一種風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬結構動力學無損檢測領域，具體設及一種風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測 方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 發(fā)展可再生能源已經(jīng)成為保證能源安全和應對氣候變化的重要發(fā)展戰(zhàn)略，而風能 作為一種潔凈、發(fā)展?jié)摿Υ蠛烷_發(fā)技術相對成熟的可再生能源，越來越受到世界各國的高 度重視，其已經(jīng)成為發(fā)展速度最快的可再生能源。我國由于優(yōu)越的地理位置而具備豐富的 風能資源，為我國風電事業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了有利條件，而且我國的風電累計裝機容量在 2010年超越美國成為世界第一。風力發(fā)電系統(tǒng)最主要的問題是運行和維護的成本都比較 高，作為其關鍵部件的風力發(fā)電機葉片在風能和電能的轉(zhuǎn)化之間起著重要作用，它的結構 健康監(jiān)測對于保持風力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定和降低風力發(fā)電系統(tǒng)的維護成本有著重要的影響，而 其損傷形式均是由裂紋的擴展造成的，所W對風力發(fā)電機葉片開展裂紋的在位檢測是風力 發(fā)電機葉片穩(wěn)定可靠工作的重要保證，而使用風力發(fā)電機葉片傳統(tǒng)無損檢測技術對風力發(fā) 電機葉片進行裂紋在位檢測耗時較長，對經(jīng)濟效益影響較大。
[000引 申請?zhí)枮镃N201210144547. 7、CN201320509812. X的專利申請?zhí)岢隽嘶诼晫W的 葉片無損檢測方法，但是上述方法必須設置?？诘穆暡ㄊ瞻l(fā)裝置，并且由于聲波的特性，檢 測過程易受到背景噪聲的干擾。系統(tǒng)成本，檢測的準確性尚有提升空間。
[0004] 因此，如何提供更加經(jīng)濟、簡便并且檢測準確程度高的檢測手段是技術人員需要 面對并亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于W上內(nèi)容，本發(fā)明提出一種高可靠性、使用簡便風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢 測系統(tǒng)及方法，對風力發(fā)電機葉片的健康狀態(tài)給出更快速和更全面的評價。為實現(xiàn)上述發(fā) 明目的，本發(fā)明采用W下技術方案：
[0006] 首選，本發(fā)明公開了一種風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測方法，其包括如下步驟：
[0007] 步驟1 ;在待檢測風力發(fā)電機葉片上設置光纖光柵傳感器，選擇靜態(tài)載荷的施加 位置，對其施加不同的靜態(tài)載荷，得到不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片的靜態(tài)響應數(shù)據(jù)序 列。
[000引步驟2 ;計算不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片靜態(tài)響應之間的卡方分布，得到相 應的卡方分布曲線。
[0009] 步驟3 ;使用S次多項式對所述卡方分布曲線進行重構，獲得其多項式重構曲線；
[0010] 步驟4;將獲得的多項式重構曲線看作不同的信息源，計算不同信息源之間的最 優(yōu)信息因子，然后對其進行信息融合，獲得其信息融合度曲線，依據(jù)信息融合度曲線最大值 的位置識別風力發(fā)電機葉片裂紋的位置。
[0011] 此外，本發(fā)明還公開了一種風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測系統(tǒng)，包括：底座、固支 架、光纖光柵傳感器、配重裝置、重物、信號處理裝置；
[0012] 底座，用于支撐待檢測風力發(fā)電機葉片；
[0013] 固支架，固定于所述底座，并與底座構成U形槽結構，所述待測風力發(fā)電機葉片的 一端于該U形槽中；
[0014] 配重裝置，與待測葉片連接，用于向所述待測葉片施加載荷；
[0015] 重物，加載到所述配重裝置中，給待測葉片施加載荷；
[0016] 光纖光柵傳感器，設置于所述待測風力發(fā)電機葉片表面，在施加不同配種載荷時 感測風力發(fā)電機葉片的靜態(tài)響應數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至信號處理裝置；
[0017] 信號處理裝置，用于接收獲取光纖光柵傳感器獲得的靜態(tài)響應數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進 行信號處理，W識別風力發(fā)電機葉片裂紋的位置。
[0018] 此外，本發(fā)明還公開了一種用于風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測系統(tǒng)的信號處理裝 置，包括：
[0019] 靜態(tài)響應數(shù)據(jù)接收與獲取模塊，用于接收和獲取設置于葉片上的光纖光柵傳感器 在施加不同靜態(tài)載荷情況下，得到的不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片的靜態(tài)響應數(shù)據(jù)序 列；
[0020] 計算模塊，用于計算不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片靜態(tài)響應之間的卡方分布， 得到相應的卡方分布曲線；
[0021] 重構和信息融合模塊，將獲得的多項式重構曲線看作不同的信息源，計算不同信 息源之間的標準因子，然后對其進行信息融合，獲得其信息融合度曲線，依據(jù)信息融合度曲 線最大值的位置識別風力發(fā)電機葉片裂紋的位置。
[0022] 此外，本發(fā)明還公開了一種風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測系統(tǒng)，包括：底座、固支 架、光纖光柵傳感器、配重裝置、重物、信號處理裝置；
[0023] 底座，用于支撐待檢測風力發(fā)電機葉片；
[0024] 固支架，固定于所述底座，并與底座構成U形槽結構，所述待測風力發(fā)電機葉片的 一端于該U形槽中；
[00巧]配重裝置，與待測葉片連接，用于向所述待測葉片施加載荷；
[0026] 重物，加載到所述配重裝置中，給待測葉片施加載荷；
[0027] 光纖光柵傳感器，設置于所述待測風力發(fā)電機葉片表面，在施加不同配種載荷時 感測風力發(fā)電機葉片的靜態(tài)響應數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至信號處理裝置；
[002引所述信號處理裝置，接收光纖光柵傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并基于接收到的數(shù)據(jù)對風 力發(fā)電機葉片裂紋的位置進行識別，其包括如下模塊：
[0029] 靜態(tài)響應數(shù)據(jù)接收與獲取模塊，用于接收和獲取設置于葉片上的光纖光柵傳感器 在施加不同靜態(tài)載荷情況下，得到的不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片的靜態(tài)響應數(shù)據(jù)序 列；
[0030] 計算模塊，用于計算不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片靜態(tài)響應之間的卡方分布， 得到相應的卡方分布曲線；
[0031] 重構和信息融合模塊，將獲得的多項式重構曲線看作不同的信息源，計算不同信 息源之間的標準因子，然后對其進行信息融合，獲得其信息融合度曲線，依據(jù)信息融合度曲 線最大值的位置識別風力發(fā)電機葉片裂紋的位置。
[0032] 本發(fā)明只需要不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片的靜態(tài)響應，不需要風力發(fā)電機葉 片完好狀態(tài)時的任何數(shù)據(jù)，運算快速穩(wěn)定，簡單可行，可用于風力發(fā)電機葉片的實時健康監(jiān) 測。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明風力發(fā)電機葉片在位裂紋檢測系統(tǒng)圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明的一個實施例中加載不同靜態(tài)載荷時風力發(fā)電機葉片靜態(tài)響應間 的卡方分布曲線圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明的一個實施例中卡方分布的多項式重構曲線圖；
[0036] 圖4為本發(fā)明的一個實施例中信息融合度曲線圖。
【具體實施方式】
[0037] 為更加清楚地表明本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點，現(xiàn)結合附圖及示例性實例，進 一步詳細地說明本發(fā)明。應當理解，此處所描述的示例性實例僅用W解釋本發(fā)明，并不限定 本發(fā)明的適用范圍。
[003引 實施例1 ;
[0039] 在本示例性實例中，具體為使用螺栓把風力發(fā)電機葉片固定在底座上，使風力發(fā) 電機葉片的邊界條件為一端固支，根據(jù)葉片的形狀、尺寸W及對于檢測精度的要求等選擇 光纖光柵傳感器的數(shù)量為12個，并在風力發(fā)電機葉片的迎風面黏貼該些傳感器，該12個傳 感器光柵的波長可W是不同的，如圖1所示。使用預先做好的鋼板和沙袋對風力發(fā)電機葉 片施加靜態(tài)載荷，采用MOI公司的光纖光柵解調(diào)儀SM130解調(diào)記錄風力發(fā)電機葉片在1200N 和6200N之間（增量為500N)不同靜