Běžná vizuální kontrola vyžaduje otevírání kontrolních průzorů. Z pece přitom uniká teplo a horké plyny, dochází k lokálnímu ochlazování taveniny a obsluha získává jen krátký pohled na aktuální stav. Posouzení navíc závisí na zkušenosti konkrétního pracovníka.
Boroskop umožňuje sledovat proces průběžně. Obraz z pece lze zobrazovat na vzdáleném pracovišti, ukládat a následně vyhodnocovat. Obsluha tak získává přehled nejen o aktuální hladině taveniny, ale také o jejím vývoji během výrobní směny.
Účinné chlazení zjednodušilo konstrukci
Hlavní výzvou bylo ochránit kameru a optické prvky před vysokými teplotami, sáláním a nečistotami. Řešení spojuje vodou chlazený ochranný obal, ochranná skla a vzduchový ofuk, který omezuje usazování nečistot na čelním skle.
Při vývoji vznikly dvě varianty chladicího obalu: s konformními chladicími kanály a s prostorovou strukturou typu gyroid. Technologie 3D tisku kovů umožnila vytvořit složité vnitřní geometrie pro odvod tepla přímo v tělese obalu. Návrh podpořily tepelné simulace a experimentální zkoušky.
Účinné chlazení zároveň umožnilo umístit kameru blíže ke sledovanému prostoru. Odpadla tak potřeba dlouhé optické soustavy s dalšími členy pro přenos obrazu. Výsledkem je kompaktnější zařízení s jednodušší konstrukcí a snazší integrací do pece.
Ověření ve slévárně BENEŠ a LÁT
Varianta s konformním vodním chlazením byla nasazena ve výrobním provozu společnosti BENEŠ a LÁT. Při teplotě pece 745 °C zůstalo prostředí kamery pod 40 °C.
Navazující provozní testování zachytilo celou směnu lití včetně doplňování hliníku. Snímky pořizované v třísekundových intervalech umožnily sledovat změny hladiny a vytvořily datový základ pro automatické zpracování obrazu.
Od obrazu k měření hladiny
Součástí vývoje je software, který v obraze rozpoznává plochu taveniny a určuje polohu její hladiny. Po kalibraci pro konkrétní pec převádí obrazová data na procentuální naplnění nebo odpovídající množství kovu a zobrazuje vývoj v čase.
Obrazový záznam tak může sloužit k průběžné kontrole, zpětnému posouzení výrobního procesu i dokumentaci mimořádných situací. Automatické vyhodnocování poskytuje další podklad pro rozhodování obsluhy.
Vývoj podpořila Technologická agentura ČR prostřednictvím projektu NCK MATCA.
Konstrukci boroskopu lze přizpůsobit také dalším vysokoteplotním provozům, například ve sklářství nebo cementářství. Záleží na typu zařízení, podmínkách uvnitř a na tom, co je potřeba sledovat. Firmy, které zajímá využití boroskopu v jejich provozu, se na nás mohou obrátit přímo.
Projekt NCK MATCA je podporován