CN118355189A - 检查粘合剂层的方法 - Google Patents
检查粘合剂层的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118355189A CN118355189A CN202280079870.5A CN202280079870A CN118355189A CN 118355189 A CN118355189 A CN 118355189A CN 202280079870 A CN202280079870 A CN 202280079870A CN 118355189 A CN118355189 A CN 118355189A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adhesive layer
- rotor blade
- hot
- image
- heating assembly
- 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
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 13
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 5
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 238000011416 infrared curing Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/80—Diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
- F05B2270/804—Optical devices
- F05B2270/8041—Cameras
-
- 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)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
本发明描述了一种用于检查围绕风力涡轮机转子叶片(2)的前缘(20PLE、20SLE、2LE)施加的粘合剂层(30)的设备(1),所述设备(1)包括:加热组件(1H),其配置成将热引导到所述粘合剂层(30)的外边缘(30P、30S)之间的所述粘合剂层(30)的部分(P、Phot)处;红外成像装置(1IR),其布置成获得被加热部分(Phot)的红外图像(11IR);以及移位装置(13、14),其适于在所述加热组件(1H)和所述红外成像装置(1IR)的操作期间,使检查设备(1)在所述转子叶片(2)旁边移动,以有助于所述粘合剂层(30)的红外成像。
Description
背景技术
在其使用寿命期间,风力涡轮机的转子叶片可能会遭受高负载和极端天气条件。在风力涡轮机的操作期间当转子叶片扫过空气时,转子叶片的前缘特别容易受到因冲击造成的损伤,所述冲击例如冰雹、冰、沙或其他颗粒。“前缘”通常是指压力侧和吸力侧之间的接合处的任一侧上的区域。为了保护转子叶片的前缘,已知将包括一层或多层柔性材料的保护带施加到前缘上,所述柔性材料诸如聚氨酯。例如,吸收冲击的材料的保护带可在压力侧和吸力侧之间的接合处的任一侧上延伸一定距离,并且延伸到吸力侧中一定距离。这样的保护带通常被称为前缘保护器(LEP),并且可使用合适的粘合剂来胶合到转子叶片的前缘上。为了实现必要的质量水平,粘合剂层必须没有气腔或异物。粘合剂层自身中或者粘合剂层与转子叶片或LEP之间存在此类缺陷可能具有不利影响。例如,在转子叶片的使用寿命期间,气穴可能会导致前缘保护器的部分或甚至完全分离,从而导致风力涡轮机的气动性能降低。
因此,有必要彻底检查LEP和转子叶片之间的粘结结合,优选地在转子叶片安装到风力涡轮机之前检查。在一种方法中,熟练技术人员执行对前缘处的粘结结合的手动检查,因为相对大的气穴或类似缺陷可能表现为可通过手检测到的不平坦表面。在替代方法中,熟练技术人员可将强光向侧面引导到前缘区域处,以从由强光投射的阴影识别表面不规则性。这些检查技术很大程度依靠经验和技能。此外,这些程序是耗时的,并且要求进行检查的人员一直高度集中注意力。
检测粘合剂层中的缺陷的另一种方式是部署3D扫描仪来扫描LEP的长度。然而,此类扫描仪对环境光的变化敏感,但是难以针对每个扫描程序实现一致的环境光水平。在另一种方法中,可使用诸如超声波的声学检查技术来检测气腔。然而,LEP和粘合剂层通常是非常相似的材料(例如,弹性体),并且超声波检查将无法检测到LEP和粘合剂层没有结合在一起而是物理接触(即,之间没有气穴)的缺陷,因为材料具有相似的声阻抗。超声波检查的另一个问题是在检查期间需要将超声波装置压靠转子叶片表面,并且该动作本身可能会封闭传感器正下方的小气穴或空隙,并且气穴将不会被检测到。因此,对LEP的粘合剂层的超声波检查可能无法检测到空气夹杂物。
因此,这些已知的非人工检查技术的质量取决于无法在充分程度上控制的因素,结果是检查结果可能不准确并且难以用任何置信度来解释。
在LEP的粘合剂层中正确识别出气穴的情况下,可移除或提升该位置处的LEP层,以便修复缺陷,并且随后重新附接。然而,每种现有技术方法都可能导致无法识别缺陷(“伪阴性”检查结果),使得诸如气穴的未发现的缺陷可能会后续导致LEP的分离;或者在没有缺陷的情况下错误地识别出缺陷(“伪阳性”检查结果),使得LEP层被不必要地移除以修复不存在的缺陷。
另一个问题源于前缘保护器下方的粘合剂层的形状。粘合剂层不是平坦的,而是具有与LEP相同的弯曲形状,即粘合剂层为基本上U形的,从前缘向外延伸一定距离到压力侧中以及延伸一定距离到吸力侧中。该弯曲形状使得更难以操纵已知检查设备的工具和装备。
因此,本发明的一个目的是提供一种克服上述问题的检查LEP粘合剂层的方法。
该目的通过要求保护的检查设备以及通过要求保护的检查风力涡轮机转子叶片的前缘区域处的粘合剂层的方法来实现。
发明内容
根据本发明,粘合剂层检查设备包括:加热组件,其配置成将热引导到粘合剂层的外边缘之间的粘合剂层的部分处;红外成像装置,其布置成获得被加热部分的红外图像;以及移位装置,其适于在加热组件和红外成像装置的操作期间,使检查设备在转子叶片旁边移动,以有助于整个粘合剂层的红外成像。
在本发明的上下文中,“前缘”应当被理解为不仅包括转子叶片的压力侧和吸力侧之间的接合处,而且还包括从该接合处向外延伸一定距离的部分压力侧和吸力侧。如上面所解释的,前缘保护器可以是基本上U形的聚合物主体,其通过聚合物粘合剂层粘结到U形的“前缘”,并且该粘合剂层可从LEP的长边缘延伸一定距离,并且可逐渐变细,以与转子叶片的表面相接。在本发明的上下文中,粘合剂层应被理解为包括沿转子叶片的前缘布置的基本上矩形的粘合剂带,该粘合剂带在任一侧延伸一定距离进入到压力侧和吸力侧中。
在本发明的检查设备中,加热组件成形为将热或热能引导到前缘保护器的表面处,即整个宽度上,包括整个粘合剂层,如前面解释的,该粘合剂层可延伸一定距离进入到压力侧中以及也进入到吸力侧中。优选地,加热组件是基本上U形的,从而当在剖面中观察时,符合前缘的基本上U形的形式。
本发明基于以下前提,即:均匀且一致的粘合剂层将在加热之后的红外图像中看起来是均匀的,但是任何气穴或者粘合剂层的均匀性的其他阻断将在这样的红外图像中显现为异常。这是因为诸如气穴的缺陷由于其不同的热特性而将达到与周围粘合剂不同的温度。红外线传感器将这些不同的温度检测为不同的强度值,并且该传感器通常针对每个传感器像素输出强度值。根据所选的IR装置和期望的分辨率,感测到的IR强度可表示为16位值、24位值等。每个传感器像素通常与对应的图像像素相关联,并且IR传感器输出可被“转变”成可见光,即随后渲染的RGB图像中的每个像素都将与一颜色相关联,并且每个这种颜色都与特定的温度或温度范围相关。
本发明的检查设备的一个优点在于,它可大大简化评定LEP和转子叶片表面之间的粘结结合的质量的任务。代替首先检查LEP的压力侧以评定下面的粘合剂层的质量,并且随后检查LEP的吸力侧以评定下面的粘合剂层的质量,本发明允许在单一程序中检查整个粘合剂层,使得可更快且更准确地检测异常或缺陷。该设备可被实现为以完全自动化的方式沿前缘移动,即没有来自用户的任何干预。
使用本发明的检查设备来检查围绕风力涡轮机转子叶片的前缘施加的粘合剂层的本发明的方法包括以下步骤:
A)致动加热组件,以将热引导到该粘合剂层的一部分处;
B)致动红外成像装置,以获得被加热部分的多个红外图像;以及
在重复步骤A和B的同时,使检查设备在该粘合剂层的范围上在转子叶片旁边移位。
本发明的方法能够以很大程度上自主的方式执行,并且与传统的检查方法相比显著更高效。在本发明的方法中,能够可靠地检测LEP粘合剂层中的气腔或其他缺陷,而不需要人类技能、多年经验或延长时间的专注程度,并且不需要特定的环境光水平或不存在背景噪声。本发明基本上消除了与手动检查技术或非手动检查技术相关联的“伪阴性”和“伪阳性”,所述手动检查技术依靠人类感觉,诸如触觉、视觉和听觉,所述非手动检查技术的准确性取决于特定的环境光水平或环境噪声水平。
本发明的特别有利的实施例和特征通过从属权利要求给出,如在以下描述中揭示的。视情况可结合不同权利要求类别的特征,以给出本文未描述的另外的实施例。
在本发明的检查过程期间,转子叶片能够以任何合适的定向保持,该定向允许设备可在前缘旁边行进。在下文中,不以任何方式限制本发明,可假定检查程序在转子叶片上执行,该转子叶片已被布置成使得其弦平面处于竖直定向,并且其中转子叶片的前缘处于下侧处,在该定向上,转子叶片的前缘被称为“向下指向”。转子叶片可使用任何合适的装备来保持,例如用于保持圆形根端的根端框架,以及沿翼型件布置在某个点处以支撑转子叶片的其余部分的翼型件框架。优选地,待成像区域在其整个长度上对于检查设备而言可接近,否则检查程序可分阶段执行。
在本发明的一个优选实施例中,加热组件(或简称为“加热器”)和红外成像装置(或简称为“摄像机”)被安装在支撑件上,并且移位装置被实现为使该支撑件相对于转子叶片移动。移位装置能够以任何合适的方式实现。例如,支撑件可被实现为沿固定的轨道或导轨移动,并且使转子叶片的前缘相对于轨道正确对准,以为检查程序做准备。
在本发明的一个特别优选的实施例中,加热组件和红外成像装置被安装在有轮支撑件上,例如台车或板车,并且移位装置包括马达,例如电池驱动的DC马达,该马达配置成驱动支撑件的轮子。优选地,移位装置的元件被控制成使得检查设备以基本上恒定的速率或均匀的速度在转子叶片的前缘旁边移动。
在本发明的一个特别优选的实施例中,移位装置还包括引导组件,其适于在加热组件和粘合剂层之间保持基本上恒定的距离。可部署多个距离传感器,以监测例如热源与转子叶片的表面之间的距离。例如,扫掠转子叶片的前缘可能显著偏离直线,并且移位装置优选地被实现为沿循前缘的轮廓。例如,在转子叶片被保持为使得其弦平面基本上竖直且其前缘朝向下的情况下,移位装置可被构造成使加热组件和成像设备的构型倾斜,使得它们“沿循”向上偏离的前缘。为此,支撑件和/或加热组件和/或成像组件的一个或多个竖直元件可以是可延伸的,并且移位装置可被实现为相应地致动这些元件,以便保持加热器和被加热区域之间以及摄像机和被成像区域之间的期望距离。
类似地,具有一定程度预弯曲的转子叶片的前缘也将不会沿循直线。在这种情况下,移位装置可被控制为沿循前缘的弯曲轨迹。
在本发明的一个优选实施例中,至少加热组件和红外成像装置被安装在坚固的支撑组件上,该支撑组件可被移动,或者可自主地移动,即在LEP的端到端的长度上平行于前缘移动。将加热组件和红外成像装置安装在诸如台车或板车的支撑件上的一个优点在于,加热器和摄像机之间的距离保持恒定,并且更易于确保在类似条件下拍摄序列图像。
优选地,检查设备包括沿粘合剂层的范围推进它的装置。在本发明的一个优选实施例中,检查设备配备有电动马达和电源,例如布置成使支撑组件的轮子转动的电池驱动的电动马达。该电源还可为任何可延伸元件提供电力,例如支撑台车的伸缩脚、伸缩式摄像机组件支撑件、伸缩式加热器支撑件等。
加热组件可包括一个或多个热源。
在本发明的一个特别优选的实施例中,加热组件包括多个热源,这些热源布置成将热围绕前缘引导以覆盖至少LEP粘合剂层的边缘到边缘的范围。
可部署任何合适类型的热源。在本发明的一个优选实施例中,热源是固化灯,例如用于加速涂料的干燥或固化的类型的灯。这样的固化灯可在合适的光谱部分上、例如在红外线范围中发射热能。在一个示例性实施例中,三个或更多个这样的灯可被布置成基本上U形的构型,以加热前缘周围的粘合剂层。当检查设备沿转子叶片的前缘移动时,热源在整个检查程序中保持开启。结果,最热的区域表现为“热波”以与检查设备相同的速率沿前缘行进。
检查设备可包括任何数量的摄像机。优选地,检查设备包括:指向前缘的吸力侧并布置成获得被加热部分中的该部分的图像的摄像机;以及指向前缘的压力侧并布置成获得被加热部分中的该部分的图像的摄像机。共同地,这两个摄像机具有基本上U形的视野。当然,三个或更多个摄像机可被布置成基本上U形的构型,以拍摄被加热区域的红外图像。摄像机跟随U形“热波”的传播,并在它们共同的U形视野中拍摄红外图像。
本发明的方法优选地包括以下步骤:结合图像以获得被加热部分的合成图像,该合成图像来自压力侧处的被加热部分的至少一个图像以及吸力侧处的被加热部分的至少一个图像。本发明的方法优选地还包括结合图像以获得整个粘合剂层的合成图像的步骤。例如,针对一系列被加热部分获得的合成图像序列可被组合,以给出单一合成图像,在其中可识别整个粘合剂层。在这样的合成热图像中,弯曲的粘合剂层被渲染为2D矩形形状,并且可在合适的显示器或监视器中查看。
优选地,热源与转子叶片的表面、即与LEP的表面以及粘合剂层保持基本上恒定的距离,以便获得一致的结果。在本发明的一个特别优选的实施例中,检查设备配备有引导组件,该引导组件确保加热组件在热源和转子叶片表面之间保持恒定的距离。例如,引导组件可包括多个安装弹簧的辊,这些辊布置成沿转子叶片的表面滚动。这些辊可布置成任何合适的构型,例如成对布置,其中对中的一个辊布置成压靠转子叶片的压力侧,并且对中的另一个辊布置成压靠转子叶片的吸力侧。例如,第一对安装弹簧的辊可布置在加热组件前方(并且优选地布置在加热灯的范围之外),并且第二对辊可布置在红外成像装置旁边。在本发明的另一优选实施例中,检查设备包括一个或多个压力传感器以及反馈控制单元。
例如,每个辊布置结构可包括压力传感器的合适构型。压力传感器可感测辊与转子叶片表面之间的压力,并且控制单元可调整相关组件(加热组件;成像布置结构)的高度,使得每个组件的元件(加热灯;图像传感器)与LEP的表面和粘合剂层保持基本上恒定的距离。
优选地,粘合剂层的连续部段以相同的速率并且持续相同的时间长度被加热,以便获得有用的结果。为此,在本发明的一个优选实施例中,加热组件以恒定速度移动,同时热源将热引导到粘合剂层处持续相同的时间长度。优选地,检查设备还包括位置追踪装置,其适于确定红外成像装置相对于转子叶片、即相对于转子叶片上的某个位置处的参考点的位置。位置追踪装置可帮助确定检测到的异常的几何坐标。位置追踪装置可使用任何合适的装置来实现,例如布置在引导辊或支撑台车的轮子中的编码器。
在整个检查程序中,红外成像装置的位置可相对于固定参考限定,例如相对于粘合剂带的起始部分,即相对于基本上矩形的粘合剂带的第一“短边缘”。基于粘合剂和转子叶片的复合材料的不同热特性,该边缘可通过图像分析来检测。此“竖直”的短边缘可以是Y轴,并且“水平”的前缘可以是局部2D坐标系的X轴,并且异常的坐标可针对该坐标系给出。类似地,粘合剂带的其他“外”端可根据图像分析来检测。
本发明的检查设备优选地还包括图像处理模块,其配置成根据由成像设备收集的红外图像的评估来检测粘合剂层中的异常。如上所述,异常或缺陷可从相干像素群(coherent group of pixels)中的非预期强度值推断。可将检测到的异常的位置和大小报告给用户。为此,本发明的检查设备优选地还包括缺陷报告模块,其配置成报告检测到的异常和该异常的位置。当检测到异常时,可发出警报,以及该异常的位置坐标和对其大小的估计。
如上所述,可将被加热区域的伪色图像呈现给用户以供查看。例如,传统上将较冷的温度与绿色/蓝色/紫色相关联,而较暖的颜色通常由黄色/橙色/红色指示,其中红色为“最热”,并且紫色为“最冷”。由于加热组件加热粘合剂层,因此诸如空气夹杂物或空隙的任何缺陷在相关联的红外图像中将表现得“较冷”,并且可通过目视检查或通过图像分析来检测。以这种方式,图像分析模块通过渲染与预期温度的可见的任何偏差来检测异常。可使用任何合适的调色盘来识别缺陷,例如空气夹杂物或气腔,并且可将每种颜色分配给特定的温度或温度范围。
为了帮助正确评定粘合剂层中的缺陷的严重性,伪色图像可覆盖有网格,并且根据摄像机和LEP之间的距离来调整网格间距。例如,可在伪色图像上覆盖10mm的网格间距。大于某个最小值(例如大于1mm)的任何缺陷可被视为足够大,以通过打开该位置处的粘合剂层以修理缺陷来保证修正。覆盖在伪色图像上的网格还可帮助用户测量任何两个缺陷之间的距离。
在本发明的另一优选实施例中,检查设备包括温度传感器,其布置成测量被加热部分的温度。例如,温度传感器的输出可用于确定LEP和粘合剂层的该部段何时已达到期望的温度,以及何时停止加热粘合剂区域的该部分。然后热源可被关闭,并且摄像机拍摄被加热区域的一个或多个图像。同样,检查设备可一起移动,以使加热布置结构就位,以准备好加热后继的部段,同时摄像机拍摄最近被加热部段的一个或多个图像。
附图说明
通过结合附图考虑的以下详细描述,本发明的其他目的和特征将变得显而易见。然而,要理解的是,附图仅为说明的目的设计,并非作为本发明的限制的限定。
图1示出了在风力涡轮机转子叶片下方就位的本发明的检查设备的实施例;
图2是本发明的检查设备的实施例的透视图;
图3和图4图示了本发明的方法的两个连贯的步骤;
图5是在本发明的方法的过程中产生的示例性红外图像的简化示意图;
图6示出了本发明的检查设备的示例性实施例的简化框图;
图7示出了转子叶片的前缘区域的示例性图像;
图8示出了本发明的检查设备和预弯曲的转子叶片;
图9示出了本发明的检查设备和扫掠转子叶片。
在附图中,相同的附图标记自始至终表示相同的对象。图中的对象不一定按比例绘制。
具体实施方式
图1示出了转子叶片2,其布置在高于地面的高度处,并且由合适的保持布置结构(未示出)支撑。转子叶片2的前缘LE被前缘保护器3覆盖,该前缘保护器3可包括柔性壳体3,该柔性壳体3使用合适的粘合剂30胶合到转子叶片2上。示出了本发明的检查设备1的一个实施例。加热组件和成像组件的细节将在图2-4中给出。这里,该图指示了检查设备1可如何相对于转子叶片2移动,以沿前缘保护器3的整个长度拍摄被加热的粘合剂层30的红外图像。一旦检查设备被放置在合适的起始位置(例如,靠近LEP的内侧短边缘),它就开始沿转子叶片自主移动,从而保持恒定的移动速率以及与被加热表面的恒定距离,如下面将解释的,直到它到达LEP的另一端(例如,靠近末梢的外侧端)。
图2-4示出了本发明的检查设备1的示例性实现以及(完整的)转子叶片2的一个部段,该部段具有通过粘合剂层30粘结就位的前缘保护器3(由点画图案共同指示)。这些图示出了具有多个热源10的加热组件1H,所述热源10例如红外线固化灯。这些图还示出了具有多个红外线摄像机11的摄像机组件1IR。热源10以基本上U形的方式布置,使得LEP 3的粘合剂层30从边缘到边缘被“覆盖”,即热源10将热能引导到吸力侧2S上、压力侧2P上以及吸力侧与压力侧之间的过渡部2LE处的粘合剂层30的所有当前部分处。当然,热源10可将热能超出粘合剂层30的长边缘引导到转子叶片表面上,但这是不相关的。摄像机11也以基本上U形的方式布置,使得被加热的粘合剂层30可被正确地成像。
图2还示出了支撑组件13,在此情况下为带有轮子的台车,这些轮子可通过电动马达13M转动。为了确保热源10与待成像区域的表面之间的恒定距离,检查设备1配备有弹簧加载的辊12A、12B的布置结构,该布置结构布置成确保在热源10与转子叶片的表面之间保持期望的距离;并且确保在摄像机11与转子叶片的表面之间保持期望的距离。在该示例性实施例中,当支撑组件13沿转子叶片2移动时,一对弹簧加载的辊12A保持与转子叶片2的前缘接触。弹簧加载的辊12A和加热组件1H被实现为单一单元,使得辊12A的任何向上或向下的位移导致加热器10的对应的竖直位移D10。该图还示出了距离传感器19,其布置成感测转子叶片表面和加热组件1H之间的距离。控制单元14(未示出)接收测量数据并向任何致动器(此处指示可调整的伸缩支撑柱10S、11S)发出控制命令,以便将感测到的距离保持在恒定值。
该图还示出了温度传感器18,其布置成监测被加热部分Phot的温度。控制单元14接收感测到的温度并且调整设备1的行进速度,以便将感测到的温度保持在恒定值。
当支撑组件13沿转子叶片2移动时,第二弹簧加载的辊布置结构12B保持与转子叶片2的前缘接触。弹簧加载的辊12B和成像组件1IR被实现为单一单元,使得辊12B的任何向上或向下的位移导致成像组件1IR的对应位移。
位置追踪装置15帮助确定检测到的异常的几何坐标。位置追踪装置15例如可被实现为移位装置13M的编码器,并且可具有有利的低分辨率,使得检查设备1的位置可相对于特定参考精确地确立,例如相对于粘合剂层30的起始部分。
图3示出了在本发明的方法期间的转子叶片2的剖面图。该图示出了粘合剂层30可如何通过诸如固化灯的热源10的布置结构来加热。这里,示出了使用三个加热器10的布置结构。然而,仅使用两个加热器10的布置结构同样是可能的。
图4示出了在本发明的方法的后续阶段期间的转子叶片2的剖面图,并且示出了被加热的粘合剂层30如何通过红外成像组件的摄像机11来成像。这里,示出了使用三个摄像机11的布置结构。然而,仅使用两个摄像机11的布置结构同样是可能的,例如,各自具有有利的宽视野的两个图像传感器可相对于前缘布置,以拍摄覆盖整个粘合剂层30的图像。
图5是一简化示意图,以说明如上所述的所获得的红外图像11IR的解释。图2和图4中所示的摄像机11的传感器输出被组合,以给出粘合剂层30的被加热部段的合成图像11IR。前缘LE由覆盖在图像11IR上的虚线指示,并且图像11IR示出了延伸到压力侧中的LEP 3的部段以及延伸到吸力侧中的LEP 3的对应部段。不同材料导致红外图像11IR中的不同强度(或颜色)。这里,粘合剂30内的低强度的区域指示粘合剂层30中的缺陷30X。利用此知识,LEP 3和粘合剂层30可精准地在那些位置处打开,以便在转子叶片离开制造设施之前在先修理缺陷并获得高质量的粘合剂层。
图6示出了本发明的检查设备1的示例性实施例的简化框图。该图示出了控制单元14,其编排图2中示出的加热组件1H、红外成像装置1IR以及有轮支撑件13的驱动单元13M的活动。由红外成像装置1IR拍摄的图像11IR被发送到图像处理模块16,该图像处理模块16可检测粘合剂层中的异常,如上面图5中所解释的。图像处理模块16还可被配置成输出例如可在计算机显示器中示出的色彩增强的图像160。该图还指示了可选的温度感测装置18,其被设置成测量被加热部分Phot的温度。一个或多个温度传感器18可被布置在检查设备中合适的位置处,例如,这些温度传感器18可被安装到加热组件,安装在固化灯的“下游”,如图2中所示。温度传感器可递送关于被加热部分Phot中的实际温度的有用数据,并且此信息可用于校准检查程序,协助评估红外图像,选择伪色图像的颜色等。
图7指示了图像11IR的示例性收集,其通过如上所述的本发明的检查设备的成像装置来收集。从LEP 3的左侧“短边缘”及其粘合剂带30开始,随着检查设备1沿LEP 3的另一短边缘及其粘合剂带30的方向移动,收集每个被加热部分的图像11IR。对于每个被加热部分Phot,可收集三个或更多个图像11IR。每个这样的图像11IR的群组可被组合,以给出该被加热部分的合成图像11P_comp。同样,被加热部分的所有图像11IR或者所有合成图像11P_comp可被组合,以给出示出整个粘合剂层的合成图像1130_comp。
图8示出了被用于检查施加到预弯曲的转子叶片2的LEP下方的粘合剂层的本发明的检查设备1。该图从上方示出了该组件。转子叶片2被水平地保持,其中其弦平面竖直并且其后缘2TE向上指向。如该图所示,后缘以及因此前缘也沿循弯曲轨迹,而不是直线。检查程序以设备1处于转子叶片2的内侧区域处开始,并且设备1朝向末梢区域移动。移位装置控制检查设备1,以沿循前缘的弯曲轨迹。
图9示出了被用于检查施加到扫掠转子叶片2的LEP下方的粘合剂层的本发明的检查设备1(以相当夸张的方式示出)。该图从侧面示出了该组件。这里,转子叶片2也基本上水平地被保持,其中其后缘2TE向上指向并且其前缘2LE向下指向。如该图所示,前缘2LE沿循弯曲的向上轨迹,而不是水平直线。检查程序以设备1处于转子叶片2的内侧区域处开始,并且设备1朝向末梢区域移动。移位装置控制检查设备1向上上升,以便沿循前缘2LE的向上弯曲的轨迹。
尽管已采用优选实施例及其上的变型的形式公开了本发明,但将理解的是,对其能够作出许多附加的修改和变型,而不脱离本发明的范围。例如,检查设备可适用于已经安装的转子叶片的前缘上的粘合剂层的检查程序。此外,检查设备不限于风力涡轮机转子叶片上的粘合剂层的检查,而是可用于检测基本上任何弯曲体上的粘合剂层中的缺陷。
为清楚起见,要理解的是,贯穿本申请对“一”、“一个”或“一种”的使用并不排除多个,并且“包括”不排除其他步骤或元件。
Claims (15)
1.一种用于检查围绕风力涡轮机转子叶片(2)的前缘(20PLE、20SLE、2LE)施加的粘合剂层(30)的设备(1),所述设备(1)包括:
-加热组件(1H),其配置成将热引导到所述粘合剂层(30)的外边缘(30P、30S)之间的所述粘合剂层(30)的部分(P、Phot)处;
-红外成像装置(1IR),其布置成获得被加热部分(Phot)的红外图像(11IR);
-移位装置(13、14),其适于在所述加热组件(1H)和所述红外成像装置(1IR)的操作期间,使检查设备(1)在所述转子叶片(2)旁边移动,以有助于所述粘合剂层(30)的红外成像。
2.根据前一权利要求所述的检查设备,其中,所述移位装置包括引导组件,所述引导组件适于在所述加热组件(1H)与所述粘合剂层(30)之间保持基本上恒定的距离(D)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,其中,所述移位装置包括多个安装弹簧的辊(12A、12B),所述辊(12A、12B)适于沿所述转子叶片(2)的表面(2S、2P)滚动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,其中,所述加热组件(1H)被安装在伸缩支撑件(10S)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,包括图像处理模块(19),所述图像处理模块(19)配置成根据所述红外图像(11IR)的评估来检测所述粘合剂层(30)中的异常(D)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,包括缺陷报告模块(17),所述缺陷报告模块(17)配置成报告检测到的异常(30X)和所述异常(30X)的位置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,包括位置追踪装置(15),所述位置追踪装置(15)适于确定所述红外成像装置(1IR)相对于所述转子叶片(2)的位置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,其中,所述加热组件(1H)包括布置成U形构型的多个热源(10)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,其中,所述红外成像装置(1IR)包括多个摄像机,并且包括:至少一个摄像机(11),其布置成获得所述转子叶片(2)的吸力侧上的所述粘合剂层(30)的被加热部分(Phot)的图像(11IR);以及至少一个摄像机(11),其布置成获得所述转子叶片(2)的压力侧上的所述粘合剂层(30)的被加热部分(Phot)的图像(11IR)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,其中,所述移位装置(13M)适于使所述检查设备(1)以基本上恒定的速率移动。
11.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,其中,至少所述加热组件(1H)和所述红外成像装置(1IR)被安装在有轮支撑件(13)上,并且所述移位装置包括配置成驱动所述支撑件(13)的轮子的马达(13M)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备,包括温度感测装置(18),所述温度感测装置(18)布置成测量所述被加热部分(Phot)的温度。
13.一种使用如权利要求1至12中任一项所述的设备(1)来检查围绕风力涡轮机转子叶片(2)的前缘(20PLE、20SLE、2LE)施加的粘合剂层(30)的方法,所述方法包括至少以下步骤:
A)致动加热组件(1H),以将热引导到所述粘合剂层(30)的一部分(P、Phot)处;
B)致动红外成像装置(1IR),以获得被加热部分(Phot)的多个红外图像(11IR);以及
在重复步骤A和B的同时,使检查设备(1)在所述粘合剂层(30)的范围上在所述转子叶片(2)旁边移位。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述红外成像装置(1IR)包括多个摄像机(11),并且所述方法包括以下步骤:结合图像(11IR),以获得所述粘合剂层(30)的被加热部分(Phot)的合成图像(11P_comp)。
15.根据权利要求14所述的方法,包括以下步骤:结合所述被加热部分(Phot)的多个合成图像(11P_comp),以获得整个粘合剂层(30)的合成图像(1130_comp)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21211625.5A EP4191057A1 (en) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | Method of inspecting an adhesive layer |
EP21211625.5 | 2021-12-01 | ||
PCT/EP2022/081648 WO2023099170A1 (en) | 2021-12-01 | 2022-11-11 | Method of inspecting an adhesive layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118355189A true CN118355189A (zh) | 2024-07-16 |
Family
ID=78828078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280079870.5A Pending CN118355189A (zh) | 2021-12-01 | 2022-11-11 | 检查粘合剂层的方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP4191057A1 (zh) |
CN (1) | CN118355189A (zh) |
TW (1) | TW202346709A (zh) |
WO (1) | WO2023099170A1 (zh) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10115267C2 (de) * | 2001-03-28 | 2003-06-18 | Aloys Wobben | Verfahren zur Überwachung einer Windenergieanlage |
US8281442B2 (en) * | 2009-07-17 | 2012-10-09 | General Electric Company | Wind turbine blade inspection and cleaning system |
ES2661595T3 (es) * | 2012-10-16 | 2018-04-02 | Krampe, Nina Katharina | Robot para la inspección de palas de rotor de turbinas eólicas |
-
2021
- 2021-12-01 EP EP21211625.5A patent/EP4191057A1/en not_active Withdrawn
-
2022
- 2022-11-11 CN CN202280079870.5A patent/CN118355189A/zh active Pending
- 2022-11-11 EP EP22817234.2A patent/EP4419797A1/en active Pending
- 2022-11-11 WO PCT/EP2022/081648 patent/WO2023099170A1/en active Application Filing
- 2022-11-30 TW TW111145868A patent/TW202346709A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023099170A1 (en) | 2023-06-08 |
TW202346709A (zh) | 2023-12-01 |
EP4419797A1 (en) | 2024-08-28 |
EP4191057A1 (en) | 2023-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2759824B1 (en) | System and method for automated crack inspection and repair | |
CN106169097B (zh) | 远程先进的修复指导 | |
JP6415034B2 (ja) | 航空機構造体の遠隔検査のためのシステム及び方法 | |
US9839946B2 (en) | System and method for high speed FOD detection | |
JP5689969B2 (ja) | ビードフィラー検査装置、ビードフィラー検査用プログラム及びビードフィラー検査方法 | |
JP2020527227A5 (zh) | ||
US10152784B2 (en) | System and method for detecting defects in a component | |
CN103389415B (zh) | 用于检测玻璃加热线电阻及是否断线的检测系统和方法 | |
US10119866B2 (en) | In-process monitoring, automated decision-making, and process control for composite manufacturing using part-referenced ply-by-ply infrared thermography and other non-contact non-destructive inspection | |
US20140067185A1 (en) | In-situ robotic inspection of components | |
KR101789982B1 (ko) | 콘크리트 균열 탐지 장치 및 방법 | |
CN115372412B (zh) | 一种涡轮叶片基于六点定位的特征测量方法 | |
JP2011237302A (ja) | ウェーハ欠陥検査装置及びウェーハ欠陥検査方法 | |
CN114905379B (zh) | 一种风力发电叶片局部缺陷智能修复装置 | |
JP4463855B2 (ja) | 被膜、表面、及び界面を検査するシステム及び方法 | |
CN118355189A (zh) | 检查粘合剂层的方法 | |
JP3795001B2 (ja) | トンネル覆工の内部欠陥検出装置 | |
CN108180871A (zh) | 一种定量评价复合绝缘子表面粉化粗糙度的方法 | |
EP3348827B1 (en) | Interior inspection of a wind turbine blade | |
EP3447480A2 (en) | In-process monitoring; automated decision-making; and process control for composite manufacturing using part-referenced ply-by-ply infrared thermography and other non-contact non-destructive inspection | |
JP6482248B2 (ja) | 狭隙間点検装置 | |
JP4393877B2 (ja) | 遮水シートの破損箇所を検査する検査方法 | |
KR20140070733A (ko) | 풍력블레이드의 접착면 검사장치, 검사방법 및 검사 시스템 | |
JP4756299B2 (ja) | 表面欠陥検査装置 | |
CN117538658B (zh) | 基于红外光谱及热成像的人工智能故障定位方法及装置 |
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 |