствие непрямой установки камеры за счет наличия рамки с метками, а также за счет снабжения преобразователя сигнала дополнительными функциями.Improving the accuracy of adjusting the water level in the steam boiler is achieved by eliminating the influence of vibration of the level glass and the displacement of the camera, leading to significant errors in measuring the water level in the drum of the steam boiler. The exclusion of vibrations is due to the rigid fastening of the medium level indicator to the boiler drum, as well as the rigid fastening to the medium level indicator of the housing with a video camera located in it. In addition, the accuracy of controlling the water level is achieved by eliminating the perspective distortions arising from the indirect installation of the camera due to the presence of a frame with marks, as well as by providing the signal converter with additional functions.
Для минимизации перспективных искажений преобразователь сигнала снабжен блоком, в котором реализуется алгоритм, основанный на “формуле перспективного преобразования”.To minimize perspective distortions, the signal converter is equipped with a block in which an algorithm based on the “perspective conversion formula” is implemented.
Перспективная трансформация на плоскости задается матрицей преобразования однородных координат.The perspective transformation on the plane is determined by the transformation matrix of homogeneous coordinates.
Эта матрица состоит из восьми значащих элементов (масштабы-повороты (a ij), смещения (dx, dy), перспектива (p1, p2) и одного масштабного коэффициента. Таким образом, чтобы однозначно задать преобразование, нужно иметь 8 уравнений, связывающих эти значения. Четыре точки, каждая с двумя координатами, зададут эти уравнения при условии, что любые три из них не лежат в одной плоскости.This matrix consists of eight significant elements (scale-turns ( a ij ), displacement (d x , d y ), perspective (p 1 , p 2 ) and one scale factor. Thus, in order to uniquely specify the transformation, you need to have 8 equations connecting these values Four points, each with two coordinates, will define these equations, provided that any three of them do not lie in the same plane.
Пусть имеются четыре точки (x1, y1)…(x4, y4) в координатах исходного изображения. Выразим четвертую точку через линейную комбинацию первых трех:Let there be four points (x1, y1) ... (x4, y4) in the coordinates of the original image. Express the fourth point through a linear combination of the first three:
Решение системы даст матрицу преобразования, которая будет переводить (1,0,0) d кратное (x1,y1,1), (0,1,0) в кратное (x2,y2,1), (0,0,1) в (x3,y3,1) и (1,1,1) в (x4,y4,1)Solving the system will give a transformation matrix that will translate (1,0,0) d multiple (x1, y1,1), (0,1,0) into multiple (x2, y2,1), (0,0,1) in (x3, y3,1) and (1,1,1) in (x4, y4,1)
Теперь повторим эти шаги для координат точек в конечном пространстве и получим матрицу B в штрихованных координатах.Now we repeat these steps for the coordinates of the points in the finite space and obtain the matrix B in the hatched coordinates.
Тогда искомая матрица преобразования будет иметь видThen the desired transformation matrix will have the form
C=B⋅A-1 C = B⋅A -1
Матрица A-1 будет преобразовывать исходные координаты точек в промежуточные фиктивные точки (1,0,0), (0,1,0), (0,0,1) и (1,1,1), а матрица B, в свою очередь, преобразует их к желаемым значениям.Matrix A -1 will transform the original coordinates of the points into intermediate dummy points (1,0,0), (0,1,0), (0,0,1) and (1,1,1), and matrix B, into in turn, converts them to the desired values.
Таким образом, C=B⋅A-1 искомая матрица, гдеThus, C = B⋅A -1 is the desired matrix, where
Следует отметить, что заявляемое устройство позволяет осуществить измерение уровня воды в резервуаре котла прямым способом, т.е. без преобразований уровней в водяном и паровом пространствах в давления, а затем в разность давлений, как это осуществляется при традиционном гидростатическом способе.It should be noted that the inventive device allows you to measure the water level in the boiler tank in a direct way, i.e. without conversion of levels in the water and steam spaces into pressure, and then into the pressure difference, as is the case with the traditional hydrostatic method.
В заявляемом устройстве исключается ошибка измерения, связанная с изменением плотности воды, которая в основном проявляется во время переходных процессов, например в процессе растопки и расхолодки парового котла. Значение ошибки, связанной с изменением плотности воды, при традиционном гидростатическом методе может достигать от 30 до 60% рабочего диапазона (Математическая модель системы мониторинга уровня жидкости в барабане котла. С.В. Авраменко, В.П. Тарасюк, ДВНЗ «ДОННТУ», Донецк, 2012 год).In the inventive device eliminates the measurement error associated with a change in the density of water, which mainly manifests itself during transient processes, for example during the kindling and cooling of a steam boiler. The value of the error associated with a change in the density of water with the traditional hydrostatic method can reach 30 to 60% of the operating range (Mathematical model of the system for monitoring the liquid level in the boiler drum. SV Avramenko, VP Tarasyuk, DVNZ DONNTU, Donetsk, 2012).
Экспериментальные данные показывают, что ошибка измерения показаний уровня воды в заявляемом устройстве не превышает ±3% от величины значения рабочего диапазона, это позволяет повысить точность регулирования подачи воды в паровой котел.The experimental data show that the error in measuring the water level in the inventive device does not exceed ± 3% of the value of the operating range, this allows to increase the accuracy of regulation of the water supply to the steam boiler.
Также следует отметить, что вынос видеокамеры из зоны прямого наблюдения позволяет вести прямое визуальное наблюдение за уровнем воды по уравнемерному стеклу, например, в случае нештатной ситуации, вызванной, например, сбоями или отказом автоматики или для обеспечения дополнительного контроля за работой котла.It should also be noted that the removal of the camera from the direct observation zone allows direct visual observation of the water level through the uniform glass, for example, in the event of an emergency caused, for example, by malfunctions or failure of automation or to provide additional control over the operation of the boiler.
При проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была. Поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».When conducting patent information research, the claimed combination of features was not identified. Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На Фиг. 1 схематично изображено заявляемое устройство;In FIG. 1 schematically shows the inventive device;
На Фиг. 2 показана установленная на водоуказательной колонке прямоугольная рамка с метками;In FIG. 2 shows a rectangular frame with labels mounted on a watermark;
На Фиг. 3 показано крепление корпуса с видеокамерой к водоуказательной колонке.In FIG. Figure 3 shows the mounting of the housing with a video camera to a water column.
Устройство содержит водоуказательную колонку 1 с уровнемерным стеклом 2, которое при помощи импульсных трубок 3 и 4 жестко соединено с паровым котлом 5. В верхней части водоуказательной колонки 1 на кронштейне 17 установлен корпус 18, в котором размещена видеокамера 6, при этом видеокамера 6 вынесена из зоны прямого наблюдения. Это не мешает наблюдателю провести прямое визуальное наблюдение уровня воды по уровнемерному стеклу 2. Водоуказательная колонка 1 снабжена рамкой 19 с метками 20. Выход с видеокамеры 6 соединен с входом преобразователя 7 сигнала. В преобразователе 7 сигнала выход с блока выделения 8 области с изображением уровнемерного стекла соединен с входом блока распознавания 9 меток 20, выход которого соединен с входом блока построения шкалы измерений и минимизации перспективных изображений 10, выход с которого соединен с входом блока детектора границы двух сред 11, выход с которого соединен с входом блока вычислителя значений положения границы сред 12, выход с которого соединен с входом интерфейсного блока 13. Выходной сигнал с преобразователя 7 сигнала через последовательно соединенные блок управления 14 и блок усиления 15 управляющего сигнала подается на электрифицированную задвижку 16, установленную на трубопроводе 21 для подачи воды в паровой котел 5.The device comprises a water-indicating
В исходном состоянии вода в резервуаре парового котла 5 отсутствует, в водяном и паровом пространствах резервуара находится газ (воздух), поэтому в уровнемерном стекле 2 водоуказательной колонки 1, жестко соединенной с паровым котлом 5 импульсными трубками 3, 4, среда одна и границы раздела сред нет. При этом на входе блока управления 14 управляющий сигнал равен нулю. Как только уровень воды в резервуаре парового котла 5 превысит отметку импульсной трубки 3, в соответствии с законом сообщающихся сосудов в уровнемерном стекле 2 появится вода и, как следствие, граница раздела сред (вода/воздух). С выхода видеокамеры 6 изображение сосуда с водой поступает на преобразователь 7 сигнала, который посредством последовательно соединенных друг с другом блока выделения сигнала 8, который выделяет область кадра с изображением уровнемерного стекла 2, блока распознавания 9 находит и запоминает метки 20 (прямоугольники) на рамке 19, блока построения шкалы измерений 10 определяет координаты меток 20, на основании формулы перспективного преобразования производится ректификация изображения в плоскости уровнемерного стекла и относительно этих же меток 20 в ректифицированном изображении строится шкала измерений, что позволяет уменьшить до нуля составляющую погрешностей измерения, связанную с перспективными искажениями; блока 11 детектора границ выделяет границу раздела сред; блока 12 вычислителя значения положения уровня по построенной шкале измерений вычисляет значение положения границы раздела сред; посредством интерфейсного блока 13 формирует выходной сигнал, пропорциональный значению положения границы раздела сред, и видеосигнал, несущий изображение уровнемерного стекла. Далее в блоке управления 14 величина сигнала, сформированного преобразователем 7 сигнала, сравнивается с заданным значением, в результате чего формируется разностный сигнал, который проходит через блок усиления 15 и закрывает электрифицированную задвижку 16, уменьшая поступление воды в резервуар парового котла 5. Как только уровень воды в паровом котле 5 будет равен заданному значению, электрифицированная задвижка 16 полностью перекрывается. По мере расходования воды в паровом котле 5 электрифицированная задвижка 16 будет открываться, обеспечивая подачу воды в паровой котел 5, тем самым автоматически поддерживая требуемый уровень воды в паровом котле 5. В течение всего технологического процесса оператор имеет возможность контролировать уровень путем наблюдения за уровнемерным стеклом 2, а также получать данные об уровне среды с преобразователя 7 сигналов, что позволяет повысить безопасность работы парового котла 5.In the initial state, there is no water in the tank of the
Заявляемое изобретение позволяет также повысить точность определения уровня воды в паровом котле, точность регулирования поступления воды в паровой котел, обеспечивает автоматизацию процесса регулирования технологического процесса.The claimed invention also allows to increase the accuracy of determining the water level in a steam boiler, the accuracy of regulating the flow of water into the steam boiler, provides automation of the process control process.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015144604A RU2608633C1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | Steam boiler water level control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015144604A RU2608633C1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | Steam boiler water level control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2608633C1 true RU2608633C1 (en) | 2017-01-23 |
Family
ID=58456918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015144604A RU2608633C1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | Steam boiler water level control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2608633C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109799846A (en) * | 2018-12-31 | 2019-05-24 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | Boiler feedwater sequence logic optimization system and control method |
| CN112561991A (en) * | 2020-11-20 | 2021-03-26 | 西安石油大学 | Level meter image identification method based on SURF (speeded Up robust features) feature extraction and color segmentation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0798238A (en) * | 1993-09-27 | 1995-04-11 | Kiichi Taga | Water gauge using video camera |
| JPH07281701A (en) * | 1994-04-14 | 1995-10-27 | Kiichi Taga | Automatic control with video picture analysis |
| KR100661487B1 (en) * | 2006-06-30 | 2006-12-27 | 제아정보통신(주) | Apparatus for measuring liquid level using fixed camera and method thereof |
| RU74207U1 (en) * | 2008-02-18 | 2008-06-20 | Дмитрий Николаевич Дуньшин | WATER LEVEL CONTROL DEVICE IN THE BOILER DRUM |
| CN203824610U (en) * | 2013-12-31 | 2014-09-10 | 董山山 | Multi-operating mode intelligent boiler drum water level gauge with high validity |
-
2015
- 2015-10-16 RU RU2015144604A patent/RU2608633C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0798238A (en) * | 1993-09-27 | 1995-04-11 | Kiichi Taga | Water gauge using video camera |
| JPH07281701A (en) * | 1994-04-14 | 1995-10-27 | Kiichi Taga | Automatic control with video picture analysis |
| KR100661487B1 (en) * | 2006-06-30 | 2006-12-27 | 제아정보통신(주) | Apparatus for measuring liquid level using fixed camera and method thereof |
| RU74207U1 (en) * | 2008-02-18 | 2008-06-20 | Дмитрий Николаевич Дуньшин | WATER LEVEL CONTROL DEVICE IN THE BOILER DRUM |
| CN203824610U (en) * | 2013-12-31 | 2014-09-10 | 董山山 | Multi-operating mode intelligent boiler drum water level gauge with high validity |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109799846A (en) * | 2018-12-31 | 2019-05-24 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | Boiler feedwater sequence logic optimization system and control method |
| CN109799846B (en) * | 2018-12-31 | 2024-03-19 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | Boiler makeup water sequential control logic optimization system and control method |
| CN112561991A (en) * | 2020-11-20 | 2021-03-26 | 西安石油大学 | Level meter image identification method based on SURF (speeded Up robust features) feature extraction and color segmentation |
| CN112561991B (en) * | 2020-11-20 | 2024-04-09 | 西安石油大学 | Liquid level meter image recognition method based on SURF feature extraction and color segmentation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4018544B2 (en) | Bubble level meter and related methods | |
| US20140305201A1 (en) | Electronic liquid level sensing device and gauge for liquid-immersed power transformers, reactors and similar equipment | |
| US10295450B2 (en) | Apparatus and methods for determining gravity and density of solids in a liquid medium | |
| RU2608633C1 (en) | Steam boiler water level control device | |
| JP4904872B2 (en) | Pressure measuring device | |
| EP2642258A1 (en) | Tank overflow protection system and method | |
| CN104089680A (en) | Liquid level height measuring method and device | |
| JPWO2018105142A1 (en) | Pipe diagnosis method, device and system | |
| JPH03503674A (en) | Volume leak detection system for underground storage tanks, etc. | |
| CN109506540A (en) | The measuring device and measuring method of oil pipe elongation | |
| RU160373U1 (en) | LIQUID SENSOR FOR RESERVOIR | |
| KR101440924B1 (en) | Flowmeter system without contacting fluid and controlling method for the same | |
| US20150300859A1 (en) | Two-phase flow sensor using cross-flow-induced vibrations | |
| RU2589726C2 (en) | System for monitoring leaks of cooling pond of nuclear power plant | |
| JP4782734B2 (en) | Plant measuring instrument calibration support apparatus and plant measuring instrument calibration support method | |
| RU2383059C1 (en) | Automated instructional-laboratory system for determining hydraulic pressure with measurement and processing results in lab view software | |
| US20180321066A1 (en) | Real-time vessel monitoring system | |
| KR20170028527A (en) | Discharge Measurement System For Oil Tank Using Gradient Data | |
| NO327020B1 (en) | Method for calculating boundary layer levels | |
| CN209979019U (en) | Transformer oil level on-line monitoring system with temperature compensation | |
| US20240142100A1 (en) | Liquid level signal correction system and method | |
| JP6591325B2 (en) | Auxiliary water level gauge auxiliary system, its auxiliary method, its auxiliary program and auxiliary water level gauge with auxiliary functions | |
| JP4944622B2 (en) | Flow velocity measurement system | |
| US2851016A (en) | Automatic boiler condition measurement and control | |
| RU143654U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF LIQUID PARAMETERS WHEN MOVING ON PIPELINES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201017 |