[發明專利]具有涉及安全的區域的工業設備

有效

• 申請號: 200780027200.4
• 申請日: 2007-06-21
• 公開（公告）號: CN101490283A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: M·托馬西克
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: C21B7/00
• 分類號: C21B7/00;G01S17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹 若;梁 冰

技術領域本發明涉及一種用于制造或者加工液態的、熾熱的或者熱的金屬的工業設備，尤其是高爐設備或者軋機，在該設備里，在液態的或熾熱的金屬的直接外界形成了涉及安全的區域，在該區域里至少局部地不允許有人。?

背景技術用于監測空間區域的裝置例如由DE?101?63?534?A1、DE?102?21?578A1和DE?10?2004?047022?A1已經得知。這里應用了傳感器，它們提供了有關所監測范圍的三維信息。三維CMOS傳感器的原理基于：激光器和電子快門精確地同步。快門精確地隨激光脈沖的發射而打開。極短的光脈沖照亮障礙物-只要存在-而且反射的光脈沖照到三維CMOS圖像轉換器上。傳感器記錄下延遲時間，該時間被分析作為障礙物的距離和形狀的尺度。作為發射器可以應用發光二極管或者激光器。CMOS傳感器的一個像素可以分別包括一個光電二極管和一個配屬的像素電容，后者在時間窗口打開時通過光電二極管的照射而放電。?

現代工業設備必須這樣來設計和運動，使得對人員的危險降到最小。一般因此將具有高危險傾向的某些設備區域進行隔離，或者封閉住進入某些區域的通路。為此可以設有防護圍欄或者門。?

為了隔離或者控制，在機器外界或者就在工業設備里的有危險區域也已知有所謂開關墊或者也有光學系統，例如光柵。開關墊同樣也如同具有進入大門的柵欄那樣結構費用高，并且在極端的環境條件下無法使用。?

發明內容本發明的任務是在一種具有很強的熱輻射的工業設備中，即在用于制造或者加工液態的、熾熱的或者熱的金屬的工業設備中以結構上簡單的方式確保和控制涉及安全的區域。?

這個任務按照本發明針對開頭所述的工業設備通過一種用于上述涉及安全的區域的監測裝置來解決，該監測裝置包括：?

-探測器單元，該探測器單元檢測由在場的人所發出的電磁輻射或者由于在場的人而造成的電磁輻射的消隱，?

-分析單元，該分析單元從探測器單元的輸出數據識別出是否有人存在，?

-與分析單元相接的控制單元，該控制單元當涉及安全的區域里存在有人時自動地引入一種排除人的存在的行動。?

本發明已經認識到：基于輻射的用于涉及安全的區域的監測裝置在具有高的熱輻射和紅外輻射的工業設備中也能保證所要求的安全性。這打破了技術偏見。專業人員迄今并沒有考慮將這樣的探測器單元用于高爐設備或者軋機。而在那里一如既往地加大投入機械式接近阻攔。本發明的優點在于，為保證足夠的人員安全性，無需花費大的機械閉鎖裝置，如在柵欄等等里的大量的電閉鎖的門。放棄或者減少這樣的防護柵欄和/或門在設備維護時也具有重大的優點，因為由此這些柵欄和門不會阻礙接近設備。?

探測器單元優選基于下述探測器類型中的至少一種：?

-運動檢測器，?

-光柵，?

-攝像機或者CCD照相機，?

-熱感照相機，?

-由光發射器和半導體矩陣傳感器所組成的組合，尤其是用CMOS工藝。?

特別優選的是，在探測器單元里使用上面所述探測器類型中的至少兩種的組合，因而可以實現特別高的安全標準。?

除此之外特別有利的是：如果在探測器單元里應用了具有不同的探測器維度的探測器原理，例如一維傳感器或者行掃描儀，尤其是光柵，和/或二維傳感器或者面掃描儀，尤其是光幕或者二維照相機，和/或三維傳感器，其尤其包括光傳感器、半導體矩陣傳感器以及延遲時間確定單元，其中上述半導體矩陣傳感器對于每像素具有用于對反射回的反射器光進行積分的一個電容和一個光電二極管。?

按照一種特別優選的實施方式，探測器單元設置用于由涉及安全的區域產生圖像并且分析單元對圖像進行處理。優選在圖像處理時進行目標識別或者模式識別，優選基于神經網絡，因此可以將人與非人目標區分開來。?

因此除了識別人員危險之外也可以了解到在設備里，例如車輛的或者跌下來的零部件的其它意外的或者不尋常的運動。?

按照一種優選的改進方案，在工業設備里形成了另外至少一個涉及安全的區域，該區域在其危險程度方面與之前提到的涉及安全的區域是不同的，其中所述另外的涉及安全的區域可以由監測裝置分別地對?是否存在有人進行監測。所述涉及安全的區域中的至少一個優選具有介于“最高危險”和“沒有危險”之間的危險等級。?

按照另一種優選的改進方案，控制單元與設備控制裝置相連，從而在識別出人員危險時，可以由設備控制裝置自動地尤其是實時地、在線和/或無需人為中間輸入，實現對設備驅動器采取降低危險的干預措施。?