METODO PARA EL REGISTRO DE RADIACION TERMICA EN PROCESOS DE PRODUCCION TERMICOS.

Método para el registro de imágenes térmicas mediante cámaras térmicas en un monitor (14),

especialmente para medir la temperatura en procesos de producción térmicos, con una cámara térmica (3) situada en una carcasa con movimiento giratorio (2) y un dispositivo de ventilación, y con una carcasa de base fija (5), a la que llegan cables y líneas de abastecimiento y de señal (7), así como al menos una cámara de suministro de aire (B), la carcasa de base (5) y la carcasa (2) que sostiene la cámara (3) están comunicadas mediante un tubo de unión (8), que sirve como eje de giro, que recibe la corriente de aire y en el que están los cables o líneas de abastecimiento y de señal (7), caracterizado por que se lleva a cabo una sincronización a tiempo real de la posición de la cámara y de la imagen térmica a tiempo real mediante una sincronización absoluta del dispositivo de accionamiento de la cámara con la señal de la cámara, mientras que la cámara (3) se mueve geométricamente a tiempo real de acuerdo con la velocidad de escaneo sobre la superficie que debe supervisarse y las imágenes (15) escaneadas se encajan unas con otras para formar una imagen térmica completa (16) en el monitor (14), de forma que la imagen térmica completa (16) se actualiza continuamente

Método para el registro de radiación térmica en procesos de producción térmicos.

El invento hace referencia a un método para el registro de imágenes térmicas amplias con cámaras térmicas en un monitor, especialmente para medir la temperatura en procesos de producción con una cámara térmica situada en una carcasa con movimiento giratorio y un dispositivo de ventilación.

Los dispositivos para la captación de radiación térmica, como pirómetros, cámaras lineales infrarrojas y cámaras infrarrojas que, debido a un movimiento de traslación o rotación, pueden registrar una superficie de un tamaño superior a la superficie de su sensor sensible a la radiación, se utilizan como sensores térmicos en numerosos sectores industriales para supervisar continuamente procesos térmicos. Con la tecnología de infrarrojos se puede registrar de manera sencilla información térmica sobre la calidad de los productos o la eficiencia de la producción que, con métodos tradicionales, como elementos térmicos o cámaras, no se pueden registrar o sólo de manera insufi- ciente.

Para la supervisión térmica en el ámbito de la prevención contra incendios, por ejemplo, de un depósito de desechos con dimisiones geométricas de hasta 80 m de largo, 30 m de ancho y 30 m de profundidad, una cámara térmica fija, cuya óptica está diseñada de manera que se pueda registrar simultáneamente todo el depósito de desechos, proporciona una resolución geométrica tan pequeña que por ejemplo incendios en el borde del depósito deberían tener un tamaño mínimo de 3 m x 3 m para poder ser detectados como incendios. Sin embargo, las normas de la prevención contra incendios requieren una resolución de 0,4 m x 0,4 m. Por este motivo, no se podría utilizar una cámara de infrarrojos fija en el depósito de desechos.

Normalmente se utilizan dispositivos de desplazamiento para videocámaras normales equipados con una cámara térmica. Debido a la técnica de propulsión, con esta solución sólo es posible registrar una única imagen térmica. Debido a la técnica de propulsión, que sólo alcanza posiciones independientemente de la cámara térmica, únicamente existe la posibilidad de descomponer en pequeñas imágenes térmicas la superficie geométrica del depósito de desechos. Esto se realiza mediante los dispositivos de desplazamiento tradicionales, con los que se capta segmento a segmento la imagen, para así construir gradualmente la imagen térmica completa a partir de imágenes individuales yuxtapuestas. La desventaja es la yuxtaposición discontinua de la imagen infrarroja a una imagen completa. Con este método no es posible una representación de la imagen térmica rápida a tiempo real, aproximadamente 50 imágenes/segundo. Por lo tanto, no es posible observar directamente determinados puntos ni reconocer directamente el lugar de un incendio incipiente. Éste se manifiesta mediante un cambio local rápido debido a un aumento de calor, sobre todo cuando se trata de un fuego sin llamas que no se encuentra en la superficie, sino en un nivel inferior de la montaña de basura y, por lo tanto, sólo se puede identificar mediante su movimiento.

Condicionadas por la situación, al supervisar procesos térmicos las cámaras infrarrojas están expuestas en la mayoría de los casos a una gran carga de temperatura. En particular, cuando se debe registrar una superficie de sensor mayor que la de la cámara, deben moverse los sensores. Es frecuente conectar un sensor, p.ej. una cámara térmica con un dispositivo de escaneo y así controlar la posición de la cámara térmica. Dado que debido a sus características la cámara térmica normalmente no puede superar una temperatura ambiental de 60ºC, ésta se refrigera por lo menos mediante aire, ya que a menudo la temperatura ambiental es muy elevada.

Por ejemplo, en la producción de papel, por motivos de calidad se debe supervisar que el perfil de temperatura de un rodillo alisador se mantenga uniforme. Para ello se escanea el rodillo y durante el escaneo se registra un perfil de temperatura. Aquí están presentes calor extremo, humedad y suciedad. Llega un punto en el que se ensucian los conductos y los cables y todas las partes móviles que componen el sistema de la cámara, de manera que ésta no puede moverse o resulta dañada o totalmente destrozada debido al sobrecalentamiento.

Además, se debe asegurar con un purgador de aire que se evitan agentes externos como el polvo o la contaminación relacionada con la producción. Por ejemplo, en plantas de incineración de basura o en instalaciones para apagar coque se presentan condiciones ambientales de suciedad, de manera que la suciedad llega al objetivo de la cámara. Por este motivo, en los sistemas disponibles actualmente en el mercado se conduce el aire a la cámara mediante una cámara de aire móvil. Asimismo, el suministro de corriente y la señal del sensor deben conducirse a los sensores mediante un cable o empalme de cables móvil. De esta manera, la cámara de aire y los cables se exponen a una temperatura ambiental elevada. Además, estos conductos, cables y conexiones se llevan a cabo de manera mecánica y muy laboriosa, para que así funcionen sin ningún problema durante años.

La desventaja a este respecto es que se han tenido malas experiencias relacionadas con la transmisión del movimiento de la cámara, ya que la carga mecánica y térmica del sistema de medición es demasiado elevada para un funcionamiento continuo durante años. Esto se debe también a que los cables exteriores o los tubos deben moverse. Los cables exteriores y los cables de abastecimiento de aire están expuestos hasta cierto límite a altas temperaturas, debido al funcionamiento climático en verano/invierno y condiciones de producción húmedas o de calor, p.ej. en la supervisión de procedimientos de extinción de carbón ardiente, rodillos calientes en la producción de papel, etc. Las cámaras de abastecimiento de aire y los cables resisten durante un tiempo determinado pero más adelante aparecen grietas en los cables y se ensucia la cámara y sus grupos propulsores y la electrónica. Las variantes en las que, en lugar de con aire, la óptica se mantiene limpia por medio de un limpia lentes colocado en la superficie visible de la cámara, por lo general engrasan, lo que conlleva problemas de visibilidad y de adulteraciones en los valores de medición. Por ello, el sistema de control es muy propenso a sufrir averías.

Además se conoce del DE 36 14 277 A1 un sistema de vigilancia de fuego con un dispositivo de determinación de fuentes de fuego, que está caracterizado por un cabezal detector, que muestra un campo visual y está adaptado para detectar energía de radiación térmica de una superficie supervisada; un dispositivo propulsor de exploración vertical, para permitir que la cabeza detectora explore un área de detección de poca anchura en la superficie de supervisión y un dispositivo propulsor de exploración horizontal para sujetar encima el cabezal detector y los dispositivos propulsores de exploración verticales nombrados, virable en posición horizontal; y un contador para la ejecución de un procesamiento de señales necesario y de una decisión basada en la señal de detección del cabezal detector, que está accionado en dirección vertical y horizontal para explorar toda la superficie de vigilancia. Por consiguiente, esta solución constituye básicamente el procedimiento general en forma de un sistema de vigilancia de fuegos por exploración, para que por medio de un sensor de punto único (pirómetro) se pueda grabar una imagen térmica.

El invento debe conseguir un método para el registro de radiación térmica del tipo nombrado al principio, con el que se pueda conseguir una representación continua de una imagen infrarroja móvil a tiempo real, de forma que se puedan reconocer e interpretar mejor los cambios térmicos, como focos de incendios, en el área supervisada. Además, con el dispositivo se deben proteger todos los elementos sensibles al medio ambiente, como la electrónica, los sensores, cables, etc. de cargas de temperaturas extremas y de medios agresivos y disminuir las cargas mecánicas.

El invento se basa en el conocimiento de que una sincronización a tiempo real de la posición de la cámara y la imagen térmica a tiempo real permiten una representación continuada sincronizada con la cámara y precisa respecto al lugar, de manera que el usuario puede reconocer a tiempo real un cambio térmico, por ejemplo, un incendio y situarlo en el espacio y de que una carga de temperatura o de suciedad excesiva puede dañar o destruir de manera permanente la función de una cámara térmica, pero una corriente continua...

1. Método para el registro de imágenes térmicas mediante cámaras térmicas en un monitor (14), especialmente para medir la temperatura en procesos de producción térmicos, con una cámara térmica (3) situada en una carcasa con movimiento giratorio (2) y un dispositivo de ventilación, y con una carcasa de base fija (5), a la que llegan cables y líneas de abastecimiento y de señal (7), así como al menos una cámara de suministro de aire (B), la carcasa de base (5) y la carcasa (2) que sostiene la cámara (3) están comunicadas mediante un tubo de unión (8), que sirve como eje de giro, que recibe la corriente de aire y en el que están los cables o líneas de abastecimiento y de señal (7), caracterizado por que se lleva a cabo una sincronización a tiempo real de la posición de la cámara y de la imagen térmica a tiempo real mediante una sincronización absoluta del dispositivo de accionamiento de la cámara con la señal de la cámara, mientras que la cámara (3) se mueve geométricamente a tiempo real de acuerdo con la velocidad de escaneo sobre la superficie que debe supervisarse y las imágenes (15) escaneadas se encajan unas con otras para formar una imagen térmica completa (16) en el monitor (14), de forma que la imagen térmica completa (16) se actualiza continuamente.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por que la posición respectiva actual de la cámara (3) representada en el monitor (14) está delimitada mediante las barras de separación (17) de imágenes individuales (15) en la imagen térmica completa (16).

3. El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que se utiliza preferentemente como cámara (3) una cámara infrarroja, una cámara lineal o de imágenes o un pirómetro.

4. El método según las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por que la carcasa (2) que sostiene la cámara (3) se gira por medio de un cojinete giratorio (6) frente a la carcasa de base (5).

5. El método según las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por que la carcasa (2) receptora de la cámara (3) se inclina a un nivel horizontal y rota 360º.

6. El método según las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado por que la carcasa (2) que sostiene la cámara (3) se inclina a un nivel vertical mediante un eje de giro (6) equipado con un mecanismo volcador.

7. El método según las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado por que el movimiento de vuelco y de rotación de la carcasa (2) que sostiene la cámara (3) se controla preferentemente mediante un elemento propulsor (9) integrado en la carcasa de base (5), preferentemente por un motor de avance gradual controlado por un microprocesador.

8. El método según las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizado por que la unidad de mando (10) para el elemento propulsor (9) se conduce a la carcasa de base (5).

9. El método según las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado por que la carcasa de base (5) está provista de al menos una abertura (11,12), por la que pasan los cables y líneas de abastecimiento y de señal así como la cámara de suministro de aire.