Cột mốc của quá trình chuyển đổi năng lượng
Nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo trên toàn cầu đang ngày càng gia tăng. Nhiều quốc gia đang từng bước loại bỏ nhiên liệu hóa thạch và chuyển sang các nguồn điện như điện gió, năng lượng mặt trời và thủy điện. Trong số đó, điện gió đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn năng lượng bền vững.
Tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch (DTU) ở Risø, các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu nhằm tối ưu hóa sản xuất năng lượng tái tạo. Lĩnh vực nghiên cứu Hệ thống Gió & Năng lượng của DTU bao quát toàn bộ chuỗi quy trình kỹ thuật cần thiết, trong đó, hoạt động thiết kế, chế tạo và thử nghiệm cánh quạt tua-bin gió là một phần trung tâm.
Mẫu cánh tua bin thử nghiệm
Tuổi thọ và kế hoạch bảo trì của cánh quạt phụ thuộc vào tải trọng và các yếu tố gây hư hỏng. Nhờ các hệ thống đo quang học ARAMIS và TRITOP, các nguyên mẫu dài đến vài mét có thể được phân tích một cách nhanh chóng và chính xác. Những công nghệ này giúp đo động các chuyển vị 3D, theo dõi sự hình thành và lan rộng của vết nứt cũng như tích hợp vị trí của các cảm biến bổ sung vào mô hình mô phỏng.
Kiểm tra phản ứng của vật thể dưới tải trọng và quá trình hư hỏng
Phân tích các tọa độ 3D sau khi đo
Công nghệ đo 3D cho cấu trúc lớn với hệ thống TRITOP
Các cánh quạt được phát triển bởi đội ngũ nghiên cứu tại DTU sẽ trải qua thử nghiệm tại các cơ sở chuyên dụng quy mô lớn trong khuôn viên Risø. Việc tối ưu hóa cả thiết kế lẫn quy trình sản xuất đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc về cách cánh quạt phản ứng dưới tác động của tải trọng cực hạn cũng như những yếu tố gây hư hỏng. Đồng thời, nghiên cứu cũng tập trung vào sự thay đổi của cánh quạt qua thời gian, bởi cấu trúc thường gặp phải những vấn đề hư hỏng dần dần trong quá trình sử dụng.
Ứng dụng linh hoạt và di động của máy đo tọa độ 3D TRITOP
Để nắm bắt hình dạng chính xác của cánh quạt và tích hợp dữ liệu vào mô hình số hóa (digital twin), nhóm nghiên cứu sử dụng hệ thống TRITOP với công nghệ đo tọa độ 3D quang học. Hệ thống này bao gồm một máy ảnh kỹ thuật số cầm tay và các vật thể hiệu chuẩn. Sau khi lắp đặt các điểm đo mã hóa lên trên bề mặt cánh quạt, máy ảnh sẽ chụp hình từ nhiều góc xung quanh vật thể cần phân tích để tạo ra đám mây điểm 3D. Hệ thống TRITOP được tận dụng cho cả trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng và trạng thái sau khi đã biến dạng của cánh quạt. Công nghệ này rất phù hợp với các ứng dụng di động linh hoạt và hỗ trợ đánh giá tọa độ 3D nhanh chóng thông qua phần mềm ZEISS INSPECT.
Phân tích các tọa độ 3D trong hệ thống
Tiến hành dán điểm đo lên lưỡi quạt
ARAMIS – Công nghệ phân tích biến dạng độ phân giải cao
Hệ thống TRITOP trước tiên ghi lại các điểm tham chiếu cần thiết để đảm bảo việc kiểm tra chính xác cho các cánh quạt lớn. Dựa trên các điểm tham chiếu này, ARAMIS – hệ thống đo quang học 3D độ phân giải cao – cung cấp khả năng đo toàn diện cả trên từng điểm nhỏ và toàn vùng lớn, đem lại độ chính xác vượt trội.
Các cảm biến ARAMIS thu thập dữ liệu 3D động, bao gồm tọa độ không gian, chuyển vị và ứng suất bề mặt. Để theo dõi biến dạng trên các đối tượng có kích thước lớn, nhóm nghiên cứu đồng bộ hóa nhiều hệ thống ARAMIS để thu nhận dữ liệu một cách liên tục. Các tọa độ 3D này sau đó được tổng hợp thành một dự án đo duy nhất nhờ đám mây điểm tham chiếu do hệ thống TRITOP cung cấp.
Phần mềm toàn diện từ ZEISS
Các giải pháp đo quang học 3D của ZEISS được trang bị phần mềm chuyên dụng để quản lý toàn bộ quy trình đo lường và đánh giá. Tất cả các phiên bản phần mềm đều sử dụng nguyên lý tham số hóa thông minh, mang lại giao diện trực quan và trải nghiệm người dùng tối ưu.
Phần mềm ZEISS INSPECT Optical 3D hỗ trợ toàn bộ quá trình từ thu thập dữ liệu, xây dựng lưới hình học, đến phân tích xu hướng và tạo dựng mô hình kỹ thuật số, nâng cao hiệu quả thực hiện.
Phân tích dữ liệu thử nghiệm động hiệu quả
Với ZEISS CORRELATE, kết quả đo từ các thử nghiệm động có thể được trực quan hóa và tùy theo nhiệm vụ đo, có nhiều lựa chọn phân tích và báo cáo.
Cả hai công cụ phân tích đều cung cấp giải pháp thông minh cho việc lưu trữ tài liệu an toàn, đồng thời các quy trình phân tích có thể được tự động hóa thông qua giao diện Python.
