Роботи, безпілотники та датчики допомагають зараз в інспекціях і можуть бути повністю автоматизовані в не надто віддаленому майбутньому.

Безпілотники та повзання роботів, оснащені спеціальними сканерами, можуть допомогти лопатям вітру довше залишатися в експлуатації, що може знизити витрати на енергію вітру в той час, коли леза стають більшими, ціннішими та важче транспортувати. З цією метою дослідники співпраці з надійністю леза DOE та Національна лабораторія Sandia працюють над способами неінвазивно оглянути лопатки вітру на наявність прихованих пошкоджень, при цьому швидше і детальніше, ніж традиційні інспекції людини з камерами.

Лопатки вітру-це найбільші складові конструкції, побудовані у світі, навіть більші, ніж будь-який літак, і вони часто кладуть на машинах у віддалені місця. Лезо піддається блискавці, граду, дощу, вологості та іншим силам під час пробігу через мільярд циклів навантаження протягом свого життя, але ви не можете просто висадити його в вішалку для обслуговування.

Однак звичайний огляд та ремонт має вирішальне значення для збереження лопатей турбіни в експлуатації, говорить Пакет. Однак нинішні методи огляду не завжди вживають шкоду досить скоро. Сандія спирається на досвід роботи з Avionics та Robotics, щоб змінити це. Зводячи пошкодження, перш ніж вона стане видимим, менший і дешевший ремонт може виправити лезо і продовжити термін служби, каже він.

В одному проекті Сандія оснастив повзаючий робот зі сканером, який шукає пошкодження всередині лопатей вітру. У другій серії проектів Сандія поєднувала безпілотники з датчиками, які використовують тепло від сонячного світла для виявлення пошкоджень.

Традиційно вітрова промисловість мала два основні підходи до перегляду лопатей вітру, говорить Пакет. Перший варіант - відправити когось із камерою та телефотовим об'єктивом. Інспектор переходить від леза до леза, що хапає фотографії і шукає видимі пошкодження, такі як тріщини та ерозія. Другий варіант схожий, але замість того, щоб стояти на землі, інспектор -репети вниз по вежі вітрового леза або маневрує платформою на кранах вгору і вниз по лезу.

У цих візуальних оглядах ви бачите лише пошкодження поверхні. Однак часто до того часу, як ви можете побачити тріщину на зовнішній стороні леза, пошкодження вже досить суворі. Ви дивитесь на дорогий ремонт, або вам, можливо, доведеться замінити лезо.

Ці перевірки були популярними, оскільки вони доступні, але вони не можуть завдати шкоди, перш ніж вони переростають у більшу проблему, говорить Пакет. Повзання роботів та безпілотників Сандії спрямовані на те, щоб зробити неінвазивний внутрішній огляд лопатей вітру життєздатним варіантом для галузі.

Міжнародні машини для альпіністів Sandia and Partners та Dophitech побудували повзаючий робот, натхненний машинами, які перевіряють дамби. Робот може рухатися з боку вгору і вгору та вниз по вітру, як хтось, що малює рекламний щит. Бортові камери SNAP SLAP високої точніші зображення для виявлення пошкодження поверхні, а також невеликі розмежування, які можуть сигналізувати про більші, підземні пошкодження. Під час переміщення робот також використовує паличку для сканування леза на пошкодження, використовуючи ультразвукове зображення поетапного масиву.

Сканер працює так само, як ультразвукові машини, які використовуються лікарями, щоб побачити всередині тіл, за винятком того, що він виявляє внутрішнє пошкодження лопатей. Зміни в цих ультразвукових підписах автоматично аналізуються для позначення пошкодження.

Старший вчений Sandia та робототехнічний проект повзання проекту Денніс Роуч каже, що ультразвукова перевірка поетапного масиву може виявити пошкодження в будь -якому шарі всередині товстих, композитних лопатей.

Вплив або перенапруга з турбулентності створює підземні пошкодження, які не видно. Ідея полягає в тому, щоб знайти пошкодження до того, як вона зросте до критичного розміру і може бути зафіксована за допомогою менш дорогого ремонту, що також зменшує час простою леза. Ми хочемо уникати будь -яких невдач або необхідності зняти лезо.

Роуч передбачає робототехнічні сканери як частину способу огляду та ремонту лопатей вітру.

Зобразіть команду з ремонту на платформі, що піднімається вітром, з роботом, що повзає вперед. Коли робот щось знаходить, інспектори можуть мати робот позначити місце, щоб місце пошкодження під поверхнею очевидно. Ремонтна команда відбиває пошкодження та відновлює композитний матеріал. Цей єдиний покупки огляду та ремонту дозволяє лезу швидко повернутися в експлуатацію.

Сандія також працювала з декількома малими підприємствами в серії проектів, щоб сповістити безпілотники з інфрачервоними камерами, які використовують тепло від сонячного світла для виявлення прихованих пошкоджень вітру. Цей метод, який називається термографія, виявляє пошкодження до напівдюймового глибокого всередині леза.

Ми розробили метод, який нагріває лезо на сонці, а потім котить або смола леза, поки воно не опиниться в тіні. Сонячне світло дифундує в лезо і вирівнює. По мірі розповсюдження тепла ви очікуєте, що поверхня леза охолоне. Але недоліки, як правило, порушують тепловий потік, залишаючи поверхню вгорі і вади гарячими. Інфрачервона камера виявляє ці гарячі точки і позначає її як виявлені пошкодження.

Наразі є наземні термографічні пристрої, які використовуються для інших галузей, таких як обслуговування літаків. Оскільки камери встановлені на безпілотниках для цього застосування, необхідно проводити концесії, говорить Елі.

Ви не хочете чогось дорогого на безпілотнику, який може розбитися, і ви не хочете силової свині. Отже, ми використовуємо дійсно невеликі ІЧ -камери, які відповідають нашим критеріям, а потім використовуємо оптичні зображення та лідар для надання додаткової інформації.

Лідар, який схожий на радар, але використовує видиме світло замість радіочастотних хвиль, вимірює, як довго потрібно світло, щоб подорожувати до та від точки, щоб визначити відстань між об'єктами. Отримавши натхнення з програми NASA Mars Lander, дослідники використали датчик LIDAR і скористалися рухом безпілотників для збору зображень супер-роздільної здатності. Безпілотник, який перевіряє вітрове лезо, рухається, поки він знімає зображення, і цей рух дозволяє зібрати зображення супер-роздільної здатності.

Ви використовуєте рух для заповнення додаткових пікселів. Якщо у вас є 100-піксельна камера або LIDAR на 100 пікселів і сфотографуйте, і ця роздільна здатність- це все, що у вас буде. Але якщо ви рухаєтесь під час фотографування, за субпіксельною кількістю, ви можете заповнити ці прогалини та створити більш тонку сітку. Дані з декількох кадрів можна зібрати разом для зображення супер-роздільної здатності.

Використання зображень LIDAR та Super Resolution також дозволяє дослідникам точно відстежувати, де пошкоджено лезо, а Лідар також може вимірювати ерозію на краях леза.

Автономні перевірки мостів та ліній електропередач вже є реаліями, і Paquette вважає, що вони також стануть важливими частинами забезпечення надійності лопатей вітру.

Автономна перевірка буде величезною областю, і це дійсно має сенс у вітровій галузі, враховуючи розмір та розташування лопатей. були автоматизовані.

Paquette каже, що є місце для різних методів огляду-від простих заземлених інспекцій камери до безпілотників та гусениць, які працюють разом, щоб визначити здоров'я леза.

Я можу передбачити, що кожна вітрова рослина має безпілотник або флот безпілотників, які знімаються щодня, летять навколо вітрових турбін, роблять усі свої перевірки, а потім повернутися та завантажувати свої дані. Тоді оператор вітрової рослини увійде і перегляне дані, які вже будуть прочитані штучним інтелектом, який шукає відмінності в лопаті попередніх перевірок та банкнот потенційних питань. Потім оператор розгортає робототехнічний гусеницю на лезі з підозрою на пошкодження, щоб отримати більш детальний вигляд та ремонт плану. Це було б значним прогресом для галузі.