图像检测技术在静态风电叶片检测中的应用综述

在简述静态风电叶片损伤的基础上，本文主要针对图像检测技术在静态风电叶片无损检测中应用的研究

风能主要包括陆地风能资源和海洋风能资源两大类，因其具有易获取、分布广泛、经济性较好等特点，使其成为最具有规模化、商业化开发条件和广阔发展前景的绿色能源[1] [2]。因风力发电场一般选择在海上、戈壁滩以及山区等空旷地区安装， 风电叶片成为风电机组中最关键、最昂贵、最易破坏的部件， 约占整个机组总成本的20% [3]。

因此， 实现风电叶片工作状态的有效检测对保障风电产业的顺利发展具有重要的意义。基于上述分析，本文在总结静态风电叶片常见损伤的基础上，就目前图像检测技术在静态风电叶片检测中的应用进行一定的综述和对比分析，以期对风电叶片的生产、运输、安装测试等起到一定指导性的作用。

2. 静态风电叶片常见损伤形式 风电叶片的损伤来源主要分为三大类：制作过程、运输及安装及运行期间。本文以静态风电为研究对象着重介绍风电叶片制作过程、运输及安装等叶片正式运行之前常见的损伤形式。

2.1. 制作过程 风力叶片由叶根、外壳和主梁三部分组成， 多数结构形式为复合材料蒙皮与主梁构成的中空薄壁状。

而由于复合材料不均匀和各向异性的，在制备过程中存在很多人为因素和工艺不稳定性，极易使复合材料表面和内部形成孔隙、裂纹、脱粘和分层缺陷。

因此， 风电叶片制作过程中不可避免的存在各种缺陷。

据统计，风电叶片损伤超过一半是在制作过程中产生的。如2010 年统计数据显示，风电叶片中53%的风电叶片损伤来自于制作过程，而只有47%的风电叶片损伤来自于其运行过程中受到光照、外界冲击等运行因素[4]。

孔隙：孔隙产生于纤维层内的空隙、纤维层与层间的空隙。孔隙对于材料的剪切、弯曲、拉伸与压缩等力学性能强度起到很强的削弱作用，其形成的主要原因有注胶过程中引入气泡、叶片制造过程中气泡不完全排出等制作工艺缺陷。

裂纹：叶片成型过程中，如果缺胶会导致叶片粘结不牢靠，达不到运行时所需强度；而多胶则会加长固化时间，较长时间的固化过程中，胶体内部会产生微裂纹。据统计，风电叶片在制作过程中有43%损伤来自于胶体固化或人工操作失误[5]。

脱粘：脱粘即在叶片成型过程中缺胶过度严重、掉落或混入其他非结构材料物质，从而导致叶片粘接失效。据统计脱粘在制作过程损伤中占比为17%。