【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电机组检测，具体涉及一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统及方法。
技术介绍
1、海面上安装的风力发电机组的桩基通常是插入海床，然而桩基会改变局部水动力条件，水流和波浪共同作用会导致桩周土体流失而形成冲刷坑，降低地基承载能力，影响塔筒结构的动力特性及海上风机的稳定性，甚至引起失稳、倒塌，会对风力发电机组的运行带来安全隐患。因此，现有技术中，对海上风力发电机组的桩基监控通常采用点式监控，即基于浮力运动式，压力水深式，电导率式，声呐监测以及光纤传感器等技术监控桩基露出海床的深度以检测桩基的安全；常用的线式或面式监测技术是采用超声波测深技术探测桩基处海床的深度。但是，采用声呐即超声波需要将声呐浸入水下，然而水下监测系统会受海水腐蚀以及微生物附着等影响，导致检测结果产生较大的偏差，同时采用声呐技术检测风力发电机组的桩基所处海床受环境噪声影响也较大。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中，用于监测海上风力发电机组的桩基的水下监测系统的检测受环境影响较大，导致检测结果不准确等技术问题，本专利技术提供一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统及方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，包括数据分析平台以及设置在海上风力发电机组上的激光雷达，所述激光雷达位于所述海上风力发电机组所在的海水表面上方，所述数据分析平台设置在海岸上；
4、所述激光雷达,用于探测不同时刻所述海上风
5、所述数据分析平台,用于利用不同时刻的所述海床点云数据分析所述海床的起伏形态；还用于通过对比不同时刻的所述海床点云数据的差异，分析所述海床的动态演变情况；以及用于通过对比不同时刻的所述桩基点云数据的差异，分析所述桩基表面的腐蚀情况。
6、本专利技术的有益效果是：通过在海上风力发电机组上设置激光雷达，并且激光雷达位于海平面以上，激光雷达不会受海水腐蚀，提高了系统的寿命，同时，激光雷达能够同时采集海床的高程以及桩基的高程差，能够同时对海床的演变情况以及桩基的腐蚀情况进行实时监控。
7、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
8、进一步，所述激光雷达用于，对预定区域的所述海床的进行首次探测，以获取所述预定区域的所述海床的高程差，得到基准海床点云数据；
9、所述激光雷达还用于，对所述预定区域的所述海床的进行实时探测，以获取所述预定区域的所述海床的高程差，得到实时海床点云数据；其中，所述海床点云数据包括所述基准海床点云数据以及所述实时海床点云数据。
10、进一步，所述数据分析平台具体用于，构建世界坐标系；
11、所述数据分析平台还具体用于，通过将实时海床点云数据配准到所述世界坐标系上，以构建实时的海床三维点云图；
12、所述数据分析平台还具体用于，利用所述海床三维点云图分析所述海床的起伏形态。
13、进一步，所述数据分析平台还用于，根据所述海床的动态演变情况以及所述桩基表面的腐蚀情况生成分析报告，并显示输出所述分析报告以及所述海床三维点云图。
14、进一步，所述数据分析平台具体用于，通过将所述实时海床点云数据与所述基准海床点云数据进行比对，以分析所述海床的动态演变情况。
15、进一步，所述激光雷达还用于，对所述海上风力发电机组的桩基表面进行首次探测，以获取所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到基准桩基点云数据；
16、所述激光雷达还用于，对所述海上风力发电机组的桩基表面进行实时探测，以获取所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到实时桩基点云数据；其中，所述桩基点云数据包括所述基准桩基点云数据以及所述实时桩基点云数据。
17、进一步，所述数据分析平台还具体用于，通过将所述实时桩基点云数据与所述基准桩基点云数据进行比对，分析所述桩基表面的腐蚀情况。
18、进一步，其检测系统还包括设置在所述海上风力发电机组上的数据发送装置以及设置在所述数据分析平台上的数据接收装置；
19、所述数据发送装置用于，通过无线通信方法将所述海床点云数据以及所述桩基点云数据发送至所述数据接收装置；
20、所述数据接收装置用于，将接收到的所述海床点云数据以及所述桩基点云数据传输至所述数据分析平台。
21、进一步，所述海上风力发电机组上的所述激光雷达设有多个，其中一个或多个所述激光雷达用于探测不同时刻所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到不同时刻的桩基点云数据；剩余的所述激光雷达用于探测不同时刻所述海上风力发电机组的桩基周围的海床的高程差，得到不同时刻的所述海床点云数据；其中，剩余的所述激光雷达的数量不少于两个，剩余的所述激光雷达围绕所述海上风力发电机组的桩基中心线均匀分布。
22、为了解决上述技术问题，本专利技术还提供一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测方法，其具体技术方案如下：
23、一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测方法，包括如下步骤：
24、利用激光雷达探测不同时刻海上风力发电机组的桩基周围的海床的高程差，得到不同时刻的海床点云数据；
25、利用所述激光雷达探测不同时刻所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到不同时刻的桩基点云数据；
26、数据分析平台利用不同时刻的所述海床点云数据分析所述海床的起伏形态；
27、数据分析平台还通过对比不同时刻的所述海床点云数据的差异，分析所述海床的动态演变情况；
28、数据分析平台还通过对比不同时刻的所述桩基点云数据的差异，分析所述桩基表面的腐蚀情况；
29、其中，所述激光雷达设置在所述海上风力发电机组上，所述激光雷达位于所述海上风力发电机组所在的海水表面上方，所述数据分析平台设置在海岸上。
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1.一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，包括数据分析平台以及设置在海上风力发电机组上的激光雷达，所述激光雷达位于所述海上风力发电机组所在的海水表面上方，所述数据分析平台设置在海岸上；
2.根据权利要求1所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述激光雷达具体用于，对预定区域的所述海床进行首次探测，以获取所述预定区域的所述海床的高程差，得到基准海床点云数据；对所述预定区域的所述海床的进行实时探测，以获取所述预定区域的所述海床的高程差，得到实时海床点云数据；其中，所述海床点云数据包括所述基准海床点云数据以及所述实时海床点云数据。
3.根据权利要求2所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台具体用于，构建世界坐标系,并通过将实时海床点云数据配准到所述世界坐标系上，以构建实时的海床三维点云图,且利用所述海床三维点云图分析所述海床的起伏形态。
4.根据权利要求3所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台还用于，根据所述海床的动态演变情况以及所述桩
5.根据权利要求2所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台具体用于，通过将所述实时海床点云数据与所述基准海床点云数据进行比对，以分析所述海床的动态演变情况。
6.根据权利要求1所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述激光雷达具体用于，对所述海上风力发电机组的桩基表面进行首次探测，以获取所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到基准桩基点云数据；对所述海上风力发电机组的桩基表面进行实时探测，以获取所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到实时桩基点云数据；其中，所述桩基点云数据包括所述基准桩基点云数据以及所述实时桩基点云数据。
7.根据权利要求6所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台具体用于，通过将所述实时桩基点云数据与所述基准桩基点云数据进行比对，分析所述桩基表面的腐蚀情况。
8.根据权利要求1至7任一项所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，还包括设置在所述海上风力发电机组上的数据发送装置以及设置在所述数据分析平台上的数据接收装置；
9.根据权利要求1至8任一项所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述海上风力发电机组上的所述激光雷达设有多个，其中一个或多个所述激光雷达用于探测不同时刻所述海上风力发电机组的桩基表面的高程差，得到不同时刻的桩基点云数据；剩余的所述激光雷达用于探测不同时刻所述海上风力发电机组的桩基周围的海床的高程差，得到不同时刻的所述海床点云数据；其中，剩余的所述激光雷达的数量不少于两个，剩余的所述激光雷达围绕所述海上风力发电机组的桩基中心线均匀分布。
10.一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，包括数据分析平台以及设置在海上风力发电机组上的激光雷达，所述激光雷达位于所述海上风力发电机组所在的海水表面上方，所述数据分析平台设置在海岸上；
2.根据权利要求1所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述激光雷达具体用于，对预定区域的所述海床进行首次探测，以获取所述预定区域的所述海床的高程差，得到基准海床点云数据；对所述预定区域的所述海床的进行实时探测，以获取所述预定区域的所述海床的高程差，得到实时海床点云数据；其中，所述海床点云数据包括所述基准海床点云数据以及所述实时海床点云数据。
3.根据权利要求2所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台具体用于，构建世界坐标系,并通过将实时海床点云数据配准到所述世界坐标系上，以构建实时的海床三维点云图,且利用所述海床三维点云图分析所述海床的起伏形态。
4.根据权利要求3所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台还用于，根据所述海床的动态演变情况以及所述桩基表面的腐蚀情况生成分析报告，并显示输出所述分析报告以及所述海床三维点云图。
5.根据权利要求2所述的海上风力发电机组桩基冲刷与腐蚀的监测系统，其特征在于，所述数据分析平台具体用于，通过将所述实时海床点云数据与所述基准海床点云数据进行比对，以分析所述海床的动态演变情况。
6.根据权利要求1所述的海上风力发电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚选选，刘情操，钱宏亮，王复明，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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