[實用新型]一種基于超聲CT的風力發電機基礎質量數據采集系統

有效

• 申請號: 201822059762.5
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN209103356U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 周繼凱;林成歡;朱清華;盛慧敏;殷作武;金松;趙夕瑤;田韻;張艷江
• 申請（專利權）人: 河海大學;瑞風能源（武漢）工程技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本實用新型公開一種基于超聲CT的風力發電機基礎質量數據采集系統，數對內預埋聲測管和外預埋聲測管成對地埋設在基礎環內、外兩側，且每一對內、外預埋聲測管管口中心的連線經過風力發電機基礎承臺圓心；所述內、外預埋聲測管沿基礎環圓周均布；發射換能器置于外預埋聲測管內，產生聲波信號；接收換能器置于與該外預埋聲測管成對的內預埋聲測管內，將移動過程中采集的聲波信號通過電纜傳輸到超聲波儀，超聲波儀再傳輸到計算機中；計算機分析產生的聲波信號及接收的聲波信號，得到基礎環部位混凝土質量檢測結果。此種系統可解決風力發電機基礎質量檢測的難題，具有精確、高效、易于操作、不損傷結構等優點。

技術領域

本實用新型涉及一種利用超聲CT對風力發電機基礎質量進行檢測的系統，特別涉及一種利用超聲CT檢測風力發電機基礎是否存在裂縫的系統。

背景技術

目前，我國大部分風力發電機基礎采用的是基礎環形式，即利用埋入承臺混凝土中的鋼制基礎環連接風力發電機塔架與基礎。基礎環與基礎頂面交線以上部分是一個柔性結構，交線以下部分則是一個剛性結構，在交線部位會產生剛度突變與應力集中現象。這對于結構的安全、穩定是一個嚴重的威脅——當承受塔架傳遞來的荷載時，基礎環與基礎之間的接觸部位容易因轉角產生裂縫，荷載長期、反復作用會導致裂紋擴展，以致鋼筋失去保護直接與空氣和地下水接觸而銹蝕，最后造成基礎破壞、塔架倒塌的嚴重事故。該問題在荷載較大的大功率風力發電機基礎中尤為突出，但因缺少有效的風力發電機基礎質量檢測方式，而不能及時對存在裂縫等缺陷的基礎進行補強、加固。

實用新型內容

本實用新型的目的，在于提供一種基于超聲CT的風力發電機基礎質量數據采集系統，其可解決風力發電機基礎質量檢測的難題，具有精確、高效、易于操作、不損傷結構等優點。

為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種基于超聲CT的風力發電機基礎質量數據采集系統，包括預埋聲測管、發射換能器、接收換能器和超聲波儀；其中，所述預埋聲測管包括數對內預埋聲測管和外預埋聲測管，成對地埋設在基礎環內、外兩側，且每一對內、外預埋聲測管管口中心的連線經過風力發電機基礎承臺圓心；所述內、外預埋聲測管沿基礎環圓周均布；

發射換能器置于外預埋聲測管內，發射換能器通過電纜與超聲波儀連接，根據外部控制產生聲波信號；接收換能器置于與該外預埋聲測管成對的內預埋聲測管內，接收換能器通過電纜與超聲波儀連接，將移動過程中采集的聲波信號通過電纜傳輸到超聲波儀，發射換能器產生的聲波信號與超聲波儀采集的聲波信號均傳輸到計算機中；計算機分析產生的聲波信號及接收的聲波信號，得到基礎環部位混凝土質量檢測結果。

超聲CT是根據物體周圍的散射波反演物理內部結構圖像的技術，其集合了混凝土超聲無損檢測和計算機層析成像(CT)的優點，是一種精確、高效的定量檢測方法。超聲CT檢測混凝土時，把發射換能器、接收換能器分別固定在結構兩側，利用發射換能器重復發射超聲波脈沖，超聲波脈沖在結構物內部傳播，再利用接收換能器接收。超聲波脈沖信號在傳播時，如果遇到混凝土空洞或裂縫等缺陷部位，將改變路徑繞過缺陷，而路徑增大會導致聲時增長及波速降低；超聲波在缺陷處的界面會產生反射及散射，導致聲能衰減，信號的幅度顯著下降。由于路徑改變、散射以及反射等因素的影響，超聲波信號相互疊加產生畸變。因此，通過采集接收換能器收到的超聲波信號的聲時、幅度、頻率等參量，根據這些參量進行反演，重建反映各個剖面的混凝土內部結構狀態圖像，可以分析混凝土是否存在質量缺陷，并對缺陷部位定量評價。超聲CT技術具有如下優點：不損傷結構、指向性好、對人體無害、設備易于攜帶等。