客户案例 | 蔡司三维测量技术优化风力发电机性能

丹麦素有“风电王国”的称号，风能是丹麦的第一大发电来源。Risø是丹麦技术大学（DTU）位于哥本哈根的研究机构点，该机构下属的“风能与能源系统研究所“是世界最著名和经验最丰富的风能研究中心之一，致力于开发更高效的风机叶片设计概念，以优化风力发电机的性能并提升能源产量。其中，叶片受力与失效行为在此过程中扮演着关键角色。

了解负载和损坏行为

提升风力发电机性能的一个关键方面在于风电叶片的设计、制造与测试，核心聚焦于探究其负载及损伤特性，这对确定风电叶片的使用寿命至关重要。该研究所利用大量测试设施对风电叶片进行分析，重点研究叶片在极端负载下的性能表现，并找出造成损坏的因素。研究结果不仅对优化设计与生产流程至关重要，而且有助于深入理解随时间推移而发生的结构变化。

这项研究的一个重要内容是创建数字孪生模型，即风电叶片的虚拟复制品，它能反映叶片在整个使用寿命期间的状态。通过这一方法，研究人员可以持续监控叶片的完整性和性能。为便于准确评估，DTU 采用了先进的光学测量系统。这些技术能够对大型原型进行快速准确的分析，从而改进研究过程。

▲ 在 DTU Risø 校区，新研发的风电叶片会在大规模先进设施中接受全面测试。研究人员进行综合测试，以评估风电叶片的负载和失效行为

对大型结构进行三维测量

ZEISS TRITOP 是一款光学三坐标测量系统，可以通过摄影测量捕捉风电叶片的几何形状。该系统由手持数码相机和标定物组成。通过在风电叶片上应用编码和未编码测量点，研究人员可以从不同角度拍摄图像，生成详细的三维点云。该系统适用于未变形和已变形的风电叶片，可借助 ZEISS INSPECT 检测软件轻松评估三维坐标。

风电叶片的高分辨率变形分析

使用摄影测量系统记录参考点后，ZEISS ARAMIS 便开始发挥作用。这款用于进行全场及基于点测量的高分辨率光学三维测量系统，能够借助这些参考点，自动转换包括坐标、位移和表面应变在内的各项独立测量数据。为了能够持续且精准地识别大型物体上的形变，多个系统被相互连接并实现同步运作。这种全面的数据收集有助于评估风电叶片的完整性和性能。

▲ ZEISS ARAMIS系统能够精准识别大型物体上的形变

为风能技术铺路

DTU 的研究大大加深了人们对风电叶片动力学的理解，对风能技术的进步具有决定性意义。通过使用创新的测量技术，DTU 有效地优化了风力发电机的设计和生产。

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