[發明專利]一種風機主軸表面缺陷超聲陣列在線檢測系統

有效

• 申請號: 201710481898.2
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107402255B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 武龍;潘涌;何存富;程俊;呂炎;吳斌
• 申請（專利權）人: 南京瑯迪思信息技術有限公司;北京工業大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種風機主軸表面缺陷超聲在線檢測系統，該系統包括計算機、路由器、超聲激勵接收設備、多路選通器、壓電傳感器陣列。其中，壓電傳感器陣列布置于主軸端面，用于檢測主軸表面缺陷；計算機通過路由器和向超聲激勵接收設備發送檢測指令，超聲激勵接收設備控制多路選通器依次選通、激勵壓電傳感器陣列中的壓電陣元，并接收來自壓電陣元的回波信號，然后將回波信號通過無線方式經路由器回傳至計算機，實現檢測。本發明解決了風機主軸表面缺陷在線檢測問題，實現了針對主軸表面缺陷無線、遠程超聲陣列檢測。

技術領域

本發明涉及在線檢測系統，尤其涉及一種風機主軸表面缺陷超聲陣列在線檢測系統，屬于無損檢測領域。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到人們的關注。隨著風力發電的大規模普及，風機及其零部件運行狀態直接關系國民生產的安全和利益。風機中主軸為旋轉式運動，主軸是主要的受力部件，由于長時間的工作產生疲勞性缺陷和磨損銹蝕的情況不可避免。因此對這類結構的安全檢測不僅有助于預防安全事故的發生，也可以避免不必要的經濟損失。

風機的主軸是通過軸承固定于機艙連接于輪轂倉和齒輪箱之間，一同安裝在塔架上。風機安裝完成后一般很難再次進入到主軸所在部位進行缺陷檢測；加之主軸是安裝在輪轂和軸套(或軸承等)中，其在接觸部位產生的缺陷不能直接進行接觸式檢測。如要對其主軸進行檢測，目前只能在風機停機狀態，由檢測人員爬上塔架，進入風機輪轂倉在主軸端面利用縱波直探頭進行掃查，或是將主軸從風機上拆卸下來進行檢測。但是一旦完成風機在塔架的安裝，其停機或拆卸幾乎很難實現，耗時耗力，檢測成本非常巨大。所以時至今日風機——特別是大型風機——主軸的在線原位檢測都無法得到很好的實施。為確保風機的安全使用，保障國民生產安全，把安全隱患降到最低，研究無需人員靠近風機主軸的缺陷在線檢測系統是非常必要和緊迫的。

風機的軸類基本上處于完全封閉的狀態，只有端面可以通過簡單的拆卸暴露在外，而且此類工件容易出現缺陷的地方離端面一般較遠，主要集中在壓裝部位，相對主軸而言屬于表面缺陷。要對其進行檢測，超聲波無疑是最合適也是最有效的檢測方法。超聲波無損檢測技術對確定內部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性質等參量較其他無損檢測方法有綜合優勢。主要表現為：檢測能力強，對人體和制件以及周圍環境無害。

當前對風電設施軸類檢測系統的研究相對較少，尚未出現針對風機主軸在線檢測的系統。現有技術中，公開號：CN102331454A，名稱：變直徑不可拆卸主軸原位超聲成像檢測方法及檢測裝置，該發明專利公開了一種檢測裝置，該裝置包括超聲發射儀、超聲探頭、超聲信號采集卡、CCD工業攝像機及計算機。但該發明未涉及主軸的在線檢測，亦未涉及陣列檢測方式，該裝置仍需人工參與掃查缺陷。

因此，現有技術中缺乏一種針對風電主軸的在線檢測系統，既不影響風機正常工作，又能夠解決風機主軸缺陷檢測問題，并根據實際測試環境，便于實施遠程檢測。

發明內容

針對以上現有技術的不足，本發明提供一種風機主軸表面缺陷超聲陣列在線檢測系統，將壓電陣元按一定方式排列成壓電傳感器陣列固定于主軸端面用于檢測主軸表面缺陷，通過無線方式實現風機主軸表面缺陷的遠程檢測，避免檢測員進入輪轂倉進行掃查作業，在解決主軸原位檢測問題的同時降低檢測成本，從而實現該類構件在線檢測。

為了實現上述目的，本發明所述一種風機主軸表面缺陷超聲陣列在線檢測系統，該系統包括服務器、路由器、超聲激勵接收設備、多路選通器、壓電傳感器陣列。所述超聲激勵接收設備與多路選通器雙向連接；所述多路選通器與壓電傳感器陣列雙向連接；所述服務器和路由器通過網線連接；所述超聲激勵接收設備與路由器通過無線網絡傳輸信號；

所述超聲激勵接收設備、多路選通器、壓電傳感器陣列布置于風機輪轂倉內部，所述路由器和服務器布置與風機外部，距離輪轂倉300m范圍內；

所述服務器負責發送檢測指令以及存儲、處理、顯示回波數據；檢測指令為增益、通道總數的控制；