专利名称：一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法
技术领域：
本发明涉及风力发电机的叶片，特别是一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气 泡检测方法。
背景技术：
随着我国风能市场的扩大，风机制造业逐渐进入高速发展期。国内外众多制造企 业开始进入我国风能市场。除已经规模生产的新疆金风外，即将在我国建厂的企业不少于 十家，其中包括Vestas、GE、Gamesa等国际风电巨头，同时又有大连重型工业集团、东方汽 轮机厂、北京万源工业公司、哈尔滨电机厂、哈尔滨飞机集团等国有大型企业。部分企业情 况如下
中国火箭运载研究院下属的北京万源工业公司与西班牙纳瓦拉能源水电集团公司 (EHN)合资成立了江苏南通航天万源安迅风电设备制造有限公司，生产1. 5兆瓦EHN70和 EHN77型风力发电机组。该合资公司将在2006年6月立起33台风力发电机组。大连重工起重集团有限公司计划利用地理优势与企业已有生产能力优势发展风 机制造业。该集团已经购买德国Fuhelanderl. 5兆瓦MD70和MD77型风力发电机组整机设 计，并投巨资与部件生产商共同开发兆瓦级风机部件，计划在2006年生产100台1. 5兆瓦 风力发电机组，主要用户将是华能集团。东方汽轮机厂是机械工业100强和全国三大汽轮机制造基地之一，该厂购买德国 Repowerl. 5兆瓦MD70和MD77型风力发电机组整机设计，已经获得山东鲁能集团首批七台 风力发电机组的订单。新疆金风购买德国Vensys62，l. 2兆瓦机型，并自行改进设计，首台样机已经安装 并测试。由于其引入的发电机余量较大，完全适用于1.5兆瓦风机，金风公司已经有意向 与瑞尔科技合作开发1. 5兆瓦风轮，采用木质复合材料叶片并力争达到更高的尖速比与转 速，这种设计是其他叶片制造商在中国难以实现的。金风在我国拥有强大的技术团队与良 好的行业声誉，同时自己拥有风场，发展前景可观。哈尔滨联创集团计划投资6. 4亿人民币开发3兆瓦海上风场，同样采用直驱永磁 电机。3兆瓦低速电机是庞然大物，提高风轮转速是降低发电机重量的有效办法。联创集团 已经与瑞尔科技达成潜在的合作意向，合作开发高尖速比、低实度的3兆瓦风轮。以上五家公司都在风机制造业投入巨大，从不同渠道买入欧洲主流技术或自行开 发，拥有良好的制造业基础保障团队的建设，拥有良好的行业关系保障后期市场，但都在寻 求叶片的供应。叶片是风力发电机的核心部件，造价约占整个设备的1/4到1/3。我国现有制造 并销售叶片的工厂仅天津LM与无锡中航惠腾两家。和世界上绝大多数叶片制造业一样，这 两家均采用以玻璃钢为主要结构体的生产技术。LM主要为GE等自己不生产叶片的欧洲大 型客户提供1. 5兆瓦叶片，年产可达百套叶片，目前在天津的生产已经趋于饱和，将很难保 证以上风机制造企业后期大规模的订单。中航惠腾主要为金风提供660千瓦和750千瓦叶
3片，正在开发1. 3兆瓦与1. 5兆瓦叶片，2004年产叶片装机约4万千瓦。Vestas和Gamesa 计划近期在中国建厂，但仅为自身提供叶片。我国在未来四年计划新装风力发电机组超过 300万千瓦，然而以上几家叶片厂每年总共能提供叶片仅几百套，可装机约几十万千瓦。虽 然LM与无锡中航惠腾都在筹划扩建，但近期内难以满足市场的需求。此外，上海玻璃钢研 究所也与国外先进设计技术结合，准备进入风能工业。此外，从国际市场来看，仍存在较大的市场需求。例如美国计划未来两年内装机 500万千瓦，日本和澳大利亚也有与中国规模相当的市场规划。由于在中国生产的叶片运到 美国西海岸以后，仍比在美国生产的叶片便宜。故以中国市场为基础，公司产品亦可扩展到 海外市场。现有的以玻璃钢为主要结构体的生产技术是首先在模具的成型面上喷涂脱模剂， 涂胶衣；然后进行叶片壳体铺设，完成铺层后在叶片壳体上面依次铺上脱模布、脱模薄膜、 吸胶毡；在吸胶毡外沿叶片铺层的四周设有一圈吸真空螺旋管；再将整体包覆一层真空薄 膜，真空薄膜的四边与模具之间密封相接；将吸真空螺旋管的两端与外设的吸真空装置相 接，然后抽真空，并进行检漏和补漏；最后固化成型。螺旋真空管和吸胶毡能够将真空分布 于叶片壳体表面，铺层中的小气泡在负压的环境中会逐层透过铺层、脱模布、脱模薄膜，进 入到吸胶毡中，再进入到螺旋管中，最后进入真空泵，从而气泡被消除。采用真空袋压法消 除了铺层中残留的气泡需要花费几天时间，极大的影响了风力发电机叶片生产量的提高。

发明内容
本发明的目的是提供一种检测效率高、提高风力发电机叶片生产量的一种抗外界 光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法。本发明的目的是这样实现的，一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方 法，其特征是将风力发电机叶片放置在一架体上，沿风力发电机叶片长度相平行铺设轨 道，移动装置平行铺设在轨道的一侧，移动装置上有照明机构和照像单元，移动装置沿轨道 由一端到另一端移动时，照明机构对风力发电机叶片提供照明，照像单元获取风力发电机 叶片局部成像，照像单元将获取的图像信息与同样条件已建立的标准风力发电机叶片局部 成像进行比较，当风力发电机叶片成像中有异常强度变化时，照像单元连接的处理器将风 力发电机叶片局部成像通过显示器进行显示；当确认风力发电机叶片有气泡时，控制一打 标机构对风力发电机叶片有气泡的位置给出打标标记，当认为风力发电机叶片没有问题 时，通过输入设备通知移动装置继续行走，由有照明机构和照像单元完成对其余风力发电 机叶片的检测。所述的架体、轨道、照明机构和照像单元固定在一封闭的暗腔体内，暗腔体有处理 器和显示器，照明机构和照像单元在暗腔体内移动连接续从风力发电机叶片一端到另一端 获取的图像信息。所述的移动装置有定位机构，使获取的图像信息与风力发电机叶片位置对确准对应。所述的移动装置有前后自动伸展机构，使照明机构和照像单元对与风力发电机叶 片上表面所有位置进行获取的图像进行处理。本发明的特点是由于对经检验没有问题的风力发电机叶片每一个位置都建立了标准的图像信息库，将风力发电机叶片放置在一架体上，沿风力发电机叶片长度相平行铺 设移动轨道，移动装置沿轨道由一端到另一端移动时，照像单元将获取的图像信息与同样 条件已建立的标准风力发电机叶片局部成像进行比较，当风力发电机叶片成像中有异常强 度变化时，照像单元连接的处理器将风力发电机叶片局部成像通过显示器进行显示，由人 工进一步确认，这样大大提高了风力发电机叶片检测的速度，使原来的几天检测风力发电 机叶一片到1小时_3小时。


下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是本发明实施例结构示意图2是风力发电机叶片没有气泡时照像单元照射在风力发电机叶片局部光学反射击 图说明；
图3是风力发电机叶片有气泡时照像单元照射在风力发电机叶片局部光学反射击图 说明。图中1、风力发电机叶片；2、架体；3、暗腔体；4、轨道；5、移动装置；6、轨轮；7、支 架；8、照明机构；9、照像单元；10、处理器；11、显示器；12、输入设备；13、气泡；14、侧表面； 15、暗室。
具体实施例方式如图1所示，一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，将风力发电 机叶片1放置在一架体2上，沿风力发电机叶片1长度相平行铺设轨道4，移动装置5平行 铺设在轨道4的一侧，移动装置5上固定照明机构8和照像单元9 (CXD摄像头)，移动装置 5通过下端的轨轮6沿轨道4由一端到另一端可移动，移动装置5移动时，照明机构8对风 力发电机叶片1提供照明，照像单元9 (CCD摄像头)获取风力发电机叶片1局部成像，照像 单元9将获取的图像信息与同样条件(环境保相同、距离相同、照明光源相同、位置相同、光 强相同)已建立的标准风力发电机叶片局部成像进行比较，当风力发电机叶片1成像中有异 常强度变化时如图3所示，照像单元9 (CXD摄像头)连接的处理器10 (计算机)将风力发 电机叶片1局部成像通过显示器11进行显示；当确认风力发电机叶片1有气泡13时，控制 在支架7上固定的打标机构对风力发电机叶片1有气泡13的位置给出打标标记，当认为风 力发电机叶片1没有问题时如图2所示，通过输入设备12 (键盘)通知移动装置5继续行 走，由有照明机构8和照像单元9完成对其余风力发电机叶片1的检测。本发明将架体2、轨道4、照明机构8和照像单元9固定在一封闭的暗腔体3内，暗 腔体3内为暗室15，没有照明光源照明时，照像单元9 (CXD摄像头)得到全黑的图像，只有 在照明光源照明时，照像单元9 (CCD摄像头)才能得到图像，这样做是为了防止外界光线对 照像单元9成像质量的影响，使风力发电机叶片1表面有质感。为了表现风力发电机叶片 1表面质感，照明光源可以从不同角度照明风力发电机叶片1表面，也可以提供均勻平行光 照明。将处理器10 (计算机)和显示器11固定在暗腔体为的工作环境，风力发电机叶片 1表面(实际上是通过表面反光检测风力发电机叶片气泡)有问题时，会有提示示信息，工作人员通过进一步观察显示器11上显示的风力发电机叶片1局部图像，以便准确定位。设计时，移动装置5有定位机构，使获取的图像信息与风力发电机叶片1位置准确 对应。定位机构可以通过轨轮6与轨道4的光电定标完成。为了对风力发电机叶片大部分面(除则表面14无法成像)成像，移动装置5上有前 后自动伸展机构，使照明机构8和照像单元9可对与风力发电机叶片1上表面所有位置进 行获取的图像和进行处理。通过图2和图3的说明，可以进一步说明本发明的工作过程，图2是风力发电机叶 片1没有气泡13时照像单元9照射在风力发电机叶片1局部光学反射击图说明，图3是风 力发电机叶片1有气泡13时照像单元9照射在风力发电机叶片1局部光学反射击图说明。 在图2中，三束光线A、B、C从不同位置以相同角度向风力发电机叶片局部照射，当风力发电 机叶片局部没有气泡13时，三束光线A、B、C在风力发电机叶片1局部形成的反光角度基本 相同，这时在照像单元9 (CXD摄像头)得到图像没不会有强光反射点，而当有气泡13时，如 图3所示，在气泡13上三束光线A、B、C从不同位置以相同角度照射，照像单元9 (CXD摄 像头)得到图像与没有气泡13时大不相同。只要处理器10 (计算机)对图像上局部点的光 强进行检测就能检测出其中的差异。这种差异在由人工进一步判断，就能确定气泡13的存 在。风力发电机叶片很长，照像单元9 (CXD摄像头)只对一片一片的连续检测，通过纵 横扫描，实现一个面的检测，照像单元9 (CCD摄像头)一秒至少可以有几十副图片，一次检 测面积10*10mm，70米长的叶片，只需大约200秒，也就是说加上其它工序，检测一片风力发 电机叶片最多不过一小时。
权利要求
一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，其特征是将风力发电机叶片(1)放置在一架体(2)上，沿风力发电机叶片(1)长度相平行铺设轨道(4)，移动装置(5)平行铺设在轨道(4)的一侧，移动装置(5)上有照明机构(8)和照像单元(9)，移动装置(5)沿轨道(4)由一端到另一端移动时，照明机构(8)对风力发电机叶片(1)提供照明，照像单元(9)获取风力发电机叶片(1)局部成像，照像单元(9)将获取的图像信息与同样条件已建立的标准风力发电机叶片局部成像进行比较，当风力发电机叶片成像中有异常强度变化时，照像单元(9)连接的处理器(10)将风力发电机叶片局部成像通过显示器(11)进行显示；当确认风力发电机叶片(1)有气泡时，控制一打标机构对风力发电机叶片有气泡的位置给出打标标记，当认为风力发电机叶片没有问题时，通过输入设备(12)通知移动装置(5)继续行走，由有照明机构(8)和照像单元(9)完成对其余风力发电机叶片(1)的检测。
2.根据权利要求1所述的一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，其特 征是所述的架体(2)、轨道(4)、照明机构(8)和照像单元(9)固定在一封闭的暗腔体(3) 内，暗腔体(3)为有处理器(10)和显示器(11)，照明机构(8)和照像单元(9)在暗腔体(3) 内移动连接续从风力发电机叶片(1) 一端到另一端获取的图像信息。
3.根据权利要求1所述的一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，其特 征是所述的移动装置(5)有定位机构，使获取的图像信息与风力发电机叶片位置对确准 对应。
4.根据权利要求1所述的一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，其特 征是所述的移动装置(5)有前后自动伸展机构，使照明机构(8)和照像单元(9)可对与风 力发电机叶片(1)上表面所有位置进行获取的图像进行处理。
5.根据权利要求3所述的一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，其特 征是所述的定位机构通过轨轮(6)与轨道(4)的光电定标完成。
全文摘要
本发明涉及风力发电机的叶片，特别是一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法，其特征是将风力发电机叶片放置在一架体上，沿风力发电机叶片长度相平行铺设轨道，移动装置平行铺设在轨道的一侧，移动装置上有照明机构和照像单元，移动装置沿轨道由一端到另一端移动时，照明机构对风力发电机叶片提供照明，照像单元获取风力发电机叶片局部成像，照像单元将获取的图像信息与同样条件已建立的标准风力发电机叶片局部成像进行比较，当认为风力发电机叶片没有问题时，通过输入设备通知移动装置继续行走，由有照明机构和照像单元完成对其余风力发电机叶片的检测。它提供了一种检测效率高、提高风力发电机叶片生产量的一种抗外界光线影响的风力发电机叶片气泡检测方法。
文档编号G01M3/06GK101943627SQ201010275748
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者刘珉恺 申请人:西安信唯信息科技有限公司