一种海上风电机组全景红外热成像检测装置的制作方法

本发明属于海上风电，具体涉及一种海上风电机组全景红外热成像检测装置及方法。

背景技术：

1、海上风电是一种清洁可再生能源，在应对气候变化、减少化石燃料消耗方面具有重要意义。海上风电机组是指安装在近海或远洋的大型风力发电装置，通过捕捉海上风能实现发电。

2、目前，海上风电行业正处于快速发展阶段，全球多个国家和地区纷纷加大投资力度，大规模建设海上风电场。相比陆上风电，海上风电场的风况条件更加优越，能够获得更高的发电效率。但同时，海上风电机组也面临着恶劣的自然环境和极端天气，如台风、大风、腐蚀性空气等，给机组的安全运行带来巨大挑战。

3、传统的海上风电机组状态监测和故障检测主要依赖人工定期检修和现场局部监测手段；人工检修效率低下且成本高昂，无法对整机进行全面检测；局部监测则无法全面获取风机各部件的运行状态，易漏检和延误发现故障隐患。此外，现有单一的检测手段也难以充分感知和分析导致故障的多种可能因素及其内在关联。同时，缺乏基于大数据分析的智能化监测预警系统，难以及时发现潜在故障并制定有效的检修决策方案。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种海上风电机组全景红外热成像检测装置及方法，集成先进的红外热成像、三维测绘、振动监测等多种检测技术，建立基于人工智能和大数据分析的智能故障诊断机制，从而克服现有检测手段的种种不足，提高运维检修的及时性和针对性，确保海上风电场的安全高效运营。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种海上风电机组全景红外热成像检测装置，包括：

4、可拆卸式全景红外热成像探测模块，用于对风机各部件进行360度无死角全景红外热成像监测、三维激光点云扫描以获取风机高精度三维模型、振动状态检测，得到多源异构数据；

5、远程监控中心，用于集中存储并对多源异构数据进行融合分析，识别异常热点、振动异常，并基于海上风电场三维模型对故障发生位置进行精确定位；

6、无人机巡检系统，携带热成像相机和三维测绘设备，用于对重点区域开展目视巡检和维修作业。

7、优选地，可拆卸式全景红外热成像探测模块集成有冷却非制冷红外热成像传感器、三维激光雷达测绘传感器、振动监测传感器、防风防潮防腐外壳、双轴运动云台、北斗/gps定位模块、4g/5g数据传输模块以及集成锂电池供电模块。

8、更优选地，冷却非制冷红外热成像传感器的分辨率大于等于1024x768，温度测量精度大于等于±1℃。

9、更优选地，三维激光雷达测绘传感器的测距精度大于等于±2cm。

10、更优选地，振动监测传感器的采样频率大于等于25.6khz。

11、更优选地，全景红外热成像探测模块通过快速装卸接口安装于风机不同部位。

12、优选地，远程监控中心通过机器学习算法将红外热成像数据、振动数据和风机运行数据进行融合分析，基于海上风电场三维模型直观显示风机的健康状态，并针对重点区域制定监测检修方案。

13、优选地，无人机巡检系统采用编队飞行模式，以完成对风场的区域热成像与三维测绘作业。

14、优选地，无人机巡检系统利用机载云端计算，对获取的数据进行分析并下传故障告警信息。

15、本发明的另一个技术方案是：一种海上风电机组全景红外热成像检测方法，包括以下步骤：

16、对风机各部件进行360度无死角全景红外热成像监测、三维激光点云扫描以获取风机高精度三维模型、振动状态检测，得到多源异构数据；

17、集中存储并对多源异构数据进行融合分析，识别异常热点、振动异常，并基于海上风电场三维模型对故障发生位置进行精确定位；

18、携带热成像相机和三维测绘设备，用于对重点区域开展目视巡检和维修作业。

19、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

20、1.实现了对海上风电机组全部部件的360度无死角红外热成像监测，避免了传统人工抽检和局部监测存在的盲区和漏检问题。

21、2.通过集成三维激光测绘传感器，获取风机高精度三维模型，将红外热成像数据与三维点云数据精准匹配，可精确定位发热异常区域的空间位置和对应部件，大幅提高故障定位精度。

22、3.融合振动监测数据，通过机器学习算法分析热故障与振动异常之间的内在关联，提高了故障诊断的全面性和准确性，有助于及时发现复合性故障根源。

23、4.远程监控中心对海量多源异构监测数据进行智能融合分析，基于三维风场模型直观显示全场故障分布，为制定高频次重点检测方案提供决策支持。

24、5.集成无人机巡检系统，利用空中获取的遥感数据与监测装置数据进行互补，实现对重点区域的高精度、高频次的目视巡检和维修作业。

25、6.模块化设计使得全景红外热成像探测模块可快速拆装部署于风机不同部位，具有优良的环境适应性和灵活性。

26、7.无线供电和数据传输设计，避免了传统有线连接的高成本和不便，实现了低成本的整体智能化在线监测。

27、综上所述，本发明为海上风电机组提供了一种全方位、智能化、远程协同的状态监测新方案，可大幅提高运维检修的及时性和有效性，从而确保海上风电场长期安全高效运营，具有显著的经济和社会效益。

28、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，可拆卸式全景红外热成像探测模块集成有冷却非制冷红外热成像传感器、三维激光雷达测绘传感器、振动监测传感器、防风防潮防腐外壳、双轴运动云台、北斗/gps定位模块、4g/5g数据传输模块以及集成锂电池供电模块。

3.根据权利要求2所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，冷却非制冷红外热成像传感器的分辨率大于等于1024x768，温度测量精度大于等于±1℃。

4.根据权利要求2所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，三维激光雷达测绘传感器的测距精度大于等于±2cm。

5.根据权利要求2所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，振动监测传感器的采样频率大于等于25.6khz。

6.根据权利要求2所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，全景红外热成像探测模块通过快速装卸接口安装于风机不同部位。

7.根据权利要求1所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，远程监控中心通过机器学习算法将红外热成像数据、振动数据和风机运行数据进行融合分析，基于海上风电场三维模型直观显示风机的健康状态，并针对重点区域制定监测检修方案。

8.根据权利要求1所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，无人机巡检系统采用编队飞行模式，以完成对风场的区域热成像与三维测绘作业。

9.根据权利要求1所述的海上风电机组全景红外热成像检测装置，其特征在于，无人机巡检系统利用机载云端计算，对获取的数据进行分析并下传故障告警信息。

10.一种海上风电机组全景红外热成像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种海上风电机组全景红外热成像检测装置，包括可拆卸式全景红外热成像探测模块、远程监控中心及无人机巡检系统；探测模块集成红外热成像、三维激光测绘、振动监测，实现360度无死角对风机各部件的监测；远程监控中心通过机器学习算法对多源异构数据进行融合分析，自动识别异常并挖掘内在关联，制定检修决策；无人机系统开展高频次巡检和维修作业。该装置将先进技术有机融合，形成智能化在线监测系统，可精准定位故障位置，及时发现隐患，提高海上风电运营安全性和经济性，具有重要应用价值。技术研发人员：薛晗光,王忠杰,张都,朱哲蕾,郑枫,赵剑剑,施俊佼受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15