三维扫描仪在风机塔筒垂直度监测中的应用

1. 引言

风电塔的维护检测是风电场管理的一项重要工作。风机塔筒一般是高度为65米的圆柱形钢结构，表面微小凹坑也可能导致塔筒局部弯曲；运行过程中会发生由上至下“香蕉型”倾斜；另外长期往复的循环载荷也有可能造成地基变松，塔身倾斜，进而对风电机运行造成损害。通常对风电塔外形的检测主要采用全站仪进行测量，费时费力。

利用三维激光扫描技术，可对风机塔筒进行三维数据采集，建立高精度三维立体模型，将整个风电场所有风机塔位的垂直度偏移量进行汇总制图和制表，准确监测风机塔筒的倾斜程度，为风机的安全运行提供预警，避免风机塔筒变形引起生产事故及经济损失，还可对电力高耸构筑物的结构设计进行现场生产工况下的状态验证，进一步提高电力勘测设计水平。

2. 风电塔三维激光扫描应用

2.1 流程图

2.2 三维激光扫描外业实施

1） 测量设备：Trimble TX8三维激光扫描仪

2） 测站数： 6站

3） 拼接方式：基于目标球（靶标）的点云拼接

4） 拼接精度：1.8mm

5） 外业时间：40分钟

2.3 三维激光点云数据处理

2.3.1点云配准（拼接）

TX8扫描数据直接存储为Trimble RealWorks（简称TRW）可识别的标准工程文件（由.rwi测站文件夹和.rwp快捷方式组成的文件），从64G高速存储优盘（USB3.0）中将扫描工程文件拷到工作站中，双击.rwp快捷方式打开工程文件。文件第一次打开时，会进入配准模块，首先保存工程，在配准菜单下选择“自动提取目标并配准”，等待配准完成。并生成配准报告。

2.2.3 点云提取

配准完成后，需将点云提取出来。

2.2.4 模型建立

进入“办公室测量”模块，此模块包含了丰富的工具可以让我们快速创建出需要的各种成果。建立模型，提取中轴线，对比分析。

2.4结果分析

根据扫描数据拟合的中轴线，与中垂线做对比，得出下表。

3. 总结：

三维激光扫描结果可以用来验证实际建成的结构的几何缺陷以及倾斜状态等信息，并可以进一步基于三维激光扫描技术开发进行其他风电塔检测项目，如对塔筒三维数据与设计图纸的对比，进行不同高度处半径设计值对比等。