風(fēng)能是一種可再生能源，近年來(lái)隨著風(fēng)能穩(wěn)固性的進(jìn)步和
風(fēng)電葉片成本的進(jìn)一步降低，這種綠色能源得到了快速的發(fā)展。風(fēng)電葉片是風(fēng)電體系的核心部分，它的轉(zhuǎn)動(dòng)可以將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為可用能源。風(fēng)電葉片一樣平常都是由碳纖維或玻璃纖維加強(qiáng)復(fù)合材料制備，在生產(chǎn)和使用過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)缺陷和損傷，因此無(wú)論是生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)，照舊使用過(guò)程中的跟蹤檢測(cè)都顯得十分緊張。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和風(fēng)電質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)也成為了風(fēng)電葉片生產(chǎn)和使用過(guò)程中特別很是緊張的技術(shù)。
1風(fēng)電葉片的常見缺陷
風(fēng)電葉片在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷可能會(huì)在后續(xù)風(fēng)力體系正常運(yùn)作過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而造成質(zhì)量題目，其中最為常見的缺陷就是葉片上的細(xì)小裂紋(通常產(chǎn)生在葉片的邊緣、頂部或者尖端處)。而造成裂紋的緣故原由重要來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程中的缺陷，如脫層等，通常發(fā)生在樹脂添補(bǔ)不完美區(qū)域。其他缺陷還有外觀脫膠、主梁區(qū)域脫層和材料內(nèi)部的一些孔隙結(jié)構(gòu)等，見圖1。
圖1.風(fēng)電葉片存在的缺陷種類
2傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
2.1目視檢測(cè)
目測(cè)法被廣泛用于航天飛機(jī)或橋梁上的大尺寸結(jié)構(gòu)材料的檢測(cè)。因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)材料的尺寸都特別很是大，所以目視檢測(cè)所需的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，此外檢測(cè)的正確度也依靠于檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)橐恍┎牧蠈儆?ldquo;高空作業(yè)”領(lǐng)域，因此檢測(cè)人員工作的傷害性較高。在檢測(cè)過(guò)程中檢測(cè)人員一樣平常會(huì)配備一個(gè)長(zhǎng)鏡頭的數(shù)碼相機(jī)，但是長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)過(guò)程會(huì)造成眼睛委靡。目測(cè)法可以直觀的檢測(cè)到材料外觀的缺陷，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷卻無(wú)法檢測(cè)到，因此還必要其他有用的手段來(lái)評(píng)價(jià)材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
2.2超聲及聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)
超聲波和聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是最常用的風(fēng)電葉片檢測(cè)技術(shù)，可細(xì)分為超聲回波、空氣耦合超聲波、激光超聲波、實(shí)時(shí)共振光譜技術(shù)以及聲發(fā)射技術(shù)等。迄今為止，這些技術(shù)都已經(jīng)被用于風(fēng)電葉片的檢測(cè)。
(1)超聲回波技術(shù)
超聲回波技術(shù)是一種常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)的原理也十分簡(jiǎn)單，短脈沖的超聲旌旗燈號(hào)施加到目標(biāo)區(qū)域，然后旌旗燈號(hào)經(jīng)過(guò)散射和反射之后被檢測(cè)到，通過(guò)旌旗燈號(hào)處理獲取圖像數(shù)據(jù)。而檢測(cè)區(qū)域的深度則由旌旗燈號(hào)結(jié)構(gòu)的時(shí)間來(lái)確定，因此該技術(shù)可以有用地檢測(cè)碳纖維和玻璃纖維加強(qiáng)復(fù)合材料的厚度。JuengertA等行使超聲回波技術(shù)檢測(cè)玻纖加強(qiáng)復(fù)合材料的結(jié)合區(qū)域。超聲波經(jīng)過(guò)材料后會(huì)形成回波，假如樹脂和纖維結(jié)合不是很好的，旌旗燈號(hào)會(huì)很顯明也很快被檢測(cè)到;反之，旌旗燈號(hào)則會(huì)出現(xiàn)耽誤或者消散。對(duì)于高阻尼材料必要施加高電壓脈沖，高頻波相比低頻波更加容易衰減，因此對(duì)于高阻尼材料低頻波更加有利于檢測(cè)，不同的聲波匹配不同的尺寸的缺陷，因此選取合適頻率的波長(zhǎng)取決于材料的阻尼性能和測(cè)試的分辨率兩方面的因素。
此外還可以將風(fēng)電葉片浸沒在水中進(jìn)行聲波檢測(cè)，行使不同的聲波轉(zhuǎn)換器(聚焦2.2MHz和平面00KHz)，可以有用地檢測(cè)材料內(nèi)部存在的缺陷尺寸。
在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上人們還開發(fā)出二維超聲無(wú)損檢測(cè)體系，可隨身攜帶，通過(guò)旌旗燈號(hào)處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像化，從而正確的檢出缺陷區(qū)域，并對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行維護(hù)，如許可以節(jié)約大量的時(shí)間。
(2)導(dǎo)波檢測(cè)
導(dǎo)波檢測(cè)也屬于無(wú)損檢測(cè)范疇，是通過(guò)機(jī)械力沿內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳播，傳播距離長(zhǎng)，衰減較小。導(dǎo)波傳遞過(guò)程中碰到缺陷區(qū)域會(huì)產(chǎn)生散射和反射旌旗燈號(hào)，一樣平常對(duì)回波進(jìn)行測(cè)試或者對(duì)間歇脈沖進(jìn)行測(cè)試，而收集的旌旗燈號(hào)重要包括旌旗燈號(hào)收集時(shí)間和振幅等，根據(jù)這些獲取的旌旗燈號(hào)就可以獲得缺陷的信息。長(zhǎng)程超聲測(cè)試重要采用低頻率的導(dǎo)波來(lái)檢測(cè)玻纖加強(qiáng)風(fēng)電葉片。測(cè)試設(shè)備重要由低頻旌旗燈號(hào)發(fā)生器、單軸旌旗燈號(hào)掃描器和旌旗燈號(hào)接收轉(zhuǎn)化器構(gòu)成。旌旗燈號(hào)轉(zhuǎn)化器為PZT類型，必要使用耦合劑。該技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電葉片監(jiān)測(cè)過(guò)程中也存在著不足之處，重要是由于材料內(nèi)部的各向異性和生產(chǎn)過(guò)程造成的不均一性增長(zhǎng)了測(cè)試過(guò)程中波的衰減和散射。
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