JP2023082860A - Deterioration detection system for wind power generation device, method for detecting deterioration and blade - Google Patents

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Abstract

To detect deterioration of a blade of a wind power generation device in detail more than that done by a deterioration detection method that uses internal pressure of a blade or a coloring agent.SOLUTION: A deterioration detection system for a wind power generation device includes: irradiation means for emitting light to the inside of a blade of a wind power generation device; and detection means for detecting deterioration of the blade with light that is emitted from the irradiation means and leaks outside of the blade.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、風力発電装置の劣化検知システム、劣化検知方法およびブレードに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a deterioration detection system, a deterioration detection method, and a blade for a wind power generator.

従来、風力発電装置のブレードが中空構造であることを利用して、ブレードの劣化を検知する技術が存在する。例えば、特許文献1には、風車翼内部の圧力を計測する圧力センサと、計測された圧力に基づいて損傷を検知するナセル側制御装置とを具備する風車翼の外皮損傷検知装置について記載されている。また例えば、特許文献2には、風車翼の外皮内面の主要4個所に赤い顔料が長さ方向に付着されており、外皮に亀裂が生じるとその亀裂から着色剤がにじみ出るために、亀裂の検知が容易な風車翼について記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technique for detecting deterioration of blades by utilizing the fact that the blades of a wind turbine generator have a hollow structure. For example, Patent Literature 1 describes a wind turbine blade skin damage detection device that includes a pressure sensor that measures the pressure inside the wind turbine blade and a nacelle-side control device that detects damage based on the measured pressure. there is Further, for example, in Patent Document 2, a red pigment is attached to the main four locations on the inner surface of the outer skin of a wind turbine blade in the longitudinal direction. A wind turbine blade that is easy to manufacture is described.

特開2013-108391号公報JP 2013-108391 A 実開平5-17174号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-17174

しかしながら、ブレードの内部の圧力を計測する方法では、亀裂の有無を判断するに留まり、亀裂の大きさや個数等の詳細を把握することはできない。また、圧力を計測する方法と着色剤のにじみ出し観測する方法とは何れも、亀裂や割れ等のブレードの外皮の破壊を伴う劣化を検出するに留まり、例えばブレードの表面に形成された塗膜の薄膜化を検知することはできない。
本発明の風力発電装置の劣化検知システム等は、ブレードの内部の圧力や着色剤を利用する劣化検知方法に比べ、風力発電装置のブレードの劣化をより詳細に検知することを目的とする。
However, the method of measuring the pressure inside the blade only determines the presence or absence of cracks, and cannot grasp details such as the size and number of cracks. In addition, both the method of measuring the pressure and the method of observing the oozing of the coloring agent are limited to detecting deterioration accompanied by destruction of the outer skin of the blade such as cracks and cracks. thinning can not be detected.
An object of the deterioration detection system and the like for a wind power generator of the present invention is to detect the deterioration of the blades of the wind power generator in more detail than the deterioration detection method using the pressure inside the blade or the coloring agent.

請求項1に係る発明は、風力発電装置のブレードの内側へ光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射され前記ブレードの外側へ漏れた光により当該ブレードの劣化を検知する検知手段と、を有することを特徴とする、風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項2に係る発明は、前記検知手段は、前記ブレードの外側へ漏れた光の強度に基づいて当該ブレードの劣化状態を検知することを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項3に係る発明は、前記検知手段により検知される前記ブレードの劣化状態は、当該ブレードを構成する部材の厚さの低下であることを特徴とする、請求項2に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項4に係る発明は、前記ブレードを前記外側から撮影したブレード画像を取得する取得手段をさらに有し、前記検知手段は、前記照射手段により照射された光が漏れた前記ブレードが撮影されたブレード画像から、当該ブレードの劣化を検知することを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項5に係る発明は、前記検知手段は、前記ブレードにおける前記劣化が生じた劣化領域を前記ブレード画像により特定することを特徴とする、請求項4に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項6に係る発明は、前記照射手段により照射される光は、赤外光であることを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項7に係る発明は、風力発電装置の劣化を検知する劣化検知方法であって、前記風力発電装置のブレードの内側へ光を照射し、照射され前記ブレードの外側へ漏れた光により当該ブレードの劣化を検知することを特徴とする劣化検知方法である。
請求項8に係る発明は、前記ブレードの内側へ照射される光は、可視光であることを特徴とする、請求項7に記載の劣化検知方法である。
請求項9に係る発明は、風力発電装置のブレードであって、内側に空洞を有する外皮と、前記外皮により形成される前記空洞に光を照射する光源と、を有することを特徴とするブレードである。
請求項10に係る発明は、前記外皮は、前記光源が照射する光の少なくとも一部を透過するように構成され、前記外皮よりも外側に設けられ、当該外皮が透過した光を減衰させる塗膜をさらに備えることを特徴とする、請求項9に記載のブレードである。
The invention according to claim 1 comprises irradiation means for irradiating the inside of a blade of a wind power generator with light, detection means for detecting deterioration of the blade by the light irradiated by the irradiation means and leaking to the outside of the blade, A deterioration detection system for a wind turbine generator, characterized by comprising:
The invention according to claim 2 is characterized in that the detection means detects the deterioration state of the blade based on the intensity of light leaked to the outside of the blade. It is a deterioration detection system.
The invention according to claim 3 is characterized in that the deterioration state of the blade detected by the detection means is a reduction in thickness of a member constituting the blade. deterioration detection system.
The invention according to claim 4 further comprises acquisition means for acquiring a blade image obtained by photographing the blade from the outside, and the detection means detects the blade from which the light irradiated by the irradiation means leaks. 2. A deterioration detection system for a wind power generator according to claim 1, wherein deterioration of a blade is detected from a blade image.
The invention according to claim 5 is the deterioration detection system for a wind power generator according to claim 4, wherein the detecting means identifies a deteriorated region in which the deterioration has occurred in the blade from the blade image. be.
The invention according to claim 6 is the deterioration detection system for a wind power generator according to claim 1, wherein the light irradiated by the irradiation means is infrared light.
The invention according to claim 7 is a deterioration detection method for detecting deterioration of a wind turbine generator, wherein the inside of a blade of the wind turbine generator is irradiated with light, and the blade is irradiated with the light leaked to the outside of the blade. is a deterioration detection method characterized by detecting deterioration of
The invention according to claim 8 is the deterioration detection method according to claim 7, wherein the light irradiated to the inside of the blade is visible light.
The invention according to claim 9 is a blade for a wind power generator, which is characterized by having an outer skin having a cavity inside and a light source for irradiating the cavity formed by the outer skin with light. be.
In the invention according to claim 10, the outer skin is configured to transmit at least part of the light emitted by the light source, is provided outside the outer skin, and is a coating film that attenuates the light transmitted by the outer skin. 10. A blade according to claim 9, further comprising:

本発明の風力発電装置の劣化検知システム等は、ブレードの内部の圧力や着色剤を利用する劣化検知方法に比べ、風力発電装置のブレードの劣化をより詳細に検知することができる。 The deterioration detection system and the like for a wind turbine generator of the present invention can detect the deterioration of the blades of the wind turbine generator in more detail than the deterioration detection method using the pressure inside the blade or the coloring agent.

本実施の形態が適用される劣化検知システムの全体構成の一例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the whole structure of the deterioration detection system to which this Embodiment is applied. 風力発電装置について説明する図であり、(A)は風力発電装置の全体構成、(B)はブレードの断面構造の概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining a wind power generator, (A) is the whole structure of a wind power generator, (B) is the schematic of the cross-sectional structure of a blade. 本実施の形態に係るユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the user terminal which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of functional structure of the user terminal which concerns on this Embodiment. 劣化検知の対象となるブレードの例を示す図であり、(A)は光源がOFFの状態のブレード、(B)は光源がONの状態のブレードの図である。FIG. 4 is a diagram showing examples of blades to be subjected to deterioration detection, where (A) is a blade with a light source OFF, and (B) is a blade with a light source ON. ブレードの長さ方向の位置と、長さ方向に並ぶ画素の輝度との関係を示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the lengthwise position of the blade and the luminance of pixels aligned along the lengthwise direction. ユーザ端末における処理手順の一例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an example of a processing procedure in a user terminal; ユーザ端末における検知結果の表示例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a display example of a detection result on a user terminal; 部材の厚さxとブレード画像における輝度yとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between member thickness x and brightness y in a blade image.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
[劣化検知システム1の全体構成]
図1は、本実施の形態が適用される劣化検知システム1の全体構成の一例を示す図である。
劣化検知システム1は、所謂ウインドファーム等の風力発電施設に設置された風力発電装置30の劣化を検知するために利用されるシステムである。より詳しくは、本実施の形態が適用される劣化検知システム1は、風力発電装置30のブレード31に生じた劣化を検知して、検知した結果をユーザへ提供する。ユーザは、本サービスを利用することで、ブレード31の劣化状態を把握し、補修の要否の判断等に活用することができる。
なお、劣化検知の対象となる風力発電装置30およびブレード31については図2を用いて詳細を後述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[Overall configuration of deterioration detection system 1]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a deterioration detection system 1 to which this embodiment is applied.
The deterioration detection system 1 is a system used to detect deterioration of a wind power generator 30 installed in a wind power generation facility such as a so-called wind farm. More specifically, the deterioration detection system 1 to which the present embodiment is applied detects deterioration occurring in the blades 31 of the wind turbine generator 30 and provides the detection result to the user. By using this service, the user can grasp the state of deterioration of the blade 31 and use it to determine whether or not repair is necessary.
Details of the wind turbine generator 30 and the blades 31 to be detected for deterioration will be described later with reference to FIG.

図1に示すように、劣化検知システム1は、劣化検知の結果(以下、「検知結果」と呼ぶ。)をユーザに提供するユーザ端末10と、ブレード31を撮影するためのカメラ21を備えたドローン20と、ユーザ端末10とドローン20とを通信可能に接続するネットワーク90とを備えている。 As shown in FIG. 1, the deterioration detection system 1 includes a user terminal 10 that provides the user with deterioration detection results (hereinafter referred to as "detection results"), and a camera 21 that captures an image of the blade 31. It includes a drone 20 and a network 90 that communicably connects the user terminal 10 and the drone 20 .

ネットワーク90は、ユーザ端末10とドローン20との間のデータ通信に利用可能であれば特に限定されず、例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等を用いて良い。また、ユーザ端末10とドローン20とは、ゲートウェイ装置やルータ等の中継装置を用い、複数のネットワークや通信回線を介して接続されても良い。なお、本実施の形態においては、ドローン20の移動を妨げないように、無線通信によってネットワーク90を実現している。 The network 90 is not particularly limited as long as it can be used for data communication between the user terminal 10 and the drone 20. For example, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), the Internet, or the like may be used. Also, the user terminal 10 and the drone 20 may be connected via a plurality of networks or communication lines using relay devices such as gateway devices and routers. Note that, in the present embodiment, the network 90 is realized by wireless communication so as not to hinder the movement of the drone 20 .

ドローン20は、飛行による移動が可能な装置であり、ブレード31を撮影するためのカメラ21を備えている。本実施の形態に係るドローン20は、飛行によりブレード31へ接近し、カメラ21によりブレード31を撮影する。そして、カメラ21により生成された、ブレード31を被写体とするブレード画像を、ネットワーク90を介してユーザ端末10へ送信する。 The drone 20 is a device that can move by flight, and has a camera 21 for photographing the blade 31 . The drone 20 according to the present embodiment approaches the blade 31 by flying and images the blade 31 with the camera 21 . A blade image with the blade 31 as a subject generated by the camera 21 is transmitted to the user terminal 10 via the network 90 .

ドローン20は、例えば、コントローラ等の入力装置(不図示)を介して入力されるユーザ操作に応じて飛行および撮影を行う。この場合、ユーザは、ドローン20がブレード31の撮影に適切な場所や高度に位置するように操作し、撮影の指示を行う。なお、この「適切な場所や高度」とは、ユーザ端末10による劣化検知のための画像処理(後述)に適したブレード画像を撮影可能な場所や高度を指す。
また例えば、ドローン20は、ユーザにより予め定められた運転プログラムに従って飛行および撮影を行っても良い。この場合、運転プログラムには、ドローン20の移動経路や撮影を行う場所や高度、撮影の予定日および予定時間等が定義されているものとする。
The drone 20 flies and takes pictures according to user operations input via an input device (not shown) such as a controller, for example. In this case, the user operates the drone 20 so that it is positioned at an appropriate place and altitude for photographing the blade 31 and instructs photographing. The “appropriate location and altitude” refer to locations and altitudes at which blade images suitable for image processing (described later) for deterioration detection by the user terminal 10 can be captured.
Further, for example, the drone 20 may fly and shoot according to an operating program predetermined by the user. In this case, it is assumed that the movement route of the drone 20, the location and altitude for photographing, the scheduled date and time of photographing, and the like are defined in the operation program.

カメラ21は、可視領域および赤外領域の光を感受して被写体の撮影を行う撮影装置である。本実施の形態に係るカメラ21は、赤外領域の光を遮蔽する赤外カットフィルタ(不図示)を用い、可視領域の光を感受してブレード31を撮影し、ブレード画像を生成する。また、この赤外カットフィルタを用いずに、赤外領域の光を感受してブレード31を撮影し、ブレード画像に対応する赤外画像を生成する。なお、「ブレード画像に対応する」とは、ブレード画像においてブレード31が映っている領域と、赤外画像においてブレード31が映っている領域が一致することを指す。
ここで、「可視領域の光」とは、下限を360~400nm、上限を760~830nmとする波長帯の光を指し、本実施の形態に係るカメラ21は例えば、400~800nmの光を感受して撮影を行う。また、「赤外領域の光」とは、0.7~1000μmの波長帯の光を指し、本実施の形態に係るカメラ21は例えば、0.7~1.0μmの、いわゆる近赤外領域の光を感受して撮影を行う。
The camera 21 is an imaging device that senses light in the visible range and the infrared range to capture an image of a subject. The camera 21 according to the present embodiment uses an infrared cut filter (not shown) that blocks light in the infrared region, senses light in the visible region, photographs the blade 31, and generates a blade image. Also, without using this infrared cut filter, the blade 31 is photographed by sensing light in the infrared region, and an infrared image corresponding to the blade image is generated. Note that "corresponding to the blade image" means that the area where the blade 31 is shown in the blade image and the area where the blade 31 is shown in the infrared image match.
Here, “light in the visible region” refers to light in a wavelength band with a lower limit of 360 to 400 nm and an upper limit of 760 to 830 nm. to shoot. Further, “light in the infrared region” refers to light in the wavelength band of 0.7 to 1000 μm, and the camera 21 according to the present embodiment, for example, emits light in the so-called near-infrared region of 0.7 to 1.0 μm. The light is sensed and photographed.

カメラ21により生成されたブレード画像には、例えば、撮影した日時(以下、「撮影日」と呼ぶ。)の情報と、撮影した場所や高度の情報(以下、「位置情報」と呼ぶ。)とが付与される。
本実施の形態に係るドローン20は、撮影日の情報および位置情報が付与されたブレード画像と赤外画像とを紐づけて、ユーザ端末10へ送信する。
The blade image generated by the camera 21 includes, for example, information on the date and time when the image was taken (hereinafter referred to as “date of image capture”), and information on the location and altitude of the image (hereinafter referred to as “position information”). is given.
The drone 20 according to the present embodiment associates the blade image and the infrared image to which the information on the shooting date and the position information is added, and transmits the image to the user terminal 10 .

ユーザ端末10は、ブレード31の劣化を検知し、検知結果をユーザに提供する情報処理装置である。より詳しくは、本実施の形態に係るユーザ端末10は、ドローン20から受信したブレード画像に基づいてブレード31の劣化状態を検知し、検知結果を表示部16(後述)に表示することにより、ユーザへ提供する。
ユーザ端末10としては、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等が挙げられる。
The user terminal 10 is an information processing device that detects deterioration of the blade 31 and provides the detection result to the user. More specifically, the user terminal 10 according to the present embodiment detects the deterioration state of the blade 31 based on the blade image received from the drone 20, and displays the detection result on the display unit 16 (described later), so that the user can provide to
Examples of the user terminal 10 include a personal computer, a tablet terminal, a smart phone, and the like.

以降、本実施の形態では、ドローン20は、毎週同じ曜日の同じ時間に、ユーザ操作に基づいて飛行および撮影を行い、その都度撮影したブレード画像をユーザ端末10へ送信するものとして説明する。すなわち、ユーザ端末10は、1週間毎に最新のブレード画像を取得する。なお、撮影を行う時間は、1年を通して日の入り後且つ日の出前となる時間(夜間)に設定し、ドローン画像および赤外画像における太陽光の影響を無視できるようにする。なお、ブレード画像の撮影は、風力発電装置30が稼働している状態で行われても、停止している状態で行われても良い。 Hereinafter, in the present embodiment, the drone 20 will be described as flying and shooting based on the user's operation every week at the same time on the same day of the week, and transmitting the blade image shot each time to the user terminal 10. That is, the user terminal 10 acquires the latest blade image every week. The shooting time is set to be after sunset and before sunrise (nighttime) throughout the year so that the effects of sunlight on drone images and infrared images can be ignored. Note that the image of the blade may be captured while the wind turbine generator 30 is in operation or stopped.

[風力発電装置30]
次に、劣化検知の対象となる風力発電装置30について説明する。図2は、風力発電装置30について説明する図であり、(A)は風力発電装置30の全体構成、(B)はブレード31のIA-IA断面構造の概略図である。
[Wind power generator 30]
Next, the wind turbine generator 30 that is subject to deterioration detection will be described. 2A and 2B are diagrams for explaining the wind turbine generator 30. FIG. 2A is an overall configuration of the wind turbine generator 30, and FIG.

図2(A)に示すように、風力発電装置30は、風力を受ける羽根である複数のブレード31および回転軸となるハブ32により構成されるロータ33と、増速機や発電機等(不図示)が格納されたナセル34と、ロータ33およびナセル34を支える支柱であるタワー35と、を備えている。
風力発電装置30においては、ブレード31が風力を受けると、ロータ33がハブ32を中心に回転し、この回転エネルギーがナセル34内の発電機により電気エネルギーへと変換されることで、風力発電が行われる。
As shown in FIG. 2A, the wind turbine generator 30 includes a rotor 33 composed of a plurality of blades 31, which are blades that receive wind power, and a hub 32, which is a rotation shaft, and a gearbox, generator, etc. ) is housed therein, and a tower 35 which is a support for supporting the rotor 33 and the nacelle 34 .
In the wind power generator 30, when the blades 31 receive wind power, the rotor 33 rotates around the hub 32, and this rotational energy is converted into electrical energy by the generator in the nacelle 34, thereby generating wind power. done.

図2(B)に示すように、ブレード31は、ブレード31全体の羽根型を形成する外皮311と、外皮311の外側の表面に形成された塗膜312と、外皮311の中空構造を支持する支持構造313と、ブレード31の内側へ光を照射する光源40とを備えている。なお、本実施形態では、外皮311や塗膜312等によりブレード31を構成する層構造を部材310と呼ぶことがある。 As shown in FIG. 2B, the blade 31 supports the outer skin 311 forming the blade shape of the entire blade 31, the coating 312 formed on the outer surface of the outer skin 311, and the hollow structure of the outer skin 311. It comprises a support structure 313 and a light source 40 for illuminating the inside of the blade 31 . In the present embodiment, the layered structure that constitutes the blade 31 with the outer skin 311, the coating film 312, and the like is sometimes referred to as a member 310. As shown in FIG.

外皮311は、ブレード31全体の羽根型を形成する層であり、内側に空洞を有する中空構造を有している。図2(B)に示すように、本実施の形態に係る外皮311は、上側外皮311aおよび下側外皮311bを接着剤等によって接合することで構成されている。外皮311は例えば、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等を母材とするガラス繊維強化樹脂複合材料、または炭素繊維強化樹脂複合材料を基材として製造される。
本実施の形態に係る外皮311は、ポリエステル樹脂を母材とするガラス繊維強化樹脂複合材料を基材としており、半透明である。したがって、外皮311は、光源40が照射した光の一部を透過する。このように、本実施の形態に係る外皮311は、光源40が照射する光の少なくとも一部を透過するように構成された第1層の一例である。
The outer skin 311 is a layer that forms the blade shape of the entire blade 31 and has a hollow structure with a cavity inside. As shown in FIG. 2B, the outer skin 311 according to the present embodiment is configured by bonding an upper skin 311a and a lower skin 311b with an adhesive or the like. The outer skin 311 is manufactured using, for example, a glass fiber reinforced resin composite material or a carbon fiber reinforced resin composite material having polyester resin, epoxy resin, polyamide resin, or the like as a base material.
The outer skin 311 according to the present embodiment is made of a glass fiber reinforced resin composite material having a polyester resin as a base material, and is translucent. Therefore, the outer skin 311 transmits part of the light emitted by the light source 40 . As described above, the outer skin 311 according to the present embodiment is an example of a first layer configured to transmit at least part of the light emitted by the light source 40 .

塗膜312は、外皮311の外側の表面に形成された層であり、外皮311の略全体を覆うようにして形成されている。この塗膜312を形成するための塗料としては、例えば、フッ素樹脂塗料やウレタン樹脂塗料が用いられる。本実施の形態では、塗膜312は、フッ素樹脂塗料を外皮311の表面に塗布することで形成されている。
この塗膜312は、可視領域の光を吸収および反射して、外皮311を透過した光を減衰させる。このように、本実施の形態に係る塗膜312は、外皮311(第1層の一例)よりも外側に設けられ、外皮311が透過した光を減衰させる第2層の一例である。
The coating film 312 is a layer formed on the outer surface of the outer skin 311 and is formed so as to cover substantially the entire outer skin 311 . As a paint for forming the coating film 312, for example, a fluorine resin paint or a urethane resin paint is used. In this embodiment, coating film 312 is formed by applying a fluororesin coating to the surface of outer skin 311 .
This coating film 312 absorbs and reflects light in the visible region, and attenuates light transmitted through the outer skin 311 . Thus, the coating film 312 according to the present embodiment is an example of a second layer that is provided outside the outer skin 311 (an example of the first layer) and attenuates the light transmitted through the outer skin 311 .

支持構造313は、上側外皮311aと下側外皮311bとの間において、ブレード31の長さ方向に沿って設けられ、外皮311の中空構造を支持している。本実施の形態においては、図2(B)に示すように、ブレード31の回転方向に並ぶ2つの支持構造313a,313bが設けられ、中空構造を3つの領域に分けている。 The support structure 313 is provided along the length of the blade 31 between the upper skin 311 a and the lower skin 311 b to support the hollow structure of the skin 311 . In this embodiment, as shown in FIG. 2(B), two support structures 313a and 313b are arranged in the rotational direction of the blade 31 to divide the hollow structure into three regions.

光源40は、ブレード31の内側の中空構造へ可視光を照射する。先述したように、本実施の形態に係るブレード31の内側の中空構造は、支持構造313により3つの領域に分けられているので、この3つの領域の夫々に光源40a,40b,40cが設けられている。なお、光源40の数は特に限定されるものではなく、支持構造313により分けられた夫々の領域に光を照射できれば良い。
また、光源40は、可視光を含む光を照射可能であれば特に限定されず、ハロゲンランプやキセノンランプ、発光ダイオード等を用いて良い。
光源40の電力としては、例えば、ナセル34により発電された電力を用いて良い。また例えば、バッテリ等を利用して外部から電力を供給しても良い。
The light source 40 irradiates the hollow structure inside the blade 31 with visible light. As described above, the hollow structure inside the blade 31 according to this embodiment is divided into three regions by the support structure 313, so that the light sources 40a, 40b, and 40c are provided in each of these three regions. ing. The number of light sources 40 is not particularly limited as long as each region divided by the support structure 313 can be irradiated with light.
Moreover, the light source 40 is not particularly limited as long as it can irradiate light including visible light, and a halogen lamp, a xenon lamp, a light emitting diode, or the like may be used.
As power for the light source 40, for example, power generated by the nacelle 34 may be used. Alternatively, for example, power may be supplied from the outside using a battery or the like.

光源40は、少なくともカメラ21がブレード画像を撮影する際に光を照射すれば良く、風力発電装置30の駆動中は常時光を照射する構成としても良い。
本実施の形態においては、リモートコントローラ等の入力装置にて入力されるユーザ操作に基づいて、光源40のON/OFFを切り替えることができる。ユーザは、ドローン20を用いた撮影の前に光源40をONにする操作を行い、光源40により光が照射された状態におけるブレード画像が生成されるようにする。
The light source 40 may emit light at least when the camera 21 captures the blade image, and may emit light all the time while the wind turbine generator 30 is driven.
In the present embodiment, ON/OFF of the light source 40 can be switched based on a user operation input by an input device such as a remote controller. The user performs an operation to turn on the light source 40 before photographing using the drone 20 so that a blade image is generated in a state where light is emitted from the light source 40 .

なお、図2(B)では、上記したように、フッ素樹脂塗料により一層の塗膜312を形成する例を示したが、複数の種類の塗料を用いて2層以上の塗膜312を形成しても良い。
また、図示した風力発電装置30の構成は一例であって、内部に光源40を有するブレード31を1つ以上備えていれば、劣化検知システム1による検知の対象とすることができる。
As described above, FIG. 2B shows an example of forming a single coating film 312 with a fluororesin paint. can be
The illustrated configuration of the wind turbine generator 30 is merely an example, and if it has one or more blades 31 having light sources 40 inside, it can be detected by the deterioration detection system 1 .

本実施の形態に係るブレード31の新品状態においては、外皮311の厚さが約4~10mm、塗膜312の厚さが約300μmである。この新品状態において、光源40から照射される光は、ブレード31の外側へ漏れることがない。より詳しくは、光源40が照射する光は、外皮311および塗膜312により吸収および反射され、ブレード31の外側まで透過しない。
なお、本明細書において、「新品状態」とはブレード31の劣化が生じていない、または無視できるほど小さい状態を指し、例えば風力発電装置30の設置直後且つ風力発電装置30の稼働前の状態を指す。
In the new state of the blade 31 according to this embodiment, the thickness of the outer skin 311 is approximately 4 to 10 mm, and the thickness of the coating film 312 is approximately 300 μm. In this new state, the light emitted from the light source 40 does not leak outside the blade 31 . More specifically, the light emitted by the light source 40 is absorbed and reflected by the outer skin 311 and the coating film 312 and does not transmit to the outside of the blade 31 .
In this specification, the term “new state” refers to a state in which deterioration of the blades 31 has not occurred or is negligibly small. Point.

風力発電装置30が稼働を開始すると、ブレード31は、回転や風力による摩擦や歪み、飛来物の衝突、雨や雪といった降水等の負荷を受ける。そして、これらの負荷により、外皮311および塗膜312に亀裂や割れが発生し、厚さがゼロとなる領域が生じる。また、塗膜312が剥離または消耗して薄膜化し、新品状態に比べ厚さが低下した領域が生じる。本実施の形態が適用される劣化検知システム1は、このようなブレード31を構成する部材310の厚さの低下を伴う劣化を検知し、検知結果をユーザへ提供する。 When the wind turbine generator 30 starts operating, the blades 31 are subjected to loads such as friction and distortion due to rotation and wind force, collision with flying objects, precipitation such as rain and snow. These loads cause cracks and splits in the outer skin 311 and the coating film 312, resulting in areas where the thickness becomes zero. In addition, the coating film 312 is peeled off or worn away and thinned, resulting in a region having a reduced thickness compared to the new state. The deterioration detection system 1 to which the present embodiment is applied detects such deterioration accompanied by a decrease in thickness of the member 310 constituting the blade 31, and provides the detection result to the user.

[ユーザ端末10のハードウェア構成]
図3は、本実施の形態に係るユーザ端末10のハードウェア構成の一例を示す図である。
本実施の形態に係るユーザ端末10は、自装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit)である制御部11と、演算に際して作業エリアとして用いられるRAM(Random Access Memory)等のメモリ12と、各種データ等の記憶に用いられるHDD(Hard Disk Drive)や半導体メモリ等の記憶装置である記憶部13と、ネットワーク90を介してデータの送受信を行う通信部14とを有している。更に、ユーザからの入力操作を受け付けるキーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等の操作部15と、ユーザに対して画像やテキスト情報等を表示する液晶ディスプレイ等からなる表示部16と、表示部16への表示を制御する表示制御部17とを有している。
なお、記憶部13には、ドローン20から受信した画像データ等が記憶される他、劣化検知に際し実行されるプログラムが記憶されている。劣化検知に際しては、制御部11がこのプログラムを読み込むことによって、ユーザ端末10の各処理が実行される。また、記憶部13は、各種データを格納するための格納場所を提供し、格納されたデータを記憶する。
[Hardware Configuration of User Terminal 10]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the user terminal 10 according to this embodiment.
The user terminal 10 according to the present embodiment includes a control unit 11 that is a CPU (Central Processing Unit) that controls the entire device, a memory 12 such as a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area for calculation, and various It has a storage unit 13 which is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or a semiconductor memory used for storing data, and a communication unit 14 for transmitting and receiving data via a network 90 . Further, an operation unit 15 such as a keyboard, a pointing device, a touch panel, etc. for receiving input operations from the user, a display unit 16 such as a liquid crystal display for displaying images, text information, etc. to the user, and display on the display unit 16 and a display control unit 17 for controlling the .
Note that the storage unit 13 stores image data received from the drone 20 and the like, and also stores a program that is executed when deterioration is detected. When detecting deterioration, each process of the user terminal 10 is executed by the control unit 11 reading this program. The storage unit 13 also provides a storage location for storing various data, and stores the stored data.

[ユーザ端末10の機能構成]
図4は、本実施の形態に係るユーザ端末10の機能構成の一例を示す図である。
本実施の形態に係るユーザ端末10は、ドローン20との情報の送受信に係る処理を行う通信処理部111と、ブレード画像を取得するブレード画像取得部112と、ブレード画像においてブレード31が映っている領域を特定するブレード領域特定部113と、ブレード画像における輝度の情報を取得する輝度情報取得部114と、ブレード画像における輝度からブレード31の劣化を検知する劣化検知部115と、表示部16に検知結果として表示するための情報を出力する情報出力部116とを有している。
また、ユーザ端末10は、各種データを格納するための格納場所として、ブレード画像が格納されるブレード画像データベース131と、劣化検知部115にて用いられる基準値が格納される基準値データベース132と、情報出力部116により出力された検知結果が格納される検知結果データベース133とを有している。
[Functional Configuration of User Terminal 10]
FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of user terminal 10 according to the present embodiment.
The user terminal 10 according to the present embodiment includes a communication processing unit 111 that performs processing related to information transmission and reception with the drone 20, a blade image acquisition unit 112 that acquires a blade image, and a blade 31 in the blade image. A blade area identification unit 113 that identifies an area, a luminance information acquisition unit 114 that obtains luminance information in the blade image, a deterioration detection unit 115 that detects deterioration of the blade 31 from the luminance in the blade image, and a display unit 16. and an information output unit 116 for outputting information to be displayed as a result.
The user terminal 10 also includes, as storage locations for storing various data, a blade image database 131 in which blade images are stored, a reference value database 132 in which reference values used by the deterioration detection unit 115 are stored, and a detection result database 133 in which the detection results output by the information output unit 116 are stored.

ブレード画像データベース131には、ドローン20から受信したブレード画像が格納される。また、対応する赤外画像が、ブレード画像に紐づけて格納される。
本実施の形態におけるドローン20は、1週間に1度撮影を行うため、ブレード画像データベース131には、1週間毎に最新のブレード画像が格納されることになる。なお、格納されたブレード画像は、撮影日により管理される。
Blade images received from the drone 20 are stored in the blade image database 131 . Also, the corresponding infrared image is stored in association with the blade image.
Since the drone 20 in the present embodiment takes an image once a week, the latest blade image is stored in the blade image database 131 every week. Note that the stored blade images are managed by shooting dates.

基準値データベース132には、劣化検知部115にて用いられる各種基準値が格納されている。この基準値は、例えば、ユーザにより予め定められた輝度の基準値L,L,Lである。なお、輝度の基準値L,L,Lについては、図6を用いて詳細を後述する。 Various reference values used by the deterioration detection unit 115 are stored in the reference value database 132 . The reference values are, for example, luminance reference values L 0 , L 1 , and L 2 predetermined by the user. Details of the luminance reference values L 0 , L 1 , and L 2 will be described later with reference to FIG.

検知結果データベース133には、情報出力部116が出力した検知結果が格納される。本実施の形態においては、検知結果は、ブレード画像の撮影日ごとに管理される。ユーザは例えば、検知結果データベース133にアクセスし、所望の撮影日を指定することにより、過去に出力された検知結果を表示部16に表示させて参照することができる。 The detection results output by the information output unit 116 are stored in the detection result database 133 . In this embodiment, the detection results are managed for each blade image shooting date. For example, the user can access the detection result database 133 and designate a desired shooting date to display the detection results output in the past on the display unit 16 for reference.

通信処理部111は、ドローン20との通信部14を介した情報の送受信に係る処理を行う。例えば、ドローン20からブレード画像を受信し、ブレード画像データベース131に格納する処理を行う。 The communication processing unit 111 performs processing related to information transmission/reception via the communication unit 14 with the drone 20 . For example, a process of receiving a blade image from the drone 20 and storing it in the blade image database 131 is performed.

ブレード画像取得部112は、ドローン20により撮影されたブレード画像を取得する。本実施の形態においては、ブレード画像取得部112は、ユーザにより指定されたブレード画像と、そのブレード画像に紐づけられた赤外画像とを、ブレード画像データベース131から取り出して取得する。例えば、ブレード画像データベース131に格納されたブレード画像について、表示部16に撮影日の一覧を表示し、ユーザにより何れかの撮影日が指定された場合に、その撮影日のブレード画像および赤外画像を取り出して取得する。 The blade image acquisition unit 112 acquires blade images captured by the drone 20 . In the present embodiment, the blade image acquisition unit 112 extracts and acquires the blade image specified by the user and the infrared image associated with the blade image from the blade image database 131 . For example, for the blade images stored in the blade image database 131, a list of shooting dates is displayed on the display unit 16, and when any shooting date is specified by the user, the blade image and the infrared image on that shooting date are displayed. take out and get

ブレード領域特定部113は、ブレード画像取得部112が取得したブレード画像において、ブレード31が映っている領域(以下、「ブレード領域」と呼ぶ。)を特定する。
本実施の形態においては、夜間に撮影を行っており、ブレード画像からブレード領域を特定することが困難な場合がある。このため、ブレード領域特定部113は、対応する赤外画像に基づいてブレード領域を特定する。赤外画像は、ブレード31から輻射された赤外線を感受して生成されるため、ブレード31が映っている領域の輝度が、他の領域の輝度に比べ高くなる。したがって、ブレード領域特定部113は、赤外画像において輝度が閾値以上である領域を抽出し、ブレード画像の対応する領域をブレード領域として特定する。
また、ブレード領域特定部113は、ユーザが表示部16に表示されたブレード画像の少なくとも一部の領域を指定する操作を行った場合に、指定された領域をブレード領域として特定しても良い。
The blade region specifying unit 113 specifies a region where the blade 31 is shown (hereinafter referred to as “blade region”) in the blade image acquired by the blade image acquiring unit 112 .
In this embodiment, the images are taken at night, and it may be difficult to specify the blade area from the blade image. Therefore, the blade area identifying unit 113 identifies the blade area based on the corresponding infrared image. Since the infrared image is generated by sensing the infrared rays radiated from the blade 31, the brightness of the area where the blade 31 is shown is higher than the brightness of other areas. Therefore, the blade area identifying unit 113 extracts an area whose brightness is equal to or greater than the threshold in the infrared image, and identifies the corresponding area of the blade image as the blade area.
Further, when the user performs an operation to specify at least a partial area of the blade image displayed on the display unit 16, the blade area specifying unit 113 may specify the specified area as the blade area.

輝度情報取得部114は、ブレード画像における各画素の輝度の情報を取得する。より詳しくは、輝度情報取得部114は、ブレード領域特定部113が特定したブレード領域における各画素の輝度の値を取得する。
ここで、輝度情報取得部114が取得する輝度の情報と、ブレード31の劣化との関係について、図5,6を用いて説明する。
図5は、劣化検知の対象となるブレード31の例を示す図であり、(A)は光源40がOFFの状態のブレード31、(B)は光源40がONの状態のブレード31の図である。
図6は、図5(B)のIIB-IIB領域におけるブレード31の長さ方向の位置(横軸)と、ブレード画像において長さ方向に並ぶ画素の輝度(縦軸)との関係を示すグラフである。
The brightness information acquisition unit 114 acquires brightness information of each pixel in the blade image. More specifically, the brightness information acquisition unit 114 acquires the brightness value of each pixel in the blade area identified by the blade area identification unit 113 .
Here, the relationship between the luminance information acquired by the luminance information acquisition unit 114 and the deterioration of the blade 31 will be described with reference to FIGS.
5A and 5B are diagrams showing an example of the blade 31 to be subjected to deterioration detection. FIG. 5A shows the blade 31 with the light source 40 turned off, and FIG. 5B shows the blade 31 with the light source 40 turned on. be.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the position of the blade 31 in the length direction (horizontal axis) in the IIB-IIB region of FIG. is.

図5(A),(B)に示すように、劣化検知の対象となるブレード31は、図中矩形で示す劣化領域を有している。
図5(A)に示すように、劣化領域においては、亀裂が発生した領域Aと、塗膜312の薄膜化が進行した領域B(薄膜化大)と、領域Bよりも程度は小さいものの塗膜312の薄膜化が発生している領域C(薄膜化小)とがブレード31の長さ方向に並んでいる。また、劣化領域以外の領域に関しては、略新品状態であるとする。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the blade 31 targeted for deterioration detection has a deterioration area indicated by a rectangle in the drawing.
As shown in FIG. 5A, in the deteriorated region, there are a region A where cracks occur, a region B where the coating film 312 has been thinned (large thinning), and a coating A region C (small thinning) in which thinning of the film 312 occurs is arranged in the longitudinal direction of the blade 31 . Further, it is assumed that the area other than the deteriorated area is in a substantially new state.

光源40をONにすると、図5(B)に網掛けで示すように、劣化領域において光源40の光が漏れる。劣化領域のうち、領域Aでは、外皮311および塗膜312の厚さがゼロのため、光が遮られることがなく、漏れる光の強度が大きくなる。また、領域Cでは、外皮311および塗膜312により光が減衰し、漏れる光の強度が小さくなる。さらに、領域Bでは、領域Cに比べ光の減衰が小さく、漏れる光の強度は中程度になる。
一方、劣化領域以外の領域は略新品状態のため、光源40がONであっても光の漏れは発生せず、強度はゼロとなる。
When the light source 40 is turned on, the light from the light source 40 leaks in the deteriorated region, as indicated by hatching in FIG. 5B. Among the deteriorated regions, in the region A, since the thickness of the outer skin 311 and the coating film 312 is zero, the light is not blocked and the intensity of the leaked light increases. Also, in region C, the light is attenuated by the outer skin 311 and the coating film 312, and the intensity of the leaked light is reduced. Furthermore, in region B, the attenuation of light is smaller than that in region C, and the intensity of leaked light is moderate.
On the other hand, since the area other than the deteriorated area is in a substantially new state, light does not leak even if the light source 40 is ON, and the intensity is zero.

ここで、ブレード画像の各画素における輝度は、ブレード31から漏れる光の強度に対応する。したがって、図5(B)のブレード31を撮影した場合、図6に示すように、光の強度が大きい領域Aに対応する画素の輝度は最も高くなる。また、光の強度が小さい領域Cに対尾する画素の輝度は低くなる。さらに、光の強度が中程度である領域Bに対応する画素の輝度は、領域Aよりも低く領域Cよりも高くなる。また、劣化領域以外の領域では、画素の輝度は略ゼロとなる。
このように、輝度情報取得部114が取得する輝度の情報と、ブレード31の劣化とは、劣化により部材310の厚さが低下するほど輝度が高くなる、という関係を有している。
また、ユーザは、図6に示すような輝度の情報とブレード31との劣化との関係を実験により把握し、亀裂の発生を判定するための輝度の基準値Lと、薄膜化の進行を判定するための輝度の基準値Lと、薄膜化の発生を判定するための輝度の基準値Lとを定めることができる。
Here, the brightness of each pixel of the blade image corresponds to the intensity of light leaking from the blade 31 . Therefore, when the blade 31 in FIG. 5B is photographed, the luminance of the pixels corresponding to the region A where the light intensity is high is the highest, as shown in FIG. In addition, the luminance of the pixels opposite to the region C where the light intensity is low is low. Furthermore, the brightness of the pixels corresponding to the region B where the light intensity is medium is lower than that of the region A and higher than that of the region C. FIG. Also, in areas other than the deteriorated area, the luminance of the pixels is substantially zero.
Thus, the luminance information acquired by the luminance information acquisition unit 114 and the deterioration of the blade 31 have a relationship that the luminance increases as the thickness of the member 310 decreases due to deterioration.
Further, the user can grasp the relationship between the luminance information shown in FIG. A luminance reference value L1 for determination and a luminance reference value L0 for determining the occurrence of thinning can be determined.

次に、図4の劣化検知部115は、輝度情報取得部114が取得した輝度の情報に基づいて、ブレード31の劣化を検知する。より詳しくは、劣化検知部115は、輝度の基準値L,L,Lを取り出し、ブレード領域における各画素の輝度と比較する。まず、ブレード領域において輝度がL以上である画素が存在することに基づいて、ブレード31に劣化が発生していると判定する。そして、輝度がL以上である領域を、亀裂が発生した領域として特定する。また、輝度がLよりも小さくL以上である領域を、薄膜化が進行している領域(薄膜化大)として特定する。さらに、輝度がLよりも小さくL以上である領域を、薄膜化が発生している領域(薄膜化小)として特定する。
その他、本実施の形態に係る劣化検知部115は、補修が必要な領域の面積を算出する。例えば、亀裂が発生した領域および薄膜化が進行している領域(薄膜化大)を補修が必要な領域として、面積の算出を行う。面積の算出方法は限定されないが、例えば補修が必要な領域の画素数とブレード領域全体の画素数との比を算出し、実際のブレードの面積と乗することにより、補修が必要な領域の面積を算出することができる。
Next, the deterioration detection unit 115 in FIG. 4 detects deterioration of the blade 31 based on the luminance information acquired by the luminance information acquisition unit 114 . More specifically, the deterioration detection unit 115 extracts luminance reference values L 0 , L 1 , and L 2 and compares them with the luminance of each pixel in the blade region. First, it is determined that deterioration has occurred in the blade 31 based on the presence of a pixel having a luminance of L0 or more in the blade region. Then, the area where the luminance is L2 or more is specified as the area where the crack occurs. Also, a region where the luminance is less than L2 and equal to or greater than L1 is specified as a region where thinning is progressing (large thinning). Further, a region where the luminance is lower than L1 and equal to or higher than L0 is specified as a region where thinning occurs (small thinning).
In addition, deterioration detection unit 115 according to the present embodiment calculates the area of the region that requires repair. For example, area calculation is performed with areas where cracks have occurred and areas where thinning is progressing (large thinning) as areas that require repair. Although the method for calculating the area is not limited, for example, the ratio of the number of pixels in the area requiring repair to the number of pixels in the entire blade area is calculated and multiplied by the actual area of the blade to obtain the area of the area requiring repair. can be calculated.

情報出力部116は、検知結果として表示部16に表示するための情報を出力する。より詳しくは、情報出力部116は、劣化検知部115が検知した劣化領域や補修が必要な領域の情報を纏め、表示部16に表示するための画像またはテキスト等として出力する。本実施の形態に係る情報出力部116は例えば、ブレード画像において、ブレード領域の輪郭を描画し、亀裂が発生した領域、薄膜化が進行している領域(薄膜化大)、薄膜化が発生している領域(薄膜化小)を強調する処理を施して出力する。
なお、情報出力部116が出力した情報は、表示部16への表示に用いられる他、検知結果として検知結果データベース133に格納されて管理される。
The information output unit 116 outputs information to be displayed on the display unit 16 as the detection result. More specifically, the information output unit 116 summarizes the information of the deteriorated area detected by the deterioration detection unit 115 and the area requiring repair, and outputs the information as an image, text, or the like for display on the display unit 16 . The information output unit 116 according to the present embodiment, for example, draws the contour of the blade region in the blade image, the region where cracks occur, the region where thinning is progressing (large thinning), and the thinning occurs. output after processing to emphasize the area where the thinning is small.
The information output by the information output unit 116 is used for display on the display unit 16, and is also stored and managed in the detection result database 133 as detection results.

[ユーザ端末10が行う処理]
ブレード31の劣化検知およびユーザへの検知結果の提供に際し、ユーザ端末10が行う処理について、図3~8を用いて説明する。
図7は、ユーザ端末10が行う処理手順の一例を示すフローチャートである。
図8は、ユーザ端末10における検知結果の表示例を示す図である。
[Processing performed by the user terminal 10]
Processing performed by the user terminal 10 when detecting deterioration of the blade 31 and providing detection results to the user will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a flow chart showing an example of a processing procedure performed by the user terminal 10. As shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a display example of the detection result on the user terminal 10. As shown in FIG.

まず、ユーザ端末10は、ユーザから、検知結果を表示する旨の指示を受け付ける(ステップ701)。本実施の形態においては、表示部16に表示されたブレード画像の撮影日の一覧のうち、yyyy年mm月dd日(yyyy/mm/dd)がユーザにより指定されたことを、検知結果を表示する旨の指示として受け付ける。
ステップ702では、ブレード画像取得部112は、ユーザにより指定された撮影日yyyy年mm月dd日のブレード画像を、ブレード画像データベース131から取り出して取得する。また、ブレード画像に紐づけられた赤外画像を取り出して取得する。
First, the user terminal 10 receives an instruction from the user to display the detection result (step 701). In the present embodiment, the detection result is displayed when the user has specified yyyy mm month dd day (yyyy/mm/dd) from the list of shooting dates of the blade images displayed on the display unit 16. It will be accepted as an instruction to do so.
In step 702 , the blade image acquisition unit 112 extracts and acquires the blade image taken on the shooting date yyyy, mm, dd, specified by the user from the blade image database 131 . Also, the infrared image associated with the blade image is taken out and acquired.

次に、ブレード領域特定部113(図4参照)は、ブレード画像取得部112にて取得されたブレード画像において、ブレード31が映っている領域(ブレード領域)を特定する(ステップ703)。
ステップ704では、輝度情報取得部114は、ブレード領域の各画素における輝度の情報を取得する。換言すると、輝度情報取得部114は、ブレード31の各位置において、外側に漏れる光の強度の情報を取得する。
Next, the blade region specifying unit 113 (see FIG. 4) specifies a region (blade region) where the blade 31 is shown in the blade image acquired by the blade image acquiring unit 112 (step 703).
At step 704, the brightness information acquisition unit 114 acquires brightness information for each pixel in the blade region. In other words, the brightness information acquisition unit 114 acquires information on the intensity of light leaking to the outside at each position of the blade 31 .

ステップ705にて、劣化検知部115は、ブレード31の各位置における劣化状態を検知する。より詳しくは、劣化検知部115は、ブレード領域の各画素の輝度と、基準値データベース132から取り出した輝度の基準値L,L,Lを比較して、劣化が発生しているか否かの判定、および、亀裂が発生した領域A、薄膜化が進行した領域B(薄膜化大)、薄膜化が発生した領域(薄膜化小)の特定を行う。また、劣化検知部115は、補修が必要な領域の面積を算出する。 At step 705 , the deterioration detection unit 115 detects the deterioration state at each position of the blade 31 . More specifically, the deterioration detection unit 115 compares the luminance of each pixel in the blade region with the luminance reference values L 0 , L 1 , and L 2 extracted from the reference value database 132 to determine whether deterioration has occurred. Then, the area A where cracking occurs, the area B where thinning has progressed (large thinning), and the area where thinning has occurred (small thinning) are specified. Further, the deterioration detection unit 115 calculates the area of the region that requires repair.

次に、ステップ706にて、情報出力部116は、劣化検知部115が検知した劣化領域や補修が必要な領域の情報を纏め、検知結果として表示するための画像および適すypを出力する。なお、ステップ705にて劣化が発生していないと判定された場合は、その旨をテキスト等により出力する。
そして、表示制御部17の制御により、情報出力部116から出力された検知結果が表示部16に表示される(ステップ707)。
Next, in step 706, the information output unit 116 collects the information of the deteriorated area detected by the deterioration detection unit 115 and the area requiring repair, and outputs an image and appropriate yp for display as the detection result. If it is determined in step 705 that deterioration has not occurred, a text or the like to that effect is output.
Then, under the control of the display control section 17, the detection result output from the information output section 116 is displayed on the display section 16 (step 707).

ここで、図8を用いて、検知結果の表示について具体例を説明する。
図示するように、検知結果の表示に際しては、ブレード画像においてブレード領域の輪郭が描画され、亀裂が発生した領域Aと、薄膜化が進行している領域B(薄膜化大)と、薄膜化が発生している領域C(薄膜化小)とが強調して表示される。この例では、領域A、領域B、領域Cの夫々が着色(図中では網掛けで表現する。)により強調されている。この「強調」の態様は限定されるものではなく、例えば各領域の輪郭線の描画や、他の領域に比べ領域の内部の明度/彩度/輝度等を大きく異ならせる処理、明滅表示等であって良い。また、図示するように、ブレード画像の撮影日を示すためのテキストmsg1や、ユーザに対して劣化の詳細と補修の推奨とを通知するテキストmsg2が表示される。さらに、テキストmsg3のように、補修が必要な領域の面積が表示される。
Here, a specific example of displaying the detection result will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, when displaying the detection result, the outline of the blade region is drawn in the blade image, and the region A where the crack occurs, the region B where the thinning is progressing (large thinning), and the thinning The generated area C (small thinning) is emphasized and displayed. In this example, regions A, B, and C are emphasized by coloring (represented by hatching in the drawing). The mode of this "emphasis" is not limited, for example, drawing the outline of each area, processing to greatly differ the brightness / saturation / brightness etc. inside the area compared to other areas, blinking display etc. It's fine. Also, as shown in the figure, a text msg1 for indicating the shooting date of the blade image, and a text msg2 for notifying the user of details of deterioration and recommendation of repair are displayed. Furthermore, like text msg3, the area of the region requiring repair is displayed.

以上記載したステップ701~707の処理手順により、本実施の形態が適用される劣化検知システム1では、ドローン20が撮影したブレード画像に基づいて、ブレード31の劣化の検知が行われ、検知結果がユーザに提供される。ユーザはこの検知結果を参照することで、劣化検知システム1を用いない場合に比べ、ブレード31の補修の要否や、いつ補修を行うかという補修時期等の判断をより適切に行うことができる。 By the processing procedure of steps 701 to 707 described above, in the deterioration detection system 1 to which the present embodiment is applied, deterioration of the blade 31 is detected based on the blade image captured by the drone 20, and the detection result is obtained. provided to the user. By referring to this detection result, the user can more appropriately determine whether or not the blade 31 needs to be repaired and when to repair it, as compared to when the deterioration detection system 1 is not used.

[変形例等]
(劣化検知の方法)
上記した本実施の形態では、ブレード画像における各画素の輝度と、輝度の基準値L,L,Lとを比較して、劣化の検知を行った。他の実施の形態では、例えば、各画素の輝度から部材310の厚さを算出し、劣化を検知しても良い。先述したように、ブレード31が劣化して部材310の厚さが低下するほど、ブレード画像における画素の輝度は大きくなる。すなわち、部材310の厚さxと、ブレード画像における画素の輝度yとは、負の相関を有している。したがって、この相関を示す関係式を用いることで、ブレード画像の各画素の輝度から、ブレード31の各位置における部材310の厚さを算出することができる。
図9は、部材310の厚さxと輝度yとの関係を示すグラフである。ユーザは例えば、部材310の厚さを異ならせた複数のサンプルを用意し、カメラ21により撮影することで、図中の各プロット(実験により求めた値)を得ることができる。そして、得られたプロットから、図中破線で示す近似曲線の式y=f(x)が導出できる。このy=f(x)を、先述した関係式として用いることができる。
この場合、ユーザ端末10は、算出した部材310の厚さがユーザにより予め定められた基準値以下であることに基づいて、ブレード31の劣化を検知しても良い。また、検知結果として、ブレード31の各位置における部材310の厚さの二次元分布を表示しても良い。
[Modifications, etc.]
(Deterioration detection method)
In the present embodiment described above, deterioration is detected by comparing the brightness of each pixel in the blade image with the brightness reference values L 0 , L 1 , and L 2 . In another embodiment, for example, deterioration may be detected by calculating the thickness of the member 310 from the brightness of each pixel. As previously mentioned, as the blade 31 deteriorates and the thickness of the member 310 decreases, the brightness of the pixels in the blade image increases. That is, there is a negative correlation between the thickness x of the member 310 and the luminance y of pixels in the blade image. Therefore, by using the relational expression showing this correlation, the thickness of the member 310 at each position of the blade 31 can be calculated from the brightness of each pixel of the blade image.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the thickness x of the member 310 and the brightness y. For example, the user prepares a plurality of samples in which the member 310 has different thicknesses and photographs them with the camera 21, thereby obtaining plots (values obtained by experiments) in the figure. Then, from the obtained plots, the approximate curve expression y=f(x) indicated by the dashed line in the figure can be derived. This y=f(x) can be used as the aforementioned relational expression.
In this case, the user terminal 10 may detect deterioration of the blade 31 based on the fact that the calculated thickness of the member 310 is equal to or less than a reference value predetermined by the user. Also, as the detection result, the two-dimensional distribution of the thickness of the member 310 at each position of the blade 31 may be displayed.

(ブレード画像の撮影)
上記した本実施の形態では、カメラ21を備えたドローン20によりブレード画像を撮影したが、限定されない。例えば、地表に三脚等を用いて設置したカメラ21を用いて撮影しても良い。また例えば、ユーザがカメラ21を用いて撮影を行っても良い。ただし、本実施の形態に係るドローン20のように、カメラ21に移動手段を設けることで、複数の風力発電装置30を対象とした撮影が容易になる。また、飛行による移動を可能にすることで、風力発電装置30が洋上に設置されている場合のように、地上走行による移動が困難な場合であっても、風力発電装置30への接近および撮影が可能になる。
(Capturing a blade image)
In the present embodiment described above, the drone 20 equipped with the camera 21 captures the blade image, but the present invention is not limited to this. For example, a camera 21 installed on the ground surface using a tripod or the like may be used to photograph. Alternatively, for example, the user may use the camera 21 to take a picture. However, like the drone 20 according to the present embodiment, by providing the camera 21 with a moving means, it becomes easier to photograph a plurality of the wind turbine generators 30 . In addition, by enabling movement by flight, even if movement by ground running is difficult, such as when the wind power generator 30 is installed on the sea, it is possible to approach and photograph the wind power generator 30. becomes possible.

(太陽光の存在下での撮影)
上記した本実施の形態では、夜間にブレード画像の撮影を行う場合の例について説明したが、朝や昼等に撮影を行っても良い。この場合、輝度の補正を行って太陽光の影響を排除することが好ましい。補正の方法としては、劣化が生じていない部分の輝度の値をゼロとするゼロ点補正が挙げられる。
適切な管理が行われている風力発電装置30においては、通常、劣化が生じていない部分(もしくは、無視できる程度の劣化が生じている部分)が存在する。そして、この劣化が生じていない部分では、光源40からの光が漏れないため、ブレード領域において最も輝度が低くなると考えられる。したがって、ブレード領域において最も低い輝度の値を、劣化が生じていない部分の輝度の値と見做してゼロ点補正を行うことで、太陽光の影響を排除することができる。
(Photographed in the presence of sunlight)
In the present embodiment described above, an example in which the blade image is captured at night has been described, but the image may be captured in the morning, daytime, or the like. In this case, it is preferable to eliminate the influence of sunlight by performing luminance correction. As a correction method, there is a zero-point correction in which the luminance value of a portion where deterioration does not occur is set to zero.
In the wind turbine generator 30 that is properly managed, there are usually parts where no deterioration has occurred (or parts where deterioration has occurred to a negligible degree). Since the light from the light source 40 does not leak in the portion where this deterioration does not occur, it is considered that the blade region has the lowest brightness. Therefore, the influence of sunlight can be eliminated by performing zero-point correction on the assumption that the lowest brightness value in the blade region is the brightness value of the portion where deterioration has not occurred.

(光センサによる検知)
上記した本実施の形態では、ブレード31の外側に漏れた光を、ブレード画像を撮影することにより検出したが、例えば光センサ等を用い、光の漏れが検出されたことに基づいて劣化を検知しても良い。しかしながら、本実施の形態のようにブレード画像を用いることで、ブレード31の各位置において漏れた光の強度を把握することができ、劣化の種類の区別や、劣化領域の特定を行うことができる。
(Detection by optical sensor)
In the present embodiment described above, the light leaking to the outside of the blade 31 is detected by photographing the blade image. You can However, by using the blade image as in the present embodiment, it is possible to grasp the intensity of the light leaked at each position of the blade 31, distinguish the type of deterioration, and identify the deteriorated area. .

(光源40が照射する光)
また、光源40が照射する光の種類は限定されない。例えば、赤外領域の光を照射しても良い。この場合、ドローン20が備えるカメラ21は、赤外領域の光のみを感受するように構成しても良く、撮影された赤外画像をブレード画像として用いることで、劣化の検知を行うことができる。また例えば、光源40により紫外領域の光を照射し、カメラ21が紫外領域の光のみを感受するように構成しても良い。ただし、例えば外皮311や塗膜312等に樹脂系の材料を含む場合、紫外領域の光が樹脂系の材料を劣化させる恐れがある。したがって、光源40からの光が照射され得る部分に樹脂系の材料を含む場合には、可視光や赤外光を用いることが好ましい。
(Light emitted by light source 40)
Also, the type of light emitted by the light source 40 is not limited. For example, light in the infrared region may be irradiated. In this case, the camera 21 provided in the drone 20 may be configured to receive only light in the infrared region, and deterioration can be detected by using the captured infrared image as the blade image. . Further, for example, the light source 40 may emit light in the ultraviolet region, and the camera 21 may be configured to sense only the light in the ultraviolet region. However, for example, if the outer skin 311, the coating film 312, or the like contains a resin-based material, the light in the ultraviolet region may deteriorate the resin-based material. Therefore, it is preferable to use visible light or infrared light when a resin-based material is included in a portion that can be irradiated with light from the light source 40 .

(ブレード領域の特定)
さらに、ブレード領域の特定を行わずに、ブレード画像の全体について輝度の情報を取得し、劣化検知を行っても良い。しかしながら、本実施の形態のように、ブレード領域の特定を行い、その領域内のみを検知の対象とすることで、より精度良く補修領域の検出等を行うことができる。また、検知結果の表示に際し、ユーザにとって分かり易い表示を行うことができる。
(identification of blade area)
Furthermore, deterioration detection may be performed by acquiring luminance information for the entire blade image without specifying the blade region. However, as in the present embodiment, by specifying the blade area and detecting only the area within that area, the repair area can be detected with higher accuracy. In addition, when displaying the detection result, it is possible to perform a display that is easy for the user to understand.

(補修時期の予測)
また、劣化検知システム1は、時間の経過に応じた輝度の変化から、補修時期の予測を行っても良い。例えば、上記した本実施の形態では、1週間間隔で輝度の情報が蓄積されるため、経過時間と輝度との関係式を導出することができる。そして、この関係式から、輝度が基準値以上となる時期を算出することで、補修時期が予測できる。
(Prediction of repair time)
Further, the deterioration detection system 1 may predict the timing of repair based on changes in luminance over time. For example, in the present embodiment described above, since luminance information is accumulated at intervals of one week, a relational expression between elapsed time and luminance can be derived. Then, from this relational expression, by calculating the time when the brightness becomes equal to or higher than the reference value, the repair time can be predicted.

(複数の装置による処理)
上記した本実施の形態では、各種データベース(データベース131,132,133)の管理、および、ブレード画像の取得から検知結果の表示までの一連の処理を、単独の情報処理装置(ユーザ端末10)にて行う構成について説明したが、各処理は複数の情報処理装置により分担または協働して行われても良い。例えば、ネットワーク90に接続されたサーバ装置にて、各種データベースの管理、および、ブレード画像の取得から検知結果として表示するための情報の出力までを行い、ユーザ端末10は検知結果の表示のみを行う構成としても良い。またこの場合、ネットワーク90に接続された複数のユーザ端末10において、各種データベースへのアクセスや検知結果の表示を可能にしても良い。
(Processing by multiple devices)
In the present embodiment described above, a single information processing device (user terminal 10) performs a series of processes from management of various databases (databases 131, 132, and 133) and acquisition of blade images to display of detection results. However, each process may be shared or cooperatively performed by a plurality of information processing apparatuses. For example, a server device connected to the network 90 manages various databases, acquires blade images, and outputs information to be displayed as detection results. The user terminal 10 only displays the detection results. It may be configured. Further, in this case, access to various databases and display of detection results may be enabled in a plurality of user terminals 10 connected to the network 90 .

(劣化検知方法)
また、上記した本実施の形態は、風力発電装置30の劣化を検知する劣化検知方法としても理解される。より詳しくは、本実施の形態は、風力発電装置30のブレード31の内側へ光を照射し、照射されブレード31の外側へ漏れた光によりブレード31の劣化を検知する劣化検知方法と捉えることができる。
この劣化検知方法は、上記した本実施の形態のようにユーザ端末10にて劣化検知を行うものに限定されない。例えば、ブレード31の外側に漏れた光を、ユーザが目視することにより、劣化検知を行っても良い。この場合、ブレード31の内側に照射される光が可視光であることにより、肉眼でも検知を行うことができる。
(Deterioration detection method)
Further, the present embodiment described above can also be understood as a deterioration detection method for detecting deterioration of the wind turbine generator 30 . More specifically, this embodiment can be regarded as a deterioration detection method of irradiating the inside of the blades 31 of the wind turbine generator 30 with light and detecting the deterioration of the blades 31 from the irradiated light leaking to the outside of the blades 31. can.
This deterioration detection method is not limited to the deterioration detection performed by the user terminal 10 as in the present embodiment described above. For example, deterioration may be detected by the user's visual observation of the light leaking out of the blade 31 . In this case, since the light irradiated to the inside of the blade 31 is visible light, detection can be performed with the naked eye.

1…劣化検知システム、10…ユーザ端末、11…制御部、20…ドローン、21…カメラ、30…風力発電装置、31…ブレード、40…光源、112…ブレード画像取得部、113…ブレード領域特定部、114…輝度情報取得部、115…劣化検知部、310…部材、311…外皮、312…塗膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Degradation detection system 10... User terminal 11... Control part 20... Drone 21... Camera 30... Wind turbine generator 31... Blade 40... Light source 112... Blade image acquisition part 113... Blade area specification Unit 114 Luminance information acquisition unit 115 Deterioration detection unit 310 Member 311 Outer skin 312 Coating film

請求項1に係る発明は、風力発電装置のブレードの内側へ光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射され前記ブレードの外側へ漏れた光により当該ブレードの劣化を検知する検知手段と、を有し、前記検知手段は、前記ブレードの外側へ漏れた光の強度により前記ブレードの劣化を検知することを特徴とする、風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項2に係る発明は、前記照射手段は、前記検知手段による検知の際に前記ブレードの内側へ光を照射することを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項3に係る発明は、前記検知手段により検知される前記ブレードの劣化状態は、当該ブレードを構成する部材の厚さの低下であることを特徴とする、請求項に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項4に係る発明は、前記ブレードを前記外側から撮影したブレード画像を取得する取得手段をさらに有し、前記検知手段は、前記照射手段により照射された光が漏れた前記ブレードが撮影されたブレード画像から、当該ブレードの劣化を検知することを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項5に係る発明は、前記検知手段は、前記ブレードにおける前記劣化が生じた劣化領域を前記ブレード画像により特定することを特徴とする、請求項4に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項6に係る発明は、前記照射手段により照射される光は、赤外光であることを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システムである。
請求項7に係る発明は、風力発電装置の劣化を検知する劣化検知方法であって、前記風力発電装置のブレードの内側へ光を照射し、照射され前記ブレードの外側へ漏れた光の強度により当該ブレードの劣化を検知することを特徴とする劣化検知方法である。
請求項8に係る発明は、前記ブレードの内側へ照射される光は、可視光であることを特徴とする、請求項7に記載の劣化検知方法である。
請求項9に係る発明は、風力発電装置のブレードであって、内側に空洞を有する外皮と、前記外皮により形成される前記空洞に光を照射する光源と、を有し、前記光源により照射され前記外皮の外側に漏れた光の強度により劣化が検知されることを特徴とするブレードである。
請求項10に係る発明は、前記外皮よりも外側に設けられ、当該外皮が透過した光を減衰させる塗膜をさらに備え、前記外皮の外側かつ前記塗膜の外側に漏れた光の強度により劣化が検知されることを特徴とする、請求項9に記載のブレードである。
The invention according to claim 1 comprises irradiation means for irradiating the inside of a blade of a wind power generator with light, detection means for detecting deterioration of the blade by the light irradiated by the irradiation means and leaking to the outside of the blade, , wherein the detection means detects deterioration of the blades based on the intensity of light leaked to the outside of the blades .
The invention according to claim 2 is the deterioration detection system for a wind turbine generator according to claim 1, wherein the irradiation means irradiates light to the inner side of the blade when the detection means detects. be.
The invention according to claim 3 is the wind power generator according to claim 1 , wherein the deterioration state of the blade detected by the detection means is a decrease in thickness of a member constituting the blade. deterioration detection system.
The invention according to claim 4 further comprises acquisition means for acquiring a blade image obtained by photographing the blade from the outside, and the detection means detects the blade from which the light irradiated by the irradiation means leaks. 2. A deterioration detection system for a wind power generator according to claim 1, wherein deterioration of a blade is detected from a blade image.
The invention according to claim 5 is the deterioration detection system for a wind power generator according to claim 4, wherein the detecting means identifies a deteriorated region in which the deterioration has occurred in the blade from the blade image. be.
The invention according to claim 6 is the deterioration detection system for a wind power generator according to claim 1, wherein the light irradiated by the irradiation means is infrared light.
The invention according to claim 7 is a deterioration detection method for detecting deterioration of a wind turbine generator, wherein the inside of the blades of the wind turbine generator is irradiated with light, and the intensity of the irradiated light leaking to the outside of the blades is used. A deterioration detection method characterized by detecting deterioration of the blade.
The invention according to claim 8 is the deterioration detection method according to claim 7, wherein the light irradiated to the inside of the blade is visible light.
The invention according to claim 9 is a blade for a wind power generator, comprising an outer skin having a cavity inside, and a light source for irradiating the cavity formed by the outer skin with light, and The blade is characterized in that the deterioration is detected by the intensity of light leaked to the outside of the outer skin .
The invention according to claim 10 further comprises a coating film that is provided outside the outer skin and attenuates light transmitted through the outer skin, and deteriorates due to the intensity of light leaked outside the outer skin and outside the coating film. 10. A blade according to claim 9, characterized in that is sensed .

Claims (10)

風力発電装置のブレードの内側へ光を照射する照射手段と、
前記照射手段により照射され前記ブレードの外側へ漏れた光により当該ブレードの劣化を検知する検知手段と、
を有することを特徴とする、風力発電装置の劣化検知システム。
irradiating means for irradiating light to the inside of the blades of the wind power generator;
detection means for detecting deterioration of the blade by the light irradiated by the irradiation means and leaking to the outside of the blade;
A deterioration detection system for a wind power generator, characterized by comprising:
前記検知手段は、前記ブレードの外側へ漏れた光の強度に基づいて当該ブレードの劣化状態を検知することを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システム。 2. The deterioration detection system for a wind power generator according to claim 1, wherein said detection means detects the deterioration state of said blade based on the intensity of light leaked to the outside of said blade. 前記検知手段により検知される前記ブレードの劣化状態は、当該ブレードを構成する部材の厚さの低下であることを特徴とする、請求項2に記載の風力発電装置の劣化検知システム。 3. The deterioration detection system for a wind power generator according to claim 2, wherein the deterioration state of said blade detected by said detection means is a decrease in thickness of a member constituting said blade. 前記ブレードを前記外側から撮影したブレード画像を取得する取得手段をさらに有し、
前記検知手段は、前記照射手段により照射された光が漏れた前記ブレードが撮影されたブレード画像から、当該ブレードの劣化を検知する
ことを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システム。
further comprising acquisition means for acquiring a blade image obtained by photographing the blade from the outside;
2. Deterioration of the wind turbine generator according to claim 1, wherein the detection means detects deterioration of the blade from a blade image in which the blade leaking the light irradiated by the irradiation means is captured. detection system.
前記検知手段は、前記ブレードにおける前記劣化が生じた劣化領域を前記ブレード画像により特定することを特徴とする、請求項4に記載の風力発電装置の劣化検知システム。 5. The deterioration detection system for a wind turbine generator according to claim 4, wherein said detection means identifies a deteriorated region in said blade in which said deterioration has occurred from said blade image. 前記照射手段により照射される光は、赤外光であることを特徴とする、請求項1に記載の風力発電装置の劣化検知システム。 2. The deterioration detection system for a wind turbine generator according to claim 1, wherein the light emitted by said irradiation means is infrared light. 風力発電装置の劣化を検知する劣化検知方法であって、
前記風力発電装置のブレードの内側へ光を照射し、
照射され前記ブレードの外側へ漏れた光により当該ブレードの劣化を検知する
ことを特徴とする劣化検知方法。
A deterioration detection method for detecting deterioration of a wind power generator,
irradiating the inside of the blade of the wind power generator with light,
A deterioration detection method, comprising detecting deterioration of a blade by means of light irradiated and leaking to the outside of the blade.
前記ブレードの内側へ照射される光は、可視光であることを特徴とする、請求項7に記載の劣化検知方法。 8. The deterioration detection method according to claim 7, wherein the light irradiated to the inside of said blade is visible light. 風力発電装置のブレードであって、
内側に空洞を有する外皮と、
前記外皮により形成される前記空洞に光を照射する光源と、
を有することを特徴とするブレード。
A blade of a wind turbine generator,
an outer skin having a cavity inside;
a light source that illuminates the cavity formed by the skin;
A blade comprising:
前記外皮は、前記光源が照射する光の少なくとも一部を透過するように構成され、
前記外皮よりも外側に設けられ、当該外皮が透過した光を減衰させる塗膜をさらに備えること
を特徴とする、請求項9に記載のブレード。
The outer skin is configured to transmit at least part of the light emitted by the light source,
10. The blade according to claim 9, further comprising a coating provided outside the outer skin and attenuating light transmitted through the outer skin.
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