一种基于频谱风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法.doc

说 明 书 摘 要 本发明公开了一种基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，包括如下步骤：步骤a)在待测风电叶片主梁外激发脉冲波，获得脉冲回波检测信号；步骤b）将步骤a所得脉冲回波检测信号进行快速傅里叶变换，获得频谱图并判断结构胶中是否存在缺胶或脱粘缺陷；步骤c)将叠加的脉冲回波检测信号进行峰值频率提取，并计算其峰值频率间隔；步骤d）利用步骤c所得数据进行干涉回波频率分析，判断结构胶的脱粘程度。针对现有技术，本发明在识别出风电叶片主梁和腹板粘接区域是否存在缺胶或脱粘缺陷的基础上还可实现对结构胶缺损程度进行较精密的检测，从而方便于叶片的修补工作，保障叶片出厂质量，降低叶片失效事故发生率，且流程简单、方法统一，特别适用于大型风电叶片主梁和腹板粘接区域的检测,具有很大的市场价值。权 利 要 求 书 1．一种基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤a)在待测风电叶片大梁外激发脉冲波，获得脉冲回波检测信号； 步骤b)将步骤a所得的脉冲回波检测信号进行快速傅里叶变换，获得频谱图并判断结构胶中是否存在缺胶或脱粘缺陷； 步骤c) 将叠加的脉冲回波检测信号进行峰值频率提取，并计算其峰值频率间隔； 步骤d) 利用步骤c所得数据，利用步骤c所得数据进行干涉回波频率分析，判断结构胶的脱粘程度。 2．根据权利要求1所述的基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于，步骤a之前还包括步骤a0，其具体操作为：建立无缺陷的风电叶片大梁和腹板粘接结构有限元模型，对有限元模型外激发不同中心频率汉宁窗调制的脉冲波，得到的脉冲回波检测信号进行比较，确定检测该模型适合的中心频率。 3．根据权利要求1所述的基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于，步骤a的具体操作为：选取大梁的待检测位置，在待检测位置处激发由步骤a0确定的脉冲波，获得脉冲回波检测信号。 4．根据权利要求1所述的基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于，步骤b的具体操作为：利用Origin将步骤a得到的脉冲回波检测信号截取相同信号长度进行快速傅里叶变换，由此得到脉冲回波检测信号的频谱图。图中幅度值即为即为快速傅里叶变换值。横轴为f即频率。将得到的频谱图进行比较，判断主梁和腹板粘接区域是否存在缺胶或脱粘缺陷。 5．根据权利要求1所述的基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于，步骤c具体操作为：设为频谱图中快速傅里叶变换的最大值所对应的频率和为频谱图中快速傅里叶变换次大值所对应的频率即峰值频率，分别在叠加的脉冲回波检测信号所对应的频谱图中提取和的数值，计算出峰值频率间隔。 6．根据权利要求5所述的基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于,峰值频率间隔计算公式为: (1) 其中，为频谱图中快速傅里叶变换最大值所对应的频率，为频谱图中快速傅里叶变换次大值所对应的频率。 7．根据权利要求1所述的基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法，其特征在于,步骤d具体操作为：利用步骤c所得的数值，进行干涉回波频谱分析即建立结构胶不同脱粘程度与峰值频率间隔的关系曲线，判断结构胶的脱粘程度。 说 明 书 一种基于频谱的风电叶片主梁和腹板粘接缺陷检测方法 技术领域 本发明涉及超声波频谱分析技术领域，特别涉及大型风电叶片主梁和腹板粘接区域的缺陷检测。 背景技术 风能作为一种清洁、无污染、可再生的绿色能源，在我国具有重要的战略地位,因此风力发电面临着广阔的市场空间。风电叶片作为风电机组最为关键的部件之一，为了更有效的获取风能，叶片的尺寸也在朝着大型化的发展。但是大型叶片体积庞大，成型工艺复杂，难免存在生产缺陷。典型的缺陷有分层、夹杂、孔隙和缺胶，其中缺胶引发叶片失效的情况最多。主要是由于叶片采用半成型合模技术即压力侧和吸力侧分别成型，然后通过结构胶进行粘接，而且粘接过程为盲粘。主梁作为风电叶片主要承载结构，其和腹板的粘接质量更是叶片使用寿命的关键。 目前传统检测方法有目视法和敲击法，这两种方法虽然简单易行，但是要求检测人员经验较高，准确性和可靠性较低。所以简单可靠、便于操作的风电叶片无损检测方法和标准备受关注。超声无损检测具有检测对象广、检测深度大、缺陷准确定位和便于现场使用等特点，已成为现在产品检测和控制的重要手段。但是超声波检测风电叶片在我国还处于初级研究阶段，主要是基于对超声波传播时间和回波幅值来获取介质特性信息，对于风电叶片大梁和腹板粘接区域，叶片尺寸庞大，只能应用脉冲回波技术进行扫查，但此处粘结剂的厚度大约为5-10mm,一旦粘结剂中存在脱粘，接收到的检测信号会因多界面回波信号叠加