一种新型装配式风电塔筒垂直度检测装置及检测方法与流程

本发明属于测量装置技术领域，具体涉及一种新型装配式风电塔筒垂直度检测装置及检测方法。

背景技术：

随着能源和环境问题的日益突出，世界各地正把更多的目标投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式，与之相应的装配式风电塔筒也在大力推广使用。

风电塔运行过程中长期往复的循环载荷和外力的影响可能造成地基变松、塔身发生由上至下的倾斜或弯曲，最终可能导致风力发电机组运行异常，甚至可能导致风机倾倒。因此，风电塔垂直度检测是风力发电机组日常运营维护中非常重要的工作，风电塔垂直度决定着整个机组的正常运行。目前，市面上已经存在的测量塔筒垂直度的方法有以下几个问题：

1)全站仪、经纬仪等测量仪器进行测量时，其安装和拆卸过程耗时较长，工作效率相对较低。

2)全站仪、经纬仪等测量仪器体积和质量相对较大，风电塔布置相对分散，风电塔之间的交通状况较差，因此全站仪、经纬仪等测量仪器运输及携带比较困难。

3)三维激光扫描技术对仪器姿态参数、数据采集人员要求高。采用此方法虽然能保证检测精度和检测全面性，但数据处理量大，要确保做好每个环节，内业工作任务繁重，并且仪器整平需要非常精密。所以采用此方法对人员的专业性要求较高，在工程上也很难做到及时检测。

4)激光装置和电子接收装置相结合的检测方法，需要通过电子接收装置进行计算分析，从而得到塔筒偏移度，该装置复杂，运行时间长。

5)传统的人工检测方法效率低。在测绘过程中受外界环境影响较大，人工成本高，并且存在安全隐患。

因此，现有技术中需要一种能够克服上述问题的风电塔筒垂直度检测方法。

技术实现要素：

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种新型装配式风电塔筒垂直度检测装置，包括连接件、激光发射器和坐标板。

所述连接件为条形结构。所述连接件安装在风电塔筒上端的外壁上，连接件与地面平行布置。

所述激光发射器安装在连接件上。将所述激光发射器发射出的激光束与地面的夹角记为σ，将风电塔筒的外壁与地面的夹角记为λ，σ＝λ。

所述坐标板底部中心位置贴有磁铁。所述坐标板表面有设置xoy坐标系，其中，x轴方向和y轴方向均设有刻度，且xoy坐标系中分别间隔设置有平行于x轴和y轴的定位线。

检测时，所述坐标板固接在与激光发射器对应位置的地面上。

进一步，所述连接件上设置有调平装置。所述调平装置保持连接件水平，使得激光发射器发射的激光束与地面的夹角σ等于风电塔筒的外壁与地面的夹角λ。

进一步，所述坐标板为三合板制作而成的矩形板。

本发明还公开一种基于新型装配式风电塔筒垂直度检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)安装检测装置。安装完成后启动激光发射器，使激光束射向地面，根据激光束照射到地面的位置移动坐标板，使坐标板的原点与激光束照射的地方重合，y轴方向或x轴方向与连接件长度方向相同。

2)测量沿y轴方向或x轴方向坐标原点至风电塔筒外壁的水平距离l，将激光发射器位置到风电塔筒外壁的水平距离记为d，当l＝d时，风电塔筒安装后的垂直度满足要求。并在地面上用涂料对坐标板边缘进行标记，形成涂料框，在涂料框中心位置固定一个铁钉。

4)设定风电塔筒的测量周期t，检测风电塔筒的垂直度。利用坐标板底部的磁铁和标记位置的铁钉确定坐标板原点位置，当调整好坐标轴方向后固定坐标板。

5)启动激光发射器，观察并记录激光束射向坐标板的位置，并读出激光照射点坐标，继而得出激光发射器同一高度处风电塔筒在坐标轴上的偏移方向和距离。

6)根据坐标板固定时确定的坐标轴方向，对塔筒进行调整，使其垂直度满足要求。

进一步，所述涂料为彩色油漆。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，具有如下优点：

1)检测装置结构简单，安装固定方便，没有采用复杂、高成本的电子接收设备进行分析计算，总体造价低；

2)检测时，检测装置相对固定，测量结果具有对比性，可以很直接地看到风电塔筒的偏移情况，并根据激光束照射在坐标板的位置结合坐标轴方向，快速给出纠偏方案；

3)检测装置采用的坐标板便于保养且易于携带，安全性能好，避免测量人员高空作业；

4)本发明采用激光和坐标板相结合的方式，使测量结果精准度高，测量速度快，读数快。

附图说明

图1为检测装置布置示意图；

图2为坐标板结构示意图；

图3为地面标记示意图。

图中：连接件1、激光发射器2、坐标板3、风电塔筒4、螺钉5和铁钉6。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种新型装配式风电塔筒垂直度检测装置，参见图1，包括连接件1、激光发射器2和坐标板3。

所述连接件1为条形结构。所述连接件1固定安装在风电塔筒4上端的外壁上，连接件1与地面平行布置。

所述激光发射器2安装在连接件1上。将所述激光发射器2发射出的激光束与地面的夹角记为σ，将风电塔筒4的外壁与地面的夹角记为λ，σ＝λ。

所述连接件1上设置有调平装置。所述调平装置保持连接件1水平，使得激光发射器2发射的激光束与地面的夹角σ等于风电塔筒4的外壁与地面的夹角λ。

所述坐标板3为三合板制作而成的矩形板。所述坐标板3底部中心位置贴有磁铁，方便坐标板定位。所述坐标板3表面有设置xoy坐标系，其中，x轴方向和y轴方向均设有刻度，且xoy坐标系每隔5mm都设置有平行于x轴和y轴的定位线。

检测时，所述坐标板3通过螺钉5固接在与激光发射器2对应位置的地面上，测量结束后坐标板3拆卸置于室内保管，这样既可以减少对刻度的磨损，也可以实现多个风电塔采用同一个坐标板3，从而降低坐标板3的制作成本。

本实施例公开的新型装配式风电塔筒垂直度检测装置，检测装置结构简单，安装固定方便，没有采用复杂、高成本的电子接收设备进行分析计算，总体造价低；检测装置采用的坐标板便于保养且易于携带，安全性能好，避免测量人员高空作业。

实施例2：

本实施例提供一种较为基础的实现方式，一种新型装配式风电塔筒垂直度检测装置，参见图1，包括连接件1、激光发射器2和坐标板3。

所述连接件1为条形结构。所述连接件1固定安装在风电塔筒4上端的外壁上，连接件1与地面平行布置。

所述激光发射器2安装在连接件1上。将所述激光发射器2发射出的激光束与地面的夹角记为σ，将风电塔筒4的外壁与地面的夹角记为λ，σ＝λ。

所述坐标板3底部中心位置贴有磁铁，方便坐标板定位。所述坐标板3表面有设置xoy坐标系，其中，x轴方向和y轴方向均设有刻度，且xoy坐标系每隔5mm都设置有平行于x轴和y轴的定位线。

检测时，所述坐标板3通过螺钉5固接在与激光发射器2对应位置的地面上，测量结束后坐标板3拆卸置于室内保管，这样既可以减少对刻度的磨损，也可以实现多个风电塔采用同一个坐标板3，从而降低坐标板3的制作成本。

本实施例公开的新型装配式风电塔筒垂直度检测装置，检测装置结构简单，安装固定方便，没有采用复杂、高成本的电子接收设备进行分析计算，总体造价低；检测装置采用的坐标板便于保养且易于携带，安全性能好，避免测量人员高空作业。

实施例3：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述连接件1上设置有调平装置。所述调平装置保持连接件1水平，使得激光发射器2发射的激光束与地面的夹角σ等于风电塔筒4的外壁与地面的夹角λ。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述坐标板3为三合板制作而成的矩形板。

实施例5：

本实施例公开一种基于实施例1所述新型装配式风电塔筒垂直度检测装置的检测方法，包括如下步骤：

1)安装检测装置。安装完成后启动激光发射器2，使激光束射向地面，根据激光束照射到地面的位置移动坐标板3，使坐标板3的原点与激光束照射的地方重合，y轴方向与连接件1长度方向相同。

2)测量沿y轴方向坐标原点至风电塔筒4外壁的水平距离l，将激光发射器2位置到风电塔筒4外壁的水平距离记为d，d为已知量，当l＝d时，风电塔筒4安装后的垂直度满足要求。并在地面上用涂料对坐标板3边缘进行标记，形成涂料框，在涂料框中心即激光束的位置固定一个铁钉6。本实施例中，所述涂料为彩色油漆。

4)设定风电塔筒4的测量周期t，对风电塔筒4进行维保、检测其垂直度。利用坐标板3底部的磁铁和标记位置的铁钉6确定坐标板3原点位置，当调整好坐标轴方向后用螺钉5固定坐标板3。

5)启动激光发射器2，观察并记录激光束射向坐标板3的位置，并读出激光照射点坐标，继而得出激光发射器2同一高度处风电塔筒4在坐标轴上的偏移方向和距离。

6)根据坐标板3固定时确定的坐标轴方向，对塔筒进行调整，使其垂直度满足要求。

7)测量结束后拆下坐标板3。

本实施例中公开的新型装配式风电塔筒垂直度检测装置的检测方法，采用激光和坐标板3相结合的方式，检测时，检测装置相对固定，测量结果具有对比性，可以很直接地看到风电塔筒4的偏移情况，并根据激光束照射在坐标板3的位置结合坐标轴方向，快速给出纠偏方案；测量结果精准度高，测量速度快，读数快。