风机浆叶在役超声波无损检测装置制造方法及图纸

风机浆叶在役超声波无损检测装置，包括超声波发送器、超声波接受器、数据采集器、后台数据处理器，超声波发送器和超声波接受器分别安装在风机浆叶空腔内侧呈网络化布局的布置点，超声波发送器与超声波接受器的间距与超声波发送器的有效发射距离相匹配，超声波接收器与数据采集器连接，数据采集器与后台数据处理连接。网络化布局的布置点可以是四边形或六边形网格形状的节点，超声波传输可以采用一发一收方式，也可以采用脉冲回波方式。超声波监测具有体积小、成本低、效率高，无污染、对人体无害等优点。本实用新型专利技术可以自动监测现有风机浆叶状态，一旦发现破损现象，可以提前预警，有效地降低了风电行业的运维成本。

【技术实现步骤摘要】
风机浆叶在役超声波无损检测装置
本技术涉及一种风机浆叶超声波无损检测装置，更具体的说是涉及一种采用超声波检测技术对风力发电机浆叶在役产生的破损及瑕疵进行无损检测的装置。
技术介绍
风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化和商业化发展前景的发电方式，具有清洁、可再生、环境效益好等优点，是近些年来国际上发展速度最快的可再生能源。据《中国电力发展报告2016》显示，2016年中国风电规模达14864万千瓦，占比提高9％，稳居我国第三大电源。随着风能的快速发展和风电机组的广泛安装使用，风电机组的运行故障问题日益突出。由于风电机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，常年经受风吹雨打、酷暑严寒和极端温差的影响，使得风电机组故障频发。风电机组的安全、稳定、无故障运转不仅可以提供稳定的电力供应，也可以大幅降低风电的成本，是整个产业链健康发展的关键环节。目前风场采取的维护方式多为定期维护及事后维修。由于风机多数布置在偏远地区，每次检修耗时耗力，使得风电机组的维护费用长期以来居高不下。风电机组的事故统计数据(由风电场凯斯内斯信息论坛提供http://www.caithnesswindfarms.co.uk/AccidentStatistics.htm)显示每年的风电事故呈上升趋势(Figure1)。凯斯内斯论坛指出该统计数据只是使用了有官方和新闻报道的事故，所以实际的事故数量可能比该数据要高很多。该统计数据表明，风电机组最常发生的事故是叶片损伤。从1996年至2017年,总共有370起由于叶片损伤引发的事故报道。风电机组叶片在运行中的损伤主要会表现为后缘开裂、表面开裂、后缘损伤、叶尖开裂等。其原因可能有雷击、疲劳载荷作用、结构原始缺陷等。大型风电机组的叶片长度可达60m，叶根直径达2m。叶片损伤经常表现为叶尖及叶尖附近的后缘的开裂。裂缝的初始宽度很小(约1mm)，但随着风机的运行，裂缝的长度很容易扩展。一些典型的开裂情况如Figure2所示。所以叶片的健康监测尤为重要。本项目就是设计风机叶片在线的实时健康监测系统。风电机组叶片监测的技术属于结构健康监测(StructuralHealthMonitoring,简称SHM)的一种。SHM是近十几年来在无损检测(NonDestructiveTesting,简称NDT；或者NonDestructiveEvaluation，简称NDE)的基础上发展起来的智能化监测手段。无损检测是在不损坏结构和材料的前提下，对被检验结构的表面和内部状态进行数据采集和评估的一种检测手段。结构健康监测将网络式的传感器安装在监测结构(如飞机、火车等)上，形成类似于人体的神经感知系统，给予结构以真正的感知能力，实现在结构营运状态中获取数据。当出现异常状况时，系统能作出智能判断，实时发出预警信号，为结构维护及管理决策提供依据和指导。结构健康监测系统可以提高系统的安全性能。在运行过程中实时准确地判定结构的状态，当出现异常状况时，提前发出预警，避免灾难事故的发生。而且减少人为因素造成的误诊断，从而大大提高了系统的可靠性。智能结构健康监测系统可以优化系统的运维效率。智能结构健康监测在结构健康监测的基础上，进一步通过数据融合和强化学习算法为结构维护提供智能决策，把定期维修变为预见性检修。预见性维修可以大大提高运营效率，降低劳动成本，把意外的损坏降低到最小程度，避免过早修理或更换造成不必要的浪费，从而有效地延长结构的寿命。结构健康监测技术大致经历了三个发展阶段：第一阶段在NDT的基础上，把传感器和数据采集集成在结构上，对诊断资讯作简单的数据处理，系统的体积比较大，数据处理相对简单；第二阶段则以把传感器和数据采集的体积缩小，提高了集成度，数据处理器的速度也有所提高，所以能够进行较复杂的信号处理或者建模，目前在工程中得到了广泛的应用；随着传感器技术的飞跃和体积不断缩小，机构健康监测进入了以多种传感器相结合，多种数据传输相结合，网络化数据处理、信号处理与与智能学习结合的第三个阶段。在20世纪70年代和80年代，海洋平台开始研究基于振动的损伤识别方法。由于海洋平台结构到现场测量的成本很高，周期长，所以迫切需要能够在线进行健康监测。监测的基本方法是通过测量模拟信号产生的谐振频率的变化，把信号变化和结构的损伤相关联来进行测试。结构健康监测近十几年来在多个行业开始有广泛的应用。桥梁、建筑，风电等民用工程行业采用多种被动式传感器，包括加速度计、风速风向仪、位移计、温度计、应变计、振动传感器等，通过采集的参数间接地推断结构的总体状况。航空航天、轨道交通装备、管道、容器、轨道等，也开始采用被动式传感器和主动式传感器如超声技术对结构进行有目的的扫描。美国NASA将光纤传感器网络埋入碳纤维复合材料飞机蒙皮，使材料具有感知力和判断力。空中客车的新型长途飞机在飞机尾部配备了冗余传感器，并在飞行甲板安装了飞机尾部健康指示系统，提高整体的安全性。利用超声技术通过测量管壁的厚度可以有效地探测输油管道的腐蚀、破裂等损伤。
技术实现思路
本技术的目的是，为在役的风机浆叶提供一种自动检测装置，可以实时的在役检测风机浆叶的损伤、孔洞、裂纹和皱褶情况，以保证风机浆叶的安全运转。本技术是这样实现的：风机浆叶在役超声波无损检测装置，包括超声波发送器、超声波接受器、数据采集器、后台数据处理器，其特征是超声波发送器和超声波接受器分别安装在风机浆叶空腔内侧呈网络化布局的布置点，超声波发送器与超声波接受器的间距与超声波发送器的有效发射距离相匹配，超声波接收器与数据采集器连接，数据采集器与后台数据处理连接。进一步的，所述风机浆叶在役超声波无损检测装置，其特征是所述网络化布局的布置点是四边形网格形状的节点进一步的，所述风机浆叶在役超声波无损检测装置，其特征是所述网络化布局的布置点是六边形网格形状的节点进一步的，所述风机浆叶在役超声波无损检测装置，其特征是超声波发送器和超声波接受器同体安装在风机浆叶空腔内侧呈网络化布局的布置点处。本技术风机桨叶在役超声波无损检测装置采用超声波探伤技术原理，是直接探测结构状况的最有效的一种检测方法。超声波探伤是利用超声波传播的时候波形反射和穿透的能量变化来检验材料内部和表面缺陷的无损检测方法。跟常规的目测探伤相比，超声波探伤可以监测到目测探伤监测不到的结构内部的状态。举例来讲，金属由于疲劳造成的内部裂纹，新型的复合材料内部的分层和裂缝，都可以用超声扫描有效的进行监测。跟X射线探伤相比，超声波探伤具有体积小、成本低、效率高，无污染、对人体无害等优点。超声波在两种不同声阻抗的介质的界面上会发生反射。反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。类似在结构中存在的缺陷，造成了缺一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个缺陷的时候，就会发生波形变形和反射。对于同一均匀介质，脉冲波的到达时间与距离成正比。因此可由缺陷信号的出现判断缺陷的存在；可由缺陷信号出现的时间来确定缺陷的位置；通过缺陷信号的幅度来判断缺陷的当量大小。超声波信号不但产生表面波，还产生穿透波。将多个超声波激励源和接收器分布在结构表面或装嵌于结构内部，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
风机浆叶在役超声波无损检测装置，包括超声波发送器、超声波接受器、数据采集器、后台数据处理器，其特征是超声波发送器和超声波接受器分别安装在风机浆叶空腔内侧呈网络化布局的布置点，超声波发送器与超声波接受器的间距与超声波发送器的有效发射距离相匹配，超声波接收器与数据采集器连接，数据采集器与后台数据处理连接。

【技术特征摘要】
1.风机浆叶在役超声波无损检测装置，包括超声波发送器、超声波接受器、数据采集器、后台数据处理器，其特征是超声波发送器和超声波接受器分别安装在风机浆叶空腔内侧呈网络化布局的布置点，超声波发送器与超声波接受器的间距与超声波发送器的有效发射距离相匹配，超声波接收器与数据采集器连接，数据采集器与后台数据处理连接。2.按照权利要求1所述风...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦阳，朱同伟，李滨，
申请(专利权)人：北京光耀电力科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11