بهبود بازرسی تیغه های توربین بادی با استفاده از دوربین Mikrotron CXP0

بهبود بازرسی تیغه های توربین بادی با استفاده از دوربین Mikrotron CXP0

بازرسی تیغه های توربین بادی با سیستم تصویربرداری استریو تجربی با استفاده از دوربین های Mikrotron CXP بهبود یافته است.

9 اکتبر 2023 – بر اساس داده های سه دهه اخیر، استفاده از سوخت های فسیلی به طور قابل توجهی به گرم شدن کره زمین کمک می کند. انرژی بادی یکی از امیدوارکننده‌ترین جایگزین‌های انرژی‌های تجدیدپذیر برای سوخت‌های فسیلی است. بر اساس آخرین پیش بینی شورای جهانی انرژی بادی (GWEC) نیروی بادی در حال آماده شدن است تا موتور اصلی رشد بخش برق جهانی باشد و انتظار می رود تا سال 2030 20 درصد از برق جهان را تامین کند.

بهبود بازرسی تیغه های توربین بادی با استفاده از دوربین Mikrotron CXP0

بهبود بازرسی تیغه های توربین بادی با استفاده از دوربین Mikrotron CXP0

بازده تولید برق به طور قابل توجهی تحت تاثیر شرایط پره های توربین بادی است. کارایی یک تیغه در مقیاس کامل در تولید نیرو زمانی کاهش می یابد که خواص ساختاری یا آیرودینامیکی آن به خطر بیفتد. اگر به یک پره معیوب اجازه داده شود به کار خود ادامه دهد، می تواند باعث خرابی سایر اجزای توربین بادی یا بروز حادثه شود. در نتیجه، نظارت بر سلامت ساختاری تیغه در مقیاس کامل (SHM) بسیار مهم است.

روش‌های رایج اندازه‌گیری خطای تیغه مبتنی بر تماس شامل اندازه‌گیری فشار سنج، اندازه‌گیری ارتعاش، اندازه‌گیری صوتی و اندازه‌گیری الکترومغناطیسی است. با این حال، این روش ها فقط برای بازرسی زمانی هستند که یک تیغه ساکن است. بسیاری از مشکلات را فقط می توان در زمانی که یک تیغه در حال کار است شناسایی کرد. همچنین، روش‌های بازرسی کنونی پرهزینه و پیچیده هستند.

محققان دانشگاه ژجیانگ در هانگژو، چین در حال تلاش برای بهبود فرآیند بازرسی با استفاده از همبستگی تصویر دیجیتال استریو (DIC) برای بررسی پره‌های باد بزرگ در حین استفاده هستند. Stereo DIC معمولاً از چندین دوربین برای گرفتن تصاویر ساختاری از منظرهای مختلف استفاده می کند. تکنیک های تشخیص الگو برای مقایسه این الگوها به صورت فریم به فریم برای اندازه گیری جابجایی، تغییر شکل و حرکت سه بعدی استفاده می شود.

در این آزمایش ها، محققان از پره های توربین بادی به طول 47 متر و 2 مگاوات استفاده کردند. از آنجایی که تصاویر تیغه‌های به‌دست‌آمده توسط دوربین‌های استریو فاقد گرادیان خاکستری لازم برای تطبیق همبستگی هستند، دانشمندان الگوهای لکه‌ای تصادفی را در سمت فشار تیغه‌های کاملا سفید اعمال کردند.

دانشمندان یک ایستگاه اندازه گیری با یک سیستم تصویربرداری متشکل از دو دوربین Mikrotron EoSens CoaXPress با شاتر جهانی CMOS با رزولوشن 5120×5120 پیکسل در 80 فریم بر ثانیه (فریم بر ثانیه) ساختند. دوربین ها مجهز به لنزهای با فاصله کانونی 75 میلی متری بودند. برای مدیریت انتقال تصویر با سرعت 80 فریم بر ثانیه از طریق یک کابل کواکسیال، یک کارت چهار خطی CoaXPress grabber frame با سرعت 6.25 گیگابیت بر ثانیه در هر خط در رایانه شخصی مبتنی بر CPU Intel Core i7 تعبیه شده است. کابل های کواکسیال نیز نیروی لازم را به همراه کنترل ها و ارتباطات توسط PoCXP به دوربین ها منتقل می کردند.

فاصله بین توربین بادی و دوربین های میکروترون تقریباً 250 متر بود. دو دوربین در فاصله 64 متری از هم قرار گرفتند تا زاویه دید ایده آل (FOV) بدست آید که بازسازی نقاط مورد علاقه را به صورت سه بعدی آسان تر می کرد. یک کنترلر پان شیب موقعیت دوربین ها را تنظیم کرد تا مطمئن شود که کل تیغه ها در FOV قرار دارند.

زمانی که یکی از سه پره تمام مقیاس روی توربین تقریباً عمود بر زمین بود، دوربین ها شروع به ضبط کردند. طیف فرکانس جابجایی‌های سه بعدی مشاهده‌شده تیغه‌ها با تیغه‌های گسل‌دار در تضاد بود. نتایج نشان داد که روش DIC Stereo پیشنهادی برای SHM پره‌های توربین بادی کاملاً عملیاتی عملی و غیر مخرب است.

از آنجایی که این یک آزمایش اولیه بود، دانشمندان متوجه شدند که خطاهای اندازه گیری ناشی از شکست نور، نوسانات در روشنایی و تاخیرهای انتقال باید در نظر گرفته شوند. آنها قصد دارند از یک مدل یادگیری عمیق برای شناسایی و تشخیص دقیق عیوب تیغه در مرحله بعدی خود استفاده کنند.

درباره Mikrotron، نام تجاری SVS-Vistek GmbH
SVS-Vistek GmbH 100% از سهام Mikrotron GmbH را با عطف به ماسبق از 01 ژانویه 2022 به دست آورد. از طریق این ادغام یکپارچه دو شرکت تحت چتر TKH Vision، دو شرکت نقاط قوت و شایستگی های خود را ترکیب کرده و تخصص دوربین خود را در این زمینه قرار می دهند. یک پایه کارآفرینی قوی

Mikrotron که اکنون نام تجاری SVS-Vistek است، به خاطر دوربین‌های کوچک و مخصوصاً قوی با سرعت بالا در بازار پردازش تصویر صنعتی شهرت بین‌المللی دارد. دوربین های دیجیتال پرسرعت دارای ویژگی های عملکرد فنی برجسته ای هستند و به طور گسترده در کاربردهای صنعتی و علمی و همچنین در زمینه ورزش، تبلیغات و توسط فیلمسازان طبیعت استفاده می شود.