Vinkelmätning på distans

[Gustav180]

Vi har en kund som transporterar rotorblad till vindkraftverk. Den främre delen av bladet ligger på en lastbilstrailer och 35 m senare kommer en boggie som stöd för bladet. När den transporteras så utsätts den för en hel del påfrestningar, bl.a. torosionsvridning längs bladet. Nu vill kunden veta hur mycket bladet vridet sig när det transporterats till byggplatsen.

Det har funderats lite på detta, bl.a. med två accelerometrar där den ena är fäst på bladet där det hänger på lastbilen och den andra på bladet där det hänger på boggien. Om de läses samtidigt och det inte är någon torosionsvridning, så bör differansen bli = noll. Om det är vridet blir det en differens.

Ett annat sätt kan vara att fästa en laser på vingen vid bilen och en spegel där den hänger på boggien. Som mottagare finns en array av t.ex. fotodioder vid lasern. Om man prickar in laserreflexen mitt i arrayn när torosionsvridningen är noll, så kan man får indikeringar på vridning och böjningar beroende på vilka mottagardioder som får laserljus.

Är det någon som har andra förslag att bygga vidare på? Hur är det med elektroniska gyron?

[Andax]

Med GPS kan man mäta relativt mellan två mottagare med ca 2 cm noggrannhet. Är det tillräckligt?

[Nerre]

Laserlösningen tror jag är vettigast, den är mest failsafe.

Men måste det vara automatiskerad mätning? Räcker det inte med att lasern lyser på ett "kort" som fästs i änden på bladet och sen läser man av manuellt var ljuspunkten hamnar? Så tror jag man gör man t.ex. riktar långa lastbilar (jag praoade på en lastbilsverkstad för typ 30 år sen och minns att de hade nåt riggat på en bil där).

[squid]

Självdriften hos billiga accelerometrar och gyron tror jag ställer till problem. Är det för mycket jobb att sätta resistiva töjningsgivare på bladet? Går kanske även att fästa optiska markörer utmed bladet, filma och i efterhand bildbehandla fram mätvärden.

[Icecap]

Två laserpekare med en viss inbördes avstånd, de lyser på en lämplig skiva och ett videosystem övervakar punkterna. Med rätt storlek på skivan och ett rutsystem kan man få all information om vridning och böjningar. Spela in med låg upplösning på ett stort minne eller dekoda videobilden direkt och logga riktiga data.

[sodjan]

> ...och sen läser man av manuellt var ljuspunkten hamnar?

Jag tolkade det som att man vill få ett mått på vilka påfrestningar som
bladet har utsatts för under själva transporten. Det räcker alltså inte att
enbart mäta när man kommer fram, även om bladet då har exakt rätt
vridning så säger det inget om transporten. Eller skulle det sitta en
killa på boggien hela resan?

Hur gör man idag?
Kör man med vad som beräknas vara goda marginaler?
Sker det avsyn före montering?
Utmattning av materialet kan ju dock vara lite svårt att upptäcka.
Jag förstår problemet men har ingen lösning.

[Gustav180]

Nerre: Det skall vara mätning under transporten, den måste ske automatiskt. Det är där som påfrestningen sker. Det har vi saker för (http://www.mobitron.com). Det gäller bara att finna en bra mätmetod.

squid: Det bli lite långa givare om de skall täcka ca 35 m. Optiska markörer kan vara en idé att spåna på. Man kan sätta en videokamera med hårkors i ena änden och en "måltavla" med motsvarande kors i den andra. Men funkar det när det är "väder" ?

Icecap: Kan vara en idé att spåna på. En faktor är att det blir natt och väder. Man kan kanske låta kameran titta in i lasern och låta den rita en prick på "filmen" med jämna mellanrum.

sodjan: Man gör inget men vill veta. Därför har vi fått en förfrågan om det går att fixa.

Andax: Jag tror inte GPS klarar mäta en vridning på några grader.

Vi använder accelerometrar i vår produkt för att mäta vinkel och stötar. Vissa billiga typer är ganska dåliga med stor spridning. De vi använder är ADXL 326 och 327 från Analog Device. De fungerar bra.

[squid]

Töjningsgivarna är små, så sätt dit flera: http://www.vishaypg.com/micro-measureme ... ain-gages/. Bör duga om de sitter med några meters avstånd, ty de krafter du vill mäta är väl ganska jämt fördelade över större ytor?

Minst jobb tror jag dock det är att välja en optisk lösning av något slag. Undrar annars hur akustiska vågors utbredningshastighet påverkas i materialet av påfrestningarna, förutsatt att temperaturens inverkan kompenserats bort. Nä, optik är nog enklast

[Nerre]

Ah, jag tolkade det som att man ville veta hur bladet hade påverkats av transporten.

Men, man kan ju göra tvärtom. Sätt laserpekare i änden av bladet (de går ju att köra på batteri och om man pulsar dem så kan man nog få upp drifttiden), sen har man en halvgenomskinlig skärm i andra änden och videokamera bakom skärmen. Kameran kommer då att spela in hur laserpunkten rör sig.

[Gustav180]

squid: Jag vet att trådtöjningsgivare är små. Dessutom skall de limmas. Det blir lite bökigt när man arbetar med "boxhandskar". Monteringen skall göras av sådana som bara kan hantera skiftnyckel och andra lite större verktyg. Rotorblad är ganska biffiga saker när de kommer i marknivå.

Nerre: Videokamera är inte helt tokigt, men om transporten varar några dygn, så blir det lite jobbigt att läsa protokollet. Men vi har funderat lite vidare på principen med en CCD-kamera. Om det går att läsa av de pixlar som träffas av lasern och se differensen från utgångsläget borde det gå att få ett vinkelvärde som kan registreras och sparas.

Accelerationsgivaren är också intressant, med en 2g sensor kan jag läsa mycket små förändringar i vinkel. Dessutom är den lättare att anpassa till vår produkt. Om man sätter en i varje ände av bladet och läser differensen mellan dem, så borde man få en hyfsad upplösning.

[sodjan]

Är det utmattningsskador som ni vill försöka spåra ?
De är ju ganska komplexa och bl.a så räcker det väl inte med
att veta att det har varit en viss böjning *en* gång, utan summan
(eller produkten) av storleken på böjningarna och antalet spelar in (?).
Flera mindre böjningar kan vara "värre" än en stor. Hur snabbt böjningen
sker kan vara lika intressant som böjningens (max) applitud o.s.v.

Jag är inte helt med på i vilken riktning acc-mätarena ska "mäta".
Ena änden kan fara upp och ner utan böjningar om hela bladet
samtidigt ändrar riktning i sin helhet.

Personligen så känns det hela som ett fall där man får göra kalkyler
över vilka krafter en sådan här trailer-transport maximalt (under normala
betingelser, ingen dikeskörning o.s.v) utsätts för. Kanske genom
praktiska mätningar på en speciellt utrustad mät-trailer.

Sedan får man överföra dessa siffror på den aktuella lasten och göra en
teoretisk beräkning på vilka krafter som ett rotorblad kan utsättas för
under en normal transport. Och sedan se till att man har rejäla marginaler.

Finns det någon anledning att misstänka (t.ex genom observerade skador)
att man idag inte har tillräckliga marginaler ?

[Gustav180]

Vad som skall undersökas är kundens bekymmer. Kunden vill bara veta om vi kan använda vår produkt för att mäta torotionsvridning på propellerbladet under transport. Vi kan sätta in larmgränser för det som skall registreras. Mätvärdena sparas och analyseras efter transporten.

Acc-mätarens x- och y- axlar sätts i linje och vinkelrätt i bladets riktning. Då kan man avgöra om det är vridning eller böjning.

För dikeskörning och liknande har vi redan mätloggning.( www.mobitron.com )

[YngLi]

Är bladet fastspänt så det vrider sig motsvarande skillnaden i vägens lutning (+ fjädring o s v) mellan trailern och boggin, om det är så, går det inte att mäta lutningen på trailerns flak och boggins motsvarighet i så fall, skillnaden blir ju bladets vridning.
Kanske inte är så enkelt?

[grym]

ett par flätade fiskelinor(dynema,extrem liten töjning) från ena ändan till den andra,
fasta på ena sidan , till pottar på andra sidan, analog logger med lagom ingångar

med lite kreativa vinklar på linorna får man både böj och torrisionmätning

budgetvariant, skippa pottarm fäst plotterpenna mot papper och en fjäder mot andra fästpunkten

klart

[säter]

Hur har alla andra åkare, som kör vindkraft, löst problemet?