CN113915075A - 一种风电塔筒的安全检测装置、方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风电塔筒的安全检测技术领域，公开一种风电塔筒的安全检测装置，包括：光束发射器，置于风电塔筒的底部且朝所述风电塔筒的内表面，用于发送标记光束；其中，所述风电塔筒的内表面配置有与所述标记光束相对应的指定标尺；图像采集设备，朝向所述风电塔筒的内表面，用于获取所述指定标尺周边的图像信息；高度感应设备，置于所述风电塔筒的内部，用于获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及处理器，电性连接于所述图像采集设备，用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。本发明可以自动对所述风电塔筒进行安全检测，并且检测较为准确。

Description

一种风电塔筒的安全检测装置、方法
技术领域
本发明涉及风电塔筒的安全检测技术领域，具体地，涉及一种风电塔筒的安全检测装置、方法。
背景技术
风电塔筒是保证风力发电设备的重要受力部件之一，风电塔筒的倾斜震动将造成折断倒塌的事故。目前风电塔筒的安全检测主要通过人为的观察和现场测量，该种方式效率较差，并且只能人工过去测量，而人工测量一般误差比较大，主观性较强，可能最终影响最终的测量结果。现有技术公开了一种风电塔筒倾斜和晃动在先监测系统，其具体公开了通过多个角度传感器来实现风电塔筒的晃动倾斜监测，但是其传感器的设置位置使得其所采集的数据存在一定的误差，造成最终监测结果的不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种风电塔筒的安全检测装置、方法，该种风电塔筒的安全检测装置、方法可以自动对所述风电塔筒进行安全检测，并且检测较为准确。
为了实现上述目的，本发明提供了一种风电塔筒的安全检测装置，所述风电塔筒的安全检测装置包括：光束发射器，置于风电塔筒的底部且朝所述风电塔筒的内表面，用于发送标记光束；其中，所述风电塔筒的内表面配置有与所述标记光束相对应的指定标尺；图像采集设备，朝向所述风电塔筒的内表面，用于获取所述指定标尺周边的图像信息；高度感应设备，置于所述风电塔筒的内部，用于获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及处理器，电性连接于所述图像采集设备，用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。
优选地，所述光束发射器包括调节基座以及安装于所述调节基座上的以下部件：能够发出标记光束的发射头和能够感应所述调节基座的水平角度的水平仪；其中，所述调节基座能够基于所述水平仪感应到的角度值调节自身的姿态，以使得所述发射头所发出的标记光束朝向竖直方向。
优选地，所述风电塔筒的内表面配置有用于限制所述图像采集设备移动方向的滑轨；
并且，所述图像采集设备包括：摄像头和安装所述摄像头上的支架；其中所述支架能够沿所述滑轨滑动，以获取所述指定标尺周边的图像信息。
优选地，所述处理器用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度包括：
所述处理器用于：
在所述图像信息中存在所述标记光束时，基于所述图像信息中所述指定标尺与标记光束的实际位置的间隔和所述实际位置确定所述风电塔筒的倾斜角度；以及
在所述图像信息中不存在所述标记光束时，控制所述图像采集设备调整位置，以扩大所述图像信息的采集范围，使得所述标记光束存在于所述图像信息中。
优选地，所述处理器用于基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性包括：
所述处理器用于：
获取所述风电塔筒外侧的风速信息和所述风电塔筒的使用年限；
基于所述风速信息和所述使用年限确定所述风电塔筒的安全倾斜角度阈值；其中所述使用年限被配置为与所述安全倾斜角度阈值成反比；
在所述倾斜角度大于所述安全倾斜角度阈值时，判断所述风电塔筒存在安全隐患；否则，不存在安全隐患。
优选地，所述高度感应传感器被配置为激光传感器。
另外，本发明还提供一种风电塔筒的安全检测方法，所述风电塔筒的安全检测方法使用上述的风电塔筒的安全检测装置，所述风电塔筒的安全检测方法包括：
控制所述光束发射器朝竖直方向发送标记光束；
控制所述图像采集设备获取所述指定标尺周边的图像信息，并控制所述高度感应设备获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及
基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。
优选地，所述基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度包括：
在所述图像信息中存在所述标记光束时，基于所述图像信息中所述指定标尺与标记光束的实际位置的间隔和所述实际位置确定所述风电塔筒的倾斜角度；以及
在所述图像信息中不存在所述标记光束时，控制所述图像采集设备调整位置，以扩大所述图像信息的采集范围，使得所述标记光束存在于所述图像信息中。
优选地，所述基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性包括：
获取所述风电塔筒外侧的风速信息和所述风电塔筒的使用年限；
基于所述风速信息和所述使用年限确定所述风电塔筒的安全倾斜角度阈值；其中所述使用年限被配置为与所述安全倾斜角度阈值成反比；
在所述倾斜角度大于所述安全倾斜角度阈值时，判断所述风电塔筒存在安全隐患；否则，不存在安全隐患。
优选地，所述控制所述光束发射器朝竖直方向发送标记光束被配置为在下述条件下执行：
风速信息示出的风速大于预设定的风速阈值；或者
距离上一周期的安全检测时间达到预设定的时间阈值。
根据上述技术方案，本发明的风电塔筒的安全检测装置、方法利用设计的光束发射器朝所述风电塔筒的内表面发送标记光束，其发射方向为竖直向上，然后根据所述图像采集设备所采集的标记光束在所述风电塔筒的内表面的显示情况确定所述图像采集设备的姿态，然后根据感应到的风电塔筒的内部的高度，判断所述风电塔筒的下沉情况，最终根据风电塔筒的倾斜角度判断所述安全性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是风电塔筒的安全检测装置的模块框图；
图2是风电塔筒的安全检测方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明提供的一种风电塔筒的安全检测装置的模块框图，所述风电塔筒的安全检测装置包括：光束发射器，置于风电塔筒的底部且朝所述风电塔筒的内表面，用于发送标记光束；其中，所述风电塔筒的内表面配置有与所述标记光束相对应的指定标尺；图像采集设备，朝向所述风电塔筒的内表面，用于获取所述指定标尺周边的图像信息；高度感应设备，置于所述风电塔筒的内部，用于获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及处理器，电性连接于所述图像采集设备，用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。其中，所述光束发射器可以发射出指定的光束，例如红外激光，其从一个位置发出后会照射在所述风电塔筒的内表面，由于所述风电塔筒呈下宽上窄的结构，所述光束发射器在调整角度后竖直向上的光线可以照射在指定的一位置，其中，该点由于所述风电塔筒的外侧壁倾斜而变成椭圆的形状，可以多采集几个点，根据所述椭圆的形状来判断所述风电塔筒的倾斜情况，为了方便查看，通过设计的图像采集设备来实现图片的采集，另外，所述高度感应设备可以确定所述风电塔筒是否下沉了，由于风电塔筒是外侧和底面分开的结构，因此，一般下沉是外侧框体部分的下沉，而底座不下沉，因此可以通过本发明的结构实现下沉程度的确定。
优选地，所述光束发射器包括调节基座以及安装于所述调节基座上的以下部件：能够发出标记光束的发射头和能够感应所述调节基座的水平角度的水平仪；其中，所述调节基座能够基于所述水平仪感应到的角度值调节自身的姿态，以使得所述发射头所发出的标记光束朝向竖直方向。调节基座可以是一个能够调节角度的底座结构。
优选地，为了实现所述图像采集设备的移动，所述风电塔筒的内表面配置有用于限制所述图像采集设备移动方向的滑轨；并且，所述图像采集设备包括：摄像头和安装所述摄像头上的支架；其中所述支架能够沿所述滑轨滑动，以获取所述指定标尺周边的图像信息。
优选地，所述处理器用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度包括：
所述处理器用于：
在所述图像信息中存在所述标记光束时，基于所述图像信息中所述指定标尺与标记光束的实际位置的间隔和所述实际位置确定所述风电塔筒的倾斜角度；以及
在所述图像信息中不存在所述标记光束时，控制所述图像采集设备调整位置，以扩大所述图像信息的采集范围，使得所述标记光束存在于所述图像信息中。
优选地，所述处理器用于基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性包括：
所述处理器用于：
获取所述风电塔筒外侧的风速信息和所述风电塔筒的使用年限，例如所述使用年限为1年；
基于所述风速信息和所述使用年限确定所述风电塔筒的安全倾斜角度阈值；其中所述使用年限被配置为与所述安全倾斜角度阈值成反比，年限越长，所述安全倾斜角度阈值则越小，其所能承受的倾斜角度越小；
在所述倾斜角度大于所述安全倾斜角度阈值时，判断所述风电塔筒存在安全隐患；否则，不存在安全隐患。
优选地，为了实现高度的感应，所述高度感应传感器被配置为激光传感器。
另外，本发明还提供一种风电塔筒的安全检测方法，所述风电塔筒的安全检测方法使用上述的风电塔筒的安全检测装置，所述风电塔筒的安全检测方法包括：
S201，控制所述光束发射器朝竖直方向发送标记光束；
S202，控制所述图像采集设备获取所述指定标尺周边的图像信息，并控制所述高度感应设备获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及
S203，基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。
优选地，所述基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度包括：
在所述图像信息中存在所述标记光束时，基于所述图像信息中所述指定标尺与标记光束的实际位置的间隔和所述实际位置确定所述风电塔筒的倾斜角度；以及
在所述图像信息中不存在所述标记光束时，控制所述图像采集设备调整位置，以扩大所述图像信息的采集范围，使得所述标记光束存在于所述图像信息中。
优选地，所述基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性包括：
获取所述风电塔筒外侧的风速信息和所述风电塔筒的使用年限；
基于所述风速信息和所述使用年限确定所述风电塔筒的安全倾斜角度阈值；其中所述使用年限被配置为与所述安全倾斜角度阈值成反比；
在所述倾斜角度大于所述安全倾斜角度阈值时，判断所述风电塔筒存在安全隐患；否则，不存在安全隐患。
优选地，所述控制所述光束发射器朝竖直方向发送标记光束被配置为在下述条件下执行：
风速信息示出的风速大于预设定的风速阈值；或者
距离上一周期的安全检测时间达到预设定的时间阈值。
其中，所述风电塔筒的安全检测方法与现有技术相比具有与所述风电塔筒的安全检测装置相同的区别技术特征和技术效果，在此不再赘述。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种风电塔筒的安全检测装置，其特征在于，所述风电塔筒的安全检测装置包括：
光束发射器，置于风电塔筒的底部且朝所述风电塔筒的内表面，用于发送标记光束；其中，所述风电塔筒的内表面配置有与所述标记光束相对应的指定标尺；
图像采集设备，朝向所述风电塔筒的内表面，用于获取所述指定标尺周边的图像信息；
高度感应设备，置于所述风电塔筒的内部，用于获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及
处理器，电性连接于所述图像采集设备，用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。
2.根据权利要求1所述的风电塔筒的安全检测装置，其特征在于，所述光束发射器包括调节基座以及安装于所述调节基座上的以下部件：能够发出标记光束的发射头和能够感应所述调节基座的水平角度的水平仪；其中，所述调节基座能够基于所述水平仪感应到的角度值调节自身的姿态，以使得所述发射头所发出的标记光束朝向竖直方向。
3.根据权利要求1所述的风电塔筒的安全检测装置，其特征在于，所述风电塔筒的内表面配置有用于限制所述图像采集设备移动方向的滑轨；
并且，所述图像采集设备包括：摄像头和安装所述摄像头上的支架；其中所述支架能够沿所述滑轨滑动，以获取所述指定标尺周边的图像信息。
4.根据权利要求1所述的风电塔筒的安全检测装置，其特征在于，所述处理器用于基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度包括：
所述处理器用于：
在所述图像信息中存在所述标记光束时，基于所述图像信息中所述指定标尺与标记光束的实际位置的间隔和所述实际位置确定所述风电塔筒的倾斜角度；以及
在所述图像信息中不存在所述标记光束时，控制所述图像采集设备调整位置，以扩大所述图像信息的采集范围，使得所述标记光束存在于所述图像信息中。
5.根据权利要求1所述的风电塔筒的安全检测装置，其特征在于，所述处理器用于基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性包括：
所述处理器用于：
获取所述风电塔筒外侧的风速信息和所述风电塔筒的使用年限；
基于所述风速信息和所述使用年限确定所述风电塔筒的安全倾斜角度阈值；其中所述使用年限被配置为与所述安全倾斜角度阈值成反比；
在所述倾斜角度大于所述安全倾斜角度阈值时，判断所述风电塔筒存在安全隐患；否则，不存在安全隐患。
6.根据权利要求1所述的风电塔筒的安全检测装置，其特征在于，所述高度感应传感器被配置为激光传感器。
7.一种风电塔筒的安全检测方法，其特征在于，所述风电塔筒的安全检测方法使用权利要求1-6中任意一项所述的风电塔筒的安全检测装置，所述风电塔筒的安全检测方法包括：
控制所述光束发射器朝竖直方向发送标记光束；
控制所述图像采集设备获取所述指定标尺周边的图像信息，并控制所述高度感应设备获取所述风电塔筒的顶部至底部的塔高；以及
基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度，并基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性。
8.根据权利要求7所述的风电塔筒的安全检测方法，其特征在于，所述基于所述图像信息和所述塔高确定所述风电塔筒的倾斜角度包括：
在所述图像信息中存在所述标记光束时，基于所述图像信息中所述指定标尺与标记光束的实际位置的间隔和所述实际位置确定所述风电塔筒的倾斜角度；以及
在所述图像信息中不存在所述标记光束时，控制所述图像采集设备调整位置，以扩大所述图像信息的采集范围，使得所述标记光束存在于所述图像信息中。
9.根据权利要求7所述的风电塔筒的安全检测方法，其特征在于，所述基于所述倾斜角度确定所述风电塔筒的安全性包括：
获取所述风电塔筒外侧的风速信息和所述风电塔筒的使用年限；
基于所述风速信息和所述使用年限确定所述风电塔筒的安全倾斜角度阈值；其中所述使用年限被配置为与所述安全倾斜角度阈值成反比；
在所述倾斜角度大于所述安全倾斜角度阈值时，判断所述风电塔筒存在安全隐患；否则，不存在安全隐患。
10.根据权利要求1所述的风电塔筒的安全检测方法，其特征在于，所述控制所述光束发射器朝竖直方向发送标记光束被配置为在下述条件下执行：
风速信息示出的风速大于预设定的风速阈值；或者
距离上一周期的安全检测时间达到预设定的时间阈值。
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