一、工具介绍

 1. 接触式超声探头（UT）

接触式超声探头是一种基于超声波原理的无损检测设备，通过发射高频声波穿透被测物体，接收反射信号后分析材料内部结构。其特点包括：

- 高精度：可检测0.1mm级裂纹、分层、气孔等缺陷；

- 深度覆盖：支持对复合材料内部5-50mm深度的缺陷检测；

- 数据可视化：生成C扫描图像，直观显示缺陷位置和形态。

 2. 机械臂系统

专为无人机设计的轻量化机械臂通常具备：

- 自由度运动：灵活调整探头接触角度；

- 自适应压力控制：确保探头与叶片表面保持恒定接触力；

- 防抖稳定技术：应对高空风扰，定位精度达±0.5mm。

 二、无人机携载后的能力提升

图为风电巡检全程自动化应用场景

（湖南易于飞航空科技有限公司-易巡机场）

传统无人机巡检主要依赖可见光、红外热成像等非接触式检测，而结合接触式超声探头与机械臂后，无人机的能力实现多维升级：

   检测深度扩展：超声探头突破表面检测局限，实现叶片内部结构的无损探伤，结合AI算法可自动分类缺陷类型（如裂纹、分层）并评估风险等级。

   作业闭环形成：机械臂使无人机从“仅检测”迈向“检测-处理”一体化。例如，发现叶片螺栓松动时，机械臂可即时紧固；检测到表面污垢时，可自动清洁，提升运维响应速度。

   5G赋能实时操控：通过5G网络，无人机可实时传输高清影像与超声数据至控制中心，同时支持远程操控机械臂执行复杂动作，确保在风机不停机状态下完成精细作业。

 三、在风电运维中的核心作用

1.提升检测精度与全面性

接触式超声探头与无人机多角度飞行结合，可覆盖叶片全表面及内部结构，漏检率降低至0.42%以下（传统人工巡检漏检率约15%-20%），尤其适用于高海拔、海上等复杂环境。

2. 降低安全风险与人力成本

无人机替代人工攀爬80-150米高的风机塔筒，彻底规避高空作业风险。某项目统计显示，无人机巡检使人工参与度减少70%，同时单次巡检时间从8小时缩短至30分钟。

3.经济效益显著

预防性维护：早期发现内部缺陷可避免叶片断裂等重大事故，单台风机维修成本降低约50%。

发电损失最小化：机械臂即时处理小缺陷，减少计划外停机。

4.智能化管理升级

检测数据通过云平台自动生成三维模型与诊断报告，支持运维决策。

 四、应用案例

 案例1：中国华能某海上风场（2023年）

- 挑战：80台6MW机组叶片雷击损伤排查

- 解决方案：

  - 搭载UT的DJI Matrice 300 RTK无人机队

  - 自主路径规划系统覆盖全部叶片

- 成果：

  - 7天完成全部检测（传统方式需45天）

  - 发现32处隐性碳梁损伤，避免直接经济损失超2亿元

 案例2：丹麦Vestas叶片工厂（2022年）

- 创新应用：

  - 生产线末端无人机UT质检

  - 机械臂自动标记缺陷位置

- 效益：

  - 出厂缺陷率从0.8%降至0.05%

  - 单叶片质检成本降低62%