一种风力发电机叶片气动不平衡的检测方法和系统
阅读说明：本技术 一种风力发电机叶片气动不平衡的检测方法和系统 (Method and system for detecting aerodynamic imbalance of wind driven generator blade ) 是由 张庆运 范国印 吴翟权 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法,包括如下步骤：S1:将采集的三只风机叶片的图片数据进行筛选；S2:通过图像过滤算法,计算出被筛选出的三只叶片叶尖照片的边缘图像；S3:通过对三只叶片的边缘图像像素特征对比,计算出给定参考线下的图像边缘像素距离；S4:比较图像像素距离的相对偏差率,根据偏差率与设定值比较,给出三只叶片的TC角度是否一致的结论,如果不一致,给出具体叶片角度调整的方向。本发明还公开了一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法的系统,所述系统包括视频采集装置模块,所述视频采集装置模块连接有便携式计算机,所述便携式计算机中安装有视频分析系统APP。(The invention discloses a method for detecting the aerodynamic imbalance of a wind driven generator blade, which comprises the following steps: s1, screening the collected picture data of the three fan blades; s2, calculating edge images of the screened three blade tip photos through an image filtering algorithm; s3, calculating the image edge pixel distance under the given reference line by comparing the edge image pixel characteristics of the three blades; and S4, comparing the relative deviation ratio of the image pixel distance, comparing the deviation ratio with a set value, giving a conclusion whether the TC angles of the three blades are consistent, and giving the adjustment direction of the specific blade angle if the TC angles are not consistent. The invention also discloses a system for the method for detecting the pneumatic imbalance of the blades of the wind driven generator, which comprises a video acquisition device module, wherein the video acquisition device module is connected with a portable computer, and a video analysis system APP is installed in the portable computer.)
技术领域
本发明涉及风力发电机叶片气动特性不平衡的检测技术领域，具体来说，涉及一种风力发电机叶片气动不平衡的检测方法和系统。
背景技术
目前，对于叶片气动特性的检测方法是基于叶片在工厂制造过程中，根据叶尖弦线或者叶片的合模线，在叶片的根部标记出叶片的叶尖弦线0度角。在变桨距风力发电机的实际运行过程中，需要按照该标识刻度来定位三支叶片的气动不平衡性。
现在的标示方法是通过叶片机械系统的运动，使叶片上的0刻度线，即叶片的叶尖弦线在叶片轴承安装平面上的投影，对准轮毂上的某一设计位置，然后，在风力发电机的控制器内部对叶片的变桨角度进行标定。
随着风力发电机额定功率的增加，需要更长的叶片，叶片叶尖弦线角度标识的准确性也越来越重要。不平衡的叶尖弦线投影角度表示对风力发电机带来的不平衡载荷，会造成风力发电机振动，也会使风力发电机功率曲线不良而带来发电量损失，甚至会影响叶片的疲劳寿命，故对于风力发电机叶片TC 0°的准确标识也越来越重要。
实际上，由于标识卡片的丢失、或者由于车间制造过程中卡片的钉制不准确，会带来叶片的气动不平衡。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种风力发电机叶片气动不平衡的检测方法和系统，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:将采集的三只风机叶片的图片数据进行筛选；
S2:通过图像过滤算法，计算出被筛选出的三只叶片叶尖照片的边缘图像；
S3:通过对三只叶片的边缘图像像素特征对比，计算出给定参考线下的图像边缘像素距离；
S4: 比较图像像素距离的相对偏差率，根据偏差率与设定值比较，给出三只叶片的TC角度是否一致的结论，如果不一致，给出具体叶片角度调整的方向。
进一步的，步骤S1中，所述静态采集的方法为通过所述视频采集装置的照相机拍照获取所述风机叶片的静态图片。
进一步的，步骤S1中，所述动态采集的方法为通过所述视频采集装置的摄像机摄像获取所述风机叶片的动态视频，并将获取的动态视频传入所述视频分析系统中，所述视频分析系统过对获取的动态视频进行抽帧处理，取出所述风机叶片的图片标识并编号，并计算出各个图片中叶片旋转位置特征值，所述视频分析系统根据叶片旋转位置特征值，筛选出风力发电机三支叶片扫过相同位置的照片。
本发明还提供一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法的系统，所述系统包括视频采集装置模块，用来采集三支风机叶片的图片；所述视频采集装置模块连接有便携式计算机，所述便携式计算机中安装有视频分析系统APP，用来对采集的风机叶片的图片进行筛选和计算处理。
进一步的，所述视频采集装置固定设置在地面上。
进一步的，所述视频分析系统APP用来对采集的风机叶片的图片进行分析计算。
本发明的有益效果：通过运用该叶片气动不平衡检测系统的检测和分析，在风力发电机以特定的叶片桨距角度和叶轮旋转的条件下，采集叶片尖部高清录像，快速地识别出风力发电机三只叶片的TC角度是否一致，如果不一致，根据分析系统给出的具体叶片角度调整的方向进行快速调整，效率高，准确性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种风力发电机叶片气动不平衡的检测方法的工作流程图。
图2 是根据本发明实施例所述的一种风力发电机叶片气动不平衡的检测系统的系统组成图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，根据本发明实施例所述的一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:将采集的三只风机叶片的图片数据进行筛选；
S2:通过图像过滤算法，计算出被筛选出的三只叶片叶尖照片的边缘图像；
S3:通过对三只叶片的边缘图像像素特征对比，计算出给定参考线下的图像边缘像素距离；
S4: 比较图像像素距离的相对偏差率，根据偏差率与设定值比较，给出三只叶片的TC角度是否一致的结论，如果不一致，给出具体叶片角度调整的方向。
在一具体实施例中，步骤S1中，所述静态采集的方法为通过所述视频采集装置的照相机拍照获取所述风机叶片的静态图片。
在一具体实施例中，步骤S1中，所述动态采集的方法为通过所述视频采集装置的摄像机摄像获取所述风机叶片的动态视频，并将获取的动态视频传入所述视频分析系统中，所述视频分析系统过对获取的动态视频进行抽帧处理，取出所述风机叶片的图片标识并编号，并计算出各个图片中叶片旋转位置特征值，所述视频分析系统根据叶片旋转位置特征值，筛选出风力发电机三支叶片扫过相同位置的照片。
本发明还提供一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法的系统，所述系统包括视频采集装置模块，用来采集三支风机叶片的图片；所述视频采集装置模块连接有便携式计算机，所述便携式计算机中安装有视频分析系统APP，用来对采集的风机叶片的图片进行筛选和计算处理。
在一具体实施例中，视频采集装置固定设置在地面上。
在一具体实施例中，所述视频分析系统APP用来对采集的风机叶片的图片进行分析计算。
在一具体实施例中，风力发电机以固定的桨距角旋转。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
根据本发明所述的一种风力发电机叶片气动不平衡检测方法和系统，首先，在地面上选定一个固定位置，将视频采集装置定位，然后将视频采集装置和便携式计算机连接，便携式计算机内安装有叶片旋转视频分析系统软件。风力发电机的风机叶片以固定的桨距角旋转，将视频采集设备镜头瞄准叶片将要扫过的区域，当叶片扫过镜头区域时，系统分别录制相应叶片的一段录像并标识，同时，视频数据被实时传入到叶片旋转视频分析系统软件中，叶片旋转视频分析系统软件对采集的视频抽帧处理，取出一系列风力发电机的叶片照片并标识叶片编号及图片号；分析系统对带有叶片号和图片编号的图片进行分析处理，计算出各个图片中叶片旋转位置特征值，然后此分析系统根据叶片旋转位置特征值，筛选出风力发电机三支叶片扫过相同位置的照片；再通过图像过滤算法，计算出被筛选出的叶尖照片的边缘图像，通过对三支叶片的边缘图像像素特征对比，计算出给定参考线下的图像边缘像素距离，比较图像像素距离的相对偏差率，根据偏差率与设定值比较，给出三只叶片的TC角度是否一致的结论，如果不一致，给出具体叶片角度调整的方向。
综上所述，本发明通过叶片旋转视频分析系统软件对风机叶片的检测和分析，在叶轮旋转状态下，能够快速地识别出风力发电机三只叶片的TC角度是否一致，并根据分析系统给出的具体叶片角度调整的方向进行快速调整，效率高，准确性好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。