Roboter, Drohnen und Sensoren helfen jetzt bei Inspektionen und könnten in nicht allzu ferner Zukunft vollständig automatisiert werden.

Drohnen und kriechende Roboter, die mit Spezialscannern ausgestattet sind, könnten dazu beitragen, dass Windklingen länger im Dienst bleiben, was die Kosten für Windenergie zu einem Zeitpunkt senken könnte, wenn Klingen größer, teurer und schwerer zu transportieren werden. Zu diesem Zweck haben Forscher des DOE -Kollaborations- und Sandia -Labors von DOE anhand der Möglichkeiten, Windblätter auf versteckte Schäden zu inspizieren, gleichzeitig schneller und detaillierter als traditionelle menschliche Inspektionen mit Kameras zu untersuchen.

Windblätter sind die größten einteiligen Verbundstrukturen der Welt, die noch größer als jedes Flugzeug sind, und sie werden häufig an abgelegenen Orten auf Maschinen gestellt. Eine Klinge unterliegt Blitz, Hagel, Regen, Luftfeuchtigkeit und anderen Kräften, während sie während ihres Lebens eine Milliarde Lastzyklen durchlaufen, aber Sie können sie nicht einfach in einem Kleiderbügel für die Wartung landen.

Laut Paquette ist die routinemäßige Inspektion und Reparatur von entscheidender Bedeutung, um die Turbinenklingen in Betrieb zu halten. Aktuelle Inspektionsmethoden fangen jedoch nicht immer früh genug Schaden an. Sandia stützt sich auf Expertise aus Avionik- und Robotikforschung, um dies zu ändern. Durch das Fang von Schäden, bevor es sichtbar wird, können kleinere und billigere Reparaturen die Klinge reparieren und ihre Lebensdauer verlängern, sagt er.

In einem Projekt brachte Sandia einen kriechenden Roboter mit einem Scanner aus, der nach Schäden in Windklingen sucht. In einer zweiten Reihe von Projekten kombinierte Sandia Drohnen mit Sensoren, die die Hitze vom Sonnenlicht verwenden, um Schäden zu erkennen.

Traditionell hatte die Windindustrie zwei Hauptansätze zur Inspektion von Windklingen, sagt Paquette. Die erste Möglichkeit besteht darin, jemanden mit einer Kamera und einem Teleobjektiv auszuschicken. Der Inspektor bewegt sich von Blade zu Blade, die Fotos machen und nach sichtbaren Schäden wie Rissen und Erosion suchen. Die zweite Option ist ähnlich, aber anstatt auf dem Boden zu stehen, seiliert der Inspektor einen Windklingen -Turm hinunter oder manövriert eine Plattform auf einem Kran auf und ab in der Klinge.

Bei diesen visuellen Inspektionen sehen Sie nur Oberflächenschäden. Wenn Sie jedoch auf der Außenseite einer Klinge einen Riss an der Klinge sehen können, ist der Schaden bereits ziemlich schwer. Sie suchen eine teure Reparatur oder müssen möglicherweise sogar die Klinge ersetzen.

Diese Inspektionen waren beliebt, weil sie erschwinglich sind, aber sie können keinen Schaden fangen, bevor sie zu einem größeren Problem wachsen, sagt Paquette. Die kriechenden Roboter und Drohnen von Sandia zielen darauf ab, nicht -invasive interne Inspektion von Windklingen zu einer praktikablen Option für die Branche zu machen.

Sandia and Partners International Climbing Machines und Dophitech bauten einen kriechenden Roboter, der von den Maschinen inspiriert ist, die Dämme inspizieren. Der Roboter kann sich von Seite zu Seite und auf und ab in eine Windklinge bewegen, wie jemand, der eine Werbetafel malt. On-Board-Kameras schnappen High-Fidelity-Bilder, um Oberflächenschäden zu erfassen, sowie kleine Abgrenzungen, die einen größeren Schaden unter der Oberfläche signalisieren können. Während des Umzugs verwendet der Roboter auch einen Zauberstab, um die Klinge mithilfe der ultraschallischen Bildgebung von Array -Array nach Schäden zu scannen.

Der Scanner funktioniert ähnlich wie Ultraschallmaschinen, die von Ärzten verwendet werden, um innerhalb von Körpern zu sehen, außer in diesem Fall erfasst er interne Schäden an Klingen. Änderungen dieser Ultraschallsignaturen werden automatisch analysiert, um Schäden anzuzeigen.

Laut Dennis Roach, leitender Wissenschaftler von Sandia und Roboter -Crawler -Projekt, kann eine phasedige Array -Ultraschallinspektion Schäden auf jeder Schicht innerhalb der dicken, zusammengesetzten Klingen erkennen.

Aufprall oder Überlastung durch Turbulenz erzeugt unterirdische Schäden, die nicht sichtbar sind. Die Idee ist, Schäden zu finden, bevor er auf kritische Größe wächst, und kann mit günstigeren Reparaturen fixiert werden, die auch die Ausfallzeiten der Klinge verringern. Wir möchten Fehler oder die Notwendigkeit eines Klingens vermeiden.

Roach stellt sich die Robotercrawler als Teil einer One-Stop-Inspektions- und Reparaturmethode für Windklingen vor.

Stellen Sie sich ein Reparaturteam auf einer Plattform vor, die eine Windklinge hochfährt, wobei der Roboter vor Ihnen kriecht. Wenn der Roboter etwas findet, können Inspektoren den Roboter den Punkt markieren lassen, sodass der Ort des Untergrundschadens offensichtlich ist. Das Reparaturteam mahlt den Schaden weg und repariert das Verbundmaterial. Mit diesem Einkaufseinkauf von Inspektion und Reparatur können die Klinge schnell wieder in Betrieb sein.

Sandia arbeitete auch mit mehreren kleinen Unternehmen in einer Reihe von Projekten zusammen, um Drohnen mit Infrarotkameras auszustatten, die die Hitze vom Sonnenlicht verwenden, um versteckte Windklingenschäden zu erkennen. Diese Methode, die als Thermografie bezeichnet wird, erkennt Schäden bis zu einem halben Zoll tief in der Klinge.

Wir haben eine Methode entwickelt, die die Klinge in der Sonne erwärmt und dann die Klinge rollt oder die Klinge im Schatten hat. Sonnenlicht diffundiert in die Klinge und gleichen sich aus. Während diese Wärme diffundiert, erwarten Sie, dass sich die Oberfläche der Klinge abkühlt. Aber Mängel neigen dazu, den Wärmefluss zu stören, so die Oberfläche über und Mängel heiß. Die Infrarotkamera erkennt diese Hotspots und bezeichnet sie als erkannte Schäden.

Derzeit gibt es bodengestützte Thermografiegeräte, die für andere Branchen wie die Wartung von Flugzeugen verwendet werden. Da die Kameras für diese Anwendung auf Drohnen montiert sind, müssen Zugeständnisse gemacht werden, sagt Ely.

Sie wollen nicht etwas Teueres auf einer Drohne, die zum Absturz gebracht werden könnte, und Sie möchten kein Power -Schwein. Wir verwenden also wirklich kleine IR -Kameras, die zu unseren Kriterien entsprechen, und dann verwenden wir optische Bilder und LiDAR, um zusätzliche Informationen bereitzustellen.

Lidar, das wie Radar ist, aber sichtbares Licht anstelle von Funkfrequenzwellen verwendet, misst, wie lange es Licht braucht, um zu und von einem Punkt aus zu reisen, um den Abstand zwischen Objekten zu bestimmen. Die Forscher haben sich vom Mars Lander-Programm der NASA inspirieren. Die Forscher nutzten einen Lidar-Sensor und nutzten die Drohnenbewegung, um superauflösende Bilder zu sammeln. Eine Drohne, die eine Windklinge inspiziert, bewegt sich, während sie Bilder aufnimmt, und diese Bewegung ermöglicht es, superauflösende Bilder zu sammeln.

Sie verwenden die Bewegung, um zusätzliche Pixel auszufüllen. Wenn Sie eine 100-pixel-Kamera oder eine 100-Pixel-Kamera oder einen LiDAR haben und ein Bild machen, ist diese Auflösung alles, was Sie haben. Wenn Sie sich beim Fotografieren jedoch mit einem Subpixelbetrag bewegen, können Sie diese Lücken füllen und ein feineres Netz erstellen. Die Daten aus mehreren Rahmen können für ein überlösendes Bild zusammengesetzt werden.

Durch die Verwendung von Lidar- und Superauflösungsbildern können Forscher auch genau nachverfolgen, wo die Klinge beschädigt ist, und Lidar kann auch die Erosion an Klingenkanten messen.

Autonome Inspektionen von Brücken und Stromleitungen sind bereits Realitäten, und Paquette ist der Ansicht, dass sie auch zu wichtigen Teilen der Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Windklingen werden werden.

Die autonome Inspektion wird ein großer Bereich sein, und angesichts der Größe und des Standorts der Klingen ist es wirklich sinnvoll wurden automatisiert.

Laut Paquette gibt es Platz für eine Vielzahl von Inspektionsmethoden, von einfachen bodengestützten Kamera-Inspektionen bis hin zu Drohnen und Kriegern, die zusammenarbeiten, um die Gesundheit einer Klinge zu bestimmen.

Ich kann mir vorstellen, dass jede Windpflanze eine Drohne oder eine Flotte von Drohnen hat, die jeden Tag abheben, durch die Windkraftanlagen fliegen, alle ihre Inspektionen durchführen und dann zurückkommen und ihre Daten hochladen. Anschließend wird der Windanlagenbetreiber hereinkommen und die Daten durchsehen, die bereits von künstlichen Intelligenz gelesen wurden, die nach Unterschieden in den Klingen aus früheren Inspektionen und Notizen potenzielle Probleme suchen. Der Bediener setzt dann einen Roboter -Crawler auf der Klinge mit mutmaßlichen Schäden ein, um ein detaillierteres Aussehen zu erhalten und Reparaturen zu planen. Es wäre ein erheblicher Fortschritt für die Branche.