Page 56 - 无损检测2025年第二期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc240230

基于数字图像相关跟踪技术的风机叶片运行状态

检测

纪旻祎 ，徐海丰 ，何吴炳 ，林燕春 ，赵姝婷 ，张天骥 1
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（1. 东北石油大学 机械科学与工程学院，大庆 163318；

2. 哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，哈尔滨 150000）
摘 要：提出一种基于数字图像相关追踪技术（digital image correlation and tracking, DIC-
Tracking）的风机叶片运行状态检测方法。该方法通过局部散斑绘制与DIC-Tracking算法结合，实
现对风机叶片的轴心偏移、变形及裂纹扩展的实时非接触式检测。试验结果表明，该方法能以超过
95%的精度实现叶片状态的精确追踪，具有操作简便、成本低廉、适应性强等优点，为风机叶片的
早期诊断和维护提供了一种高效且经济的解决方案。
关键词：数字图像相关跟踪技术；风机叶片在线检测；局部散斑；裂纹扩展
中图分类号：TE821；TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2025)02-0026-07

Wind turbine blade operation state detection based on digital image correlation and

tracking technology

JI Minyi , XU Haifeng , HE Wubing , LIN Yanchun , ZHAO Shuting , ZHANG Tianji 1
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（1. College of Mechanical Science and Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China;
2. School of Energy Science and Engineer,Harbing Institute of Technology, Harbin 150000, China）
Abstract: This paper presented a new method for monitoring the operational status of wind turbine blades using digital
image correlation and tracking (DIC-Tracking) technology. By combining localized speckle painting with the DIC-Tracking
algorithm, this method achieved real-time, non-contact monitoring of wind turbine blade hub misalignment, deformation,
and crack propagation. Experiments demonstrated that this method could accurately track the condition of the blades with
a precision exceeding 95%, offering advantages such as ease of operation, low cost, and strong adaptability. This method
provided an efficient and economical solution for early diagnosis and maintenance of wind turbine blades.
Key words: digital image correlation and tracking technology; online detection of wind turbine blade; localized speckle;
crack propagation

在风能转换为可持续电力的过程中，风机叶片 致轴心偏移、变形、裂纹等多种结构性问题 [2-3] 。这
承担着至关重要的作用。然而，叶片在运行中不可 些问题若不及时检测和维修，可能会导致风机性能
避免地会受到多变气候和复杂环境的影响 ，从而导 下降乃至设备故障。目前，尽管工业界已经采用多
[1]
种传统方法进行叶片损伤的检测，如振动分析、声发
[4]
收稿日期：2024-05-21 射检测和超声波检测等 ，但这些方法往往存在成
基金项目：黑龙江省优秀青年教师基础研究支持计划（YQJH 本高、设备复杂、精确度不足等缺点，且大多数不能
2023071）
在不接触叶片表面的情况下实现实时检测。
作者简介：纪旻祎（2003—），男，本科，主要研究方向为石油装备
随着计算机视觉技术的发展，基于数字图像相
无损检测技术
关（DIC）的方法为非接触式、实时检测提供了新的
通信作者：徐海丰（1987—），男，讲师，主要从事石油装备无损检
测技术的研究工作，nepuxhf@163. com 可能。DIC技术通过分析叶片表面的散斑图案变化

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2025 年 第 47 卷 第 2 期
无损检测