自动化技术|美国Acellent智能层面的技术实时在线监控风电叶片——电力软件

水暖之家讯：

1. 序论

风力涡轮机叶片， 通常大多由玻璃纤维或碳纤维复合材料制成, 由于环境，运输与运作时的影响，承受了动态负载与应力循环或机械磨损或尘土、飞鸟撞击、腐蚀、侵蚀。 长期如此将导致疲劳损伤与灾难性故障的累积。 为了避免电力发电厂内突然故障与电力供应中断， 完善的风力叶片监控是非常重要的。 因此，为了得知即将到来大灾难的及时警告与检测潜在的故障位置，需要有一套聪明的智能系统。 Acellent Technologies, Inc, 因此建议使用其专利的智能层面感测技术进行复合风力涡轮机叶片的黏合关节中最初与持续的损坏监控。 Acellent产品提供可被数个主要的工业领域使用的一个完整的综合系统解决方案，例如 运输系统和车辆等产业，如太空飞行器，飞机，地面车辆，火车，等等，土木工程如 桥梁，隧道，高速公路，发电厂等等，高价值产品 例如卫星，发射系统，半导体生产设备，等等

2. 目标

提案议工作第一阶段的主要目标为原理的验证，第一阶段将证明 Acellent 的智能层面感测技术可监控潜在风力叶片应用中复合关节的接合完整性。 其研究的目的，已证明 :

1). 智能层面感测技术可检测拨离。

2). 智能层面一旦埋入,不会影响复合材料的完整性。

3). 智能层面经历雷击之后仍能幸存。

在第一阶段的复合层面中，接合关节中最初损害开始和持续测试将完成[图1 ]，第二阶段中将延伸经由接合关节，结合大型复合板接合，探讨剩余有用强度的特性。 第一阶段是原理的验证，第二阶段是概念的验证。 以上将透过使用 Acellent 完整系统解决方案完成, 包含以下项目 ︰

1). 专有的传感器智能层面设计 – 为此特殊应用客制化的设计，包括布局与结构的设计。

2). Acellent 专有的损坏检测软件 。

3). Acellent 专有的损坏检测硬件。

图1︰(略)

3. 原理验证

Acellent智能层面技术已被许多航空太空飞行/土木公共建设工程方面的应用中使用，同时需客制化以符合客户 的应用需求。 为了证明智能层面技术与Acellent系统的能力，我们提议研究用下列步骤或措施进行︰

·步骤1︰传感器布局和智能层面的制造生产︰

1). 每个智能层面将包含2个传感器。传感器设计与最优化需要在布局传感器于智能层面内之前先完成。在下一步骤中里，安装于复合层面的3个可能的智能层面构造将被测试。 结构如下 ︰

在上表面上方的2层智能层面。

图 2a : 显示侧视图的配置与(略) 图 2b 显示在两个智能层面中每一个都有两个传感器的上视图配置(略)。

2). 在上表面下方层面的2层智能层面 . (介于薄板与和核心层之间)

图3︰(略)

3). 在上表面的2层智能层面 在底部的2层智能层面。

图4︰(略)

传感器/ 复合层面的细节略述如下︰

每种结构需一个测试样品, 共有三个需三个测试样品。

三个测试样品需要生产8 个智能层面。

需要生产缆线，连接器。

· 步骤2︰在测试样品上安装传感器网络

Acellent 将在加州Acellent 将智能层面以表面安装方式安装于测试样品上。

· 步骤 3: 测试/数据分析在Acellent总部完成

将使用锯子切割造成人为损坏，为进行损坏检测，将会搜集人为损坏前后的信息。

分析数据并且证明检测损坏的能力。

· 步骤 4:︰闪电试验(NASA) (此工作程序并不包括在预算中)

为证明传感器的闪电存活性，闪电试验将在 NASA进行，连接至一宽的薄板(TBD)。

在与NASA 讨论细节之后，细节将被提供。

4. 总结：

优点：监测工程师不需要去现场，在机房内可以24小时不间断的监控风电叶片的损伤数据，我们也可以量化成颜色来预警。例如：红、黄、橙、绿、蓝等，大大节约监控的成本。

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