[发明专利]用于复合风力涡轮叶片的翼梁帽的轮廓检查系统和方法

说明书

技术领域

本申请和所得的专利大体涉及风力涡轮叶片和检查系统，因此且更加具体而言涉及用于复合风力涡轮叶片的翼梁帽的轮廓检查系统以在制造期间检测脱离平面的波动。

背景技术

现代风力涡轮叶片大体将低重量和低转动惯量与高刚度和对疲劳和磨损的高抗性结合，以便承受在典型寿命周期中遭遇的极端条件中的各种力。大体上描述，典型风力涡轮叶片可由基本翼梁支撑的多层复合材料外皮构造。复合材料外皮的各个层应以大致均匀的方式施加以确保涡轮叶片将满足性能和寿命需要。然而，施加或层合过程中的脱离平面的波动或其它类型的非均匀性可降低结构的负载承载能力且最终可导致在现场失效。这对于翼梁帽和其它类型的构件的制造可尤其正确。

用于组装、处理的涡轮叶片构件的检查的现有方法包括视觉检查和各种类型的非破坏性成像检查技术，诸如超声测试。然而，给定外皮的高度耗散材料，这种超声测试可具有受限的使用。计算断层照相技术也可用但这种测试可为耗时和昂贵的并且带来辐射安全影响。

发明内容

本申请和所得的专利因此提供一种在层合期间检查复合涡轮叶片翼梁帽的方法。该方法可包括以下步骤：将层施加至模具，利用轮廓测定仪测量层的表面特征，以及基于测量的表面特征判断层是否在其中具有脱离平面的波动。

本申请和所得的专利进一步提供一种涡轮叶片翼梁帽轮廓检查系统。涡轮叶片翼梁帽轮廓检查系统可包括翼梁帽模具、定位在翼梁帽模具周围的复合材料敷料器以及定位在翼梁帽模具周围的轮廓测定仪。轮廓测定仪确定由复合材料敷料器施加至翼梁帽模具的各个层的厚度以便检测带有脱离平面的波动的层。

本申请和所得的专利进一步提供一种检查复合材料涡轮叶片构件的方法。该方法可包括以下步骤：将复合材料层施加至模具，利用轮廓测定仪测量复合材料层的表面特征，形成复合材料层的三维表面图，以及判断复合材料层是否在其中具有脱离平面的波动。

技术方案1. 一种在层合期间检查复合涡轮叶片翼梁帽的方法，包括：

将层施加至模具;

利用轮廓测定仪测量所述层的表面特征；以及

基于所测量的表面特征判断所述层是否在其中具有脱离平面的波动。

技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，将层施加至模具的步骤包括施加纤维加强材料和/或核心材料。

技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中，将层施加至模具的步骤包括施加纤维树脂基质。

技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述方法还包括在确定无脱离平面的波动的情况下施加另外的层的步骤。

技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述方法还包括在确定了脱离平面的波动的情况下停止施加另外的层的步骤。

技术方案 6. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述方法还包括在处理之后测量所述层的所述表面特征的步骤。

技术方案7. 根据技术方案1所述的方法，其中，基于所测量的表面特征判断所述层是否在其中具有脱离平面的波动的步骤包括形成所述层的三维表面图。

技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，其中，利用轮廓测定仪测量所述层的表面特征的步骤包括利用具有大约0.01至大约0.06毫米的分辨率的轮廓测定仪测量所述层的所述表面特征。

技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其中，将层施加至模具的步骤包括在自动或手动过程中施加所述层。

技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其中，将层施加至模具的步骤包括将所述层施加至翼梁帽模具。

技术方案11. 一种涡轮叶片轮廓检查系统，包括：

翼梁帽模具；

定位在所述翼梁帽模具周围的复合材料敷料器；以及

定位在翼梁帽模具周围的轮廓测定仪；

其中所述轮廓测定仪确定由所述复合材料敷料器施加至所述翼梁帽模具的各个层的厚度以便检测带有脱离平面的波动的层。

技术方案12. 根据技术方案11所述的涡轮叶片轮廓检查系统，其中，各个层包括纤维加强材料和/或核心材料。

技术方案13. 根据技术方案11所述的涡轮叶片轮廓检查系统，其中，各个层包括纤维树脂基质。

技术方案14. 一种检查复合材料涡轮叶片构件的方法，包括：

将复合材料层施加至模具;

利用轮廓测定仪测量所述复合材料层的表面特征；

形成所述复合材料层的三维表面图；以及

判断所述复合材料层是否在其中具有脱离平面的波动。