一种风力发电叶片裂纹检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风力发电叶片裂纹检测系统及其检测方法，属于风电场的技术领域。当前叶片处于第一检测区域时，摄像机获取当前叶片的第一检测面；当前叶片处于第二检测区域时，摄像机获取当前叶片的第二检测面和第四检测面；当前叶片处于第三检测区域时，摄像机获取当前叶片的第三检测面。本发明专利技术保证了信息的精确度，因为它不受风力后者其他环境因素的影响，当风叶处于某一检测区域时，摄像机将会持续的对某一个检测面进行图像摄取，针对性高且是从不同的角度对该检测面进行数据获取再经后台处理后生成叶片分解图像，因此避免出现因光线不好造成的获取不全或者精度不高的现象。光线不好造成的获取不全或者精度不高的现象。光线不好造成的获取不全或者精度不高的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电叶片裂纹检测系统及其检测方法


[0001]本专利技术属于风力场的
，特别是涉及一种风力发电叶片裂纹检测系统及其检测方法。

技术介绍

[0002]风力叶片是风力发电的重要组成部分，也是风力发电机组的力源和主要承载部件。风力机叶片安全有效运行对风电机组的发电效率和运行安全等都有着重要的影响。但是由于风力叶片长期暴露在外，经高温、暴风雨甚至是电闪雷鸣的洗礼之后易造成叶片损伤。而风力叶片的体积较大，同时安装在一定的高度位置上，不同于其他小部件的检测维护，相对而言风力叶片的检测与维护就显得难度较大。
[0003]目前，有超声波检测技术、红外热成像检测技术、振动检测技术、X光测试技术或者声发射检测技术对风力叶片展开实施监控，做到定期维护和有针对性的维护。但是以上技术手段均受到天气环境的干扰，好比当前环境的风况，风速的大小直接影响信息获取的精确度，风速是不可控的。或者因安装较多零件直接影响风力叶片转速的，影响其正常工作的。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，提供了一种风力发电叶片裂纹检测系统及其检测方法。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：一种风力发电叶片裂纹检测系统，包括：立柱，安装在所述立柱上的风机组件，以及传动连接于所述风机组件的风叶组件；还包括：
[0006]摄像机，可转动的安装在所述立柱上且位于所述风叶组件的下方；所述摄像机与所述风叶组件位于同侧；
[0007]至少四组感应器，安装在所述风机组件上；每组感应器对应一个固定的检测方向，所述四组感应器以检测方向为界限划分出三组检测区域，按照顺时针方向分别为发射型的第一检测区域、第二检测区域和第三检测区域；
[0008]其中，当前叶片处于第一检测区域时，摄像机获取当前叶片的第一检测面；当前叶片处于第二检测区域时，摄像机获取当前叶片的第二检测面和第四检测面；当前叶片处于第三检测区域时，摄像机获取的当前叶片的第三检测面；所述叶片由第一检测面、第二检测面、第三检测面和第四检测面拼接而成。
[0009]在进一步的实施例中，相邻检测方向之间的夹角按照顺时针方向依次为θ1、θ2和θ1，并以夹角θ2的中心线为轴线；
[0010]则第一检测区域所在的夹角取值范围为
[0011]第二检测区域所在的夹角取值范围为
[0012]第三检测区域所在的夹角取值范围为θ2+2θ1的取值小于两相邻叶片之间的夹角。
[0013]在进一步的实施例中，θ2+2θ1的取值小于两相邻叶片之间的夹角且
[0014]使用如上所述的检测系统的检测方法，包括以下步骤：
[0015]数据初始化，确定第一检测区域、第二检测区域和第三检测区域；建立第一数据库、第二数据库、
…
、第ξ数据库，其中ξ≥3，ξ为风叶组件中叶片的个数；
[0016]摄像机对位于第一检测区域、第二检测区域或第三检测区域中的叶片进行图像采集，获得当前的叶片分解图像；并将所述叶片分解图像按照预定周期更新至对应的数据库中，生成实时的叶片三维图像；
[0017]基于实时的叶片三维图像判断当前叶片是否存在裂纹；若存在裂纹，则基于叶片分解图像获取裂纹信息，同时在对应的数据库内生成或更新得到最新的裂纹信息集合，并在实时的叶片三维图像中进行标定。
[0018]在进一步的实施例中，所述预定周期等于其中任何一组叶片的转动一周的周期。
[0019]在进一步的实施例中，所述裂纹信息集合包括：裂纹所在的叶片、裂纹在叶片上的位置坐标、以及裂纹的大小及深度。
[0020]在进一步的实施例中，基于最新的裂纹信息集合构建识别模型，通过识别模型判断是否需要对指定的叶片进行维护或者修理；若需要维护或者修理，则进入修理模式；反之，仍处于观察期。
[0021]在进一步的实施例中，当叶片处于第一检测区域时，摄像机获取叶片的第一检测面图像；
[0022]当叶片处于第二检测区域时，摄像机获取叶片的第二检测面图像和第四检测面图像；
[0023]当叶片处于第三检测区域时，摄像机获取叶片的第三检测面图像；
[0024]其中，所述第一检测面图像、第二检测面图像、第三检测面图像及第四检测面图像拼接呈叶片三维图像。
[0025]在进一步的实施例中，基于实时的叶片三维图像判断当前叶片是否存在裂纹的判断步骤具体如下：
[0026]基于实时的叶片三维图像判断当前叶片是否存在裂纹的判断步骤具体如下：
[0027]分别确定第一检测面、第二检测面、第三检测面和第四检测面，且判断方法一样；
[0028]首先确定第一检测面上的是否存在裂纹：获取叶片每转动一次在第一检测区域内获得的第一检测面图像中的最佳第一检测面Fc，并生成第一检测面集合F；每转动一次即得到一组最佳第一检测面并添加到结合F中，得到更新后的第一检测面集合F；获取每次最佳第一检测面Fc上的各个特征点到摄像机之间的距离，并生成距离集合Dc，随着叶片转动次数的增加判断每个特征点对应距离的变化趋势，若对应的距离呈逐渐增大的趋势，则认为该点及其附近为裂缝；
[0029]按照第一检测面上的是否存在裂纹的判断方法依次判断第二检测面、第三检测面和第四检测面中是否存在裂纹。
[0030]换言之叶片分解图像的获取：依次获取第一检测面图像、第二检测面图像和第四
检测面图像、第三检测图像；其中，第一检测面图像的获取方法如下：以第一检测区域为单位，指定叶片每经过第一检测区域则计数一次，累计次数用c表示，且摄像机对当前叶片按照预定时间间隔获取第一检测面的图像信息，在预定时间间隔内叶片按照当前的转速进行转动，即相邻间隔内的两组第一检测面的图像信息将会存在一定的角度偏差。叶片每次经过第一检测区域后对获取到的若干组图像信息进行处理，并筛选出每次的最佳第一检测面Fc。
[0031]在进一步的实施例中，每次的最佳第一检测面Fc的筛选如下：
[0032]定义四组感应器的检测方向的交点坐标为O1(0，0，0)，摄像机所在的坐标为O2(0，0，Z0)，则当叶片在第一检测区域内的夹角为时，θ
1i
取值范围为0～θ1，i表示摄像机在叶片每转动一圈时最终获取到的在第一检测区域内的第一检测图像的数量，即i取值是取决于预定时间间隔。
[0033]以其中一圈为例，分别获取夹角为时的第一检测面Fi上的特征点集为ψi1，ψi1＝{ω
i1
，ω
i2,
，
…
ω
im
}，其中m表示第一检测面Fi上有m个特征点。且每个特征点的坐标为：ω
in
(x
in
，y
in
，z
in
)，1≤n≤m。
[0034]通过获得的每个第一检测面上的点分别计算出三轴方向(X1，Y1，Z1)所有点的重心：
[0035]计算第一检测面图像之间的相似度Sim，计算公式如下：
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电叶片裂纹检测系统，包括：立柱，安装在所述立柱上的风机组件，以及传动连接于所述风机组件的风叶组件；其特征在于，还包括：摄像机，可转动的安装在所述立柱上且位于所述风叶组件的下方；所述摄像机与所述风叶组件位于同侧；至少四组感应器，安装在所述风机组件上；每组感应器对应一个固定的检测方向，所述四组感应器以检测方向为界限划分出三组检测区域，按照顺时针方向分别为发射型的第一检测区域、第二检测区域和第三检测区域；其中，当前叶片处于第一检测区域时，摄像机获取当前叶片的第一检测面；当前叶片处于第二检测区域时，摄像机获取当前叶片的第二检测面和第四检测面；当前叶片处于第三检测区域时，摄像机获取当前叶片的第三检测面；所述叶片由第一检测面、第二检测面、第三检测面和第四检测面拼接而成。2.根据权利要求1所述的一种风力发电叶片裂纹检测系统，其特征在于，相邻检测方向之间的夹角按照顺时针方向依次为、和，并以夹角的中心线为轴线；则第一检测区域所在的夹角取值范围为（；第二检测区域所在的夹角取值范围为；第三检测区域所在的夹角取值范围为（。3.根据权利要求2所述的一种风力发电叶片裂纹检测系统，其特征在于，的取值小于两相邻叶片之间的夹角且。4.使用如权利要求1至3中任意一项所述的检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：数据初始化，确定第一检测区域、第二检测区域和第三检测区域；建立第一数据库、第二数据库、
…
、第数据库，其中≥3，为风叶组件中叶片的个数；摄像机对位于第一检测区域、第二检测区域或第三检测区域中的叶片进行图像采集，获得当前的叶片分解图像；并将所述叶片分解图像按照预定周期更新至对应的数据库中，生成实时的叶片三维图像；基于实时的叶片三维图像判断当前叶片是否存在裂纹；若存在裂纹，则基于叶片分解图像获取裂纹信息，同时在对应的数据库内生成或更新得到最新的裂纹信息集合，并在实时的叶片三维图像中进行标定。5.根据权利要求4所述的一种风力发电叶片裂纹检测方法，其特征在于，所述预定周期等于其中任何一组叶片的转动一周的周期。6.根据权利要求4所述的一种风力发电叶片裂纹检测方法，其特征在于，所述裂纹信息集合包...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小辉，詹铭金，
申请(专利权)人：南京微鸣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：