[發明專利]基于葉片凈空和風輪轉速的尾流檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202210818927.0
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115342033A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 薛宇;趙立業;杜杰;薛磊;王軍棟
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/194;G06T7/187
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

1.一種基于葉片凈空和風輪轉速的尾流檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，基于垂直安裝于機艙下方的廣角相機對風機運行時的狀態進行圖像拍攝，獲取不同運行時刻風機葉片的凈空檢測圖片；

步驟2，對步驟1中的凈空檢測圖片進行處理，計算凈空數據；從凈空檢測視頻處理中或SCADA數據中獲取風輪轉子轉速數據，計算其平均值和波動值；

步驟3，基于計算的凈空數據及轉速平均值和波動值，在風速、湍流、風切、空氣密度、變槳角度下，不同尾流覆蓋面干擾下建立葉片凈空、轉速的平均數據及其波動數據多維表，即尾流覆蓋多維表；

步驟4，在風機運行過程中，通過查詢尾流覆蓋多維表，找出對應尾流覆蓋面情況。

2.根據權利要求1所述的基于葉片凈空和風輪轉速的尾流檢測方法，其特征在于，步驟2中對步驟1中的凈空檢測圖片進行處理計算凈空數據包括：

對圖像進行預處理，得到清晰且易于計算的凈空圖片灰度圖像，對圖像進行二值化和連通區域標記，基于連通區域標記將前景目標和背景分離，對塔筒和葉片進行邊緣檢測得到清晰的邊緣，進行葉尖點和塔筒點檢測，計算風機運行時的凈空距離，將拍攝得到的所有圖片進行凈空距離檢測，得到不同時刻的最小凈空距離，提取最小凈空距離并計算平均值，得到凈空數據。

3.一種基于葉片凈空和風輪轉速的尾流檢測系統，其特征在于，包括：

廣角相機模塊，垂直安裝于機艙下方，用于對風機運行時的狀態進行圖像拍攝，獲取不同運行時刻風機葉片的凈空檢測圖片；

計算模塊，用于對凈空檢測圖片進行處理，計算凈空數據；從凈空檢測視頻處理中或SCADA數據中獲取風輪轉子轉速數據，計算其平均值和波動值；

尾流覆蓋多維表建立模塊，用于基于計算的凈空數據及轉速平均值和波動值，在風速、湍流、風切、空氣密度、變槳角度下，不同尾流覆蓋面干擾下建立葉片凈空、轉速的平均數據及其波動數據多維表，即尾流覆蓋多維表；

查詢模塊，用于在風機運行過程中，通過查詢尾流覆蓋多維表，找出對應尾流覆蓋面情況。

4.根據權利要求3所述的基于葉片凈空和風輪轉速的尾流檢測系統，其特征在于，所述計算模塊對圖像進行預處理，得到清晰且易于計算的凈空圖片灰度圖像，對圖像進行二值化和連通區域標記，基于連通區域標記將前景目標和背景分離，對塔筒和葉片進行邊緣檢測得到清晰的邊緣，進行葉尖點和塔筒點檢測，計算風機運行時的凈空距離，將拍攝得到的所有圖片進行凈空距離檢測，得到不同時刻的最小凈空距離，提取最小凈空距離并計算平均值，得到凈空數據。