引 言
當前世界各國為了保障能源安全、加強對環境的保護以及應對全球氣候的變化,都相繼加強了對可再生能源的開發,而其中最主要的發展方向是風能。風能作為一種清潔的可再生能源,隨著全球經濟的發展,風能市場得到了迅速的發展,自2004年以來,全球風力發電能力翻了一番,2006年至2007年間,全球風能發電裝機容量擴大27%,并且預計未來20-25年內,世界風能市場每年將遞增25%。
我國在“十五”期間,并網風電也到了迅速發展,在2006年累計額裝機容量已經達到260萬千瓦,成為繼歐洲、美國和印度之后發展風力發電的主要市場之一。我國風力發電行業發展前景十分廣闊,預計未來很長一段時間都將保持高速發展,并逐步進入可再生能源大國行列。
風電行業飛速發展的同時,離不開對風電設備質量和可靠性的把控,而在保證高質量重要工具就是對風電模具的檢測。風力發電葉片模具尺寸大(長約64米,寬約2-3米),常規的檢測方法主要有拍照式三維測量(需要粘貼標志),激光跟蹤儀反射球測量與手持掃描儀掃描測量(測量時間長,效率低),三維激光掃描測量(測量精度相對較低,工程級精度)。而Leica ATS600激光跟蹤儀是首款可以直接掃描的激光跟蹤儀,測量范圍大,無需任何反射球、靶標、手持掃描儀等附件,即可實現風電葉片模具的三維點云數據,同時能夠完美的與傳統反射球結合,實現高精度、高效率的檢測,開創計量行業質量控制領域前所未有的應用。
1.葉片陰模檢測
考慮到陰模的放置位置以及入射角問題,將跟蹤儀放在一端,并將三腳架升到最高位置,如下圖2所示。ATS600跟蹤儀不需要進行初始化,不需要預熱,通過無線聯機跟蹤儀,即可定義掃描區域執行掃描。軟件設置掃描間隔10mmX10mm、掃描模式為快速,掃描時間大約3min,獲取到的點云數據云
通過快速對齊將ACD數模與點云做粗對齊,再通過端部平面與內部曲面做精對齊處理,對齊結果。
進行關系匹配,子樣本設置為每間隔1個點,拒絕異常值設置為5mm,統計出19個異常點,關系匹配結果。創建矢量組,將公差設置為±1mm。
從圖5可以看出,在公差范圍內的點云占60.88%,而超出公差范圍的點云占39.12%。點云質量與入射角有關,陰模數據只在1個測站進行掃描,而且距離越遠,點云越發散。
2.葉片陽模檢測
陽模位置比較高,考慮入射角問題,采用3個測站進行掃描,在陽模上部用2個測站進行掃描,第3個測站布設在地面。
軟件定義掃描區域,將掃描間隔10mmX10mm,掃描模式為快速,最后執行測量,3個測站執行掃描時間大約為3min、3min、7min, 然后通過點云拼接的方式,將3個測站掃描數據拼接,拼接后點云數據。
SA進行關系匹配,子樣本設置為每間隔1個點,拒絕異常值設置為10mm,統計出928個點為異常點,結果如表3。創建矢量組合,公差設置為±0.5。在公差范圍內的數據點占85.7%,超出公差范圍的占14.3%。為進一步對陽模進行分析,子樣本設置為每間隔50個點,拒絕異常值設置為5mm,公差設置為±0.5。
結論
本文簡單介紹了新一代激光跟蹤儀的測量原理,激光跟蹤儀不要手動掃描,特別是掃描操作員難以觸及的目標具有較大優勢;可以通過無線獲取點云數據,并且不需要其他測量附件,掃描效率高,速度快。
轉載請注明出處。