KR20140108413A - 풍력블레이드 열화상 검사장치, 검사방법 및 분석시스템 - Google Patents

풍력블레이드 열화상 검사장치, 검사방법 및 분석시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍력블레이드 열화상 검사장치, 검사방법 및 분석시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 풍력블레이드의 열화상 검사장치에 있어서, 풍력블레이드와 특정간격 이격되어 배치되고, 가로지지대와 세로지지대가 외곽을 형성하는 상하프레임; 상하프레임에 설치되어 이동되는 거치대; 거치대에 설치되어 거치대 상에서 이동되며 풍력블레이드에 광을 주사하는 램프; 거치대에 설치되어 거치대 상에서 이동되며 풍력블레이드의 광 적외선 열화상을 촬상하는 열화상 카메라; 상하프레임이 하부에 구비되는 베이스; 및 거치대를 상하프레임 기준으로 좌우 방향, 상하방향 및 전후방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 거치대 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치에 관한 것이다.

Description

풍력블레이드 열화상 검사장치, 검사방법 및 분석시스템{Infrared thermography system and method for wind blade}
본 발명은 풍력블레이드 열화상 검사장치, 검사방법 및 분석시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 풍력블레이드의 거치형태에 구애받지않고, 열화상카메라의 위치와 각도, 램프의 위치와 각도 및 초음파 가진부의 위치와 각도 조절이 가능하면서 초음파 적외선 열화상과 광 적외선 열화상 검사를 동시에 수행할 수 있는 풍력블레이드 열화상 검사 장치에 대한 것이다.
일반적으로 적외선 열화상 기술(Infrared Thermography)은 대상체의 표면 복사에너지를 검출하고 이를 온도로 환산하여 실시간으로 영상을 제공하는 기술이다.이와 같은 적외선 열화상 기술은 물체의 표면 온도 변화를 비접촉, 비파괴, 실시간 측정이 가능하여 재료의 열적특성평가, 열화진단, 결함검사, 체열측정을 통한 의료진단 등의 다양한 분야에 활용되고 있다.
이러한 열화상 검사 장치는 최근 풍력발전기의 날개에 해당하는 풍력블레이드의 결함을 분석하기 위해서 사용되어 지고 있다. 도 1a는 수평으로 거치된 풍력블레이드(1) 열화상 검사장치(2)의 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 1b는 수직으로 거치된 풍력블레이드(1) 열화상 검사장치(2)의 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 종래 풍력블레이드 열화상 검사 장치의 구성을 나타낸 모식도를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 열화상 검사장치는 크게 적외선 열화상을 실시간으로 측정하는 열화상 카메라(30)와 측정된 데이터를 기반으로 풍력블레이드(1)의 결함을 분석하는 분석장치(50), 풍력블레이드(1)에 광을 조사하기 위한 램프(20) 등을 포함하고 있다. 풍력블레이드(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 단열챔버 내에 거치되어 짐을 알 수 있다. 그러나, 정확한 적외선 열화상을 획득하기 위해서는 풍력블레이드(1)의 거치형태에 따라 열화상 카메라(30)의 위치와 램프(20)에 의한 광의 조사각도가 변화되어야 한다. 즉, 도 1a과 도 1b에 도시된 바와 같이, 풍력블레이드(1)가 수직으로 거치된 경우의 검사장치와 수평으로 거치된 경우의 검사장치가 서로 다르게 구성되어야 하는 문제가 존재하였다.
따라서 풍력블레이드의 위치, 거치 형태에 구애 없이 적용가능한 풍력블레이드 열화상 검사장치가 요구되었다.
대한민국 공개특허 제2011-0075582호 대한민국 공개특허 제2011-0035335호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면 수평 거지 또는 수직 거치된 풍력블레이드의 결함 검출이 모두 가능한 열화상 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
카메라 구동부와 초음파 구동부를 구비하여 지지틀 상에서 열화상 측정이 적합한 위치로 열화상 카메라와 초음파 가진부를 이동시킬 수 있어 풍력블레이드의 형상, 거치형태, 거치 위치에 구애 없이 초음파 적외선 열화상과 광 적외선 열화상 검사를 동시에 수행할 수 있는 열화상 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 카메라 측정부를 구비하여 실시간으로 열화상 카메라와 풍력블레이드 간의 거리와 촬상각도를 측정, 제어할 수 있고, 램프 측정부를 구비하여 실시간으로 램프와 풍력블레이 간의 거리 및 주사각도를 측정, 제어할 수 있는 열화상 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제1목적은 풍력블레이드의 열화상 검사장치에 있어서, 풍력블레이드와 특정간격 이격되어 배치되고, 가로지지대와 세로지지대가 외곽을 형성하는 상하프레임; 상하프레임에 설치되어 이동되는 거치대; 거치대에 설치되어 거치대 상에서 이동되며 풍력블레이드에 광을 주사하는 램프; 거치대에 설치되어 거치대 상에서 이동되며 풍력블레이드의 광 적외선 열화상을 촬상하는 열화상 카메라; 상하프레임이 하부에 구비되는 베이스; 및 거치대를 상하프레임 기준으로 좌우 방향, 상하방향 및 전후방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 거치대 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치로서 달성될 수 있다.
상하프레임을 스크류방식, LM가이드 방식 및 기어 방식으로 상하이동시키는 프레임구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
베이스의 하단 일측에 구비되는 휠 및 휠 브레이크장치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
열화상 카메라를 거치대 상에서 이동시키는 카메라 구동부; 및 열화상 카메라의 촬상각도를 조절하는 카메라 각도조절부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
열화상카메라에 구비되어 풍력블레이드와 열화상카메라와의 거리 및 촬상각도를 측정하는 카메라 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
램프를 거치대 상에서 이동시키는 램프 구동부; 및 램프에서 발생되는 광의 주사각도를 조절하는 램프 각도조절부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
램프에 구비되어 풍력블레이드와 램프와의 거리 및 주사각도를 측정하는 램프 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
측정부는 레이저측정기로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
거치대 구동부를 제어하여 거치대의 위치를 조절 및 변경하고, 카메라 측정부에서 측정된 데이터를 기반으로 카메라구동부와 카메라 각도조절부를 제어하며, 램프 측정부에서 측정된 데이터를 기반으로 램프구동부와 램프 각도조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 풍력블레이드의 열화상 검사방법에 있어서, 검사대상인 풍력블레이드와 특정간격 이격되도록 베이스에 장착된 휠을 통해 풍력블레이드 검사장치를 이동시키는 단계; 제어부에 의해 거치대 구동부가 구동되어 설정된 위치로 거치대가 이동되고, 카메라 구동부가 구동되어 열화상 카메라가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계; 거치대에 설치된 램프에 의해 풍력블레이드로 광이 조사되는 단계; 및 열화상 카메라가 광이 조사되는 풍력블레이드의 광 적외선 열화상을 실시간으로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법으로서 달성될 수 있다.
제어부에 의해 램프 구동부가 구동되어 램프가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계를 더 포함하고, 제어부는, 열화상카메라에 구비되어 풍력블레이드와 열화상카메라와의 거리 및 촬상각도를 측정하는 카메라 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계와 램프에 구비되어 풍력블레이드와 램프와의 거리 및 주사각도를 측정하는 램프 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 제어부는 데이터를 기반으로 카메라 구동부를 구동시켜 열화상 카메라의 위치를 변경하는 단계 및 데이터를 기반으로 램프 구동부를 구동시켜 램프의 위치를 변경하는 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제어부에 의해 카메라 각도조절부가 제어되어 열화상 카메라의 촬상각도가 조절되는 단계; 및 제어부에 의해 램프 각도조절부가 제어되어 램프의 조사각도가 조절되는 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은 풍력블레이드의 열화상 검사장치에 있어서, 풍력블레이드와 특정간격 이격되어 배치되고, 가로지지대와 세로지지대가 외곽을 형성하는 상하프레임; 상하프레임에 설치되어 이동되는 거치대; 거치대에 설치되어 램프 구동부에 의해 거치대 상에서 이동되며 풍력블레이드에 광을 주사하는 램프; 거치대에 설치되어 초음파 구동부에 의해 거치대 상에서 이동되며 풍력브레이드에 초음파를 주사하는 초음파 가진부; 거치대에 설치되어 거치대 상에서 이동되며 풍력블레이드의 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 촬상하는 열화상 카메라; 상하프레임이 하부에 구비되는 베이스; 및 거치대를 상하프레임 기준으로 좌우 방향, 상하방향 및 전후방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 거치대 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치으로서 달성될 수 있다.
초음파를 발생시키는 초음파발생부와 초음파발생부에서 발생된 초음파의 광량을 조절하여 초음파 가진부로 초음파를 주사하는 광량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
초음파가진부에서 발생되는 초음파의 주사각도를 조절하는 초음파 각도조절부; 및 초음파가진부에 구비되어 풍력블레이드와 초음파가진부와의 거리 및 주사각도를 측정하는 초음파 측정부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제4목적은 풍력블레이드의 열화상 검사방법에 있어서, 검사대상인 풍력블레이드와 특정간격 이격되도록 베이스에 장착된 휠을 통해 풍력블레이드 검사장치를 이동시키는 단계; 제어부에 의해 거치대 구동부가 구동되어 설정된 위치로 거치대가 이동되고, 카메라 구동부가 구동되어 열화상 카메라가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되며, 초음파구동부가 구동되어 설정된 위치로 초음파가진부가 이동되는 단계; 거치대에 설치된 램프에 의해 풍력블레이드로 광이 조사되고, 초음파가진부에 의해 풍력블레이드로 초음파가 주사되는 단계; 및 열화상 카메라가 광과 초음파가 조사되는 풍력블레이드의 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 실시간으로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법으로서 달성될 수 있다.
제어부에 의해 램프 구동부가 구동되어 램프가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계과 초음파 구동부가 구동되어 초음파가진부가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계를 더 포함하고, 제어부는, 열화상카메라에 구비되어 풍력블레이드와 열화상카메라와의 거리 및 촬상각도를 측정하는 카메라 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계, 램프에 구비되어 풍력블레이드와 램프와의 거리 및 주사각도를 측정하는 램프 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계 및 초음파가진부에 구비되어 풍력블레이드와 초음파가진부와의 거리 및 주사각도를 측정하는 초음파 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 제어부는 데이터를 기반으로 카메라 구동부를 구동시켜 열화상 카메라의 위치를 변경하는 단계, 데이터를 기반으로 램프 구동부를 구동시켜 램프의 위치를 변경하는 단계 및 데이터를 기반으로 초음파 구동부를 구동시켜 초음파 가진부의 위치를 변경하는 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제어부에 의해 카메라 각도조절부가 제어되어 열화상 카메라의 촬상각도가 조절되는 단계; 제어부에 의해 램프 각도조절부가 제어되어 램프의 조사각도가 조절되는 단계; 및 제어부에 의해 초음파 각도조절부가 제어되어 초음파가진부의 조사각도가 조절되는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제5목적은 컴퓨터에 의해 판독되어 앞서 언급한 제2목적과 제4목적에 따른 측정방법을 실행하기 위한 프로그램 코드가 기록된 기록매체로서 달성될 수 있다.
본 발명의 제6목적은 풍력블레이드 열화상 분석시스템에 있어서, 앞서 언급한 본 발명의 제1목적 및 제3목적에 따른 풍력블레이드 열화상 검사장치; 열화상 검사장치의 열화상 카메라로부터 촬상된 데이터를 분석하여 풍력블레이드의 결함을 분석하는 분석장치; 및 열화상 검사장치에 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하고, 분석장치는 열화상 검사장치의 베이스 일측에 구비되거나, 무선 네트워크를 통해 연결되어 지는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 분석시스템으로서 달성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수평 거지 또는 수직 거치된 풍력블레이드의 결함 검출이 모두 가능하도록, 카메라 구동부와 초음파 구동부를 구비하여 지지틀 상에서 열화상 측정이 적합한 위치로 열화상 카메라와 초음파 가진부를 이동시킬 수 있어 풍력블레이드의 형상, 거치형태, 거치 위치에 구애 없이 초음파 적외선 열화상과 광 적외선 열화상 검사를 동시에 수행할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 카메라 측정부를 구비하여 실시간으로 열화상 카메라와 풍력블레이드 간의 거리와 촬상각도를 측정, 제어할 수 있고, 램프 측정부를 구비하여 실시간으로 램프와 풍력블레이 간의 거리 및 주사각도를 측정, 제어할 수 있는 효과를 갖는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1a는 수평으로 거치된 풍력블레이드 열화상 검사장치의 사시도,
도 1b는 수직으로 거치된 풍력블레이드 열화상 검사장치의 사시도,
도 2는 종래 풍력블레이드 열화상 검사장치의 구성을 나타낸 모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템의 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템의 정면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템의 측면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드가 수직으로 거치된 상태에서의 풍력블레이드 열화상 분석시스템의 사시도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템의 제어부에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 검사장치 및 열화상 분석 시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)은 열화상 검사장치의 구성을 전부 그대로 포함하고 있으므로 분석시스템(100)을 중심으로 설명하도록 한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 정면도를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 측면도를 도시한 것이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드가 수직으로 거치된 상태에서의 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 사시도를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)은 풍력블레이드와 특정간격 이격되어 배치되고, 가로지지대(11)와 세로지지대(12)가 외곽을 형성하는 상하프레임(10); 상하프레임(10)에 설치되어 이동되는 거치대(70); 거치대(70)에 설치되어 램프 구동부(60-2)에 의해 거치대(70) 상에서 이동되며 풍력블레이드에 광을 주사하는 램프(20); 거치대(70)에 설치되어 초음파 구동부(60-3)에 의해 거치대(70) 상에서 이동되며 풍력브레이드에 초음파를 주사하는 초음파 가진부(40); 거치대(70)에 설치되어 거치대(70) 상에서 이동되며 풍력블레이드의 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 촬상하는 열화상 카메라(30); 상하프레임(10)이 하부에 구비되는 베이스(14); 및 거치대(70)를 상하프레임(10) 기준으로 좌우 방향, 상하방향 및 전후방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 거치대 구동부(71) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 상하프레임(10)은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 사각형 틀 형태로서 전방 일측으로 거치대(70)가 설치되어 짐을 알 수 있다. 이러한 거지대는 거치대구동부(71)에 의해 상하프레임(10)의 세로지지대(12) 내측면에 형성된 가이드 레일을 따라 상하로 이동될 수 있는 구조를 갖는다. 이러한 도 3 내지 도 6에 도시된 이동 구조는 하나의 실시예를 제시한 것일 뿐 거치대(70)를 이동시킬 수 있는 구도라면 그 구체적인 실시예의 구조로 본 발명의 권리범위를 제한해석하여서는 아니될 것이다.
거치대(70)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 가이드레일로 구성될 수 있으며, 이러한 거치대(70) 상부로 구동부(60)가 구비되게 됨을 알 수 있다. 이러한 구동부(60)는 거치대(70)에 거치되는 초음파가진부(40)와 램프(20) 및 열화상 카메라(30)를 일체로 전후방으로 이동시키도록 구성될 수도 있고, 각각이 별도의 가이드 레일을 갖고, 카메라 구동부(60-1), 램프 구동부(60-2) 및 초음파 구동부(60-3)를 구비하여 각자 독립적으로 이동되도록 구성될 수도 있다.
또한, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 거치대(70)를 구성하는 2개의 가이드 레일 각각에 구비된 구동부(60)를 동시에 관통하도록 구비되는 바를 포함하고 있음을 알 수 있다. 이러한 구동부(60)는 이러한 바를 좌우로 이동시켜, 바에 설치된 초음파가진부(40), 램프(20) 및 열화상카메라(30)를 좌우로 이동시킬 수 있게 된다. 도 3 내지 도 6에 도시된 초음파가진부(40), 램프(20) 및 열화상카메라(30)를 좌우로 이동시키는 구조는 하나의 일실시예를 제시한 것일뿐 이러한 구체적인 구조로 본 발명의 권리범위를 제한 해석해서는 아니될 것이다.
또한, 이러한 바는 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 2개 또는 3개로 구성되어, 각각의 바마다, 열화상카메라(30), 램프(20), 초음파 가진부(40)가 구비되어 각각의 바가 거치대(70) 상에서 이동되어 열화상카메라(30), 램프(20), 초음파 가진부(40)간의 거리를 조절할 수 있게 된다. 또한, 각각의 바는 복수로 스크류 등으로 연결되어 길이방향으로 길이를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 거치대(70)는 프레임과 힌지 등으로 연결되어 전후방 축을 기준으로 회동가능한 구조로 구성된다. 또한, 거치대 회전수단(72)을 구비하여 제어부(90)에 의해 제어되어 거치대의 각도를 조절할 수 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 바 일측에는 열화상 카메라(30), 초음파 가진부(40) 및 램프(20)가 설치되어 짐을 알 수 있다. 또한, 바와 열화상카메라(30)의 사이에는 카메라 각도 조절부(31)가 구비되어 열화상카메라(30)의 촬상각도를 조절할 수 있다. 이러한 카메라 각도조절부(31)는 볼헤드 등으로 구성될 수 있고, 볼헤드와 카메라 각도조절부 사이에는 전후방 방향으로 가이드가 설치되어 열화상 카메라(30) 독립적으로 전후방으로 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고, 바와 램프(20) 사이에는 램프 각도 조절부(21)가 구비되어 풍력블레이드로 주사되는 광의 주사각도를 조절할 수 있게 된다. 마찬가지로, 초음파 가진부(40)와 바 사이에도 초음파 각도 조절부(41)가 구비되어 풍력블레이드로 주사되는 초음파의 각도를 조절할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 열화상카메라(30) 일측에는 카메라 측정부(32)가 구비되어, 검사의 대상인 풍력블레이드와 열화상카메라(30)와의 거리 및 촬상각도를 실시간으로 측정할 수 있게 된다. 그리고, 램프(20) 역시 일측에 램프측정부(22)를 구비하여 검사의 대상인 풍력블레이드와 램프(20)와의 거리 및 광 주사각도를 실시간으로 측정할 수 있다. 마찬가지로 초음파 가진부(40) 일측에도 초음파 측정부(42)를 구비하여 풍력블레이드와 초음파 가진부(40)와의 거리와 초음파 주사각도를 실시간으로 측정하도록 구성될 수 있다. 구체적 실시예에서 이러한 측정부(22, 32, 42)는 초음파 측정기를 사용하였다.
또한, 램프와 램프측정부(42) 사이, 열화상카메라(30)와 카메라측정부(32) 그리고, 초음파가진부(40)와 초음파 측정부 사이 각각에도 측정부 각도조절부(73)를 구비하여 측정부의 각도를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 상하프레임(10)의 후방 측에는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스(14)가 설치될 수 있다. 이러한 베이스(14) 내에는 분석장치(50), 전원공급부(52) 및 디스플레이부(51) 등이 설치되어 질 수 있다.
따라서, 베이스(14) 내에 분석장치(50)와 디스플레이부(51)가 구비되는 경우, 사용자는 실시간으로 검사 대상인 풍력블레이드의 검사 결과를 확인할 수 있게 된다. 이러한 분석장치(50)는 열화상 카메라(30)에서 촬상된 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 분석하여 검사대상인 풍력블레이드의 결함을 분석하게 된다. 이러한 분석장치(50)는 베이스(14) 내에 설치되어질 수도 있고, 인터넷 등의 무선네트워크를 통해 무선으로 연결되어 질 수도 있다.
그리고, 베이스(14) 내에 설치되는 전원공급부(52)는 후에 설명되는 제어부(90)와 구동부(60), 각도조절부(21, 31, 41) 등에 전력을 공급하게 되며, 발전기를 통한 전원공급을 받을 수도 있고, 외부 전원과 연결되어 배터리에 충전되는 방식으로 전력을 공급할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 상하프레임(10)의 하단에는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 휠(13)이 장착될 수 있다. 이러한 휠(13)은 우레탄, 튜브고무, 궤도 등으로 구성될 수 있고, 분석시스템(100)을 고정시켜야 할 경우를 대비하여 브레이크 장치가 설치되어 질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석시스템(100)의 제어부(90)에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(90)는 거치대구동부(71), 카메라구동부(60-1), 램프구동부(60-2), 초음파구동부(60-3), 열화상카메라(30), 카메라 각도조절부(31), 램프 각도조절부(21), 초음파 각도조절부(41)를 총괄적으로 제어하게 됨을 알 수 있다.
또한, 제어부(90)는 앞서 언급한 카메라 측정부(32)에서 측정된 열화상 카메라(30)와 풍력블레이드와의 거리 및 촬상각도 데이터를 기반으로 거치대구동부(71)와 카메라구동부(60-1) 및 카메라 각도조절부(31)를 제어하여 열화상 카메라(30)의 자세 및 위치를 조절할 수 있다.
그리고, 제어부(90)는 앞서 언급한 램프 측정부(22)에서 측정된 램프(20)와 풍력블레이드와의 거리 및 광 주사각도 데이터를 기반으로 거치대구동부(71)와 램프구동부(60-2) 및 램프 각도조절부(21)를 제어하여 램프(20)의 자세 및 위치를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(90)는 앞서 언급한 초음파 측정부(42)에서 측정된 초음파 가진부(40)와 풍력블레이드와의 거리 및 초음파 주사각도 데이터를 기반으로 거치대구동부(71)와 초음파 구동부(60-3) 및 초음파 각도조절부(41)를 제어하여 초음파 가진부(40)의 자세 및 위치를 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석 방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 열화상 분석 방법은 앞서 언급한 열화상 분석 시스템(100)을 이용한 것이다. 먼저, 그리고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 제어부(90)는 앞서 설명한 바와 같이, 분석시스템(100)을 구성하는 열화상 카메라(30), 거치대 구동부(71), 초음파 구동부(60-3), 카메라 구동부(60-1), 램프 구동부(60-2), 램프 각도조절부(21), 카메라 각도조절부(31), 초음파 각도조절부(41) 등을 총괄적으로 제어하게 된다. 즉, 제어부(90)는 열화상 카메라(30)가 이동될 위치를 설정하게 되고, 거치대구동부(71), 카메라 구동부(60-1)를 구동시켜 열화상 카메라(30)가 설정된 위치로 이동되도록 제어하게 된다. 또한, 제어부(90)는 초음파 가진부(40)가 이동될 위치를 설정하고 초음파 구동부를 구동시켜 초음파 가진부(40)가 설정된 위치로 이동되도록 제어하게 된다.
또한, 제어부(90)는 풍력블레이드에 조사될 광의 각도를 설정하고, 램프 각도조절부(21)를 구동하여 램프(20)가 설정된 각도로 광을 조사할 수 있도록 제어하게 되고, 열화상 카메라(30)의 촬상 각도를 설정하고 카메라 각도조절부(31)를 구동하여 열화상 카메라(30)가 설정된 각도로 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 측정할 수 있도록 제어하게 된다. 또한, 풍력블레이드에 조사될 초음파의 주사각도를 설정하고, 초음파 각도조절부(41)를 구동하여 초음파가진부(40)가 설정된 각도로 초음파를 조사할 수 있도록 제어하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 풍력블레이드 열화상 분석 방법은 먼저, 블레이드 블레이드 거치대에 풍력블레이드(1)를 거치시키게 된다(S10). 그리고, 상하프레임(10) 하단에 구비된 휠(13)에 의해 풍력블레이드 분석 시스템(100)을 이동시켜 풍력블레이드(1)와 특정간격 이격되도록 위치시키게 된다(S20).
그리고, 제어부(90)는 풍력블레이드(1)의 거치형태를 고려하여 열화상 측정에 적합한 열화상 카메라(30)의 위치, 각도, 초음파 가진부(40)의 위치, 각도 그리고, 램프(20)의 위치와 각도를 설정하게 된다.
그리고, 제어부(90)에 의해 거치대 구동부(71)와 카메라 구동부(60-1)가 구동되어 설정된 위치로 열화상카메라(30)가 이동되고, 초음파 구동부(60-3)가 구동되어 설정된 위치로 초음파 가진부(40)가 이동되게 되며, 램프 구동부(60-2)가 구동되어 설정된 위치로 램프(20)가 이동되게 된다(S30, S40).
또한, 제어부(90)에 의해 카메라 각도조절부(31)가 구동되어 설정된 각도로 열화상 카메라(30)가 촬상할 수 있도록 하고, 램프 각도조절부(21)가 구동되어 설정된 각도로 램프(20)가 광을 주사할 수 있도록 하고, 초음파 각도조절부(41)가 구동되어 설정된 각도로 초음파가 가진될 수 있도록 한다.
그리고, 거치대(70)에 설치된 램프(20)에 의해 풍력블레이드(1)로 광이 조사되고, 초음파가진부(40)에 의해 풍력블레이드(1)로 초음파가 주사되게 된다(S50). 또한, 열화상카메라(30)는 광과 초음파가 조사되는 풍력블레이드(1)의 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 실시간으로 측정하게 된다(S60). 그리고, 분석장치(50)는 열화상 카메라(30)에서 측정된 데이터를 기반으로 풍력블레이드(1)의 물리적 파라미터와 결함 등을 분석하게 된다(S70).
그리고, 휠(13)에 의해 분석시스템(100)을 풍력블레이드(1)의 길이방향으로 소정속도로 이동시키면서, 풍력블레이드(1) 전체를 분석하게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:풍력블레이드
2:종래 풍력블레이드 열화상 검사장치
10:상하프레임
11:가로지지대
12:세로지지대
13:휠
14:베이스
20:램프
21:램프 각도조절부
22:램프 측정부
30:열화상 카메라
31:카메라 각도조절부
32:카메라 측정부
40:초음파 가진부
41:초음파 각도조절부
42:초음파 측정부
50:분석장치
51:디스플레이부
52:전원공급부
60:구동부
60-1:카메라 구동부
60-2:램프 구동부
60-3:초음파 구동부
61:바
70:거치대
71:거치대 구동부
72:거치대 회전수단
73:측정부 각도조절부
90:제어부
100:풍력블레이드 열화상 분석 시스템

Claims (20)

  1. 풍력블레이드의 열화상 검사장치에 있어서,
    상기 풍력블레이드와 특정간격 이격되어 배치되고, 가로지지대와 세로지지대가 외곽을 형성하는 상하프레임;
    상기 상하프레임에 설치되어 이동되는 거치대;
    상기 거치대에 설치되어 상기 거치대 상에서 이동되며 상기 풍력블레이드에 광을 주사하는 램프;
    상기 거치대에 설치되어 상기 거치대 상에서 이동되며 상기 풍력블레이드의 광 적외선 열화상을 촬상하는 열화상 카메라;
    상기 상하프레임이 하부에 구비되는 베이스; 및
    상기 거치대를 상기 상하프레임 기준으로 좌우 방향, 상하방향 및 전후방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 거치대 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상하프레임을 스크류방식, LM가이드 방식 및 기어 방식으로 상하이동시키는 프레임구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스의 하단 일측에 구비되는 휠 및 휠 브레이크장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열화상 카메라를 상기 거치대 상에서 이동시키는 카메라 구동부; 및
    상기 열화상 카메라의 촬상각도를 조절하는 카메라 각도조절부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 열화상카메라에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 열화상카메라와의 거리 및 촬상각도를 측정하는 카메라 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 램프를 상기 거치대 상에서 이동시키는 램프 구동부; 및
    상기 램프에서 발생되는 광의 주사각도를 조절하는 램프 각도조절부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 램프에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 램프와의 거리 및 주사각도를 측정하는 램프 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  8. 제 5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 측정부는 레이저측정기로 구성되고,
    측정부의 각도를 조절하는 측정부 각도조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 거치대 구동부를 제어하여 상기 거치대의 위치를 조절 및 변경하고,
    상기 카메라 측정부에서 측정된 데이터를 기반으로 상기 카메라구동부와 상기 카메라 각도조절부를 제어하며,
    상기 램프 측정부에서 측정된 데이터를 기반으로 상기 램프구동부와 상기 램프 각도조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 거치대를 회전시키는 거치대 회전수단을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 거치대 회전수단을 제어하여 상기 거치대의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  10. 풍력블레이드의 열화상 검사방법에 있어서,
    검사대상인 풍력블레이드와 특정간격 이격되도록 베이스에 장착된 휠을 통해 풍력블레이드 검사장치를 이동시키는 단계;
    제어부에 의해 거치대 구동부가 구동되어 설정된 위치로 거치대가 이동되고, 카메라 구동부가 구동되어 열화상 카메라가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계;
    상기 거치대에 설치된 램프에 의해 상기 풍력블레이드로 광이 조사되는 단계; 및
    상기 열화상 카메라가 광이 조사되는 상기 풍력블레이드의 광 적외선 열화상을 실시간으로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 램프 구동부가 구동되어 램프가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 열화상카메라에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 열화상카메라와의 거리 및 촬상각도를 측정하는 카메라 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계와 상기 램프에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 램프와의 거리 및 주사각도를 측정하는 램프 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 데이터를 기반으로 상기 카메라 구동부를 구동시켜 상기 열화상 카메라의 위치를 변경하는 단계 및 상기 데이터를 기반으로 상기 램프 구동부를 구동시켜 상기 램프의 위치를 변경하는 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    제어부에 의해 카메라 각도조절부가 제어되어 상기 열화상 카메라의 촬상각도가 조절되는 단계; 및
    상기 제어부에 의해 램프 각도조절부가 제어되어 상기 램프의 조사각도가 조절되는 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법.
  13. 풍력블레이드의 열화상 검사장치에 있어서,
    상기 풍력블레이드와 특정간격 이격되어 배치되고, 가로지지대와 세로지지대가 외곽을 형성하는 상하프레임;
    상기 상하프레임에 설치되어 이동되는 거치대;
    상기 거치대에 설치되어 램프 구동부에 의해 상기 거치대 상에서 이동되며 상기 풍력블레이드에 광을 주사하는 램프;
    상기 거치대에 설치되어 초음파 구동부에 의해 상기 거치대 상에서 이동되며 상기 풍력브레이드에 초음파를 주사하는 초음파 가진부;
    상기 거치대에 설치되어 상기 거치대 상에서 이동되며 상기 풍력블레이드의 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 촬상하는 열화상 카메라;
    상기 상하프레임이 하부에 구비되는 베이스; 및
    상기 거치대를 상기 상하프레임 기준으로 좌우 방향, 상하방향 및 전후방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 거치대 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    초음파를 발생시키는 초음파발생부와 상기 초음파발생부에서 발생된 초음파의 광량을 조절하여 상기 초음파 가진부로 초음파를 주사하는 광량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 초음파가진부에서 발생되는 초음파의 주사각도를 조절하는 초음파 각도조절부; 및
    상기 초음파가진부에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 초음파가진부와의 거리 및 주사각도를 측정하는 초음파 측정부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 검사장치.
  16. 풍력블레이드의 열화상 검사방법에 있어서,
    검사대상인 풍력블레이드와 특정간격 이격되도록 베이스에 장착된 휠을 통해 풍력블레이드 검사장치를 이동시키는 단계;
    제어부에 의해 거치대 구동부가 구동되어 설정된 위치로 거치대가 이동되고, 카메라 구동부가 구동되어 열화상 카메라가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되며, 초음파구동부가 구동되어 설정된 위치로 초음파가진부가 이동되는 단계;
    상기 거치대에 설치된 램프에 의해 상기 풍력블레이드로 광이 조사되고, 상기 초음파가진부에 의해 상기 풍력블레이드로 초음파가 주사되는 단계; 및
    상기 열화상 카메라가 광과 초음파가 조사되는 상기 풍력블레이드의 광 적외선 열화상과 초음파 적외선 열화상을 실시간으로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 램프 구동부가 구동되어 램프가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계과 초음파 구동부가 구동되어 초음파가진부가 설정된 위치로 거치대 상에서 이동되는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 열화상카메라에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 열화상카메라와의 거리 및 촬상각도를 측정하는 카메라 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계, 상기 램프에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 램프와의 거리 및 주사각도를 측정하는 램프 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계 및 상기 초음파가진부에 구비되어 상기 풍력블레이드와 상기 초음파가진부와의 거리 및 주사각도를 측정하는 초음파 측정부에서 측정된 데이터를 수신받는 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 데이터를 기반으로 상기 카메라 구동부를 구동시켜 상기 열화상 카메라의 위치를 변경하는 단계, 상기 데이터를 기반으로 상기 램프 구동부를 구동시켜 상기 램프의 위치를 변경하는 단계 및 상기 데이터를 기반으로 상기 초음파 구동부를 구동시켜 상기 초음파 가진부의 위치를 변경하는 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법.
  18. 제어부에 의해 카메라 각도조절부가 제어되어 상기 열화상 카메라의 촬상각도가 조절되는 단계;
    상기 제어부에 의해 램프 각도조절부가 제어되어 상기 램프의 조사각도가 조절되는 단계; 및
    상기 제어부에 의해 초음파 각도조절부가 제어되어 상기 초음파가진부의 조사각도가 조절되는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드의 열화상 검사방법.
  19. 컴퓨터에 의해 판독되어 제 10항 내지 제 12항 및 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 따른 측정방법을 실행하기 위한 프로그램 코드가 기록된 기록매체.
  20. 풍력블레이드 열화상 분석시스템에 있어서,
    제 1항 내지 제 9항 및 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 풍력블레이드 열화상 검사장치;
    상기 열화상 검사장치의 열화상 카메라로부터 촬상된 데이터를 분석하여 상기 풍력블레이드의 결함을 분석하는 분석장치; 및
    상기 열화상 검사장치에 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하고, 상기 분석장치는 상기 열화상 검사장치의 베이스 일측에 구비되거나, 무선 네트워크를 통해 연결되어 지는 것을 특징으로 하는 풍력블레이드 열화상 분석시스템.
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