CN113029098B - 一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法 - Google Patents

一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113029098B
CN113029098B CN202110224834.0A CN202110224834A CN113029098B CN 113029098 B CN113029098 B CN 113029098B CN 202110224834 A CN202110224834 A CN 202110224834A CN 113029098 B CN113029098 B CN 113029098B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
wind power
point
power tower
tower
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.)
Active
Application number
CN202110224834.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113029098A (zh
Inventor
李忠虎
薛婉婷
李刚
王金明
闫俊红
张继红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University of Science and Technology
Original Assignee
Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University of Science and Technology filed Critical Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority to CN202110224834.0A priority Critical patent/CN113029098B/zh
Publication of CN113029098A publication Critical patent/CN113029098A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113029098B publication Critical patent/CN113029098B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G01C15/008—Active optical surveying means combined with inclination sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本申请公开了一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法，包括激光水平仪、多线激光器、指南针、工业相机、激光测距仪和计算机。激光水平仪用于向风电塔筒投射一条垂直激光线，多线激光器用于向塔筒投射多条水平激光线，指南针用于确定垂直激光线的投射方向。工业相机用于获取塔筒上的激光线图像，激光测距仪用于测量监测点距塔筒某个特定位置的距离，计算机用于对图像进行处理和计算。在使用时，可根据塔筒的实际高度布置A、B两个监测点，结合A、B两点的监测数据，分别求取塔筒相应高度横截面的圆心点三维坐标，进而求取塔筒的偏移量、倾斜方位角和垂直度。结构简单、成本低、实用性强，可满足风电机组安装和运维过程中塔筒倾斜度检测需求。

Description

一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法
技术领域
本申请涉及风电机组监控监测技术领域，具体涉及一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法。
背景技术
塔筒是风电机组的关键部件，其主要作用是承担机舱和叶轮的重力载荷，同时还承受叶轮轴向推力和径向扭力等复杂交变载荷的作用。因工作环境复杂，所以塔筒在安装、调试及运行过程中会产生局部或整体倾斜，如果倾斜度达到一定的程度，就会影响风电机组的正常运行，严重时甚至会发生塔筒倒塌等灾难性事故。所以对塔筒倾斜度进行检测具有重要意义。
现有风电塔筒倾斜度检测方法多采用全站仪或三维激光扫描仪，这些方法设备成本高、使用难度大，不便于推广普及。
申请内容
针对现有技术的上述技术缺陷，本申请实施例的目的在于提供一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法。
本申请实施例所采用的技术方案是：
一种风电塔筒倾斜度检测装置，包括线激光投射系统和数据采集与处理系统。其中，所述线激光投射系统包括：
激光水平仪，用于向风电塔筒投射一条垂直激光线；
多线激光器，用于向所述风电塔筒投射多个水平激光线；
指南针，用于确定所述垂直激光线的投射方向；
所述数据采集与处理系统包括：
工业相机，用于当所述垂直激光线和水平激光线投射所述风电塔筒时，获取所述风电塔筒上的激光线图像；
激光测距仪，用于当所述垂直激光线和水平激光线投射所述风电塔筒时，获取测量监测点与所述风电塔筒特定位置之间的距离；
计算机，用于获取所述激光线图像和距离，并对所述激光线图像和距离进行计算和处理，以完成所述风电塔筒的倾斜度检测。
在本申请的某些具体实施方式中，所述激光水平仪和多线激光器集成于一体。
可选地，在本申请的一些具体实施方式中，所述激光水平仪和指南针集成于一体。
具体地，上述投射方向为东西方向或南北方向。
进一步地，在本申请的某些具体实施方式中，所述测量监测点包括A点和B点，A点和B点由所述风电塔筒的实际高度所确定，且A点位于南北方向，B点位于东西方向；所述风电塔筒特定位置指的是所述风电塔筒底部中心，A点和B点距该底部中心的距离相等。
基于相同的申请构思，本申请实施例还提供了一种风电塔筒倾斜度检测装置的使用方法，适用于前述倾斜度检测装置。该使用方法包括如下步骤：
步骤1：根据风电塔筒的实际高度布置A、B两个监测点，其中，A点位于南北方向，B点位于东西方向，且A、B两个监测点距风电塔筒底部的距离相等；
步骤2：将激光水平仪放置于A点，调整激光水平仪的高度使其投射的最低位置水平激光线与风电塔筒底部的测量基准点在同一水平面上，并调整激光水平仪至水平状态；
步骤3：向风电塔筒投射一条垂直激光线和多条水平激光线，拍摄带激光线的风电塔筒图片并保存；用激光测距仪测量A点距每一条水平激光线与风电塔筒边缘线交点之间的距离并保存；
步骤4：对数据进行处理，分别求取每一条水平激光线与风电塔筒边缘交点的二维坐标，然后再求取同一条水平激光线与塔筒边缘的两个交点连线的中心点的二维坐标；
步骤5：将激光水平仪放置于B点，进行相同的操作和计算；
步骤6：结合A、B两点的监测数据，分别求取风电塔筒相应高度横截面的圆心点三维坐标，进而求取塔筒的偏移量、倾斜方位角和垂直度。
实施本申请实施例的风电塔筒倾斜度检测装置，在使用时，可根据塔筒的实际高度布置A、B两个监测点，结合A、B两点的监测数据，分别求取塔筒相应高度横截面的圆心点三维坐标，进而求取塔筒的偏移量、倾斜方位角和垂直度。结构简单、成本低、实用性强，可满足风电机组安装和运维过程中塔筒倾斜度检测需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例1所提供的风电塔筒倾斜度检测装置结构示意图；
图2为本申请实施例1所提供的A，B两点检测原理示意图；
图3为本申请实施例1所提供的风电塔筒表面激光线及相关点位示意图。
附图编号说明如下：地面1、塔筒基础2、塔筒边缘线3、垂直激光中心线4、水平激光线5、水平激光线与塔筒边缘交点6、同一条水平激光线与塔筒边缘的两个交点连线的中心点7、塔筒实际轴向中心线8；塔筒底部中心O1、塔筒顶部中心O2、倾斜方位角α。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
请参考图1至图3，本申请实施例所提供的风电塔筒倾斜度检测装置，包括线激光投射系统和数据采集与处理系统。
其中，所述线激光投射系统包括：
激光水平仪，用于向风电塔筒投射一条垂直激光线；
多线激光器，用于向所述风电塔筒投射多个水平激光线；
指南针，用于确定所述垂直激光线的投射方向，可以是东西方向或南北方向；
所述数据采集与处理系统包括：
工业相机，用于当所述垂直激光线和水平激光线投射所述风电塔筒时，获取所述风电塔筒上的激光线图像；
激光测距仪，用于当所述垂直激光线和水平激光线投射所述风电塔筒时，获取测量监测点与所述风电塔筒特定位置之间的距离；
计算机，用于获取所述激光线图像和距离，并对所述激光线图像和距离进行计算和处理，以完成所述风电塔筒的倾斜度检测。
具体地，在本实施例中，所述激光水平仪和多线激光器集成于一体。可选地，所述激光水平仪和指南针集成于一体。
进一步地，前述的测量监测点包括A点和B点，A点和B点由风电塔筒的实际高度所确定，且A点位于南北方向，B点位于东西方向。且，风电塔筒特定位置指的是所述风电塔筒底部中心，A点和B点距该底部中心的距离相等。
进一步地，对应于前述风电塔筒倾斜度检测装置，其使用方法包括如下步骤：
步骤1：根据风电塔筒的实际高度布置A、B两个监测点，其中，A点位于南北方向，B点位于东西方向，且A、B两个监测点距风电塔筒底部的距离相等；
步骤2：将激光水平仪放置于A点，调整激光水平仪的高度使其投射的最低位置水平激光线与风电塔筒底部的测量基准点在同一水平面上，并调整激光水平仪至水平状态；
步骤3：向风电塔筒投射一条垂直激光线和多条水平激光线，拍摄带激光线的风电塔筒图片并保存；用激光测距仪测量A点距每一条水平激光线与风电塔筒边缘线交点之间的距离并保存；
步骤4：对数据进行处理，分别求取每一条水平激光线与风电塔筒边缘交点的二维坐标，然后再求取同一条水平激光线与塔筒边缘的两个交点连线的中心点的二维坐标；
步骤5：将激光水平仪放置于B点，进行相同的操作和计算；
步骤6：结合A、B两点的监测数据，分别求取风电塔筒相应高度横截面的圆心点三维坐标，进而求取塔筒的偏移量、倾斜方位角和垂直度。
需要注意的是，还可根据被检测塔筒的高度不同选择A、B两个监测点距塔筒底部的距离和水平激光线的数量，从而使得本申请风电塔筒倾斜度检测装置可满足不同高度塔筒的倾斜度检测需求。
从以上描述可以得知，实施本申请实施例的风电塔筒倾斜度检测装置，在使用时，可根据塔筒的实际高度布置A、B两个监测点，结合A、B两点的监测数据，分别求取塔筒相应高度横截面的圆心点三维坐标，进而求取塔筒的偏移量、倾斜方位角和垂直度。结构简单、成本低、实用性强，可满足风电机组安装和运维过程中塔筒倾斜度检测需求。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种风电塔筒倾斜度检测装置，包括线激光投射系统和数据采集与处理系统，其特征在于，所述线激光投射系统包括：
激光水平仪，用于向风电塔筒投射一条垂直激光线；
多线激光器，用于向所述风电塔筒投射多个水平激光线；
指南针，用于确定所述垂直激光线的投射方向；所述投射方向包括东西方向或南北方向；
所述数据采集与处理系统包括：
工业相机，用于当所述垂直激光线和水平激光线投射所述风电塔筒时，获取所述风电塔筒上的激光线图像；
激光测距仪，用于当所述垂直激光线和水平激光线投射所述风电塔筒时，获取测量监测点与所述风电塔筒特定位置之间的距离；所述测量监测点包括A点和B点，A点和B点由所述风电塔筒的实际高度所确定，且A点位于南北方向，B点位于东西方向；所述风电塔筒特定位置指的是所述风电塔筒底部中心，A点和B点距该底部中心的距离相等；
计算机，用于获取所述激光线图像和距离，并对所述激光线图像和距离进行计算和处理，以完成所述风电塔筒的倾斜度检测；
其中，可根据被检测塔筒的高度不同选择A、B两个监测点距塔筒底部的距离和水平激光线的数量。
2.如权利要求1所述的风电塔筒倾斜度检测装置，其特征在于，所述激光水平仪和多线激光器集成于一体。
3.如权利要求1所述的风电塔筒倾斜度检测装置，其特征在于，所述激光水平仪和指南针集成于一体。
4.一种风电塔筒倾斜度检测装置的使用方法，其特征在于，该使用方法适用于如权利要求1-3任一项所述的检测装置；该使用方法包括如下步骤：
步骤1：根据风电塔筒的实际高度布置A、B两个监测点，其中，A点位于南北方向，B点位于东西方向，且A、B两个监测点距风电塔筒底部的距离相等；
步骤2：将激光水平仪放置于A点，调整激光水平仪的高度使其投射的最低位置水平激光线与风电塔筒底部的测量基准点在同一水平面上，并调整激光水平仪至水平状态；
步骤3：向风电塔筒投射一条垂直激光线和多条水平激光线，拍摄带激光线的风电塔筒图片并保存；用激光测距仪测量A点距每一条水平激光线与风电塔筒边缘线交点之间的距离并保存；
步骤4：对数据进行处理，分别求取每一条水平激光线与风电塔筒边缘交点的二维坐标，然后再求取同一条水平激光线与塔筒边缘的两个交点连线的中心点的二维坐标；
步骤5：将激光水平仪放置于B点，进行相同的操作和计算；
步骤6：结合A、B两点的监测数据，分别求取风电塔筒相应高度横截面的圆心点三维坐标，进而求取塔筒的偏移量、倾斜方位角和垂直度；
其中，可根据被检测塔筒的高度不同选择A、B两个监测点距塔筒底部的距离和水平激光线的数量。
CN202110224834.0A 2021-03-01 2021-03-01 一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法 Active CN113029098B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110224834.0A CN113029098B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110224834.0A CN113029098B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113029098A CN113029098A (zh) 2021-06-25
CN113029098B true CN113029098B (zh) 2022-11-01

Family

ID=76464936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110224834.0A Active CN113029098B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113029098B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113532381A (zh) * 2021-08-05 2021-10-22 湖南旺轩科技有限公司 一种风塔沉降测定装置及测定方法
CN113915075A (zh) * 2021-09-23 2022-01-11 芜湖天航重工股份有限公司 一种风电塔筒的安全检测装置、方法
CN113781546B (zh) * 2021-11-10 2022-02-15 风脉能源（武汉）股份有限公司 一种基于塔筒外尺度确定图像采集设备位置的方法
CN117231201B (zh) * 2023-10-12 2024-03-29 广东省建设工程质量安全检测总站有限公司 一种桩基钻探孔测斜的误差消除方法及相关装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211877014U (zh) * 2020-03-27 2020-11-06 中建八局第一建设有限公司 一种污水厂预留模平面检测装置
KR102191799B1 (ko) * 2020-07-21 2020-12-16 다온기술주식회사 가공배전설비(전신주) 기울기 원격 실시간 감시 시스템

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1642084A1 (de) * 2003-07-03 2006-04-05 Optris GmbH Visiereinrichtung und vorrichtung mit einer kontaktlos oder kontaktbehaftet einsetzbaren mess-, arbeits- und/oder wirkeinrichtung
JP2010164482A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Kansai Electric Power Co Inc:The 画像計測用補正板
US8752305B2 (en) * 2011-10-14 2014-06-17 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for determining the direction east
CN105371816A (zh) * 2014-08-29 2016-03-02 同济大学 一种应用于风力发电机塔筒检测的无线倾角测量系统
CN105486284B (zh) * 2015-12-31 2018-11-13 新疆金风科技股份有限公司 风力发电机组塔筒垂直度检测方法和装置
CN106441163B (zh) * 2016-10-13 2019-11-26 中国科学院上海技术物理研究所 一种非接触式柱状物垂直度检测方法及装置
JP7234011B2 (ja) * 2019-04-02 2023-03-07 株式会社トプコン 位置情報表示装置および測量システム
CN111982088B (zh) * 2020-07-30 2022-07-19 上海市机电设计研究院有限公司 预制混凝土塔筒垂直度的测量方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211877014U (zh) * 2020-03-27 2020-11-06 中建八局第一建设有限公司 一种污水厂预留模平面检测装置
KR102191799B1 (ko) * 2020-07-21 2020-12-16 다온기술주식회사 가공배전설비(전신주) 기울기 원격 실시간 감시 시스템

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A risk analysis framework for transmission towers under potential pluvial flood - LiDAR survey and geometric modelling;MingweiChen 等;《International Journal of Disaster Risk Reduction》;20201231;第50卷;第101862页 *
高速铁路路基工程PHC桩沉桩挤土效应研究;雷瑜 等;《铁道工程学报》;20100915;第27卷(第9期);第6页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113029098A (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113029098B (zh) 一种风电塔筒倾斜度检测装置及使用方法
CN106683089B (zh) 一种带约束配准的杆塔变形检测方法
CN111076880B (zh) 一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法
CN107917695B (zh) 一种基于图像识别技术的房屋倾斜监测方法
CN101833099B (zh) 直升机巡检电力线路的锁定跟踪方法
CN111174771A (zh) 一种立柱垂直度测量方法
CN112648899A (zh) 一种船舶设备基座定位测量工装以及定位测量方法
CN106352838B (zh) 风电机组塔筒垂直度离线检测方法及垂直度在线监测方法
CN103983189B (zh) 一种基于二次平台线阵ccd的水平位置测量方法
CN111272142B (zh) 一种高支模的沉降监测装置及方法
CN111947578A (zh) 一种结构物位移测量系统及其测量方法
CN106199605A (zh) 风场误差修正方法
WO2021135422A1 (zh) 一种基于激光点云的圆形杆塔倾斜变形快速计算方法
CN110108469B (zh) 一种悬浮隧道管段姿态测量装置、试验系统及试验方法
CN109555654A (zh) 基于风机模型重构的叶片自动跟踪检测方法及系统
CN203824548U (zh) 一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪
CN110186422A (zh) 海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量方法及终端
CN111583244A (zh) 一种桥梁变形检测方法和系统
CN110186383A (zh) 基于目标点仰角变化的单目相机挠度测量方法
CN114858140B (zh) 基于标靶装置的深埋隧洞结构面点云坐标变换方法及设备
CN112802004A (zh) 便携式输电线路和杆塔健康智能视频检测装置
CN113865570B (zh) 一种钢结构圆形立柱垂直度测量方法
CN214199982U (zh) 一种结构物位移测量系统
CN112419287A (zh) 一种建筑挠度确定方法、装置及电子设备
CN109540094B (zh) 基于摄影全站仪的建筑物无接触式沉降监测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant