[發明專利]用于檢查風力渦輪機葉片的系統及方法

有效

• 申請號: 201110403182.3
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102565792A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: N·特拉爾沙瓦拉;W·I·費迪
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

技術領域

本發明主要涉及風力渦輪機，且更具體地涉及檢查風力渦輪機葉片的系統及方法。

背景技術

風力渦輪機由風的動能發電。各風力渦輪機均包括三個主要構件：結構支承構件、發電機構件以及轉子構件。轉子構件還包括用于將風的動能轉化成機械能的風力渦輪機葉片，該機械能然后由發電機構件轉化成電。

風力渦輪機葉片的檢查對于正在操作的風力渦輪機而言很重要。用以檢查風力渦輪機葉片的一種方法包括使用超聲波探測器來掃描風力渦輪機葉片的表面。使用探測器在風力渦輪機葉片表面上測量缺陷是一種復雜的掃描過程，因為探測器需要沿著風力渦輪機葉片的表面輪廓移動并且對于風力渦輪機葉片的超聲波測量需要耦合劑。此外，各表面均需要分別地檢查，從而導致檢查時間更長且成本更高。

因此，需要一種改進的風力渦輪機葉片檢查系統。

發明內容

根據本文所公開的一個實施例，一種風力渦輪機葉片檢查系統包括：調頻連續波雷達系統，其構造成可相對于風力渦輪機葉片運動，同時發射參考微波信號和接收反射微波信號；以及處理器，其構造成使用合成孔徑分析技術來基于反射微波信號獲得風力渦輪機葉片至少一個區的聚焦圖像。

根據另一實施例，一種用于檢查風力渦輪機葉片的方法，包括：使用檢查系統來向風力渦輪機葉片發射參考微波信號，以及從風力渦輪機葉片接收反射微波信號，同時使檢查系統相對于風力渦輪機葉片運動；以及使用合成孔徑分析技術基于反射微波信號而獲得風力渦輪機葉片至少一個區的聚焦圖像。

附圖說明

當參照附圖閱讀如下詳細描述時，本發明的這些及其它特征、方面和優點將變得更容易理解，所有附圖中的相似標號表示相似的零件，在附圖中：

圖1為風力渦輪機的簡圖。

圖2為根據本發明實施例的包括微波檢查系統的風力渦輪機葉片檢查系統的框圖圖示。

圖3為根據本發明實施例的在玻璃纖維中的深度分辨率相對于發射至圖1中的風力渦輪機葉片的調頻連續波雷達信號帶寬而變化的模型的圖解示圖。

圖4為根據本發明實施例的包括安裝有圖2中的微波檢查系統的塔架攀爬器的風力渦輪機葉片檢查系統的簡圖。

圖5為根據本發明實施例的圖2中的微波檢查系統的螺旋掃描模型的簡圖。

圖6為根據本發明示例性實施例的包括安裝在飛行器上用于檢查風力渦輪機葉片的圖2中的微波檢查系統的風力渦輪機葉片檢查系統的簡圖。

圖7和圖8為根據本發明又一實施例的構造成用以檢查風力渦輪機葉片的基于地面的風力渦輪機葉片檢查系統的簡圖。

圖9為根據本發明實施例的包括用于校準和聚焦風力渦輪機葉片處的參考微波信號的寬帶自適應介電透鏡的平移-傾斜-縮放(pan-tilt-zoom)微波天線的簡圖。

圖10為根據本發明實施例的由描繪可歸屬于風力渦輪機葉片的較高壓力側(壓力側)和較低壓力側(吸入側)的器件(feature)的測量所采集的調頻連續波雷達數據的圖解示圖。

圖11為根據本發明實施例的所產生的三維圖像的簡圖。

零件清單

10?風力渦輪機

12?塔架

14?支承系統

16?機艙

18?轉子

20?可旋轉轂

22?風力渦輪機葉片

26?多個根部

28?方向

30?旋轉軸線

32?尖端

34?前緣

36?后緣

37?壓力側

38?吸入側

40?風力渦輪機葉片檢查系統

42?微波檢查系統

44?檢查輸送系統

46?調頻連續波雷達系統

50?玻璃纖維材料中的深度分辨率的變化模型的圖解示圖

52?X軸

54?Y軸

56?表示深度分辨率相對于參考微波信號的帶寬而變化的曲線

60?包括塔架攀爬器的風力渦輪機葉片檢查系統

62?塔架攀爬器

64?表面下的缺陷

66?參考微波信號

68?豎直方向

80?螺旋掃描模型的簡圖

82?路徑

84?參考系

90?風力渦輪機葉片檢查系統

92?飛行器

94?間隔距離(standoff?distance)