系留無人機(jī)高空探傷系統(tǒng)是北京大工科技有限公司推出的針對(duì)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的探傷用無人系統(tǒng)，該系統(tǒng)由系留無人機(jī)和風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成，可完全代替原有的人工主觀檢測(cè)，避免了人工檢測(cè)的四大缺點(diǎn)1.主觀判斷，缺乏準(zhǔn)確性2.高空作業(yè)人員缺乏安全性3.準(zhǔn)備時(shí)間太久，檢測(cè)效率太低4.檢測(cè)工作難以監(jiān)督，很難實(shí)現(xiàn)有效管理。
圖1 系留無人機(jī)高空探傷系統(tǒng)
系留無人機(jī)高空探傷系統(tǒng)是北京大工科技有限公司推出的針對(duì)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的探傷用無人系統(tǒng)，該系統(tǒng)由系留無人機(jī)和風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成，可完全代替原有的人工主觀檢測(cè)，避免了人工檢測(cè)的四大缺點(diǎn)1.主觀判斷，缺乏準(zhǔn)確性2.高空作業(yè)人員缺乏安全性3.準(zhǔn)備時(shí)間太久，檢測(cè)效率太低4.檢測(cè)工作難以監(jiān)督，很難實(shí)現(xiàn)有效管理。
系留無人機(jī)高空探傷系統(tǒng)是針對(duì)風(fēng)能轉(zhuǎn)子葉片缺陷檢測(cè)而研制的一款智能檢測(cè)設(shè)備，以時(shí)序紅外成像轉(zhuǎn)有技術(shù)為核心，可檢測(cè)風(fēng)能轉(zhuǎn)子葉片裂紋、脫膠、白斑、氣孔等符合材料的缺陷。該設(shè)備具有操作靈活、檢測(cè)面積大、快速準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)報(bào)警等優(yōu)勢(shì)，適合于沙漠、海洋、高原、草原等各種環(huán)境下的風(fēng)能在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。其目前檢測(cè)高度大于100米，可對(duì)任何型號(hào)風(fēng)機(jī)展開檢測(cè)工作。
該系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，系留無人機(jī)系統(tǒng)和紅外熱像檢測(cè)系統(tǒng)，系留式無人機(jī)可在10分鐘內(nèi)由運(yùn)輸狀態(tài)轉(zhuǎn)換到飛行檢測(cè)狀態(tài)，展開對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的檢測(cè)工作，系統(tǒng)擁有兩種模式，快速檢測(cè)模式和深度分析模式，可對(duì)各類型的外傷，內(nèi)傷進(jìn)行檢測(cè)和取證記錄。
圖2 系留無人機(jī)系統(tǒng)組成
大工科技設(shè)計(jì)生產(chǎn)的系留無人機(jī)系統(tǒng)是一種可由普通小型車輛承載，10分鐘內(nèi)既可快速部署的無人機(jī)系統(tǒng)，可迅速攜帶載荷升高到100米高空，并且實(shí)現(xiàn)單架次24小時(shí)以上長(zhǎng)時(shí)間滯空，從而保證通信設(shè)備以及光電監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)目標(biāo)區(qū)域的不間斷覆蓋和照射
紅外熱像檢測(cè)系統(tǒng)是依靠熱輻射理論和熱傳導(dǎo)理論研制的設(shè)備。其通過紅外檢測(cè)儀測(cè)量材料表面的溫度變化來確定內(nèi)部缺陷。通過熱激勵(lì)源進(jìn)行外部主動(dòng)加熱，在被檢工件表面激發(fā)出熱波并向內(nèi)部傳播，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，擇表面溫度分布不同。通過本系統(tǒng)對(duì)表面溫度的變化進(jìn)行監(jiān)控，并且形成可視型圖像，從而完成對(duì)內(nèi)部的質(zhì)量評(píng)價(jià)。本系統(tǒng)由無人機(jī)掛載略過風(fēng)機(jī)葉片表面可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的質(zhì)量評(píng)價(jià)，從而判斷風(fēng)機(jī)被傷與否，損傷的具體的等級(jí)和形狀。
圖4 風(fēng)機(jī)事故現(xiàn)場(chǎng)
2016年2月16日，河北烏登山風(fēng)電場(chǎng)110號(hào)風(fēng)機(jī)倒塔，塔筒變形，葉片、機(jī)艙和輪轂等設(shè)備部分損壞，并導(dǎo)致111號(hào)風(fēng)機(jī)陪停。此次事故的直接原因是在運(yùn)行中開裂，氣動(dòng)不平衡，引起風(fēng)機(jī)劇烈搖晃。同時(shí)，由于葉片達(dá)到塔筒，造成風(fēng)機(jī)倒塔。在此過程中，風(fēng)機(jī)3個(gè)葉片角度均未收槳，風(fēng)機(jī)安全保護(hù)裝置未起到作用。
2016年2月20日，山西偏關(guān)水泉風(fēng)場(chǎng)項(xiàng)目14號(hào)風(fēng)機(jī)倒塔，風(fēng)機(jī)從底部法蘭距底部塔筒焊口30毫米處斷裂，折斷后向東北方向倒塔，塔筒變形，葉片、機(jī)艙和輪轂等設(shè)備部分損壞，并將相鄰的箱式變壓器和集成線路鐵塔壓損，這只是全球發(fā)生的風(fēng)機(jī)事故的冰山一角，每年因風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生故障導(dǎo)致的事故往往是最嚴(yán)重的?？煽康娘L(fēng)機(jī)葉片檢測(cè)手段可以避免此類事故發(fā)生，其可提前發(fā)現(xiàn)葉片損傷，避免在運(yùn)行中出現(xiàn)問題。
系留高空探傷無人機(jī)系統(tǒng)在對(duì)模擬風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。
A模式
系留高空探傷無人機(jī)勻速自上而下略過風(fēng)機(jī)表面，地面站端可對(duì)實(shí)時(shí)風(fēng)機(jī)內(nèi)部情況進(jìn)行成像顯示，當(dāng)有異常出現(xiàn)，地面檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，從而發(fā)現(xiàn)疑似傷點(diǎn)。
B模式
當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)后，無人機(jī)返回可疑點(diǎn)進(jìn)行停留式檢測(cè)拍攝，可對(duì)可疑點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰的成像，如有內(nèi)部損傷，在30秒內(nèi)給出損傷成像，供地面檢測(cè)人員進(jìn)行損傷評(píng)估和損壞記錄。
此檢測(cè)方式日檢測(cè)量在10臺(tái)以上，效率是人員檢測(cè)的5-10倍，準(zhǔn)確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)存儲(chǔ)本地，可供甲方查驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)。