Laser-Doppler-Vibrometrie an dynamischen Strukturen von Windenergieanlagen

Abstract

Zusammenfassung Zahlreiche Fragestellungen bei Design, Errichtung und Betrieb von Windenergieanlagen erfordern Vibrationsmessungen, insbesondere auch an Rotorblättern unter Betriebsbedingungen. Verbaute Sensoren können diese Aufgabe nur punktuell, extern angebrachte nur mit großem Aufwand und eventueller Beeinflussung des Messobjektes erfüllen. Als anlagenunabhängiges, distantes Messverfahren soll hier eine Kombination aus Laser-Doppler-Vibrometer mit einem Trackingverfahren für die Verfolgung der Rotordrehung vorgestellt werden. Es erfordert eine Trennung der Effekte, die durch die makroskopische Bewegung des Rotors auftreten, von den zu messenden Vibrationsbewegungen. Neben dem Doppler-Effekt der schnellen Rotorbewegung werden dazu das Signalrauschen der zurückgestreuten kohärenten Laserstrahlung, sowie Bewegungsartefakte aufgrund des schrägen Blickwinkels erörtert. Erste Testmessungen konnten trotz dieser Herausforderungen die Anwendbarkeit der Methode demonstrieren.