CN103530441A - 利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法 - Google Patents
利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103530441A CN103530441A CN201310416327.2A CN201310416327A CN103530441A CN 103530441 A CN103530441 A CN 103530441A CN 201310416327 A CN201310416327 A CN 201310416327A CN 103530441 A CN103530441 A CN 103530441A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steam turbine
- dimensional
- scanning
- rotor
- cloud
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
一种利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法：S1在水平放置的汽轮机组两侧对应汽轮机组的头部、中部和尾部处，对称布置至少6个扫描站点，各站点距离汽轮机组轴线2米-6米，使每站点所得云数据量在550-600万范围内；S2在各站点采用三维激光扫描仪对转子进行多站扫描;S3对叶片、汽封、轴封处用手持式激光扫描仪进行精细扫描，精度在35-45微米范围内；S4得到转子整体及局部的点云后，对点云进行去噪、配准、精简、融合后得到最后的点云；S5提取特征线、拟合曲面、实体化曲面，即得三维实体模型。采用本发明可以快速、准确地测得汽轮机组通流部分的几何尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽轮机组的三维建模方法，尤其是涉及一种利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法。
背景技术
汽轮机组是核电站、火电站内重要的组成部分，是能量转换的重要部件。准确分析其通流部分蒸汽的流动状态及机组的应力状态是电站安全、经济运行的保障。
对汽轮机组应力状态及其内的蒸汽流动状态准确分析前，需要建立汽轮机组准确的三维模型。目前，在建模的过程中，由于种种原因而使得图纸不全，建模过程中只能由常规的测量方法，由尺量取各处结构的尺寸，其工作量大，且精度难以保证，对于叶片、喷嘴等有复杂曲面的部分，常规测量不可能得到准确的三维模型，这在很大程度上影响了后续计算、分析结果的精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，及时提供一种利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法，可准确、方便、快捷地建立汽轮机组三维模型。
解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法，包括以下步骤：
S1在水平放置的汽轮机组两侧对应汽轮机组的头部、中部和尾部处，对称布置至少6个扫描站点，各站点距离汽轮机组轴线2米-6米，使每站点所得云数据量在550-600万范围内；
S2在各站点采用三维激光扫描仪对转子进行多站扫描;
S3对叶片、汽封、轴封处用手持式激光扫描仪进行精细扫描，使精度在35-45微米范围内；
S4得到转子整体及局部的点云后，对点云进行去噪、配准、精简、融合后得到最后的点云；
S5提取特征线、拟合曲面、实体化曲面，即得到最终的三维实体模型。
有益效果：本发明首先是为了解决不能准确建立大型超临界和超超临界机组通流部分三维模型的问题。如上述技术背景所述，传统的测量手段不能满足快速、准确建立汽轮机组通流部分三维模型的要求，而采用三维激光扫描技术则可以快速、准确地测得汽轮机组通流部分的几何尺寸。本发明对于汽轮机组其它结构的快速、准确地建模也是适用的。
目前，针对汽轮机组建立三维模型，采用三维激光扫描技术是首次尝试，根据汽轮机的特殊结构制定了多分辨率激光扫描仪相结合的方案，通过扫描实验，验证了该方法的可行性，并且得出了一套切实可行的扫描、建模方案。
附图说明
附图为转子扫描站点布置示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的描述：
本发明的利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法实施例，包括以下步骤：
S1在水平放置的汽轮机组两侧对应汽轮机组的头部、中部和尾部处，对称布置至少6个扫描站点，各站点距离汽轮机组轴线2米-6米，使每站点所得云数据量在550-600万范围内；
S2在各站点采用三维激光扫描仪对转子进行多站扫描;
S3对叶片、汽封、轴封等细节处用手持式激光扫描仪进行精细扫描，使精度在35-45微米范围内；
S4得到转子整体及局部的点云后，采用现有技术对点云进行去噪、配准、精简、融合后得到最后的点云；
S5采用现有技术提取特征线、拟合曲面、实体化曲面，即得到最终的三维实体模型。
由于汽轮机转子体积大、结构复杂、各级之间有较严重的遮挡，需要采集的数据量非常大，数据采集流程遵循先整体后局部的原则。经过反复验证所制定的实验方案为：首先采用三维激光扫描仪对转子进行多站扫描，因为转子各级之间遮挡较严重，至少应分六站进行扫描。
为验证三维激光扫描技术在转子逆向建模中的适用性，本研究对一125MW亚临界汽轮机组转子部分进行了三维激光扫描和建模。本次扫描采取先对转子进行整体扫描，然后对叶片等细节处精细扫描的方案，整体扫描用三维激光扫描仪，其特点是扫描速度快、采集点云数据量大；对叶片等细节处的精细扫描用手持式激光扫描仪，其特点是扫描精度高。经过反复验证所制定的实验方案为：首先采用三维激光扫描仪对转子进行多站扫描，因为转子各级之间遮挡较严重，所以至少应分六站进行扫描。每站所得点云量大约为550万。对于叶片部分，必须采用更为精确的手持式激光扫描仪来完成点云的采集。
本次扫描实验分六站对转子进行整体扫描，六站分布示意如附图所示。为了得到更为准确的转子模型，对叶片部分采用手持式激光扫描仪，其精度达40微米。
得到了转子整体及局部的点云后，对点云进行去噪、配准、精简、融合后就得到了最后的点云；最后提取特征线、拟合曲面、实体化曲面，就得到了最终的三维实体模型。
综上所述，与传统建模相比，本发明具有准确、快速等优点，特别对于未知尺寸的结构进行建模是高效、准确、可行的。对于一些项目时间紧的研究也是一种很好的方法。
Claims (1)
1.一种利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法，包括以下步骤：
S1在水平放置的汽轮机组两侧对应汽轮机组的头部、中部和尾部处，对称布置至少6个扫描站点，各站点距离汽轮机组轴线2米-6米，使每站点所得云数据量在550-600万范围内；
S2在各站点采用三维激光扫描仪对转子进行多站扫描;
S3对叶片、汽封、轴封处用手持式激光扫描仪进行精细扫描，使精度在35-45微米范围内；
S4得到转子整体及局部的点云后，对点云进行去噪、配准、精简、融合后得到最后的点云；
S5提取特征线、拟合曲面、实体化曲面，即得到最终的三维实体模型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310416327.2A CN103530441A (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310416327.2A CN103530441A (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103530441A true CN103530441A (zh) | 2014-01-22 |
Family
ID=49932448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310416327.2A Pending CN103530441A (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103530441A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107194986A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-22 | 中广核研究院有限公司 | 一种核电站新型三维数字工厂建模方法和系统 |
| CN107784691A (zh) * | 2016-08-26 | 2018-03-09 | 上海宝冶集团有限公司 | 基于钢构件特征的曲边界拟合方法 |
| CN111947595A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 南通诺德瑞海洋工程研究院有限公司 | 一种基于三维激光扫描的船舶外板逆向建模实现方法 |
| CN113279825A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-20 | 武汉大学 | 核电汽轮机全周进汽室设计方法及全周进汽室 |
| CN114627020A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-14 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 一种曲面工件反光噪点去除方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080300704A1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-12-04 | Laurie Watkins | Method and process for producing personalized ornamental bulbs |
| CN101586953A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-11-25 | 北京理工大学 | 一种汽轮机高温转子径向热变形量的测量装置 |
| CN102831262A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-12-19 | 钟山 | 一种金属首饰快速设计与制造方法 |
-
2013
- 2013-09-12 CN CN201310416327.2A patent/CN103530441A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080300704A1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-12-04 | Laurie Watkins | Method and process for producing personalized ornamental bulbs |
| CN101586953A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-11-25 | 北京理工大学 | 一种汽轮机高温转子径向热变形量的测量装置 |
| CN102831262A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-12-19 | 钟山 | 一种金属首饰快速设计与制造方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 胡世杰: "逆向工程技术在汽车工业模具设计中的应用", 《工具技术》 * |
| 逄永涛: "自由曲面三维激光测量系统设计与开发", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107784691A (zh) * | 2016-08-26 | 2018-03-09 | 上海宝冶集团有限公司 | 基于钢构件特征的曲边界拟合方法 |
| CN107194986A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-22 | 中广核研究院有限公司 | 一种核电站新型三维数字工厂建模方法和系统 |
| CN111947595A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 南通诺德瑞海洋工程研究院有限公司 | 一种基于三维激光扫描的船舶外板逆向建模实现方法 |
| CN113279825A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-20 | 武汉大学 | 核电汽轮机全周进汽室设计方法及全周进汽室 |
| CN113279825B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-04-12 | 武汉大学 | 核电汽轮机全周进汽室设计方法及全周进汽室 |
| CN114627020A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-14 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 一种曲面工件反光噪点去除方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103530441A (zh) | 利用三维激光扫描技术对汽轮机组进行三维建模的方法 | |
| CN106770115B (zh) | 管道内周向液膜特征光学畸变校正与测量方法 | |
| WO2012097076A3 (en) | Methods and apparatus for monitoring complex flow fields for wind turbine applications | |
| CN107764198B (zh) | 发动机动静叶片轴向间隙光投影测量装置和方法 | |
| CN104697798A (zh) | 航空发动机叶尖间隙三维表征与光纤动态检测系统及方法 | |
| CN106302019A (zh) | 一种变电站数据通信网关机处理时间的测试系统及方法 | |
| CN103412296B (zh) | 无序激光点云数据中自动提取电力塔方法 | |
| del Campo et al. | Estimation of loads on a horizontal axis wind turbine operating in yawed flow conditions | |
| CN104406761A (zh) | 霍尔推力器低频振荡时间尺度内羽流发散角测量方法 | |
| Quercellini et al. | Possibility of detecting anisotropic expansion of the universe by very accurate astrometry measurements | |
| CN104217112A (zh) | 一种基于多类型信号的电力系统低频振荡分析方法 | |
| Abbasnia et al. | Reliability-based design optimization of structural systems using a hybrid genetic algorithm | |
| CN104596464A (zh) | 基于径向扫描结合环向扫描的摆臂轮廓面形检测方法 | |
| Kacprzak et al. | Computational assessment of the influence of the overlap ratio on the power characteristics of a Classical Savonius wind turbine | |
| Baldacchino et al. | Towards integral boundary layer modelling of vane-type vortex generators | |
| Del Campo et al. | 3D load estimation on a horizontal axis wind turbine using SPIV | |
| Valerio Iungo et al. | Quantification of the axial induction exerted by utility-scale wind turbines by coupling LiDAR measurements and RANS simulations | |
| CN104180926B (zh) | 一种喷流反射温度场测试方法 | |
| CN106339543A (zh) | 水轮机过流部件形貌修复模型构建方法 | |
| Tari | Near-wake flow dynamics of a horizontal axis wind turbine | |
| Giunta et al. | A dynamic analysis of three-dimensional functionally graded beams by hierarchical models | |
| Man et al. | Design and calibration of a wireless laser-based optical sensor for crack propagation monitoring | |
| Ao et al. | Damage Extraction of Metro Tunnel Surface from Roughness Map Generated by Point Cloud | |
| Holmes | Experiments in the Turbulent Swirling Wake: Characterization of Swirl's Impact on Wake Evolution | |
| CN204988079U (zh) | 一种汽轮机叶片锥面专用的双向量具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140122 |