You are hereTechnický boroskop – optická část zařízení na monitorování spalovacích procesů

Technický boroskop – optická část zařízení na monitorování spalovacích procesů


By myska - Posted on 18 Leden 2012

Zvyšování účinnosti spalovacích procesů v různých odvětvích techniky a průmyslu (tepelné elektrárny, teplárny, cementárny, chemické provozy, spalovny odpadu, hutnictví apod.) se v současné době neobejde bez zařízení, které spalovací proces v reálném čase sleduje, přičemž na základě fyzikálních zákonitostí, spojených s hořením plamene, umožňuje ovlivňování tohoto procesu tak, aby při maximální účinnosti spalování paliva bylo dosaženo minimálního znečištění ovzduší.

K tomuto účelu byla navržena metoda video-počítačového sledování, případně měření, spektrální teploty plamene během spalovacího procesu. Aby bylo možno tuto metodu aplikovat, je nutno studovaný hořící plamen zobrazit, a to v různých podmínkách teplotních provozů jednotlivých průmyslových odvětví.

Jak je všeobecně známo, spektrální informace je charakterizována barevnými složkami plamene, tudíž pro monitorování spalovacího procesu se naskýtá možnost využití barevných CCD kamer (nejlépe hranolových kamer se třemi CCD čipy pro červenou, zelenou a modrou složku barevného obrazu). Úroveň intenzity těchto složek se pochopitelně mění v závislosti na ovlivňování procesu hoření, podle složení paliva a přiváděného kyslíku, resp. přídavných plynů. Provedeme-li spektrální rozbor plamene kahanu, tj. zobrazíme-li plamen redukční (obr.1) a oxidační (obr.2), je složený obraz zcela jiného barevného charakteru, jak je zřejmé i očima, bez použití kamery. Barevnou kamerou zobrazený obraz plamene pak zřejmě vykazuje zcela odlišný průběh intenzity složek červeného, zeleného a modrého světla.

Jednou z hlavních podmínek úspěšného řešení tohoto problému je vývoj a realizace optického zařízení zvaného technický boroskop, které v podmínkách různých typů spalovacích provozů s lišícími se typy žárových kotlů umožní kvalitní zobrazení plamene na CCD čip použité barevné kamery.

V článku [1] je podrobně popsána optická část technického boroskopu, tj. optická soustava boroskopu typu A o maximálním průměru optických členů 9 mm a soustava typu B o maximálním průměru optiky 16 mm. Oba typy boroskopů jsou demonstrovány na obr.3 a jsou podrobněji popsány v publikaci [2].

Vývoj a výrobu optické části technického boroskopu výhradně zajišťuje SLO (Společná laboratoř optiky Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci a Fyzikálního ústavu AV ČR v Praze). Mechanická část byla navržena a je dále zdokonalována jak konstrukčně tak i výrobně ve spolupráci SLO, firmy INDEL s.r.o a firmy Trystom s.r.o. (bývalé Laboratoře a dílny UP Olomouc). Na základe ověřovacích zkoušek funkčních vzorků a prototypů, resp. budoucích výrobků zajišťovaných fy. INDEL s.r.o. Košice, jsou vyrobené boroskopy distribuovány do firmy POWITEC (BRD), která je zavádí do výrobního procesu v Evropě (hlavně BRD, AU, ČR, SR), Jižní Americe (Argentina) a Asii (Indie, Malajsie).


Odkazy:
[1] J.Keprt, L.Pospíšil: Optická soustava boroskopu. JMO 9, 2009, str. 235.

[2] J.Keprt a kol.: Technický boroskop – optická část zařízení na monitorování
spalovacích procesů. JMO 11-12, 2009, str. 308.

PřílohaVelikost
boroskop-obr1.jpg10.3 KB
boroskop-obr2.jpg8.17 KB
boroskop-obr3.jpg9.84 KB