Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica y método asociado.

Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica y método asociado.

La presente invención se refiere a un sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica que comprende un robot formado a su vez por un sistema de refrigeración

, otro de posicionamiento y un cabezal sensor que integra un conjunto de elementos que llevan a cabo la detección de defectos en los elementos de la caldera a inspeccionar, donde dicho cabezal sensor incorpora un periscopio abatible que junto con una cámara permite tomar imágenes del interior de la caldera para la posterior inspección y detección de los elementos a presión de la misma, mientras que el método de inspección permite detectar bordes con un cierto ángulo, calculando una máscara específica para cada píxel de la imagen y aplicando la transformada de Hough a la misma.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330303.

Solicitante: IBERDROLA GENERACIÓN, S.A.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FERNANDEZ LOZANO,JUAN JESUS, GARCIA CEREZO,ALFONSO JOSE, OLLERO BATURONE,ANIBAL, MARTÍNEZ DE DIOS,José Ramiro, CASADO ANÍBARRO,Juan Carlos, MARTÍN FERREIRA,Txema, REAL RUBIO,Ignacio, FERNÁNDEZ GARCÍA,Emilio Jesús, POLAINO MARTÍNEZ,José Antonio, FERRÍN POZUELO,Rafael, AGREDANO DE SAN LAUREANO,Daniel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Partes constitutivas > F24H9/20 (Disposición o montaje de dispositivos de control o de seguridad (válvulas de control F16K; dispositivos de seguridad para quemadores F23D; dispositivos para control de la combustión F23N; de sistemas que comprenden un calentador, véanse las subclases apropiadas, p. ej. de sistemas para control de la calefacción F24D 19/10; interruptores automáticos para aparatos de calefacción eléctrica H05B 1/02))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización... > G01B11/30 (para la medida de la rugosidad o la irregularidad de superficies)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Vigilancia; Ensayos > G21C17/01 (Inspección de las superficies internas de las vasijas)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS > SISTEMAS DE CANALIZACIONES; TUBERIAS (distribución... > F17D5/00 (Protección o supervisión de instalaciones (disposiciones para la protección de los cimientos E02D 31/00; protección de tuberías contra daños o desgaste interno o externo F16L 57/00, contra corrosión o incrustación F16L 58/00; investigación de la estanqueidad a fluidos de las estructuras G01M 3/00))
google+ twitter facebookPin it
Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica y método asociado.

Fragmento de la descripción:

Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica y método asociado.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica que comprende un robot formado a su vez por un cabezal sensor que integra un conjunto de elementos que llevan a cabo la detección de 10 defectos en los elementos de la caldera a inspeccionar y un sistema de posicionamiento y refrigeración.

El objeto de la invención consiste en que dicho cabezal sensor incorpora un periscopio abatible que junto con una cámara permite tomar imágenes del interior de la caldera para la posterior 15 inspección y detección de los elementos a presión de la misma, trabajando, gracias al sistema de refrigeración, a una temperatura exterior de unos 100 º C.

Por otra parte, el método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica que permite detectar bordes con un cierto ángulo, calculando 20 una máscara específica para cada píxel de la imagen y aplicando la transformada de Hough a la misma.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen en el estado de la técnica los sistemas de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica que comprenden un robot formado a su vez por un cabezal sensor que integra un conjunto de elementos que llevan a cabo la detección de defectos en los elementos de la caldera a inspeccionar.

Se conocen los cabezales sensores que comprenden un periscopio que junto con una cámara permite tomar imágenes del interior de la caldera para la posterior inspección y detección de los elementos a presión de la misma.

Sin embargo, los cabezales sensores anteriores requieren de un orificio de grandes dimensiones 35 en la pared de la caldera para llevar a cabo la inspección de los elementos a presión del interior de la misma.

Se conocen asimismo métodos de detección de bordes de elementos a inspeccionar que descomponen cada borde en sus componentes verticales y horizontales, por lo que no es 40 posible detectar bordes de un cierto ángulo, con lo que para ciertas perspectivas de la cámara no es posible detectar esos defectos descomponiendo las imágenes en componentes verticales y horizontales.

El sistema y método de la presente invención solventa todos los inconvenientes anteriores. 45

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica que comprende un robot formado a su vez 50 por un cabezal sensor que integra un conjunto de elementos que llevan a cabo la detección de defectos en los elementos de la caldera a inspeccionar.

El cabezal sensor comprende a su vez una cámara para llevar a cabo la visualización de los elementos de la caldera a inspeccionar y un periscopio a través del cual la cámara visualiza el elemento a inspeccionar.

El periscopio es abatible, comprendiendo un primer eje de giro respecto al cabezal sensor, primer eje de giro que es horizontal y está dispuesto en la zona de unión del periscopio al 5 cabezal sensor, lo que permite tanto reducir el tamaño del taladro en la pared de la caldera por donde se introduce el robot, como orientar la cámara hacia la zona delantera del cabezal sensor para poder detectar la presencia de obstáculos.

El periscopio comprende a su vez un segundo eje de giro vertical coincidente con la dirección 10 longitudinal de dicho periscopio, que permite su rotación alrededor de dicho eje para permitir abarcar un campo de visualización de 360º .

El cabezal sensor así constituido reduce la probabilidad de que quede atrapado por irregularidades en las piezas de la caldera. El abatimiento del cabezal está motorizado. 15

De esta manera, el izado y abatimiento del periscopio dentro del cabezal sensor hace que quede protegido de elementos externos durante su extracción e inserción en la caldera.

El robot comprende además un sistema de posicionamiento que permite conocer la situación en el interior de la caldera de las indicaciones detectadas en los elementos de la caldera a 20 inspeccionar y otro sistema de refrigeración que le permite mantener una temperatura de trabajo de los componentes electrónicos en torno a los 40 º C, aunque la temperatura exterior ronde los 100 º C.

Para la operatividad del robot, el sistema comprende además, dispuesto en la pared interior de 25 la caldera, un dispositivo con forma de embudo que coadyuva en la extracción del cabezal del interior de la caldera debido a que ejerce presión contra el periscopio forzando su abatimiento en caso de que algún imprevisto obstaculizase el abatimiento motorizado. El dispositivo con forma de embudo presenta un ángulo de conicidad entre 30º y 60º que transmite al periscopio un elevado par de bajada y que se desplegará en la zona interior del pasamuros a través del 30 cual el robot accederá a la caldera.

El método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica comprende una primera etapa de detección a través de imágenes de los bordes de los elementos a presión y una segunda etapa de búsqueda de grietas y fugas en la 35 superficie de los tubos a inspeccionar donde la primera etapa de detección de los elementos a presión comprende una primera subetapa de calculo de máscaras de convolución específicas para cada uno de los píxeles que forman la imagen.

Esta primera subetapa está basada en métodos de detección de contornos de objetos basados 40 en operadores de moldes y Transformada de Hough empleando la información de la configuración de los tubos.

Una vez detectados los bordes a través de las máscaras de convolución, la primera etapa comprende una segunda subetapa donde se aplica la Transformada de Hough para la 45 búsqueda de bordes que pasan por el punto de fuga de la imagen siendo el espacio transformado unidimensional al contrario que en el caso de la Transformada de Hough clásica, que es de dimensión 2.

A continuación, la primera etapa comprende una tercera subetapa de selección de los tubos como los espacios en la imagen comprendidos entre dos bordes consecutivos, conocida la información de la geometría real de la caldera.

La segunda etapa de búsqueda de grietas y fugas en la superficie de los elementos a presión a inspeccionar está basada en la detección de puntos de alto contraste y bordes irregulares en el interior de los tubos mediante un algoritmo de identificación de zonas en la imagen con alta probabilidad de ser originada por un defecto.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un 10 juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1. Muestra una vista en perspectiva del robot del sistema de alzado del sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica de la presente invención cuando el periscopio se encuentra desplegado. 15

Figura 2. Muestra una vista en perspectiva del cabezal sensor del robot del sistema de alzado del sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica de la presente invención cuando el periscopio...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica que comprende un robot que presenta a su vez un cabezal sensor (1) que comprende una cámara (2) para llevar a cabo la visualización de los elementos de la caldera a 5 inspeccionar y un periscopio (3) a través del cual la cámara visualiza el elemento a inspeccionar caracterizado porque el periscopio (3) es abatible a través de un primer eje de giro (4) horizontal dispuesto en la zona de unión del periscopio (3) al cabezal sensor (1) .

2. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de 10 generación eléctrica según reivindicación 1 caracterizado porque comprende un sistema de refrigeración del robot.

3. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicación 1 caracterizado porque comprende un sistema de 15 posicionamiento de la situación en el interior de la caldera de las indicaciones detectadas en los elementos de la caldera a inspeccionar.

4. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicación 1 caracterizado porque el periscopio (3) comprende un 20 segundo eje de giro (5) vertical coincidente con la dirección longitudinal de dicho periscopio (3) para su rotación alrededor de dicho segundo eje de giro (5) .

5. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque 25 comprende un dispositivo con forma de embudo (11) dispuesto en una pared interior de la caldera, que coadyuva en la extracción del cabezal sensor (1) del interior de la caldera debido a que ejerce presión contra el periscopio forzando su abatimiento.

6. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de 30 generación eléctrica según reivindicación 5 caracterizado porque el dispositivo con forma de embudo (11) se encuentra dispuesto en la parte interior del pasamuros empleado para introducir el robot en la caldera.

7. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicaciones 5 ó 6 caracterizado porque el dispositivo con forma de embudo (11) presenta un ángulo de conicidad entre 30º y 60º , preferentemente 45º .

8. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de 40 generación eléctrica según reivindicación 1 caracterizado porque el cabezal sensor (1) comprende un conjunto de cables (6) accionados desde el exterior de la caldera para llevar a cabo el abatimiento alrededor del primer eje de giro (4) .

9. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de 45 generación eléctrica según reivindicación 4 caracterizado porque el cabezal sensor (1) comprende un mecanismo de rotación motorizada (7) del periscopio para llevar a cabo la rotación alrededor del segundo eje de rotación (5) .

10. Sistema de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de 50 generación eléctrica según reivindicación 9 caracterizado porque el mecanismo de rotación motorizada (7) del periscopio comprende un motor (8) colocado longitudinalmente a lo largo del cabezal sensor (1) que transmite el movimiento mediante un tornillo sin fin (9) a un engranaje (10) , sobre el que se apoya el periscopio (3) cuando éste está desplegado.

11. Método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica llevado a cabo con el sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que comprende una primera etapa de detección a través de imágenes de los bordes de los elementos a presión y una segunda etapa de búsqueda de grietas y fugas en la superficie de 5 los elementos a presión a inspeccionar caracterizado porque la primera etapa comprende una primera subetapa de calculo de máscaras de convolución específicas para cada uno de los píxeles que forman la imagen para detectar líneas en la dirección hacia el punto de fuga.

12. Método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de 10 generación eléctrica según reivindicación 11 caracterizado porque previamente a la primera subetapa se determina el punto de fuga de las imágenes.

13. Método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicación 12 caracterizado porque después de la primera 15 subetapa se lleva a cabo un filtrado a la imagen con las máscaras de convolución creadas, pasando a cada píxel la máscara que mejor se le ajusta.

14. Método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicación 13 caracterizado porque la primera etapa comprende 20 una segunda subetapa donde se aplica la Transformada de Hough para la búsqueda de bordes que pasan por el punto de fuga de la imagen empleando la información de las rectas de los elementos a inspeccionar que pasan por el punto de fuga y seleccionando aquellas que más peso obtienen en dicha transformada de Hough.

15. Método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicación 14 caracterizado porque la primera etapa comprende una tercera subetapa de selección de los elementos a inspeccionar como los espacios en la imagen comprendidos entre dos bordes consecutivos, conocida la información de la geometría real de la caldera. 30

16. Método de inspección de elementos a presión de calderas de recuperación de centrales de generación eléctrica según reivindicación 11 caracterizado porque la segunda etapa de búsqueda de grietas y fugas en la superficie de los elementos a presión a inspeccionar está basada en la detección de puntos de alto contraste y bordes irregulares en el interior de los tubos mediante 35 un algoritmo de identificación de zonas en la imagen con alta probabilidad de ser originada por un defecto.