专利名称：用于风力涡轮机检查的系统及方法
技术领域：
本公开内容主要涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及用于检查风力涡轮机的系统及方法。
背景技术：
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最为友好的能源之一，故鉴于此，风力涡轮机获得了日益增加的关注。现代的风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用公知的翼片原理捕集风的动能。转子叶片传递呈旋转能形式的动能以便使轴转动，该轴将转子叶片联接到齿轮箱上，或如果未使用齿轮箱则直接联接到发电机上。发电机然后将机械能转换成可调度到公用电网的电能。风力涡轮机的检查，具体而言是对风力涡轮机转子叶片的检查，对于正在运行的风力涡轮机而言很是关键。当前用于检查风力涡轮机的系统和方法涉及使用望远镜针对称为迹象(indication)的裂纹、侵蚀、结垢或其它潜在缺陷来人工地检查风力涡轮机转子叶片。通常，检查人员在离风力涡轮机一定距离处架设望远镜，且将人工地使用望远镜以针对迹象目视检查风力涡轮机转子叶片。此外，检查人员将需要人工地移动望远镜以扫描转子叶片。这种检查过程存在多种缺点。例如，从一定距离处人工地检查转子叶片会使该过程经受人为误差，也即检察人员可能未能检测到迹象，或检查人员在检查转子叶片时会变得缺乏判断力而提供不准确的信息。此外，人工检查转子叶片仅可在最佳环境条件下执行。例如，风力涡轮机的人工检查不可在夜间或天气为多云、雨天或其它不理想的天气时执行，且仅可在白天期间此时有适合的入射光而非眩光或阴暗时执行。因此，当前用于风力涡轮机检查的系统和方法相对不准确、缓慢和低效。因此，需要一种消除或减小相关人为误差的用于风力涡轮机检查的系统和方法。 此外，将期望的是一种检查系统和方法，其能在宽泛的各种环境条件下执行。此外，需要一种相对快速和高效的用于风力涡轮机检查的系统和方法。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下说明中部分地阐述，或可根据该说明而变得清楚， 或可通过实施本发明而懂得。在一个实施例中，公开了一种用于针对迹象检查风力涡轮机的方法。该方法包括提供与风力涡轮机间隔开的检查系统、评定风力涡轮机的转子叶片，以及针对迹象检查转子叶片。该检查系统包括观察系统和检查装置，该观察系统包括评定装置和自动扫描装置， 该评定装置构造成用以提供转子叶片的至少一部分的图像，该自动扫描装置构造成用以围绕至少一条轴线旋转，从而移转图像。在另一实施例中，公开了一种用于针对迹象检查风力涡轮机的检查系统。检查系统包括构造成用以评定风力涡轮机转子叶片的观察系统，该观察系统包括评定装置和自动扫描装置，该评定装置构造成用以提供转子叶片的至少一部分的图像，该自动扫描装置构造成用以围绕至少一条轴线旋转，从而移转图像。该检查系统还包括连接到观察装置上且构造成用以利用图像来针对迹象检查转子叶片的检查装置。参照以下说明和所附权利要求，本发明的这些及其它特征、方面和优点将会得到更好理解。并入本说明书中且构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，且结合说明一起用于阐述本发明的原理。
在参照附图的说明书中，针对本发明的普通技术人员阐明了本发明的包括其最佳模式的完整和能够实现的公开内容，在附图中图1为示例性风力涡轮机的透视
图2为本公开内容的检查系统的一个实施例的侧视图；图3为本公开内容的检查系统的另一实施例的侧视图；以及，图4为示出用于针对迹象检查风力涡轮机的方法的一个实施例的流程图。
具体实施例方式现将详细地参照本发明的实施例，其中的一个或多个实例在附图中示出。各实例均通过描述本发明的方式提供，而并非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一实施例使用，以产生又一个实施例。因此， 期望的是，本发明涵盖归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。图1为示例性风力涡轮机10的透视图。在示例性实施例中，风力涡轮机10为水平轴式风力涡轮机。作为备�。缌ξ新只�10可为垂直轴式风力涡轮机。在示例性实施例中，风力涡轮机10包括从诸如地面或平台或基座的支承表面14延伸的塔架12，安装在塔架12上的机舱16，以及联接到机舱16上的转子18。转子18包括可旋转的桨毂20，以及联接到桨毂20上且从桨毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。在示例性实施例中，转子18 具有三个转子叶片22。在备选实施例中，转子18包括多于或少于三个的转子叶片22。在示例性实施例中，塔架12由管状钢制成，以便在支承表面14与机舱16之间限定腔体(图 1中未示出)。在备选实施例中，塔架12可为具有任何适合高度的任何适合类型的塔架。转子叶片22围绕桨毂20间隔开以有助于旋转转子18，使来自风的动能能够转化成可用的机械能，且随后转化成电能。转子叶片22通过在多个负载传递区域26处将叶片根部24联接到桨毂20上而与桨毂20相配合。负载传递区域26具有桨毂负载传递区域和叶片负载传递区域(两者在图1中均未示出)。转子叶片22上引起的负载经由负载传递区域26传递到桨毂20上。在一个实施例中，转子叶片22可具有范围从大约15米(m)至大约91m的长度。作为备�。右镀�22可具有使风力涡轮机10能够起到如本文所述的作用的任何适合的长度。例如，叶片长度的其它非限制性实例包括IOm或更短、20m、37m，或大于91m的长度。当风从方向28撞击转子叶片22时，转子18围绕旋转轴线30旋转。当转子叶片22旋转且受到离心力时，转子叶片22还会经受各种力和力矩。因此，转子叶片22 可从中性或非偏转位置偏转和/或旋转至偏转位置。此外，转子叶片22的桨距角或叶片桨距，也即确定转子叶片22相对于风向28的投影的角，可通过桨距调整系统32来改变，以便通过调整至少一个转子叶片22关于风矢量的角位置来控制由风力涡轮机10产生的负载和功率。示出了用于转子叶片22的桨距轴线34。在风力涡轮机10操作期间，桨距调整系统 32可改变转子叶片22的叶片桨距使得转子叶片22移动至顺桨位置，以便至少一个转子叶片22关于风矢量的投影提供朝向风矢量定向的转子叶片22的最小表面面积，这有助于减小转子18的旋转速度，或者可向风矢量提供更大的转子叶片22表面面积，从而促进转子18 失速。在示例性实施例中，各转子叶片22的叶片桨距由控制系统36单独地控制。作为备选，对于所有转子叶片22的叶片桨距可由控制系统36同时地控制。此外，在示例性实施例中，当方向28变化时，机舱16的偏航方向可围绕偏航轴线38受到控制，以便相对于方向 28来定位转子叶片22。在示例性实施例中，控制系统 36示为集中在机舱16内，然而，控制系统36可为处在风力涡轮机10的各处、在支承表面14上、在风场内以及/或者在远程控制中心处的分布式系统。控制系统36包括构造成用以执行本文所述的方法和/或步骤的处理器40。此外， 本文所述的其它构件中的一些包括处理器。如本文所用，用语"处理器"不限于本领域中称为计算机的集成电路，而是广义地指代处理器、微控制器、微型计算机、可编程序逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其它可编程序电路，并且这些用语在文中可互换使用。应当理解的是，处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。现参看图2和图3，本公开内容的风力涡轮机10在制造、组装、操作或其它期间，可能会出现各种迹象50。例如，迹象50可为风力涡轮机10中如转子叶片22、塔架12或风力涡轮机10的其它构件中的裂纹、侵蚀、结垢或其它缺陷。迹象50如果未经识别出和修理， 则可能会损害风力涡轮机10的各种构件，或导致它们失效。例如，在一些情况下，在转子叶片22的高负载区域中的迹象50可能需要在长度增长超过大约50毫米(“mm")之前进行修理，而在转子叶片22的低负载区域中的迹象50可能需要在长度增长超过大约3米 (“m")之前进行修理。因此，检查系统100可提供为用于针对迹象50检查风力涡轮机10。例如，检查系统100可包括观察系统102和检查装置104。检查系统100可执行多种任务，以提供对风力涡轮机10快速、高效、准确的检查。观察系统102可构造成用以评定风力涡轮机10的各种构件，如转子叶片22、塔架 12或任何其它风力涡轮机10构件。例如，观察系统102可间隔和定位成离风力涡轮机10 一定距离。在示例性实施例中，观察系统102可设置在离风力涡轮机10—定距离的地面上。 作为备�。鄄煜低�102例如可设置在卡车车箱(bed)中，或与风力涡轮机10间隔开的任何其它适合的位置上。观察系统102可包括评定装置106。评定装置106可为评定风力涡轮机10的各种构件的观察系统102的构件。评定装置106可提供对待评定的风力涡轮机10构件或其至少一部分的放大视图或图像，以便可针对迹象50检查构件。例如，在示例性实施例中，评定装置106可为望远镜、射弹观测镜(spotting scope)或任何其它适合的放大装置。此外， 评定装置106可包括任何种类的适合的变焦和聚焦器件。变焦和聚焦器件可用于容许操作待评定的风力涡轮机10构件的视图或图像以便更好地针对迹象50进行检查。观察系统102还可包括自动扫描装置108。如下文所述，自动扫描装置108可构造成用以围绕至少一条轴线旋转。通常，自动扫描装置108在评定装置106评定风力涡轮机 10构件时可移转评定装置106的视图或图像，从而容许评定装置106执行对风力涡轮机10 构件的完整评定。在示例性实施例中，例如，自动扫描装置108可移转评定装置106的视图或图像，同时容许评定装置106保持静止。在备选实施例中，自动扫描装置108可通过机械地旋转和/或移动评定装置106来移转评定装置106的视图或图像。因此，自动扫描装置 108可减少或消除与评定装置106的人工移动相关的各种误差用以扫描和评定风力涡轮机 10构件。例如，在示例性实施例中， 自动扫描装置108可为反射装置110。反射装置110可为具有反射表面或折射体积的任何装置，例如镜子或棱柱。反射装置110可设置成邻近评定装置106，且可围绕独立于评定装置106的至少一条轴线旋转。反射装置110可反射或折射待评定的风力涡轮机10构件的图像，且可将该图像提供给评定装置106。因此，在示例性实施例中，反射装置110可容许评定装置106在评定风力涡轮机10构件期间保持静止。然而，应当理解的是，在备选示例性实施例中，评定装置106可在评定风力涡轮机10构件期间移动，例如通过围绕一条或多条轴线机械地旋转，同时反射装置110围绕其它轴线旋转，如下文所述。作为备�。远枳爸�108可为底座(或装配台)112。底座112可连接到评定装置106上，且可围绕至少一条轴线旋转，从而还使评定装置106围绕该至少一条轴线旋转。因此，在示例性实施例中，底座112可机械地移转评定装置106的视图或图像，容许评定装置106评定风力涡轮机10构件。自动扫描装置108如反射装置110或底座112可构造成用以围绕至少一条轴线旋转。通常，自动扫描装置108的旋转可为机械的自动旋转。此外，旋转可采用递增步进的方式执行，或者可以是从期望的起始点至期望的停止点的平稳的连续旋转。例如，自动扫描装置108可包括马达114，马达114可操作以机械地使自动扫描装置108围绕至少一条轴线旋转。马达114可为适于移动自动扫描装置108的任何机械装置。在一个实施例中，自动扫描装置108可围绕摇移轴线(pan axis) 116旋转，以便可根据需要摇移评定装置106的视野，以便评定各种风力涡轮机10构件。在备选的示例性实施例中，自动扫描装置108可围绕倾斜轴线118旋转，以便可根据需要倾斜评定装置106的视野，以便评定各种风力涡轮机10构件。应当理解的是，自动扫描装置108围绕轴线的旋转不限于围绕摇移轴线116或倾斜轴线118旋转，而是可根据需要围绕任何适合的轴线旋转用以评定各种风力涡轮机10构件。在示例性实施例中，自动扫描装置108可构造成用以围绕两条或多条轴线旋转。 例如，马达114可操作用以机械地使自动扫描装置108围绕两条或多条轴线旋转，或自动扫描装置108可包括一个以上的马达114，用于机械地使反射装置110围绕各个轴线旋转。在示例性实施例中，例如，自动扫描装置108可围绕摇移轴线116和倾斜轴线118两者旋转。观察系统102还可包括用于操作观察系统102的处理器120。观察系统102，如评定装置106、扫描装置108和/或观察系统102的任何其它构件或系统，可通信地联接到处理器120上。观察系统102的各种构件和处理器120的通信联接可通过物理联接，例如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器120可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式遥控器、个人数字助理、蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。观察系统102可由操作人员通过处理器 120人工地操作，或可通过使用并入处理器120中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地
自动化。 检查装置104可连接到观察装置102上，且可构造成用以针对迹象50检查风力涡轮机10，例如转子叶片22或任何其它风力涡轮机10构件如塔架12。此外，检查装置104 可至少部分地利用由评定装置106所提供的图像来检查风力涡轮机10或其构件。例如，本公开内容的检查装置104可包括用于检查风力涡轮机10的任何种类的构件或系统。在示例性实施例中，检查装置104可包括构造成用以检查转子叶片22的多种设备。此外，如下文所述，检查装置104的各种构件和系统可连接到观察装置102上，且与观察装置102相关联。因此，例如，待评定的风力涡轮机10构件的图像或视图可传输至检查装置104，以便检查装置104可针对迹象50检查风力涡轮机10构件。在示例性实施例中，检查装置104例如可包括测量设备130。测量设备130可构造成用以测量在风力涡轮机10如转子叶片22上检测到的任何迹象50的尺寸。例如，测量设备130可包括至少一个激光器132或多个激光器132。激光器132可指向或接近在风力涡轮机10上检测到的迹象50，且可用于测量迹象50的尺寸。在示例性实施例中，测量设备130可包括设置成彼此大致平行的两个激光器132。激光器132可校准，以便获知激光器 132的端点134之间的距离。激光器132然后可通过使激光器132指向或接近迹象50来测量迹象50的尺寸，并且使用端点134之间的已知距离来按比例确定和测量迹象50的尺寸。端点134之间的已知距离可形成文件(documented)，例如，如下文所述在由检查装置 104获取的迹象50图像中，使得在检查风力涡轮机10期间或之后可形成文件、检验和记录迹象50的尺寸。应当理解的是，可使用任意数目的激光器132，且如果使用一个以上的激光器 132，则激光器132不必设置成彼此平行，而是可具有相对于彼此的任何定向。此外，应当理解的是，测量设备130不必包括激光器132，而是可包括任何适合的测量装置，如任何种类的光源或指示器。测量设备130以及其中的各种构件还可包括且通信地联接到用于操作测量设备 130的处理器136上。测量设备130和处理器136的通信联接可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器136可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式遥控器、个人数字助理、 蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。测量设备130可由操作人员通过处理器136 人工地操作，或可通过使用并入处理器136中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地自动化。此外，处理器136可包括用于执行测量设备130所需的各种计算的适合的处理设备和软件。在示例性实施例中，检查装置104例如可包括实时成像设备140。实时成像设备 140可构造成用以提供迹象50的实时图像。例如，实时成像设备140可包括照相机142，如摄像机、数字照相机、模拟照相机或其它适合的成像装置。照相机142可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或通过无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接而通信地联接到接收器144上。例如，接收器144可为计算机、电视机或其它适合的屏幕、监视器或用于显示图片或视频的装置。当观察装置102评定风力涡轮机10时，照相机142可提供待检 查的风力涡轮机10区域(如转子叶片22的各部分)的实时图像。这些实时图像可提供给接收器144，且可由检查系统100的操作人员查看和/或记录。 实时图像可由操作人员使用，或作为备选由下文所述的检测软件使用，以检测迹象50。实时成像设备140以及其中的各种构件还可包括且通信地联接到用于操作实时成像设备140的处理器146上。实时成像设备140和处理器146的通信联接可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器146可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式�？仄�、 个人数字助理、蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。实时成像设备140可由操作人员通过处理器146人工地操作，或可通过使用并入处理器146中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地自动化。在示例性实施例中，检查装置104例如可包括光栅化设备150。光栅化设备150可构造成用以使风力涡轮机10如待检查的风力涡轮机10构件(如转子叶片22)光栅化。例如，光栅化设备150可构造成用以采集待检查的风力涡轮机10的区域的图像，且使这些图像光栅化。在示例性实施例中，光栅化设备150可利用照相机142来采集待检查的风力涡轮机10的区域的图像。作为备�。庹せ璞�150可利用单独的照相机或其它成像装置。照相机142或其它照相机或成像装置通信地联接到光栅化软件154上，用于将待检查的风力涡轮机10的区域如转子叶片22的图像光栅化。任何适合的光栅化软件例如输入图像和输出光栅图像或栅格的任何软件，可在光栅化设备150中使用。适合的光栅化软件154的一个实例为 RASTERVECT SOFTWARE 的 RASTERVECT。光栅化设备150以及其中的各种构件还可包括且通信地联接到用于操作光栅化设备150的处理器156上。光栅化设备150和处理器156的通信联接可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器156可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式�？仄�、个人数字助理、蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。光栅化设备150可由操作人员通过处理器156人工地操作，或可通过使用并入处理器156中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地自动化。在示例性实施例中，光栅化设备150通信地联接到观察系统102上，以便光栅化设备150可控制或指导观察系统102评定待检查的风力涡轮机10构件如转子叶片22的模式 (pattern)。例如，在一个实施例中，光栅化设备150可能需要观察系统102在一定模式下评定塔架12，使得光栅化设备150开始在转子叶片22末梢处对转子叶片22的吸入侧或压力侧形成文件，而然后继续大体上经过转子叶片22的长度到达转子叶片22的桨毂，记录转子叶片22的至少一部分宽度，而然后通过行进经过限定转子叶片22的最大翼弦宽度的线或点来继续朝向末梢返回，记录转子叶片22宽度的余下部分。在另一实施例中，光栅化设备150可能需要观察系统102在一定模式下评定塔架12，使得光栅化设备150开始在转子叶片22末梢或桨毂处对转子叶片22的吸入侧或压力侧形成文件，而然后继续大体经过转子叶片22的长度到达末梢或桨毂中的另一个，以单次扫掠记录转子叶片22的整个宽度。在其它实施例中，光栅化设备150可使用任何适合的光栅化模式(包括直线模式、曲线模式或锯齿模式)对转子叶片22的任何部分形成文件。
在示例性实施例中，检查装置104例如可包括成像分析设备160。成像分析设备 160可构造成用以采集迹象50的图像以及增强迹象50的图像。例如，成像分析设备160可利用照相机142或单独的照相机或其它成像装置来采集在检查风力涡轮机10期间发现的迹象50的图像。照相机142或其它照相机或成像装置通信地联接到用于增强图像的成像分析软件164上。例如，如本领域中所公知的那样，成像分析软件164可构造成用以变亮、变暗、改变对比度、分辨率或颜色、放大或对图像执行任何种类的增强。作为备�。障嗷�142 或其它照相机或成像装置可采集各迹象50的多种图像，且这些图像可在各种分辨率、对比度、亮度、颜色以及其它可调 成像特征下采集。成像分析软件164可构造成用以合并图像以产生迹象50的适合的详细图像。适合的成像分析软件164的一个实例为ADOBE SYSTEMS INC 的 ADOBE PHOTOSHOPο在一些示例性实施例中，成像分析设备160还可构造成用以自动地检测迹象50。 例如，照相机142或其它照相机或成像装置可通信地联接到机器视觉软件166上，用于自动地检测迹象50。机器视觉软件166可监测通过照相机142或其它照相机或成像装置传输的图像，且可识别图像中的迹象50。适合的机器视觉软件166的一个实例为R0B0REALM的 R0B0REALM机器人机器视觉软件。机器视觉软件166、成像分析软件164和照相机142或其它照相机或适合的成像装置还可通信地联接成使得机器视觉软件166能够指导自动检测到的迹象50图像的增强。在一个实施例中，成像分析设备160如机器视觉软件166可检测和利用待分析的风力涡轮机10构件上的各种区域之间(如转子叶片22上的各种区域之间)的对比，以便自动地检测迹象50。例如，待分析的风力涡轮机10构件上的迹象50可脱色，或可与风力涡轮机10构件的其余部分不同地反射光。因此，迹象50区域中存在颜色和/或从风力涡轮机10构件上反射的光的对比，而成像分析设备160可检测和利用该种最后形成的对比度。 此外，当检查装置104检查风力涡轮机10时，成像分析设备160可检测对比度的持续时间和/或大�。约袄酶贸中奔浜�/或大小来计算迹象50的尺寸。此外，对比度可由成像分析设备160用来检测待分析的风力涡轮机10构件的外形或轮廓(silhouette)。在另一实施例中，成像分析设备160可包括至少一个激光器167或多个激光器 167。激光器167可指向待检查的风力涡轮机10构件，如转子叶片22，且可用于自动地检测迹象50。例如，激光器167可指向待检查的风力涡轮机10构件的整个表面。当激光器 167扫过待分析的风力涡轮机10构件上的迹象50时，激光器167可受到迹象50的干扰或改变。该种干扰或改变可由成像分析设备160检测或利用。此外，当检查装置104在检查风力涡轮机10时，成像分析设备160可检测干扰或改变的持续时间，且利用该持续时间来计算迹象50的尺寸。此外，干扰或改变可由成像分析设备160用来检测待分析的风力涡轮机10构件的外形或轮廓。诸如机器视觉软件166的成像分析设备160可通信地联接到观察系统102上。因此，当机器视觉软件166操作用以检测迹象50时，机器视觉软件166便能够操作观察系统 102来评定风力涡轮机10，而当检测到迹象50时，便能够操作观察系统102停止评定，如通过停止围绕轴线的旋转，以便可采集和处理迹象50的图像。成像分析设备160还可构造成用以执行对迹象50图像的比较分析。例如，成像分析设备160可在检查风力涡轮机10期间储存风力涡轮机10如转子叶片22的图像。在风力涡轮机10随后的检查期间，成像分析设备160在获得风力涡轮机10的当前图像时，可将当前图像与先前储存的图像进行比较。此外，成像分析设备160例如可指出接近指定极限的那些迹象50。此外，成像分析设备160例如可记录迹象50中的变化和/或增长，且还基于迹象50来追踪风力涡轮机10如转子叶片22的保养性能。因此，该比较分析例如可容许成像分析设备160检测新的迹象50的发展和/或追踪已有迹象50的增长。在一些实施例中，比较分析可由机器视觉软件166执行，或可由任何其它适合的成像分析设备160构件来执行。成像分析设备160以及其中的各种构件还可包括且通信地联接到用于操作成像分析设备160的处理器168上。成像分析设备160和处理器168的通信联接可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器168可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式�？仄�、 个人数字助理、蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。成像分析设备160可由操作人员通过处理器168人工地操作，或可通过使用并入处理器168中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地自动化。 在示例性实施例中，检查系统100可包括检查流体170。检查流体170可构造成用以添加至待检查的风力涡轮机10构件如转子叶片22上，用以显现迹象50。例如，检查流体170可为气体或液体。在示例性实施例中，检查流体170可为蒸汽、热空气、冷空气或烟雾。应当认识到的是，检查流体170不限于蒸汽、热空气、冷空气或烟雾，但也可为用于显现迹象50的任何适合的气体或液体。检查流体170例如可通过渗透到在待检查的风力涡轮机 10构件中由迹象50造成的裂纹、孔洞或开孔中而显现迹象50。例如，在示例性实施例中， 检查流体170例如可添加到转子叶片22的内部。检查流体170可经由在转子叶片22中造成裂纹、孔洞或开孔的任何迹象50从内部至外部渗透转子叶片22。检查装置104可构造成用以检测检查流体170，如通过检测渗透待检查的风力涡轮机10构件的检查流体170。例如，检查装置104可包括成像装置172。成像装置172可构造成以任何适合的视频格式或摄影格式来记录待检查的风力涡轮机10构件的图像，使得渗透风力涡轮机10构件的检查流体170在图像中可见。例如，成像装置172可为用于记录可见图像、红外线图像、紫外线图像或光谱图像的任何适合的装置。成像装置172以及其中的各种构件还可包括且通信地联接到用于操作成像装置 172的处理器174上。成像装置172和处理器174的通信联接可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器174可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式�？仄�、个人数字助理、 蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。成像装置172可由操作人员通过处理器174 人工地操作，或可通过使用并入处理器174中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地自动化。在示例性实施例中，本公开内容的检查系统100可包括光源180。光源180可构造成用以照射迹象50。例如，光源180可容许检查系统100在夜晚操作，或在多云或恶劣天气期间操作。此外，光源180可操作用以产生良好的照明条件，如入射照明，以便使迹象50能够有相对较高的对比检查。例如，光源180可采用适于扩大检查系统100对迹象50的查看的角度而指向迹象50。光源180可设置在检查系统100如观察系统102上。作为备选，光源180可设置在风力涡轮机10上，如塔架12、桨毂20或风力涡轮机上的任何其它适合的位置，或地面上。光源180以及其中的各种构件还可包括且通信地联接到用于操作光源180的处理器182上。光源180和处理器182的通信联接可通过物理联接，如通过线缆或其它导管或脐带式缆线，或可为无线联接，如通过基于红外线、蜂窝网、声波、光或射频的联接。处理器 182可并入适合的控制系统(未示出)中，如手持式�？仄�、个人数字助理、蜂窝式电话、单独的悬垂式控制器或计算机。光源180可由操作人员通过处理器182人工地操作，或可通过使用并入处理器182中的适合的程序设计逻辑而部分或完全地自动化。应当理解的是，各种处理器可为单独的处理器，或可合并以形成能够执行检查系统100所需的各种功能和检查作业的一个或多个处理器。本公开内容还涉及一种用于针对迹象50检查风力涡轮机10的方法。因此，现参看图4，该方法例如可包括以下步骤提供与风力涡轮机间隔开的检查系统200、评定风力涡轮机的构件202，以及针对迹象检查风力涡轮机构件204。如上文所述，本公开内容的风力涡轮机10可包括至少一个转子叶片22。在示例性实施例中，检查系统100可操作用以评定转子叶片22，且可操作用以针对迹象50检查至少一个转子叶片22。例如，检查系统100可提供成与风力涡轮机10间隔开。如上文所述，检查系统100 可包括观察系统102和检查装置104。如上文所述，观察系统102可构造成用以评定风力涡轮机10的构件，如转子叶片22或任何其它风力涡轮机10构件。 本公开内容的检查系统100如检查装置104可操作用以针对迹象50检查风力涡轮机10，如转子叶片22，或作为备选的塔架12或其它风力涡轮机10构件。例如，在示例性实施例中，操作检查系统100来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括测量迹象50的尺寸。 例如，检查系统100的检查装置104可包括测量设备130。如上文所述，测量设备130可构造成用以测量由检查装置104所检测到的迹象50的尺寸。此外，如上文所述，测量迹象50 的尺寸例如可包括在检查系统104中提供至少一个测量设备130、校准该测量设备130，以及利用测量设备130来测量迹象50的尺寸。在示例性实施例中，操作检查系统100来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括提供迹象50的实时图像。例如，检查系统100的检查装置104可包括实时成像设备140。 如上文所述，实时成像设备140可构造成用以提供迹象50的实时图像。在示例性实施例中，操作检查系统100来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括使风力涡轮机10光栅化。例如，检查系统100的检查装置104可包括光栅化设备150。如上文所述，光栅化设备150可构造成用以使风力涡轮机10如转子叶片22光栅化，或使作为备选的塔架12或任何其它风力涡轮机10构件光栅化。在示例性实施例中，操作检查系统100来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括采集迹象50的图像和增强迹象50的图像。在另外的示例性实施例中，操作检查系统100 来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括自动地检测迹象50。例如，检查系统100的检查装置104可包括成像分析设备160。如上文所述，成像分析设备160可构造成用以采集迹象 50的图像和增强迹象50的图像，以及还可构造成用以自动地检测迹象50。在示例性实施例中，如上文所述，该方法可包括将检查流体170提供给待检查的风力涡轮机10构件如转子叶片22的步骤。此外，操作检查系统100来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括检测检查流体170。例如，如上文所述，检查系统100的检查装置104可包括构造成用以记录待检查的风力涡轮机10构件的图像的成像装置172，使得渗透风力涡轮机10构件的检查流体170在图像中可见。在另外的示例性实施例中，本公开内容的方法可包括涉及定位转子叶片22以便由检查系统检查的各种步骤。例如，该方法可包括使转子叶片22旋转以便转子叶片22大致平行于塔架12且接近该塔架12的步骤。例如，转子叶片22可围绕旋转轴线旋转，直到转子叶片22处于大致向下的位置。转子叶片22然后可旋转和定位成以便其大致平行于塔架12。因此，设置在风力涡轮机10上如塔架12上的检查系统100可处在用于检查转子叶片22的最佳位置。该方法还可包括使机舱16围绕偏航轴 线38旋转的步骤。例如，尽管本公开内容的检查系统100可在宽泛的各种环境条件下有利地检查风力涡轮机10，但使用入射光来检查风力涡轮机10仍是有益的。因此，如果入射光可用，或如果其它期望的条件存在，则机舱 16可围绕偏航轴向38旋转，以便根据需要最佳地定位转子叶片22。该方法还可包括使转动叶片22围绕桨距轴线34旋转的步骤。例如，如本文领域中所公知的那样，本公开内容的转子叶片22可包括压力侧、吸入侧、前缘以及后缘。转子叶片22的各侧面和各边缘必须检查。为了由检查系统100进行检查，侧面或边缘必须处在检查系统100的视线中。例如，当转子叶片22定位成使得压力侧、前缘和后缘处于检查系统 100的视线中时，不能对吸入侧进行分析。因此，在由检查系统100检查转子叶片22期间， 在分析转子叶片22的处于检查系统100的视线中的部分之后，转子叶片22可围绕桨距轴线34旋转，使得转子叶片22的其它部分安置在检查系统100的视线中。检查系统100然后可继续检查转子叶片22在示例性实施例中，操作检查系统100来针对迹象50检查风力涡轮机10可包括操作光源180以照射迹象50。例如，检查系统100可包括光源180。如上文所述，光源180 可构造成用以照射迹象50。应当理解的是，本公开内容的检查系统和方法可为了快速、高效地检查风力涡轮机10而优化。例如，本公开内容的检查系统和方法可用于快速和高效地检查风力涡轮机10 的各种转子叶片22。此外，应当理解的是，本公开内容的检查系统和方法消除或减少了先前与风力涡轮机10的检查相关的人为误差。此外，应当理解的是，本公开内容的检查系统和方法可在宽泛的各种环境条件下执行。本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域的技术人员所构思的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的书面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的书面语言无实质差异的同等结构元件，则认为这些实例在本权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于针对迹象检查风力涡轮机的方法，所述方法包括提供与所述风力涡轮机间隔开的检查系统，所述检查系统包括观察系统和检查装置， 所述观察系统包括评定装置和自动扫描装置，所述评定装置构造成用以提供所述转子叶片的至少一部分的图像，所述自动扫描装置构造成用以围绕至少一条轴线旋转，移转所述图像；评定所述风力涡轮机的转子叶片；以及，针对迹象检查所述转子叶片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述转子叶片围绕桨距轴线旋转。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对迹象检查所述转子叶片包括测量所述迹象的尺寸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对迹象检查所述转子叶片包括使所述转子叶片光栅化。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对迹象检查所述转子叶片包括采集所述迹象的图像以及增强所述迹象的图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，针对迹象检查所述转子叶片包括自动地检测所述迹象。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对迹象检查所述转子叶片包括提供所述迹象的实时图像。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将检查流体提供给所述转子叶片的步骤，以及其中，针对迹象检查所述转子叶片包括检测所述检查流体。
9.一种用于针对迹象检查风力涡轮机的检查系统，所述检查系统包括构造成用以评定所述风力涡轮机的转子叶片的观察系统，所述观察系统包括评定装置和自动扫描装置，所述评定装置构造成用以提供所述转子叶片的至少一部分的图像，所述自动扫描装置构造成用以围绕至少一条轴线旋转，移转所述图像；以及，连接到所述观察装置上且构造成利用所述图像来针对迹象检查所述转子叶片的检查直ο
10.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述自动扫描装置为反射装置，以及其中，所述反射装置设置成邻近所述评定装置。
11.根据权利要求10所述的检查系统，其特征在于，所述反射装置构造成用以围绕两条轴线旋转。
12.根据权利要求10所述的检查系统，其特征在于，所述评定装置在评定所述转子叶片期间为静止的。
13.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述自动扫描装置为底座，以及其中，所述底座连接到所述评定装置上，且使所述评定装置围绕所述至少一条轴线旋转。
14.根据权利要求13所述的检查系统，其特征在于，所述底座构造成用以围绕两条轴线旋转。
15.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述检查装置包括构造成用以测量所述迹象的尺寸的测量设备。
16.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述检查装置包括构造成用以使所述转子叶片光栅化的光栅化设备。
17.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述检查装置包括构造成用以采集所述迹象的图像和增强所述迹象的图像的成像分析设备。
18.根据权利要求17所述的检查系统，其特征在于，所述成像分析设备还构造成用以自动地检测所述迹象。
19.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述检查装置包括构造成用以提供所述迹象的实时图像的实时成像设备。
20.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于，所述检查系统还包括检查流体，所述检查流体构造成用以添加到所述转子叶片上以显现迹象，以及其中，所述检查装置构造成用以检测所述检查流体。
全文摘要
本发明涉及用于风力涡轮机检查的系统及方法。具体而言，公开了一种用于针对迹象检查风力涡轮机的系统及方法。该方法包括提供与风力涡轮机间隔开的检查系统、评定风力涡轮机的转子叶片，以及针对迹象检查转子叶片。该检查系统包括观察系统和检查装置，该观察系统包括评定装置和自动扫描装置，该评定装置构造成用以提供转子叶片的至少一部分的图像，该自动扫描装置构造成用以围绕至少一条轴线旋转，移转该图像。
文档编号G01B11/00GK102434403SQ20101051293
公开日2012年5月2日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者P·J·弗里茨, R·穆诺滋, X·宛, 宋桂菊, 郭书敬, 陶立 申请人:通用电气公司
专业数控铣床产品供应商
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