[发明专利]裂纹检测方法和系统

说明书

提供一种裂纹检测方法和系统，该裂纹检测方法包括：获取待检测部件上的预定区域的多个图像，其中，在预定区域内布置有多个散斑点；基于获取的多个图像追踪多个散斑点的位置变化，以获得预定区域的应力场；根据应力场中的应力极大值与设定应力阈值的比较结果，确定待检测部件是否出现裂纹。采用本发明示例性实施例的裂纹检测方法和系统，能够对裂纹进行在线检测，避免了停机检查裂纹所造成的经济损失。

技术领域

本发明总体上涉及裂纹监测领域，更具体地讲，涉及一种裂纹检测方法和系统。

背景技术

当结构部件应力达到破坏极限，或是长期承受交变应力，疲劳寿命达到极限时，结构部件会在一定的区域萌生出裂纹，并且裂纹会迅速发展，导致结构部件断裂，造成结构部件失效。对于设备的关键结构部件，一旦出现失效很有可能会导致严重的安全事故和经济问题。

目前对结构部件的裂纹的检查方法有超声波检测、人工检测、机器视觉检测、振动检测等。超声波检测和人工检测主要用于离线检查。如果裂纹已经扩展的比较明显，有较大的开合，可以通过目视的方法检测到，如果裂纹较小，则需要借助工具。超声波检测是常见的探伤方法，但是该方法对操作人员的经验有一定的要求，并很难实现在线监测。离线检查方法受到运维周期的限制，如果在维护期间时没有发现裂纹的萌生，或在设备运行期间出现裂纹萌生和进一步恶化，仍然会导致结构部件失效。机器视觉检测和振动检测能够实现在线监测，但是机器视觉检测和振动检测都对早期微小裂纹不敏感。而且机器视觉检测需要大量的裂纹特征来进行识别训练，如果裂纹特征不在已有的训练集内，则很可能会发生误判和漏判，所以要求在应用前进行大量的裂纹数据收集，在工程应用上受实验条件和样品部件的数目限制，往往不具备实施条件。振动检测对静态和低速结构部件的裂纹识别比较困难，往往需要专家系统参与。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种裂纹检测方法和系统，以克服上述至少一个缺点。

在一总体方面，提供一种裂纹检测方法，裂纹检测方法包括：获取待检测部件上的预定区域的多个图像，其中，在预定区域内布置有多个散斑点；基于获取的多个图像追踪多个散斑点的位置变化，以获得预定区域的应力场；根据应力场中的应力极大值与设定应力阈值的比较结果，确定待检测部件是否出现裂纹。

可选地，预定区域可为待检测部件上产生裂纹可能性最大的区域。

可选地，根据应力场中的应力极大值与设定应力阈值的比较结果，确定待检测部件是否出现裂纹的步骤可包括：当应力场中的应力极大值大于或等于设定应力阈值时，确定待检测部件在预定区域出现裂纹，当应力场中的应力极大值小于设定应力阈值时，确定待检测部件在预定区域没有出现裂纹。

可选地，裂纹检测方法可还包括：将应力场中大于或等于设定应力阈值的应力极大值所在的位置确定为裂纹的尖端的位置；根据裂纹的尖端的位置确定裂纹的当前长度；基于裂纹的当前长度确定待检测部件是否存在失效风险。

可选地，基于裂纹的当前长度确定待检测部件是否存在失效风险的步骤可包括：当裂纹的当前长度大于或等于失效长度阈值时，确定待检测部件存在失效风险，当裂纹的当前长度小于失效长度阈值时，确定待检测部件不存在失效风险。

可选地，裂纹检测方法可还包括：确定待检测部件出现当前长度的裂纹的时间点；根据首次确定待检测部件出现裂纹的时间点、首次确定出现裂纹的长度、裂纹的当前长度、出现当前长度的裂纹的时间点，确定裂纹的长度的变化率；根据确定的变化率以及使得待检测部件失效的裂纹的失效长度阈值，预测裂纹从当前长度发展到使得待检测部件失效的失效长度阈值所需的失效时间。

可选地，待检测部件可为风力发电机组中的用于连接叶片与轮毂的回转支撑件。