3D-digitalizacija rotorjev francisove turbine

Brezstična prenosna optična sistema za 3D-digitalizacijo ATOS in TRITOP podjetja GOM omogočata natančno podrobno snemanje oblik in dimenzij kompleksnih objektov ne glede na njihovo velikost ali lokacijo.

V sodelovanju z Inštitutom za gradbeništvo Hrvaške in Hrvaškim elektrogospodarstvom smo izvedli skeniranje in 3D-meritve rotorjev v nekaj hidroelektrarnah.

Francisove turbine so zelo razširjene v hrvaških hidroelektrarnah s srednjim padcem in pretokom vode. Učinkovite so pri različnih načinih delovanja.

Rotor francisove turbine ima zakrivljene in gosto nameščene lopatice, ki se praviloma na koncu proizvodnje ročno zbrusijo in spolirajo. Ker so kanali za pretok vode zelo nedostopni, je izdelava teh turbin zelo zahtevna in pogosto vključuje netočnosti, medtem ko je kontrola oblik lopatic s klasičnimi postopki skoraj nemogoča. Uporaba sodobnih 3D-merilnih metod prispeva k znatnemu prihranku časa pri načrtovanju in izvajanju rekonstrukcij turbin, kontroli rotorjev in izdelavi nadomestnih delov.

Digitalizacija rotorjev francisove turbine s sistemoma ATOS in TRITOP se začne s fotogrametrijskim snemanjem s profesionalno digitalno kamero. Z obdelavo posnetih fotografij v programu TRITOP se izračuna prostorski položaj referenčnih točk, nalepljenih na rotor.

Oblika turbinskih lopatic med referenčnimi točkami se določi s pomočjo sistema ATOS, ki na njihovo površino projicira goste linije in jih posname s pomočjo dveh kalibriranih digitalnih kamer. V dveh sekundah, kolikor traja posamezno snemanje, se dobijo tudi do štirje milijoni tridimenzionalnih merilnih točk, ki zelo natančno opisujejo obliko posnetega segmenta lopatice. Snemanja se ponavljajo, dokler izbrane turbinske lopatice ali cel rotor niso tridimenzionalno posneti z vseh strani. Ujemanje posameznih posnetkov v eno celoto oziroma skupen koordinatni sistem se izvaja samodejno z uporabo fotogrametrijsko določene referenčne točke.

Rezultat je digitaliziran model z več milijoni merilnih točk. Navkljub nedostopnosti je praviloma mogoče tridimenzionalno posneti celotno površino lopatic.

Takšen celovit rezultat digitalizacije omogoča kontrolo oblik rotorja, določanje dimenzij, potrebnih za rekonstrukcijo turbine, proizvodnjo nadomestnega rotorja, izdelavo doslednih pomanjšanih kopij, primernih za testiranje modelov, izdelavo CAD-modela itd. Digitalizirani rezultat se lahko po potrebi za nadaljnje analize reducira na manjše število točk ali prikaže s pomočjo vzporednih presekov.