CN102753818A - 翼形件上的冰的检测 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构体，该结构体包括至少一个翼形件(5)和至少一个用于检测翼形件(5)的表面(6)上的表面状况的设备(7)。该设备(7)包括：至少一个传感器设备，其包括：至少一个辐射发射器(8)，其用于发射朝向所述翼形件(5)的至少一个表面(6)引导的辐射。该设备(7)还包括：至少一个第一检测器和至少一个第二检测器(9、10)，其设置成接收所发射的辐射的从表面(6)反射一部分，并根据其强度产生输出；以及控制装置(11)，其适于接收来自检测器(9、10)的输出，且基于漫反射辐射和镜面反射辐射的量对来自检测器(9、10)的输出进行评估，并根据漫反射辐射和镜面反射辐射的量来产生输出。本发明同样涉及一种风力涡轮机组、一种对翼形件上的表面状况进行检测的方法、以及一种仅包括一个检测器的表面性质检测设备。

Description

翼形件上的冰的检测
技术领域
本发明涉及一种结构体，该结构体包括用于检测该结构体的翼形件(airfoil)的表面状况的设备，本发明还涉及一种检测结构体的翼形件上的表面状况的方法、一种风力涡轮机组(wind park)、以及一种表面性质检测设备。
背景技术
诸如风力涡轮机叶片之类的翼形件的表面上的诸如结冰之类的表面状况对于风力涡轮机的所有者和制造者来说是众所周知的问题，并且会对风力涡轮机、风力涡轮机叶片以及风力涡轮机的周围环境造成严重的问题。当例如在风力涡轮机的停顿期间，风力涡轮机上、特别是在叶片上形成冰时，该涡轮机会承受严重的计划外的载荷，该载荷会导致风力涡轮机叶片乃至整个风力涡轮机及其动力传动系统过载和受到应力。结冰要求风力涡轮机停机并且要求在例如通过执行叶片的除冰来移除冰之前，不能够恢复该风力涡轮机的运转。如果风力涡轮机在叶片上存在冰的情况下开始运转，则叶片的空气动力特性会被严重降低，从而导致来自风力涡轮机的输出功率降低，并且冰会与风力涡轮机叶片分离开并被投掷到数百米远，从而造成损坏(例如，风力涡轮机组中的)其它风力涡轮机或其它构造以及伤害人类和动物的危险。
同样，飞机的机翼上的尤其包括结冰在内的表面状况对于航空界来说是众所周知的问题，这是因为机翼上的冰形成物会是机毁人亡事故的影响因素。
US 6,890,152 B1公开了，在运行期间，可基于风速、与由系统产生的动力相关联的动力代码、转子速度、以及运行环境的温度和/或湿度来确定结冰状况。还提到的是，在停顿期间，或者当转子刚刚开始转动时，一个或多个传感器构成的组合体用于检测冰，可将例如转子速度传感器、风速传感器观测器、动力检测器、和热传感器用于检测冰的存在并监测启动时的失衡载荷，在启动时，可在使转子转到全速之前，将转子故意保持为低速用于状态“校验”。该解决方案尤其具有如下缺点：需要若干个假设以判定风力涡轮机叶片上是否存在冰，该缺点使检测冰的这种方法是不精确并且是不可靠的。
US 7,086,834 B2公开了一种用于检测转子叶片上的冰的方法。该方法包括监测与结冰状况有关的气象状况并监测运转中的风力涡轮机的物理特性，该物理特性根据一个或更多个转子叶片的质量或转子叶片之间的质量失衡中的至少一个而改变。该方法还包括利用监测到的物理特性来判定是否存在叶片质量异常，并判定监测到的气象状况是否与叶片结冰相符。该解决方案具有如下缺点：气象状况和根据一个或更多个叶片的质量而改变的物理特性会受到不必与叶片结冰同义的若干个其它因素的影响。
DE 10 2006 032 387 A1公开了一种带有冰检测设备的风力涡轮机。该设备包括：激光发射器，该激光发射器布置在风力涡轮机叶片的根部处的表面上，以将激光束发射成与风力涡轮机叶片的表面平行；以及检测器，该检测器布置于风力涡轮机叶片的相对端处。该检测器检测该激光束，并且如果检测到的激光束的强度因使该激光束折射的冰而导致改变，则该检测设备会将此通知该风力涡轮机。该解决方案具有多个缺点。例如，大型风力涡轮机叶片由于其长度和重量而弯曲，这导致叶片的表面到激光束的距离不得不增大，从而难以检测冰形成物。此外，该解决方案仅检测处于沿叶片的纵向轴线的一条路径处的冰。再者，对于在风力涡轮机叶片的端部处的传感器的需要是不利的，这是因为在预安装的风力涡轮机中安装传感器是困难的，并且因为对该传感器进行维护是困难的且是昂贵的。
另外，EP 1890128涉及路面上的冰的检测。
因此，本发明的目的是提供一种用于检测诸如风力涡轮机的风力涡轮机叶片和/或飞行器的机翼之类的翼形件上的诸如结冰之类的表面状况的有利的设备和方法。
发明内容
本发明涉及一种包括至少一个翼形件的结构体，该结构体包括至少一个用于检测所述至少一个翼形件的表面上的表面状况的设备，所述设备包括至少一个传感器设备，该至少一个传感器设备包括：
至少一个辐射发射器，该至少一个辐射发射器用于发射朝向所述翼形件的至少一个表面引导的辐射，
至少一个第一检测器，该至少一个第一检测器设置成接收所发射的辐射从所述至少一个表面反射时的一部分并根据所发射的辐射的该部分的强度产生第一输出，
至少一个第二检测器，该至少一个第二检测器布置成接收所发射的辐射从所述至少一个表面反射时的一部分并根据所发射的辐射的该部分的强度产生第二输出，以及
控制装置，该控制装置用于接收来自所述检测器的输出，且基于从所述至少一个表面反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量对来自所述检测器的所述输出进行评估，并根据从所述至少一个表面反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量产生输出。
因此，实现了翼形件上的诸如结冰之类的表面状况的有利的直接远程检测。另外，所实现的是，该设备能够对非传导材料和/或非金属材料的表面上的表面状况进行检测。同样，由于远程检测，避免了翼形件的结构改变。
控制装置也可被称之为控制配置。
术语“结构体”在本文中被理解为风力涡轮机、包括一个或更多个翼形件的飞机等的本体。然而，在本发明的其它方面中，该设备可设置在不包括翼形件的机构上并可朝向其它结构体的翼形件发射光。
术语“翼形件”在本文中被理解为设计成当处于相对于周围空气的运动中时提供所需反作用力的本体。该翼形件优选地为风力涡轮机叶片、飞行器的机翼，但该翼形件也可以是直升飞机的螺旋桨、推进式飞行器的螺旋桨等。
在本发明的优选方面中，所述至少一个辐射发射器中的至少一个为光源。
这是有利的，这是因为一些光源可发射波长处于有利波长范围内的辐射。
在本发明的优选方面中，该至少一个传感器设备还包括：第一线性偏振滤光器，其设置在从所述至少一个辐射发射器发射的辐射的路径中；第二线性偏振滤光器，其设置在位于所述表面与第一检测器和第二检测器中的一个之间的辐射的路径中。
因而，利用被镜面反射的偏振光保持其偏振，而被漫反射的偏振光在很大程度上变得消偏振来分离这两种类型的反射并实现对于翼形件上的诸如结冰之类的表面状况的有利检测是可能的。
在本发明的一方面中，第二滤光器的偏振方向垂直于第一滤光器的偏振方向。
因此，位于第二滤光器的后面的检测器将接收漫反射光，而另一检测器将接收镜面反射光以及漫反射光。
在本发明的一方面中，传感器设备还包括第三偏振滤光器，其设置在光的位于所述表面与第二检测器之间的路径中，其中，第三滤光器的所述偏振方向平行于第一滤光器和第二滤光器的偏振方向。
因此，位于第三偏振滤光器后面的一个检测器接收镜面反射和约一半的漫反射，从而提高了所检测到的反射光的信噪比。
在本发明的一方面中，第一滤光器和第二滤光器由一个线性偏振滤光器构成，并且在所述偏振滤光器与辐射发射器之间设置有分束器，用于将辐射的从表面反射的一部分转移到第一检测器中。
这会是有利的，这是因为可实现更为节省空间的用于检测表面状况的设备。
在本发明的一方面中，该传感器设备还包括：第一分束器，其设置在来自第一线性偏振滤光器并到达该表面的辐射的路径中，用于将辐射的从表面反射的一部分转移到第二路径中；以及第二分束器，其设置在第二路径中，用于将辐射的处于第二路径中的一部分转移到第一检测器中并将辐射的处于第二路径中的一部分传送到第二检测器中。
这会是有利的，这是因为可获得另一种空间节省的用于检测表面状况的设备，并且可以很大程度地降低对于传感器设备与翼形件的表面之间的距离的敏感度。
在本发明的一方面中，该传感器设备包括基准辐射发射器，其设置成大致在第一辐射发射器的方向和路径上发射光，其中，该基准辐射发射器发射波长基本上不受该设备的所述偏振滤光器的影响的辐射，从而可将通过第一检测器和第二检测器对来自基准辐射发射器的辐射进行的检测用于检验系统的功能。
因此，获得了一种更为可靠的设备，这在难于触及到的位置处是非常有利的。
在本发明的一方面中，该传感器设备包括：基准辐射发射器，其用于朝向表面发射波长处于水吸收率高的红外波长范围内的光；以及吸收检测器，其用于接收所发射的所述光的反射并因此向控制装置产生输出。
因此，该基准发射器可用作表面上是否存在液态水的光谱量度，该光谱量度与漫反射光和镜面反射光的量度相结合可给出翼形件的表面的表面状况的精确表示。
在本发明的一方面中，该基准辐射发射器用于发射处于波长范围为930nm到970nm内或处于波长范围为1430nm到1470nm内的辐射。
这是有利的，这是因为这些波长范围是水特别吸收辐射的波长区域。
在本发明的一方面中，该辐射发射器用于发射承辐射的信息，并且用于检测表面状况的设备用于基于包含在所反射的辐射中的信息来评估来自检测器的输出。
在设备设置于安装有诸如风力涡轮机组之类的多个设备的位置处的情况下，或在该设备包括不止一个辐射发射器的情况下，这会使有利的，以便确保所检测到的反射光不是源自出于确定其它风力涡轮机上的表面的表面性质而设置的设备，或以便能够区分开由不同的发光器发射的光。另外，承载辐射的信息可给显著提高所检测到的信号的信噪比的优点。承载辐射的信息可包括一系列的光脉冲、波长变化等。
在本发明的一方面中，所述至少一个检测器和所述至少一个辐射发射器设置在同一壳体中。
这是有利的，这是因为该设备由此易于在现有结构体上实施且易于更换。
在本发明的一方面中，所述结构体是飞行器并且所述翼形件是飞行器的机翼。
检测飞行器的机翼上的表面状况是有利的，这是因为可由此提高效率和安全性。该设备可设置在飞行器本体上、飞行器的尾翼上等。
在本发明的优选实施方式中，所述结构体是风力涡轮机并且所述至少一个翼形件是风力涡轮机的风力涡轮机叶片。
检测风力涡轮机叶片上的诸如结冰之类的表面状况是当前的问题，并且例如由于风力涡轮机的尺寸增大，该问题日益严峻。通过远程检测风力涡轮机叶片上的冰，可提高安全性和效率。此外，远程检测风力涡轮机叶片上的冰是有利的，这是因为翻新现有的风力涡轮机会更为容易。而且，风力涡轮机的叶片的长度可为30-60米乃至更长，并且将常见的冰检测设备设置在叶片中会是一种成本高的解决方案。尤其是在需要后续服务的情况下，因为这种服务会由于叶片的/中的可触及性差而是复杂的。
有利地，上述风力涡轮机在本发明的方面中可包括风力涡轮机控制装置，其用于将风力涡轮机叶片设置到预定位置中，以借助于所述至少一个用于检测表面状况的设备检测所述至少一个风力涡轮机叶片的表面上的表面状况。在这种实施方式中，该设备可设置于风力涡轮机的任何适当的位置处。这因检测设备的位置与风力涡轮机控制装置之间的相互作用而是有利的，从而可有助于增强对表面状况进行的远程检测并使其更为精确。
该风力涡轮机控制装置也可被称之为风力涡轮机控制配置。
在本发明的一方面中，至少一个设备设置于风力涡轮机的塔架处。
通过将设备设置在风力涡轮机的塔架上，该设备设置成相对靠近叶片。
在本发明的一方面中，风力涡轮机控制装置用于使风力涡轮机的短舱偏转到预定的偏转位置中，以借助于所述至少一个用于检测表面状况的设备检测所述至少一个风力涡轮机叶片的表面上的表面状况。
对本申请来说，术语“预定位置”应当被理解为风力涡轮机叶片、短舱、轮毂、风力涡轮机转子等的位置，其中，能够通过用于检查表面状况的设备对例如冰进行检测。风力涡轮机的控制系统和/或该设备的控制装置可包括多个预定位置的信息，一个或更多个风力涡轮机叶片可设置在该一个或更多个预定位置中，用于检测所述风力涡轮机叶片的表面上的表面状况。这种预定位置可以是风力涡轮机转子(以及由此叶片)的预定的偏转位置、预定的角位置、能够借助于叶片和/或类似物的俯仰获得的预定的叶片位置。预定位置可以例如为与用于检测表面状况的设备基本上相对。作为示例，在设备设置于风力涡轮机塔架处的情况下，风力涡轮机叶片可设置成向下指向并与风力涡轮机塔架的纵向轴向基本上平行(能够通过使风力涡轮机转子转动而获得)，并且设置成与该设备基本上相对(能够通过使短舱偏转而获得)。将会理解的是，叶片的任何预定位置可以是相关的，只要用于检测表面状况的设备能够检测一个或更多个风力涡轮机叶片的表面上的表面状况。
在本发明的优选方面中，所述至少一个用于检测表面状况的设备设置于风力涡轮机的短舱处。
这是有利的，这是因为使风力涡轮机短舱偏转不会影响对叶片上的表面状况进行的检测，这是由于该设备会跟随短舱而行。叶片在本发明的方面中可随后设置在预定位置中以向上指向(在该设备设置在短舱的顶部上的情况下)并与塔架大致平行。
在本发明的一方面中，风力涡轮机控制装置用于使风力涡轮机转子转动到预定的角位置中，以借助于用于检测表面状况的所述设备检测风力涡轮机叶片上的表面状况。
这是有利的，这是因为叶片可由此设置对于检测表面状况而言在最为有利的位置处。
在本发明的一方面中，所述至少一个用于检测表面状况的设备设置于风力涡轮机的轮毂处。
因此，该设备在风力涡轮机的转子旋转时可以有利的方式检测叶片上的表面状况。
在本发明的一方面中，风力涡轮机控制装置用于使所述至少一个风力涡轮机叶片俯仰，从而有助于至少一个用于检测表面状况的设备能够检测处于围绕所述至少一个风力涡轮机叶片的纵向轴线的多个表面区域处的表面上的状况。
这会是有利的，这是因为该设备可固定地设置于一个位置处(该设备可当然在一个方面中有助于扫描表面，如稍后所述)。通过使叶片俯仰(即使叶片围绕其纵向轴线旋转)，该设备可由此检测叶片的通常对检测表面状况而言触及不到的表面处的表面状况。
对本申请来说，术语“表面区域”意味着翼形件的表面区域，例如风力涡轮机叶片或飞行器的机翼的小表面区域。用于检测表面状况的设备可检测表面区域内的多个位置处的表面状况，它可检测表面区域的基本上整个表面，等等。
在本发明的一方面中，用于检测表面状况的设备包括通信设备，该通信设备用于与所述风力涡轮机的控制装置和/或其它风力涡轮机的控制装置通信。
该设备可与其上设置有该设备的风力涡轮机和/或其它风力涡轮机通信是有利的，并且在检测到冰的情况下，这些风力涡轮机由此可自动启动除冰方案和/或设定警报，在检测到润滑剂泄露的情况下(稍后将更为详细地说明)设定警报，等等。
该通信装置也可被称之为通信配置。
在本发明的一方面中，该通信装置是无线通信装置。
因此，可实现用于检测表面状况的设备的更为容易的安装。
所理解到的是，在本发明的一方面中，在将该设备设置成检测飞机的机翼上的表面状况的情况下，该设备也可与飞行器的控制系统有线或无线通信。
在本发明的一方面中，用于检测表面状况的设备包括扫描装置，该扫描装置用于调整朝向翼形件的表面发射辐射的方向。
这是有利的，这是因为该设备由此可检测风力涡轮机叶片或飞行器的机翼的大区域上的表面状况。
在本发明的一方面中，该扫描装置包括驱动对辐射方向进行的调整的马达，该马达由用于检测表面状况的设备的所述控制装置控制，这是因为马达对于调整辐射方向而言是有利的。然而，也可在其它实施方式中使用液压扫描装置、气动扫描装置。
在本发明的一方面中，至少一个辐射发射器用于在扫描装置调整朝向表面发射辐射的方向时朝向至少一个翼形件的表面连续地发射辐射，并且所述检测器用于连续地检测从表面反射的所述辐射，并因此提供输出。
这可有助于快速检测翼形件的大表面区域的表面状况。在另一方面中，该设备可检测一个区域处的表面状况，随后辐射发射的方向被调整，该设备此后扫描新的区域等。
在本发明的一方面中，所发射的辐射和检测到的所反射的辐射将沿大致相同的路径而行。
这是有利的，这是因为检测器和发射器可设置成彼此接近。
在本发明的一方面中，用于检测表面状况的设备用于在表面状况改变至超过翼形件的表面状况的阈值的量时传送关于翼形件的至少一个表面的表面状况的信息。
这是有利的，这是因为可由此避免有关表面状况的不必要的警报。该预定阈值可通过确定从翼形件的干净表面反射的辐射的特征来确定，并且根据该特征来确定预限定阈值以传送信息，从而使得当镜面发射光和漫反射光的特征已改变至超过预限定阈值时，传送表面状况的信息。
在本发明的优选方面中，用于检测表面状况的设备构造成用于检测翼形件的所述表面上的冰。
风力涡轮机叶片上的冰是一个问题，这是因为它会改变叶片/翼形件的空气动力学轮廓。另外，在风力涡轮机叶片上的冰与风力涡轮机叶片分离的情况下，风力涡轮机叶片上的冰对于周围环境来说会是危险的，这是因为它会损坏(例如风力涡轮机组中的)其它风力涡轮机或者其它构造，它会伤害人和动物等。通过检测翼形件上的冰，因此避免这种情形是可能的。
同样，保护飞行器免受所述飞行积冰的影响对于航空界来说是极为优先考虑的，这是因为机翼上的冰形成物会是机毁人亡事故的影响因素。当过冷的水颗粒附于飞行器机翼并冻结时，飞行器的机翼上会出现积冰。当冰累积在飞行器的机翼上时，它同时会使速度减缓并使升力降低，这会使飞行器处于灾难性的俯冲中。通过远程检测飞行器的机翼上的冰，避免这种情形是可能的。
在本发明的一方面中，至少一个用于检测表面状况的设备包括用于对所述至少一个设备的至少一部分进行除冰的除冰装置。
这是有利的，这是因为该设备可因此在更为恶劣的天气状况下操作。尤其是在该设备构造成用于检测冰的情况下，它会是促进为设备除冰所必需的。
该除冰装置也可被称之为除冰配置。
在本发明的一方面中，该除冰装置用于至少部分地基于来自所述设备的输出而被致动。
当不需要时，避免对设备进行连续除冰是有利的。
在本发明的一方面中，用于检测表面状况的设备构造成用于检测所述表面上的诸如油之类的润滑剂。
促进对于翼形件上的诸如油之类的润滑剂的检测是有利的。作为示例，在风力涡轮机上的诸如变桨轴承之类的轴承包括润滑剂。在轴承具有一个或更多个泄露处的情况下，润滑剂会由于例如离心力而传递到风力涡轮机叶片的表面上。通过检测叶片上的该润滑剂，例如甚至在例如振动传感器监测轴承检测到破裂的轴承之前就检测到故障轴承会是可能的。
在本发明的一方面中，用于检测表面状况的设备构造成用于检测所述表面上的诸如尘粒、土和/或沙之类的杂质颗粒。
诸如尘粒、来自土或沙的颗粒、由于磨损而产生的小颗粒等之类的颗粒会粘附于翼形件的表面，从而造成不利的空气动力学轮廓。通过检测这种颗粒，避免这种情形是可能的。
在本发明的一方面中，用于检测表面状况的设备构造成用于检测表面的结构变化。
这是有利的，这是因为诸如风力涡轮机叶片、飞行器的机翼等之类的翼形件由于诸如灰尘、冰晶、沙乃至鸟之类的撞击颗粒而随着时间的推移而受到磨损。这使翼形件的表面受到磨损，从而导致翼形件的表面的结构变化。通过检测这种结构变化，监测翼形件的状况是可能的。
本发明还涉及多个结构体，该多个结构体是设置在风力涡轮机组中的风力涡轮机，每个风力涡轮机包括一个或更多个翼形件，这一个或更多个翼形件是风力涡轮机叶片，其中，所述多个风力涡轮机中的至少一个是包括至少一个根据权利要求1-34中的任一项所述的用于检测表面状况的设备在内的风力涡轮机。
检测风力涡轮机组中的风力涡轮机的叶片的表面状况是有利的，这是因为一个风力涡轮机的叶片的表面状况可与该组中的其它风力涡轮机的表面状况相对照，因此，可将一个用于检测翼形件上的表面状况的设备用于检测多个翼形件的表面状况。作为示例，如果在风力涡轮机组中的一个风力涡轮机上检测到冰，则很可能其它风力涡轮机上存在冰形成物或将在不久的将来出现冰形成物。
同样，在本发明的一方面中，其中，该设备检测飞机的机翼的表面状况，该设备检测仅一个机翼的表面状况，并且所检测到的表面状况可由此被视为飞行器的机翼的表面状况，这是因为两个机翼受到基本上相同的状况的影响。例如如果在一个机翼上检测到冰，则几乎确定的是在两个机翼上都存在冰。
在本发明的有关多个结构体的一方面中，这多个结构体是设置在风力涡轮机组中的风力涡轮机，包括至少一个用于检测表面状况的设备在内的至少一个风力涡轮机包括用于将信息传送至所述风力涡轮机组中的至少一个其它风力涡轮机的装置，从而将所述风力涡轮机的风力涡轮机叶片的表面状况通知所述至少一个其它风力涡轮机。
这是有利的，这是因为在风力涡轮机的一个或更多个叶片上的诸如结冰之类的表面状况可自动地用于评估其它邻近的风力涡轮机也很可能受到冰形成物的影响。
本发明还涉及一种表面性质检测设备，该设备包括至少一个传感器设备，该传感器设备包括：
至少一个辐射发射器，其用于发射朝向表面指导的辐射，
检测器，其设置成用于接收所发射的辐射从所述表面反射时的一部分，并根据所发射的所述辐射的所述部分的强度产生输出，
控制装置，其用于接收并评估来自所述检测器的输出，
第一线性偏振装置，其设置在从所述至少一个辐射发射器发射的辐射的路径中，以及
第二线性偏振装置，其设置在位于所述表面与第一检测器和第二检测器中的一个之间的辐射的路径中，
其中，所述第一线性偏振装置和所述第二线性偏振装置中的至少一个用于交变偏振，
其中，所述控制装置用于接收并评估来自所述检测器的输出以确定从所述表面反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量，以及
其中，所述控制装置用于基于漫反射辐射和镜面反射辐射的量来产生输出。
因此，该表面性质检测设备仅包括一个检测器，这会是一种节省空间和/或节省成本的解决方案。
对于所属领域技术人员来说显然的是，将如上所述用在翼形件处的用于检测表面状况的设备修改或改变成改为利用该表面性质检测设备，即只具有一个检测器而不是两个。
所理解的是，在本发明的一方面中，上述包括适于交变偏振的偏振装置的表面性质检测设备可例如与在EP18901287中一样实施成检测路面状况。
在表面性质检测设备的一方面中，第二偏振装置用于交变偏振以在平行于所述第一线性偏振滤光器的偏振的偏振与垂直于所述第一线性偏振滤光器的偏振的偏振之间改变。
因此，可获得有利的信噪比，这是因为检测器在偏振方向平行于第一滤光器的偏振方向时会接收镜面反射光加上仅约一半的漫反射光，而当偏振垂直于第一滤光器的偏振方向时，检测器会仅接收漫反射光。
在表面性质检测设备的一方面中，用于交变偏振的偏振装置用于在辐射的偏振与不偏振之间交变。
因此，检测器将接收漫反射光(在偏振装置的偏振方向垂直于位于发射器前面的偏振装置的情况下)，而当不使所反射的光偏振时，其它的检测器将接收镜面反射光以及漫反射光。
该偏振装置也可被称之为偏振配置。
在表面性质检测设备的一方面中，用于交变偏振的偏振装置是至少一个用于至少部分旋转的线性偏振滤光器。
这会是一种获得如下偏振装置的有效且节省成本的方法，该偏振装置用于在平行于第一线性偏振滤光器的偏振的偏振方向与垂直于第一线性偏振滤光器的偏振的偏振之间交变偏振。
在表面性质检测设备的一方面中，用于改变偏振的偏振装置是至少一个偏振滤光器，该至少一个偏振滤光器用于被交变地引导到下述路径中并交变地引导出该路径，该路径位于辐射的处于所述表面与所述检测器之间的路径之间。
这会是一种获得如下偏振装置的有效且节省成本的方法，该偏振装置用于在辐射的偏振(优选地，垂直于第一线性偏振滤光器的偏振方向)与不偏振之间交变偏振。
另外，本发明涉及一种对结构体的一个或更多个翼形件的表面的表面状况进行检测的方法，该结构体包括用于检测表面状况的设备，所述对表面状况的进行检测方法包括如下步骤：
借助于辐射发射器朝向风力涡轮机的表面发射辐射，
借助于第一接收器接收从表面(6)反射的辐射的一部分并根据从表面(6)反射的该辐射的这部分的强度产生输出，
借助于第二检测器接收从所述至少一个表面反射的辐射的一部分并根据从所述至少一个表面反射的该辐射的这部分的强度产生输出，以及
基于从所述至少一个表面反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量对来自所述检测器的输出进行评估并提供输出。
因此，获得了一种用于远程检测翼形件上的表面状况的有利方法。
在根据本发明的方法的一方面中，借助于第一偏振滤光器使朝向表面发射的辐射偏振，并且借助于第二偏振滤光器使所反射的辐射的由第一接收器接收的一部分偏振。
在根据本发明的方法的一方面中，所反射的辐射的由第一检测器接收到的一部分在与借助于第一偏振滤光器偏振的辐射的偏振方向垂直的方向上偏振。
在根据本发明的方法的一方面中，借助于偏振滤光器使辐射的从表面反射并由第二检测器接收到的一部分在与通过第一偏振滤光器偏振的辐射的偏振方向平行的方向上偏振。
在根据本发明的方法的一方面中，所述结构体是飞行器并且所述结构体是所述飞行器的机翼的表面。
在根据本发明的方法的优选方面中，该结构体是风力涡轮机，并且所述表面是风力涡轮机的表面。
在根据本发明的方法的一方面中，当风力涡轮机叶片连通所述风力涡轮机的转子一起旋转时执行这些步骤。
这是有利的，这是因为风力涡轮机不必停机以检测叶片上的表面状况，从而提高了风力涡轮机的总功率输出。另外，促进了风力涡轮机可在长时间内产生电力是可能的，这是因为在工作期间进行检测是可能的。
在根据本发明的方法的一方面中，在执行表面状况的检测之前，将风力涡轮机叶片设置到预定位置中。
在根据本发明的方法的一方面中，在使风力涡轮机叶片俯仰时重复执行该方法的步骤。
在根据本发明的方法的一方面中，借助于扫描装置来改变发射和/或检测所述辐射的角度。
该扫描装置也可被称之为扫描配置。
在根据本发明的方法的一方面中，至少部分地连续改变发射和/或检测所述辐射的角度以执行所述至少一个表面的至少部分连续的扫描。
在根据本发明的方法的一方面中，该方法包括在所述风力涡轮机与所述至少一个设备中的至少一个之间的通信。
在根据本发明的方法的一方面中，该通信至少包括从所述至少一个设备中的至少一个传送至所述风力涡轮机的信号，这些信号包括有关所述至少一个风力涡轮机叶片的表面状况的信息。
在根据本发明的方法的一方面中，该通信包括从所述风力涡轮机传送至所述至少一个设备中的至少一个的信号，这些信号包括有关所述风力涡轮机叶片中的至少一个的位置的信息。
这会是有利的，这是因为该设备可仅在可能/必要时检测表面状况。
在根据本发明的方法的一方面中，该通信包括从所述至少一个设备中的至少一个传送至所述风力涡轮机的指令信号，所述指令信号包括有关应当如何设置至少一个风力涡轮机叶片的位置以进行表面状况的检测的信息。
实现表面状况的有效检测是有利的，这是因为可由此确保该设备(优选地)在重新设置叶片之前已经执行了对于表面状况的令人满意的检测，例如，无任何干扰的检测。
在根据本发明的方法的一方面中，该风力涡轮机和/或所述至少一个设备中的至少一个将有关一个或更多个风力涡轮机叶片的表面状况的信息传送至相邻的风力涡轮机。
这是有利的，这是因为相邻的风力涡轮机会由此受益于附近的风力涡轮机的检测到的表面状况。
在根据本发明的方法的一方面中，当将一个或更多个表面的表面状况改变到超过用于一个或更多个翼形件的表面状况的预定阈值时，至少一个设备传送有关所述一个或更多个翼形件的表面状况的信息。
这是有利的，这是因为可由此避免有关表面状况的不必要的警报。
在根据本发明的方法的一方面中，该方法包括借助于该设备检测所述表面上的冰的步骤。
在根据本发明的方法的一方面中，当检测到的冰的量和/或受冰影响的表面区域的量超过至少一个第一预限定阈值时，至少一个设备传送有关至少一个表面上存在冰的信息，并且当检测到的冰的量和/或受冰影响的表面区域的量低于至少一个第二预定阈值时，停止传送有关存在冰的信息。
这会是有利的，这是因为翼形件会能够在表面上具有一定量的冰的情况下运转，并且当达到THRH_2时，可充分地去除冰，这是因为除冰装置将执行除冰直到达到THRH_1为止，使得不会不必要地经常执行除冰。同样，可基于预定阈值来致动和停用警报。
在根据本发明的方法的优选方面中，该方面包括对一个或更多个风力涡轮机叶片的表面上的诸如油之类的润滑剂进行检测的步骤。
在根据本发明的方法的优选方面中，该方法包括对所述表面上的诸如尘粒、土和/或沙之类的杂质颗粒进行检测的步骤。
在根据本发明的方法的优选方面中，该方法包括对表面的结构变化进行检测的步骤。
附图说明
下面将参照附图更为详细地说明本发明，在附图中：
图1示出了从侧面观察到的风力涡轮机，该风力涡轮机包括用于检测表面状况的设备。
图2示出了根据本发明的传感器设备的第一构型，
图3示出了根据本发明的传感器设备的第二构型，
图4示出了根据本发明的传感器设备的第三构型，
图5示出了根据本发明的传感器设备的第四构型，
图5a示出了根据本发明的传感器设备的第五构型，
图6示出了本发明的实施方式，其中，用于检测表面状况的设备布置于风力涡轮机的轮毂处，
图7示出了本发明的实施方式，其中，用于检测表面状况的设备布置于风力涡轮机的风力涡轮机短舱处，
图8示出了本发明的实施方式，其中，用于检测表面状况的设备布置于风力涡轮机的塔架处，
图9示出了本发明的实施方式，其中，用于检测表面状况的设备适于改变发射辐射的角度，
图10示出了一种表面状况检测方案的实施方式，该表面状况检测方案用于检测风力涡轮机的用于结冰的叶片上的冰，
图11示出了风力涡轮机叶片的用于表面状况的检测的不同表面区域的示例，
图12示出了来自用于检测表面状况的设备的输出可基于阈值，
图13示出了从正面观察到的飞行器的截面图，其中，用于检测表面状况的设备检测飞行器的机翼上的表面状况，以及
图14示出了从侧面观察到的飞行器，其中，该飞行器包括布置在飞行器的尾翼上的用于检测表面状况的设备。
具体实施方式
图1示出了一种结构体的侧视图的一个示例，该结构体是现代风力涡轮机1，该现代风力涡轮机1具有塔架2、设置在塔架2的顶部上的风力涡轮机短舱3、和转子轮毂4。该风力涡轮机1包括风力涡轮机转子，该风力涡轮机转子包括至少一个翼形件5，该翼形件5是风力涡轮机叶片5a，该风力涡轮机转子优选地包括已知类型的两个或三个风力涡轮机叶片5a，例如由用玻璃纤维、碳纤维、金属、不同材料的合成物等加强的树脂制成的风力涡轮机叶片，每个叶片例如通过俯仰机构(未示出)连接于轮毂4，该俯仰机构使叶片5a能够围绕纵向轴线转动。用于检测诸如结冰之类的表面状况的设备7在本发明的该实施方式中布置于风力涡轮机1的塔架2处。所理解到的是，用于检测表面状况的设备7在下文中也能够被称之为“表面状况检测设备7”、“用于检测表面状况的设备7”或只是“设备7”。还要注意的是，如稍后所述，该设备7可布置于风力涡轮机1的其它位置处。
在本发明的优选实施方式中，用于检测表面状况的设备7构造成用于检测诸如风力涡轮机叶片5a或飞行器24的机翼5b之类的翼形件的表面6上的冰，如稍后更为详细地说明的那样。然而，该设备7在其它实施方式中可构造成用于检测表面6上的泄露的诸如油之类的润滑剂、检测表面6的结构变化、检测表面6上的诸如尘粒、土和/或沙之类的杂质颗粒和/或翼形件5上的类似物。
将会理解的是，根据本发明的用于检测表面状况的设备7可布置于风力涡轮机1处用于检测风力涡轮机1的表面6上的表面状况，并且将会理解的是，这些表面状况可用作用于监测和/或运转/控制该风力涡轮机1的参数。也可将所获得的有关诸如结冰之类的表面状况的信息传递至包括多个风力涡轮机在内的风力涡轮机组中的诸如风力涡轮机之类的多个其它相邻的风力涡轮机，以通知该风力涡轮机出现了冰，从而使得为了风力涡轮机的运转可采取诸如通过对风力涡轮机的风力涡轮机叶片5a进行除冰之类的适当的预防措施。同样，可将一个或更多个用于检测表面状况的设备7布置于除在包括意欲用于表面状况的检测的叶片5a在内的风力涡轮机1上之外的其它位置处，例如，在其它风力涡轮机1上、在桅杆上、在地面等上。
该设备7可由风力涡轮机1或飞行器24的用于为风力涡轮机1或飞行器24的控制系统供应动力的内部动力供应系统供应动力。作为选择，该设备7可具有带有动力源的单独的动力供应装置，例如诸如与电池或电容器之类的动力存储器相结合的光电模块、或一个或更多个电池，该单独的动力供应装置可以是能够从因其上布置有设备7的结构体的振动等而产生的动能获得能量的动力源。
图2-5中示出了根据本发明的用于检测表面状况的设备7的传感器设备的多种实施方式。它们都包括：辐射发射器8，该辐射发射器8朝向翼形件5的会受到包括例如冰14的出现在内的表面状况影响的表面6发射辐射；两个检测器9、10，这两个检测器9、10用于检测发射光从表面6的反射并因此向控制单元11提供输出；线性偏振滤光器12，该线性偏振滤光器12位于辐射发射器8与表面6之间，从而使接触该表面6的光偏振；以及线性偏振滤光器13，该线性偏振滤光器13处于检测器9、10中的一个的前面，从而使来自这两个检测器9、10的输出中的变化将表示来自表面6的镜面反射光和漫反射光中的变化，这是因为镜面反射光将保持其原始偏振而漫反射光基本上将变得消偏振。由此，可将辐射发射器8和检测器9、10定位成彼此非常接近并且入射辐射与反射辐射之间的角度可在0°到15°的范围内(包括0°和15°在内)。附图上的角度被夸大了以更为清楚地说明该原理。因此，传感器对该传感器与表面6之间的距离是极不敏感的，从而可将相同的传感器布置在结构体1、24处的多个位置中，并且在运转或停顿期间，输出的质量将不会被与翼形件5的表面6相距的距离的变化而受损。所理解的是，所发射的辐射可以多个不同的角度朝向表面6发射，如稍后所说明的那样。
辐射发射器8在优选实施方式中为光源，该光源朝向翼形件的表面6发射诸如红外光或可见光之类的光，并且辐射发射器8可由此在下文中也被称之为“光源”或“发光器”，并且所发射的辐射也可被称之为“所发射的光”、“光”等。然而，所理解到的是，在本发明的其它实施方式中可以使用微波、紫外线辐射等。
图2中所示的传感器设备具有非常简单的构型，这是因为光源8和两个检测器9、10并排布置，使得对于光源8和两个检测器9、10中的每一个而言，光沿着单独的路径而行。然而，由于路径之间存在小角度，因此，这两个检测器9、10将遭受到强度大致相同的镜面反射光和漫反射光。线性偏振滤光器13布置在发射光的至检测器9、10中的一个的路径中，并且滤光器13的偏振方向垂直于位于光源8的前面的滤光器12的偏振方向，从而使得检测器9将接收漫反射光并因此向控制装置11产生输出，而另一检测器10将接收镜面反射光以及漫反射光并因此向控制装置11产生输出。这两个输出的差值将是镜面反射光的强度的度量。在另一检测器10的前面布置有另一线性偏振滤光器17并且偏振方向与位于光源8的前面的滤光器12的偏振方向平行的情况下，可以改进该构型，如图3中所示。因此，另一检测器10将接收镜面反射光加上漫反射光的仅一半并因此向控制装置11产生输出。由此，将增强来自另一检测器10的输出由于镜面反射的存在而造成的幅度变化，这改善了设备7的信噪比。
在图3中所示的传感器设备的实施方式中，已经利用额外特征的存在改进了该构型，该额外特征包括光源15，该光源15优选地为红外光源，用作用于检验系统功能的基准光。该特征可应用到本发明的所示实施方式中的每一个以及本发明的其它实施方式中。
红外基准光源15布置成借助于布置在第一光源8的路径中的分束器16基本上在第一光源8的方向和路径上发射光。偏振滤光器12、13、17对红外光基本上没有影响，从而可将第一检测器和第二检测器对来自基准光源的光进行的检测用于检验系统功能、修正例如由于透镜或透明盖的污染而造成的暂时降低的透光率。在优选实施方式中，红外光源15发射处于如下波长范围内的光，在该波长范围中，水特别吸收诸如波长在1430nm到1479nm的范围中、特别是约为1450nm的辐射，作为选择，波长在诸如930nm到970nm的范围中、特别是约为950nm的辐射，并且光源15可用于表面上是否存在液态水的光谱度量，该光谱度量结合漫反射光和镜面反射光的度量可给出翼形件5的表面状况的精确表示。通过在关闭第一光源8时借助于检测器9、10测量该基准光的强度变化，可检测翼形件5上的水的存在，并且控制装置11可由此将来自水的镜面反射和来自冰的镜面反射区分开，这两种镜面反射并不以相同的程度吸收红外光。
在图4中，示出了传感器设备的另一构型，在该构型中，仅将同一个线性偏振滤光器12、13用于从光源8朝向表面6发射的光以及从该表面朝向检测器10中的一个反射的光。该光源8被垂直地或成一定角度地朝向表面6引导，并且在反射光的朝向检测器10的路径中设置有分束器16，该构型中的该路径与光的从光源8朝向表面6的路径完全相同。
在图5中，添加了另一分束器18，用于为检测器9、10两者划分来自第一分束器16的光，以使得所有往来于传感器设备的光可穿过易于维护和清洁的小开口或薄管，并且可基本上完全消除对传感器设备与表面6之间的距离的敏感度。
图5a示出了根据本发明的传感器设备的另一实施方式。光源8被垂直地或成一定角度地朝向表面6引导，并且在反射光的朝向检测器10的路径中设置有分束器16和16a，该构型中的该路径同样与光的从光源8朝向表面6的路径完全相同。该实施方式同样有助于所有往来于传感器设备的光可穿过小开口或薄管，并且同时节省偏振滤光器并获得提高的信噪比是可能的。偏振方向与滤光器12、13垂直的偏振滤光器17如前所述提高了该设备的信噪比，但可省略掉该偏振滤光器17。
在本发明的(附图中未示出的)特定实施方式中，该传感器设备只包括一个用于检测所反射的辐射的检测器。在位于所反射的检测到的辐射的路径中的检测器的前面并在位于辐射发射器与该表面之间的所发射的辐射的路径中的发光器的前面分别设置有单独的偏振装置(参见图2-5)。在该实施方式中，或者在辐射发射器的前面或者在所反射的检测到的辐射的路径中的偏振装置中的至少一个有助于偏振的变换，例如在平行于位于辐射发射器的前面(或者位于检测器的前面)的线性偏振滤光器的偏振方向的偏振方向与垂直于位于辐射发射器的前面(或者位于检测器的前面)的滤光器的偏振方向的偏振方向之间转变。在替代实施方式中，交变的偏振装置在使辐射偏振与不使辐射偏振之间转变。交变的偏振装置在本发明的实施方式中可以是旋转线性偏振滤光器，它可以是适于被交变地引导到位于所反射的检测到的辐射与检测器之间的路径中并交变地引导出该路径的偏振装置，它可以是电动交变的偏振装置或者任何其它适合的交变的偏振装置。将会理解到的是，在适当的修改的情况下，交变的偏振装置的特征可同样被结合到本发明的如在图2-5a中所示的任意实施方式中。包括交变的偏振装置以及仅一个检测器的实施方式无需局限于翼形件5上的表面状况的检测，而是也可以是与如EP1890128中所述的诸如路面之类的其它表面上的表面性质检测、如稍后所述的飞行器上的表面性质检测、诸如人类皮肤之类的皮肤等上的表面性质检测是相关的。
在本发明的优选实施方式中，所发射的光和检测到的反射光沿大致相同的路径而行。通常理解到的是，该设备7可包括多个如图2-5a中所示的传感器设备，以有助于快速确定表面性质。传感器设备可设置成同时检测两个或多个叶片5a的表面6上和/或同一翼形件5的表面6上的多个表面区域上的表面状况。同样，所理解到的是，诸如风力涡轮机1或飞行器24之类的结构体可包括多个设置于不同位置处以检测翼形件的多个表面区域处的表面性质的设备7。
设备7在本发明的实施方式中可适于例如借助于主从通信而与每个其它设备7通信，在该主从通信中，主机将来自一个或更多个用于检测表面状况的设备7的数据传送至一个或更多个其它风力涡轮机1，并且/或接收来自一个或更多个风力涡轮机1的信号并将来自一个或更多个风力涡轮机1的信号转发至所述从机。作为选择，每个设备7单独与风力涡轮机1通信。所理解到的是，除主从通信以外的其它通信方式均可以是适用的。
在本发明的实施方式中，该传感器设备适于发射和接收承载有辐射的信息，以便通过使得能够消除源自除该传感器设备的发射器之外的其它源、特别是来自设置在相同或邻近的诸如风力涡轮机之类的结构体上的其它相似的传感器设备的发射器的所接收到的辐射来提高来自检测器的输出的信噪比。该辐射可适于借助于调制该辐射、例如通过改变该辐射的强度和/或波长、或所属领域技术人员所公知的将信息包括在诸如光之类的辐射中的任何其它方法来包含信息。为了改变所发射的辐射的强度，可执行在发射强度为第一强度的辐射与发射强度为至少一个第二强度的辐射之间的变换。强度的变化可由此包括数字通信特征。例如，辐射强度基本上100％的辐射可被接收到并且被认为是“1”，而辐射强度为诸如0％、25％、50％等之类的较低辐射强度的辐射可被认为是“0”(反之亦然)。该辐射的强度可由此被设置成遵循诸如位模式、周期不定的模式、工作周期不定的模式、和/或类似模式之类的预定模式。同样可以相同的方式来解释波长的变化。波长的变化可通过在发射波长不同的辐射的两个辐射发射器之间的转变、通过利用双波长激光器来实现，波长可通过在辐射发射器与该表面之间插置诸如喇格盒(Braggcell)之类的波长改变装置等来改变。通过如上所述改变波长和/或强度，或借助于所属领域技术人员已知的将信息包括在辐射中的任何其它适合的方法，由此，将信息包括在所发射的辐射中是可能的，该信息被一个或更多个检测器接收到并随后由控制装置解析。承载辐射的信息可包括设备7的识别，因此该设备7能够测定检测到的反射光是源自正确的发光器。同样，承载辐射的信息可包括关于接收中的检测器/传感器设备的信息，由此使得将来自一个传感器设备的辐射发射器的光引导至其它传感器设备的检测器成为可能。所理解到的是，在光的传送和接收期间，可应用所属领域技术人员已知的多种不同的信号处理方法以获得更为有利且风有效的表面测定。
在本发明的实施方式中，建立了从干净的表面6上反射的辐射的特征。这可通过将来自辐射发射器8的辐射朝向表面6传送来实现，并且检测镜面反射辐射和漫反射辐射的特征以确定干净表面6的特征。据此，通过将反射辐射的特征与干净表面的特征进行比较来检测例如表面6的结构变化、表面6上的杂质颗粒、表面6上的润滑剂等是可能的。同样，可建立带有润滑剂的表面6的特征、结构变化了的表面6的特征、带有杂质颗粒的表面6的特征、和/或类似表面的特征，并且通过将这种特征与从干净的表面6上反射的辐射的特征进行比较，区别表面6上的/表面6的冰、润滑剂、颗粒、和/或结构变化会使可能的。同样，如果该设备7测定到与干净的表面的特征相背离、但不符合任何其它已建立的特征的表面状况，则该设备7可设定警报。然而，所理解到的是，可使用其它适合的用于检测表面6上的/表面6的润滑剂、颗粒和/或结构变化的方法。
图6示出了本发明的实施方式，其中，用于检测表面状况的设备7设置在风力涡轮机1的轮毂4上。在该实施方式中，该设备7可包括用于例如以大致120°设置(在风力涡轮机转子包括三个叶片5b的情况下)在传感器之间的每个叶片5b的传感器设备，因此，该设备7可同时执行每个叶片5b的叶片表面6的表面状况的检测。在本发明的另一实施方式中，该设备7是可调整的以有助于进行风力涡轮机1的一个或更多个叶片5b的叶片表面6的表面检测。在本发明的不局限于图6的实施方式的又一实施方式中，为每个风力涡轮机叶片5a设置至少一个设备7，由此，该设备7可同时执行每个叶片5b的叶片表面6的表面检测。
图7示出了本发明的实施方式，其中，用于检测表面状况的设备7设置于短舱3的顶部的最后面的部分处，以有助于获得叶片表面6上的发射光的有利的入射角，并且同时在短舱偏转的情况下，有助于总是正确地设置该设备7。该设备7在图7中设置于短舱3上的支承件19处，在那里，支承件19可以是用于例如支承诸如风速计、温度计等之类的气象检测器的现有支承件，并且它可以是专门适用于该设备7的支承件。在本发明的另一实施方式中，该设备7可大体上设置在短舱盖20上。将会理解到的是，该设备7同样可放置在短舱3的侧部上、短舱3的底部上等。
图8示出了用于检测表面状况的设备7设置在风力涡轮机1的塔架2处/上。当将会针对表面状况来检查风力涡轮机叶片5b时，风力涡轮机1(如果必要的话)使短舱3偏转到用于针对表面状况来检查叶片5a、例如用于针对叶片5b上的冰形成物来检查的(与该设备7相对的)位置中。这可例如通过将第一叶片5a转动成向下指向并与风力涡轮机塔架2大致平行来完成，以获得从该设备7到叶片5a的有利距离并获得风力涡轮机叶片5b用于实现风力涡轮机叶片5b的多个表面区域处的表面6上的表面状况的容易检测的有利位置。该检测可通过改变光在大致竖直的方向上发射或发射和接收的角度而在叶片表面6的各个表面区域处执行，该大致竖直的方向基本上处于叶片5a的纵向轴线的方向，如图9中所示，并且在下文中所述。
图9示出了本发明的实施方式，其中，该设备7的至少一部分包括有助于调整发射和/或接收辐射的角度的扫描装置(未示出)。该扫描装置可以是例如驱动辐射方向的调整的马达，但其也可以是能够改变辐射方向的诸如气动致动器等之类的其它装置。在图9中(并且同样在其它附图中示出)，用于检测表面状况的设备7的至少一部分设置在壳体22中，该壳体22包括至少一个透明部分(未示出)，发射光和反射光可穿过该透明部分而不会改变。然而，在本发明的实施方式中，该透明部分可以是包括偏振装置的例如代替传感器设备的一个或多个偏振滤光器的窗格玻璃。
该壳体22以及由此该设备7的至少一部分可借助于扫描装置如所示以可变的方式设置，以便通过改变发射和/或接收光的角度在翼形件的多个位置处检测翼形件的表面6上的表面状况，由此有助于检测翼形件5上的多个表面区域处的表面状况。
在图9中，所示出的是，该设备7以可变的方式设置，但所理解到的是，该设备7的传感器设备的仅一部分是可动的，并且例如控制装置11、检测器9、10等可设置于除借助于该扫描装置而移动的可动部分之外的其它位置处。
同样，该设备7的壳体22可以可动的方式设置，如所示，但该壳体22也可以是固定的，即不以可动的方式设置，并且检测器和发射器可随后借助于扫描装置以可动的方式设置在壳体内部。同样，所理解到的是，检测器可设置在一个壳体中，而发射器设置在另一壳体中，等等。
在本发明的实施方式中，用于检测表面状况的设备7或该设备7的一部分可以是能够借助于扫描装置水平地和竖直地调整的，和/或该设备7可以是能够借助于可例如包括设置在结构体1上的轨道在内的扫描装置移动至该结构体(在该情况下优选地为风力涡轮机1)上的其它位置的。
在本发明的实施方式中，该设备7检测翼形件表面6的一个区域处的表面性质。随后，关闭该光源或该多个光源，并且借助于扫描装置将该设备7调整到下一位置中，该设备7检测翼形件表面6的新区域的表面性质，然后将设备7调整到下一位置中等等。
在本发明的另一实施方式中，当借助于扫描装置改变发射光和/或检测反射光所利用的角度时，该设备7通过连续地、或至少基本上连续地发射光并检测来自表面6的反射光而连续地检测翼形件5的表面6上的表面性质。
当在翼形件上形成冰时，还存在设备7受到冰形成物影响的危险，这会妨碍设备7检测翼形件5的表面6上的表面状况。在本发明的实施方式中，该设备7因此包括用于对设备7进行除冰的除冰装置(未示出)。可以借助于多个不同的除冰装置来进行设备7的除冰，例如借助于电加热和/或至少部分红外光加热的透明玻璃方格，该透明玻璃方格例如设置为位于发射器和检测器的前面的窗格玻璃上的至少部分透明的层，穿过该透明玻璃方格发射和/或接收辐射。用于对设备7进行除冰的其它除冰方法可以是用对设备7进行除冰的除冰液体(例如包括酒精)对该设备7的至少一部分(例如通过喷射)进行作用，并且该设备7可借助于布置在壳体22内部的诸如加热元件之类的加热装置进行加热，该设备7可以是气密的以避免冰在设备7的内部出现，等等。将会理解到的是，该设备7可包括所提到的除冰装置中的一种以及所提到的除冰装置的任何组合、和/或所属领域技术人员已知的其它除冰装置。还将会理解到的是，如果设备7包括可动部分，例如有助于以如上所述的多个不同的角度发射辐射，则可动部分在本发明的实施方式中也可被除冰以确保可动部分不被粘住。
在本发明的实施方式中，该设备7包括用于清洁发射和/或接收辐射所穿过的表面的装置，以有助于污物在例如冰的检测期间不会干扰该设备7乃至妨碍该设备7检测表面状况。该清洁装置可以是擦拭器、冲洗装置(例如与用于对设备7进行除冰相同的装置)等。
该设备7在本发明的实施方式中可适用于遵循预定表面状况检测方案以检测翼形件5上的表面性质。在下文中说明这种预定表面状况检测方案的一个示例，并且该示例涉及风力涡轮机1的所有叶片5a上的冰14形成物的检测，并且示于图10中。在图10中的方案中，叶片5a上的冰的检测一次在一个叶片5a上执行，但所理解到的是，例如借助于不止一个传感器设备和/或设备7，包括表面状况检测方案的其它实施方式同样是可能的，在该方案中，同时检查不止一个叶片5a、同时检查多个表面区域、检查例如更多个表面区域处的仅一个叶片5a、等等。
在步骤S1中，风力涡轮机1在检测冰形成物之前将叶片5a调整到预定位置中。当将风力涡轮机叶片5a调整就位时，该设备7在步骤S2中针对冰形成物来检查叶片5a的表面。可只在一个表面区域处以及在叶片5a的纵向方向上的多个表面区域处针对冰形成物来检查风力涡轮机叶片5a，并且在检查期间，可使风力涡轮机叶片5a绕其纵向轴线转动以检查冰形成物，如稍后所述。
在本发明的不局限于该特定实施方式的实施方式中，在翼形件5的表面的根据经验最多部分受到冰形成物影响的区域处执行翼形件5上的冰检测。
如果在叶片5a的表面6上没有检测到冰，则风力涡轮机1在步骤S4中使下一叶片5a转动到用于检测冰的位置中。另一方面，如果在叶片5a的表面6上检测到冰，则该设备7在步骤S3中借助于一种动作通知风力涡轮机(未示出)的控制系统在该叶片或多个叶片5a上检测到冰形成物，并且风力涡轮机1可因此随后例如通过致动叶片5a的除冰装置来起作用。这种除冰可通过借助于加热装置来加热叶片表面6、通过使叶片振动(例如通过俯仰叶片)、借助于微波、或所属领域技术人员已知的任何其它适合的除冰装置来执行。
设备7与风力涡轮机1和/或其它风力涡轮机之间的通信可借助于诸如WLAN、蓝牙、手机网络、WIFI、3G、GPRS等之类的无线通信以及借助于有线连接或任何其它适合的通信装置来执行。
在步骤S5-S9中执行与图10的步骤S1-S4中所述的相似的步骤，以使得针对冰形成物来扫描风力涡轮机的所有叶片5a。
如果在风力涡轮机1的叶片5上没有检测到冰，则该设备7可将该信息传递至风力涡轮机1，使得该风力涡轮机1可开始工作而无需执行叶片5的除冰。
在本发明的实施方式中，该设备7针对冰来检查风力涡轮机1的所有叶片5a，并且随后向风力涡轮机1提供有关哪个叶片5a(如果有的话)需要在风力涡轮机可开始工作之前进行除冰的输出。该风力涡轮机1可仅在检测到冰的叶片5a上进行除冰，如果在一个叶片上检测到冰，则风力涡轮机1可在所有叶片5a上进行除冰，风力涡轮机1可在叶片的一部分等上进行除冰。
在本发明的不局限于图10的实施方式、而是可在风力涡轮机叶片5a的表面6上的表面状况的任何检测中实施的实施方式中，风力涡轮机叶片5a在检测叶片表面6上的表面状况期间借助于俯仰机构绕其纵向轴线转动，以有助于检测风力涡轮机叶片5a的不同位置处的表面状况。作为该实施方式的示例，该设备7针对表面状况在沿着叶片5a的纵向轴线的诸如一个、两个、五个、十个、二十个、五十个、一百个乃至更多个表面区域之类的多个表面区域处检查叶片表面6。随后使叶片5a绕其纵向轴线转动10°、30°、45°、60°、90°、120°、180°等，并且再次针对表面状况来检查该表面6，随后可使叶片5a再次转动并且再次针对表面状况来检查叶片5a等等。
通常所理解的是，在本发明的实施方式中，可将叶片5a调整到预定位置中，以例如根据该设备7的有利的表面检测区域(在妨碍该设备7检测叶片的特定区域处的表面状况的情况下)针对表面状况来检查叶片5a，并且该设备7可接收有关风力涡轮机叶片5a的位置的信息，并且随后(通过扫描装置)将该设备7调整到检测叶片5a的表面6等的位置中。
在本发明的另一实施方式中，当涡轮机叶片5a在风力涡轮机1处于工作中等时，例如在风力涡轮机1的启动期间、在叶片5的受迫旋转期间，与风力涡轮机1的转子一起旋转的同时，该设备7检查风力涡轮机叶片5a的表面。该设备7可在一个点/区域处针对表面状况来检查叶片5a，并且当检查完风力涡轮机1上的所有风力涡轮机叶片5a的表面6的相同的点/区域时，该设备7可设置成以新的角度发射和接收光，并随后在新的点/区域处交变地检查叶片5a的表面6，等等。因此，没有必要将叶片5a调整到预定位置、例如固定位置中，以检查表面状况，这是因为在叶片5a旋转的同时执行对于叶片表面上的表面状况的检查。
图11示出了风力涡轮机叶片5a的一部分。风力涡轮机叶片5a包括意欲用于表面状况、在该示例中为冰形成物14的检测的多个表面区域21a、21b、21c。当该设备7(图11中未示出)针对冰14来扫描表面区域21c时，它未检测到冰，但是当该设备7检查表面区域21a和/或21b时，它将检测到冰14并且因此执行输出。将会理解到的是，意欲用于检测所出现的冰的表面区域可例如基本上为所发射的辐射的截面面积的尺寸以及比所发射的辐射的截面面积大的表面区域，等等。同样，该设备7可在所述表面区域内的一些位置处、在整个表面区域处、在描述区域内的仅一个位置处等检查表面区域。
在本发明的实施方式中，当例如检测到冰和/或受到例如冰形成物影响的表面区域超过预定阈值时，该设备7将信号传递至风力涡轮机1、和/或相邻的风力涡轮机。
图12示出了本发明的实施方式，其中，该设备7评估于一个或更多个翼形件5的一个或更多个表面区域处检测到的表面状况(由线23示出)。图12在下文中被描述为与翼形件5上的冰检测相关的示例，但所理解的是，它也可关于检测润滑剂、结构变化、颗粒等进行实施。当检测到的冰量、受到冰影响的表面区域的数量、受冰影响的区域的尺寸等超过阈值THRH_2时，该设备7将除冰是/会是必需的信息传递至风力涡轮机或飞行器的控制系统。随后可以将有关除冰的必需性的信息维持到检测到的冰的量、受冰影响的表面区域的数量、受冰影响的区域的尺寸等低于阈值THRH_1为止。尽管图12示出了带有两个阈值THRH_1和THRH_2的滞后量，但所理解到的是，可仅使用一个阈值以及包括多个滞后量在内的更多个阈值。还理解到的是，与何时除冰是必需的相关的计算在本发明的实施方式中可由风力涡轮机1或飞行器24的控制系统执行。
图13和图14示出了本发明的实施方式，其中，表面状况检测设备7设置成检测飞行器24的机翼5b上的表面状况。如所示，用于检测表面状况的设备7可设置在飞行器24的位于机翼5b上方的本体25上以检测机翼5b的表面6上的诸如结冰之类的表面状况。然而，应当理解的是，用于检测表面状况的设备7可设置在飞行器24上的任何适合的位置处、例如飞行器24的位于机翼5b前面的本体25上，以检测表面状况，以使该设备7可更为容易地检测机翼5b的前部上的冰，在哪里通常最早出现并形成物，如图14中所示，该设备7可设置在包括舵27的尾翼26上，等等。所理解到的是，飞行器24可包括多个用于检测表面状况的设备7，例如，用于检测每个机翼5b上的表面状况的设备7、一个用于检测机翼5b的上表面上的表面状况的设备7、一个用于检测机翼5b的下表面上的表面状况的设备7、一个用于检测机翼的前端上的表面状况的设备7、或它们的任何组合。
应当理解的是，本发明不局限于上述特定实施方式和示例，而是可在本发明的范围内以多种方式设计和改变本发明。同样将会理解到的是，上述和/或附图中所示的实施方式的多种组合可被结合在本发明的范围内。
列表
1：风力涡轮机
2：风力涡轮机塔架
3：短舱
4：轮毂
5：诸如风力涡轮机叶片或飞机的机翼之类的翼形件
5a：作为风力涡轮机叶片的翼形件5
5b：作为飞行器的机翼的翼形件5
6：翼形件的表面
7：用于检测翼形件上的表面状况的设备
8：辐射发射器
9、10：检测器
11：控制装置
12、13、17：偏振滤光器
14：冰
15：基准光源
16、16a、18：分束器
19：位于风力涡轮机短舱的顶部上的支承件
20：短舱盖
21a、21b、21c：风力涡轮机叶片的意欲用于检测表面状况的表面
22：用于检测表面状况的设备的壳体
23：示出检测到的冰的量的线
24：飞行器
25：飞行器的本体
26：飞行器的尾翼
27：飞行器的舵
THRH_1、THRH_2：阈值
HYS：滞后量

Claims (63)

1.一种结构体，所述结构体包括至少一个翼形件，所述结构体(1、24)包括至少一个用于检测所述至少一个翼形件(5)的表面(6)上的表面状况的设备(7)，所述设备(7)包括至少一个传感器设备，所述传感器设备包括：
至少一个辐射发射器(8)，所述至少一个辐射发射器(8)用于发射朝向所述翼形件(5)的至少一个表面(6)的辐射，
至少一个第一检测器(9、10)，所述至少一个第一检测器(9、10)设置成用于接收所发射的所述辐射从所述至少一个表面(6)反射时的一部分，并根据所发射的所述辐射的所述部分的强度产生第一输出，
至少一个第二检测器(9、10)，所述至少一个第二检测器(9、10)设置成用于接收所发射的所述辐射从所述至少一个表面(6)反射时的一部分，并根据所发射的所述辐射的所述部分的强度产生第二输出，以及
控制装置(11)，所述控制装置(11)用于接收来自所述检测器(9、10)的所述输出，且基于从所述至少一个表面(6)反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量对所述输出进行评估，并根据从所述至少一个表面(6)反射的所述漫反射辐射和所述镜面反射辐射的量产生输出。
2.根据权利要求1所述的结构体，其中，所述至少一个辐射发射器(8)中的至少一个为光源。
3.根据权利要求1或2所述的结构体，其中，所述至少一个传感器设备还包括：
第一线性偏振滤光器(12)，所述第一线性偏振滤光器(12)设置在从所述至少一个辐射发射器(8)发射的辐射的路径中，以及
第二线性偏振滤光器(13)，所述第二线性偏振滤光器(13)设置在位于所述表面与所述第一检测器(9、10)和第二检测器(9、10)中的一个之间的辐射的路径中。
4.根据权利要求3所述的结构体，其中，所述第二滤光器(13)的偏振方向垂直于所述第一滤光器(12)的偏振方向。
5.根据权利要求4所述的结构体，其中，所述传感器设备还包括第三偏振滤光器(17)，所述第三偏振滤光器(17)设置在光的位于所述表面与所述第二检测器(10)之间的路径中，其中，所述第三滤光器(17)的所述偏振方向平行于所述第一滤光器(12)和所述第二滤光器(13)的偏振方向。
6.根据权利要求3-5中的任一项所述的结构体，其中，所述第一滤光器(12)和所述第二滤光器(13)由一个线性偏振滤光器构成，并且在所述偏振滤光器与所述辐射发射器(8)之间设置有分束器(16)，所述分束器(16)用于将所述辐射的从所述表面反射的一部分转移到所述第一检测器(10)中。
7.根据权利要求4-6中的任一项所述的结构体，其中，所述传感器设备还包括：第一分束器(16)，所述第一分束器(16)设置在来自所述第一线性偏振滤光器(12)并到达所述表面的辐射的路径中，用于将所述辐射的从所述表面反射的一部分转移到第二路径中；以及第二分束器(18)，所述第二分束器(18)设置在所述第二路径中，用于将所述辐射的处于所述第二路径中的一部分转移到所述第一检测器(9)中并将所述辐射的处于所述第二路径中的一部分传送到所述第二检测器(10)中。
8.根据权利要求4-7中的任一项所述的结构体，其中，所述传感器设备包括基准辐射发射器(15)，所述基准辐射发射器(15)设置成大致在所述第一辐射发射器的方向和路径上发射光，其中，所述基准辐射发射器发射波长基本上不受所述设备的所述偏振滤光器的影响的辐射，从而能够将通过所述第一检测器和所述第二检测器检测对来自所述基准辐射发射器的所述辐射进行的检测用于检验系统的功能。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的结构体，其中，所述传感器设备包括：基准辐射发射器(15)，所述基准辐射发射器(15)用于朝向所述表面发射波长处于水吸收率高的红外波长范围内的光；以及吸收检测器，所述吸收检测器用于接收所发射的所述光的反射并因此向所述控制装置产生输出。
10.根据权利要求9所述的结构体，其中，所述基准辐射发射器(15)用于发射处于波长范围为930nm到970nm内或处于波长范围为1430nm到1470nm内的辐射。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述辐射发射器(8)用于发射承载辐射的信息，所述用于检测表面状况的设备(7)用于基于包含在所反射的辐射中的信息来评估来自所述检测器的所述输出。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，至少所述检测器和所述至少一个辐射发射器设置在同一壳体(22)中。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述结构体为飞行器(24)，所述翼形件(5)是所述飞行器(24)的机翼(5b)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述结构体为风力涡轮机(1)，所述至少一个翼形件(5)是风力涡轮机(1)的风力涡轮机叶片(5a)。
15.根据权利要求14所述的结构体，所述结构体包括风力涡轮机控制装置，所述风力涡轮机控制装置用于将风力涡轮机叶片(5a)设置到预定位置中，以借助于所述至少一个用于检测表面状况的设备(7)对所述至少一个风力涡轮机叶片(5a)的所述表面(6)上的表面状况进行检测。
16.根据权利要求14或15所述的结构体，其中，所述至少一个设备(7)设置在所述风力涡轮机(1)的塔架(2)处。
17.根据权利要求15或16所述的结构体，其中，所述风力涡轮机控制装置用于将风力涡轮机(1)的短舱(3)偏转到预定的偏转位置中，以借助于所述至少一个用于检测表面状况的设备(7)对所述至少一个风力涡轮机叶片(5a)的所述表面(6)上的表面状况进行检测。
18.根据权利要求14-17中的任一项所述的结构体，其中，所述至少一个用于检测表面状况的设备(7)设置于所述风力涡轮机(1)的短舱(3)处。
19.根据权利要求18所述的结构体，其中，风力涡轮机控制装置用于使风力涡轮机转子转动到预定的角位置中，以借助于所述用于检测表面状况的设备(7)检测所述风力涡轮机叶片(5a)上的表面状况。
20.根据权利要求14-19中的任一项所述的结构体，其中，所述至少一个用于检测表面状况的设备(7)设置于所述风力涡轮机(1)的轮毂(4)处。
21.根据权利要求14-20中的任一项所述的结构体，其中，风力涡轮机控制装置用于使所述至少一个风力涡轮机叶片(5b)俯仰，从而有助于所述至少一个用于检测表面状况的设备(7)能够检测处于围绕所述至少一个风力涡轮机叶片(5b)的纵向轴线的多个表面区域处的所述表面(6)上的状况。
22.根据权利要求14-22中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)包括通信装置，所述通信装置用于与所述风力涡轮机(1)的控制装置和/或其它风力涡轮机(1)的控制装置通信。
23.根据权利要求22所述的结构体，其中，所述通信装置为无线通信装置。
24.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)包括扫描装置，所述扫描装置用于调整朝向所述翼形件(5)的所述表面(6)发射所述辐射的方向。
25.根据权利要求24所述的结构体，其中，所述扫描装置包括驱动对辐射方向进行的调整的马达，所述马达由所述用于检测表面状况的设备(7)的所述控制装置(11)控制。
26.根据权利要求24-25中的任一项所述的结构体，其中，所述至少一个辐射发射器(8)用于在所述扫描装置调整朝向所述表面(6)发射所述辐射的方向时朝向至少一个翼形件(5)的表面连续地发射辐射，并且所述检测器(9、10)用于连续地检测从所述表面(6)反射的所述辐射，并因此提供输出。
27.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所发射的所述辐射和检测到的所反射的辐射将沿大致相同的路径而行。
28.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)用于在所述表面状况改变至超过用于翼形件的表面状况的预定阈值的量时传送关于所述翼形件(5)的至少一个表面(6)的所述表面状况的信息。
29.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)构造成用于检测所述表面(6)上的冰。
30.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述至少一个用于检测表面状况的设备(7)包括除冰装置，所述除冰装置用于对所述至少一个设备(7)的至少一部分进行除冰。
31.根据权利要求30所述的结构体，其中，所述除冰装置用于至少部分地基于来自所述设备(7)的输出而被致动。
32.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)构造成用于检测所述表面(6)上的诸如油之类的润滑剂。
33.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)构造成用于检测所述表面(6)上的诸如尘粒、土和/或沙之类的杂质颗粒。
34.根据前述权利要求中的任一项所述的结构体，其中，所述用于检测表面状况的设备(7)构造成用于检测所述表面(6)的结构变化。
35.多个结构体，所述多个结构体是设置在风力涡轮机组中的风力涡轮机(1)，每个风力涡轮机(1)包括一个或更多个翼形件(5)，所述翼形件(5)为风力涡轮机叶片(5b)，其中，所述多个风力涡轮机(1)中的至少一个是包括至少一个根据权利要求1-34中的任一项所述的用于检测表面状况的设备(7)在内的风力涡轮机(1)。
36.根据权利要求35所述的多个结构体，其中，包括至少一个用于检测表面状况的设备(7)在内的所述至少一个风力涡轮机(1)包括用于将信息传送至所述风力涡轮机组中的至少一个其它风力涡轮机(1)的装置，从而将所述风力涡轮机(1)的所述风力涡轮机叶片(5a)的所述表面状况通知所述至少一个其它风力涡轮机。
37.一种表面性质检测设备，所述表面性质检测设备包括至少一个传感器设备，所述传感器设备包括：
至少一个辐射发射器，所述至少一个辐射发射器用于发射朝向表面引导的辐射，
检测器，所述检测器设置成用于接收所发射的所述辐射从所述表面反射时的一部分，并根据所发射的所述辐射的所述部分的强度产生输出，
控制装置，所述控制装置用于接收并评估来自所述检测器的所述输出，
第一线性偏振装置，所述第一线性偏振装置设置在从所述至少一个辐射发射器发射的辐射的路径中，以及
第二线性偏振装置，所述第二线性偏振装置设置在位于所述表面与所述第一检测器和所述第二检测器中的一个之间的辐射的路径中，
其中，所述第一线性偏振装置与所述第二线性偏振装置中的至少一个用于交变偏振，
其中，所述控制装置用于接收并评估来自所述检测器的所述输出以确定从所述表面反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量，以及
其中，所述控制装置用于基于所述漫反射辐射和镜面反射辐射的量来产生输出。
38.根据权利要求37所述的表面性质检测设备，其中，所述第二线性偏振装置用于交变偏振以在平行于所述第一线性偏振滤光器的偏振的偏振与垂直于所述第一线性偏振滤光器的偏振的偏振之间交变。
39.根据权利要求37所述的表面性质检测设备，其中，用于交变偏振的所述偏振装置用于在使辐射偏振与不使辐射偏振之间交变。
40.根据权利要求37-39中的任一项所述的表面性质检测设备，其中，用于交变偏振的所述偏振装置是至少一个用于至少部分旋转的线性偏振滤光器。
41.根据权利要求37-39中的任一项所述的表面性质检测设备，其中，用于交变偏振的所述偏振装置是至少一个偏振滤光器，所述至少一个偏振滤光器用于被交变地引导到下述路径中并交变地引导出所述路径，所述路径位于辐射的处于所述表面与所述检测器之间的路径之间。
42.一种对结构体的一个或更多个翼形件(5)的表面(6)的表面状况进行检测的方法，所述结构体包括用于检测表面状况的设备(7)，所述对表面状况进行检测的方法包括如下步骤：
借助于辐射发射器(8)朝向风力涡轮机叶片(5)的表面(6)发射辐射，
借助于第一检测器(9、10)接收从所述表面(6)反射的所述辐射的一部分并根据从所述表面(6)反射的所述辐射的所述部分的强度产生输出，
借助于第二检测器(9、10)接收从所述至少一个表面(6)反射的所述辐射的一部分并根据从所述至少一个表面(6)反射的所述辐射的所述部分的强度产生输出，以及
基于从所述至少一个表面(6)反射的漫反射辐射和镜面反射辐射的量对来自所述检测器(9、10)的所述输出进行评估并提供输出。
43.根据权利要求42所述的方法，其中，借助于第一线性滤光器(12)使得朝向所述表面(6)发射的所述辐射偏振，并通过第二偏振滤光器(13)使得所反射的所述辐射的由所述第一检测器(9)接收到的所述部分偏振。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，所反射的辐射的由所述第一检测器(9)接收到的所述部分在与借助于所述第一偏振滤光器(12)偏振的所述辐射的偏振方向垂直的方向上偏振。
45.根据权利要求42-44中的任一项所述的方法，其中，借助于偏振滤光器(17)使所述辐射的从所述表面(6)反射并由所述第二检测器(10)接收到的所述部分在与通过所述第一偏振滤光器(12)偏振的所述辐射的偏振方向平行的方向上偏振。
46.根据权利要求42-45中的任一项所述的方法，其中，所述结构体是飞行器(24)，所述表面(6)是所述飞行器(24)的机翼(5b)的表面。
47.根据权利要求42-46中的任一项所述的方法，其中，所述结构体是风力涡轮机(1)，所述表面(6)是风力涡轮机叶片(5a)的表面。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，在所述风力涡轮机叶片(5a)连同所述风力涡轮机(1)的转子一起旋转时执行所述步骤。
49.根据权利要求47或48所述的方法，其中，在执行表面状况的检测之前，将所述风力涡轮机叶片(5a)设置到预定位置中。
50.根据权利要求47-49中的任一项所述的方法，其中，在使所述风力涡轮机叶片(5)俯仰时重复执行所述方法的所述步骤。
51.根据权利要求42-50中的任一项所述的方法，其中，借助于扫描装置来改变发射和/或检测所述辐射的角度。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，至少部分地连续改变发射和/或检测所述辐射的所述角度以执行所述至少一个表面(6)的至少部分连续的扫描。
55.根据权利要求47-54中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括在所述风力涡轮机(1)与所述至少一个设备(7)中的至少一个之间的通信。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述通信至少包括从所述至少一个设备(7)中的至少一个传递至所述风力涡轮机(1)的信号，所述信号包括有关所述至少一个风力涡轮机叶片(5a)的表面状况的信息。
57.根据权利要求55或56所述的方法，其中，所述通信包括从所述风力涡轮机(1)传送至所述至少一个设备(7)中的至少一个的信号，所述信号包括有关所述风力涡轮机叶片(5a)中的至少一个的位置的信息。
58.根据权利要求55-57中的任一项所述的方法，其中，所述通信包括从所述至少一个设备(7)中的至少一个传送至所述风力涡轮机(1)的指令信号，所述指令信号包括有关应当如何设置至少一个风力涡轮机叶片(5a)的位置以进行表面状况的检测的信息。
59.根据权利要求47-58中的任一项所述的方法，其中，所述风力涡轮机(1)和/或所述至少一个设备(7)中的至少一个将有关一个或更多个风力涡轮机叶片(5a)的表面状况的信息传送至相邻的风力涡轮机(1)。
60.根据权利要求42-59中的任一项所述的方法，其中，当将一个或更多个表面(6)的表面状况改变到超过用于一个或更多个翼形件(5)的表面状况的预定阈值的量时，所述至少一个设备(7)传送有关所述一个或更多个翼形件(5)的所述表面状况的信息。
61.根据权利要求42-60中的任一项所述的方法，包括借助于所述设备(7)对所述表面(6)上的冰进行检测的步骤。
62.根据权利要求61所述的方法，其中，当检测到的冰的量和/或受冰影响的表面区域的量超过至少一个第一预定阈值(THRH_2)时，所述至少一个设备(7)传送有关至少一个表面(6)上存在冰的信息，并且当检测到的冰的量和/或受冰影响的表面区域的量低于至少一个第二预定阈值(THRH_1)时，所述至少一个设备(7)停止传送有关存在冰的信息。
63.根据权利要求47-62中的任一项所述的方法，包括对一个或更多个风力涡轮机叶片(5a)的表面(6)上的诸如油之类的润滑剂进行检测的步骤。
64.根据权利要求42-63中的任一项所述的方法，包括对所述表面(6)上的诸如尘粒、土和/或沙之类的杂质颗粒进行检测的步骤。
65.根据权利要求42-64中的任一项所述的方法，包括对所述表面(6)的结构变化进行检测的步骤。
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