无人机风机叶片巡检技术应用研究

2020-12-21 10:37:13 阅读量 405

摘要:无人机技术应用到风电叶片巡检中能够弥补使用高倍望远镜观测所达不到的精细化程度,极大地增加叶片目视检测的效率,实现风机叶片的低强度、快速化、低成本、少停机式巡检。

无人机可以携带各种检测传感器。比如,可见光高清摄像机、红外传感器、激光测距仪等。能快速地进行故障检查和故障信息确认。相比于蜘蛛人和叶片维修平台检查,无人机巡检具有启动快速,巡检效率高,成本低,机动灵活的特点,可以弥补传统巡检方式的不足。正是由于无人机在风电巡检应用上的优点,开展无人机风机叶片巡检应用的研究及推广工作,对提高风电行业巡检效率和运维水平具有重要的意义。

叶片主要损伤种类

风机叶片是风电的重要组成部分,一般由玻璃纤维复合材料制成。因其制造工艺的复杂性,在成型过程中难免会现缺陷;另外,风力发电机组一般安装在偏远地区,在运行过程中,于工作环境的恶劣性与工况的复杂多变性,在运行过程中也会出现不同程度的损伤,现场叶片的主要损伤种类如下:①叶片前缘有开裂、腐蚀;②叶片后缘有开裂、破损;③叶片表面有横向,纵向裂纹;④叶片外部玻纤层有分层;⑤叶片表面涂料有裂纹、腐蚀、起皮、剥落、沙眼;⑥ 叶片排水孑L堵塞;⑦叶片表面有雷击的损伤。

风电巡检内容及巡检过程

1.风电巡检对象

每支叶片的压力面(工作面)、吸力面(非工作面)、前缘、后缘,每台风机共三支叶片。

2.风电巡检内容

叶片前缘、后缘是否有开裂、破损;叶片表面是否有裂纹、腐蚀、剥落、雷击损;排水孔是否堵塞等。

3.风电巡检过程

(1)控制待检风机处于停机维护状态,叶片呈倒Y形,竖直向上的叶片定为l号叶片。

(2)使用无人机对1号叶片执行巡检任务。无人机以距叶片表面5~15m的距离进行高清视频拍摄,依次拍摄l号叶片的后缘,吸力面,压力面,前缘;拍摄过程中发现缺陷或疑似缺陷处,辅助激光测距仪进行缺陷定位,以上完成1号叶片的拍摄工作。

(3)依次调整2号和3号叶片到竖直向上位置,对叶片重复上述操作,完成单台风机叶片巡检工作。

(4)对巡检结果进行整理,对无人机巡检数据进行归类存档,影像分析,确定叶片缺陷的种类、位置、尺寸、分类等级等信息,针对不同的缺陷给出相应的修复建议,并最终出具检测报告。

应用研究展望

无人机巡检能够快速地进行故障检查和故降信息确认,可以很好地完成风机叶片巡检表面损伤初筛的目标。但是无论是传统的叶片巡检模式,还是本文提到的无人机叶片巡检手段,目前对风机叶片缺陷的检测依然依靠人工才能完成,这并没有满足巡检的真正要求,无人机风电巡检技术的研究有着巨大的发展空间。在人工智能高速发展的今天,随着机器视觉和模式识别技术的快速发展及研究的深入,基于机器视觉的方法已经广泛用于工业检测的质量检测中,在某些领域已经初步实现了非人工联系检测自动识别分类,大大提高了检测效率,避免了因作业条件,主观判断等因素影响检测结果的准确性。将机器视觉和模式识别技术应用到风电领域缺陷检测和识别中,能够更好更精确地进行缺陷检测,更加快速地分类识别,自动给出诊断分析报告,从而实现风电快速高效的巡检。无人机技术、人工智能均是世界范围内快速发展的研究领域,将无人机自动巡航技术、机器视觉和模式识别技术跟风电巡检相结合,从而实现巡检及缺陷分析识别的全自动化,是未来巡检技术研究的必然发展趋势。

 

 

 


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