Wiki - Вклад участника [ru]

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T21:54:35Z

Чесноков:

'''Подготовка испытаний'''

Оборудование должно быть готово к надежной работе при полной нагрузке до начала испытания на месте. Для вновь построенных установок рекомендуется провести испытания в самое ближайшее время после завершения процесса ввода их в эксплуатацию. Для установок, которые уже находятся в коммерческой эксплуатации, испытания следует проводить при чистом и неповрежденном состоянии. Некоторая степень ухудшения технического состояния может быть допущена, если это согласовано в коммерческих контрактах.
Руководитель испытаниями должен назначаться стороной, проводящей испытания. Назначенный руководитель испытаниями должен быть ответственным за профессиональный уровень проведения испытаний и применять настоящий стандарт как руководство по их выполнению. Предварительно согласованная методика испытаний должна быть базисом для проведения испытаний.

До испытаний все стороны, вовлеченные в процесс испытаний, должны согласовать следующие положения:

- проведен осмотр всей установки с выявлением любых недостатков в оборудовании в методиках, которые могут повлиять на испытание по определению характеристик;

- проведена инспекция системы измерения расхода топлива;

- проведена инспекция и очистка (промывка во время останова с предварительной ручной промывкой, если необходимо) систем паровой турбины ПТ. Все компоненты должны быть чистыми и готовыми к испытанию;

- температура пара на входе в турбину контролируется по температуре выходных данных и другим факторам, имеющим отношение к этому контролю;

- калибровка (поверка) всех временных средств измерения была проведена до установки на место, а действующие сертификаты (свидетельства) были выданы в течение последних 12 мес и имели отметки национальных или международных лабораторий;

- расположение и качественная установка всех временных и входящих в состав установки измерительных средств соответствуют их калибровочным свидетельствам и серийным номерам;

- обеспечено измерение выходной электрической мощности, включая коэффициент мощности (на выходном валу и/или полезной, по необходимости);

- обеспечены система сбора данных для постоянного контроля всех необходимых параметров и периодичность сбора данных;

- обеспечены система сбора данных, которые могут быть сняты оператором, и периодичность сбора данных;

- предусмотрено использование оперативных распечаток с экрана для дополнительной информации, которая может включать в себя записи вредных выбросов установки и любые другие аварийные сигналы, которые могут повлиять на проведение приемочных испытаний;

- имеется подробная программа всех испытаний, включая продолжительность всех испытаний;

- определены режимы работы и настройки ПТ (например, подключены обходной канал перепуска и сама система перепуска и т.д.);

- имеются в наличии предварительный и последний анализы топлива (с определением плотности и теплоты сгорания топлива) для удостоверения, что оно соответствует проектному;

- определена методология и частота взятия образцов основного расходного компонента. Количество отборов образцов, хранимых эксплуатантом, команда, проводящая испытания, и резервный образец должны быть согласованы до испытаний, и определены названия лабораторий, проводящих анализ;

- персонал имеется в достаточном количестве, обладает необходимым опытом для правильной эксплуатации средств измерений и для сбора данных по испытаниям;

- имеются эффективная индикация и система двухсторонней связи, чтобы показывать начало и конец испытаний, время выдержки на режимах для записи показаний измерительных приборов.

'''Измерительная аппаратура и методы измерений
'''

Этот раздел описывает измерительную аппаратуру, методы и меры предосторожности, которые должны быть использованы при испытаниях паровых турбин ПТ, их узлов и систем в соответствии с настоящим стандартом. В тех случаях, когда в данном разделе отсутствует спецификация, касающаяся каких-либо применяемых средств измерительной аппаратуры и методов измерения, они должны стать предметом соглашения сторон, принимающих участие в испытаниях.
Применение современных электронной аппаратуры и устройств совместно с регистрацией контролируемых компьютером данных и системой их обработки является предпочтительным для получения данных и результатов испытаний с наивысшей степенью точности. Допускается ручная запись с аналоговых приборов в случаях, когда используют неэлектрические средства измерения.
Кроме измерительной аппаратуры и методов измерения, описанных в настоящем стандарте, могут быть приняты новые технологии и методы измерения для испытаний по определению характеристик при условии, что они соответствуют требованиям по максимальным неопределенностям, заданным в настоящем стандарте.
Стороны, принимающие участие в испытаниях, должны оборудовать место испытаний и разработать расчет заданной неопределенности для получения результатов испытаний с наименьшей практической неопределенностью.
Окончательная неопределенность результатов испытаний должна быть уникальной для каждого испытания из-за различий в поставке, используемого топлива, коэффициентов чувствительности установки, измерительной аппаратуре и характеристиках приводимого оборудования.
Для обеспечения надежных и точных результатов испытания в настоящем стандарте установлены пределы для неопределенности требуемых измерений, а также для допустимых изменений рабочих параметров в течение испытания. Суммарная неопределенность окончательного результата испытаний должна быть рассчитана в соответствии с методиками настоящего стандарта и использована исключительно для оценки качества проведения испытания. Должны быть разработаны расчеты неопределенности, предшествующей испытаниям, и после испытаний.
Неопределенностью после испытаний можно пренебречь после соглашения сторон, принимающих участие в испытаниях.
Для сравнительных испытаний, в отличие от абсолютного уровня параметров испытания, определение неопределенности отличается, так как ожидаемый результат - это разница в значениях мощности или КПД - иная величина, нежели абсолютный уровень параметров. Действенность испытания основывается на выборе подходящей измерительной аппаратуры и определении неопределенностей таким образом, чтобы неопределенность представляла относительно низкий процент от ожидаемой разницы в значениях. При неопределенность измерений, в общем случае, ни одно измерение или испытание не являются совершенными, и нечеткости являются в конечном итоге причиной погрешности измерений. Следовательно, результат измерения является только приближением к значению измеряемой величины, то есть специфическим качеством в процессе измерения. Применительно к испытаниям ПТ общий термин «измеряемая величина» может охватывать много различных количественных показателей, например тепловую мощность ПТ, КПД установки, электрическую мощность, массовый расход воды или пара, температуру или давление жидких сред. Применение анализа неопределенности к испытаниям имеет следующие цели:
1) демонстрация соответствия методики испытаний неопределенности, заданной в настоящем стандарте;
2) снижение риска принятия ошибочного решения при оценке результатов;
3) определение вклада каждого измерения в суммарную неопределенность;
4) обеспечение механизма повышения качества испытания. Анализ неопределенностей должен быть выполнен так, чтобы испытания могли быть спланированы с обеспечением соответствия максимальным допустимым неопределенностям. Расчет максимальной неопределенности выполняют, используя заданное предельное значение для каждого измерения, совместно с соответствующими коэффициентами чувствительности для ПТ, подвергаемой испытаниям. Этот расчет даст суммарную предельную неопределенность испытания. Некоторая случайная часть оценок неопределенностей может быть основана на имеющемся опыте.
Рекомендуется выбрать количество и тип измерительных приборов для каждого параметра, и этот выбор должен приводить к неопределенности, равной или меньшей суммарной неопределенности испытания.
Должен быть выполнен анализ неопределенности после испытания, чтобы показать действительное качество испытания. Если результирующее значение после испытания превосходит допустимую суммарную неопределенность испытания, то необходимо принять решение о приемке или отбраковке испытания.
До проведения приемочных испытаний рекомендуется согласовать использование числовых данных по суммарной неопределенности к результатам завершающих эксплуатационных испытаний. Когда рассчитывается неопределенность измерения относительных уровней характеристик, то важно, чтобы для всех показаний приборов случайная и систематическая погрешности, связанные с записями, были известны.
Для достижения наивысшей возможной точности результатов испытания обязательным требованием является назначение максимальных допустимых неопределенностей измерительных приборов, устройств или параметров.
В течение подготовки испытания по определению характеристик должны быть оценены методы измерения и откалиброваны приборы и аппаратура для подтверждения их соответствия неопределенностям.
Калибровка, как совокупность операций, устанавливающих при заданных условиях соотношение между значением величины, полученной с помощью данного средства измерений, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого средства измерения, обеспечивает входное количественное значение для коррекции или компенсации известной погрешности, возникающей от систематического эффекта, а также количественное значение остаточной неопределенности, которое требуется для определения суммарной стандартной неопределенности окончательного результата испытания.
Приборы и устройства, необходимые для определения характеристик в соответствии с методикой испытаний, должны быть откалиброваны по исходным эталонам для обеспечения, где это выполнимо, ликвидации систематического эффекта в выбранных измерителях и проверки факта, что их неопределенности находятся в соответствии с максимальными неопределенностями.
Калибровка должна включать в себя значимые точки, охватывающие рабочий диапазон, ожидаемый на испытаниях по определению характеристик, а также учет эффекта гистерезиса. Если для испытаний по определению характеристик используют приборы и устройства установки, смонтированные на месте, то требуемая калибровка может быть завершена с помощью рабочих эталонов. Аналогично калибровочные проверки на месте временного испытательного оборудования могут быть проведены, используя рабочие эталоны.
Корректировка измерительного прибора или системы в отношении систематической погрешности, выявленной при калибровке, может быть выполнена или компенсацией систематического эффекта алгебраически добавляемой поправкой, или числовым поправочным коэффициентом, применяемым к результату измерения. В тех случаях, когда при испытаниях по определению характеристик используют электронные системы сбора данных, корректировка систематического вида отклонения с помощью поправки может быть заменена использованием кривых полиномиальной регрессии, получаемых методом наименьших квадратов, основываясь на калибровочных данных исходного эталона и соответствующего электронного сигнала измерительного прибора.
Необходимость повторной калибровки датчиков определяют для конкретных условий использования по рекомендациям изготовителя датчика.

'''Измерение давления'''

Для обеспечения наивысшей степени точности измерения должны быть использованы предварительно откалиброванные преобразователи давления, принцип действия которых основан на сенсорной технике, такой как пьезо, емкостная и т.д., с температурной компенсацией. Также можно использовать манометры упругого типа, такие как манометры типа U-образной или прямой трубки, манометры с весовой нагрузкой Бурдона и другие.
Методология, число и тип приборов, используемых для измерения давления, должны быть тщательно оценены, принимая в расчет значение и диапазон изменения параметра, требование к точности, а также колебание заданного расхода и конструкцию оборудования.
Измерители давления должны быть установлены таким образом, чтобы никакие дополнительные погрешности, создаваемые окружающими условиями, такими как излучение, вибрация и т.д., или утечками из трубопровода и соединительных фитингов, не увеличивали неопределенность показаний.

1) Барометрическое давление.
Абсолютное атмосферное давление следует измерять датчиками барометрического давления, откалиброванными с максимальной неопределенностью 0,05 %. Прибор должен располагаться снаружи любого закрытого помещения в установившейся и защищенной среде на уровне, равном высоте расположения оси симметрии вала ПТ.
Данные барометрического давления от местной метеостанции использовать запрещено.

2) Давление на входе в турбину.
Давление на входе в компрессор определяют как давление торможения, достигнутое на входе в турбину. Оно является абсолютным давлением, базирующимся на алгебраической сумме барометрического давления, манометрического статистического давления и динамического давления, когда эти значения измеряют и оценивают отдельно.
Динамическое давление обычно рассчитывают, используя среднюю скорость и плотность воздуха в сечении, где измеряют статистическое давление. Эту среднюю скорость рассчитывают, используя площадь поперечного сечения в этом сечении и номинальный расход.
Если воздухозаборное устройство, шумоглушитель или фильтр отсутствуют, то давление на входе следует рассматривать как барометрическое давление.
В тех случаях, когда средняя скорость у входа турбины ниже 20 м/с, статистическое давление может быть измерено только в одной точке. В случае, когда скорость свыше 20 м/с, статистическое давление берут как среднеарифметическое значение показаний трех точек измерения, расположенных симметрично, насколько это возможно в сечении, перпендикулярном к осредненному течению.
Для объектов замкнутого цикла методика измерения давления на входе в установку должна быть такой же, как методика измерения, разработанная для давления на выходе из нее.

3) Давление на выходе из турбины.
Давление на выходе из турбины определяют как статическое давление, достигнутое на фланце турбины для соединения с выхлопом пара, тем же самым способом, как и для давления на входе в турбину. Статистическое давление берут как среднеарифметическое значение показаний трех точек измерения, расположенных в поперечном сечении симметрично, насколько это возможно.
Если пароход отсутствует, то статическое давление на выходе берут как барометрическое давление.
В тех случаях, когда в выбранном сечении существуют условия высокого градиента скорости и давления, методы измерения следует согласовать для обеспечения представительности оценок средневзвешенного давления. В противном случае может быть рассмотрено расчетное давление в выхлопе относительно внешних условий.

4) Давление технической воды.
Для определения плотности технической воды при условиях, существующих в линии подачи, давление данной воды следует измерять вместе с температурой воды в точках, расположенных насколько возможно ближе к расходомеру и вверх по течению от него.

'''Измерение температуры'''

Приборы, рекомендуемые для измерения температуры, следующие:
- термометры сопротивления по ГОСТ Р 51233;
- термопары по ГОСТ Р 8.585;
- жидкостные прозрачные термометры.
Другие устройства измерения температуры, такие как термисторы, также могут быть использованы при условии, что они должным образом откалиброваны и имеют неопределенность, соответствующую ограничениям, приведенным в настоящем стандарте.
Каждый прибор, используемый для испытания, должен быть откалиброван.
В случаях, когда температуру потока измеряют с динамической составляющей температуры, превосходящей 0,5 К, следует использовать термометр с торможением среды в точке измерения (термометр измерения температуры торможения) или, наоборот, соответствующую поправку относительно измерений, проведенных эталонным датчиком.

1) Температура воздуха на входе.
В зависимости от установленного контрольного объема для испытаний температура воздуха на входе равна или температуре окружающего воздуха, или температуре на входе в турбину.

2) Температура окружающего воздуха.
Приборы, требующиеся для измерения температуры окружающего воздуха, следует устанавливать в месте, где струя воздуха пересекает заданный контрольный объем для испытаний, обычно у секции фильтрации воздухозаборного устройства. Особая осторожность требуется для защиты и экранирования температурных датчиков от солнечных и иных источников излучения, а также от высокой (более 10 м/с) скорости воздушного потока через чувствительный элемент.
В случае нескольких ПТ, установленных в один или несколько рядов или в шахматном порядке с системой охлаждения испарительного типа или без нее (в составе системы воздухоподготовки), приборы для определения взвешенного среднего значения температуры окружающего воздуха и влажности должны быть установлены в местах, где граничные поверхности контрольного объема для испытаний подходят наилучшим образом.
Число приборов должно зависеть от формы и размера системы фильтрации воздуха на входе. Температуру следует измерять, как минимум, четырьмя приборами, равномерно распределенными по площади поперечного сечения входного участка. Рекомендуется размещать, как минимум, один датчик на каждые 10 м2 площади поперечного сечения потока на входе. В случае, когда существует неравномерный профиль температуры в поперечном сечении, число датчиков должно увеличиваться соответственно. Если разница между минимальной и максимальной температурами больше 5 К, как и в случае, когда находящееся рядом оборудование установки является источником горячих струй, направленных на воздухозаборное устройство, то причина этих явлений должна быть исследована и, где это возможно, ликвидирована.

3) Температура пара на входе в турбину.
Температура пара на входе в турбину может быть использована для расчета баланса энергии. Ее следует измерять приборами, имеющими максимальную неопределенность, равную 0,2 К. Для расчета среднего значения следует использовать, по крайней мере, два датчика, а показания - снимать одновременно. Если температуру измеряют в месте, где скорость воздуха свыше 10 м/с, то измеренную температуру следует скорректировать с помощью рассчитанной динамической составляющей температуры торможения, используя вычисленную скорость воздуха.
В случае применения в эксплуатации испарительного охладителя или других аэрозольных систем необходимо обращать внимание на выбор точек измерения, чтобы предотвратить побочное охлаждение чувствительных элементов датчиков температуры при бомбардировке водяными каплями.
Работа ПТ при заданной настройке температуры в течение испытаний является очень важной для определения термогазодинамических характеристик. Обычно ПТ проектируют на основе температуры на входе в турбину, которая, за исключением специальных случаев, таких как турбины замкнутого цикла, не поддается измерению в реальной действительности. Поэтому температура на входе в турбину может быть определена только косвенными способами, основанными на расчетах баланса тепла.Для измерения температуры на входе в турбину замкнутого цикла двух датчиков может быть достаточно.

4) Температура на выходе из турбины (температура выхлопа).
Температуру выхлопа следует измерять вблизи граничной поверхности контрольного объема для испытаний, которая часто является соединительной плоскостью между ПТ и котлом всей котельной установки в целом. Поток выхлопов из ПТ обычно имеет неравномерный профиль температуры и скорости. Поэтому данную температуру следует рассчитывать как среднемассовую.
Стороны, принимающие участие в испытаниях, должны выбрать метод расчета среднемассовых параметров. Предпочтительным методом является метод вычисления, обеспечиваемый изготовителем, основанный или на данных натурных испытаний по другим подобным установкам, или на аналитических способах, таких как моделирование на основе вычислительной газодинамики.
Обычно ПТ включает в себя устройства для измерения температуры на выходе из турбины, так как эту температуру используют в системе защиты, управления и оперативного контроля в качестве самого важного выходного параметра. Изготовители ПТ путем доводки и накопления опыта определяют количество и места установки датчиков температуры в выхлопном устройстве или в зоне между ступенями (цилиндрами), учитывая неравномерные профили скорости и температуры, а также тепловое излучение, эффекты теплопроводности.
Если для измерения температуры на выходе из турбины используют временную испытательную аппаратуру, то, как минимум, четыре датчика температуры должны быть размещены в центрах равных площадей поперечного сечения, учитывая пространственные градиенты температуры и скорости потока. Если из практических соображений существует необходимость поместить датчики температуры ближе к выходному фланцу турбины или в его сечении, то может потребоваться более четырех датчиков для обеспечения адекватной точности. Для ПТ замкнутого цикла может быть достаточно двух датчиков температуры. Корпус и пароход между выходным фланцем турбины и точкой измерения должны быть тщательно теплоизолированы. Температура торможения в выхлопе должна быть рассчитана как среднеарифметическое значение индивидуальных измеренных величин.

5) Температура технической воды.
Температуру воды допускается при необходимости измерять в двух разных местах, близко к расходомеру для расчета подачи технической воды и, если это используется, для возврата ее и у граничной поверхности контрольного объема для испытаний для определения физической теплоты (энтальпии).

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T21:28:18Z

Чесноков:

'''Подготовка испытаний'''

Оборудование должно быть готово к надежной работе при полной нагрузке до начала испытания на месте. Для вновь построенных установок рекомендуется провести испытания в самое ближайшее время после завершения процесса ввода их в эксплуатацию. Для установок, которые уже находятся в коммерческой эксплуатации, испытания следует проводить при чистом и неповрежденном состоянии. Некоторая степень ухудшения технического состояния может быть допущена, если это согласовано в коммерческих контрактах.
Руководитель испытаниями должен назначаться стороной, проводящей испытания. Назначенный руководитель испытаниями должен быть ответственным за профессиональный уровень проведения испытаний и применять настоящий стандарт как руководство по их выполнению. Предварительно согласованная методика испытаний должна быть базисом для проведения испытаний.

До испытаний все стороны, вовлеченные в процесс испытаний, должны согласовать следующие положения:

- проведен осмотр всей установки с выявлением любых недостатков в оборудовании в методиках, которые могут повлиять на испытание по определению характеристик;

- проведена инспекция системы измерения расхода топлива;

- проведена инспекция и очистка (промывка во время останова с предварительной ручной промывкой, если необходимо) систем паровой турбины ПТ. Все компоненты должны быть чистыми и готовыми к испытанию;

- температура пара на входе в турбину контролируется по температуре выходных данных и другим факторам, имеющим отношение к этому контролю;

- калибровка (поверка) всех временных средств измерения была проведена до установки на место, а действующие сертификаты (свидетельства) были выданы в течение последних 12 мес и имели отметки национальных или международных лабораторий;

- расположение и качественная установка всех временных и входящих в состав установки измерительных средств соответствуют их калибровочным свидетельствам и серийным номерам;

- обеспечено измерение выходной электрической мощности, включая коэффициент мощности (на выходном валу и/или полезной, по необходимости);

- обеспечены система сбора данных для постоянного контроля всех необходимых параметров и периодичность сбора данных;

- обеспечены система сбора данных, которые могут быть сняты оператором, и периодичность сбора данных;

- предусмотрено использование оперативных распечаток с экрана для дополнительной информации, которая может включать в себя записи вредных выбросов установки и любые другие аварийные сигналы, которые могут повлиять на проведение приемочных испытаний;

- имеется подробная программа всех испытаний, включая продолжительность всех испытаний;

- определены режимы работы и настройки ПТ (например, подключены обходной канал перепуска и сама система перепуска и т.д.);

- имеются в наличии предварительный и последний анализы топлива (с определением плотности и теплоты сгорания топлива) для удостоверения, что оно соответствует проектному;

- определена методология и частота взятия образцов основного расходного компонента. Количество отборов образцов, хранимых эксплуатантом, команда, проводящая испытания, и резервный образец должны быть согласованы до испытаний, и определены названия лабораторий, проводящих анализ;

- персонал имеется в достаточном количестве, обладает необходимым опытом для правильной эксплуатации средств измерений и для сбора данных по испытаниям;

- имеются эффективная индикация и система двухсторонней связи, чтобы показывать начало и конец испытаний, время выдержки на режимах для записи показаний измерительных приборов.

'''Измерительная аппаратура и методы измерений
'''

Этот раздел описывает измерительную аппаратуру, методы и меры предосторожности, которые должны быть использованы при испытаниях паровых турбин ПТ, их узлов и систем в соответствии с настоящим стандартом. В тех случаях, когда в данном разделе отсутствует спецификация, касающаяся каких-либо применяемых средств измерительной аппаратуры и методов измерения, они должны стать предметом соглашения сторон, принимающих участие в испытаниях.
Применение современных электронной аппаратуры и устройств совместно с регистрацией контролируемых компьютером данных и системой их обработки является предпочтительным для получения данных и результатов испытаний с наивысшей степенью точности. Допускается ручная запись с аналоговых приборов в случаях, когда используют неэлектрические средства измерения.
Кроме измерительной аппаратуры и методов измерения, описанных в настоящем стандарте, могут быть приняты новые технологии и методы измерения для испытаний по определению характеристик при условии, что они соответствуют требованиям по максимальным неопределенностям, заданным в настоящем стандарте.
Стороны, принимающие участие в испытаниях, должны оборудовать место испытаний и разработать расчет заданной неопределенности для получения результатов испытаний с наименьшей практической неопределенностью.
Окончательная неопределенность результатов испытаний должна быть уникальной для каждого испытания из-за различий в поставке, используемого топлива, коэффициентов чувствительности установки, измерительной аппаратуре и характеристиках приводимого оборудования.
Для обеспечения надежных и точных результатов испытания в настоящем стандарте установлены пределы для неопределенности требуемых измерений, а также для допустимых изменений рабочих параметров в течение испытания. Суммарная неопределенность окончательного результата испытаний должна быть рассчитана в соответствии с методиками настоящего стандарта и использована исключительно для оценки качества проведения испытания. Должны быть разработаны расчеты неопределенности, предшествующей испытаниям, и после испытаний.
Неопределенностью после испытаний можно пренебречь после соглашения сторон, принимающих участие в испытаниях.
Для сравнительных испытаний, в отличие от абсолютного уровня параметров испытания, определение неопределенности отличается, так как ожидаемый результат - это разница в значениях мощности или КПД - иная величина, нежели абсолютный уровень параметров. Действенность испытания основывается на выборе подходящей измерительной аппаратуры и определении неопределенностей таким образом, чтобы неопределенность представляла относительно низкий процент от ожидаемой разницы в значениях. При неопределенность измерений, в общем случае, ни одно измерение или испытание не являются совершенными, и нечеткости являются в конечном итоге причиной погрешности измерений. Следовательно, результат измерения является только приближением к значению измеряемой величины, то есть специфическим качеством в процессе измерения. Применительно к испытаниям ПТ общий термин «измеряемая величина» может охватывать много различных количественных показателей, например тепловую мощность ПТ, КПД установки, электрическую мощность, массовый расход воды или пара, температуру или давление жидких сред. Применение анализа неопределенности к испытаниям имеет следующие цели:
1) демонстрация соответствия методики испытаний неопределенности, заданной в настоящем стандарте;
2) снижение риска принятия ошибочного решения при оценке результатов;
3) определение вклада каждого измерения в суммарную неопределенность;
4) обеспечение механизма повышения качества испытания. Анализ неопределенностей должен быть выполнен так, чтобы испытания могли быть спланированы с обеспечением соответствия максимальным допустимым неопределенностям. Расчет максимальной неопределенности выполняют, используя заданное предельное значение для каждого измерения, совместно с соответствующими коэффициентами чувствительности для ПТ, подвергаемой испытаниям. Этот расчет даст суммарную предельную неопределенность испытания. Некоторая случайная часть оценок неопределенностей может быть основана на имеющемся опыте.
Рекомендуется выбрать количество и тип измерительных приборов для каждого параметра, и этот выбор должен приводить к неопределенности, равной или меньшей суммарной неопределенности испытания.
Должен быть выполнен анализ неопределенности после испытания, чтобы показать действительное качество испытания. Если результирующее значение после испытания превосходит допустимую суммарную неопределенность испытания, то необходимо принять решение о приемке или отбраковке испытания.
До проведения приемочных испытаний рекомендуется согласовать использование числовых данных по суммарной неопределенности к результатам завершающих эксплуатационных испытаний. Когда рассчитывается неопределенность измерения относительных уровней характеристик, то важно, чтобы для всех показаний приборов случайная и систематическая погрешности, связанные с записями, были известны.
Для достижения наивысшей возможной точности результатов испытания обязательным требованием является назначение максимальных допустимых неопределенностей измерительных приборов, устройств или параметров.
В течение подготовки испытания по определению характеристик должны быть оценены методы измерения и откалиброваны приборы и аппаратура для подтверждения их соответствия неопределенностям.
Калибровка, как совокупность операций, устанавливающих при заданных условиях соотношение между значением величины, полученной с помощью данного средства измерений, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого средства измерения, обеспечивает входное количественное значение для коррекции или компенсации известной погрешности, возникающей от систематического эффекта, а также количественное значение остаточной неопределенности, которое требуется для определения суммарной стандартной неопределенности окончательного результата испытания.
Приборы и устройства, необходимые для определения характеристик в соответствии с методикой испытаний, должны быть откалиброваны по исходным эталонам для обеспечения, где это выполнимо, ликвидации систематического эффекта в выбранных измерителях и проверки факта, что их неопределенности находятся в соответствии с максимальными неопределенностями.
Калибровка должна включать в себя значимые точки, охватывающие рабочий диапазон, ожидаемый на испытаниях по определению характеристик, а также учет эффекта гистерезиса. Если для испытаний по определению характеристик используют приборы и устройства установки, смонтированные на месте, то требуемая калибровка может быть завершена с помощью рабочих эталонов. Аналогично калибровочные проверки на месте временного испытательного оборудования могут быть проведены, используя рабочие эталоны.
Корректировка измерительного прибора или системы в отношении систематической погрешности, выявленной при калибровке, может быть выполнена или компенсацией систематического эффекта алгебраически добавляемой поправкой, или числовым поправочным коэффициентом, применяемым к результату измерения. В тех случаях, когда при испытаниях по определению характеристик используют электронные системы сбора данных, корректировка систематического вида отклонения с помощью поправки может быть заменена использованием кривых полиномиальной регрессии, получаемых методом наименьших квадратов, основываясь на калибровочных данных исходного эталона и соответствующего электронного сигнала измерительного прибора.
Необходимость повторной калибровки датчиков определяют для конкретных условий использования по рекомендациям изготовителя датчика.

'''Измерение давления'''

Для обеспечения наивысшей степени точности измерения должны быть использованы предварительно откалиброванные преобразователи давления, принцип действия которых основан на сенсорной технике, такой как пьезо, емкостная и т.д., с температурной компенсацией. Также можно использовать манометры упругого типа, такие как манометры типа U-образной или прямой трубки, манометры с весовой нагрузкой Бурдона и другие.
Методология, число и тип приборов, используемых для измерения давления, должны быть тщательно оценены, принимая в расчет значение и диапазон изменения параметра, требование к точности, а также колебание заданного расхода и конструкцию оборудования.
Измерители давления должны быть установлены таким образом, чтобы никакие дополнительные погрешности, создаваемые окружающими условиями, такими как излучение, вибрация и т.д., или утечками из трубопровода и соединительных фитингов, не увеличивали неопределенность показаний.
6.4.2.1 Барометрическое давление
Абсолютное атмосферное давление следует измерять датчиками барометрического давления, откалиброванными с максимальной неопределенностью 0,05 %. Прибор должен располагаться снаружи любого закрытого помещения в установившейся и защищенной среде на уровне, равном высоте расположения оси симметрии вала ГТУ.
Данные барометрического давления от местной метеостанции использовать запрещено.
6.4.2.2 Давление на входе в компрессор
Давление на входе в компрессор определяют как давление торможения, достигнутое на входе в компрессор. Оно является абсолютным давлением, базирующимся на алгебраической сумме барометрического давления, манометрического статистического давления и динамического давления, когда эти значения измеряют и оценивают отдельно.
Динамическое давление обычно рассчитывают, используя среднюю скорость и плотность воздуха в сечении, где измеряют статистическое давление. Эту среднюю скорость рассчитывают, используя площадь поперечного сечения в этом сечении и номинальный расход.
Если воздухозаборное устройство, шумоглушитель или фильтр отсутствуют, то давление на входе следует рассматривать как барометрическое давление.
В тех случаях, когда средняя скорость у соединительного фланца компрессора или вблизи лемнискатного компрессорного входа ниже 20 м/с, статистическое давление может быть измерено только в одной точке. В случае, когда скорость свыше 20 м/с, статистическое давление берут как среднеарифметическое значение показаний трех точек измерения, расположенных симметрично, насколько это возможно в сечении, перпендикулярном к осредненному течению.
Для объектов замкнутого цикла методика измерения давления на входе в компрессор должна быть такой же, как методика измерения, разработанная для давления на выходе из компрессора.
6.4.2.3 Давление на выходе из турбины
Давление на выходе из турбины определяют как статическое давление, достигнутое на фланце турбины (после выхлопного патрубка) для соединения с выхлопом (или выходном фланце регенератора, если используют регенеративный цикл) тем же самым способом, как и для давления на входе в компрессор. Статистическое давление берут как среднеарифметическое значение показаний трех точек измерения, расположенных в поперечном сечении симметрично, насколько это возможно.
Если газоход отсутствует, то статическое давление на выходе берут как барометрическое давление.
В тех случаях, когда в выбранном сечении существуют условия высокого градиента скорости и давления, методы измерения следует согласовать для обеспечения представительности оценок средневзвешенного давления. В противном случае может быть рассмотрено расчетное давление в выхлопе относительно внешних условий.
6.4.2.4 Давление на выходе из компрессора и на входе в турбину
Если температура на входе в турбину определяется косвенными методами, то может стать необходимым измерение давления на выходе из компрессора или на входе в турбину.
Статическое давление следует измерять одним датчиком или несколькими, по ситуации. В случае установки нескольких датчиков значение давления должно являться среднеарифметическим результатов измерений. Динамическое давление следует рассчитывать по оцененной средней скорости в соответствующем сечении.
6.4.2.5 Давление газообразного топлива
Для определения плотности газообразного топлива при условиях, существующих в линии подачи, давление газообразного топлива следует измерять вместе с температурой газообразного топлива в точках, расположенных насколько возможно ближе к топливному расходомеру и вверх по течению от него.

'''Измерение температуры'''

Приборы, рекомендуемые для измерения температуры, следующие:
- термометры сопротивления по ГОСТ Р 51233;
- термопары по ГОСТ Р 8.585;
- жидкостные прозрачные термометры.
Другие устройства измерения температуры, такие как термисторы, также могут быть использованы при условии, что они должным образом откалиброваны и имеют неопределенность, соответствующую ограничениям, приведенным в настоящем стандарте.
Каждый прибор, используемый для испытания, должен быть откалиброван.
В случаях, когда температуру потока измеряют с динамической составляющей температуры, превосходящей 0,5 К, следует использовать термометр с торможением среды в точке измерения (термометр измерения температуры торможения) или, наоборот, соответствующую поправку относительно измерений, проведенных эталонным датчиком.
6.4.3.1 Температура воздуха на входе
В зависимости от установленного контрольного объема для испытаний температура воздуха на входе равна или температуре окружающего воздуха, или температуре на входе в компрессор.
6.4.3.2 Температура окружающего воздуха
Приборы, требующиеся для измерения температуры окружающего воздуха, следует устанавливать в месте, где струя воздуха пересекает заданный контрольный объем для испытаний, обычно у секции фильтрации воздухозаборного устройства. Особая осторожность требуется для защиты и экранирования температурных датчиков от солнечных и иных источников излучения, а также от высокой (более 10 м/с) скорости воздушного потока через чувствительный элемент.
В случае нескольких ГТУ, установленных в один или несколько рядов или в шахматном порядке с системой охлаждения испарительного типа или без нее (в составе системы воздухоподготовки), приборы для определения взвешенного среднего значения температуры окружающего воздуха и влажности должны быть установлены в местах, где граничные поверхности контрольного объема для испытаний подходят наилучшим образом.
Число приборов должно зависеть от формы и размера системы фильтрации воздуха на входе. Температуру следует измерять, как минимум, четырьмя приборами, равномерно распределенными по площади поперечного сечения входного участка. Рекомендуется размещать, как минимум, один датчик на каждые 10 м2 площади поперечного сечения потока на входе. В случае, когда существует неравномерный профиль температуры в поперечном сечении, число датчиков должно увеличиваться соответственно. Если разница между минимальной и максимальной температурами больше 5 К, как и в случае, когда находящееся рядом оборудование установки является источником горячих струй, направленных на воздухозаборное устройство, то причина этих явлений должна быть исследована и, где это возможно, ликвидирована.
6.4.3.3 Температура на входе в компрессор
Температура воздуха на входе в компрессор может быть использована для расчета баланса энергии. Ее следует измерять приборами, имеющими максимальную неопределенность, равную 0,2 К. Для расчета среднего значения следует использовать, по крайней мере, два датчика, а показания - снимать одновременно. Если температуру измеряют в месте, где скорость воздуха свыше 10 м/с, то измеренную температуру следует скорректировать с помощью рассчитанной динамической составляющей температуры торможения, используя вычисленную скорость воздуха.
В случае применения в эксплуатации испарительного охладителя или других аэрозольных систем необходимо обращать внимание на выбор точек измерения, чтобы предотвратить побочное охлаждение чувствительных элементов датчиков температуры при бомбардировке водяными каплями.
6.4.3.4 Температура на входе в турбину (TIT)
Работа ГТУ при заданной настройке температуры в течение испытаний является очень важной для определения термогазодинамических характеристик. Обычно ГТУ проектируют на основе температуры на входе в турбину, которая, за исключением специальных случаев, таких как турбины замкнутого цикла, не поддается измерению в реальной действительности. Поэтому температура на входе в турбину может быть определена только косвенными способами, основанными на расчетах баланса тепла. Методика расчета температуры на входе в турбину по условиям ИСО дана в 8.1.5.
Для измерения температуры на входе в турбину в ГТУ замкнутого цикла двух датчиков может быть достаточно.
6.4.3.5 Температура на выходе из турбины (температура выхлопа)
Температуру выхлопных газов следует измерять вблизи граничной поверхности контрольного объема для испытаний, которая часто является соединительной плоскостью между ГТУ и котлом-утилизатором или дымовой трубой ГТУ. Поток выхлопных газов из ГТУ обычно имеет неравномерный профиль температуры и скорости. Поэтому температуру выхлопных газов следует рассчитывать как среднемассовую.
Стороны, принимающие участие в испытаниях, должны выбрать метод расчета среднемассовых параметров. Предпочтительным методом является метод вычисления, обеспечиваемый изготовителем, основанный или на данных натурных испытаний по другим подобным установкам, или на аналитических способах, таких как моделирование на основе вычислительной газодинамики.
Обычно ГТУ включает в себя устройства для измерения температуры на выходе из турбины, так как эту температуру используют в системе защиты, управления и оперативного контроля в качестве самого важного выходного параметра. Изготовители ГТУ путем доводки и накопления опыта определяют количество и места установки датчиков температуры в выхлопном устройстве или в зоне между ступенями (для многовальных ГТУ или ГТУ с промежуточным подогревом), учитывая неравномерные профили скорости и температуры, а также тепловое излучение, эффекты теплопроводности.
Если для измерения температуры на выходе из турбины используют временную испытательную аппаратуру, то, как минимум, четыре датчика температуры должны быть размещены в центрах равных площадей поперечного сечения, учитывая пространственные градиенты температуры и скорости потока. Если из практических соображений существует необходимость поместить датчики температуры ближе к выходному фланцу турбины ил и в его сечении, то может потребоваться более четырех датчиков для обеспечения адекватной точности. Для ГТУ замкнутого цикла может быть достаточно двух датчиков температуры. Корпус и газоход между выходным фланцем турбины и точкой измерения должны быть тщательно теплоизолированы. Температура торможения в выхлопе должна быть рассчитана как среднеарифметическое значение индивидуальных измеренных величин.
6.4.3.6 Температура воздуха на входе в камеру сгорания
Может потребоваться (см. 8.1.3) определение средней температуры торможения на входе в камеру сгорания для оценки прироста температуры. Методы измерения средней температуры торможения на входе в камеру сгорания могут изменяться в соответствии с детальным проектом установки. Необходимые предупредительные меры должны быть предприняты против лучистых потоков тепла.
6.4.3.7 Температура топлива
Температуру топлива допускается при необходимости измерять в двух разных местах, близко к расходомеру для расчета подачи топлива и, если это используется, для возврата жидкого топлива и у граничной поверхности контрольного объема для испытаний для определения физической теплоты (энтальпии).

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T21:24:08Z

Чесноков:

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T21:21:10Z

Чесноков:

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T21:08:47Z

Чесноков:

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T20:52:54Z

Чесноков:

----
Подготовка испытаний
Оборудование должно быть готово к надежной работе при полной нагрузке до начала испытания на месте. Для вновь построенных установок рекомендуется провести испытания в самое ближайшее время после завершения процесса ввода их в эксплуатацию. Для установок, которые уже находятся в коммерческой эксплуатации, испытания следует проводить при чистом и неповрежденном состоянии. Некоторая степень ухудшения технического состояния может быть допущена, если это согласовано в коммерческих контрактах.
Руководитель испытаниями должен назначаться стороной, проводящей испытания. Назначенный руководитель испытаниями должен быть ответственным за профессиональный уровень проведения испытаний и применять настоящий стандарт как руководство по их выполнению. Предварительно согласованная методика испытаний должна быть базисом для проведения испытаний.
До испытаний все стороны, вовлеченные в процесс испытаний, должны согласовать следующие положения:
- проведен осмотр всей установки с выявлением любых недостатков в оборудовании в методиках, которые могут повлиять на испытание по определению характеристик;
- проведена инспекция системы измерения расхода топлива;
- проведена инспекция и очистка (промывка во время останова с предварительной ручной промывкой, если необходимо) лопаток компрессора ГТУ. Все компоненты должны быть чистыми и готовыми к испытанию;
- угол поворота входных направляющих лопаток компрессора проверен измерением и отрегулирован в соответствии со спецификациями по управлению, при необходимости;
- температура газа на входе в турбину контролируется по температуре выхлопных газов и другим факторам, имеющим отношение к этому контролю;
- калибровка (поверка) всех временных средств измерения была проведена до установки на место, а действующие сертификаты (свидетельства) были выданы в течение последних 12 мес и имели отметки национальных или международных лабораторий;
- расположение и качественная установка всех временных и входящих в состав установки измерительных средств соответствуют их калибровочным свидетельствам и серийным номерам;
- обеспечено измерение выходной электрической мощности, включая коэффициент мощности (на выходном валу и/или полезной, по необходимости);
- обеспечены система сбора данных для постоянного контроля всех необходимых параметров и периодичность сбора данных;
- обеспечены система сбора данных, которые могут быть сняты оператором, и периодичность сбора данных;
- предусмотрено использование оперативных распечаток с экрана для дополнительной информации, которая может включать в себя записи вредных выбросов установки и любые другие аварийные сигналы, которые могут повлиять на проведение приемочных испытаний;
- имеется подробная программа всех испытаний, включая продолжительность всех испытаний;
- определены режимы работы и настройки ГТУ (например, подключены обходной канал перепуска или бойлер, противообледенительная система, система перепуска воздуха из компрессора и т.д.);
- имеются в наличии предварительный и последний анализы топлива (с определением плотности и теплоты сгорания топлива) для удостоверения, что оно соответствует проектному;
- определена методология и частота взятия образцов основного топлива. Количество отборов образцов, хранимых эксплуатантом, команда, проводящая испытания, и резервный образец должны быть согласованы до испытаний, и определены названия лабораторий, проводящих анализ топлива. Для этих целей допускается использовать переносные газоанализаторы, если их точность удовлетворяет требованиям настоящего стандарта;
- персонал имеется в достаточном количестве, обладает необходимым опытом для правильной эксплуатации средств измерений и для сбора данных по испытаниям;
- имеются эффективные индикация и система двухсторонней связи, чтобы показывать начало и конец испытаний, время выдержки на режимах для записи показаний измерительных приборов.

Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины

2017-04-19T20:51:48Z

Чесноков: Новая страница: « Подготовка испытаний Оборудование должно быть готово к н…»

Подготовка испытаний
Оборудование должно быть готово к надежной работе при полной нагрузке до начала испытания на месте. Для вновь построенных установок рекомендуется провести испытания в самое ближайшее время после завершения процесса ввода их в эксплуатацию. Для установок, которые уже находятся в коммерческой эксплуатации, испытания следует проводить при чистом и неповрежденном состоянии. Некоторая степень ухудшения технического состояния может быть допущена, если это согласовано в коммерческих контрактах.
Руководитель испытаниями должен назначаться стороной, проводящей испытания. Назначенный руководитель испытаниями должен быть ответственным за профессиональный уровень проведения испытаний и применять настоящий стандарт как руководство по их выполнению. Предварительно согласованная методика испытаний должна быть базисом для проведения испытаний.
До испытаний все стороны, вовлеченные в процесс испытаний, должны согласовать следующие положения:
- проведен осмотр всей установки с выявлением любых недостатков в оборудовании в методиках, которые могут повлиять на испытание по определению характеристик;
- проведена инспекция системы измерения расхода топлива;
- проведена инспекция и очистка (промывка во время останова с предварительной ручной промывкой, если необходимо) лопаток компрессора ГТУ. Все компоненты должны быть чистыми и готовыми к испытанию;
- угол поворота входных направляющих лопаток компрессора проверен измерением и отрегулирован в соответствии со спецификациями по управлению, при необходимости;
- температура газа на входе в турбину контролируется по температуре выхлопных газов и другим факторам, имеющим отношение к этому контролю;
- калибровка (поверка) всех временных средств измерения была проведена до установки на место, а действующие сертификаты (свидетельства) были выданы в течение последних 12 мес и имели отметки национальных или международных лабораторий;
- расположение и качественная установка всех временных и входящих в состав установки измерительных средств соответствуют их калибровочным свидетельствам и серийным номерам;
- обеспечено измерение выходной электрической мощности, включая коэффициент мощности (на выходном валу и/или полезной, по необходимости);
- обеспечены система сбора данных для постоянного контроля всех необходимых параметров и периодичность сбора данных;
- обеспечены система сбора данных, которые могут быть сняты оператором, и периодичность сбора данных;
- предусмотрено использование оперативных распечаток с экрана для дополнительной информации, которая может включать в себя записи вредных выбросов установки и любые другие аварийные сигналы, которые могут повлиять на проведение приемочных испытаний;
- имеется подробная программа всех испытаний, включая продолжительность всех испытаний;
- определены режимы работы и настройки ГТУ (например, подключены обходной канал перепуска или бойлер, противообледенительная система, система перепуска воздуха из компрессора и т.д.);
- имеются в наличии предварительный и последний анализы топлива (с определением плотности и теплоты сгорания топлива) для удостоверения, что оно соответствует проектному;
- определена методология и частота взятия образцов основного топлива. Количество отборов образцов, хранимых эксплуатантом, команда, проводящая испытания, и резервный образец должны быть согласованы до испытаний, и определены названия лабораторий, проводящих анализ топлива. Для этих целей допускается использовать переносные газоанализаторы, если их точность удовлетворяет требованиям настоящего стандарта;
- персонал имеется в достаточном количестве, обладает необходимым опытом для правильной эксплуатации средств измерений и для сбора данных по испытаниям;
- имеются эффективные индикация и система двухсторонней связи, чтобы показывать начало и конец испытаний, время выдержки на режимах для записи показаний измерительных приборов.

Техническое обеспечение АСУТП

2017-04-19T20:48:36Z

Чесноков:

1. Промышленная безопасность. Степени защиты оболочек. Системы самодиагностики современных средств автоматизации.

2. Современные контроллеры для малых и средних производств. Системы связи на полевом уровне и уровне контроллеров.

3. Технические средства систем автоматизации зданий. Системы управления освещением, кондиционированием, контроля доступом.

4. Современные регулирующие клапаны. Конструкции и характеристики, области применения.

----
Курсовые работы:

[[Современные системы измерения показателей pH, pO2]]

[[Технические средства систем массового обслуживания высокой готовности]]

[[Технические средства холодильных систем]]

К41 (2016)

[[Клапаны для жидких сред с твёрдыми включениями]] Конякин

[[Контроллеры системы ПАЗ]]Ермолаев

[[Клапаны для вязких сред, пищевой промышленности]]Юлбердина

[[Интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон]] Лоскутов

[[Датчики температуры, давления, уровня для пищевых производств]] Романов

[[Средства автоматизации для азотной кислоты]] Панина

[[Клапаны для для пожаровзрывоопасных зон]] Ружицкий

[[Средства автоматизации для ответственных применений]] Курлянчик

[[Не интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон]] Анисимова

[[Датчики контроля мутности и оптической плотности]]Мягкова

[[Датчики безопасности в производстве азотной кислоты]]Павлова

[[Датчики безопасности в производстве карбамида]] Покутняя

[[Датчики уровня]] Толстых

[[Высокотемпературные датчики]] Киселёв

[[Информационные кабели]] Угаров

[[Выбор регулирующих клапанов в производстве полиэтилена]] Анюшина

[[Выбор средств автоматизации для наружных установок с пожароопасным содержимым]] Бирмухаметова

[[Газоанализаторы и сигнализаторы в процессе производства карбамида]] Музычук

[[Кабельные проводки наружных установок]] Исмагилова

[[Класс точности датчиков температуры]] Круглов

[[Использование датчиков температуры и давления при испытаниях паровой турбины]] Чесноков

Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях

2017-04-19T20:43:54Z

Чесноков:

6.4 Измерительная аппаратура и методы измерений
6.4.1 Общие требования
Этот раздел описывает измерительную аппаратуру, методы и меры предосторожности, которые должны быть использованы при испытаниях ГТУ, их узлов и систем в соответствии с настоящим стандартом. В тех случаях, когда в данном разделе отсутствует спецификация, касающаяся каких-либо применяемых средств измерительной аппаратуры и методов измерения, они должны стать предметом соглашения сторон, принимающих участие в испытаниях.
Применение современных электронной аппаратуры и устройств совместно с регистрацией контролируемых компьютером данных и системой их обработки является предпочтительным для получения данных и результатов испытаний с наивысшей степенью точности. Допускается ручная запись с аналоговых приборов в случаях, когда используют неэлектрические средства измерения.
Кроме измерительной аппаратуры и методов измерения, описанных в настоящем стандарте, могут быть приняты новые технологии и методы измерения для испытаний по определению характеристик при условии, что они соответствуют требованиям по максимальным неопределенностям, заданным в настоящем стандарте.
Стороны, принимающие участие в испытаниях, должны оборудовать место испытаний и разработать расчет заданной неопределенности для получения результатов испытаний с наименьшей практической неопределенностью.
Окончательная неопределенность результатов испытаний должна быть уникальной для каждого испытания из-за различий в поставке, используемого топлива, коэффициентов чувствительности установки, измерительной аппаратуре и характеристиках приводимого оборудования.
Для обеспечения надежных и точных результатов испытания в настоящем стандарте установлены пределы для неопределенности требуемых измерений, а также для допустимых изменений рабочих параметров в течение испытания. Суммарная неопределенность окончательного результата испытаний должна быть рассчитана в соответствии с методиками настоящего стандарта и использована исключительно для оценки качества проведения испытания. Должны быть разработаны расчеты неопределенности, предшествующей испытаниям, и после испытаний.
Неопределенностью после испытаний можно пренебречь после соглашения сторон, принимающих участие в испытаниях.
Для сравнительных испытаний, в отличие от абсолютного уровня параметров испытания, определение неопределенности отличается, так как ожидаемый результат - это разница в значениях мощности или КПД - иная величина, нежели абсолютный уровень параметров. Действенность испытания основывается на выборе подходящей измерительной аппаратуры и определении неопределенностей таким образом, чтобы неопределенность представляла относительно низкий процент от ожидаемой разницы в значениях.
6.4.1.1 Неопределенность измерения
В общем случае, ни одно измерение или испытание не являются совершенными, и нечеткости являются в конечном итоге причиной погрешности измерений. Следовательно, результат измерения является только приближением к значению измеряемой величины, то есть специфическим качеством в процессе измерения. Применительно к испытаниям ГТУ общий термин «измеряемая величина» может охватывать много различных количественных показателей, например тепловую мощность ГТУ, КПД установки, электрическую или механическую мощность, массовый расход воды или пара, температуру или давление жидких сред. Подробная последовательность отслеживания неопределенности измерения приведена в приложении А. Применение анализа неопределенности к испытаниям имеет следующие цели:
- демонстрация соответствия методики испытаний неопределенности, заданной в настоящем стандарте;
- снижение риска принятия ошибочного решения при оценке результатов;
- определение вклада каждого измерения в суммарную неопределенность;
- обеспечение механизма повышения качества испытания.
Анализ неопределенностей должен быть выполнен так, чтобы испытания могли быть спланированы с обеспечением соответствия максимальным допустимым неопределенностям, приведенным в таблице 3. Расчет максимальной неопределенности выполняют, используя заданное предельное значение для каждого измерения, совместно с соответствующими коэффициентами чувствительности для ГТУ, подвергаемой испытаниям. Этот расчет даст суммарную предельную неопределенность испытания. Некоторая случайная часть оценок неопределенностей может быть основана на имеющемся опыте.
Рекомендуется выбрать количество и тип измерительных приборов для каждого параметра, и этот выбор должен приводить к неопределенности, равной или меньшей суммарной неопределенности испытания.
Должен быть выполнен анализ неопределенности после испытания, чтобы показать действительное качество испытания. Если результирующее значение после испытания превосходит допустимую суммарную неопределенность испытания, то необходимо принять решение о приемке или отбраковке испытания.
До проведения приемочных испытаний рекомендуется согласовать использование числовых данных по суммарной неопределенности к результатам завершающих эксплуатационных испытаний. Когда рассчитывается неопределенность измерения относительных уровней характеристик, то важно, чтобы для всех показаний приборов случайная и систематическая погрешности, связанные с записями, были известны.
6.4.1.2 Максимальные допустимые неопределенности
Для достижения наивысшей возможной точности результатов испытания обязательным требованием является назначение максимальных допустимых неопределенностей измерительных приборов, устройств или параметров.
В течение подготовки испытания по определению характеристик должны быть оценены методы измерения и откалиброваны приборы и аппаратура для подтверждения их соответствия неопределенностям, приведенным в таблице 3 для установок, производящих электроэнергию.
6.4.1.3 Калибровка
Калибровка, как совокупность операций, устанавливающих при заданных условиях соотношение между значением величины, полученной с помощью данного средства измерений, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого средства измерения [1], обеспечивает входное количественное значение для коррекции или компенсации известной погрешности, возникающей от систематического эффекта, а также количественное значение остаточной неопределенности (стандартной неопределенности по типу В, [2]), которое требуется для определения суммарной стандартной неопределенности окончательного результата испытания.
Приборы и устройства, необходимые для определения характеристик в соответствии с методикой испытаний, должны быть откалиброваны по исходным эталонам для обеспечения, где это выполнимо, ликвидации систематического эффекта в выбранных измерителях и проверки факта, что их неопределенности находятся в соответствии с максимальными неопределенностями, приведенными в таблице 3.
Калибровка должна включать в себя значимые точки, охватывающие рабочий диапазон, ожидаемый на испытаниях по определению характеристик, а также учет эффекта гистерезиса. Если для испытаний по определению характеристик используют приборы и устройства установки, смонтированные на месте, то требуемая калибровка может быть завершена с помощью рабочих эталонов. Аналогично калибровочные проверки на месте временного испытательного оборудования могут быть проведены, используя рабочие эталоны.
Корректировка измерительного прибора или системы в отношении систематической погрешности, выявленной при калибровке, может быть выполнена или компенсацией систематического эффекта алгебраически добавляемой поправкой, или числовым поправочным коэффициентом, применяемым к результату измерения. В тех случаях, когда при испытаниях по определению характеристик используют электронные системы сбора данных, корректировка систематического вида отклонения с помощью поправки может быть заменена использованием кривых полиномиальной регрессии, получаемых методом наименьших квадратов, основываясь на калибровочных данных исходного эталона и соответствующего электронного сигнала измерительного прибора.
Необходимость повторной калибровки датчиков определяют для конкретных условий использования по рекомендациям изготовителя датчика.
6.4.2 Измерение давления
Для обеспечения наивысшей степени точности измерения должны быть использованы предварительно откалиброванные преобразователи давления, принцип действия которых основан на сенсорной технике, такой как пьезо, емкостная и т.д., с температурной компенсацией. Также можно использовать манометры упругого типа, такие как манометры типа U-образной или прямой трубки, манометры с весовой нагрузкой Бурдона и другие.
Методология, число и тип приборов, используемых для измерения давления, должны быть тщательно оценены, принимая в расчет значение и диапазон изменения параметра, требование к точности, а также колебание заданного расхода и конструкцию оборудования.
Измерители давления должны быть установлены таким образом, чтобы никакие дополнительные погрешности, создаваемые окружающими условиями, такими как излучение, вибрация и т.д., или утечками из трубопровода и соединительных фитингов, не увеличивали неопределенность показаний.
6.4.2.1 Барометрическое давление
Абсолютное атмосферное давление следует измерять датчиками барометрического давления, откалиброванными с максимальной неопределенностью 0,05 %. Прибор должен располагаться снаружи любого закрытого помещения в установившейся и защищенной среде на уровне, равном высоте расположения оси симметрии вала ГТУ.
Данные барометрического давления от местной метеостанции использовать запрещено.
6.4.2.2 Давление на входе в компрессор
Давление на входе в компрессор определяют как давление торможения, достигнутое на входе в компрессор. Оно является абсолютным давлением, базирующимся на алгебраической сумме барометрического давления, манометрического статистического давления и динамического давления, когда эти значения измеряют и оценивают отдельно.
Динамическое давление обычно рассчитывают, используя среднюю скорость и плотность воздуха в сечении, где измеряют статистическое давление. Эту среднюю скорость рассчитывают, используя площадь поперечного сечения в этом сечении и номинальный расход.
Если воздухозаборное устройство, шумоглушитель или фильтр отсутствуют, то давление на входе следует рассматривать как барометрическое давление.
В тех случаях, когда средняя скорость у соединительного фланца компрессора или вблизи лемнискатного компрессорного входа ниже 20 м/с, статистическое давление может быть измерено только в одной точке. В случае, когда скорость свыше 20 м/с, статистическое давление берут как среднеарифметическое значение показаний трех точек измерения, расположенных симметрично, насколько это возможно в сечении, перпендикулярном к осредненному течению.
Для объектов замкнутого цикла методика измерения давления на входе в компрессор должна быть такой же, как методика измерения, разработанная для давления на выходе из компрессора.
6.4.2.3 Давление на выходе из турбины
Давление на выходе из турбины определяют как статическое давление, достигнутое на фланце турбины (после выхлопного патрубка) для соединения с выхлопом (или выходном фланце регенератора, если используют регенеративный цикл) тем же самым способом, как и для давления на входе в компрессор. Статистическое давление берут как среднеарифметическое значение показаний трех точек измерения, расположенных в поперечном сечении симметрично, насколько это возможно.
Если газоход отсутствует, то статическое давление на выходе берут как барометрическое давление.
В тех случаях, когда в выбранном сечении существуют условия высокого градиента скорости и давления, методы измерения следует согласовать для обеспечения представительности оценок средневзвешенного давления. В противном случае может быть рассмотрено расчетное давление в выхлопе относительно внешних условий.
6.4.2.4 Давление на выходе из компрессора и на входе в турбину
Если температура на входе в турбину определяется косвенными методами, то может стать необходимым измерение давления на выходе из компрессора или на входе в турбину.
Статическое давление следует измерять одним датчиком или несколькими, по ситуации. В случае установки нескольких датчиков значение давления должно являться среднеарифметическим результатов измерений. Динамическое давление следует рассчитывать по оцененной средней скорости в соответствующем сечении.
6.4.2.5 Давление газообразного топлива
Для определения плотности газообразного топлива при условиях, существующих в линии подачи, давление газообразного топлива следует измерять вместе с температурой газообразного топлива в точках, расположенных насколько возможно ближе к топливному расходомеру и вверх по течению от него.
6.4.3 Измерение температуры
Приборы, рекомендуемые для измерения температуры, следующие:
- термометры сопротивления по ГОСТ Р 51233;
- термопары по ГОСТ Р 8.585;
- жидкостные прозрачные термометры.
Другие устройства измерения температуры, такие как термисторы, также могут быть использованы при условии, что они должным образом откалиброваны и имеют неопределенность, соответствующую ограничениям, приведенным в настоящем стандарте.
Каждый прибор, используемый для испытания, должен быть откалиброван.
В случаях, когда температуру потока измеряют с динамической составляющей температуры, превосходящей 0,5 К, следует использовать термометр с торможением среды в точке измерения (термометр измерения температуры торможения) или, наоборот, соответствующую поправку относительно измерений, проведенных эталонным датчиком.
6.4.3.1 Температура воздуха на входе
В зависимости от установленного контрольного объема для испытаний температура воздуха на входе равна или температуре окружающего воздуха, или температуре на входе в компрессор.
6.4.3.2 Температура окружающего воздуха
Приборы, требующиеся для измерения температуры окружающего воздуха, следует устанавливать в месте, где струя воздуха пересекает заданный контрольный объем для испытаний, обычно у секции фильтрации воздухозаборного устройства. Особая осторожность требуется для защиты и экранирования температурных датчиков от солнечных и иных источников излучения, а также от высокой (более 10 м/с) скорости воздушного потока через чувствительный элемент.
В случае нескольких ГТУ, установленных в один или несколько рядов или в шахматном порядке с системой охлаждения испарительного типа или без нее (в составе системы воздухоподготовки), приборы для определения взвешенного среднего значения температуры окружающего воздуха и влажности должны быть установлены в местах, где граничные поверхности контрольного объема для испытаний подходят наилучшим образом.
Число приборов должно зависеть от формы и размера системы фильтрации воздуха на входе. Температуру следует измерять, как минимум, четырьмя приборами, равномерно распределенными по площади поперечного сечения входного участка. Рекомендуется размещать, как минимум, один датчик на каждые 10 м2 площади поперечного сечения потока на входе. В случае, когда существует неравномерный профиль температуры в поперечном сечении, число датчиков должно увеличиваться соответственно. Если разница между минимальной и максимальной температурами больше 5 К, как и в случае, когда находящееся рядом оборудование установки является источником горячих струй, направленных на воздухозаборное устройство, то причина этих явлений должна быть исследована и, где это возможно, ликвидирована.
6.4.3.3 Температура на входе в компрессор
Температура воздуха на входе в компрессор может быть использована для расчета баланса энергии. Ее следует измерять приборами, имеющими максимальную неопределенность, равную 0,2 К. Для расчета среднего значения следует использовать, по крайней мере, два датчика, а показания - снимать одновременно. Если температуру измеряют в месте, где скорость воздуха свыше 10 м/с, то измеренную температуру следует скорректировать с помощью рассчитанной динамической составляющей температуры торможения, используя вычисленную скорость воздуха.
В случае применения в эксплуатации испарительного охладителя или других аэрозольных систем необходимо обращать внимание на выбор точек измерения, чтобы предотвратить побочное охлаждение чувствительных элементов датчиков температуры при бомбардировке водяными каплями.
6.4.3.4 Температура на входе в турбину (TIT)
Работа ГТУ при заданной настройке температуры в течение испытаний является очень важной для определения термогазодинамических характеристик. Обычно ГТУ проектируют на основе температуры на входе в турбину, которая, за исключением специальных случаев, таких как турбины замкнутого цикла, не поддается измерению в реальной действительности. Поэтому температура на входе в турбину может быть определена только косвенными способами, основанными на расчетах баланса тепла. Методика расчета температуры на входе в турбину по условиям ИСО дана в 8.1.5.
Для измерения температуры на входе в турбину в ГТУ замкнутого цикла двух датчиков может быть достаточно.
6.4.3.5 Температура на выходе из турбины (температура выхлопа)
Температуру выхлопных газов следует измерять вблизи граничной поверхности контрольного объема для испытаний, которая часто является соединительной плоскостью между ГТУ и котлом-утилизатором или дымовой трубой ГТУ. Поток выхлопных газов из ГТУ обычно имеет неравномерный профиль температуры и скорости. Поэтому температуру выхлопных газов следует рассчитывать как среднемассовую.
Стороны, принимающие участие в испытаниях, должны выбрать метод расчета среднемассовых параметров. Предпочтительным методом является метод вычисления, обеспечиваемый изготовителем, основанный или на данных натурных испытаний по другим подобным установкам, или на аналитических способах, таких как моделирование на основе вычислительной газодинамики.
Обычно ГТУ включает в себя устройства для измерения температуры на выходе из турбины, так как эту температуру используют в системе защиты, управления и оперативного контроля в качестве самого важного выходного параметра. Изготовители ГТУ путем доводки и накопления опыта определяют количество и места установки датчиков температуры в выхлопном устройстве или в зоне между ступенями (для многовальных ГТУ или ГТУ с промежуточным подогревом), учитывая неравномерные профили скорости и температуры, а также тепловое излучение, эффекты теплопроводности.
Если для измерения температуры на выходе из турбины используют временную испытательную аппаратуру, то, как минимум, четыре датчика температуры должны быть размещены в центрах равных площадей поперечного сечения, учитывая пространственные градиенты температуры и скорости потока. Если из практических соображений существует необходимость поместить датчики температуры ближе к выходному фланцу турбины ил и в его сечении, то может потребоваться более четырех датчиков для обеспечения адекватной точности. Для ГТУ замкнутого цикла может быть достаточно двух датчиков температуры. Корпус и газоход между выходным фланцем турбины и точкой измерения должны быть тщательно теплоизолированы. Температура торможения в выхлопе должна быть рассчитана как среднеарифметическое значение индивидуальных измеренных величин.
6.4.3.6 Температура воздуха на входе в камеру сгорания
Может потребоваться (см. 8.1.3) определение средней температуры торможения на входе в камеру сгорания для оценки прироста температуры. Методы измерения средней температуры торможения на входе в камеру сгорания могут изменяться в соответствии с детальным проектом установки. Необходимые предупредительные меры должны быть предприняты против лучистых потоков тепла.
6.4.3.7 Температура топлива
Температуру топлива допускается при необходимости измерять в двух разных местах, близко к расходомеру для расчета подачи топлива и, если это используется, для возврата жидкого топлива и у граничной поверхности контрольного объема для испытаний для определения физической теплоты (энтальпии).

Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях

2017-04-19T20:42:24Z

Чесноков:

Техническое обеспечение АСУТП

2017-04-19T20:06:54Z

Чесноков:

1. Промышленная безопасность. Степени защиты оболочек. Системы самодиагностики современных средств автоматизации.

2. Современные контроллеры для малых и средних производств. Системы связи на полевом уровне и уровне контроллеров.

3. Технические средства систем автоматизации зданий. Системы управления освещением, кондиционированием, контроля доступом.

4. Современные регулирующие клапаны. Конструкции и характеристики, области применения.

----
Курсовые работы:

[[Современные системы измерения показателей pH, pO2]]

[[Технические средства систем массового обслуживания высокой готовности]]

[[Технические средства холодильных систем]]

К41 (2016)

[[Клапаны для жидких сред с твёрдыми включениями]] Конякин

[[Контроллеры системы ПАЗ]]Ермолаев

[[Клапаны для вязких сред, пищевой промышленности]]Юлбердина

[[Интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон]] Лоскутов

[[Датчики температуры, давления, уровня для пищевых производств]] Романов

[[Средства автоматизации для азотной кислоты]] Панина

[[Клапаны для для пожаровзрывоопасных зон]] Ружицкий

[[Средства автоматизации для ответственных применений]] Курлянчик

[[Не интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон]] Анисимова

[[Датчики контроля мутности и оптической плотности]]Мягкова

[[Датчики безопасности в производстве азотной кислоты]]Павлова

[[Датчики безопасности в производстве карбамида]] Покутняя

[[Датчики уровня]] Толстых

[[Высокотемпературные датчики]] Киселёв

[[Информационные кабели]] Угаров

[[Выбор регулирующих клапанов в производстве полиэтилена]] Анюшина

[[Выбор средств автоматизации для наружных установок с пожароопасным содержимым]] Бирмухаметова

[[Газоанализаторы и сигнализаторы в процессе производства карбамида]] Музычук

[[Кабельные проводки наружных установок]] Исмагилова

[[Класс точности датчиков температуры]] Круглов

[[Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях]] Чесноков

Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях

2017-04-19T19:49:53Z

Чесноков:

плрарти[[Заголовок ссылки]]

Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях

2017-04-19T19:48:31Z

Чесноков: Новая страница: «Плоаолоа»

Плоаолоа

Техническое обеспечение АСУТП

2017-04-19T19:48:12Z

Чесноков:

1. Промышленная безопасность. Степени защиты оболочек. Системы самодиагностики современных средств автоматизации.

2. Современные контроллеры для малых и средних производств. Системы связи на полевом уровне и уровне контроллеров.

3. Технические средства систем автоматизации зданий. Системы управления освещением, кондиционированием, контроля доступом.

4. Современные регулирующие клапаны. Конструкции и характеристики, области применения.

----
Курсовые работы:

[[Современные системы измерения показателей pH, pO2]]

[[Технические средства систем массового обслуживания высокой готовности]]

[[Технические средства холодильных систем]]

К41 (2016)

[[Клапаны для жидких сред с твёрдыми включениями]] Конякин

[[Контроллеры системы ПАЗ]]Ермолаев

[[Клапаны для вязких сред, пищевой промышленности]]Юлбердина

[[Интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон]] Лоскутов

[[Датчики температуры, давления, уровня для пищевых производств]] Романов

[[Средства автоматизации для азотной кислоты]] Панина

[[Клапаны для для пожаровзрывоопасных зон]] Ружицкий

[[Средства автоматизации для ответственных применений]] Курлянчик

[[Не интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон]] Анисимова

[[Датчики контроля мутности и оптической плотности]]Мягкова

[[Датчики безопасности в производстве азотной кислоты]]Павлова

[[Датчики безопасности в производстве карбамида]] Покутняя

[[Датчики уровня]] Толстых

[[Высокотемпературные датчики]] Киселёв

[[Информационные кабели]] Угаров

[[Выбор регулирующих клапанов в производстве полиэтилена]] Анюшина

[[Выбор средств автоматизации для наружных установок с пожароопасным содержимым]] Бирмухаметова

[[Газоанализаторы и сигнализаторы в процессе производства карбамида]] Музычук

[[Кабельные проводки наружных установок]] Исмагилова

[[Класс точности датчиков температуры]] Круглов

[[Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях]] Чесноков

Техническое обеспечение АСУТП

2017-04-19T19:36:43Z

Чесноков: Размещение датчиков температуры и давления при тепловых испытаниях Чесноков

Системы машинного зрения в человеко-машинных системах

2017-01-19T21:26:12Z

Чесноков:

Основную часть информации о внешнем мире человек получает по зрительному каналу и далее весьма эффективно обрабатывает полученную информацию при помощи аппарата анализа и интерпретации визуальной информации. Поэтому встает вопрос о возможности машинной реализации данного процесса.
За счет возрастания сложности решаемых научно-технических задач, автоматическая обработка и анализ визуальной информации становятся все более актуальными вопросами. Данные технологии используются в весьма востребованных областях науки и техники, таких как автоматизация процессов, повышение производительности, повышение качества выпускаемых изделий, контроль производственного оборудования, интеллектуальные робототехнические комплексы, системы управления движущимися аппаратами, биомедицинские исследования и множество других. Кроме того, можно сказать, что успех современного бизнеса основывается главным образом на качестве предлагаемой продукции. А для его обеспечения, если говорить о производстве материальных вещей, требуется визуальный контроль.
Далее мы будем использовать термин «машинное зрение», как понятие, наиболее полно объемлющее круг инженерных технологий, методов и алгоритмов, связанных с задачей интерпретации визуальной информации, а также как практическое использование результатов этой интерпретации.
Типовая система машинного зрения состоит из одной или нескольких цифровых или аналоговых камер (черно-белые или цветные) с подходящей оптикой для получения изображений, подсветки и объекта, оборудования ввода/вывода или каналы связи для доклада о полученных результатах. Кроме того, важна и программная составляющая систем машинного зрения, а именно программное обеспечение для подготовки изображений к обработке (для аналоговых камер это оцифровщик изображений), специфичные приложения программного обеспечения для обработки изображений и обнаружения соответствующих свойств.В целом, в задачи систем машинного зрения входит получение цифрового изображения, обработка изображения с целью выделения значимой информации на изображении и математический анализ полученных данных для решения поставленных задач.
Однако машинное зрение позволяет решать множество задач, которые условно можно разделить на четыре группы: Распознавание положения, измерение, инспекция и идентификация. Рассмотрим прямое взаимодействие системы машинного зрения с человеко- машинными системами.

== '''Примеры систем машинного зрения.''' ==

1) '''Видеонаблюдение.'''
Автоматические и автоматизированные системы видеонаблюдения являются одной из ключевых составляющих современных комплексных систем безопасности. Задача видеонаблюдения подразумевает визуальный контроль заданной области пространства при помощи одной или нескольких видеокамер, позволяющий сохранять и просматривать цифровые видеоданные, а также постоянно оценивать состояние контролируемой территории, выделяя так называемые охранные события.
Охранное видеонаблюдение сегодня имеет два самых важных направления развития - полный переход на цифровые системы видеонаблюдения и развитие функций видеоаналитики. Цифровое (IP) видеонаблюдение предполагает отказ от аналоговых камер и средств передачи данных. Видеоаналитика представляет развитие функций систем видеонаблюдения, позволяя сократить объем регистрируемых данных.
Современная система видеонаблюдения включает в себя значительное количество различных технологий компьютерного зрения. Технология интеллектуального видеонаблюдения должна включать следующие основные элементы и программно-алгоритмические модули:
а) визуальные датчики различного типа для дистанционного видеонаблюдения;
б) средства распределенного сбора информации, сжатия, обработки и передачи цифровой видеоинформации по локальным и глобальным сетям в реальном времени;
в) автоматическое выделение объектов интереса (люди, транспортные средства, другие объекты);
г) автоматическое слежение за движущимися объектами в зоне наблюдения;
д) биометрическое распознавание персонала, биометрический контроль доступа в критические зоны объекта наблюдения;
е) автоматическую идентификацию транспортных средств, грузов и оборудования на основе распознавания идентификационных меток (регистрационных номеров, штриховых кодов, других технологических маркировок);
ж) методы оценки сценариев поведения наблюдаемых объектов и групп объектов;
з) формирование «тревожных» сообщений оператору в случае реализации неблагоприятных или нестандартных сценариев развития событий в зоне видеонаблюдения;
и) программно-аппаратные средства для реализации методов и алгоритмов сбора и обработки видеоинформации.
Рассмотрим ряд примеров создания систем видеонаблюдения и их элементов.

'''а)Система обнаружения и сопровождения движущихся объектов по признаку их движения.'''
Технология детектирования движения в поле зрения камеры стала одной из первых коммерческих технологий на потребительском рынке Web-камер . Принцип работы технологии очень простой, поскольку предполагается, что камера неподвижна, а следовательно, неподвижен и фон. Движутся только объекты. Хотя существуют и такие технологии, которые позволяют детектировать движущиеся объекты на движущемся фоне.
У систем обнаружения и сопровождения движущихся объектов могут быть различные функции, такие как:
1) обнаружение новых объектов сцены наблюдения;
2) обнаружение пропавших объектов сцены наблюдения;
3) регистрация новой сцены наблюдения;
4) контроль отсутствия сдвигов камеры относительно сцены наблюдения.

'''б)Система обнаружения и распознавания лиц.'''
Была разработана технология обнаружения и распознавания лиц по двумерным изображениям, включающая три основных модуля:
1) детектирование (обнаружение) лиц;
2) индексация (кодирование и последующий быстрый поиск лиц в базе);
3) идентификация лиц.
Модули применяются последовательно. Выделенные на текущем кадре изображения лиц поступают в систему индексации, которая в ответ указывает заданное количество «кандидатов» из хранящейся базы изображений лиц, наиболее похожих на текущее изображение. После этого процедура идентификации обрабатывает изображения лиц найденных кандидатов с целью их точного распознавания. Такой подход позволяет осуществлять полнофункциональную работу с «живым» видеопотоком с целью выделения и распознавания лиц по значительным объемам банков изображений в режиме, близком к режиму реального времени.

'''в) Биометрия.'''
В последние годы во всем мире наблюдается все возрастающий интерес к методам распознавания и идентификации личности. Основные пути и способы решения этих задач лежат в области разработки биометрических систем. В биометрических системах для распознавания человека используется совокупность биометрических характеристик, основанных на биологических особенностях человеческого тела. В качестве таких биометрических характеристик могут выступать голос, почерк, отпечатки пальцев, геометрия кисти руки, рисунок сетчатки или радужной оболочки глаза, лицо и ДНК.

'''г) Система считывания регистрационных номеров автомобилей.'''
Как уже говорилось, одной из функций систем видеонаблюдения является считывание идентификационных меток объектов, прежде всего – номеров транспортных средств, пересекающих зону наблюдения.

'''д) Система распознавания жестов руки человека.'''
Распознавание жестов представляет собой обширную область приложений компьютерного зрения. Под «жестами» в широком смысле понимаются любые движения человеческого тела. В узком смысле обычно подразумеваются некоторые характерные движения рук человека, имеющие в определенной предметной области какие-либо определенные семантические значения. Распознавание жестов может использоваться для построения различного рода человеко-машинных интерфейсов, управления различными техническими средствами и системами виртуальной реальности.
В качестве простого примера можно рассмотреть систему распознавания жестов руки человека по изображениям от черно-белой видеокамеры низкого разрешения. Система не требует предварительного обучения и устойчиво различает до 10 различных жестов.

'''е) Медицинские приложения.'''
Особое место в области разработки систем компьютерного зрения занимают задачи медицинской диагностики. Основные задачи, которые должны решать здесь данные технологии, следующие: задача измерения объектов на рентгенограммах, компьютерных томограммах и современных цифровых ультразвуковых приборах, задача улучшения визуализации, задача восстановления трехмерных форм объектов. Наиболее современной и бурно развивающейся в области разработки медицинских диагностических приложений можно считать технологию, связанную с определением степени алкогольного и наркотического опьянения на основе анализа реакции зрачка пациента.

'''ж)Системы для компьютерного анализа томографических изображений.'''
При создании систем анализа томографических изображений общего назначения основной акцент делался на разработку процедур автоматической и полуавтоматической сегментации изображений. Реализованная схема алгоритма сегментации включает:
1) первичную гистограммную сегментацию методом статистического выделения мод;
2) формирование связных областей с заданными характеристиками методом слияния/разбиения.
Специально разработанный для данного класса задач метод статистического выделения мод позволяет оценивать количество и степень выраженности мод гистограммы, опираясь на соответствующий график статистической производной.
Метод слияния/разбиения связных областей использует полученную на первом этапе разметку пикселей изображения в качестве стартового приближения, после чего происходит процесс итеративной релаксации с целью минимизации заданной энергетической функции. Алгоритм сегментации может быть использован как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. В этом случае врач-оператор может инициализировать процесс сегментации интересующих его объектов путем указания интересующих его точек.

Таким образом, у систем машинного зрения достаточно хорошие перспективы. Идеальная система машинного зрения будет полностью построена на цифровых технологиях, станет использовать интеллектуальные камеры и недорогое оборудование, реализующее набор стандартизованных функций обработки и распознавания изображений. Ключевым в ее успехе будет, конечно, удобная интеллектуальная программная среда, способная гибко и быстро настраиваться на произвольную предметную область, допускающая динамическое расширение функциональных возможностей и легко стыкующаяся с технологической аппаратурой.В настоящее время существует четкая граница между так называемым монокулярным и бинокулярным компьютерным зрением. К первой области относятся исследования и разработки в области компьютерного зрения, связанные с информацией, поступающей от одной камеры или от каждой камеры отдельно. Ко второй области относятся исследования и разработки, имеющие дело с информацией, одновременно поступающей от двух и более камер. Несколько камер в таких системах используются для измерения глубины наблюдения. Эти системы называются стереосистемами.
К настоящему моменту теория компьютерного зрения полностью сложилась как самостоятельный раздел кибернетики, опирающийся на научную и практическую базу знаний. Ежегодно по данной тематике издаются сотни книг и монографий, проводятся десятки конференций и симпозиумов, выпускается различное программное и аппаратно-программное обеспечение. Существует ряд научно-общественных организаций, поддерживающих и освещающих исследования в области современных технологий, в том числе технологии компьютерного зрения.

Список литературы

• [Бобровский, 2004] Бобровский С. «Когда машины прозреют».

• [Лысенко, 2007] Лысенко О. Машинное зрение от SICK/IVP // Компоненты и технологии. 2007. № 1

• [Компьютерное зрение ] Компьютерное (машинное) зрение (computer vision) http://es-prof.com/m_mvision.php

Системы машинного зрения в человеко-машинных системах

2017-01-19T20:50:14Z

Чесноков:

Основную часть информации о внешнем мире человек получает по зрительному каналу и далее весьма эффективно обрабатывает полученную информацию при помощи аппарата анализа и интерпретации визуальной информации. Поэтому встает вопрос о возможности машинной реализации данного процесса.
За счет возрастания сложности решаемых научно-технических задач, автоматическая обработка и анализ визуальной информации становятся все более актуальными вопросами. Данные технологии используются в весьма востребованных областях науки и техники, таких как автоматизация процессов, повышение производительности, повышение качества выпускаемых изделий, контроль производственного оборудования, интеллектуальные робототехнические комплексы, системы управления движущимися аппаратами, биомедицинские исследования и множество других. Кроме того, можно сказать, что успех современного бизнеса основывается главным образом на качестве предлагаемой продукции. А для его обеспечения, если говорить о производстве материальных вещей, требуется визуальный контроль.
Далее мы будем использовать термин «машинное зрение», как понятие, наиболее полно объемлющее круг инженерных технологий, методов и алгоритмов, связанных с задачей интерпретации визуальной информации, а также как практическое использование результатов этой интерпретации.
Типовая система машинного зрения состоит из одной или нескольких цифровых или аналоговых камер (черно-белые или цветные) с подходящей оптикой для получения изображений, подсветки и объекта, оборудования ввода/вывода или каналы связи для доклада о полученных результатах. Кроме того, важна и программная составляющая систем машинного зрения, а именно программное обеспечение для подготовки изображений к обработке (для аналоговых камер это оцифровщик изображений), специфичные приложения программного обеспечения для обработки изображений и обнаружения соответствующих свойств.
'''Примеры систем машинного зрения.'''
1) Видеонаблюдение.
Автоматические и автоматизированные системы видеонаблюдения являются одной из ключевых составляющих современных комплексных систем безопасности. Задача видеонаблюдения подразумевает визуальный контроль заданной области пространства при помощи одной или нескольких видеокамер, позволяющий сохранять и просматривать цифровые видеоданные, а также постоянно оценивать состояние контролируемой территории, выделяя так называемые охранные события.
Охранное видеонаблюдение сегодня имеет два самых важных направления развития - полный переход на цифровые системы видеонаблюдения и развитие функций видеоаналитики. Цифровое (IP) видеонаблюдение предполагает отказ от аналоговых камер и средств передачи данных. Видеоаналитика представляет развитие функций систем видеонаблюдения, позволяя сократить объем регистрируемых данных.
Современная система видеонаблюдения включает в себя значительное количество различных технологий компьютерного зрения. Технология интеллектуального видеонаблюдения должна включать следующие основные элементы и программно-алгоритмические модули:
• визуальные датчики различного типа для дистанционного видеонаблюдения
• средства распределенного сбора информации, сжатия, обработки и передачи цифровой видеоинформации по локальным и глобальным сетям в реальном времени
• автоматическое выделение объектов интереса (люди, транспортные средства, другие объекты)
• автоматическое слежение за движущимися объектами в зоне наблюдения
• биометрическое распознавание персонала, биометрический контроль доступа в критические зоны объекта наблюдения
• автоматическую идентификацию транспортных средств, грузов и оборудования на основе распознавания идентификационных меток (регистрационных номеров, штриховых кодов, других технологических маркировок)
• методы оценки сценариев поведения наблюдаемых объектов и групп объектов
• формирование «тревожных» сообщений оператору в случае реализации неблагоприятных или нестандартных сценариев развития событий в зоне видеонаблюдения
• программно-аппаратные средства для реализации методов и алгоритмов сбора и обработки видеоинформации.
Рассмотрим ряд примеров создания систем видеонаблюдения и их элементов.
2)Система обнаружения и сопровождения движущихся объектов по признаку их движения.
Технология детектирования движения в поле зрения камеры стала одной из первых коммерческих технологий на потребительском рынке Web-камер . Принцип работы технологии очень простой, поскольку предполагается, что камера неподвижна, а следовательно, неподвижен и фон. Движутся только объекты. Хотя существуют и такие технологии, которые позволяют детектировать движущиеся объекты на движущемся фоне.
У систем обнаружения и сопровождения движущихся объектов могут быть различные функции, такие как:
• обнаружение новых объектов сцены наблюдения;
• обнаружение пропавших объектов сцены наблюдения;
• регистрация новой сцены наблюдения;
• контроль отсутствия сдвигов камеры относительно сцены наблюдения.
3)Система обнаружения и распознавания лиц.
Была разработана технология обнаружения и распознавания лиц по двумерным изображениям, включающая три основных модуля:
• детектирование (обнаружение) лиц;
• индексация (кодирование и последующий быстрый поиск лиц в базе);
• идентификация лиц.
Модули применяются последовательно. Выделенные на текущем кадре изображения лиц поступают в систему индексации, которая в ответ указывает заданное количество «кандидатов» из хранящейся базы изображений лиц, наиболее похожих на текущее изображение. После этого процедура идентификации обрабатывает изображения лиц найденных кандидатов с целью их точного распознавания. Такой подход позволяет осуществлять полнофункциональную работу с «живым» видеопотоком с целью выделения и распознавания лиц по значительным объемам банков изображений в режиме, близком к режиму реального времени.
4) Биометрия.
В последние годы во всем мире наблюдается все возрастающий интерес к методам распознавания и идентификации личности. Основные пути и способы решения этих задач лежат в области разработки биометрических систем. В биометрических системах для распознавания человека используется совокупность биометрических характеристик, основанных на биологических особенностях человеческого тела. В качестве таких биометрических характеристик могут выступать голос, почерк, отпечатки пальцев, геометрия кисти руки, рисунок сетчатки или радужной оболочки глаза, лицо и ДНК.
5) Система считывания регистрационных номеров автомобилей.
Как уже говорилось, одной из функций систем видеонаблюдения является считывание идентификационных меток объектов, прежде всего – номеров транспортных средств, пересекающих зону наблюдения.
6) Система распознавания жестов руки человека.
Распознавание жестов представляет собой обширную область приложений компьютерного зрения. Под «жестами» в широком смысле понимаются любые движения человеческого тела. В узком смысле обычно подразумеваются некоторые характерные движения рук человека, имеющие в определенной предметной области какие-либо определенные семантические значения. Распознавание жестов может использоваться для построения различного рода человеко-машинных интерфейсов, управления различными техническими средствами и системами виртуальной реальности.
В качестве простого примера можно рассмотреть систему распознавания жестов руки человека по изображениям от черно-белой видеокамеры низкого разрешения. Система не требует предварительного обучения и устойчиво различает до 10 различных жестов.
7) Медицинские приложения.
Особое место в области разработки систем компьютерного зрения занимают задачи медицинской диагностики. Основные задачи, которые должны решать здесь данные технологии, следующие: задача измерения объектов на рентгенограммах, компьютерных томограммах и современных цифровых ультразвуковых приборах, задача улучшения визуализации, задача восстановления трехмерных форм объектов. Наиболее современной и бурно развивающейся в области разработки медицинских диагностических приложений можно считать технологию, связанную с определением степени алкогольного и наркотического опьянения на основе анализа реакции зрачка пациента.
8)Системы для компьютерного анализа томографических изображений.
При создании систем анализа томографических изображений общего назначения основной акцент делался на разработку процедур автоматической и полуавтоматической сегментации изображений. Реализованная схема алгоритма сегментации включает:
• первичную гистограммную сегментацию методом статистического выделения мод;
• формирование связных областей с заданными характеристиками методом слияния/разбиения.
Специально разработанный для данного класса задач метод статистического выделения мод позволяет оценивать количество и степень выраженности мод гистограммы, опираясь на соответствующий график статистической производной.
Метод слияния/разбиения связных областей использует полученную на первом этапе разметку пикселей изображения в качестве стартового приближения, после чего происходит процесс итеративной релаксации с целью минимизации заданной энергетической функции. Алгоритм сегментации может быть использован как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. В этом случае врач-оператор может инициализировать процесс сегментации интересующих его объектов путем указания интересующих его точек.
Таким образом, у систем машинного зрения достаточно хорошие перспективы. Идеальная система машинного зрения будет полностью построена на цифровых технологиях, станет использовать интеллектуальные камеры и недорогое оборудование, реализующее набор стандартизованных функций обработки и распознавания изображений. Ключевым в ее успехе будет, конечно, удобная интеллектуальная программная среда, способная гибко и быстро настраиваться на произвольную предметную область, допускающая динамическое расширение функциональных возможностей и легко стыкующаяся с технологической аппаратурой.

Список литературы
• [Бобровский, 2004] Бобровский С. «Когда машины прозреют».
• [Лысенко, 2007] Лысенко О. Машинное зрение от SICK/IVP // Компоненты и технологии. 2007. № 1
• [Компьютерное зрение ] Компьютерное (машинное) зрение (computer vision) http://es-prof.com/m_mvision.php

Системы машинного зрения в человеко-машинных системах

2017-01-19T20:44:24Z

Чесноков: Новая страница: « Основную часть информации о внешнем мире человек получает по зрительному каналу и дал…»

Основную часть информации о внешнем мире человек получает по зрительному каналу и далее весьма эффективно обрабатывает полученную информацию при помощи аппарата анализа и интерпретации визуальной информации. Поэтому встает вопрос о возможности машинной реализации данного процесса.
За счет возрастания сложности решаемых научно-технических задач, автоматическая обработка и анализ визуальной информации становятся все более актуальными вопросами. Данные технологии используются в весьма востребованных областях науки и техники, таких как автоматизация процессов, повышение производительности, повышение качества выпускаемых изделий, контроль производственного оборудования, интеллектуальные робототехнические комплексы, системы управления движущимися аппаратами, биомедицинские исследования и множество других. Кроме того, можно сказать, что успех современного бизнеса основывается главным образом на качестве предлагаемой продукции. А для его обеспечения, если говорить о производстве материальных вещей, требуется визуальный контроль.
Далее мы будем использовать термин «машинное зрение», как понятие, наиболее полно объемлющее круг инженерных технологий, методов и алгоритмов, связанных с задачей интерпретации визуальной информации, а также как практическое использование результатов этой интерпретации.
Типовая система машинного зрения состоит из одной или нескольких цифровых или аналоговых камер (черно-белые или цветные) с подходящей оптикой для получения изображений, подсветки и объекта, оборудования ввода/вывода или каналы связи для доклада о полученных результатах. Кроме того, важна и программная составляющая систем машинного зрения, а именно программное обеспечение для подготовки изображений к обработке (для аналоговых камер это оцифровщик изображений), специфичные приложения программного обеспечения для обработки изображений и обнаружения соответствующих свойств.
Примеры систем машинного зрения.
1) Видеонаблюдение.
Автоматические и автоматизированные системы видеонаблюдения являются одной из ключевых составляющих современных комплексных систем безопасности. Задача видеонаблюдения подразумевает визуальный контроль заданной области пространства при помощи одной или нескольких видеокамер, позволяющий сохранять и просматривать цифровые видеоданные, а также постоянно оценивать состояние контролируемой территории, выделяя так называемые охранные события.
Охранное видеонаблюдение сегодня имеет два самых важных направления развития - полный переход на цифровые системы видеонаблюдения и развитие функций видеоаналитики. Цифровое (IP) видеонаблюдение предполагает отказ от аналоговых камер и средств передачи данных. Видеоаналитика представляет развитие функций систем видеонаблюдения, позволяя сократить объем регистрируемых данных.
Современная система видеонаблюдения включает в себя значительное количество различных технологий компьютерного зрения. Технология интеллектуального видеонаблюдения должна включать следующие основные элементы и программно-алгоритмические модули:
• визуальные датчики различного типа для дистанционного видеонаблюдения
• средства распределенного сбора информации, сжатия, обработки и передачи цифровой видеоинформации по локальным и глобальным сетям в реальном времени
• автоматическое выделение объектов интереса (люди, транспортные средства, другие объекты)
• автоматическое слежение за движущимися объектами в зоне наблюдения
• биометрическое распознавание персонала, биометрический контроль доступа в критические зоны объекта наблюдения
• автоматическую идентификацию транспортных средств, грузов и оборудования на основе распознавания идентификационных меток (регистрационных номеров, штриховых кодов, других технологических маркировок)
• методы оценки сценариев поведения наблюдаемых объектов и групп объектов
• формирование «тревожных» сообщений оператору в случае реализации неблагоприятных или нестандартных сценариев развития событий в зоне видеонаблюдения
• программно-аппаратные средства для реализации методов и алгоритмов сбора и обработки видеоинформации.
Рассмотрим ряд примеров создания систем видеонаблюдения и их элементов.
2)Система обнаружения и сопровождения движущихся объектов по признаку их движения.
Технология детектирования движения в поле зрения камеры стала одной из первых коммерческих технологий на потребительском рынке Web-камер . Принцип работы технологии очень простой, поскольку предполагается, что камера неподвижна, а следовательно, неподвижен и фон. Движутся только объекты. Хотя существуют и такие технологии, которые позволяют детектировать движущиеся объекты на движущемся фоне.
У систем обнаружения и сопровождения движущихся объектов могут быть различные функции, такие как:
• обнаружение новых объектов сцены наблюдения;
• обнаружение пропавших объектов сцены наблюдения;
• регистрация новой сцены наблюдения;
• контроль отсутствия сдвигов камеры относительно сцены наблюдения.
3)Система обнаружения и распознавания лиц.
Была разработана технология обнаружения и распознавания лиц по двумерным изображениям, включающая три основных модуля:
• детектирование (обнаружение) лиц;
• индексация (кодирование и последующий быстрый поиск лиц в базе);
• идентификация лиц.
Модули применяются последовательно. Выделенные на текущем кадре изображения лиц поступают в систему индексации, которая в ответ указывает заданное количество «кандидатов» из хранящейся базы изображений лиц, наиболее похожих на текущее изображение. После этого процедура идентификации обрабатывает изображения лиц найденных кандидатов с целью их точного распознавания. Такой подход позволяет осуществлять полнофункциональную работу с «живым» видеопотоком с целью выделения и распознавания лиц по значительным объемам банков изображений в режиме, близком к режиму реального времени.
4) Биометрия.
В последние годы во всем мире наблюдается все возрастающий интерес к методам распознавания и идентификации личности. Основные пути и способы решения этих задач лежат в области разработки биометрических систем. В биометрических системах для распознавания человека используется совокупность биометрических характеристик, основанных на биологических особенностях человеческого тела. В качестве таких биометрических характеристик могут выступать голос, почерк, отпечатки пальцев, геометрия кисти руки, рисунок сетчатки или радужной оболочки глаза, лицо и ДНК.
5) Система считывания регистрационных номеров автомобилей.
Как уже говорилось, одной из функций систем видеонаблюдения является считывание идентификационных меток объектов, прежде всего – номеров транспортных средств, пересекающих зону наблюдения.
6) Система распознавания жестов руки человека.
Распознавание жестов представляет собой обширную область приложений компьютерного зрения. Под «жестами» в широком смысле понимаются любые движения человеческого тела. В узком смысле обычно подразумеваются некоторые характерные движения рук человека, имеющие в определенной предметной области какие-либо определенные семантические значения. Распознавание жестов может использоваться для построения различного рода человеко-машинных интерфейсов, управления различными техническими средствами и системами виртуальной реальности.
В качестве простого примера можно рассмотреть систему распознавания жестов руки человека по изображениям от черно-белой видеокамеры низкого разрешения. Система не требует предварительного обучения и устойчиво различает до 10 различных жестов.
7) Медицинские приложения.
Особое место в области разработки систем компьютерного зрения занимают задачи медицинской диагностики. Основные задачи, которые должны решать здесь данные технологии, следующие: задача измерения объектов на рентгенограммах, компьютерных томограммах и современных цифровых ультразвуковых приборах, задача улучшения визуализации, задача восстановления трехмерных форм объектов. Наиболее современной и бурно развивающейся в области разработки медицинских диагностических приложений можно считать технологию, связанную с определением степени алкогольного и наркотического опьянения на основе анализа реакции зрачка пациента.
8)Системы для компьютерного анализа томографических изображений.
При создании систем анализа томографических изображений общего назначения основной акцент делался на разработку процедур автоматической и полуавтоматической сегментации изображений. Реализованная схема алгоритма сегментации включает:
• первичную гистограммную сегментацию методом статистического выделения мод;
• формирование связных областей с заданными характеристиками методом слияния/разбиения.
Специально разработанный для данного класса задач метод статистического выделения мод позволяет оценивать количество и степень выраженности мод гистограммы, опираясь на соответствующий график статистической производной.
Метод слияния/разбиения связных областей использует полученную на первом этапе разметку пикселей изображения в качестве стартового приближения, после чего происходит процесс итеративной релаксации с целью минимизации заданной энергетической функции. Алгоритм сегментации может быть использован как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. В этом случае врач-оператор может инициализировать процесс сегментации интересующих его объектов путем указания интересующих его точек.
Таким образом, у систем машинного зрения достаточно хорошие перспективы. Идеальная система машинного зрения будет полностью построена на цифровых технологиях, станет использовать интеллектуальные камеры и недорогое оборудование, реализующее набор стандартизованных функций обработки и распознавания изображений. Ключевым в ее успехе будет, конечно, удобная интеллектуальная программная среда, способная гибко и быстро настраиваться на произвольную предметную область, допускающая динамическое расширение функциональных возможностей и легко стыкующаяся с технологической аппаратурой.

Список литературы
• [Бобровский, 2004] Бобровский С. «Когда машины прозреют».
• [Лысенко, 2007] Лысенко О. Машинное зрение от SICK/IVP // Компоненты и технологии. 2007. № 1
• [Компьютерное зрение ] Компьютерное (машинное) зрение (computer vision) http://es-prof.com/m_mvision.php