风力涡轮机叶片测量系统和改善风力涡轮机叶片测量系统的准确性的方法技术方案

一种风力涡轮机叶片测量系统，用于光学地确定风力涡轮机叶片的扭转。该风力涡轮机叶片测量系统包括：风力涡轮机叶片，其构造成装配到风力涡轮机的毂，第一照相机，以及辅助照相机。第一照相机装配于风力涡轮机叶片的根部区段的外表面上的支承结构上的固定位置中，并且布置为使得沿着风力涡轮机叶片的展向方向进行测量。辅助照相机布置于风力涡轮机叶片的外部的位置处，辅助照相机布置为使得能够实行以下测量：布置于风力涡轮机叶片的表面上的多个标记的组、以及支承结构和第一照相机中的至少一个的定向。一个的定向。一个的定向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力涡轮机叶片测量系统和改善风力涡轮机叶片测量系统的准确性的方法


[0001]本专利技术涉及一种风力涡轮机叶片测量系统，其用于光学地确定风力涡轮机叶片的扭转，并且涉及一种用于改善此类系统的准确性的方法。

技术介绍

[0002]多年来，风力涡轮机叶片已变得越来越长。由于叶片的长度和柔韧性，对具有此类叶片的风力涡轮机造成影响的潜在负荷已增加，并且已变得越来越重要的是：控制风力涡轮机及它们的风力涡轮机叶片，以优化功率和噪声性能，并且减少风力涡轮机的操作期间的负荷和振荡。已提出了诸多系统，用于至少测量（measuring）叶片在操作期间的偏转，以便控制叶片，以避免由于叶片的偏转而导致的塔架撞击，或者，以控制受影响的负荷。然而，以下也已变得越来越重要：监测叶片在操作期间的扭转，以减少负荷和振荡，使得风力涡轮机的叶片和其他部分的寿命能够延长，并且还改善性能特性。用于估计叶片的扭转的系统中的许多基于内部测量，并且具有在末梢区域的展向（spanwise）覆盖范围方面的限制，或难以校准。因此，存在对以下系统和方法的需求：其能够更准确地测量风力涡轮机叶片在操作期间的扭转，并且其能够更容易地且更准确地校准。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的在于：获得一种新的风力涡轮机叶片测量系统和用于改善此类系统的准确性的方法，其克服或改良（ameliorate）现有技术的缺点中的至少一个，或其提供有用的备选方案。
[0004] 根据第一方面，这通过以下来获得：一种风力涡轮机叶片测量系统，其用于光学地确定风力涡轮机叶片的扭转，其中，该风力涡轮机叶片测量系统包括：风力涡轮机叶片，其构造成装配到风力涡轮机的毂，风力涡轮机叶片包括：根部区段，其在装配到毂时定位成最接近毂，和多个标记的组（sets of markers），它们沿着风力涡轮机叶片的展向方向在风力涡轮机叶片上的不同展向位置处设置在风力涡轮机叶片的外表面上，每个标记的组包括多个个体（individual）标记点，第一照相机，其装配于风力涡轮机叶片的根部区段的外表面上的支承结构上的固定位置中，并且布置为使得沿着风力涡轮机叶片的展向方向进行测量，以及辅助照相机，其布置于风力涡轮机叶片外部的位置处，辅助照相机布置为使得能够实行以下测量：多个标记的组、以及支承结构和第一照相机中的至少一个的定向。
[0005] 等效地，根据第二方面，这通过以下来获得：一种风力涡轮机叶片测量系统，其用于光学地确定安装于风力涡轮机上的风力涡轮机叶片的扭转，其中，该风力涡轮机叶片测量系统包括：具有若干风力涡轮机叶片的风力涡轮机，至少包括第一风力涡轮机叶片，第一风力涡轮机叶片从主轴上的毂延伸出，主轴具有基本上水平的轴线，若干风力涡轮机叶片与毂一起构成转子，转子能够通过风来投入旋转中，其中，第一风力涡轮机叶片包括：根部区段，其定位成最接近毂，以及多个标记的组，它们沿着风力涡轮机叶片的展向方向在第一
风力涡轮机叶片上的不同展向位置处设置在第一风力涡轮机叶片的外表面上，每个标记的组包括多个个体标记点，第一照相机，其装配于风力涡轮机叶片的根部区段的外表面上的支承结构上的固定位置中，并且布置为使得沿着第一风力涡轮机叶片的展向方向进行测量，以及辅助照相机，其布置于相对于风力涡轮机的位置处，辅助照相机布置为使得能够实行以下测量：多个标记的组、以及支承结构和第一照相机中的至少一个的定向。
[0006]根据第三方面，这通过以下来获得：一种改善风力涡轮机叶片测量系统的准确性的方法，其中，该风力涡轮机叶片测量系统包括：风力涡轮机叶片，其构造成装配到风力涡轮机的毂，风力涡轮机叶片包括：根部区段，其在装配到毂时定位成最接近毂，以及多个标记的组，它们沿着风力涡轮机叶片的展向方向在风力涡轮机叶片上的不同展向位置处设置在风力涡轮机叶片的外表面上，每个标记的组包括多个个体标记点，第一照相机，其装配于风力涡轮机叶片的根部区段的外表面上的支承结构上的固定位置中，并且布置为使得沿着风力涡轮机叶片的展向方向进行测量，以及辅助照相机，其布置于风力涡轮机叶片的外部的位置处，辅助照相机布置为使得能够实行以下测量：多个标记的组、以及支承结构和第一照相机中的至少一个的定向，其中，该方法包括以下步骤：a）将风力涡轮机叶片布置在基本上零负荷的状态下，b）使用辅助照相机，实行多个标记的组的参考测量，并且针对风力涡轮机叶片上的展向位置中的每个推算零负荷扭曲角度，以及c）使用第一照相机，实行多个标记的组中的至少若干个的第一测量，并且将第一测量与参考测量进行比较，以校准风力涡轮机叶片测量系统。
[0007]辅助照相机可以布置或装配于风力涡轮机叶片外部的固定位置中。有利地，相对于风力涡轮机叶片的位置应当是已知的或可推导的，以便使辅助照相机从测量或捕获（acquired）的图像获得所要求的信息。然而，还有可能的是，从例如安装于无人机上的移动的辅助照相机获取图像。还有可能的是，使用来自略微不同角度的多个图像，或使用多个辅助照相机。重要的是能够获得辅助图像，以推导多个标记的组之间的角度差。
[0008]该系统一般地使用第一照相机，该第一照相机装配于叶片上，并且在操作期间与叶片转子上的风力涡轮机叶片一起旋转。第一照相机沿展向方向定向，以便能够检测多个标记的组。该系统可以具有计算单元或处理器单元，该计算单元或处理器单元至少能够：通过检测标记的位置（即，通过沿着叶片的展向方向取得图片），推算在叶片的展向位置处的所引起（induced）的叶片的扭曲或相对的叶片的扭曲。因此，可以利用第一照相机来推算风力涡轮机叶片在叶片的操作期间的相对扭转。然而，由于风力涡轮机叶片的曲率，第一照相机可能不一定能够在风力涡轮机叶片的静止或较低负荷（例如，非常低或非常高的风速）期间检测标记的组中的全部。因此，第一照相机可能并非准确到足以在风力涡轮机叶片的静止期间或在预校准例程期间（例如，在制造风力涡轮机叶片的现场处）校准该系统。该系统通过利用辅助照相机来解决该问题，该辅助照相机布置于风力涡轮机叶片外部的位置（例如，静止位置）处，例如在相对于风力涡轮机的固定位置中，诸如在风力涡轮机附近的地面上。辅助照相机布置为使得能够实行以下测量：多个标记的组、以及支承结构和第一照相机中的至少一个的定向。因此，在风力涡轮机的静止期间，辅助照相机可以至少实行多个标记的组的测量，并且通过将由辅助照相机实行的测量与来自第一照相机的等效测量进行比较而使用该测量来校准该系统。因此，根据第一方面、第二方面以及第三方面的系统和方法提
供一种改善的系统，其用于通过在风力涡轮机叶片布置于已知的位置中时能够准确地校准该系统而光学地确定风力涡轮机叶片的扭转。
[0009]一般地，说明书涉及测量。然而，显然的是，测量一般地涉及用第一照相机或辅助照相机来取得或捕获的图片，并且显然的是，对图片进行图像处理，以例如推算在图片中检测到的标记之间的角度。
[0010]在下文中，描述了诸多有利实施例，它们可适用于第一方面、第二方面以及第三方面中的任何。进一步地，所描述的实施例能够以任何组合进行组合。
[0011]在第一有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风力涡轮机叶片测量系统，用于光学地确定风力涡轮机叶片的扭转，其中，所述风力涡轮机叶片测量系统包括：风力涡轮机叶片，其构造成装配到风力涡轮机的毂，所述风力涡轮机叶片包括：根部区段，其在装配到所述毂时定位成最接近所述毂，以及多个标记的组，它们沿着所述风力涡轮机叶片的展向方向在所述风力涡轮机叶片上的不同展向位置处设置在所述风力涡轮机叶片的外表面上，每个标记的组包括多个个体标记点，第一照相机，其装配于所述风力涡轮机叶片的所述根部区段的外表面上的支承结构上的固定位置中，并且布置为使得沿着所述风力涡轮机叶片的所述展向方向进行测量，以及辅助照相机，其布置于所述风力涡轮机叶片的外部的位置处，所述辅助照相机布置为使得能够实行以下测量：所述多个标记的组、以及所述支承结构和所述第一照相机中的至少一个的定向。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述辅助照相机布置为：在所述风力涡轮机叶片布置为处于基本上零负荷的状态时，测量所述多个标记的组，并且测量所述支承结构和所述第一照相机中的至少一个的所述定向。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述支承结构以及可选地所述第一照相机设有辅助参考标记，并且其中，所述辅助照相机布置为测量所述辅助参考标记，以便确定至少所述第一照相机的位置和/或对齐。4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述支承结构包括至少两个辅助参考标记，以便确定所述支承结构相对于以下的定向：已知的定向、或所述叶片的所述外表面。5.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述多个标记的组和所述第一照相机设置在所述风力涡轮机叶片的顺风侧上。6.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述多个标记的组中的至少若干各自至少包括：具有第一颜色的多个标记、以及具有与所述第一颜色不同的第二颜色的多个标记。7.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述多个标记的组包括所述根部区段附近的第一参考标记的组。8.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，所述系统构造成：通过测量所述多个标记的组中的个体标记点的相互位置，来推算在不同展向位置处的所述风力涡轮机叶片的扭转角度。9.根据权利要求7和8所述的风力涡轮机叶片测量系统，其中，通过将所述多个标记的组的所述个体标记点的测量与所述根部区段附近的所述参考标记的测量进行比较，来推算扭转角度。10.一种风力涡轮机叶片测量系统，用于光学地确定安装于风力涡轮机上的风力涡轮机叶片的扭转，其中，所述风力涡轮机叶片测量系统包括：风力涡轮机，其具有诸多风力涡轮机叶片，至少包括第一风力涡轮机叶片，所述第一风力涡轮机叶片从主轴上的毂延伸出，所述主轴具有基本上水平的轴线，所述诸多风力涡轮机叶片与所述毂一起构成转子，所述转子能够通过风来投入旋转中，
其中，所述第一风力涡轮机叶片包括：根部区段，其定位成最接近所述毂，以及多个标记的组，它们沿着所述风力涡轮机叶片的展向方向在所述第一风力涡轮机叶片上的不同展向位置处设置在所述第一风力涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：LM风力发电公司，
类型：发明
国别省市：