WO2018174372A1 - 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템 - Google Patents

표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템 Download PDF

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WO2018174372A1
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surface wave
moving
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sensor
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부정환
양형찬
양영진
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한국에너지종합기술(주)
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    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine blade state measurement method using a surface wave sensor and a state measurement system used therein, and more particularly, by moving the surface wave sensor along the blade and analyzing the defect of the blade through the transmission and reception of the surface wave.
  • Wind turbine blade condition measurement using surface wave sensor that enables easy and economical measurement of blade condition and enables stable and efficient blade condition measurement by moving surface wave sensor using condition measuring device and combined support device.
  • a wind power generator is a device that produces electricity by converting wind kinetic energy into mechanical energy. It is a tower installed on land or at sea, and a nacelle with a generator installed to rotate on top of the tower. It is installed in the nacelle to drive the generator, and includes a rotor having a plurality of blades.
  • the dual blades have the highest frequency of failure and have the most important influence on the wind turbine's power generation efficiency. Component. Therefore, in order to prevent deterioration of power generation efficiency due to contamination and breakage of the blade, operations such as cleaning and maintenance should be performed, and accurate condition diagnosis of the blade is required before performing the above operation.
  • the wind turbine is a large structure, there is a lot of difficulty in diagnosing the state of the blade. Recently, a system capable of automatically diagnosing the state of the blade has been developed, as in the following patent document.
  • the conventional blade diagnosis system diagnoses the blade state by placing a sensor inside the blade and sensing the physical change of the blade, so that diagnosis is possible only after a certain deformation occurs in the blade, making it difficult to diagnose the condition at the early stage of failure. Irrespective of the physical deformation of the blade, there is a problem in that corrosion, foreign matter adhesion, etc., generated on the surface of the blade cannot be diagnosed.
  • the present invention has been made to solve the above problems,
  • An object of the present invention is to provide a wind turbine blade state measuring method and a state measuring system used therein for enabling accurate state measurement through accurate transmission and reception of surface waves.
  • An object of the present invention is to provide a wind turbine blade state measuring method and a state measuring system used therein for smoothly moving the surface wave sensor.
  • the present invention is implemented by the embodiment having the following configuration to achieve the above object.
  • the wind turbine blade state measuring method includes a sensor movement step of allowing the surface wave sensor for measuring the state of the wind turbine blade to be supported by the blade to move along the blade; A surface wave reception step of transmitting and receiving surface waves at a predetermined interval by which the pair of surface wave sensors moved by the sensor movement step are spaced apart; And a defect analysis step of analyzing a defect of the blade by analyzing the electrical signal generated by the surface wave received in the surface wave reception step.
  • the wind turbine blade state measuring system is supported by the blade and move along the blade, the state measuring device for measuring the state of the blade by transmitting and receiving a surface wave; And a coupling support device coupled to and fixed to the blade to support the state measuring device.
  • the present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
  • the present invention has the effect of moving the surface wave sensor along the blade to analyze the defects of the blade through the transmission and reception of the surface wave to accurately and easily and economically measure the state of the blade.
  • the present invention has the effect of enabling a stable and efficient blade state measurement by moving along the blade using the state measuring device and the coupling support device.
  • the present invention has the effect of allowing the easy movement of the state measuring device by being supported by the blade by a circular moving roll.
  • the present invention has the effect of allowing the state of the blade to be measured even at the end of the blade becomes thinner by allowing the surface wave sensor to move separately in a fixed state of the moving roll.
  • the present invention has an effect of allowing the surface wave sensor to be in close contact with the blade to enable accurate state measurement through accurate transmission and reception of surface waves.
  • the present invention has the effect of smoothly moving the surface wave sensor by releasing the pressing on the blade when the surface wave sensor moves.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wind turbine blade state measuring method using a surface wave sensor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the state measurement apparatus moving step of FIG.
  • Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the combined support device moving step of FIG.
  • Figure 4 is a reference diagram for explaining the process of the coupling support device moving step
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the basic signal storage step of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the defect specific step of FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the screen display step of FIG.
  • FIG 8 is a side view of a wind turbine blade state measuring system using a surface wave sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a reference view of the blade from the front for explanation of the operating state of FIG.
  • FIG. 10 is a side cross-sectional view of the state measuring device of FIG.
  • FIG. 11 is a plan view of the state measuring device of FIG.
  • FIG. 12 is a reference diagram for describing an operation of a floating unit of FIG. 10.
  • FIG. 13 is a reference diagram for describing an operating state of the state measuring device of FIG. 8.
  • FIG. 13 is a reference diagram for describing an operating state of the state measuring device of FIG. 8.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the surface wave sensor of FIG.
  • 15 is a reference diagram for explaining the surface wave generator and the surface wave receiver of FIG.
  • 16 is a reference diagram for explaining a surface wave generator and a surface wave receiver according to another embodiment of the present invention.
  • 17 and 18 are reference diagrams for explaining the diagnosis process of the cracks generated in the blade by FIG.
  • 19 is a block diagram showing the configuration of the controller of FIG.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a defect analysis unit of FIG. 19.
  • 21 is a block diagram illustrating a configuration of a screen display unit of FIG. 19.
  • FIG. 22 is a perspective view of the coupling support device of FIG.
  • state measuring device 11 sensor moving unit 11: main moving unit 112: negative moving unit
  • moving part 311 moving part 312: connecting part 313: support rod
  • crimping portion 321 support pressing plate 322: crimping movement rod 323: support
  • a wind turbine blade state measuring method using a surface wave sensor is a surface wave sensor for measuring the state of the wind turbine blade 132
  • Sensor movement step (S1) is supported by the blade (B) to move along the blade (B);
  • the state measuring method measures the state of the blade using surface waves, and detects defects such as cracks, foreign objects, and corrosion, and receives and transmits the surface waves by the surface wave sensors 132 spaced at regular intervals. By analyzing the electrical signal generated by the surface wave to be able to detect the defect of the blade.
  • the state measurement method according to the present invention moves the surface wave sensor 132 along the blade (B) and transmits and receives the surface wave, and accordingly time to install the surface wave sensor 132 by measuring the state of the blade (B) and It is possible to easily and quickly economical state measurement of the blade (B) without the cost.
  • the sensor movement step S1 is a step in which the surface wave sensor 132 moves along the blade B.
  • the surface wave sensor 132 is positioned in a state where the blade B is horizontal to the ground.
  • the surface wave sensor 132 is a pair is formed to contact the upper and lower sides of the blade (B), is supported by the state measuring device (1) to move along the blade (B), the state measuring device ( 1) is coupled to and fixed to the blade B by the coupling support device 3.
  • the surface wave sensor 132 moves along the blade B by the movement of the state measuring device 1 and the coupling support device 3, and thus, the surface movement sensor S132 measures the state of the surface wave sensor 132.
  • the state measuring device moving step (S11) is a step to move the surface wave sensor 132 according to the movement of the state measuring device 1, the state measuring device 1 equipped with the surface wave sensor 132 is a blade (B). ), Preferably to move along the leading edge (L) of the blade.
  • the state measuring device moving step S11 the state measuring device 1 moves at regular intervals along the blade B while the state measuring device 1 is supported by the coupling support device 3, and transmits and receives surface waves at regular intervals. Measure it.
  • the state measuring device moving step (S11) is a main moving step (S111) is moved in accordance with the rotation of the moving roll (111a) is supported by a circular moving roll (111a) of the blade (B) as shown in FIG.
  • the movement roll 111a is a sub-movement step (S112) for moving only the surface wave sensor 132 in a fixed state, and the sensor wave pressing the surface wave sensor 132 to the blade (B) after the surface wave sensor 132 is moved.
  • the main movement step (S111) is a step in which the state measuring device 1 is moved along the blade B by the rotation of the moving roll (111a), the moving roll (111a) as shown in Figure 7 before the blade Supported by the edge (L) to move along the leading edge (L).
  • the sub-movement step (S112) Surface wave sensor (0) by the movement to be made.
  • the sub-movement step (S112) is configured to allow only the surface wave sensor 132 to move in a state in which the moving roll 111a is fixed, and the surface wave by moving the sub-moving housing 112b as described later in the state measurement system. Allow the sensor 132 to move along the blade B.
  • the non-moving housing 112b is moved along the non-moving guide member 112a by a non-moving means 112c such as a cylinder, which will be described later. Therefore, the present invention can enable the blade state measurement through the transmission and reception of the surface wave even at the end of the blade (B) becomes thin.
  • the sensor pressing step S113 when the surface wave sensor 132 is moved at a predetermined interval by the main movement step S111 or the sub-movement step S112, the surface wave sensor 132 has a blade at a point for transmitting and receiving surface waves.
  • the sensor pressing step (S113) is performed by the supply of compressed air by the sensor pressing unit 12 to be described later, the surface wave sensor 132 has a variety of bending by the elastic member 131b to be described later (B) Can be compressed to. Therefore, the sensor pressing step (S113) is to compress the surface wave sensor 132 to efficiently transmit and receive the surface wave, thereby enabling accurate measurement of the blade (B).
  • the pressing release step (S114) is a step of releasing the pressing of the surface wave sensor 132 against the blade (B), the surface wave sensor 132 is pressed by the sensor pressing step (S113) and the surface wave through the transmission and reception of the blade After the state is measured, the crimping is released when the main movement step S111 or the sub-movement step S112 is executed.
  • the pressing release step (S114) is to release the supply of compressed air by the sensor pressing unit 12 to release the compression, through which the surface wave sensor in the main movement step (S111) or sub-movement step (S112) (132) The movement is made smoothly.
  • the coupling support device moving step S12 is a step of moving the coupling support device 3 for coupling and fixing the state measuring device 1 to the blade B.
  • the coupling support device 3 also moves the blade B. Move along.
  • the state measuring device 1 is supported by the coupling support device 3 and moves along the blade B, and the coupling support device 3 also moves along the blade B so that the surface wave sensor for the entire blade B may be 132 to allow a stable movement.
  • Coupling support device 3 is coupled to the blade (B) by the support pressing plate 321 to be described later, is formed to have a unique structure to enable a stable coupling and movement along the blade (B) at the same time.
  • the coupling support device moving step (S12) is a first support pressing plate moving step (S121) for moving the first support pressing plate (321a), and a second support for moving the second support pressing plate (321b) It includes a pressing plate moving step (S122), the first supporting pressing plate moving step (S121) and the second supporting pressing plate moving step (S122) is made alternately, the first supporting pressing plate (321a) and the first One of the two support pressing plates 321b is coupled to the blade B so that only the other supporting pressing plate 321 is separated from the blade B and moved to one side.
  • the first supporting pressing plate moving step S121 and the second supporting pressing plate moving step S122 have the same configuration except for moving the first supporting pressing plate 321a and the second supporting pressing plate 321b. Therefore, it will be described with respect to the second support pressing plate moving step (S122).
  • the second support pressing plate moving step (S122) is a step in which only the second supporting pressing plate 321b moves in a state where the first supporting pressing plate 321a is pressed against the blade B, as shown in FIG. 3.
  • the second support pressing plate separating step (S122a) in which the second supporting pressing plate 321b is separated from the blade B, the fixed frame moving step (S121b) in which the fixing frame 33 moves, and the second connection part 312b are provided.
  • Only the second connecting part moving step (S122c), which is moved separately, and the second supporting pressing plate 321b moved to the blade (B) includes a second supporting pressing plate pressing step (S122d).
  • the second support pressing plate 321b is separated from the blade B in the second supporting pressing plate separating step S122a, as shown in FIG.
  • the fixed frame moving step (S121b) the fixed frame 33 is moved until it reaches the first connector 312a, and then in the second connector moving step (S122c) the second connector 312b is separately 2 is moved along the movable rod 311b to the fixed frame 33, and the second support pressing plate 321b is pressed onto the blade B in the second supporting pressing plate pressing step (S122d).
  • the first support pressing plate moving step S121 is also the first supporting pressing plate separating step S121a, the fixed frame moving step S122b, the first connecting part moving step S121c, and the first supporting pressing plate pressing step S121d. It includes, and as shown in Figure 4 (c) is moved until the fixed frame 33 touches the second connecting portion 312b in a state in which the first support pressing plate 321a is separated, the first connecting portion 312a is separately moved along the first moving rod 311a to the fixed frame 33, and the first supporting pressing plate 321a is pressed again to the blade B.
  • the coupling support device 3 moves along the blade B, and the state measuring device 1 supported thereon moves together to stabilize the state measuring device 1 with respect to the entire blade B. Make it possible to move.
  • the surface wave receiving step (S2) is a step of measuring the state of the blade (B) by transmitting and receiving the surface wave after the surface wave sensor 132 is compressed to the blade (B) by the sensor pressing step (S113), And a surface wave generation step S21 for generating surface waves by the surface wave generator 132a, and a surface wave reception step S22 for receiving surface waves by the surface wave receiver 132b to generate electric signals. Since the surface wave generated in the surface wave generation step S21 and flowing along the surface of the blade B is changed in phase, amplitude, etc. by defects such as foreign matter, cracks, and corrosion, the surface wave received in the surface wave reception step S22. The generated electrical signals can be analyzed to detect blade defects.
  • the surface wave generating step (S21) may include a low frequency generating step (S211) for generating a low frequency of 20 to 50KHz, and a high frequency generating step (S212) for generating a high frequency of 70 to 100KHz, surface wave receiving step (S22) ) May include a low frequency generation step S221 for receiving low frequencies generated in the low frequency generation step S211 and a high frequency reception step S222 for receiving high frequencies generated in the high frequency generation step S212.
  • the surface wave reception step (S2) is to generate a low frequency in the low frequency generation step (S211), and then receive a low frequency in the low frequency generation step (S221) to diagnose the approximate abnormality of the blade, only when the high frequency
  • the surface wave reception step (S2) is to generate a low frequency in the low frequency generation step (S211), and then receive a low frequency in the low frequency generation step (S221) to diagnose the approximate abnormality of the blade, only when the high frequency
  • generating a high frequency in the generation step (S212) to receive a high frequency in the high frequency reception step (S222) it is possible to perform a precise diagnosis of the defect, thereby reducing the power consumed to measure the state.
  • the surface wave reception step (S2) can be performed so that only the low frequency generation step (S211) and low frequency generation step (S221), the low frequency generation unit in the low frequency generation step (S221) of the low frequency generated in the low frequency generation step (S211)
  • the surface wave reception step (S2) can be performed so that only the low frequency generation step (S211) and low frequency generation step (S221), the low frequency generation unit in the low frequency generation step (S221) of the low frequency generated in the low frequency generation step (S211)
  • the defect analysis step (S3) is a step of specifying the defect of the blade (B) by using the electrical signal generated in the surface wave receiving step (S22), the electrical signal information generated by the steady state and each defect without the blade
  • the blade defect is identified using the basic signal storage step (S31) for storing the signal, the electrical signal information stored in the basic signal storage step (S31), and the electrical signal information generated in the surface wave reception step (S22) during actual measurement.
  • a defect specific step (S32) is a defect specific step of the blade (B) by using the electrical signal generated in the surface wave receiving step (S22), the electrical signal information generated by the steady state and each defect without the blade
  • the blade defect is identified using the basic signal storage step (S31) for storing the signal, the electrical signal information stored in the basic signal storage step (S31), and the electrical signal information generated in the surface wave reception step (S22) during actual measurement.
  • a defect specific step (S32) is a defect specific step of the defect of the blade (B) by using the electrical signal
  • the basic signal storage step (S31) is the electrical signal information generated by the surface wave reception step (S22) and the electrical signal information generated by the type and size of the defects generated in the blade when the measurement in the normal state without the blade defects
  • a phase information storage step S314 for storing phase information is included.
  • the defect specific step (S32) is to move the surface wave sensor 132 by the state measuring device (1) and the coupling support device (3) to measure the actual state of the blade and transmit and receive the surface wave, in the surface wave receiving step (S22)
  • a step of specifying a defect by analyzing the generated electrical signal as shown in Figure 5 receiving signal analysis step (S321), the received signal analysis step (S321) for analyzing the electrical signal generated in the surface wave receiving step (S22)
  • a defect type specification for specifying a defect type according to a result of the comparison in the received signal comparison step (S322) and the received signal comparison step (S322) for comparing the information analyzed in step S31 and the information stored in the basic signal storage step (S31).
  • a defect degree specifying step S324 specifying a defect size is included.
  • the received signal analysis step (S321) is a step of analyzing the electrical signal generated in the surface wave reception step (S22), an amplitude analysis step (S321a) for analyzing the amplitude of the electrical signal, and phase analysis step for analyzing the phase ( S321b), by analyzing the amplitude and phase information to be compared with the amplitude and phase information of the electrical signal information stored in the basic signal storage step (S31) so that the defect can be specified.
  • the received signal comparison step (S322) compares the amplitude and phase information of the electrical signal analyzed in the received signal analysis step (S321) with the amplitude and phase information of the electrical signal stored in the basic signal storage step (S31).
  • an amplitude comparison step S322a for comparing amplitudes and a phase comparison step S322b for comparing phases may be included.
  • the amplitude comparison step (S322a) and phase comparison step (S322b) is the amplitude and phase information of the electrical signal analyzed in the amplitude analysis step (S321a) and phase analysis step (S321b) and the normal amplitude information storage step (S311), By comparing the amplitude and phase information stored in the normal phase information storage step (S312), the amplification information storage step (S313), and the phase information storage step (S314) for each defect, the abnormality of the blade is detected, and the defect type is specified. In step S323 and defect degree specific step S324, the type and extent of the defect can be specified.
  • the defect type specifying step (S323) is based on the result of the comparison in the received signal comparison step (S322), in particular, by comparing the amplitude and phase of the generated electrical signal information and signal information for each type of defect, the defect is foreign matter, cracks, corrosion To identify what kind of defect it is.
  • the defect degree specifying step (S324) is a step for specifying the degree of the blade defect, such as the length, width, depth, etc. of the defect stored in the amplitude information storage step (313), the phase information storage step (314) for each defect
  • the degree of the defect is specified by comparing the amplitude and phase information according to the degree of defect with the generated electrical signal information.
  • the screen display step (S4) is a step of displaying the electrical signal generated in the surface wave receiving step (S22) and the defect information analyzed in the defect analysis step (S3) on a separate screen, thereby identifying the blade defect information And verification is possible.
  • the screen display step S4 includes a generation signal display step S41 for displaying an electrical signal generated as shown in FIG. 7 and a defect information display step S42 for displaying defect information.
  • the generation signal display step (S41) is a step of displaying the electric signal generated by the surface wave reception on the screen in the surface wave reception step (S22), so that the user can directly check the waveform of the signal to confirm whether the defect is correctly analyzed Do it.
  • the generated signal display step (S41) is a normal signal display step (S411), a received signal display step (S412), a signal display step for each defect (S413), a signal synchronization step (S414), an amplitude difference display step (S415), phase difference
  • the display step S416 may be included.
  • the normal signal display step S411 is a step of displaying an electrical signal generated by the surface wave receiver 132b in a normal state in which there is no defect in the blade, so that a direct comparison with the received signal can be made during measurement.
  • the reception signal display step S412 is a step of displaying an electric signal generated when the blade state is measured, so that the occurrence of an abnormality can be recognized in comparison with the signal displayed in the normal signal display step S411.
  • the defect-specific signal display step (S413) is a step of displaying an electrical signal generated according to the defect of the blade, it is possible to display the signal for each type of defect, the degree, and is displayed in the received signal display step (S412) Comparison with the signal allows you to determine the type and extent of the defect.
  • the signal synchronization step (S414) is a step of synchronizing the viewpoints of the signals displayed in the normal signal display step (S411), the received signal display step (S412), and the defect-specific signal display step (S413). Is displayed to ensure an accurate comparison between the signals.
  • the amplitude difference display step S415 and the phase difference display step S416 are the signals displayed in the normal signal display step S411 and the defect-specific signal display step S413 and the signals displayed in the received signal display step S412. A step of displaying the amplitude difference and the phase difference between the screen, thereby making it easier to recognize the defect.
  • the defect information display step (S42) is a step of displaying the defect information detected in the defect specifying step (S32) on the screen, a defect type display step (S421) for displaying the type of the defect, and a defect for displaying the degree of the defect. It includes a degree display step (S422), through which it is possible to easily determine the defect of the blade, it can be confirmed whether the defect is accurately detected by comparison with the signal displayed in the generated signal display step (S41).
  • the state measurement system is supported by the blade B, moves along the blade B, and transmits and receives surface waves. It includes a state measuring device (1) for measuring the state of the blade, and the support device (3) for holding and holding the state measuring device (1), coupled to and fixed to the blade.
  • the state measuring device 1 according to the present invention measures the state of the blade using surface waves, and detects defects such as cracks, foreign objects, and corrosion.
  • the state of the blades is transmitted and received by the surface wave sensor unit 13.
  • the surface wave generator generates a surface wave at the surface wave generator 132a to be described later, and receives the surface wave generated by the surface wave generator 132a at the surface wave receiver 132b and analyzes the electric signal generated accordingly. By doing so, the blade defect can be detected.
  • the description will be based on the front, back, left, and right directions of FIG.
  • the state measuring device 1 is a configuration for measuring the state of the blade (B) by transmitting and receiving the surface wave while moving the surface wave sensor 132 along the blade (B), to be supported by the coupling support device (3).
  • the state measuring device (1) is supported by the coupling support device (3) to move left and right along the leading edge (L) of the blade, move with the coupling support device (3) to measure the state of the entire blade (B) Make this possible.
  • the state measuring device 1 measures the state of the blade by using the surface wave, and detects defects such as cracks, foreign objects, and corrosion, and measures the state of the blade by transmitting and receiving the surface wave by the surface wave sensor unit 13.
  • the surface wave generator 132a to be described later generates surface waves
  • the surface wave receiver 132b receives the surface waves generated by the surface wave generator 132a and analyzes electric signals generated accordingly.
  • the present invention allows the surface wave sensor unit 13 to move along the blade B, so that the surface wave sensor unit 13 can be easily, quickly and economically eliminated without the time and cost of installing the surface wave sensor unit 13 in the entire blade B.
  • the blade's condition can be measured.
  • the state measuring device 1 includes a sensor moving part 31 supported by the blade B and moving along the blade B as shown in FIG.
  • a sensor crimping unit 12 for bringing the surface wave sensor unit 13 into close contact with the blade B;
  • a surface wave sensor unit 13 which moves together with the sensor moving unit 31 and is in close contact with both sides of the blade B to transmit and receive surface waves;
  • a controller 14 for controlling the operation of the sensor moving unit 31 and diagnosing the state of the blade through the surface wave transmitted and received by the surface wave sensor unit 13.
  • the sensor moving part 31 is configured to move the surface wave sensor part 13 along the blade B, so that the sensor moving part 31 is supported by the blade B and moves, preferably as shown in FIG. 13. ) To be in a horizontal direction with the ground, to move left and right along the blade (B) and to measure the state of the blade by the surface wave sensor 132.
  • the sensor moving part 31 includes a main moving part 111 having a circular moving roll 111a, and as shown in FIGS. 10 to 11, the moving roll 111a is supported at the end of the blade B to move. It is possible to, and to move the surface wave sensor unit 13 in accordance with the rotation of the movement roll (111a).
  • the sensor moving part 31 is separate from the main moving part (111)
  • the surface wave sensor unit 13 is to be additionally included to move the portion 112 to move.
  • the main moving part 111 is supported by the blade B by the circular moving roll 111a and moves.
  • the main moving part 111 rotates the moving roll 111a by the roll driving motor 111b along the blade B. In order to move, it is preferable to move in a direction away from the nussel (N).
  • the main moving part 111 has a negative moving part 112 formed on the opposite side supported by the blade (B), and the main moving part 111 is formed so that the surface wave sensor part 13 is connected to the upper and lower sides of the main moving part 111. In accordance with the movement of the surface wave sensor 13 to move together.
  • the main moving part 111 is a roll moving motor 111b for rotating the moving roll 111a, the moving roll 111a, which is supported by the blade to rotate, and the moving roll 111a and the roll driving motor 111b.
  • the main moving part housing 111c to support the main moving part housing 111c is supported by the main moving part housing 111c to form a path through which the main moving part 111 moves.
  • the moving roll (111a) is supported by the blade (B) to rotate, is formed in a circular shape to move along the blade (B).
  • the moving roll (111a) is rotated by the operation of the roll driving motor (111b), it can be moved along the leading edge (L) of the blade.
  • the roll driving motor (111b) is configured to rotate the moving roll (111a), a general motor can be applied, it is preferable to be formed in the main moving part housing (111c).
  • the main moving part housing 111c is configured to form an outer shape of the main moving part 111.
  • the moving roll 111a is rotatably coupled to move along the blade B, and a roll driving motor therein. 111b is formed.
  • the main moving part housing 111c allows the main moving guide member 111d to be penetrated at one point, such that the main moving part housing 111c moves along the main moving guide member 111d. Therefore, the main moving part 111 is able to move along the leading edge (L) of the blade to form a predetermined path.
  • the main moving part housing 111 c forms a guide protrusion 111 c-1 inwardly through which the main moving guide member 111 d is inserted so as to be stably supported and moved by the main moving guide member 111 d.
  • the main moving part housing 111c is fixed to the non-moving part 112, more precisely, the non-moving guide member 112a on the opposite side of the moving roll 111a.
  • the main moving guide member 111d is formed in a direction in which the main moving part 111 moves and is inserted into the main moving part housing 111c to form a moving path of the main moving part 111.
  • the main movement guide member 111d may be supported by the coupling support device 3 to be horizontal to the blade B.
  • the main movement guide member 111d may be formed by incorporating the guide groove 111d-1 along the movement path, and the guide protrusion 111c-1 of the main movement portion housing 111c may be inserted to stably move.
  • the sub-movement part 112 is configured to move the surface wave sensor part 13 in a state in which the moving roll 111a of the main moving part 111 is fixed. As shown in FIG. Since the moving roll 111a of the main moving part 111 is stably supported by the blade B at the end of which the thickness of the thinning part becomes difficult to move, the surface wave sensor part 13 is moved by the sub moving part 112 to the blade B. ) Move to the end.
  • the secondary moving part 112 is connected to the opposite side of the moving roll 111a of the main moving part 111 and moves together with the main moving part 111, so that the main moving part 111 can be operated separately in a fixed state.
  • the sub-movement part 112 is fixed to the main moving part 111 and the sub-movement guide member (112a) for guiding the sub-moving housing (112b);
  • the sub-moving guide member 112a is configured to form a path through which the sub-moving housing 112b moves.
  • the sub-moving housing 112b is formed in the form of a rail on both sides of the sub-moving housing 112b. It can be moved along the guide member (112a).
  • the sub-movement guide member 112a is fixed to the main moving part housing 111c of the main moving part 111 and moves together according to the movement of the main moving part 111 to form a path in the same direction as the main moving part 111.
  • the surface wave sensor unit 13 at the end of the blade (B) becomes thinner to move along the blade (B).
  • the sub-moving housing 112b is supported by the sub-moving guide member 112a to move, and moves by the driving force of the sub-moving means 112c.
  • the surface wave sensor unit 13 is connected to the sub-moving housing 112b so that the surface wave sensor unit 13 also moves in the same direction according to the movement of the sub-moving housing 112b. More specifically, the sensor compression unit 12 Through) to be connected to the surface wave sensor unit (13).
  • the sub-moving housing 112b forms a predetermined space therein so that the compression pump 121 to be described later of the sensor compression unit 12 is embedded therein, and the surface wave sensor unit 13 is connected by the connection housing 123 to be described later. To be connected to.
  • the sub-movement means 112c is configured to provide a driving force for moving the sub-movement housing 112b, and may be formed in the form of a cylinder or the like as shown in FIG. However, the present invention is not limited thereto, and various driving means capable of moving the sub-moving housing 112b may be applied.
  • the secondary movement means 112c allows the secondary movement housing 112b to be pushed or pulled in the same direction as the movement direction of the main movement portion 111, and the secondary movement guide member 112a is fixedly coupled to both sides. .
  • the sensor compression unit 12 is configured to compress the surface wave sensor unit 13 to the blade B.
  • the surface wave sensor unit 13 transmits and receives surface waves to measure the state of the blade, the surface wave sensor The surface 13 is pressed against the blade B.
  • the surface wave sensor unit 13 is moved by the sensor moving unit 31, the surface wave sensor unit 13 is released and the surface wave sensor unit 13 is released. Make the movement smooth.
  • the surface wave sensor unit 13 is formed on the upper and lower sides of the sensor moving part 31 as shown in FIG. 10 so as to contact the blade B on both sides of the blade B, the sensor crimping part 12 In addition, it is formed on the upper and lower sides of the sensor moving part 31 so that the surface wave sensor 13 of both sides can be pressed on the blade (B).
  • the sensor crimping unit 12 connects the sensor moving part 31 and the surface wave sensor part 13, the surface wave sensor part 13 also moves along with the movement of the sensor moving part 31.
  • the sensor crimping unit 12 provides a compressed pump 121 for providing compressed air for compressing the surface wave sensor unit 13, and supplies compressed air provided by the compressed pump 121 to the surface wave sensor unit 13. It includes a compression housing 122, the surface wave sensor unit 13 and the connection housing 123 for connecting the sensor moving part (31).
  • the compression pump 121 supplies compressed air to allow the surface wave sensor unit 13 to be compressed onto the blade B, and is embedded in the secondary moving housing 112b.
  • the compression pump 121 is connected to the compression pipe 122 to the upper and lower sides to receive the compressed air.
  • the compression pump 121 supplies compressed air when receiving the surface wave by the surface wave sensor unit 13, and stops the supply of compressed air when the surface wave sensor unit 13 moves to release the compressed air. Make it easy to move 13).
  • the compression pipe 122 is configured to supply the compressed air provided by the compression pump 121 to the surface wave sensor unit 13, so that a pair is connected to the upper and lower sides of the compression pump 121.
  • the compression pipe 122 is one end is connected to the compression pump 121, the other end is connected to the surface wave sensor portion 13, more precisely the sensor support portion 131 to be described later compressed through the compression pipe 122
  • the air pushes the sensor support 131 toward the blade B so that the surface wave sensor 132 may be pressed onto the blade B.
  • one side of the pressing tube 122 may be formed in a ' ⁇ ' shape, and thus the surface wave sensor unit 13 may be pressed onto the blade B, and of course, the other side may be formed in the opposite direction. have.
  • connection housing 123 is configured to connect the surface wave sensor part 13 and the sensor moving part 31 to be connected to the sub-moving housing 112b and the sensor support part 131, and the crimping pipe 122 In order to surround the circumference of the sensor) to be formed on the upper and lower sides of the sensor moving part 31. Therefore, the connection housing 123 allows the surface wave sensor unit 13 to move together according to the movement of the sensor moving part 31, to protect the pressurized pipe 122 from the outside, and the same as the pressurized pipe 122. It may be formed in a ' ⁇ ' shape.
  • the surface wave sensor unit 13 is a configuration for measuring the state of the blade (B) by transmitting and receiving the surface wave along the surface of the blade (B), by moving along the blade (B) by the sensor moving part 31 to measure the state By pressing the sensor 12 to the blade (B) so that the transmission and reception of the surface wave can be made accurately.
  • the surface wave sensor unit 13 is compressed to the blade B on both sides of the blade B to generate surface waves at one surface wave sensor unit 13, and at the other surface wave sensor unit 13. By receiving the surface wave generated by the surface wave sensor unit 13 of one side, it is possible to detect the defect of the blade (B) by analyzing the generated electrical signal.
  • the surface wave sensor unit 13 includes a sensor support unit 131 for supporting the surface wave sensor 132 and a surface wave sensor 132 for transmitting and receiving surface waves as shown in FIG. 10.
  • the sensor support part 131 is a surface wave sensor 132 is inserted and fixed, the upper side of the sensor compression unit 12 is connected and fixed, the lower side the surface wave sensor 132 is inserted.
  • the sensor support part 131 is fixed to the sensor crimping part 12 so that the surface wave sensor 132 moves together with the movement of the sensor moving part 31.
  • the sensor support part 131 is fixed to the connection housing 123 to fix the surface wave sensor part 13.
  • the sensor housing 131a is configured to form an outer shape of the surface wave sensor unit 13, and is fixed to the connection housing 123, and the surface of the surface wave sensor 132 is inserted into and fixed to the lower side of the surface wave sensor unit 13.
  • the elastic member 131b is filled in between.
  • the elastic member 131b is configured to be filled with the surface wave sensor 132 inside the sensor housing 131a.
  • silicon may be applied. Therefore, when compressed air is supplied and pressed by the sensor pressing part 12, the shape can be changed to a certain degree, so that the surface wave sensor 132 can be pressed onto the surface of the blade B having various bends. do.
  • the surface wave sensor 132 is fixed to the sensor support 131, and is pressed on the blade (B) to transmit and receive the surface wave.
  • the surface wave sensor 132 moves along the blade B and transmits and receives surface waves.
  • the surface wave sensor 132 is compressed on both sides of the blade B to transmit surface waves on one side and receive surface waves on the other side.
  • the surface wave sensor 132 which transmits the surface wave at one side is called the surface wave generator 132a, and the surface wave sensor 132 which receives the surface wave at the other side is called the surface wave receiver 132b.
  • the surface wave generator 132a is configured to generate a surface wave that is transferred along the surface of the blade by receiving an electric signal.
  • the surface wave generator 132a may generate surface waves by receiving power from the nussel N or the like.
  • the surface wave generator 132a may include a piezoelectric plate 132a-1 formed of a piezoelectric element and an electrode 132a-2 formed on the piezoelectric plate 132a-1. When a voltage is supplied to the electrode 132a-2, the surface acoustic wave is generated while the stress and oscillation process is repeated by the piezoelectric plate 132a-1.
  • the surface wave generator 132a includes a low frequency generator 132a 'for generating a low frequency of 20 to 50KHz and a high frequency generator 132a' 'for generating a high frequency of 70 to 100KHz, as shown in FIG. ) May be included.
  • the surface measurement generated by the low frequency generation unit 132a ' may be used to complete the state measurement of the blade. Detailed description thereof will be described later.
  • the surface wave receiver 132b is configured to receive the surface wave generated by the surface wave generator 132a and transferred along the blade surface to generate an electrical signal.
  • PZT lead zirconate titanate
  • It may include a piezoelectric plate 132b-1 formed of a piezoelectric element and an electrode 132b-2 formed on the piezoelectric plate 132b-1.
  • stress is applied to the piezoelectric plate 132b-1 to generate an electrical signal, thereby generating an electrode 132b-2. It is transmitted to the defect analysis unit 142 to be described later through.
  • the surface wave receiver 132b includes a low frequency receiver 132b 'for receiving surface waves generated by the low frequency generator 132a' and a high frequency receiver 132b for receiving surface waves generated by the high frequency generator 132a ''. ''), Wherein the low frequency unit 132b 'and the high frequency receiver 132b' 'are respectively a high frequency generated by the low frequency and high frequency generator 132a' 'generated by the low frequency generator 132a'. It may be formed to have the same natural frequency as. In other words, the piezoelectric plates 132b-1 of the low frequency generating unit 132a 'and the high frequency generating unit 132a' 'are formed to have the same natural frequency as the low frequency and the high frequency to receive, respectively.
  • the signal comparison in the steady state and the abnormal state can be made clearly, enabling accurate detection of blade defects. Therefore, after analyzing the electrical signal generated by the low frequency unit 132b 'to diagnose the approximate defect, the high frequency is generated only when the defect exists and the electricity generated by the high frequency receiver 132b' '. The signal can be analyzed for precise detection of defects.
  • the present invention can generate only the low frequency by the low frequency generator 132a 'without generating a high frequency, and as shown in FIG. 16, the low frequency receiver 132b' and the high frequency receiver 132b '. ') Can be used to receive low frequencies.
  • the high frequency receiving unit 132b ′′ receiving the low frequency was also confirmed that the electrical signal is outputted to grasp the degree and type of defects, as shown in Figs.
  • the condition of the blade can be diagnosed.
  • 17 to 18 show electric signals generated by the low frequency surface waves received by the high frequency receiver 132b ′′
  • FIG. 17 shows the electric signals obtained according to the lengths (2, 4, 6, and 8 cm) of the blade cracks.
  • Figure 18 shows the electrical signal obtained according to the width (medium (5mm), high (40mm)) of the blade crack, the pattern of the amplitude and phase of the electrical signal is changed according to the length and width of the crack.
  • the screen display unit 143 to be described later can display the change pattern of the electrical signal according to the defect of the blade on a separate screen, the defect of the blade through a direct comparison with the electrical signal generated by the actual surface wave receiver 132b Check it.
  • the low frequency generator 132a 'and the high frequency generator 132a' ' may generate surface waves so as to precisely diagnose the state of the blade.
  • the low frequency generator The low frequency surface wave may be generated only at 132a ', and the low frequency surface unit 132b' and the high frequency receiving unit 132b '' may receive the low frequency surface wave to perform the blade state measurement quickly.
  • the controller 14 controls the operation of the sensor moving unit 31 and diagnoses the state of the blade through the surface wave transmitted and received by the surface wave sensor unit 13, as shown in FIG. 19. 141, a defect analyzing unit 142, and a screen display unit 143.
  • the movement control unit 141 is configured to control the operation of the sensor moving unit 31, and the roll driving motor 111b of the main moving unit 111 and the sub-movement means 112c of the negative moving unit 112. Control the operation.
  • the movement control unit 141 operates the roll driving motor 111b from the vicinity of the nussel N to a predetermined point so that the state measuring device 1 moves along the blade B by the rotation of the movement roll 111a.
  • the sub-movement means 112c is operated to allow the surface wave sensor unit 13 to be moved.
  • the defect analysis unit 142 is configured to diagnose the state of the blade (B) by analyzing the electrical signal generated by the surface wave received from the surface wave receiver 132b, cracks, corrosion, Foreign objects are detected and specified.
  • the surface waves generated by the surface wave generator 132a and transferred along the surface of the blade B are reflected, diffracted, and attenuated when contacted with cracks, corrosion, and foreign substances, and thus are generated by the surface wave receiver 132b.
  • the electrical signal is changed in amplitude and phase. Therefore, the defect analysis unit 142 analyzes the electrical signal generated by the surface wave receiver 132b to detect the defect of the blade.
  • the defect analysis unit 142 analyzes and stores the pattern of the electrical signal that is changed according to the type and size of the defect, and compares it with the electrical signal generated by the actual surface wave receiver 132b. Be sure to specify the size.
  • the defect analysis unit 142 includes a reception signal analysis unit 142a for analyzing an electrical signal generated by the surface wave received by the surface wave receiver 132b, and according to a normal state and a defect. Defect specification for specifying a blade defect by comparing the electrical signal analyzed by the basic signal storage unit 142b for analyzing and storing the generated electrical signal and the received signal analysis unit 142a and the basic signal storage unit 142b Section 142c.
  • the received signal analyzer 142a is configured to analyze the electrical signal generated by the surface wave receiver 132b, and the information analyzed by the received signal analyzer 142a is analyzed by the basic signal storage 142b. The stored information is compared to diagnose blade defects and to allow for the specification of the defects.
  • the received signal analysis unit 142a may include an amplitude analysis module 142a-1 for analyzing the amplitude of the electrical signal and a phase analysis module 142a-2 for analyzing the phase, and the amplitude analysis module 142a. -1) and the amplitude analysis module 142a-1 may calculate the average amplitude and phase difference of the electrical signal for a predetermined time so that the amplitude and phase of the signal stored by the basic signal storage unit 142b are compared.
  • the basic signal storage unit 142b stores electrical signal information of the surface wave receiver 132b which can be compared with the information analyzed by the reception signal analyzer 142a.
  • the electrical signal generated by the surface wave receiver 132b and the electrical signal generated by the surface wave receiver 132b according to the type and extent of the defect when the blade is generated are stored.
  • the basic signal storage unit 142b includes a normal amplitude information storage module 142b-1 for storing amplitude information in a steady state, a normal phase information storage module 142b-2 for storing phase information in a steady state, and a defect. And a defect-specific amplitude information storage module 142b-3 for storing amplitude information of each defect and a phase-specific phase information storage module 142b-4 for storing phase information for each defect.
  • the normal amplitude information storage module 142b-1 and the normal phase information storage module 142b-2 receive surface waves generated by the surface wave generator 132a by the surface wave receiver 132a in a normal state without a defect in the blade. Analyze and store the average amplitude and phase difference of the received electrical signal.
  • the surface wave receiver 132b is used for each type of defect. Analyze and store the amplitude and phase difference of the generated electrical signal. Defects of the blade have a large influence on the reflection of surface waves in the case of foreign matters, and attenuate the surface waves more than corrosion in the case of cracks, and even in the same cracks, as shown in FIGS. 17 to 18, the length or width of the cracks. According to the present invention, an electric signal having a different amplitude and phase is generated.
  • the amplitude-specific amplitude information storage module 142b-3 and the phase-specific phase information storage module 142b-4 are the average amplitude and phase difference of the electrical signal generated by the surface wave receiver 132b according to the type and extent of the defect.
  • the information is analyzed and stored, and the stored information is compared with the information analyzed by the reception signal analyzing unit 142a, so that the type and extent of blade defects can be specified.
  • the defect specifying unit 142c is configured to identify the defect of the blade by comparing the information analyzed by the reception signal analyzer 142a and the basic signal storage unit 142b, and compares the amplitude and phase information of the signal. To determine the type and extent of the defect. To this end, the defect specifying unit 142c uses the amplitude comparison module 142c-1 for comparing amplitude information, the phase comparison module 142c-2 for comparing phase information, and compares the types of defects by comparing amplitude and phase. A defect type specifying module 142c-3 for specifying and a degree of defect specifying module 142c-4 for specifying the degree of the defect.
  • the amplitude comparison module 142c-1 and the phase comparison module 142c-2 include the average amplitude information and the phase information of the electrical signal analyzed by the reception signal analyzer 142a, and the basic signal storage unit 142b. Compare the steady-state, type of defect, average amplitude of each defect, and phase information stored by
  • the defect type specifying module 142c-3 is cracked, corroded, and cracked when the average amplitude and phase information is within a predetermined range according to the result of comparison by the amplitude comparison module 142c-1 and the phase comparison module 142c-2. It should be specified that a defect of that kind, such as a foreign object, has occurred.
  • the defect degree specifying module 142c-4 is configured to determine the amplitude and phase information and the defect analyzed by the reception signal analyzer 142a by the amplitude comparison module 142c-1 and the phase comparison module 142c-2. Compare amplitude and phase information according to size to specify the length and width of the defect.
  • the screen display unit 143 is configured to check and verify the information of the defect analyzed by the defect analysis unit 142 to enable a more accurate state detection of the blade.
  • defect information to be displayed on a separate screen (not shown).
  • the present invention allows the defect analysis unit 142 to automatically specify the type and size of the defects, but since the correct information cannot always be output, the monitor directly displays the signal information through the screen display unit 143. By confirming, the information detected by the defect analysis unit 142 can be confirmed and verified.
  • the screen display unit 143 displays a signal display unit 143a for displaying an electric signal generated by the surface wave receiver 3 on the screen and defect information analyzed by the defect analysis unit 142. And a defect information display unit 143b to be displayed on the screen.
  • the signal display unit 143a is configured to display an electric signal generated by the surface wave receiver 132b on a screen, and to display a change in voltage over time.
  • the signal in a steady state, a signal actually generated,
  • the signals according to the defects are displayed together, each signal is synchronized with each other so that an accurate comparison can be made, and the amplitude difference and the phase difference of each signal are displayed on the screen so that easy and quick comparison can be made.
  • the signal display unit 143a displays the normal signal display module 143a-1, the received signal display module 143a-2, the fault-specific signal display module 143a-3, the signal synchronization module 143a-4, and the amplitude difference display.
  • the module 143a-5 and the phase difference display module 143a-6 may be included.
  • the normal signal display module 143a-1 is configured to display an electric signal generated by the surface wave receiver 132b on the screen in a normal state in which there is no defect of the blade, and the normal amplitude information storage module 142b-1. And signal information which is the basis of the amplitude and phase information stored by the normal phase information storage module 142b-2 is displayed on the screen.
  • the normal signal display module 143a-1 may be displayed only when a certain button is pressed.
  • the reception signal display module 143a-2 displays an electric signal generated by the surface wave generated by the surface wave receiver 132b on the screen when the actual blade state is detected. Therefore, direct comparison with the signal displayed by the normal signal display module 143a-1 and the fault-specific signal display module 143a-3 can be performed.
  • the defect-specific signal display module 143a-3 is configured to display signals according to the type and extent of blade defects on the screen, and may be displayed only when a predetermined button is pressed.
  • the received signal display module 143a-2 Compare with the signal indicated by) to determine the type and extent of the defect.
  • the signal synchronization module 143a-4 synchronizes the time points of the signals displayed by the normal signal display module 143a-1, the reception signal display module 143a-2, and the defect-specific signal display module 143a-3. In this configuration, the synchronization of each signal is performed based on a time point at which the surface wave generator 132a generates the surface wave. Accordingly, the signal synchronization module 143a-4 synchronizes the time points of each signal so that an accurate comparison can be made.
  • the amplitude difference display module 143a-5 is configured to display the amplitude difference between the signals displayed on the screen on the screen, and the normal signal display module 143a-1, the received signal display module 143a-2, and a defect.
  • the amplitude between the normal signal display module 143a-1 or the fault-specific signal display module 143a-3 and the received signal display module 143a-2 Highlight the car on the screen. Therefore, the user can easily make an amplitude difference between the signal displayed by the reception signal display module 143a-2 and the signal displayed by the normal signal display module 143a-1 or the defect-specific signal display module 143a-3. Can be identified to ensure that defects are identified quickly and easily.
  • the phase difference display module 143a-6 has a difference only in terms of the configuration of displaying the phase difference on the screen with the amplitude difference display module 143a-5, and also makes it possible to quickly and easily identify a defect.
  • the defect information display unit 143b is configured to display the defect information specified by the defect specifying unit 142c on the screen, and to display the type and degree of the defect on the screen.
  • the defect information display unit 143b includes a defect type display module 143b-1 for displaying the type of defect and a defect degree display module 143b-2 for displaying the degree of defect, respectively.
  • the information specified by the specific module 142c-3 and the defect degree specific module 142c-4 is displayed on the screen. Therefore, the user can confirm whether the correct defect is detected while simultaneously confirming the signal displayed by the signal display unit 143a and the defect information displayed by the defect information display unit 143b.
  • the coupling support device 3 supports the state measuring device 1, is coupled and supported by the blade B, and moves along the blade B.
  • the coupling support device 3 supports the main moving guide member 111d of the main moving part 111 to allow the main moving part 111 to move along the main moving guide member 111d. It is possible to move along the blade (B) of 1).
  • the coupling support device 3 is coupled and fixed to the blade (B) by the support pressing plate 321 to be described later, by the moving unit 31 to be described later to enable movement along the blade (B). .
  • the coupling support device 3 may be formed so that a pair is symmetrical on both sides of the blade (B), through which the support pressing plate 321 is shown on both sides of the blade (B) as shown in FIG. ) To be squeezed.
  • the main moving guide member 111d of the state measuring device 1 is formed in the horizontal direction with the blade B in the fixed frame 33 to be described later.
  • the main moving part housing 111c may move left and right along the main moving guide member 111d.
  • the combined support device (3) is a pressing portion 32 which is moved in the vertical direction and pressed to the blade (B) by the support pressing plate 321; A moving part 31 for moving the crimping part 32 along the blade B; And a fixed frame 33 supporting the moving unit 31 and the state measuring device 1.
  • the moving part 31 and the crimping part 32 are formed in plural so as to be able to move up and down along the blade B, hereinafter, the first and second moving parts 31 ′ and 31 ′′ and the first and second moving parts 31, respectively. It will be described on the assumption that it includes two pressing parts (32 ', 32' '). In addition, since each moving part 31 and the crimping
  • the moving part 31 is configured to allow movement along the blade B of the crimping part 32, and a moving rod 311 fixed to the fixed frame 33 in a left and right direction; A support rod 313 formed in a front-rear direction and engaged with the crimping portion 32; It includes; connecting the moving rod 311 and the support bar 313, moving along the moving rod 311 (312).
  • the moving part 31 may be spaced apart at regular intervals, and a plurality of moving parts 31 may be formed, for example, the first moving part 31 ′ and the second moving part 31 ′′ may be formed. It is possible for the section 32 to be elevated without interfering with each other.
  • the movable rod 311 is a rod-shaped member formed in a left and right direction, both ends of which are fixed to the fixed frame 33, and provide a path through which the connection part 312 is inserted and moved.
  • the movable rod 311 may be formed in a pair in the front-rear direction so that the supporting rod 313 moving along the movable rod 311 may be stably supported.
  • the moving rods 311 may be formed in a plurality of spaced apart at regular intervals in the vertical direction according to the number of the pressing portion 32, for example, the first moving rod (311a) and the second moving rod (311b) is constant
  • the spacing may be formed spaced apart, thereby allowing the support rods 313 connected to the movable rods 311 to move without interfering with each other, so that the crimping portion 32 may also be moved without interference.
  • the connecting portion 312 is configured to connect the moving rods 311 and the support rods 313, moves along the moving rods 311, and is coupled to the support rods 313 so that the support rods 313 move together. Accordingly, the pressing portion 32 coupled to the support rod 313 may be moved along the moving rod 311.
  • the connection part 312 is inserted into the moving rod 311 and moved to the left and right, various driving means that can be applied to move along the rod may be applied, for example, by inserting a separate rotating member (not shown) moving rod It can be engaged with 311 to be moved.
  • the movement of the connection part 312 may be controlled automatically by controlling the driving means or made through remote control.
  • the connection part 312 also allows the first and second connection parts 312a and 312b to be formed on the first and second moving parts 31 ′ and 31 ′′, respectively, and has the same configuration.
  • the support rod 313 is fixed to the connecting portion 312 and moves together with the connecting portion 312, the pressing portion 32 is formed at one end thereof, the support pressing plate 321 of the pressing portion 32 is moved up and down To help.
  • the support rod 313 protrudes toward the rear side of the fixing frame 33 to allow the crimping portion 32 connected to the support rod 313 to be compressed by approaching the blade B.
  • the support rods 313 allow the first and second support rods 313a and 313b to be formed on the first and second moving parts 31 ′ and 31 ′′, respectively, and the first support rods 313a and the second support rods 313a and 313b.
  • the supporting rods 313b vary in length from the fixed frame 33 to the rear side, so that the crimping portions 32 can move past each other without interfering with each other. Accordingly, the present invention is to follow the blade (B) by only one support pressing plate 321 is coupled to the blade (B) by the remaining support pressing plate 321 is separated from the blade (B) without interference Ensure stable movement.
  • the pressing part 32 is pressed to the blade B to support the state measuring device 1 on the blade B.
  • the moving part 31 and the fixed frame ( 33) to move.
  • the crimping portion 32 may be moved in the horizontal direction to the left or right to be compressed to the blade (B) or separated from the blade (B), including a plurality of crimping portion 32, only one crimping portion 32 is separated And move, and the remaining crimping portion 32 maintains the state of being compressed to the blade B to enable the stable movement of the state measuring device 1.
  • the crimping portion 32 may include the first and second crimping portions 32 'and 32' 'as described above, and the first moving portion 31' and the second moving portion, respectively.
  • the pressing part 32 is a support pressing plate 321 that is pressed to the blade, a pressing rod 322 for moving the support pressing plate 321 in the vertical direction, and the pressing rod 322 is the support rod 313 It includes a support 323 to be coupled to and supported).
  • the support pressing plate 321 is compressed to the blade (B) in such a configuration that the state measuring device 1 is supported by the blade (B), it is coupled to be detachable.
  • the support and compression plate 321 may be made to automatically enter and exit the air, and when compressed to the blade (B) to discharge the air from the position in close contact with the blade (B) to make the compression, the blade In the case of separation from (B), air is injected to facilitate separation.
  • the support pressing plate 321 is mounted to one end of the pressing rod 322 to be compressed or separated on the blade (B) with the vertical movement of the pressing rod 322, the moving portion 31 and the fixed frame Move with (33).
  • the support pressing plate 321 may be formed in plural, and for example, the first and second supporting pressing plates 321a and 321b may be formed in the first and second pressing parts 32 'and 32' '. In other words, they can be moved without interference by varying the lengths projecting rearward from each other. Therefore, the support pressing plate 321 as described above only one is separated from the blade (B) to move so that a stable movement is made.
  • the pressing rod 322 is a rod member formed in the vertical direction, the support pressing plate 321 is formed at one end, the support portion 323 is connected to the other end, so as to move in the vertical direction, thereby The support pressing plate 321 may be pressed and separated from the blade (B).
  • the pressing rod 322 is connected to the support rod 313 by the support 323 to move together with the support rod 313 to enable the movement of the support pressing plate 321.
  • the pressing rods 322 also have first and second pressing rods 322a and 322b formed on the first and second pressing portions 32 ′ and 32 ′′, respectively.
  • the support portion 323 is formed at the other end of the pressing rod 322 to secure the pressing rod 322 to the supporting rod 313, the movement of the pressing rod 322 with the movement of the supporting rod 313 Let this be done.
  • the support portion 323 allows the pressing rod 322 to be penetrated and inserted to move in the vertical direction, and includes a separate driving means therein to allow the pressing rod 322 to move in the vertical direction.
  • the driving means for moving the pressing rod 322 may be applied in a variety of ways, such as using a separate rotating member or using a piston method, or may be controlled remotely.
  • the support part 323 is also formed with first and second support parts 323a and 323b on the first and second compression parts 32 ′ and 32 ′′, respectively.
  • the fixed frame 33 is formed between the moving parts 31 on both sides to support the moving part 31 and to support the main moving guide member 111d.
  • a plurality of moving rods 311 are spaced apart from each other in the vertical direction by a predetermined interval in the fixed frame 33.
  • the first and second moving rods 311a and 311b may be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the fixed frame 33 is a movement means (not shown) such as a hydraulic cylinder is formed on one side thereof to move the fixed frame 33 in the left and right directions, thereby the main coupled to the fixed frame 33
  • the movement guide member 111d moves together in the left and right directions, and the moving portion 31 and the pressing portion 32 also move together.
  • connection portion 312 of the support pressing plate 321 that is pressed during the movement of the is held in place by the pressing support pressing plate 321, the moving rod 311 and the remaining moving portion 31 is inserted into the connection portion 312 ), Only the configuration of the crimping portion 32 can move.

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Abstract

본 발명은 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면파센서를 블레이드를 따라 이동시키며 표면파의 송수신을 통해 블레이드의 결함을 분석하도록 함으로써 정확하고 용이하며 경제적으로 블레이드의 상태를 측정할 수 있도록 하고, 상태측정장치 및 결합지지장치를 이용하여 표면파센서를 이동시키도록 함으로써 안정적이고 효율적인 블레이드 상태 측정이 가능하도록 하는 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템에 관한 것이다.

Description

표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템
본 발명은 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면파센서를 블레이드를 따라 이동시키며 표면파의 송수신을 통해 블레이드의 결함을 분석하도록 함으로써 정확하고 용이하며 경제적으로 블레이드의 상태를 측정할 수 있도록 하고, 상태측정장치 및 결합지지장치를 이용하여 표면파센서를 이동시키도록 함으로써 안정적이고 효율적인 블레이드 상태 측정이 가능하도록 하는 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템에 관한 것이다.
풍력발전기는 바람의 운동에너지를 기계적인 에너지로 변환해 전기를 생산하는 장치로, 크게 육상이나 해상에 설치된 타워(tower)와, 타워의 상부에 회전하도록 설치되며 발전기를 내장한 나셀(nacelle)과, 발전기의 구동을 위해 나셀에 회전하도록 설치되며 복수의 블레이드(blade)를 갖춘 로터(rotor) 등을 포함하는데, 이중 블레이드는 고장빈도가 가장 높고 발전효율에 직접적인 영향을 미치는 풍력발전기의 가장 핵심적인 구성요소이다. 따라서, 블레이드의 오염 및 파손으로 인한 발전효율 저하를 방지하기 위하여 청소, 보수 등과 같은 작업을 수행하여야 하며, 위와 같은 작업을 수행하기 전에 블레이드의 정확한 상태 진단이 필요하다. 하지만, 풍력발전기는 거대 구조물이기 때문에 블레이드의 상태 진단에 어려움이 많아, 최근에는 하기 특허문헌처럼 자동으로 블레이드의 상태를 진단할 수 있는 시스템이 개발되고 있다.
<특허문헌>
공개특허 제10-2014-0038149호(2014. 03. 28. 공개) "전도성 나노물질이 포함된 섬유강화복합체의 구조 건전성 감시장치, 그의 감시 방법 및 제조방법, 그리고 전도성 나노물질이 포함된 풍력 발전용 블레이드의 구조 건전성 감시장치 및 그의 제조방법"
하지만, 종래의 블레이드 진단 시스템은 블레이드 내부에 센서를 위치시키고 블레이드의 물리적 변화를 센싱하여 블레이드 상태를 진단하므로, 블레이드에 일정 이상의 변형이 생긴 후에만 진단이 가능하여 불량발생 초기에 상태진단이 어렵고, 블레이드의 물리적 변형과 무관하게 블레이드 표면에 생긴 부식, 이물부착 등을 진단할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 정확하고 용이하며 경제적으로 블레이드의 상태를 측정할 수 있도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 안정적이고 효율적인 블레이드 상태 측정이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상태측정장치의 용이한 이동이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 블레이드의 두께가 얇아지는 블레이드 말단에서도 블레이드의 상태 측정이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 표면파의 정확한 송수신을 통한 정확한 상태 측정이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 표면파센서의 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정방법은 풍력발전기 블레이드의 상태를 측정하는 표면파센서가 블레이드에 지지되어 블레이드를 따라 이동하도록 하는 센서이동단계와; 상기 센서이동단계에 의해 이동된 한 쌍의 표면파센서가 일정 간격 이격되어 표면파를 송수신하는 표면파송수신단계와; 상기 표면파송수신단계에서 수신되는 표면파에 의해 생성된 전기신호를 분석하여 블레이드의 결함을 분석하는 결함분석단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템은 블레이드에 지지되어 블레이드를 따라 이동하며, 표면파를 송수신하여 블레이드의 상태를 측정하는 상태측정장치와; 상기 상태측정장치를 지지하며, 블레이드에 결합·고정되는 결합지지장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 표면파센서를 블레이드를 따라 이동시키며 표면파의 송수신을 통해 블레이드의 결함을 분석하도록 함으로써 정확하고 용이하며 경제적으로 블레이드의 상태를 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 상태측정장치 및 결합지지장치를 이용하여 블레이드를 따라 이동하도록 함으로써 안정적이고 효율적인 블레이드 상태 측정이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 원형의 이동롤에 의해 블레이드에 지지되어 이동하도록 함으로써 상태측정장치의 용이한 이동이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 이동롤이 고정된 상태에서 별도로 표면파센서부의 이동이 가능하도록 함으로써 블레이드의 두께가 얇아지는 블레이드 말단에서도 블레이드의 상태 측정이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 표면파센서를 블레이드에 밀착시키도록 함으로써 표면파의 정확한 송수신을 통한 정확한 상태 측정이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 표면파센서의 이동시 블레이드에 대한 압착을 해제하도록 함으로써 표면파센서의 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법의 구성을 나타내는 블럭도
도 2는 도 1의 상태측정장치이동단계의 구성을 나타내는 블럭도
도 3은 도 1의 결합지지장치이동단계의 구성을 나타내는 블럭도
도 4는 결합지지장치이동단계의 과정을 설명하기 위한 참고도
도 5는 도 1의 기본신호저장단계의 구성을 나타내는 블럭도
도 6은 도 1의 결함특정단계의 구성을 나타내는 블럭도
도 7은 도 1의 화면표시단계의 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템의 측면도
도 9는 도 8의 작동상태의 설명을 위해 블레이드를 정면에서 바라본 참고도
도 10은 도 8의 상태측정장치의 측단면도
도 11은 도 8의 상태측정장치의 평면도
도 12는 도 10의 부이동부의 동작을 설명하기 위한 참고도
도 13은 도 8의 상태측정장치의 작동상태를 설명하기 위한 참고도
도 14는 도 10의 표면파센서의 구성을 나타내는 블럭도
도 15는 도 10의 표면파발생부 및 표면파수신부를 설명하기 위한 참고도
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면파발생부 및 표면파수신부를 설명하기 위한 참고도
도 17 및 도 18은 도 16에 의하여 블레이드에 생긴 크랙의 진단과정을 설명하기 위한 참고도
도 19는 도 10의 컨트롤러의 구성을 나타내는 블럭도
도 20은 도 19의 결함분석부의 구성을 나타내는 블럭도
도 21은 도 19의 화면표시부의 구성을 나타내는 블럭도
도 22는 도 8의 결합지지장치의 사시도
* 도면에 사용되는 부호의 설명
1: 상태측정장치 11: 센서이동부 11: 주이동부 112: 부이동부
12: 센서압착부 121: 압착펌프 122: 압착관 123: 연결하우징
13: 표면파센서부 131: 센서지지부 132: 표면파센서 14: 컨트롤러
141: 이동제어부 142: 결함분석부 143: 화면표시부 3: 결합지지장치
31: 이동부 311: 이동부 312: 연결부 313: 지지봉
32: 압착부 321: 지지압착판 322: 압착이동봉 323: 지지부
33: 고정프레임
이하에서는 본 발명에 따른 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법 및 이에 사용되는 상태측정시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면파센서를 이용한 풍력발전기 블레이드 상태측정방법을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 풍력발전기 블레이드 상태측정방법은 풍력발전기 블레이드의 상태를 측정하는 표면파센서(132)가 블레이드(B)에 지지되어 블레이드(B)를 따라 이동하도록 하는 센서이동단계(S1)와; 상기 센서이동단계(S1)에 의해 이동하는 표면파센서(132)가 일정 간격 이격되어 표면파를 송수신하는 표면파송수신단계(S2)와; 상기 표면파송수신단계(S2)에서 수신되는 표면파에 의해 생성된 전기신호를 분석하여 블레이드(B)의 결함을 분석하는 결함분석단계(S3)와; 상기 결함분석단계(S3)에서 분석되는 결함정보 및 신호정보를 화면에 표시하는 화면표시단계(S4)를 포함한다.
본 발명에 따른 상태측정방법은 표면파를 이용하여 블레이드의 상태를 측정하고, 크랙, 이물, 부식 등의 결함을 검출하기 위한 것으로, 일정 간격 이격된 표면파센서(132)에 의해 표면파를 송수신하도록 하여 수신되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 분석하도록 함으로써 블레이드의 결함을 검출할 수 있도록 한다.
특히 본 발명에 따른 상태측정방법은 표면파센서(132)가 블레이드(B)를 따라 이동하며 표면파를 송수신하고, 이에 따라 블레이드(B)의 상태를 측정하도록 함으로써 표면파센서(132)를 설치하는 시간과 비용의 소모 없이 용이하고 신속하게 경제적인 블레이드(B)의 상태 측정이 가능하도록 한다.
상기 센서이동단계(S1)는 표면파센서(132)가 블레이드(B)를 따라 이동하는 단계로, 도 12에 도시된 바와 같이 블레이드(B)가 지면과 수평이 되도록 위치시킨 상태에서 표면파센서(132)가 블레이드를 따라 너셀(N)에서 블레이드(B) 끝단 사이를 이동하며 표면파를 송수신하도록 한다. 이를 위해, 상기 표면파센서(132)는 블레이드(B)의 상하측에 접촉되도록 한 쌍이 형성되도록 하며, 상태측정장치(1)에 의해 지지되어 블레이드(B)를 따라 이동하도록 하고, 상태측정장치(1)는 결합지지장치(3)에 의해 블레이드(B)에 결합·고정된다. 상기 표면파센서(132)는 상태측정장치(1) 및 결합지지장치(3)의 이동에 의해 블레이드(B)를 따라 이동하며, 따라서 상기 센서이동단계(S1)는 표면파센서(132)가 상태측정장치(1)의 이동에 따라 이동하도록 하는 상태측정장치이동단계(S11)와, 결합지지장치(3)의 이동에 따라 이동하도록 하는 결합지지장치이동단계(S12)를 포함한다.
상기 상태측정장치이동단계(S11)는 상태측정장치(1)의 이동에 따라 표면파센서(132)가 이동하도록 하는 단계로, 표면파센서(132)가 장착된 상태측정장치(1)가 블레이드(B), 바람직하게는 블레이드의 전연부(L)를 따라 이동하도록 한다. 상기 상태측정장치이동단계(S11)는 상태측정장치(1)가 결합지지장치(3)에 지지된 상태에서 블레이드(B)를 따라 일정 간격으로 이동하도록 하며, 일정 간격마다 표면파를 송수신하여 상태를 측정하도록 한다. 상기 상태측정장치이동단계(S11)는 도 2에 도시된 바와 같이 원형의 이동롤(111a)이 블레이드(B)에 지지되어 이동롤(111a)의 회전에 따라 이동하는 주이동단계(S111)와, 이동롤(111a)은 고정된 상태에서 표면파센서(132)만을 이동시키는 부이동단계(S112)와, 표면파센서(132)의 이동 후 표면파센서(132)를 블레이드(B)에 압착시키는 센서압착단계(S113)와, 표면파센서(132)의 이동시 표면파센서(132)의 압착을 해제하는 압착해제단계(S114)를 포함한다.
상기 주이동단계(S111)는 상태측정장치(1)가 이동롤(111a)의 회전에 의해 블레이드(B)를 따라 이동하는 단계로, 이동롤(111a)이 도 7에 도시된 바와 같이 블레이드 전연부(L)에 지지되어 전연부(L)를 따라 이동하도록 한다. 한편, 너셀(N)과 멀어지는 블레이드(B)의 끝단에서는 블레이드(B)의 두께가 얇아져 이동롤(111a)에 의한 상태측정장치(1)의 안정적인 이동이 불가능하므로, 상기 부이동단계(S112)에 의한 표면파센서(0의 이동이 이루어지도록 한다.
상기 부이동단계(S112)는 이동롤(111a)를 고정시킨 상태에서 표면파센서(132) 만의 이동이 이루어지도록 하는 구성으로, 상태측정시스템에서 후술하는 바와 같이 부이동하우징(112b)을 이동시켜 표면파센서(132)가 블레이드(B)를 따라 이동하도록 한다. 부이동하우징(112b)은 실린더 등의 부이동수단(112c)에 의해 부이동가이드부재(112a)를 따라 이동하도록 하며, 이에 관한 상세한 설명은 후술한다. 따라서, 본 발명은 두께가 얇아지는 블레이드(B) 끝단에서도 표면파의 송수신을 통한 블레이드 상태 측정이 가능하도록 할 수 있다.
상기 센서압착단계(S113)는 상기 주이동단계(S111) 또는 부이동단계(S112)에 의해 일정 간격으로 표면파센서(132)가 이동할 때, 표면파를 송수신하는 지점에서 표면파센서(132)가 블레이드(B)에 압착되도록 한다. 상기 센서압착단계(S113)는 후술할 센서압착부(12)에 의한 압축공기의 공급에 의해 실행되며, 후술할 탄성부재(131b)에 의해 표면파센서(132)가 다양한 굴곡을 갖는 블레이드(B)에 압착될 수 있다. 따라서, 상기 센서압착단계(S113)는 표면파센서(132)를 압착시켜 표면파의 송수신이 효율적으로 이루어지도록 하며, 이를 통해 블레이드(B)의 정확한 상태 측정이 가능하도록 한다.
상기 압착해제단계(S114)는 블레이드(B)에 대한 표면파센서(132)의 압착을 해제하는 단계로, 상기 센서압착단계(S113)에 의해 표면파센서(132)가 압착되어 표면파의 송수신을 통해 블레이드 상태를 측정한 후, 상기 주이동단계(S111) 또는 부이동단계(S112)의 실행시 압착이 해제되도록 한다. 상기 압착해제단계(S114)는 상기 센서압착부(12)에 의해 압축공기의 공급을 해제하여 압착이 해제되도록 하며, 이를 통해 상기 주이동단계(S111) 또는 부이동단계(S112)에서의 표면파센서(132) 이동이 원활하게 이루어지도록 한다.
상기 결합지지장치이동단계(S12)는 상태측정장치(1)를 블레이드(B)에 결합·고정시키는 결합지지장치(3)를 이동시키는 단계로, 결합지지장치(3) 역시 블레이드(B)를 따라 이동하도록 한다. 상태측정장치(1)는 결합지지장치(3)에 지지되어 블레이드(B)를 따라 이동하며, 결합지지장치(3) 역시 블레이드(B)를 따라 이동하여 블레이드(B) 전체에 대한 표면파센서(132)의 안정적인 이동이 가능하도록 한다. 결합지지장치(3)는 후술할 지지압착판(321)에 의해 블레이드(B)에 결합되며, 특유의 구조를 갖도록 형성되어 블레이드(B)를 따른 안정적인 결합과 이동이 동시에 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 결합지지장치이동단계(S12)는 제1지지압착판(321a)을 이동시키는 제1지지압착판이동단계(S121)와, 제2지지압착판(321b)을 이동시키는 제2지지압착판이동단계(S122)를 포함하며, 상기 제1지지압착판이동단계(S121) 및 제2지지압착판이동단계(S122)는 번갈이 이루어지게 되어, 제1지지압착판(321a) 및 제2지지압착판(321b) 중 하나는 블레이드(B)에 결합된 상태에서 나머지 하나의 지지압착판(321) 만이 블레이드(B)로부터 분리되어 일측으로 이동되도록 한다. 상기 제1지지압착판이동단계(S121)와 제2지지압착판이동단계(S122)는 제1지지압착판(321a) 및 제2지지압착판(321b)을 이동시키는 것을 제외하면 동일한 구성을 가지므로, 제2지지압착판이동단계(S122)를 중심으로 설명하도록 한다.
상기 제2지지압착판이동단계(S122)는 제1지지압착판(321a)이 블레이드(B)에 압착된 상태에서 제2지지압착판(321b) 만이 이동하는 단계로, 도 3에 도시된 바와 같이 제2지지압착판(321b)이 블레이드(B)로부터 분리되는 제2지지압착판분리단계(S122a), 고정프레임(33)이 이동하는 고정프레임이동단계(S121b), 제2연결부(312b) 만이 별도로 이동하는 제2연결부이동단계(S122c), 이동된 제2지지압착판(321b)이 다시 블레이드(B)에 압착되는 제2지지압착판압착단계(S122d)를 포함한다. 따라서, 제2지지압착판(321b)은 도 4의(a)에 도시된 바와 같이 상기 제2지지압착판분리단계(S122a)에서 블레이드(B)로부터 분리된 후, 도 4의(b)에 도시된 바와 같이 고정프레임이동단계(S121b)에서 고정프레임(33)이 제1연결부(312a)에 닿을 때까지 이동한 후, 제2연결부이동단계(S122c)에서 제2연결부(312b)가 별도로 제2이동봉(311b)을 따라 이동하여 고정프레임(33)까지 이동되고, 상기 제2지지압착판압착단계(S122d)에서 제2지지압착판(321b)이 블레이드(B)에 압착된다.
상기 제1지지압착판이동단계(S121)도 제1지지압착판분리단계(S121a), 고정프레임이동단계(S122b), 제1연결부이동단계(S121c), 제1지지압착판압착단계(S121d)를 포함하며, 도 4의(c)에 도시된 바와 같이 제1지지압착판(321a)이 분리된 상태에서 고정프레임(33)이 제2연결부(312b)에 닿을 때까지 이동하고, 제1연결부(312a)가 별도로 제1이동봉(311a)을 따라 고정프레임(33)까지 이동하여, 제1지지압착판(321a)이 블레이드(B)에 다시 압착된다.
이러한 과정을 반복하며, 결합지지장치(3)는 블레이드(B)를 따라 이동하고, 이에 지지된 상태측정장치(1)가 함께 이동하여 블레이드(B) 전체에 대한 상태측정장치(1)의 안정적인 이동이 가능하도록 한다.
상기 표면파송수신단계(S2)는 상기 센서압착단계(S113)에 의해 표면파센서(132)가 블레이드(B)에 압착되도록 한 후, 표면파를 송수신하여 블레이드(B)의 상태를 측정하는 단계로, 후술하는 표면파발생부(132a)에 의해 표면파를 발생하는 표면파발생단계(S21)와, 표면파수신부(132b)에 의해 표면파를 수신하여 전기신호를 생성하는 표면파수신단계(S22)를 포함한다. 표면파발생단계(S21)에서 발생되어 블레이드(B)의 표면을 따라 흐르는 표면파는 이물, 크랙, 부식 등의 결함에 의해 위상, 진폭 등이 변경되므로, 표면파수신단계(S22)에서 수신되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 블레이드의 결함을 검출할 수 있도록 한다. 이때, 표면파발생단계(S21)는 20 내지 50KHz의 저주파를 발생시키는 저주파발생단계(S211)와, 70 내지 100KHz의 고주파를 발생시키는 고주파발생단계(S212)를 포함할 수 있으며, 표면파수신단계(S22)는 저주파발생단계(S211)에서 발생되는 저주파를 수신하는 저주파수신단계(S221)와, 고주파발생단계(S212)에서 발생되는 고주파를 수신하는 고주파수신단계(S222)를 포함할 수 있다. 상기 표면파송수신단계(S2)는 상기 저주파발생단계(S211)에서 저주파를 발생시킨 후, 저주파수신단계(S221)에서 저주파를 수신하여 블레이드의 대략의 이상여부를 진단하도록 하고, 이상이 발생한 경우에만 고주파발생단계(S212)에서 고주파를 발생시켜 고주파수신단계(S222)에서 고주파를 수신하도록 함으로써 정밀한 결함의 진단을 실시하도록 할 수 있으며, 이를 통해 상태 측정에 소모되는 전력을 줄일 수 있다.
한편, 상기 표면파송수신단계(S2)는 저주파발생단계(S211)와 저주파수신단계(S221)만이 실행되도록 할 수 있으며, 저주파발생단계(S211)에서 발생되는 저주파를 저주파수신단계(S221)에서 저주파수신부(132b')와 고주파수신부(132b'')가 동시에 수신하도록 함으로써 저주파의 발생만으로 결함의 상세한 분석이 가능하도록 할 수도 있다. 이에 관한 상세한 설명은 상태측정시스템에서 후술한다.
상기 결함분석단계(S3)는 상기 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호를 이용하여 블레이드(B)의 결함을 특정하는 단계로, 블레이드에 결함이 없는 정상상태 및 결함별 발생되는 전기신호정보를 저장하는 기본신호저장단계(S31)와, 상기 기본신호저장단계(S31)에서 저장되는 전기신호정보와 실제 측정시 상기 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호정보를 이용하여 블레이드 결함을 특정하는 결함특정단계(S32)를 포함한다.
상기 기본신호저장단계(S31)는 블레이드에 결함이 없는 정상상태에서의 측정시 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호정보와, 블레이드에 발생되는 결함의 종류, 크기별로 생성되는 전기신호정보를 저장하는 단계로, 도 4에 도시된 바와 같이 정상상태에서 생성되는 전기신호의 진폭정보를 저장하는 정상진폭정보저장단계(S311), 정상상태에서 생성되는 전기신호의 위상정보를 저장하는 정상위상정보저장단계(S312), 이물, 크랙, 부식 등 결함의 종류 및 각각의 크기별로 생성되는 전기신호의 진폭정보를 저장하는 결함별진폭정보저장단계(S313), 결함의 종류 및 크기별 생성되는 전기신호의 위상정보를 저장하는 결함별위상정보저장단계(S314)를 포함한다.
상기 결함특정단계(S32)는 실제 블레이드의 상태 측정을 위해 표면파센서(132)를 상태측정장치(1) 및 결합지지장치(3)에 의해 이동시키며 표면파를 송수신하고, 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호를 분석하여 결함을 특정하는 단계로, 도 5에 도시된 바와 같이 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호를 분석하는 수신신호분석단계(S321), 상기 수신신호분석단계(S321)에서 분석되는 정보와 상기 기본신호저장단계(S31)에서 저장된 정보를 비교하는 수신신호비교단계(S322), 상기 수신신호비교단계(S322)에서 비교되는 결과에 따라 결함종류를 특정하는 결함종류특정단계(S323), 결함크기를 특정하는 결함정도특정단계(S324)를 포함한다.
상기 수신신호분석단계(S321)는 상기 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호를 분석하는 단계로, 전기신호의 진폭을 분석하는 진폭분석단계(S321a)와, 위상을 분석하는 위상분석단계(S321b)를 포함하며, 진폭 및 위상정보를 분석하여 상기 기본신호저장단계(S31)에서 저장된 전기신호정보의 진폭 및 위상정보와 비교가 이루어지도록 함으로써 결함을 특정할 수 있도록 한다.
상기 수신신호비교단계(S322)는 상기 수신신호분석단계(S321)에서 분석되는 전기신호의 진폭 및 위상정보와, 상기 기본신호저장단계(S31)에서 저장되는 전기신호의 진폭 및 위상정보를 비교하는 단계로, 진폭을 비교하는 진폭비교단계(S322a), 위상을 비교하는 위상비교단계(S322b)를 포함한다. 상기 진폭비교단계(S322a) 및 위상비교단계(S322b)는 상기 진폭분석단계(S321a) 및 위상분석단계(S321b)에서 분석되는 전기신호의 진폭 및 위상정보와 상기 정상진폭정보저장단계(S311), 정상위상정보저장단계(S312), 결함별진폭정보저장단계(S313), 결함별위상정보저장단계(S314)에서 저장되는 진폭 및 위상정보를 비교하여, 블레이드의 이상을 검출하고, 상기 결함종류특정단계(S323), 결함정도특정단계(S324)에서 결함의 종류 및 정도가 특정될 수 있도록 한다.
상기 결함종류특정단계(S323)는 상기 수신신호비교단계(S322)에서 비교되는 결과에 따라, 특히 생성되는 전기신호정보와 결함의 종류별 신호정보의 진폭, 위상을 비교하여 결함이 이물, 크랙, 부식 등 어떤 종류의 결함에 해당하는지를 특정하도록 한다.
상기 결함정도특정단계(S324)는 블레이드 결함의 정도를 특정하는 단계로, 상기 결함별진폭정보저장단계(S313), 결함별위상정보저장단계(S314)에서 저장된 결함의 길이, 폭, 깊이 등의 결함정도에 따른 진폭, 위상정보와 생성되는 전기신호정보를 비교하여 결함의 정도를 특정하도록 한다.
상기 화면표시단계(S4)는 상기 표면파수신단계(S22)에서 생성되는 전기신호와 상기 결함분석단계(S3)에서 분석되는 결함정보를 별도의 화면에 표시하는 단계로, 이를 통해 블레이드 결함 정보의 확인 및 검증이 가능하도록 한다. 상기 화면표시단계(S4)는 도 7에 도시된 바와 같이 생성되는 전기신호를 표시하는 생성신호표시단계(S41)와, 결함정보를 표시하는 결함정보표시단계(S42)를 포함한다.
상기 생성신호표시단계(S41)는 표면파수신단계(S22)에서 표면파 수신에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 단계로, 사용자가 직접 신호의 파형을 확인할 수 있도록 하여 정확하게 결함이 분석되었는지를 확인하도록 한다. 상기 생성신호표시단계(S41)는 정상신호표시단계(S411), 수신신호표시단계(S412), 결함별신호표시단계(S413), 신호동기화단계(S414), 진폭차표시단계(S415), 위상차표시단계(S416)를 포함할 수 있다.
상기 정상신호표시단계(S411)는 블레이드에 결함이 없는 정상상태에서 표면파수신부(132b)에 의해 생성되는 전기신호를 표시하는 단계로, 측정시 수신신호와의 직접적인 비교가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 수신신호표시단계(S412)는 블레이드 상태 측정시 생성되는 전기신호를 표시하는 단계로, 상기 정상신호표시단계(S411)에서 표시되는 신호와 비교하여 이상의 발생 여부를 인지할 수 있도록 한다.
상기 결함별신호표시단계(S413)는 블레이드의 결함에 따라 생성되는 전기신호를 표시하는 단계로, 결함의 종류별, 정도별 신호를 표시하도록 할 수 있으며, 상기 수신신호표시단계(S412)에서 표시되는 신호와의 비교를 통해 결함의 종류, 정도를 파악할 수 있도록 한다.
상기 신호동기화단계(S414)는 상기 정상신호표시단계(S411), 수신신호표시단계(S412), 결함별신호표시단계(S413)에서 표시되는 신호의 시점을 동기화하는 단계로, 동일한 시점에 대한 신호가 표시되도록 함으로써 신호 간의 정확한 비교가 이루어지도록 한다.
상기 진폭차표시단계(S415) 및 위상차표시단계(S416)는 상기 정상신호표시단계(S411), 결함별신호표시단계(S413)에서 표시되는 신호와 상기 수신신호표시단계(S412)에서 표시되는 신호 사이의 진폭차 및 위상차를 화면에 표시하는 단계로, 이를 통해 결함의 인지가 더욱 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기 결함정보표시단계(S42)는 상기 결함특정단계(S32)에서 검출되는 결함정보를 화면에 표시하는 단계로, 결함의 종류를 표시하는 결함종류표시단계(S421), 결함의 정도를 표시하는 결함정도표시단계(S422)를 포함하며, 이를 통해 블레이드의 결함을 쉽게 파악할 수 있고, 상기 생성신호표시단계(S41)에서 표시되는 신호와의 비교를 통해 결함의 정확하게 검출되었는지 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 도 8 내지 도 22를 참조하여 설명하면, 상기 상태측정시스템은 블레이드(B)에 지지되어 블레이드(B)를 따라 이동하며, 표면파를 송수신하여 블레이드의 상태를 측정하는 상태측정장치(1)와, 상기 상태측정장치(1)를 지지하며, 블레이드에 결합·고정되는 결합지지장치(3)를 포함한다. 본 발명에 따른 상태측정장치(1)는 표면파를 이용하여 블레이드의 상태를 측정하고, 크랙, 이물, 부식 등의 결함을 검출하기 위한 것으로, 표면파센서부(13)에 의해 표면파를 송수신하여 블레이드 상태를 측정하도록 하며, 더욱 정확하게는 후술할 표면파발생부(132a)에서 표면파를 발생시키고, 표면파수신부(132b)에서 표면파발생부(132a)에 의해 발생된 표면파를 수신하여 이에 따라 생성되는 전기신호를 분석하도록 함으로써 블레이드의 결함을 검출할 수 있도록 한다. 참고로, 이하에서는 도 22의 전후상하좌우 방향을 기준으로 설명한다.
상기 상태측정장치(1)는 표면파센서(132)를 블레이드(B)를 따라 이동시키면서 표면파를 송수신하여 블레이드(B)의 상태를 측정하는 구성으로, 결합지지장치(3)에 지지되도록 한다. 상기 상태측정장치(1)는 결합지지장치(3)에 지지되어 블레이드의 전연부(L)를 따라 좌우로 이동하고, 결합지지장치(3)와 함께 이동하여 블레이드(B) 전체에 대한 상태 측정이 가능하도록 한다. 상기 상태측정장치(1)는 표면파를 이용하여 블레이드의 상태를 측정하고, 크랙, 이물, 부식 등의 결함을 검출하기 위한 것으로, 표면파센서부(13)에 의해 표면파를 송수신하여 블레이드 상태를 측정하도록 하며, 더욱 정확하게는 후술할 표면파발생부(132a)에서 표면파를 발생시키고, 표면파수신부(132b)에서 표면파발생부(132a)에 의해 발생된 표면파를 수신하여 이에 따라 생성되는 전기신호를 분석하도록 함으로써 블레이드의 결함을 검출할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명은 표면파센서부(13)가 블레이드(B)를 따라 이동할 수 있도록 하여, 블레이드(B) 전체에 표면파센서부(13)를 설치하는 시간과 비용의 소모 없이도 용이하고 신속하고 경제적인 블레이드의 상태 측정이 가능하도록 한다. 상기 상태측정장치(1)는 도 10에 도시된 바와 같이 블레이드(B)에 지지되어 블레이드(B)를 따라 이동하는 센서이동부(31)와; 표면파센서부(13)를 블레이드(B)에 밀착시키는 센서압착부(12)와; 상기 센서이동부(31)와 함께 이동하며, 블레이드(B)의 양측에 밀착되어 표면파를 송수신하는 표면파센서부(13)와; 상기 센서이동부(31)의 작동을 제어하며, 상기 표면파센서부(13)에 의해 송수신되는 표면파를 통해 블레이드의 상태를 진단하는 컨트롤러(14);를 포함한다.
상기 센서이동부(31)는 상기 표면파센서부(13)를 블레이드(B)를 따라 이동시키는 구성으로, 블레이드(B)에 지지되어 이동하도록 하며, 바람직하게는 도 13에 도시된 바와 같이 블레이드(B)를 지면과 수평 방향이 되도록 하고, 블레이드(B)를 따라 좌우로 이동하며 표면파센서(132)에 의해 블레이드의 상태를 측정하도록 한다. 상기 센서이동부(31)는 원형의 이동롤(111a)을 갖는 주이동부(111)를 포함하여 도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이 블레이드(B)의 끝단에 이동롤(111a)이 지지되어 이동할 수 있도록 하며, 이동롤(111a)의 회전에 따라 표면파센서부(13)를 이동시키도록 한다. 다만, 너셀(N)에서 멀어지는 블레이드(B)의 끝단은 도 12에 도시된 바와 같이 두께가 얇아 이동롤(111a)이 지지되기 어려우므로, 상기 센서이동부(31)는 주이동부(111)와는 별도로 표면파센서부(13)를 이동시킬 수 있는 부이동부(112)를 추가적으로 포함하도록 한다.
상기 주이동부(111)는 원형의 이동롤(111a)에 의해 블레이드(B)에 지지되어 이동하는 구성으로, 롤구동모터(111b)에 의해 이동롤(111a)을 회전시켜 블레이드(B)를 따라 이동하도록 하며, 너셀(N)에서 멀어지는 방향으로 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 주이동부(111)는 블레이드(B)에 지지되는 반대측으로 부이동부(112)가 형성되며, 상기 부이동부(112)에는 상하측으로 표면파센서부(13)가 연결되도록 형성되어 주이동부(111)의 이동에 따라 표면파센서부(13)도 함께 이동하도록 한다. 상기 주이동부(111)는 블레이드에 지지되어 회전하는 원형의 이동롤(111a), 이동롤(111a)을 회전시키는 롤구동모터(111b), 상기 이동롤(111a) 및 롤구동모터(111b)를 지지하는 주이동부하우징(111c), 상기 주이동부하우징(111c)에 지지되어 주이동부(111)가 이동하는 경로를 형성하는 주이동가이드부재(111d)를 포함한다.
상기 이동롤(111a)은 블레이드(B)에 지지되어 회전하는 구성으로, 원형으로 형성되어 블레이드(B)를 따라 이동하도록 한다. 상기 이동롤(111a)은 상기 롤구동모터(111b)의 작동에 의해 회전하며, 블레이드의 전연부(L)를 따라 이동하도록 할 수 있다.
상기 롤구동모터(111b)는 상기 이동롤(111a)을 회전시키는 구성으로, 일반적인 모터가 적용될 수 있으며, 상기 주이동부하우징(111c) 내에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 주이동부하우징(111c)은 상기 주이동부(111)의 외형을 형성하는 구성으로, 일단에는 상기 이동롤(111a)이 회전가능하도록 결합되어 블레이드(B)를 따라 이동하며, 내부에는 롤구동모터(111b)가 형성된다. 또한, 상기 주이동부하우징(111c)은 일 지점에 상기 주이동가이드부재(111d)가 관통 삽입되도록 하여, 주이동부하우징(111c)이 주이동가이드부재(111d)를 따라 이동하도록 한다. 따라서, 상기 주이동부(111)는 블레이드의 전연부(L)를 따라 일정 경로를 형성하며 이동할 수 있게 된다. 상기 주이동부하우징(111c)은 상기 주이동가이드부재(111d)가 관통 삽입되는 내측으로 가이드돌기(111c-1)를 형성하여 상기 주이동가이드부재(111d)에 안정적으로 지지되어 이동할 수 있도록 한다. 또한, 상기 주이동부하우징(111c)은 이동롤(111a)의 반대측으로 상기 부이동부(112), 더욱 정확하게는 부이동가이드부재(112a)가 고정된다.
상기 주이동가이드부재(111d)는 상기 주이동부(111)가 이동하는 방향으로 형성되어 상기 주이동부하우징(111c)에 관통 삽입되는 구성으로, 상기 주이동부(111)의 이동 경로를 형성하도록 한다. 상기 주이동가이드부재(111d)는 상기 결합지지장치(3)에 지지되어 블레이드(B)와 수평을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 주이동가이드부재(111d)는 이동 경로를 따라 가이드홈(111d-1)이 함입되어 형성될 수 있으며, 상기 주이동부하우징(111c)의 가이드돌기(111c-1)가 삽입되어 안정적으로 이동할 수 있도록 한다.
상기 부이동부(112)는 상기 주이동부(111)의 이동롤(111a)을 고정시킨 상태에서 표면파센서부(13)를 이동시킬 수 있도록 하는 구성으로, 도 12에 도시된 바와 같이 블레이드(B)의 두께가 얇아지는 말단에서 주이동부(111)의 이동롤(111a)은 블레이드(B)에 안정적으로 지지되어 이동하기 어려우므로, 부이동부(112)에 의해 표면파센서부(13)가 블레이드(B) 끝단까지 이동할 수 있도록 한다. 상기 부이동부(112)는 주이동부(111)의 이동롤(111a) 반대측에 연결되어 주이동부(111)와 함께 이동하며, 주이동부(111)가 고정된 상태에서 별개로 작동할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 부이동부(112)는 상기 주이동부(111)에 고정되어 부이동하우징(112b)을 가이드하는 부이동가이드부재(112a)와; 상기 부이동가이드부재(112a)에 가이드되어 주이동부(111)와 동일한 방향으로 이동하며, 상기 표면파센서부(13)와 연결되어 함께 이동하도록 하는 부이동하우징(112b)과; 상기 부이동하우징(112b)을 이동시키는 구동력을 제공하는 부이동수단(112c);을 포함한다.
상기 부이동가이드부재(112a)는 상기 부이동하우징(112b)이 이동하는 경로를 형성하는 구성으로, 상기 부이동하우징(112b)의 양측에 레일 형태로 형성되어 부이동하우징(112b)이 부이동가이드부재(112a)를 따라 이동할 수 있도록 한다. 상기 부이동가이드부재(112a)는 상기 주이동부(111)의 주이동부하우징(111c)에 고정되어 주이동부(111)의 이동에 따라 함께 움직이며, 주이동부(111)와 동일한 방향으로 경로를 형성하여 두께가 얇아지는 블레이드(B)의 끝단에서 표면파센서부(13)가 블레이드(B)를 따라 움직일 수 있도록 한다.
상기 부이동하우징(112b)은 상기 부이동가이드부재(112a)에 지지되어 이동하는 구성으로, 상기 부이동수단(112c)의 구동력에 의해 이동하도록 한다. 상기 부이동하우징(112b)에는 표면파센서부(13)가 연결되어 부이동하우징(112b)의 이동에 따라 표면파센서부(13)도 동일한 방향으로 이동하도록 하며, 더욱 정확하게는 상기 센서압착부(12)를 통해 표면파센서부(13)에 연결되도록 한다. 상기 부이동하우징(112b)은 내부에 일정 공간을 형성하여 상기 센서압착부(12)의 후술할 압착펌프(121)가 내장되도록 하며, 후술할 연결하우징(123)에 의해 표면파센서부(13)와 연결되도록 한다.
상기 부이동수단(112c)은 상기 부이동하우징(112b)을 이동시키는 구동력을 제공하는 구성으로, 도 11에 도시된 바와 같이 실린더 등의 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않으며 상기 부이동하우징(112b)을 이동시킬 수 있는 다양한 구동수단이 적용될 수 있다. 상기 부이동수단(112c)은 상기 부이동하우징(112b)을 주이동부(111)의 이동 방향과 동일한 방향으로 밀거나 당길 수 있도록 하며, 양측에는 상기 부이동가이드부재(112a)가 고정 결합되도록 한다.
상기 센서압착부(12)는 상기 표면파센서부(13)를 블레이드(B)에 압착시킬 수 있도록 하는 구성으로, 표면파센서부(13)에 의해 표면파를 송수신하여 블레이드의 상태를 측정할 때에는 표면파센서부(13)를 블레이드(B)에 압착시키도록 하고, 표면파센서부(13)가 상기 센서이동부(31)에 의해 이동할 때에는 표면파센서부(13)의 압착을 해제하여 표면파센서부(13)의 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 상기 표면파센서부(13)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 센서이동부(31)의 상하측에 형성되어 블레이드(B)의 양측에서 블레이드(B)에 접촉되도록 하므로, 상기 센서압착부(12)도 상기 센서이동부(31)의 상하측에 형성되어 양측의 표면파센서부(13)가 블레이드(B)에 압착될 수 있도록 한다. 또한, 상기 센서압착부(12)는 상기 센서이동부(31)와 표면파센서부(13)를 연결하므로, 센서이동부(31)의 이동에 따라 표면파센서부(13)도 함께 이동할 수 있도록 한다. 상기 센서압착부(12)는 표면파센서부(13)를 압착시키는 압축공기를 제공하는 압착펌프(121), 상기 압착펌프(121)에 의해 제공되는 압축공기를 표면파센서부(13)로 공급하는 압착관(122), 표면파센서부(13)와 센서이동부(31)를 연결하는 연결하우징(123)을 포함한다.
상기 압착펌프(121)는 압축공기를 공급하여 표면파센서부(13)가 블레이드(B)에 압착될 수 있도록 하며, 상기 부이동하우징(112b)에 내장된다. 상기 압착펌프(121)는 상하측으로 상기 압착관(122)이 연결되어 압축공기를 제공받을 수 있도록 한다. 상기 압착펌프(121)는 표면파센서부(13)에 의한 표면파송수신시 압축공기를 공급하도록 하며, 표면파센서부(13)의 이동시에는 압축공기의 공급을 중단하여 압착이 해제되도록 함으로써 표면파센서부(13)의 이동이 쉽게 이루어지도록 한다.
상기 압착관(122)은 상기 압착펌프(121)에 의해 제공되는 압축공기를 표면파센서부(13)로 공급하는 구성으로, 상기 압착펌프(121)의 상하측에 한 쌍이 연결되도록 한다. 상기 압착관(122)은 일단이 압착펌프(121)에 연결되고, 타단은 상기 표면파센서부(13), 더욱 정확하게는 후술할 센서지지부(131)에 연결되어 압착관(122)을 통과한 압축공기가 센서지지부(131)를 블레이드(B) 방향으로 밀도록 함으로써 표면파센서(132)가 블레이드(B)에 압착될 수 있도록 한다. 상기 압착관(122)은 예를 들어 일측이 '∩'형상으로 형성될 수 있으며, 이를 통해 표면파센서부(13)가 블레이드(B)에 압착되도록 하고, 당연히 타측은 그와 반대로 형성되도록 할 수 있다.
상기 연결하우징(123)은 상기 표면파센서부(13) 및 센서이동부(31)를 연결하는 구성으로, 상기 부이동하우징(112b) 및 센서지지부(131)에 연결되도록 형성되며, 상기 압착관(122)의 둘레를 둘러싸는 형태로 센서이동부(31)의 상하측에 형성되도록 한다. 따라서, 상기 연결하우징(123)은 센서이동부(31)의 이동에 따라 표면파센서부(13)가 함께 이동할 수 있도록 하며, 압착관(122)을 외부로부터 보호하도록 하고, 압착관(122)과 동일하게 '∩' 형상으로 형성될 수 있다.
상기 표면파센서부(13)는 블레이드(B) 표면을 따라 표면파를 송수신하여 블레이드(B)의 상태를 측정하는 구성으로, 상기 센서이동부(31)에 의해 블레이드(B)를 따라 이동하며 상태를 측정하도록 하고, 상기 센서압착부(12)에 의해 블레이드(B)에 압착되어 표면파의 송수신이 정확하게 이루어질 수 있도록 한다. 상기 표면파센서부(13)는 도 10에 도시된 바와 같이 블레이드(B)의 양측에서 블레이드(B)에 압착되어 일측 표면파센서부(13)에서는 표면파를 발생시키고, 타측 표면파센서부(13)에서는 일측 표면파센서부(13)에 의해 발생된 표면파를 수신하여, 이를 통해 생성된 전기신호를 분석함으로써 블레이드(B)의 결함을 검출할 수 있도록 한다. 블레이드(B) 표면을 따라 흐르는 표면파는 크랙, 이물, 부식 등에 의해 반사, 감쇄, 회절되어 진폭, 위상이 상이한 전기신호를 생성하게 되므로, 이를 분석하여 블레이드의 결함을 검출하도록 한다. 상기 표면파센서부(13)는 도 10에 도시된 바와 같이 표면파센서(132)를 지지하는 센서지지부(131)와, 표면파를 송수신하는 표면파센서(132)를 포함한다.
상기 센서지지부(131)는 표면파센서(132)가 삽입되어 고정되는 구성으로, 상측에는 상기 센서압착부(12)가 연결되어 고정되고, 하측으로는 상기 표면파센서(132)가 삽입되도록 한다. 상기 센서지지부(131)는 센서압착부(12)와 고정되어 센서이동부(31)의 이동에 따라 표면파센서(132)가 함께 이동하도록 하며, 상기 연결하우징(123)에 고정되어 표면파센서부(13)의 외형을 형성하는 센서하우징(131a)과, 센서하우징(131a)의 내측에서 표면파센서(132)와의 사이에 형성되는 탄성부재(131b)를 포함한다.
상기 센서하우징(131a)은 표면파센서부(13)의 외형을 형성하는 구성으로, 연결하우징(123)에 고정되며, 하측으로는 표면파센서(132)가 삽입되어 고정되고, 표면파센서(132)와의 사이에는 탄성부재(131b)가 충진되도록 한다.
상기 탄성부재(131b)는 상기 센서하우징(131a)의 내측에서 표면파센서(132)와의 사이에 충진되는 구성으로, 예를 들어 실리콘 등이 적용될 수 있다. 따라서, 상기 센서압착부(12)에 의해 압축공기가 공급되어 누를 때, 형상이 일정 정도 변경될 수 있도록 함으로써, 상기 표면파센서(132)가 다양한 굴곡을 갖는 블레이드(B) 표면에 압착될 수 있도록 한다.
상기 표면파센서(132)는 상기 센서지지부(131)에 고정되며, 블레이드(B)에 압착되어 표면파를 송수신하도록 한다. 상기 표면파센서(132)는 블레이드(B)를 따라 이동하며 표면파를 송수신하게 되는데, 앞서 설명한 바와 같이 블레이드(B)의 양측에 압착되어 일측에서는 표면파를 송신하고, 타측에서는 표면파를 수신하도록 한다. 일측에서 표면파를 송신하는 표면파센서(132)를 표면파발생부(132a), 타측에서 표면파를 수신하는 표면파센서(132)를 표면파수신부(132b)라 한다.
상기 표면파발생부(132a)는 전기신호를 인가받아 블레이드 표면을 따라 이송하는 표면파를 발생시키는 구성으로, 너셀(N) 등으로부터 전력을 인가받아 표면파를 발생시킬 수 있다. 상기 표면파발생부(132a)는 도 15에 도시된 바와 같이 압전소자로 이루어진 압전기판(132a-1)과, 압전기판(132a-1) 상에 형성된 전극(132a-2)을 포함할 수 있으며, 전극(132a-2)에 전압을 공급하면 압전기판(132a-1)에 의해 응력, 발진 과정이 반복되면서 표면 탄성파가 생성된다. 일 예로, 상기 표면파발생부(132a)는 도 14에 도시된 바와 같이 20 내지 50KHz의 저주파를 발생시키는 저주파발생부(132a')와, 70 내지 100KHz의 고주파를 발생시키는 고주파발생부(132a'')를 포함할 수 있다. 이때, 저주파발생부(132a')에 의해 저주파를 송신하여 먼저 대략적인 결함을 진단한 후, 결함이 존재하는 경우에만 고주파발생부(132a'')에 의해 고주파를 발생시켜 정밀한 상태 측정을 실시하도록 할 수 있으며, 또는 저주파발생부(132a')에 의해 발생되는 표면파만으로 블레이드의 상태 측정이 완료되도록 할 수도 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.
상기 표면파수신부(132b)는 상기 표면파발생부(132a)에서 생성되어 블레이드 표면을 따라 이송된 표면파를 수신하여 전기신호를 생성하는 구성으로, 도 15에 도시된 바와 같이 티탄산 지르콘산납(PZT) 등의 압전소자로 이루어진 압전기판(132b-1)과, 상기 압전기판(132b-1) 상에 형성된 전극(132b-2)을 포함할 수 있다. 상기 표면파발생부(132a)에서 생성되어 블레이드 표면을 따라 이송된 표면파가 상기 표면파수신부(132b)에 도달하면 상기 압전기판(132b-1)에 응력이 가해져 전기 신호가 발생하여 전극(132b-2)을 통해 후술할 결함분석부(142)에 전달된다. 상기 표면파수신부(132b)는 상기 저주파발생부(132a')에서 발생된 표면파를 수신하는 저주파수신부(132b')와, 상기 고주파발생부(132a'')에서 발생된 표면파를 수신하는 고주파수신부(132b'')를 포함할 수 있으며, 상기 저주파수신부(132b') 및 고주파수신부(132b'')는 각각 저주파발생부(132a')에서 발생되는 저주파 및 고주파발생부(132a'')에서 발생되는 고주파와 동일한 고유 진동수를 갖도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 저주파발생부(132a') 및 고주파발생부(132a'')의 압전기판(132b-1)은 각각 수신하는 저주파 및 고주파와 동일한 고유 진동수를 갖도록 형성되어, 공명 현상을 통해 각 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 증폭시키도록 함으로써, 정상상태와 이상상태에서의 신호 비교가 명확하게 이루어지도록 하여 정밀한 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 한다. 따라서, 상기 저주파수신부(132b')에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 대략의 결함 여부를 진단한 후, 결함이 존재하는 경우에만 고주파를 발생시켜 상기 고주파수신부(132b'')에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 결함을 정밀하게 검출하도록 할 수 있다.
이와는 다르게, 본 발명은 고주파를 발생시키지 않고 상기 저주파발생부(132a')에 의해 저주파만을 발생시키도록 할 수 있으며, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 저주파수신부(132b') 및 고주파수신부(132b'')에서 모두 저주파를 수신하도록 할 수 있다. 이때, 저주파를 수신하는 상기 고주파수신부(132b'')에서도 도 17 내지 도 18에 도시된 바와 같이 결함의 정도와 종류를 파악할 수 있는 전기신호가 출력되는 것을 확인하였으며, 이를 통해 더욱 신속하고 경제적인 블레이드의 상태 진단이 가능하도록 할 수 있다. 도 17 내지 도 18은 상기 고주파수신부(132b'')에서 수신되는 저주파의 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 나타내는 것으로, 도 17은 블레이드 크랙의 길이(2, 4, 6, 8cm)에 따라 얻은 전기신호를 나타내며, 도 18은 블레이드 크랙의 폭(medium(5mm), high(40mm))에 따라 얻는 전기신호를 나타내는데, 크랙의 길이 및 폭에 따라 전기신호의 진폭과 위상이 변화되는 패턴을 알 수 있다. 후술할 화면표시부(143)는 이러한 블레이드의 결함에 따른 전기신호의 변화 패턴을 별도의 화면에 표시하도록 할 수 있으며, 실제 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호와의 직접적인 비교를 통해 블레이드의 결함을 확인하도록 한다.
따라서, 본 발명에서는 상황에 따라 일 실시예와 같이 저주파발생부(132a') 및 고주파발생부(132a'')에서 표면파를 발생시켜 정밀한 블레이드의 상태 진단을 실시할 수도 있으며, 이와는 달리 저주파발생부(132a')에서만 저주파의 표면파를 발생시키고, 저주파수신부(132b') 및 고주파수신부(132b'')에서 저주파의 표면파를 수신하여 신속하게 블레이드의 상태 측정을 실시하도록 할 수도 있다.
상기 컨트롤러(14)는 상기 센서이동부(31)의 작동을 제어하며, 상기 표면파센서부(13)에 의해 송수신되는 표면파를 통해 블레이드의 상태를 진단하는 구성으로, 도 19에 도시된 바와 같이 이동제어부(141), 결함분석부(142), 화면표시부(143)를 포함한다.
상기 이동제어부(141)는 상기 센서이동부(31)의 작동을 제어하는 구성으로, 상기 주이동부(111)의 롤구동모터(111b)와, 상기 부이동부(112)의 부이동수단(112c)의 작동을 제어하도록 한다. 상기 이동제어부(141)는 너셀(N) 부근에서 일정 지점까지는 상기 롤구동모터(111b)를 작동시켜 이동롤(111a)의 회전에 의해 상태측정장치(1)가 블레이드(B)를 따라 이동하도록 하고, 블레이드(B)의 두께가 얇아지는 끝단에서는 상기 부이동수단(112c)을 작동시켜 표면파센서부(13)의 이동이 이루어지도록 한다.
상기 결함분석부(142)는 상기 표면파수신부(132b)에서 수신되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 블레이드(B)의 상태를 진단하도록 하는 구성으로, 블레이드의 표면에 형성되는 크랙, 부식, 이물을 검출하여 특정하도록 한다. 상기 표면파발생부(132a)에서 발생되어 블레이드(B) 표면을 따라 이송되는 표면파는 크랙, 부식, 이물과 접촉될 경우 반사, 회절, 감쇠가 이루어지게 되며, 이에 따라 상기 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호는 그 진폭과 위상이 변경된다. 따라서, 상기 결함분석부(142)는 상기 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호를 분석하여 블레이드의 결함을 검출할 수 있도록 한다. 특히 상기 결함분석부(142)는 결함의 종류, 크기에 따라 변경되는 전기신호의 패턴을 분석하여 저장하도록 하고, 이를 실제 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호와 비교하도록 함으로써, 결함의 종류, 크기를 특정하도록 한다. 상기 결함분석부(142)는 도 20에 도시된 바와 같이 상기 표면파수신부(132b)에 의해 수신되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 분석하는 수신신호분석부(142a)와, 정상상태 및 결함에 따라 생성되는 전기신호를 분석하여 저장하는 기본신호저장부(142b)와, 상기 수신신호분석부(142a) 및 기본신호저장부(142b)에 의해 분석되는 전기신호를 비교하여 블레이드 결함을 특정하는 결함특정부(142c)를 포함한다.
상기 수신신호분석부(142a)는 상기 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호를 분석하는 구성으로, 상기 수신신호분석부(142a)에 의해 분석되는 정보는 상기 기본신호저장부(142b)에 의해 저장된 정보와 비교되어 블레이드의 결함을 진단하고 결함의 특정이 이루어질 수 있도록 한다. 상기 수신신호분석부(142a)는 전기신호의 진폭을 분석하는 진폭분석모듈(142a-1)과, 위상을 분석하는 위상분석모듈(142a-2)을 포함할 수 있고, 상기 진폭분석모듈(142a-1) 및 진폭분석모듈(142a-1)은 일정 시간 동안 전기신호의 평균 진폭과 위상차를 계산하여 상기 기본신호저장부(142b)에 의해 저장된 신호의 진폭, 위상가 비교가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 기본신호저장부(142b)는 상기 수신신호분석부(142a)에 의해 분석되는 정보와 비교될 수 있는 표면파수신부(132b)의 전기신호 정보를 저장하는 구성으로, 블레이드가 결함이 없는 정상상태에서 표면파수신부(132b)에 의해 생성되는 전기신호와, 블레이드에 결함이 발생하였을 때 결함의 종류 및 정도에 따라 표면파수신부(132b)에 의해 생성되는 전기신호를 저장하도록 한다. 상기 기본신호저장부(142b)는 정상상태에서의 진폭정보를 저장하는 정상진폭정보저장모듈(142b-1), 정상상태에서의 위상정보를 저장하는 정상위상정보저장모듈(142b-2), 결함별 진폭정보를 저장하는 결함별진폭정보저장모듈(142b-3), 결함별 위상정보를 저장하는 결함별위상정보저장모듈(142b-4)을 포함한다.
상기 정상진폭정보저장모듈(142b-1) 및 정상위상정보저장모듈(142b-2)은 블레이드에 결함이 없는 정상상태에서 상기 표면파수신부(132b)가 표면파발생부(132a)에 의해 발생되는 표면파를 수신하여 생성하는 전기신호의 평균 진폭 및 위상차를 분석하여 저장하도록 한다.
상기 결함별진폭정보저장모듈(142b-3) 및 결함별위상정보저장모듈(142b-4)은 블레이드에 크랙, 부식, 이물 등의 결함이 발생하였을 때, 결함의 종류마다 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호의 진폭 및 위상차를 분석하여 저장하도록 한다. 블레이드의 결함은 이물의 경우 표면파의 반사에 많은 영향을 끼치며, 크랙의 경우 부식에 비해 표면파를 더 많이 감쇄시키게 되고, 동일한 크랙의 경우에도 도 17 내지 도 18에 도시된 바와 같이 크랙의 길이 또는 폭에 따라 다른 진폭 및 위상을 갖는 전기신호를 발생시키게 된다. 따라서, 상기 결함별진폭정보저장모듈(142b-3) 및 결함별위상정보저장모듈(142b-4)은 결함의 종류 및 정도에 따라 표면파수신부(132b)에 의해 생성되는 전기신호의 평균진폭 및 위상차 정보를 분석하여 저장하도록 하며, 저장된 정보를 상기 수신신호분석부(142a)에 의해 분석되는 정보와 비교하도록 함으로써, 블레이드 결함의 종류 및 정도를 특정할 수 있도록 한다.
상기 결함특정부(142c)는 상기 수신신호분석부(142a) 및 상기 기본신호저장부(142b)에 의해 분석되는 정보를 비교하여 블레이드의 결함을 특정하는 구성으로, 신호의 진폭 및 위상 정보를 비교하여 결함의 종류, 정도를 특정하도록 한다. 이를 위해, 상기 결함특정부(142c)는 진폭정보를 비교하는 진폭비교모듈(142c-1), 위상정보를 비교하는 위상비교모듈(142c-2), 진폭 및 위상의 비교를 통해 결함의 종류를 특정하는 결함종류특정모듈(142c-3), 결함의 정도를 특정하는 결함정도특정모듈(142c-4)을 포함한다.
상기 진폭비교모듈(142c-1) 및 위상비교모듈(142c-2)은 상기 수신신호분석부(142a)에 의해 분석되는 전기신호의 평균 진폭정보 및 위상정보와, 상기 기본신호저장부(142b)에 의해 저장되는 정상상태, 결함의 종류, 결함의 정도별 평균 진폭, 위상 정보를 비교하도록 한다.
상기 결함종류특정모듈(142c-3)은 상기 진폭비교모듈(142c-1) 및 위상비교모듈(142c-2)에 의해 비교되는 결과에 따라 평균 진폭 및 위상 정보가 일정 범위 내인 경우 크랙, 부식, 이물 등 해당 종류의 결함이 발생한 것으로 특정하도록 한다.
상기 결함정도특정모듈(142c-4)은 상기 진폭비교모듈(142c-1) 및 위상비교모듈(142c-2)에 의해 상기 수신신호분석부(142a)에 의해 분석되는 진폭 및 위상 정보와 결함의 크기에 따른 진폭 및 위상정보를 비교하여 결함의 길이, 너비 등 그 정도를 특정하도록 한다.
상기 화면표시부(143)는 상기 결함분석부(142)에 의해 분석되는 결함의 정보를 확인 및 검증하여 더욱 정확한 블레이드의 상태 감지가 가능하도록 하는 구성으로, 각 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호와 결함정보를 별도의 화면(미도시)에 표시하도록 한다. 본 발명은 상기 결함분석부(142)에 의해 결함의 종류, 크기를 자동으로 특정할 수 있도록 하나, 항상 정확한 정보가 출력될 수는 없으므로, 상기 화면표시부(143)를 통해 감시자가 직접 신호정보를 확인하도록 함으로써, 결함분석부(142)에 의해 검출되는 정보를 확인, 검증할 수 있도록 한다. 상기 화면표시부(143)는 도 21에 도시된 바와 같이 표면파수신부(3)에서 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 신호표시부(143a)와, 상기 결함분석부(142)에 의해 분석되는 결함정보를 화면에 표시하는 결함정보표시부(143b)를 포함한다.
상기 신호표시부(143a)는 상기 표면파수신부(132b)에서 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 구성으로, 시간에 따른 전압의 변화를 표시하도록 할 수 있으며, 정상상태에서의 신호, 실제 생성되는 신호, 결함에 따른 신호를 함께 표시하고, 각 신호를 시간에 따라 동기화하여 정확한 비교가 이루어질 수 있도록 하며, 각 신호의 진폭차, 위상차를 화면에 표시하도록 함으로써 용이하고 신속한 비교가 이루어질 수 있도록 한다. 상기 신호표시부(143a)는 정상신호표시모듈(143a-1), 수신신호표시모듈(143a-2), 결함별신호표시모듈(143a-3), 신호동기화모듈(143a-4), 진폭차표시모듈(143a-5), 위상차표시모듈(143a-6)을 포함할 수 있다.
상기 정상신호표시모듈(143a-1)은 블레이드의 결함이 없는 정상상태에서 표면파수신부(132b)에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하도록 하는 구성으로, 상기 정상진폭정보저장모듈(142b-1) 및 정상위상정보저장모듈(142b-2)에 의해 저장되는 진폭 및 위상정보의 기초가 되는 신호정보가 화면에 표시하도록 한다. 상기 정상신호표시모듈(143a-1)은 일정버튼을 누를 경우에만 표시되도록 할 수도 있다.
상기 수신신호표시모듈(143a-2)은 실제 블레이드의 상태 감지시 상기 표면파수신부(132b)에서 생성되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시한다. 따라서, 상기 정상신호표시모듈(143a-1) 및 결함별신호표시모듈(143a-3)에 의해 표시되는 신호와 직접적인 비교가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 결함별신호표시모듈(143a-3)은 블레이드 결함의 종류 및 정도에 따른 신호를 화면에 표시하는 구성으로, 일정 버튼을 누를 경우에만 표시되도록 할 수 있으며, 상기 수신신호표시모듈(143a-2)에 의해 표시되는 신호와의 비교를 통해 결함의 종류, 정도를 파악할 수 있도록 한다.
상기 신호동기화모듈(143a-4)은 상기 정상신호표시모듈(143a-1), 수신신호표시모듈(143a-2), 결함별신호표시모듈(143a-3)에 의해 표시되는 신호의 시점을 동기화하도록 하는 구성으로, 상기 표면파발생부(132a)에서 표면파를 발생시키는 시점을 기준으로 하여 각 신호의 동기화가 이루어지도록 한다. 따라서, 상기 신호동기화모듈(143a-4)은 각 신호의 시점을 동기화하여 정확한 비교가 이루어지도록 한다.
상기 진폭차표시모듈(143a-5)은 화면에 표시되는 신호간의 진폭차를 화면에 표시하도록 하는 구성으로, 상기 정상신호표시모듈(143a-1), 수신신호표시모듈(143a-2), 결함별신호표시모듈(143a-3)에 의해 표시되는 신호들 중, 정상신호표시모듈(143a-1) 또는 결함별신호표시모듈(143a-3)과 수신신호표시모듈(143a-2) 사이의 진폭차를 화면에 강조하여 표시하도록 한다. 따라서, 사용자는 수신신호표시모듈(143a-2)에 의해 표시되는 신호와 정상신호표시모듈(143a-1) 또는 결함별신호표시모듈(143a-3)에 의해 표시되는 신호 사이의 진폭차를 쉽게 파악하여 결함의 확인이 신속하고 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 위상차표시모듈(143a-6)은 상기 진폭차표시모듈(143a-5)과 위상차를 화면에 표시하는 구성이라는 것에 관해서만 차이를 가지며, 역시 결함의 확인이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기 결함정보표시부(143b)는 상기 결함특정부(142c)에 의해 특정되는 결함정보를 화면에 표시하는 구성으로, 결함의 종류, 정도를 화면에 표시하도록 한다. 이를 위해, 상기 결함정보표시부(143b)는 결함의 종류를 표시하는 결함종류표시모듈(143b-1), 결함의 정도를 표시하는 결함정도표시모듈(143b-2)을 포함하며, 각각 상기 결함종류특정모듈(142c-3), 결함정도특정모듈(142c-4)에 의해 특정된 정보가 화면에 표시되도록 한다. 따라서, 사용자는 상기 신호표시부(143a)에 의해 표시되는 신호와 상기 결함정보표시부(143b)에 의해 표시되는 결함정보를 동시에 확인하면서 정확한 결함의 검출이 이루어지고 있는지 확인할 수 있다.
상기 결합지지장치(3)는 상기 상태측정장치(1)를 지지하며, 블레이드(B)에 결합·지지되고, 블레이드(B)를 따라 이동하도록 한다. 상기 결합지지장치(3)는 상기 주이동부(111)의 주이동가이드부재(111d)를 지지하여 상기 주이동부(111)가 주이동가이드부재(111d)를 따라 이동하도록 함으로써, 상기 상태측정장치(1)의 블레이드(B)를 따른 이동이 가능하도록 한다. 상기 결합지지장치(3)는 후술할 지지압착판(321)에 의해 블레이드(B)에 결합, 고정되며, 후술할 이동부(31)에 의해 이동하여 블레이드(B)를 따른 이동이 가능하도록 한다. 상기 결합지지장치(3)는 블레이드(B)의 양측에 한 쌍이 대칭되도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 지지압착판(321)이 도 8에 도시된 바와 같이 블레이드(B)의 양측에서 블레이드(B)에 압착될 수 있도록 한다. 상기 결합지지장치(3)의 후술할 고정프레임(33)에는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 상태측정장치(1)의 주이동가이드부재(111d)가 블레이드(B)와 수평 방향으로 형성되어, 상기 주이동부하우징(111c)이 주이동가이드부재(111d)를 따라 좌우로 이동할 수 있도록 한다. 상기 결합지지장치(3)는 상하 방향으로 이동하여 지지압착판(321)에 의해 블레이드(B)에 압착되는 압착부(32)와; 상기 압착부(32)를 블레이드(B)를 따라 이동시키는 이동부(31)와; 상기 이동부(31) 및 상태측정장치(1)를 지지하는 고정프레임(33);을 포함한다.
상기 이동부(31) 및 압착부(32)는 복수개가 형성되어 블레이드(B)를 따른 승강이 가능하도록 하며, 이하에서는 각각 제1,2이동부(31',31'') 및 제1,2압착부(32',32'') 두 개씩을 포함하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다. 또한, 각각의 이동부(31) 및 압착부(32)는 동일한 구성을 가지므로, 이동부(31) 및 압착부(32)에 대해 공통적으로 설명하고, 차이가 있는 부분은 별도로 설명하도록 한다.
상기 이동부(31)는 상기 압착부(32)의 블레이드(B)를 따른 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 상기 고정프레임(33)에 좌우 방향으로 고정되는 이동봉(311); 전후 방향으로 형성되어 상기 압착부(32)와 결합하는 지지봉(313); 상기 이동봉(311) 및 지지봉(313)을 연결하며, 이동봉(311)을 따라 이동하는 연결부(312);를 포함한다. 상기 이동부(31)는 일정 간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있으며, 예를 들어 제1이동부(31')와 제2이동부(31'')가 형성되도록 할 수 있고, 이에 따라 각 압착부(32)가 서로 간섭되지 않고 승강되도록 할 수 있다.
상기 이동봉(311)은 좌우 방향으로 형성되는 봉 형상의 부재로, 양단이 고정프레임(33)에 고정되며, 상기 연결부(312)가 삽입되어 이동하는 경로를 제공한다. 상기 이동봉(311)은 전후 방향으로 한 쌍이 형성되어 이동봉(311)을 따라 이동하는 지지봉(313)이 안정적으로 지지되도록 할 수 있다. 또한, 상기 이동봉(311)은 압착부(32)의 개수에 따라 복수개가 상하 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되도록 할 수 있으며, 예를 들어 제1이동봉(311a)과 제2이동봉(311b)이 일정간격 이격되어 형성되도록 할 수 있고, 이에 따라 이동봉(311)에 연결되는 지지봉(313)이 서로 간섭되지 않고 이동할 수 있도록 하여, 압착부(32)도 간섭없이 이동될 수 있도록 한다.
상기 연결부(312)는 상기 이동봉(311) 및 지지봉(313)을 연결하는 구성으로, 상기 이동봉(311)을 따라 이동하며, 상기 지지봉(313)과 결합하여 지지봉(313)이 함께 이동하도록 한다. 이에 따라 상기 지지봉(313)에 결합된 압착부(32)는 이동봉(311)을 따라 이동될 수 있다. 상기 연결부(312)는 상기 이동봉(311)에 삽입되어 좌우로 이동하며, 봉을 따라 이동하도록 할 수 있는 다양한 구동수단이 적용될 수 있고, 예를 들어 별도의 회전부재(미도시)를 삽입하여 이동봉(311)과 맞물려 이동되도록 할 수 있다. 상기 연결부(312)의 이동은 구동수단을 제어하여 자동으로 제어되거나 또는 원격지 제어를 통해 이루어질 수 있도록 한다. 상기 연결부(312) 역시 제1,2연결부(312a,312b)가 각각 제1,2이동부(31',31'')에 형성되도록 하며, 동일한 구성을 갖는다.
상기 지지봉(313)은 상기 연결부(312)에 고정되어 연결부(312)와 함께 이동하며, 그 일단에는 상기 압착부(32)가 형성되어 압착부(32)의 지지압착판(321)이 상하 이동할 수 있도록 한다. 상기 지지봉(313)은 상기 고정프레임(33)의 후측으로 돌출되어 지지봉(313)에 연결되는 압착부(32)가 블레이드(B)에 접근하여 압착될 수 있도록 한다. 또한, 상기 지지봉(313)은 상기 제1,2이동부(31',31'')에 각각 제1,2지지봉(313a,313b)이 형성되도록 하며, 상기 제1지지봉(313a)과 제2지지봉(313b)은 상기 고정프레임(33)으로부터 후측으로 돌출되는 길이를 달리하여, 압착부(32)가 서로 간섭되지 않고 서로를 지나 이동할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 하나만의 지지압착판(321)이 블레이드(B)에 결합된 상태에서 나머지 지지압착판(321)이 간섭되지 않고 블레이드(B)로부터 분리되어 이동하도록 함으로써 블레이드(B)를 따른 안정적인 이동이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 압착부(32)는 도 8에 도시된 바와 같이 블레이드(B)에 압착되어 상기 상태측정장치(1)를 블레이드(B)에 지지되도록 하는 구성으로, 상기 이동부(31) 및 고정프레임(33)에 의해 이동하도록 한다. 상기 압착부(32)는 좌우 수평방향으로 이동하여 블레이드(B)에 압착되거나 블레이드(B)로부터 분리될 수 있으며, 복수개의 압착부(32)를 포함하여, 하나의 압착부(32)만이 분리되어 이동하고, 나머지 압착부(32)는 블레이드(B)에 압착된 상태를 유지함으로써 상태측정장치(1)의 안정적인 이동이 가능하도록 한다. 예를 들어, 상기 압착부(32)는 앞서 설명한 바와 같이 제1,2압착부(32',32'')를 포함하도록 할 수 있으며, 각각 제1이동부(31') 및 제2이동부(31'')에 연결되어 이동하고, 상기 제1,2지지봉(313a,313b)에 의해 고정프레임(33)의 후측을 향해 상이한 길이로 돌출되어 블레이드(B)에 압착된다. 따라서, 상기 제1,2압착부(32',32'')는 서로를 교차하여 이동할 수 있게 되어 안정적인 이동이 가능해진다. 상기 압착부(32)는 블레이드에 압착되는 지지압착판(321)과, 상기 지지압착판(321)을 상하방향으로 이동시키는 압착이동봉(322)과, 상기 압착이동봉(322)이 상기 지지봉(313)에 결합되어 지지되도록 하는 지지부(323)를 포함한다.
상기 지지압착판(321)은 상기 블레이드(B)에 압착되어 상기 상태측정장치(1)가 블레이드(B)에 지지되도록 하는 구성으로, 탈착 가능하도록 결합한다. 상기 지지압착판(321)은 공기의 입출이 자동으로 이루어지도록 할 수 있으며, 이에 따라 블레이드(B)에 압착될 때에는 블레이드(B)와 밀착된 위치에서 공기를 배출하여 압착이 이루어지도록 하고, 블레이드(B)로부터 분리할 경우에는 공기를 주입하여 용이하게 분리가 이루어지도록 한다. 상기 지지압착판(321)은 상기 압착이동봉(322)의 일단에 장착되어 압착이동봉(322)의 상하방향 이동과 함께 블레이드(B)에 압착되거나 분리되도록 하며, 상기 이동부(31) 및 고정프레임(33)과 함께 이동하도록 한다. 상기 지지압착판(321)은 복수개가 형성될 수 있으며, 예를 들어 상기 제1,2압착부(32',32'')에 제1,2지지압착판(321a,321b)이 형성되도록 하고, 서로 후측으로 돌출되는 길이를 달리하여 간섭 없이 이동할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 지지압착판(321)은 앞서 설명한 바와 같이 하나만이 블레이드(B)로부터 분리되어 이동하도록 함으로써 안정적인 이동이 이루어지도록 한다.
상기 압착이동봉(322)은 상하방향으로 형성되는 봉 부재로, 일단에 상기 지지압착판(321)이 형성되고, 타단에 상기 지지부(323)가 연결되어, 상하방향으로 이동하도록 하며, 이에 따라 상기 지지압착판(321)이 블레이드(B)에 압착, 분리될 수 있도록 한다. 또한, 상기 압착이동봉(322)은 상기 지지부(323)에 의해 지지봉(313)과 연결되어 지지봉(313)과 함께 이동하도록 함으로써 지지압착판(321)의 이동이 가능하도록 한다. 상기 압착이동봉(322) 역시 제1,2압착부(32',32'')에 제1,2압착이동봉(322a,322b)이 각각 형성되도록 한다.
상기 지지부(323)는 상기 압착이동봉(322)의 타단에 형성되어 상기 압착이동봉(322)을 상기 지지봉(313)에 고정시키는 구성으로, 지지봉(313)의 이동과 함께 압착이동봉(322)의 이동이 이루어지도록 한다. 또한, 상기 지지부(323)는 압착이동봉(322)이 관통, 삽입되어 상하방향으로 이동할 수 있도록 하며, 내부에 별도의 구동수단을 포함하여, 압착이동봉(322)을 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 한다. 상기 압착이동봉(322)을 이동시키는 구동수단은 별도의 회전부재를 이용하거나 피스톤 방식을 이용하는 등 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 또는 원격지에서 제어가 이루어지도록 할 수도 있다. 상기 지지부(323) 역시 상기 제1,2압착부(32',32'')에 제1,2지지부(323a,323b)가 각각 형성된다.
상기 고정프레임(33)은 양측의 이동부(31) 사이에 형성되어 이동부(31)를 지지하며, 상기 주이동가이드부재(111d)를 지지하도록 한다. 상기 고정프레임(33)에는 복수의 이동봉(311)이 상하방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 형성되며, 예를 들어 제1,2이동봉(311a,311b)이 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 상기 고정프레임(33)은 그 일측에 유압실린더와 같은 이동수단(미도시)이 형성되어 고정프레임(33)을 좌우방향으로 이동시킬 수 있도록 하며, 이에 따라 고정프레임(33)과 결합되어 있는 주이동가이드부재(111d)가 함께 좌우 방향으로 이동하고, 이동부(31) 및 압착부(32)도 함께 이동하도록 한다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이 이동시 하나의 지지압착판(321) 만이 블레이드(B)에서 분리되어 이동하고, 나머지 지지압착판(321)은 블레이드(B)에 압착된 상태를 유지하므로, 고정프레임(33)의 이동시 압착된 지지압착판(321)의 연결부(312)는 압착된 지지압착판(321)에 의해 제자리를 유지하게 되고, 연결부(312)가 삽입된 이동봉(311) 및 나머지 이동부(31), 압착부(32)의 구성만이 이동할 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 풍력발전기 블레이드의 상태를 측정하는 표면파센서가 블레이드에 지지되어 블레이드를 따라 이동하도록 하는 센서이동단계와; 상기 센서이동단계에 의해 이동된 한 쌍의 표면파센서가 일정 간격 이격되어 표면파를 송수신하는 표면파송수신단계와; 상기 표면파송수신단계에서 수신되는 표면파에 의해 생성된 전기신호를 분석하여 블레이드의 결함을 분석하는 결함분석단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서이동단계는
    상기 표면파센서가 블레이드에 지지되어 이동하도록 하는 상태측정장치가 이동하는 상태측정장치이동단계와, 상기 상태측정장치를 블레이드에 결합·지지되도록 하는 결합지지장치가 이동하는 결합지지장치이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 상태측정장치이동단계는
    원형의 이동롤에 의해 블레이드에 지지되어 이동롤의 회전에 따라 표면파센서가 이동하는 주이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 상태측정장치이동단계는
    블레이드의 두께가 얇아지는 끝단에서 이동롤이 고정된 상태로 표면파센서가 블레이드를 따라 이동하는 부이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 상태측정장치이동단계는
    이동된 표면파센서를 블레이드에 압착시키는 센서압착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 상태측정장치이동단계는
    표면파센서의 이동시 상기 센서압착단계에서 압착된 표면파센서의 압착을 해제하는 압착해제단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정방법.
  7. 블레이드에 지지되어 블레이드를 따라 이동하며, 표면파를 송수신하여 블레이드의 상태를 측정하는 상태측정장치와; 상기 상태측정장치를 지지하며, 블레이드에 결합·고정되는 결합지지장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 상태측정장치는
    풍력발전기 블레이드에 지지되어 블레이드를 따라 이동하는 센서이동부와; 상기 센서이동부와 함께 이동하며, 블레이드의 양측에 밀착되어 표면파를 송수신하는 표면파센서부와;
    상기 센서이동부의 작동을 제어하며, 상기 표면파센서부에 의해 송수신되는 표면파를 통해 블레이드의 상태를 진단하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 센서이동부는
    블레이드에 지지되는 원형의 이동롤을 갖는 주이동부를 포함하여, 상기 이동롤의 회전에 의해 블레이드를 따라 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 센서이동부는
    상기 주이동부를 고정시킨 상태에서 상기 표면파센서부가 블레이드를 따라 이동하도록 하는 부이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템.
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