关于水轮机叶片的三维检测评估

水轮机叶片作为水轮机的核心部件，其精度和状态直接影响到水轮机的转换效率和运行平稳性。如果叶片存在精度不足、损伤、变形等问题，可能导致水流不能有效地转化为机械能，进而影响发电效率。此外，这些问题还可能引起水轮机的振动和噪音，严重时甚至可能导致设备损坏，影响整个水电站的安全和经济效益。

因此，定期对水轮机叶片进行检测，可以及时发现并处理潜在的问题，确保水轮机的正常运行和高效发电。同时，检测数据还可以为叶片的修复、更换以及水轮机的设计改进提供重要依据，有助于提升水轮机的整体性能和稳定性。

水轮机叶片高精度三维检测解决方案

由于水轮机叶片多属于曲面造型，如果采用传统的测量工具实施三维检测，则比较不易于把控，且操作受限于操作人员的经验因素较多，较难实现标准的统一，切耗费的人力成本和时间成本都会较大。激光跟踪仪的应用，很好地解决了水轮机叶片三维检测高精度、曲面测量、快速高效等的检测需求。

图1：Radian系列激光跟踪仪（从左至右分别为：Plus、Pro、Core型号）

Radian激光跟踪仪系列解决方案

针对水轮机叶片三维检测的上述要求和特点，API品牌的Radian系列激光跟踪仪可高效实现检测需求。Radian激光跟踪仪具有微米（μm）级别的测量精度，以及超大的测量范围（超过160m），并且其1000Hz（1000点/秒）的超高采数速率可以支持在静态和动态测量中都有稳定的表现。

测量时，只需将Radian激光跟踪仪布设在待测水轮机叶片周边合适的位置，即可进行作业。操作者手持带有内置棱镜的SMR高精度靶球，Radian激光跟踪仪会从主机射出激光至靶球中心点位置锁定并实时跟踪，操作者使用靶球在水轮机叶片的待测位置进行触碰，并短暂静置（可根据需要设置静置时长，通常静态测量设置为1-3秒），Radian激光跟踪仪会随即以1000点/秒的采数速率对该点位置进行高精度采集，并反馈至笔记本电脑的测量软件中储存，用于随后的比对和分析。

除静态测量外，Radian激光跟踪仪亦可配合SMR靶球实现动态数据采集，操作时，只需将SMR贴合待测型面表面进行滑动，Radian激光跟踪仪即可将滑动轨迹上的各点的空间坐标测量记录并反馈至测量软件保存。

图2：Radian激光跟踪仪系列附件

（从左至右：靶球及圆柱销底座、vProbe隐藏点智能测头、ActiveTarget活动靶标、STS六维传感器、iScan3D复合扫描测头）

遇有隐藏位置或深孔时，还可根据实际需求，选择各式附件如：vProbe隐藏点智能测头、iScan3D扫描测头、靶球圆柱销底座、尖点探针等配合实现。另，Radian激光跟踪仪亦可配合ActiveTarget活动靶标或STS六维传感器，实现自动化3D或6D数据的采集。

图3：本案例测量现场

本案例测量现场

本案例测量现场，测量工程师在待测水轮机叶片的表面，使用SMR靶球配合Radian激光跟踪仪进行静态采点测量，并在测量软件中导入数模，与理论值进行比对，在短时间内，高效实现了对于水轮机叶片叶面精度的快速检测与评估。

图4：数据分析及报告

关于API

API品牌由Kam Lau博士在1987年创立于美国马里兰州的罗克韦尔，是激光跟踪仪的发明者，同时持有多项全球领先测量科技的专利，是精密测量科技领域的引领者；API自成立以来，始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产，产品已广泛应用于世界各国的先进制造领域，并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。