Robotit, droonit ja anturit auttavat tarkastuksissa nyt ja ne voidaan automatisoida kokonaan ei-liian kaukaisessa tulevaisuudessa.

Erityisillä skannereilla varustetut droonit ja indeksoivat robotit voivat auttaa tuulivoimia pysymään pidempään, mikä voisi alentaa tuulienergian kustannuksia aikaan, jolloin terät kasvavat, hinnoiteltuja ja vaikeampia kuljettaa. Tätä varten DOE: n Blade -luotettavuusyhteistyön ja Sandia National Laboratory -yrityksen tutkijat ovat pyrkineet tarkastamaan tuulenterät piilotettujen vaurioiden vuoksi, kun ne ovat nopeampia ja yksityiskohtaisempia kuin perinteiset inhimilliset tarkastukset kameroiden kanssa.

Tuulenterät ovat suurimpia yksiosaisia ​​yhdistelmärakenteita, jotka on rakennettu maailmaan, jopa suurempia kuin mikään lentokone, ja ne laitetaan usein koneisiin syrjäisiin paikkoihin. Terä on salamannopea, rakeinen, sade, kosteus ja muut voimat, kun se kulkee miljardin kuormajakson läpi elinaikanaan, mutta et voi vain purkaa sitä ripustimeen huoltoa varten.

Rutiininomainen tarkastus ja korjaus on kuitenkin kriittinen turbiinin terien pitämiseksi käytössä, Paquette sanoo. Nykyiset tarkastusmenetelmät eivät kuitenkaan aina saa vaurioita tarpeeksi pian. Sandia hyödyntää avioniikan ja robottitutkimuksen asiantuntemusta muuttaakseen sitä. Vaurioilla ennen kuin se tulee näkyväksi, pienemmät ja halvemmat korjaukset voivat korjata terän ja pidentää sen käyttöikä, hän sanoo.

Yhdessä projektissa Sandia varusti indeksoivan robotin skannerilla, joka etsii vaurioita tuulenterien sisällä. Toisessa projektisarjassa Sandia pariutui drooneihin anturien kanssa, jotka käyttävät auringonvalon lämpöä vaurioiden havaitsemiseksi.

Tuulen teollisuudella on perinteisesti ollut kaksi päälähestymistapaa tuulenterien tarkastamiseen, Paquette sanoo. Ensimmäinen vaihtoehto on lähettää joku ulos kameralla ja puhelinlinssillä. Tarkastaja siirtyy terästä terän napsahtamiseen ja etsimään näkyviä vaurioita, kuten halkeamia ja eroosiota. Toinen vaihtoehto on samanlainen, mutta sen sijaan, että seisoisi maassa, tarkastaja räjäyttää tuulenterän tornin alas tai ohjaa alustan nosturilla terän ylös ja alas.

Näissä silmämääräisissä tarkastuksissa näet vain pintavaurioita. Usein siihen mennessä, kun näet halkeaman terän ulkopuolella, vaurio on jo melko vakava. Tarkastelet kallista korjausta tai saatat joutua jopa korvaamaan terän.

Nämä tarkastukset ovat olleet suosittuja, koska ne ovat kohtuuhintaisia, mutta ne eivät voi saada vahinkoa ennen kuin se kasvaa suuremmaksi ongelmaksi, Paquette sanoo. Sandian indeksoivien robotien ja droonien tarkoituksena on tehdä tuulenterien noninvasiivinen sisäinen tarkastus teollisuudelle toteuttamiskelpoinen vaihtoehto.

Sandia and Partners International Climbing Machines ja Dophitech rakensivat indeksoivan robotin, joka on inspiroitu patoja tarkastavien koneiden kanssa. Robotti voi liikkua sivulta ja ylös ja alas tuulenterä, kuten joku maalaa mainostaulua. Ajoneuvokamerat napsauttavat erittäin uskollisia kuvia pintavaurioiden havaitsemiseksi, samoin kuin pienet rajat, jotka voivat merkitä suurempia, pintavaurioita. Liikkumisen aikana robotti käyttää myös sauvaa terän skannaamiseen vaurioiden varalta käyttämällä vaiheittaista ryhmän ultraäänikuvausta.

Skanneri toimii paljon kuin ultraäänikoneet, joita lääkärit käyttävät nähdäkseen sisäkappaleet, paitsi tässä tapauksessa se havaitsee terien sisäiset vauriot. Näiden ultraäänien allekirjoitusten muutokset analysoidaan automaattisesti vaurioiden osoittamiseksi.

Sandia -vanhempi tiedemies ja robotti -indeksointihanke Dennis Roach sanoo, että vaiheittainen ryhmän ultraäänitarkastus voi havaita vaurioita missä tahansa kerroksessa paksujen, komposiittiterien sisällä.

Turbulenssista aiheutuvat vaikutukset tai ylikuormitus aiheuttaa maanpinnan vaurioita, jotka eivät ole näkyviä. Ajatuksena on löytää vaurioita ennen kuin se kasvaa kriittiseen kokoon ja voidaan kiinnittää halvemmilla korjauksilla, jotka myös vähentävät terän seisokkeja. Haluamme välttää vikoja tai tarvetta poistaa terän.

Roach kuvittelee robotti-indeksoijoita osana tuulenterien yhden luukun tarkastus- ja korjausmenetelmää.

Kuva korjaustiimi laiturilla, joka menee tuulenterälle robotin kanssa indeksoi eteenpäin. Kun robotti löytää jotain, tarkastajilla voi olla robotti merkitsemään paikan, joten maanpinnan vaurioiden sijainti on ilmeinen. Korjausryhmä jauhaa vauriot ja korjaa komposiittimateriaalin. Tämä tarkastus- ja korjausostokset antavat terän takaisin käyttöön nopeasti.

Sandia työskenteli myös useiden pienyritysten kanssa sarjassa projektisarjassa drooneja infrapunakameroilla, jotka käyttävät auringonvalon lämpöä piilotettujen tuulenterien vaurioiden havaitsemiseksi. Tämä menetelmä, nimeltään Thermography, havaitsee vauriot jopa puoli tuumaa syvälle terän sisällä.

Kehitimme menetelmän, joka lämmittää terän auringossa, ja sitten rullaa tai korostaa terää, kunnes se on sävyssä. Auringonvalo diffundoituu terään ja tasaantuu. Kun tämä lämpö diffundoi, odotat terän pinnan jäähtyvän. Mutta puutteet yleensä häiritsevät lämpövirtausta, jättäen pinnan yläpuolelle ja puuttuu kuumiksi. Infrapunakamera havaitsee nämä kuumat pisteet ja merkitsee sen havaittuina vaurioina.

Muilla toimialoilla, kuten lentokoneiden kunnossapidossa, on tällä hetkellä käytetty maaperäpohjaisia ​​termografialaitteita. Koska kamerat on asennettu drooneihin tätä sovellusta varten, myönnytykset on tehtävä, Ely sanoo.

Et halua jotain kallista droonista, joka voi kaatua, etkä halua voimahousua. Joten käytämme todella pieniä IR -kameroita, jotka sopivat kriteereihimme, ja sitten käytämme optisia kuvia ja Lidaria lisätietoja.

Lidar, joka on kuin tutka, mutta käyttää näkyvää valoa radiotaajuusaaltojen sijasta, mittaa, kuinka kauan kulkee pisteen kulku ja kohteiden välinen etäisyys. Tutkiessaan NASA: n Mars Lander -ohjelmasta, tutkijat käyttivät LIDAR-anturia ja käyttivät drone-liikettä kerätäkseen superresoluutiokuvia. Tuulenterän tarkistava drooni liikkuu, kun se vie kuvia, ja että liike mahdollistaa superresoluutiokuvien keräämisen.

Käytä liikettä ylimääräisiä pikseliä. Jos sinulla on 100- 100 pikselikamera tai Lidar ja ota yksi kuva, resoluutio on kaikki mitä sinulla on. Mutta jos liikut kuvien ottamisen aikana, alakerroksella, voit täyttää nämä aukot ja luoda hienomman verkon. Useiden kehysten tiedot voidaan yhdistää yhteen superresoluutiokuvalle.

LIDAR- ja superresoluutiokuvan käyttäminen antaa tutkijoille myös tarkalleen seurata, missä terä on vaurioitunut, ja Lidar voi myös mitata eroosiota terän reunoilla.

Siltojen ja voimalinjojen itsenäiset tarkastukset ovat jo todellisuuksia, ja Paquette uskoo, että niistä tulee myös tärkeitä osia tuulenterien luotettavuuden varmistamisessa.

Autonominen tarkastus tulee olemaan valtava alue, ja tuulen teollisuudessa on todella järkevää, kun otetaan huomioon terien koko ja sijainti. automatisoitiin.

Paquette sanoo, että on olemassa tilaa monille tarkastusmenetelmille yksinkertaisista maapallon kameratarkastuksista drooneihin ja indeksoijiin, jotka työskentelevät yhdessä terän terveyden määrittämiseksi.

Voin kuvitella, että jokainen tuulilaitos on drooni tai droonilaivasto, joka nousee joka päivä, lentää tuuliturbiinien ympärillä, tehdä kaikki heidän tarkastuksensa ja tulla sitten takaisin ja lähettää tietonsa. Sitten tuulilaitoksen operaattori tulee sisään ja etsii tietoja, jotka on jo lukenut tekoälyllä, joka etsii eroja aikaisempien tarkastusten terien ja mahdollisten ongelmien muistiinpanot. Operaattori ottaa sitten robotti -indeksoijan terään epäillään vaurioilla saadakseen yksityiskohtaisemman ilmeen ja suunnitelman korjaukset. Se olisi merkittävä edistysaskel teollisuudelle.