三維掃描儀在風機塔筒垂直度監測中的應用

1. 引言

風電塔的維護檢測是風電場管理的一項重要工作。風機塔筒一般是高度為65米的圓柱形鋼結構，表面微小凹坑也可能導致塔筒局部彎曲；運行過程中會發生由上至下“香蕉型”傾斜；另外長期往復的循環載荷也有可能造成地基變松，塔身傾斜，進而對風電機運行造成損害。通常對風電塔外形的檢測主要采用全站儀進行測量，費時費力。

利用三維激光掃描技術，可對風機塔筒進行三維數據采集，建立高精度三維立體模型，將整個風電場所有風機塔位的垂直度偏移量進行匯總制圖和制表，準確監測風機塔筒的傾斜程度，為風機的安全運行提供預警，避免風機塔筒變形引起生產事故及經濟損失，還可對電力高聳構筑物的結構設計進行現場生產工況下的狀態驗證，進一步提高電力勘測設計水平。

2. 風電塔三維激光掃描應用

2.1 流程圖

2.2 三維激光掃描外業實施

1） 測量設備：Trimble TX8三維激光掃描儀

2） 測站數： 6站

3） 拼接方式：基于目標球（靶標）的點云拼接

4） 拼接精度：1.8mm

5） 外業時間：40分鐘

2.3 三維激光點云數據處理

2.3.1點云配準（拼接）

TX8掃描數據直接存儲為Trimble RealWorks（簡稱TRW）可識別的標準工程文件（由.rwi測站文件夾和.rwp快捷方式組成的文件），從64G高速存儲優盤（USB3.0）中將掃描工程文件拷到工作站中，雙擊.rwp快捷方式打開工程文件。文件第一次打開時，會進入配準模塊，首先保存工程，在配準菜單下選擇“自動提取目標并配準”，等待配準完成。并生成配準報告。

2.2.3 點云提取

配準完成后，需將點云提取出來。

2.2.4 模型建立

進入“辦公室測量”模塊，此模塊包含了豐富的工具可以讓我們快速創建出需要的各種成果。建立模型，提取中軸線，對比分析。

2.4結果分析

根據掃描數據擬合的中軸線，與中垂線做對比，得出下表。

3. 總結：

三維激光掃描結果可以用來驗證實際建成的結構的幾何缺陷以及傾斜狀態等信息，并可以進一步基于三維激光掃描技術開發進行其他風電塔檢測項目，如對塔筒三維數據與設計圖紙的對比，進行不同高度處半徑設計值對比等。