Диагностика промышленных процессов c помощью измерений температуры инфракрасного излучения

Группа изобретений относится к диагностике систем управления и контроля в промышленных процессах. Способ проведения диагностики с помощью полевого устройства и идентификации в ответ на это диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержит этапы, на которых: измеряют инфракрасные излучения из места в промышленном процессе с помощью матрицы инфракрасных датчиков, содержащей множество инфракрасных датчиков; сравнивают выходной сигнал с первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом со второго участка матрицы датчиков; в ответ на сравнение предоставляют выходной сигнал, указывающий диагностируемое состояние, на основе соотношения между выходным сигналом от первого участка матрицы датчиков и выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков, определенного на этапе сравнения. Технический результат заключается в идентификации аномалий в промышленном процессе на основе тепловых изображений. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данное изобретение относится к диагностике систем управления и контроля процессов для использования в промышленных процессах. Конкретнее, данное изобретение относится к диагностике, которая основана на измерениях температуры в промышленных процессах.

[0002] Промышленные процессы используются в производстве и перемещении различных технологических текучих сред. В таких установках используются трубы для транспортировки технологической текучей среды между различными местами такими, как контейнеры или другие емкости. Различные технологические компоненты, которые переносят технологическую текучую среду, соединены с помощью стыков и других средств.

[0003] Качество стыков и других соединений или компонентов в рамках промышленного процесса, которые переносят технологическую текучую среду, имеет тенденцию к снижению и - в конечном счете - к утечке технологических текучих сред, включая газы. Такие утечки могут приводить к градиенту температуры в процессе, который может идентифицировать оператор, физически перемещающийся по промышленной установке и вооруженный переносной тепловизионной камерой. Оператор должен вручную интерпретировать видеоинформацию, чтобы определить, есть ли утечка. Это занимает время и не обеспечивает непрерывный контроль критических точек в рамках процесса.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Диагностическое полевое устройство для идентификации диагностируемого состояния в промышленном процессе включает в себя матрицу инфракрасных датчиков, имеющую множество инфракрасных датчиков, выполненных с возможностью измерения инфракрасных излучений из места в промышленном процессе. Обрабатывающая схема обрабатывает выходные сигналы от множества инфракрасных датчиков матрицы датчиков и генерирует инфракрасное изображение. Диагностирующая схема сравнивает обработанные выходные сигналы, по меньшей мере, с двух участков инфракрасного изображения и предоставляет диагностический выходной сигнал, основанный на этом сравнении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] На фиг. 1 представлен упрощенный чертеж, где показан промышленный процесс, предусматривающий применение диагностического полевого устройства.

[0006] На фиг. 2 представлена упрощенная блок-схема, где показано технологическое полевое устройство с фиг. 1.

[0007] На фиг. 3 представлена упрощенная принципиальная схема, иллюстрирующая одну возможную конфигурацию инфракрасного детектора для использования с полевым устройством, показанным на фиг. 2.

[0008] На фиг. 4 представлена упрощенная принципиальная схема, иллюстрирующая одну возможную конфигурацию обрабатывающей схемы для использования с полевым устройством, показанным на фиг. 2.

[0009] На фиг. 5 представлена упрощенная принципиальная схема, иллюстрирующая еще одну возможную конфигурацию инфракрасного детектора для использования с полевым устройством, показанным на фиг. 2.

[0010] На фиг. 6 представлен возможный вид теплового изображения, генерируемого с помощью теплового детектора согласно данному изобретению.

[0011] На фиг. 7 представлен график, на котором показана зависимость шума от времени, которая иллюстрирует наступление диагностируемого состояния.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0012] Разработана диагностика, с помощью которой можно идентифицировать аномалии в промышленном процессе на основании формирования тепловых изображений, а не на применении тепловых датчиков, которые физически подключены к компонентам промышленного процесса. Кроме того, предлагаемый метод не требует физического визуального контроля процесса оператором. В одном возможном варианте осуществления, для получения теплового изображения процесса используется инфракрасная матрица. Диагностирующая схема осуществляет диагностику путем контроля зависимости, по меньшей мере, между двумя участками теплового изображения. Изменения в этой зависимости могут быть соотнесены с тепловыми диагностируемыми состояниями в промышленном процессе такими, как утечка газов, перегрев электродвигателей или реле, возгорания, выделяющийся хладагент, и т.д. Диагностируемый процесс можно проводить таким образом, что от работника не потребуется попадать в окружающую среду процесса и пользоваться ручной тепловизионной камерой.

[0013] На фиг. 1 представлен упрощенный чертеж, где показан промышленный процесс 10, предусматривающий применение технологического диагностического устройства 12, иллюстрирующего один вариант осуществления изобретения. Устройство 12 может быть технологическим устройством любого типа таким, как автономное устройство, или передатчик либо контроллер технологических параметров. Устройство 12 подключено к некоторому удаленному месту такому, как пункт 16 управления технологическим процессом, посредством двухпроводного контура 18 управления процессом. Например, контур 18 может представлять собой контур, рассчитанный на ток 4-20 мА, который можно также использовать для электропитания устройств, соединенных с контуром 18. Перенос данных по контуру 18 возможен в соответствии с любым подходящим протоколом, например - с уровнем аналогового тока, который изменяется между 4 и 20 мА, протоколом связи HART®, в котором цифровая информация модулируется током 4-20 мА, протоколом связи FieldBus или Profibus, и т.д., включая методы беспроводной связи. Одним примером метода беспроводной связи является протокол связи HART® в соответствии со стандартом IEC 62591 Международной электротехнической комиссии. Для воплощения контура 18 можно использовать стандартные каналы связи Ethernet, волоконно-оптические соединения, или другие каналы связи. Пункт 16 управления включает в себя устанавливаемый по выбору дисплей 19, подробнее рассматриваемый ниже.

[0014] Как изображено на фиг. 1, технологическое устройство 12 включает в себя инфракрасный детектор 100, выполненный с возможностью приема инфракрасного излучения 104, например, из места, где происходит утечка 32 газа. Утечка 32 изображена как происходящая на стыке или в соединении технологической трубы. Детектор 100 может содержать матрицу инфракрасных датчиков. Как подробнее описывается ниже, технологическое устройство 12 выполнено с возможностью обнаружения утечки 32 путем контроля инфракрасного излучения 104.

[0015] На фиг. 2 представлена упрощенная блок-схема, где показано технологическое устройство 12 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Технологическое устройство 12 может быть выполнено как автономное диагностирующее устройство, либо передатчик или контроллер технологических параметров. Устройство 12 включает в себя микропроцессор 24, который работает в соответствии с командами, хранимыми в запоминающем устройстве 26, с частотой, определяемой задающим генератором 28. Для связи по контуру 18 управления процессом используется схема 30 связи (ввода-вывода). В некоторых вариантах осуществления, схема 30 ввода-вывода также обеспечивает электропитание для устройства 12.

[0016] На фиг. 2 также изображен инфракрасный детектор 100, подключенный к обрабатывающей схеме 102. Инфракрасный детектор 100 выполнен с возможностью приема инфракрасного излучения 104 и выдачи теплового изображения. Обрабатывающая схема 102 предоставляет осуществляемую по выбору предварительную обработку обнаруживаемого инфракрасного изображения до предоставления этого изображения в микропроцессор 24. Отметим, что на фиг. 2 также изображены устанавливаемый выбору интерфейсный элемент 20 технологических параметров и интерфейсная схема 22. Интерфейсный элемент 20 может быть датчиком или контроллером технологических параметров.

[0017] Как изображено на фиг. 1 и 2, здесь показан инфракрасный детектор 100. Детектор 100 выполнен с возможностью приема инфракрасного излучения 104, получаемого из промышленного процесса 10, изображенного на фиг. 1. Обнаруживаемое инфракрасное излучение формирует тепловое или инфракрасное изображение промышленного процесса. Это изображение образовано множеством участков, которые соответствуют разным областям в процессе. Инфракрасный детектор 100 предпочтительно является направленным и, как подробнее поясняется ниже, включает в себя множество отдельных инфракрасных датчиков. Эти датчики могут быть отдельными дискретными элементами или могут быть изготовлены в едином устройстве. Выходной сигнал из инфракрасного детектора 100 предоставляется в обрабатывающую схему 102, изображенную на фиг. 2, которая предоставляет обработанный выходной сигнал в микропроцессор 24. Например, обрабатывающая схема 102 может включать в себя усилительную схему, схему ослабления помех, аналого-цифровой преобразователь, схему сравнения и т.д. Выходной сигнал из обрабатывающей схемы 102 предоставляется в микропроцессор 24 в цифровом формате.

[0018] В одной возможной конфигурации, инфракрасный детектор 100 образован, по меньшей мере, из двух отдельных инфракрасных датчиков 120A и 120B, как изображено на фиг. 3. На фиг. 3 показан инфракрасный детектор 100, выполненный с возможностью формирования инфракрасного (или теплового) изображения, которое содержит только два пикселя, сформированные инфракрасными датчиками 120A и 120B. Каждый из этих двух пикселей соответствует участку инфракрасного изображения и измеряет инфракрасное излучение из двух мест 106A, 106B в рамках промышленного процесса 10. Инфракрасные датчики 120A и 120B выполнены с возможностью приема инфракрасного излучения 104A, B, которое проходит через устанавливаемую по выбору инфракрасную линзу, фильтр или другой элемент 130A, B, соответственно. В конфигурации, показанной на фиг. 3, датчики 120A и 120B образованы с помощью транзисторов 132A и 132B, чувствительных к инфракрасному излучению, соответственно, которые подключены к электрическому заземлению через резисторы 122A и 122B. Вместе с тем, изобретение может быть воплощено с помощью тепловых датчиков любого типа, включая термоэлементы, фотодиоды или другие. Транзисторы 132A и 132B подключены к положительному напряжению источника питания и предоставляют выходной сигнал в обрабатывающую схему 102, показанную на фиг. 2, после приема достаточного инфракрасного излучения 104A, B, чтобы «включить» транзисторы 132A, 132B. Хотя на фиг. 3 инфракрасный датчик изображен как воплощенный с помощью транзистора, возможно применение любого типа технологии измерения инфракрасного излучения. Примеры включают в себя чувствительные к инфракрасному излучению диоды, приборы с зарядовой связью (ПЗС), приборы на основе комплементарных структур металл-оксид-полупроводник (КМОП-структур) или другие приборы. В варианте осуществления согласно фиг. 3, показаны два отдельных датчика. Вместе с тем, датчики могут быть скомпонованы в одно- или двумерную матрицу или массив. Таким образом, захватываемое тепловое изображение можно получать с помощью только двух отдельных инфракрасных датчиков, при этом каждый датчик соответствует участку или области в пределах изображения, или может быть образован с помощью большего количества отдельных датчиков, чтобы сформировать матрицу или массив большего размера.

[0019] На фиг. 4 показана упрощенная принципиальная схема одной возможной конфигурации обрабатывающей схемы 102. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, обрабатывающая схема 102 образована с помощью компаратора 140, который принимает выходные сигналы от инфракрасных детекторов 120A и 120B. В конфигурации, показанной на фиг. 4, если выходные сигналы от детекторов 120A и 120B существенно различаются, то компаратор 140 выполнен с возможностью предоставления выходного сигнала высокого логического уровня в микропроцессор 24. Если это желательно, то можно воплотить устанавливаемую по выбору схему 142 смещения. В иллюстративном варианте осуществления, схема 142 воплощена с помощью резистора 144 и переменного резистора 146.

[0020] Во время работы, инфракрасные датчики 120A и 120B направлены (нацелены) на прием инфракрасного излучения 104A и 104B из разных мест 106A и 106B. Инфракрасные излучения из этих двух мест 106A, B затем сравниваются с помощью компаратора 140. В этом варианте осуществления, если дозы инфракрасного излучения из двух мест 106A, 106B отличаются более, чем на заранее определенную величину, в микропроцессор 24 предоставляется выходной сигнал. На основе этого выходного сигнала, микропроцессор 24 и/или обрабатывающая схема 102 работает как диагностирующая схема и идентифицирует диагностируемое состояние в промышленном процессе. В одном аспекте, сравнивая инфракрасные выходные сигналы из двух мест 106A, 106B, диагностирующая схема снижает вероятность ложного обнаружения диагностируемого состояния, например - из-за изменения окружающих условий. В одной возможной конфигурации, запоминающее устройство 26, изображенное на фиг. 2, хранит номинальную зависимость между инфракрасным излучением 104A, 104B, по меньшей мере, из двух мест 106A, 106B. Эта номинальная зависимость может быть линейной зависимостью, при этом сравнение можно проводить между инфракрасными выходными сигналами, а если разность между этими двумя инфракрасными выходными сигналами превышает порог, хранимый в запоминающем устройстве 26, микропроцессор 24 может выдавать выходной сигнал диагностируемого состояния. Вместе с тем, возможно и применение более сложных номинальных зависимостей, включая нелинейные зависимости, а также зависимости, которые включают в себя инфракрасные выходные сигналы из более чем двух мест. Помимо этого номинальная зависимость может быть основана на других состояниях в процессе таких, как технологические параметры процесса, которые измеряются, технологические команды, которые принимаются из контура 18 технологических параметров, и т.д. Таким образом, в некоторых случаях можно ожидать, что в течение некоторых периодов тепловая вариация между местами 106A, B будет изменяться конкретным образом, тогда как в течение других периодов времени проведения процесса такая вариация должна указывать диагностируемое состояние.

[0021] Конкретные места 106A, B можно выбирать по желанию. Например, это могут быть активные компоненты в процессе такие, как клапаны, соленоидные реле, электрические соединения, электродвигатели и т.д. Аналогичным образом, другие элементы, контроль которых возможен, включают в себя стыки, трубы, баки или другие емкости, зоны, в которых происходит сгорание, зоны, в которых происходит выхлоп, такие, как дымовые трубы, и т.д. Конкретная номинальная зависимость, используемая для сравнения, может изменяться со временем или с изменением других условий, а не обязательно является статической зависимостью. Диагностируемое состояние может быть любым состоянием, включая неизвестное состояние, может быть и указанием того, что: компонент перегрет; возникает нежелательное горение; из места происходит утечка водяного пара, газа или другой технологической текучей среды; произошло короткое замыкание; ослабло электрическое соединение или другая ситуация высокого сопротивления и т.д.

[0022] На фиг. 5 представлена упрощенная принципиальная схема еще одного возможного воплощения инфракрасного детектора 100. В варианте осуществления согласно фиг. 5, инфракрасный детектор 100 образован матрицей инфракрасных датчиков 120-1 … 120-N. Эта матрица может быть, например, одномерной линейной матрицей. В еще одной конфигурации, детектор 100 представляет собой двумерную матрицу, например, такую, которую можно найти в тепловизионной системе. Одним примером тепловизионной системы является тепловизионная камера Optrix PI-160. Как изображено на фиг. 5, тепловое излучение 104A, 104B из двух источников 106A, 106B, соответственно, направлены на разные места на датчике 100, вследствие чего активируются разные детекторы 120. Обрабатывающая схема 102 принимает информацию, связанную с интенсивностью теплового излучения, принимаемого каждым из детекторов 120. В одной конфигурации, каждый из детекторов 120 просто предоставляет выходной сигнал, если тепловое излучение, которое он принимает, превышает порог. В еще одном варианте осуществления, выходной сигнал от каждого из детекторов 120 является указывающим на интенсивность принимаемого инфракрасного излучения. Эта информация предоставляется в микропроцессор 24 посредством обрабатывающей схемы 102, которая содержит аналого-цифровой преобразователь. На основе этой информации, микропроцессор 24 может идентифицировать место тепловой аномалии. Микропроцессор 24 может идентифицировать диагностируемое состояние путем сравнения выходных сигналов одного или нескольких детекторов 120, направленных на первое место, с выходными сигналами одного или нескольких детекторов 120, направленных на второе место. На основе этого сравнения можно определить диагностируемое состояние, например, такое, как выделяющийся газ. Выходной сигнал от датчиков 120 может быть взвешен с помощью весовой функции, которая, по желанию, может быть или не быть линейной. Аналогичным образом, весовая функция может быть основана на других входных сигналах, включая информацию от других инфракрасных детекторов, информацию о технологических параметрах, информацию о командах процесса, измерения температуры, информацию о времени и дате и т.д.

[0023] На фиг. 6 показано изображение 150, генерируемое с помощью двумерной матрицы датчиков, такой, как показанная на фиг. 5. На фиг. 6 изображены четыре отдельные зоны A1, A2, A3 и A4. Изображена также зона большего размера, обозначенная символом Avg. Например, одна из областей A1-4 может соответствовать области в окрестности утечки 32, показанной на фиг. 1, а еще одна из зон может соответствовать другой области в промышленном процессе 10, например, той, где утечки газа нет. Микропроцессор 24 может вычислять средние значения, выдаваемые отдельными датчиками в пределах областей A1, A2, A3, A4 и Avg. На основе этих средних значений, разности температур ΔT1, ΔT2, ΔT3 и ΔT4 можно вычислить следующим образом:

ΔT1=A1-A2 Уравнение 1

ΔT2=A3-A4 Уравнение 2

ΔT3-A1-A4 Уравнение 3

ΔT4=A2-A3 Уравнение 4

На основе этих разностей температур можно вычислить максимальные отклонения ΔT в соответствии с уравнением 5:

МаxDev_ ΔT=Maximum(Stdev(ΔT1), Stdev(ΔT2), Stdev(ΔT3), Stdev(ΔT4)) Уравнение 5

[0024] Осуществляя контроль значения MaxDev_ ΔT, можно идентифицировать тепловые события. Например, на фиг. 7 представлен график зависимости шума (в градусах по Фаренгейту) от времени, иллюстрирующий среднеквадратическое отклонение температуры процесса в области, обозначенной символом Avg на фиг. 6, а также график MaxDev_ ΔT в соответствии с уравнением 5. В момент примерно 300 секунд на фиг. 7, происходит утечка водяного пара в изображении 150. Это вызывает большую вариацию в результате в вычисления MaxDev_ ΔT, как изображено на фиг. 7. Микропроцессор 24 может использовать это изменение для обнаружения наступления диагностируемого состояния.

[0025] Хотя вышеизложенное описание относится к сравнению температур в двух зонах в момент времени, для обнаружения вариаций температуры можно использовать любое количество зон. Кроме того, отдельные температуры, включая средние значения температур в пределах зон, а также выходные сигналы от отдельных датчиков (т.е. «пиксели»), можно взвешивать, усреднять или - по желанию - объединять иным образом. Помимо этого можно также получать разность времен между моментами получения различных пикселей.

[0026] В одном примере конфигурации, информацию, относящуюся к выходным сигналам от каждого из отдельных датчиков 120, можно передавать обратно в центральный пункт, такой, как пункт 16 управления, показанный на фиг. 1. В еще одном возможном варианте осуществления, обратно в пункт 16 управления передается набор урезанный информации. Например, такие наборы ограниченной информации включают в себя средние значения температур конкретных зон, только информацию из зон, представляющих интерес, или выбранных зон, информацию, относящуюся к сравнению уровней температуры с порогом, и т.д. В одном примере конфигурации, элемент 19, показанный в пункте 16 управления на фиг. 1, содержит дисплей для просмотра оператором. Изображения можно хранить в запоминающем устройстве, связанном с дисплеем 19, вследствие чего при обнаружении диагностируемого состояния дисплей 19 может отображать изображение, связанное с местом, где это состояние было обнаружено. Кроме того, область в пределах изображения можно идентифицировать на дисплее 19 на основе информации, предоставляемой устройством 12 по контуру 18 управления процессом. Это позволяет оператору получать визуализацию проблемной зоны без необходимости передачи изображения из устройства 12 по контуру 18 управления процессом, который может иметь ограниченные пропускные способности.

[0027] Инфракрасный детектор 100 и/или обрабатывающая схема 102 может находиться на расстоянии от устройства 12 и осуществлять связь с ним через информационное соединение. Это информационное соединение может представлять собой соединение любого подходящего типа, включая воплощенное методами проводной связи, например, USB-соединение, а также воплощенное методами беспроводной связи, включая беспроводные соединения согласно протоколам WirelessHART®, BlueTooth®, и т.д. Помимо этого инфракрасный детектор 100 и/или обрабатывающую схему 102 можно прикрепить к корпусу устройства 12 или выполнить как единое целое с корпусом устройства 12. В одной конфигурации, оператор может корректировать направление инфракрасного детектора 100 во время установки, чтобы направить детектор к желаемому месту. В еще одном возможном варианте осуществления, предусмотрены исполнительные механизмы для панорамирования или поворота, позволяющие инфракрасному детектору 100 перемещаться во время работы. В одной конфигурации, во время установки используется ручное устройство или аналогичное устройство, вследствие чего персонал монтажной службы может наблюдать тепловой выходной сигнал от детектора 100, гарантируя, что инфракрасный детектор 100 направлен желаемым образом.

[0028] Хотя данное изобретение описано со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в рамках существа и объема притязаний изобретения в него можно внести изменения. Рассмотренный здесь компаратор содержит один тип из схемы аналого-цифрового преобразования. В том смысле, каком он употребляется в данном описании, термин «участок» или «область» относится к чему-то меньшему, чем полное изображение. В типичном случае, участок или область соответствует конкретному месту в рамках промышленного процесса. Тепловое изображение можно получать с помощью стационарного инфракрасного датчика или можно получать посредством перемещения инфракрасного датчика между несколькими участками или областями. В еще одном примере используют линзовый механизм, чтобы получить тепловое изображение от более одного участка или области. Идентификация диагностируемого состояния может быть основана на простом сравнении между областями, на зависимости, наблюдаемой в выходных сигналах датчиков из разных участков или областей, и т.д. Можно использовать простое сравнение с порогом, или более сложные конфигурации, включая, например, нейронные сети, или можно воплотить другую логику. Кроме того, определение диагностируемого состояния может быть основано на некотором дополнительном входном сигнале, таком, как технологический параметр. Помимо этого определение может быть основано на сравнении зависимости между участками теплового изображения, количество которых больше двух. Возможен контроль любого количества участков. Определение диагностируемого состояния также может зависеть от текущего момента времени, измеряемых технологических параметров, конкретного состояния, в котором находится процесс, и т.д. Можно осуществлять контроль статистических зависимостей между несколькими участками как тенденций. Диагностирующую схему, описанную здесь, можно воплотить в аппаратных средствах или программных средствах, причем сюда входят как аналоговые, так и цифровые воплощения. Например, возможно воплощение диагностирующей схемы либо в обрабатывающей схеме 102 или микропроцессоре 24, либо в обоих этих компонентах. В еще одном возможном варианте осуществления, информация о тепловом изображении передается в другое место, где находится диагностирующая схема.

1. Диагностическое полевое устройство для идентификации диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержащее:

матрицу инфракрасных датчиков, содержащую множество инфракрасных датчиков, выполненных с возможностью измерения инфракрасных излучений из места в промышленном процессе;

диагностирующую схему, выполненную с возможностью сравнения выходного сигнала от первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков и в ответ на это предоставления диагностического выходного сигнала, основанного на соотношении между выходным сигналом от первого участка матрицы датчиков и выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков, определенного сравнением.

2. Диагностическое полевое устройство по п. 1, в котором матрица инфракрасных датчиков содержит множество транзисторов, реагирующих на инфракрасное излучение.

3. Диагностическое полевое устройство по п. 1, в котором матрица инфракрасных датчиков выполнена с возможностью обнаружения теплового изображения.

4. Диагностическое полевое устройство по п. 1, включающее в себя интерфейсный элемент технологических параметров.

5. Диагностическое полевое устройство по п. 1, в котором диагностирующая схема включает в себя компаратор, выполненный с возможностью сравнения выходного сигнала с первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом со второго участка матрицы датчиков.

6. Диагностическое полевое устройство по п. 3, в котором диагностирующая схема предоставляет диагностический выходной сигнал на основе разности температур между первым участком теплового изображения и вторым участком теплового изображения.

7. Диагностическое полевое устройство по п. 6, в котором диагностирующая схема идентифицирует максимальное среднеквадратическое отклонение в разности температур и в ответ на это идентифицирует диагностируемое событие.

8. Диагностическое полевое устройство по п. 1, в котором диагностический выходной сигнал содержит указание на выделяющийся газ.

9. Диагностическое полевое устройство по п. 4, в котором диагностический выходной сигнал также зависит от измеряемого технологического параметра.

10. Диагностическое полевое устройство по п. 1, в котором диагностический выходной сигнал включает в себя информацию, относящуюся к тепловому изображению, измеряемому матрицей инфракрасных датчиков, которая передается в другое место.

11. Диагностическое полевое устройство по п. 10, в котором другое место включает в себя хранимое изображение, относящееся к множеству мест в промышленном процессе.

12. Диагностическое полевое устройство по п. 1, включающее в себя линзу, расположенную между множеством инфракрасных датчиков и местом промышленного процесса.

13. Способ проведения диагностики с помощью полевого устройства и идентификации в ответ на это диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержащий этапы, на которых:

измеряют инфракрасные излучения из места в промышленном процессе с помощью матрицы инфракрасных датчиков, содержащей множество инфракрасных датчиков;

сравнивают выходной сигнал с первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом со второго участка матрицы датчиков;

в ответ на это предоставляют диагностический выходной сигнал, указывающий диагностируемое состояние, на основе соотношения между выходным сигналом от первого участка матрицы датчиков и выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков, определенного на этапе сравнения.

14. Способ по п. 13, в котором множество инфракрасных датчиков содержит множество транзисторов, реагирующих на инфракрасное излучение.

15. Способ по п. 13, в котором матрица инфракрасных датчиков выполнена с возможностью обнаружения теплового изображения.

16. Способ по п. 15, включающий в себя вычисление разности температур между первым участком теплового изображения и вторым участком теплового изображения.

17. Способ по п. 16, включающий в себя идентификацию максимального среднеквадратического отклонения в разности температур и в ответ на это идентификацию диагностируемого состояния.

18. Способ по п. 13, в котором диагностический выходной сигнал также зависит от измеряемого технологического параметра.

19. Способ по п. 13, включающий в себя передачу информации, относящейся к тепловому изображению, измеряемому матрицей инфракрасных датчиков, в пункт управления.

20. Диагностическое полевое устройство для идентификации диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержащее:

множество инфракрасных датчиков, выполненных с возможностью захвата инфракрасного изображения промышленного процесса и предоставления первого и второго выходных сигналов датчиков из первой области и второй области, соответственно, инфракрасного изображения; и

диагностирующую схему, выполненную с возможностью сравнения первого и второго выходных сигналов датчиков и в ответ на это предоставления диагностического выходного сигнала, указывающего на наступление теплового диагностируемого состояния в промышленном процессе на основании соотношения между первым и вторым выходными сигналами датчиков, определенного сравнением.

21. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором множество инфракрасных датчиков содержит, по меньшей мере, два отдельных датчика, которые реагируют на инфракрасное излучение.

22. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором множество инфракрасных датчиков содержит матрицу инфракрасных датчиков, выполненных с возможностью обнаружения теплового изображения.

23. Диагностическое полевое устройство по п. 20, включающее в себя интерфейсный элемент технологических параметров.

24. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором диагностирующая схема включает в себя компаратор, выполненный с возможностью сравнения выходных сигналов от множества инфракрасных датчиков.

25. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором диагностирующая схема предоставляет диагностический выходной сигнал на основе разности температур между первой областью инфракрасного изображения и второй областью инфракрасного изображения.

26. Диагностическое полевое устройство по п. 25, в котором диагностирующая схема идентифицирует максимальное среднеквадратическое отклонение в разности температур и в ответ на это идентифицирует диагностируемое состояние.

27. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором диагностический выходной сигнал содержит указание на выделяющийся газ.

28. Диагностическое полевое устройство по п. 23, в котором диагностический выходной сигнал также зависит от измеряемого технологического параметра.

29. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором диагностический выходной сигнал включает в себя информацию, относящуюся к инфракрасному изображению, которая передается в другое место.

30. Диагностическое полевое устройство по п. 29, в котором информация об изображении, относящаяся к множеству мест в промышленном процессе, хранится в другом месте.

31. Диагностическое полевое устройство по п. 20, в котором множество инфракрасных датчиков направлены на первую и вторую области.

32. Диагностическое полевое устройство по п. 20, включающее в себя линзу, расположенную между множеством инфракрасных датчиков и первой и второй областями.

33. Способ проведения диагностики с помощью полевого устройства и идентификации в ответ на это диагностируемого состояния в промышленном процессе, включающий в себя этапы, на которых:

измеряют инфракрасные излучения из первой области и второй области в промышленном процессе с помощью множества инфракрасных датчиков;

сравнивают выходной сигнал от множества инфракрасных датчиков, связанный с инфракрасными излучениями из первой области, с выходным сигналом от множества датчиков, связанным с инфракрасными излучениями из второй области;

в ответ на это, предоставляют диагностический выходной сигнал, указывающий диагностируемое состояние, на основе соотношения между выходными сигналами, определенного на этапе сравнения.

34. Способ по п. 33, в котором множество инфракрасных датчиков содержит, по меньшей мере, два отдельных датчика, которые реагируют на инфракрасное излучение.

35. Способ по п. 33, в котором множество инфракрасных датчиков содержит матрицу инфракрасных датчиков, выполненных с возможностью обнаружения теплового изображения.

36. Способ по п. 33, включающий в себя вычисление разности температур между первой областью и второй областью.

37. Способ по п. 36, включающий в себя идентификацию максимального среднеквадратического отклонения в разности температур и в ответ на это идентификацию диагностируемого состояния.

38. Способ по п. 33, в котором диагностический выходной сигнал также зависит от измеряемого технологического параметра.

39. Способ по п. 33, включающий в себя передачу информации, относящейся к тепловому изображению, измеряемому множеством инфракрасных датчиков, в пункт управления.

40. Способ по п. 33, включающий в себя нацеливание множества инфракрасных датчиков на первую и вторую области.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для технической диагностики качества неоднородных конструкций, например зданий и сооружений, по сопротивлению теплопроводности в условиях нестационарных внешних воздействий.

Изобретение относится к области устройств, моделирующих курение табачных сигарет. Сборку и качество электронной сигареты ("e-Cig") можно тестировать и проверить с использованием технологий формирования изображения.

Изобретение относится к области управления работой двигателя внутреннего сгорания, в частности к диагностике неисправности датчиков влажности. Способ диагностики для емкостного датчика влажности, содержащего нагреватель и элемент считывания емкости, который по отдельности идентифицирует ухудшение характеристик нагревателя, элемента считывания температуры или элемента считывания емкости.

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для оценки надежности сложных пространственных конструкций из композитных материалов.

Изобретение относится к испытательной технике. Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов включает нагрев наружной поверхности обтекателя за счет пропускания электрического тока через нагреватели, расположенные к наружной поверхности обтекателя с зазором, и измерение температуры.

Изобретение относится к контрольно-диагностическим технологиям, может быть использовано для обнаружения и исследования дефектов материала, определения его размеров и идентификации его по химическому составу и дает возможность проводить работы на любых поверхностях, например, интерьеров и экстерьеров музейных комплексов.

Изобретение относится к методике теплопрочностных испытаний носовых обтекателей и передних кромок воздухозаборника гиперзвуковых летательных аппаратов (далее ГЛА) с помощью инфракрасных нагревателей по программе гиперзвукового полета и касается способа создания большой величины плотности теплового потока (4-5 МВт/м2) и последующей передачи его на испытываемый объект в очень короткий срок (менее 0,1 с), в частности, на самую переднюю часть носового обтекателя или переднюю кромку воздухозаборника.

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для лазерного отжига пластин из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества композитных броневых преград. Способ включает установку броневой преграды перед пластиной из пластичного материала, направление с заданной скоростью поражающего элемента на броневую преграду.

Изобретение относится к стенду для испытаний гидромеханических пакеров двустороннего действия. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей стенда.

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их физических свойств, в частности прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий с помощью пневматических или гидравлических средств при высокой температуре, и может быть использовано при проведении испытаний вновь разрабатываемых неметаллических и гибких металлических труб, предназначенных для использования в автоматических установках пожаротушения, в том числе сертификационных испытаниях на пожаростойкость.Способ испытаний неметаллических и гибких металлических труб на пожаростойкость (варианты) и устройство для его реализации (варианты) включает автоматическое поддержание вокруг испытываемой трубы определенной температуры и определенной величины гидравлического или пневматического давления внутри заполненной или незаполненной жидким веществом трубы, непрерывный автоматический контроль за целостным состоянием трубы, а также отключение подачи жидкого или газообразного вещества и отключение нагревателя в случае протечки трубы.
Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть применено в различных видах техники, где используется пневмогидравлическая система. Заявленный способ испытания пневмогидравлической системы включает подачу контрольного газа в пневмогидравлическую систему, контроль испытательного давления в ней и проверку герметичности, при этом после подачи контрольного газа во внутреннюю полость пневмогидравлической системы до закрытых элементов пневмогидравлической арматуры, которые не позволяют перетекание контрольного газа в другие полости пневмогидравлической системы без принудительного открытия элементов пневмогидравлической арматуры, поочередно проверяют функционирование элементов пневмогидравлической арматуры путем их срабатывания, фиксируют перетекание контрольного газа, контролируя наличие испытательного давления контрольного газа в соответствующих полостях пневмогидравлической системы, после чего проводят проверку герметичности заполненных полостей пневмогидравлической системы, после заполнения контрольным газом всей пневмогидравлической системы поочередно сбрасывают контрольный газ из полостей, расположенных за каждым элементом пневмогидравлической арматуры, контролируют испытательное давление на входе в каждый элемент пневмогидравлической арматуры, после чего поочередно производят замер герметичности на выходе каждого элемента пневмогидравлической арматуры, затем сбрасывают контрольный газ из оставшихся заполненных контрольным газом полостей пневмогидравлической системы в последовательности, обеспечивающей несрабатывание элементов пневмогидравлической арматуры, ранее проверенных на функционирование и на герметичность, далее контролируют отсутствие давления контрольного газа во всех полостях пневмогидравлической системы.

Группа изобретений относится к области дистанционного контроля герметичности газонефтесодержащего оборудования и может быть использована для определения места утечки жидкости или газа из магистрального трубопровода, находящегося в траншее под грунтом.
Изобретение относится к ядерный технике. Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем заключается в том, что над ТВС в активной зоне устанавливают устройства контроля герметичности тепловыделяющих сборок и под давлением в теплоноситель подают газ, который вместе с растворенными в теплоносителе газообразными продуктами деления затем выводят из реактора к датчикам контроля радиоактивности.

Изобретение относится к способам и устройствам, предназначенным для контроля герметичности окончательно собранных изделий, в частности неуправляемых реактивных снарядов (НУРС), не имеющих и в конструкции которых не предусматривается специальных подсоединительных устройств (штуцеров, технологических крышек и т.п.) или иных технологических приспособлений для определения их годности по герметичности корпуса в местах соединений составных частей изделия (головная часть, обтекатели, корпус двигателя ракеты, хвостовое оперение и другие узлы и детали) к использованию по прямому назначению.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники, а именно к вакуумным рамкам для проверки изделий на герметичность и к способам изготовления рамок.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Изобретение относится к машиностроению, к стендам для испытаний на усталость золотников и седел запорных клапанов. Представленное устройство состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, седла и взаимодействующего с седлом золотника, установленных в отверстии корпуса, а также штока и нагружающего устройства.

Группа изобретений относится к области контроля герметичности и может быть использована для контроля герметичности газовых или жидкостных трубопроводов с определением координаты места течи.

Группа изобретений относится к диагностике систем управления и контроля в промышленных процессах. Способ проведения диагностики с помощью полевого устройства и идентификации в ответ на это диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержит этапы, на которых: измеряют инфракрасные излучения из места в промышленном процессе с помощью матрицы инфракрасных датчиков, содержащей множество инфракрасных датчиков; сравнивают выходной сигнал с первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом со второго участка матрицы датчиков; в ответ на сравнение предоставляют выходной сигнал, указывающий диагностируемое состояние, на основе соотношения между выходным сигналом от первого участка матрицы датчиков и выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков, определенного на этапе сравнения. Технический результат заключается в идентификации аномалий в промышленном процессе на основе тепловых изображений. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх