(57)【要約】【課題】殊に風力タービンのブレードに適用可能でありかつ改善されたブレード検査方法を提供すること。【解決手段】風力タービンのブレード検査方法において、放射線を使用したコンピュータトモグラフィ法によって、前記のブレードの少なくとも複数の部分を検査し、前記の検査のため、ブレードを通過するように放射線を配向し、送信器によって前記のブレードを通過させて前記の放射線を送信し、前記のブレードを通過した後、送信された放射線を受信器によって受信し、前記の送信器、受信器および／またはブレードの位置を互いに変更させてブレードを検査する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービンのブレード検査方法において、
−  放射線を使用したコンピュータトモグラフィ法によって、前記のブレードの少なくとも複数の部分を検査し、
−  前記の検査のため、ブレードを通過するように放射線を配向し、
−  送信器によって前記のブレードを通過させて前記の放射線を送信し、
−  前記のブレードを通過した後、送信された放射線を受信器によって受信し、
−  前記の送信器、受信器および／またはブレードの位置を互いに変更させてブレードを検査することを特徴とする、
風力タービンのブレード検査方法。
【請求項２】
前記のブレードを通過する１つのビームまたは複数のビームの形態で、放射線を配向および案内する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の少なくとも１つのビームを配向して、当該ビームが前記のブレードの所定の断面にて当該のブレードを通過するようにする、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記の送信器および／または受信器を前記のブレードの回りの軌道にて回転させて前記の検査を行う、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記の送信器および／または受信器を前記のブレードの回りの軌道にて部分的に回転させて前記の検査を行う、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記の送信器および／または受信器を前記のブレードに対して直線的に横方向に移動させて前記の検査を行う、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記の送信器にはＮ個の単一の送信器が含まれており、および／または
前記の受信器にはＭ個の単一の受信器が含まれており、
前記の送信器および受信器は結合されてＮ×Ｍ行列を形成する、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
−  前記のブレードの所定の断面に関連付けられている画像を形成するための受信器としてＣＣＤ装置を使用し、
−  前記の検査する断面の位置に関連する情報を供給するためにローカライザユニットを使用する、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記のブレードの品質の違いを決定するために使用される後処理法により、前記の画像を評価する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記の画像における所定の欠陥パターンを検出するためのアルゴリズムを使用する、
請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記の検査中に前記の放射線の強度を変調して当該検査の結果を改善する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記のブレードを基準にした前記の送信器および／または受信器の傾斜角を調整して前記の検査の結果を改善する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
−  前記のブレードの検出した欠陥領域をマークするためにインジケータユニットを使用し、および／または、
−  事前準備ユニットを使用して、後続の補修のために前記のマークした領域を準備し、および／または
−  補修ユニットを使用し、グラインダまたはミリングカッタのようなツールによって前記の欠陥領域を補修する、
請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレードの品質、殊に風力タービンブレードの品質を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレード、殊に風力タービンブレードは、複合材料によって強化される。それは、これによって大きな機械的強度および重量の低減が得られるからである。
【０００３】
風力タービンブレードは、好適にはいわゆるＶＡＲＴＭ（Vaccum-Assited-Resin-Transfer-Method）を使用することによって作製される。上記のブレードの品質を保証するためには、作製プロセス中の障害を低減するか、またはこれを回避することも必要である。それは、これらの障害は結果的に、ブレードの寿命を短くすることになるか、または作製したブレードが最終的に不合格になってしまうことになるからである。
【０００４】
上記のＶＡＲＴＭは、真空によって複合構造を形成するのに使用される。真空はブレードの部材に適用され、ここでこれらの部材はクローズドモールド内に配置される。真空は上記のクローズドモールドに適用され、これによってエポキシのような樹脂が、このクローズドモード内に入って上記の部材に浸透する。
【０００５】
上記の使用されるブレード部材は、あらかじめ組み立てておくことが可能である。下側の金型にサンドイッチ形構造体状、ブレード部材を積み上げて最終的なブレード構造を得ることも可能である。つぎに上側の金型をこのブレード構造に載置して下側の金型と結合させる。
【０００６】
上記のＶＡＲＴＭプロセスそれ自体の間の障害は、局所的な欠陥に結びつき、または上記のブレード部材に関連する障害さえもこのような欠陥に結び付くことがあり、ブレードの破壊点になり得るのである。
【０００７】
上記のブレードの欠陥は、目視検査によって検出することが可能である。この場合、ブレードの表面における欠陥しか検出できない。それは、硬化させた樹脂のためにブレード層の間にある欠陥は検出できないからである。
【０００８】
またこの検出法は、目視検査を行う人員にも依存している。
【０００９】
また使用される写真は、人間の眼と比較して欠陥の詳細を明らかにすることができないため、上記の欠陥を記録することも困難である。
【００１０】
上記のブレードの欠陥を超音波検査によって検出することも可能である。この検査には時間がかかり、また風力タービンブレードは５０メートル以上の長さを有するため多くの手間が必要である。
【００１１】
時間的な制限のため、また経済性を考慮して、上記のブレードの最もクリティカルな領域だけが検査される。
【００１２】
また超音波検査は、ブレード内部に使用される繊維の方向を精確に測定するのには使用できない。上記の繊維方向はブレード特性の多くを明らかにするため、このことはこの方法の重大な欠点である。
【００１３】
現在ではＸ線ベースの方法もブレードに対して実施される。使用されるシステムは複雑であり、またブレードの複数の区画に制限される。このため、これらのシステムは不適切である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、殊に風力タービンのブレードに適用可能でありかつ改善されたブレード検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題は、本発明の請求項１により、風力タービンのブレード検査方法において、放射線を使用したコンピュータトモグラフィ法によって、上記のブレードの少なくとも複数の部分を検査し、この検査のため、ブレードを通過するように放射線を配向し、送信器によって上記のブレードを通過させて上記の放射線を送信し、上記のブレードを通過した後、送信された放射線を受信器によって受信し、上記の送信器、受信器および／またはブレードの位置を互いに変更させてブレードを検査することによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による第１のブレード検査法を示す図である。
【図２】本発明による第２のブレード検査法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明によれば、上記のブレードの適切な区画または部分が、ＣＴ（computertomography）ベースの方法によって検査される。
【００１８】
本発明によれば、ブレード、例えば風力タービンブレードの少なくとも複数の部分が、ＣＴ法を使用して検査される。この方法では、検査のためにブレードを通過するように配向された所定の放射線が使用される。送信器により、上記の放射線がブレードを通して送信される。この送信された放射線は、ブレードを通過した後、受信器によって受信される。上記の送信器、受信器および／またはブレードの位置を互い変更してブレードの検査を行う。
【００１９】
ＣＴ技術は、ブレード検査のためにＸ線のような透過性放射線を使用する。
【００２０】
この放射線を形成するため、加速器または放射線源を使用することができる。
【００２１】
操向システムによって上記の放射線は、ブレードを通過するように配向される。これは、単一ビームまたは重なって扇形のようになり得る複数のビームの形態で行うことができる。
【００２２】
この場合、１つまたは複数のビームは、検査中にブレードを通して掃引される。
【００２３】
使用される受信ユニットは、ＣＣＤ（charge coupled device）または類似の装置を含み、複数の画像を形成することができ、ここで各画像は、ブレードの所定の断面に関連する。
【００２４】
エラーのタイプおよびそのサイズに依存して上記の放射線は減衰され、この減衰が上記の画像の形成に使用される。これにより、上記の受信器は、センサアレイによって強度の異なる放射線を受信するのである。
【００２５】
後処理法を用いて、上記のブレードおよびその複合体の品質の違いを評価する。
【００２６】
上記の画像における所定のパターンを検出するアルゴリズムを使用することによって、上記の材料の品質の問題点が自動的に探索される。
【００２７】
本発明の方法では、ブレード全体の１００％の試験を行うことができ、有利な１実施形態ではこのブレード検査を１回の検査パスで行うことができる。
【００２８】
このため、上記の受信器および／または放射源および／またはブレードの位置を互いに変更させてブレードの検査が行う。
【００２９】
例えば、上記の受信器および放射線源をブレードの回りの軌道において回転させて検査を行うことができる。
【００３０】
また上記の受信器および／または放射線源の位置を、固有の線に沿って直線状に変化させてブレードの検査ができるようにすることも可能である。
【００３１】
Ｎ個の放射線源からなるアレイおよび／またはＭ個の受信器からなるアレイを使用することも可能である。この場合、ブレード検査中にこれらの位置を固定し、Ｎ×Ｍの行列を使用して関係を数学的に記述することが可能である。
【００３２】
ローカライザユニットを使用して、ブレードの検査すべき断面についての情報を得る（例えば、これによって上記の領域の角度および横方向位置および深さが得られる）。
【００３３】
電子処理ユニットにより、受信した強度およびポインタの位置の変化をデータセットまたは信号に変換し、これらのデータセットまたは信号を使用して上記のように画像を視覚化する。
【００３４】
この画像によってブレードの複合材料の高品質な検査が可能になり、また欠陥の個所を決定することができる。
【００３５】
本発明によってブレードの１００％の検査と、内部および外部ブレード構造の視覚化とが可能になり、しかも３Ｄビューでもこれが可能になる。
【００３６】
有利な１実施形態では、少なくとも１つの放射装置と、複数の受信装置とを上記の検査に使用する。これにより、上記のブレード検査に対する品質が改善され、および／またはこれに要する時間が短縮される。
【００３７】
別の有利な１実施形態では上記の放射線の強度を変調して、上記の視覚化を改善する。
【００３８】
またこの視覚化を改善するため、上記の放射装置／受信装置の傾斜角をブレードに対して調整することもできる。これにより、上記の放射線の透過度を最適化することができ、これは殊にブレードの厚い部分を検査するのに使用可能である。
【００３９】
有利な１実施形態では、オプションのインジケータユニットが上記の検査システムに接続されている。このユニットは、ブレードのさらなる後処理のために関連する欠陥領域をマークするのに使用される。
【００４０】
有利な１実施形態ではオプションの事前準備ユニットを使用する。このユニットは、作業の後続のステップに対して、例えば補修に対して、上記のマークした領域を準備する。例えば、この事前準備ユニットにより、欠陥のあるブレード材料を取り除く。
【００４１】
有利な１実施形態では、オプションの補修ユニットを使用して上記の欠陥領域を補修する。この補修ユニットには、例えば、グラインダ、ミリングカッタのようなツールまたは欠陥領域を処理するために使用される類似のツールが含まれる。
【００４２】
有利な１実施形態では、上記の放射／受信装置のブレードの回りの回転運動を、これらの装置のブレードに対する直線的な横方向運動によって置き換える。
【００４３】
有利な１実施形態では、上記の検査システムを移動式ユニットとして構成し、これによって異なる場所でのブレード検査を可能にする。
【００４４】
以下では図面を用いて本発明を説明する。
【実施例】
【００４５】
図１には、本発明による第１のブレード検査法が示されている。
【００４６】
本発明によれば、コンピュータトモグラフィベースの方法によってブレードＢＬの関連する区画または部分を検査する。
【００４７】
ブレードＢＬを検査するため、第１送信器ＡＳおよび第２送信器ＢＳにより、ブレードＢＬを通して所定の放射線を送信する。
【００４８】
放射線としてＸ線を上記のブレード検査に使用する。操向システムによって上記の放射線を配向する。
【００４９】
上記の放射線がブレードＢＬを通過した後、第１受信器ＡＲおよび第２受信器ＢＲによってこれを受信する。
【００５０】
送信器ＡＳ，ＢＳおよび受信器ＡＲ，ＢＲの位置を互いに変更させてブレードＢＬの検査を行う。
【００５１】
ここでは受信器ＡＲ，ＢＲおよび／または送信器ＡＳ，ＢＳの位置を固有の線に沿って直線上で互いに変更させてブレードＢＬの検査を行うことができる。
【００５２】
ここでは２つのビームを使用しており、これらのビームを検査中にブレードを通して掃引する。
【００５３】
受信器ＡＲ，ＢＲの出力信号を（ここでは図示を省略した）画像処理ユニットに導いてさらに評価を行う。後処理法を用いて、ブレードＢＬおよびその複合体の品質の違いを評価する。
【００５４】
上記の画像における所定のパターンを検出するアルゴリズムを使用することによって、上記の材料の品質の問題点を自動的に探索することができる。
【００５５】
上記のようにマーキングユニットＭと、補修および事前準備ユニットＲとを使用して、損傷部をマークして補修する。
【００５６】
送信器ＡＳ，ＢＳの入力信号は、（ここでは図示しない）信号ユニットによって形成する。上記の放射線を生成するため、例えば、加速器または放射線源を使用することができる。
【００５７】
図２には、本発明による第２のブレード検査法が示されている。
【００５８】
ここでは送信器ＡＳ，ＢＳおよび／または受信器ＡＲ，ＢＲの位置を互いに変更させてブレードＢＬの検査を行う。これらを円周方向に角度φで回転させる。上記の送信器および受信器をブレードＢＬの回りの軌道において回転させて検査を行う。
【００５９】
受信器ＡＲ，ＢＲの出力信号を画像処理ユニットに転送して後続の評価のために表示する。
【００６０】
この画像処理ユニットにより、マーキングユニットＭおよび補修および事前準備ユニットＲに対する信号を形成する。
【００６１】
さらにこのユニットにより、送信器ＡＳ，ＢＳを制御するための信号を形成する。
【符号の説明】
【００６２】
ＢＬ  ブレード、  ＡＳ，ＢＳ  送信器またはトランスミッタ、  ＡＲ，ＢＲ  受信器、  Ｘ  軸方向位置、  φ  円周方向位置、  Ｍ  マーキングユニット、  Ｒ  補修および事前準備ユニット
【図１】
2011012678.tif 000003
【図２】
2011012678.tif 000004