一家检测服务公司向 dolphitech 提供了由玻璃纤维增强聚合物制成的风力涡轮机叶片蒙皮材料的弯曲部分,以测试dolphicam2检测平面外皱纹的能力。带有TRM-EC-1.5MHz换能器模块的dolphicam2 +可以成功检测部件中的皱纹和分层。结果显示在以下能力研究中。
增加风力涡轮机叶片长度的趋势仍在继续,以大限度地提高提取的功率和运行效率。然而,随着这种趋势,叶片制造变得更加困难。通过复杂的叠层和树脂灌注工艺确保超过 100 米的叶片具有一致的质量尤其具有挑战性。玻璃织物必须精确地放入模具中,并在树脂灌注过程中保持在原位。通过不正确的织物放置或通过不完善的树脂灌注工艺,大块层压板内可能会出现肉眼无法检测到的平面外皱纹。这种皱纹扫描导致刀片强度的降低。如果无法识别和消除此类皱纹,则需要应用可拆卸安全系数,这会对重量产生不利影响,从而影响叶片的效率。
因此,一家检查服务公司向 dolphitech 提供了一段由 GFRP 制成且已知含有自然皱纹的风力涡轮机叶片,以评估dolphicam2的能力。该截面的宽度和高度为 56 cm × 15 cm,而厚度因背面大量分层而有所不同。作为一个非常粗略的测量,厚度约为 20 毫米。图 1 显示了样品的照片。
图 1. 提供的风力涡轮机叶片部分的照片。(a) 是检查面,(b) 是背面。
使用dolphicam2+和TRM-EC-1.5 MH z 换能器模块 (TRM)检查风力涡轮机叶片样品,并添加 ODI – 单探头轮编码器以获取编码扫描。
图 2. 带有 TRM-EC-1.5 MHz 和 ODI 的 dolphicam2+ 照片——单探头轮编码器。
TRM -EC-1.5 MHz是一种低频传感器,设计用于穿透厚材料和结构。TRM 有一条 12 毫米的延迟线,由 Aqualene 制成,这是一种橡胶材料,可以很好地适应较粗糙和略微弯曲的表面。ODI——单探头轮编码器提供位置数据,可以快速映射大于传感器孔径的区域。
覆盖凸面检查面的编码扫描与包含皱纹的较小部分的单独扫描一起进行。扫描被存储为完整的数据集,包括所有 A 扫描数据,允许扫描被询问并在回顾时改变门。该系统可以在显示数据之间快速切换,显示为振幅或厚度 (ToF),这些数据将分别绘制在灰度和彩虹调色板中。
标准超声凝胶用作耦合剂。
GFRP 的衰减特性意味着我们使用了低频换能器。此外,该材料的光洁度略微粗糙,并且有轻微的曲率。这使得换能器更难符合样本。TRM-EC-1.5MHz的 Aqualene 延迟线有助于确保在检查过程中与零件的良好接触。皱纹本身是相当微妙的低振幅迹象,需要灵敏的超声波检测设备来检测和表征。
正如所讨论的那样,完整的数据集被存储起来,允许扫描被询问并在回顾时改变门。通过门控排除后壁,我们能够在振幅视图中观察到皱纹作为更高振幅的线性特征,如图 3 所示。这些指示的深度可以在具有合适振幅阈值的厚度 (ToF) 视图中可视化,参见图 4。在图 3 和 4 中,标记并编号了三个主要皱纹。这些标签将在本节后面使用。
图 3. 振幅视图,其中数据被门控以排除后壁。
图 4. 厚度 (ToF) 视图,其中数据被门控以排除后壁,并应用了振幅阈值。
在图 5 和图 6 中分别选通包括背面的振幅和厚度 (ToF) 视图。在振幅视图(图 5)中,可以看到纹理图像,表明后壁回波振幅存在不一致。在厚度 (ToF) 视图(图 6)中,可以看出不一致是由零件的可变厚度引起的,其范围从 ~12 毫米到 19 毫米。
图 5. 振幅视图,其中数据被门控以包括后壁。
图 6. 厚度 (ToF) 视图,其中数据被门控以包括后壁。
包含先前标记的三个主要皱纹的较小部分的扫描如图 7 所示。在这些扫描中,应用了测量标记,其中振幅视图具有线测量标记,厚度 (ToF) 视图具有点测量标记。表 1 显示了获得的测量值的摘要。
图 7. 三个皱纹的振幅和厚度 (ToF) 视图。数据被门控以排除后壁,并且 ToF 视图应用了振幅阈值。
表 1. 测量尺寸。深度使用点测量标记的平均读数,该值精确到小数点后两位。
使用dolphicam2+和TRM-EC-1.5MHz换能器成功检查了样本,并添加了 ODI - 单探头轮以快速映射更大的部分。
生成的数据非常适合检测和分析皱纹和分层。该组件被发现具有丰富的特征,样品背面的近表面皱纹和分裂分层清晰可见。
能够同时查看振幅和厚度 (ToF) 数据,从而实现互补分析。使用内部门在振幅视图中检测皱纹,并使用振幅视图和 ToF 视图对其进行表征。在 ToF 视图中使用外部门可以好地检测到后壁分层,其中还表征了厚度变化。
完整的数据集保存功能使数据能够重新门控和回顾性分析。这样可以通过一次扫描检查背面的近表面皱纹和分层。
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