[发明专利]一种基于红外成像技术探测风机叶片损伤的装置及方法

说明书

一种基于红外成像技术探测风机叶片损伤的装置及方法，其装置包括红外探照灯、红外镜头、光栅阵列、红外探测器、光电变换电路、红外变像管、远程计算机和叶片失效库，通过连续探测风机叶片反射的红外探照灯发出的红外线，产生记录叶片损伤情况的红外图像，并将红外图像无线传输到远程计算机上，然后将红外图像与风机叶片失效库对比，使用机器学习的算法自动判定风机叶片的失效类别和损伤程度，并将风机叶片的损伤评价值传输送至运管人员，实现了风机叶片维修的定制化操作。本发明对目前风机叶片的检修方法进行了改进，即使用红外成像技术探测风机叶片的损伤情况，避免了可见光拍摄的局限性。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，具体涉及一种基于红外成像技术探测风机叶片损伤的装置及方法。

背景技术

风力发电机（以下简称风机）的叶片是将风能转换为电能的重要部件。在风机长期运行过程中，叶片表面会产生各种各样的损伤，例如叶片开裂、叶片掉漆、叶片污渍以及叶片受到雷击等。

运维人员通常需要攀登风机或者搭建平台的方式来检查叶片的表面情况，该种作业方式效率低下、劳动强度大、需要人员高空作业等。目前，市场上已出现了利用无人机航拍检测风机叶片损伤的方法，该方法可以极大减少运维人员的劳动强度，具有单台作业成本低、工作效率高等特点。

然而，目前市场上无人机检测风机叶片的方法一般采用可见光拍摄，需要叶片表面保持清洁，长期运行的风机叶片是很难保持表面清洁的，因此，利用可见光拍摄的方式具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于红外成像技术探测风机叶片损伤的装置及方法，克服了现有技术的不足，解决传统风机叶片检修方式效率低下、劳动强度大、和需要人员高空作业等，同时也可以避免可见光拍摄成像必须要求叶片表面清洁的局限。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于红外成像技术探测风机叶片损伤的装置，包括红外探照灯、红外镜头、光栅阵列，红外探测器、光电变换电路、红外图像、红外变像管和可见光图像；所述红外探照灯向风机叶片发射红外光线，所述红外镜头用于接收经风机叶片反射后的红外光线，所述光栅阵列用于对红外光线进行聚光处理，所述红外探测器用于接收聚光后的红外光线并将其传输到光电变换电路上，所述光电变换电路用于将红外信号转换电信号并产生记录风机叶片损伤信息的红外图像，所述红外变像管用于将红外图像转换为人眼可见的可见光图像，所述红外图像和可见光图像通过无线网路传输到远程计算机上存储。

优选地，所述远程计算机包括红外图像预处理模块，所述红外图像预处理模块用于将红外图像进行预处理操作后输入到红外图像目标分割模块，所述红外图像目标分割模块用于将红外图像进行图像切片、选定有效信息操作后输入到红外特征提取模块，所述红外特征提取模块用于对风机叶片信息有效特征进行筛选并输入至红外图像分类识别模块。

本发明还公开了一种基于红外成像技术探测风机叶片损伤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）由无人机平台携带权利1-2任意一项所述的探测风机叶片损伤的装置至风机叶片表面；

步骤2）由红外探照灯沿着风机叶片的根部至叶尖或叶尖至根部发射红外光线进行探照；

步骤3）调整红外镜头的视角，使其能够接收到来自风机叶片区域反射的红外光线；

步骤4）接收到的红外光线由光栅阵列聚光后进入红外探测器，并照射到光电转换电路上，由光电转换电路将红外信号转换电信号，电信号经光电转换电路后产生记录风机叶片损伤信息的红外图像；

步骤5）将红外图像通过无线网路传输的方式存储在远程计算机上；

步骤6）由远程计算机将接收的红外图像依次进行预处理、特征提取和分类后，与叶片失效库进行标准对比，判定风机叶片的失效状态；