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三維掃描儀在風機塔筒垂直度監(jiān)測中的應(yīng)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(jié)構(gòu)，表面微小凹坑也可能導致塔筒局部彎曲；運行過程中會發(fā)生由上至下“香蕉型”傾斜；另外長期往復的循環(huán)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(shù)，可對風機塔筒進行三維數(shù)據(jù)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(jiān)測風機塔筒的傾斜程度，為風機的安全運行提供預(yù)警，避免風機塔筒變形引起生產(chǎn)事故及經(jīng)濟損失，還可對電力高聳構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行現(xiàn)場生產(chǎn)工況下的狀態(tài)驗證，進一步提高電力勘測設(shè)計水平。

2. 風電塔三維激光掃描應(yīng)用

2.1 流程圖

2.2 三維激光掃描外業(yè)實施

1） 測量設(shè)備：Trimble TX8三維激光掃描儀

2） 測站數(shù)： 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(yè)時間：40分鐘

2.3 三維激光點云數(shù)據(jù)處理

2.3.1點云配準（拼接）

TX8掃描數(shù)據(jù)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(yōu)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(chuàng)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(jié)果分析

根據(jù)掃描數(shù)據(jù)擬合的中軸線，與中垂線做對比，得出下表。

3. 總結(jié)：

三維激光掃描結(jié)果可以用來驗證實際建成的結(jié)構(gòu)的幾何缺陷以及傾斜狀態(tài)等信息，并可以進一步基于三維激光掃描技術(shù)開發(fā)進行其他風電塔檢測項目，如對塔筒三維數(shù)據(jù)與設(shè)計圖紙的對比，進行不同高度處半徑設(shè)計值對比等。