一种风电叶片开裂检测方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及风力发电的，尤其是涉及一种风电叶片开裂检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、风力发电作为清洁能源的主要来源之一，近年来取得了显著的发展，随着风机机组容量的提升，风机叶片的尺寸也呈现出越来越大的趋势。然而，这一发展趋势同时也带来了一系列挑战，例如由于异常谐振、应力集中、风沙盐雾侵蚀等原因，叶片开裂问题日益严重，叶片开裂会导致叶片的结构削弱，影响其性能和安全性，甚至造成整个风机的故障，因此，及早发现和有效管理叶片的开裂问题对于确保风机的可靠性、安全性和经济性至关重要。

2、目前，通常使用振动监测技术用于检测叶片开裂问题，通过在风机叶片上安装传感器，采集叶片振动信号并进行频谱分析，能够实时检测叶片的振动特征，当叶片发生开裂导致振动异常时，系统能及时发出警报。

3、然而，振动监测技术对于小裂纹或早期阶段的叶片开裂不太敏感，难以实现早期预警，导致在问题加剧之前未能及时发现，若受到外界环境振动的干扰，还会产生误报或漏报，降低了对风电叶片开裂检测的准确性。

技术实现思路

1、为了提升对风电叶片开裂检测的准确性，本申请提供一种风电叶片开裂检测方法、装置、设备及存储介质。

2、第一方面，本申请提供一种风电叶片开裂检测方法，采用如下的技术方案：所述方法应用于叶片开裂检测系统，所述叶片开裂检测系统包括固定在叶片上用于传输光信号的光纤单元、用于发射光信号的发射单元和用于接收光信号的接收单元，所述方法包括：

3、控制所述发射单元持续向所述光纤单元的输入端发射光信号，并记录所述光信号的发射状态；

4、获取所述接收单元对所述光信号的反馈信息，所述反馈信息包括所述光信号的接收状态；

5、结合所述发射状态和所述接收状态对叶片进行检测并获取检测结果，根据所述检测结果生成预警提示。

6、在一个具体的可实施方案中，所述光信号为带时间函数的信号或不带时间函数的信号。

7、在一个具体的可实施方案中，若所述光信号为带时间函数的信号，则所述发射状态包括所述发射单元向所述光纤单元的输入端发射光信号的发射时间点，所述接收状态包括所述接收单元从所述光纤单元的输入端接收光信号的接收时间点，所述结合所述发射状态和所述接收状态对叶片进行检测并获取检测结果包括：

8、根据所述发射时间点和所述接收时间点对叶片进行检测，获得检测结果，所述检测结果包括叶片开裂情况和叶片开裂区域。

9、在一个具体的可实施方案中，所述根据所述发射时间点和所述接收时间点对叶片进行检测，获得检测结果包括：

10、根据所述发射时间点和所述接收时间点，计算所述光信号的传输时间；

11、结合所述传输时间和所述带时间函数的信号的传输速度，计算出所述带时间函数的信号的传输距离；

12、将所述传输距离的一半确定为所述光纤单元的传输长度；

13、将所述光纤单元的传输长度与叶片的长度进行比较，若所述光纤单元的传输长度小于叶片的长度，则确定叶片处于开裂状态，并将所述光纤单元的传输长度对应的叶片的区域确定为叶片开裂的区域。

14、在一个具体的可实施方案中，若所述光信号为不带时间函数的信号，则所述发射状态包括所述发射单元向所述光纤单元的输入端发射光信号对应的发射强度值，所述接收状态包括所述接收单元从所述光纤单元的输出端接收光信号对应的接收强度值，所述结合所述光信号在发射时和接收时的状态对叶片进行检测包括：

15、根据所述发射强度值和所述接收强度值对叶片进行检测，获得检测结果，所述检测结果包括叶片开裂情况和叶片开裂区域。

16、在一个具体的可实施方案中，所述根据所述发射强度值和所述接收强度值对叶片进行检测，获得检测结果包括：

17、根据所述发射强度值和所述接收强度值，计算所述光信号在所述光纤单元的传输损耗值；

18、将所述传输损耗值与损耗阈值进行对比，若所述传输损耗值大于所述损耗阈值，则确定叶片处于开裂状态，并根据接收到所述不带时间函数的信号的传输通道，确定叶片开裂的区域，所述损耗阈值为所述不带时间函数的信号在正常叶片传输时损耗的光信号值。

19、在一个具体的可实施方案中，所述根据接收到所述不带时间函数的信号的传输通道，确定叶片开裂的区域包括：

20、识别所述不带时间函数的信号所经过的传输通道，将其确定为目标通道；

21、通过将所述目标通道匹配预设的通道对应表，确定叶片开裂的区域，所述通道对应表包括传输通道与叶片各区域的对应关系。

22、第二方面，本申请提供一种叶片开裂检测装置，采用如下技术方案：所述装置应用于叶片开裂检测系统，所述叶片开裂检测系统包括固定在叶片上用于传输光信号的光纤单元、用于发射光信号的发射单元和用于接收光信号的接收单元，所述装置包括：

23、光信号发射模块，用于控制所述发射单元持续向所述光纤单元的输入端发射光信号，并记录所述光信号的发射状态；

24、光信号接收模块，用于获取所述接收单元对所述光信号的反馈信息，所述反馈信息包括所述光信号的接收状态；

25、叶片检测模块，用于结合所述发射状态和所述接收状态对叶片进行检测并获取检测结果，根据所述检测结果生成预警提示。

26、第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种风电叶片开裂检测方法的计算机程序。

27、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：存储有能够被处理器加载并执行上述任一种风电叶片开裂检测方法的计算机程序。

28、综上所述，本申请具有以下有益技术效果：

29、通过引入光纤单元，使得系统能够以一种逻辑简单、成本低廉、安装便利的方式进行监测；对于带时间函数的信号，通过记录发射和接收时间点，计算光信号的传输时间，结合光信号传输速度，计算出传输距离，允许对叶片进行开裂检测，确定叶片开裂的区域，通过对时空信息的充分利用，提高了检测的准确性；对于不带时间函数的信号，通过计算光信号的传输损耗值，与预设的损耗阈值进行对比，来判断叶片是否开裂，考虑了信号在传输过程中的损耗情况，提高了检测的可靠性；对于不带时间函数的信号，通过识别传输通道并将其与预设的通道对应表进行匹配，可以确定叶片开裂的区域，这样的匹配方式可以增加检测的精确性；系统根据不同类型的光信号(带时间函数或不带时间函数)采取不同的检测方法，使系统更具自适应性，适用于不同情况下的检测需求；通过结合发射状态和接收状态，生成预警提示，可以提供实时性的反馈，帮助及早发现叶片开裂问题，从而提高了系统的可用性。

技术特征：

1.一种风电叶片开裂检测方法，其特征在于，所述方法应用于叶片开裂检测系统，所述叶片开裂检测系统包括固定在叶片上用于传输光信号的光纤单元、用于发射光信号的发射单元和用于接收光信号的接收单元，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光信号为带时间函数的信号或不带时间函数的信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述光信号为带时间函数的信号，则所述发射状态包括所述发射单元向所述光纤单元的输入端发射光信号的发射时间点，所述接收状态包括所述接收单元从所述光纤单元的输入端接收光信号的接收时间点，所述结合所述发射状态和所述接收状态对叶片进行检测并获取检测结果包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述发射时间点和所述接收时间点对叶片进行检测，获得检测结果包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述光信号为不带时间函数的信号，则所述发射状态包括所述发射单元向所述光纤单元的输入端发射光信号对应的发射强度值，所述接收状态包括所述接收单元从所述光纤单元的输出端接收光信号对应的接收强度值，所述结合所述光信号在发射时和接收时的状态对叶片进行检测包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述发射强度值和所述接收强度值对叶片进行检测，获得检测结果包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据接收到所述不带时间函数的信号的传输通道，确定叶片开裂的区域包括：

8.一种叶片开裂检测装置，其特征在于，所述装置应用于叶片开裂检测系统，所述叶片开裂检测系统包括固定在叶片上用于传输光信号的光纤单元、用于发射光信号的发射单元和用于接收光信号的接收单元，所述装置包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。

技术总结
本申请涉及一种风电叶片开裂检测方法、装置、设备及存储介质，应用在风力发电领域，其中方法包括：控制发射单元持续向光纤单元的输入端发射光信号，并记录光信号的发射状态；获取接收单元对光信号的反馈信息，反馈信息包括光信号的接收状态；结合发射状态和接收状态对叶片进行检测并获取检测结果，根据检测结果生成预警提示。本申请具有的技术效果是：通过引入光纤单元，准确地确定开裂的位置、程度等细节，可以提高对叶片检测的准确性，进而提升了风电叶片开裂检测的可靠性。

技术研发人员：于芸,吴昊辰,俞志强,包洪兵,冯玥枫,李海波,魏旭松
受保护的技术使用者：无锡风电设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24