[发明专利]用于检测风轮机部件中应变的方法、光学应变检测系统及其应用

权利要求书

1.一种用于检测风轮机部件中应变的方法，所述风轮机包括光学传感器系统，所述方法包括以下步骤：

将窄带输入光学信号输入到所述传感器系统的至少一根光纤中，所述光纤包括一个或多个光纤布拉格光栅传感器；

响应输入光学信号，通过至少一个光探测器对受到所述一个或多个传感器影响的传输的输出光学信号进行测量，所述光探测器可操作地连接到光纤并且相对于所述一个或多个传感器位于下游；以及

在控制单元中对测量的输出光学信号进行处理，从而确定部件中的应变的值。

2.如权利要求1所述的用于检测应变的方法，其特征在于，输出光学信号的光强度通过光探测器在根据光栅传感器选择的频率段被测量，输出光学信号包括表示最小光强度的至少一个V形部，并且所述V形部的位置被探测以确定应变值。

3.如权利要求1或2所述的用于检测应变的方法，其特征在于，传输的输出光学信号的光强度与输入光学信号的光强度进行比较。

4.如权利要求1-3任一所述的用于检测应变的方法，其特征在于，所述光纤包括多个传感器，以及输入光学信号随着时间被调谐到与至少两个传感器的操作模式相对应的不同频率。

5.如权利要求4所述的用于检测应变的方法，其特征在于，测出的输出光学信号的处理是根据输入光学信号的调谐频率而进行的。

6.如权利要求1-5任一所述的用于检测应变的方法，其特征在于，输出信号的频率由输入光学信号的频率给定。

7.如权利要求1-6任一所述的用于检测应变的方法，其特征在于，所述应变的值被供给到风轮机控制器。

8.如权利要求1-6任一所述的用于检测应变的方法，其特征在于，所述应变的值被用于至少一个风轮机叶片的桨距控制和/或风轮机的发电控制。

9.一种用于风轮机部件的光学应变检测系统，所述应变检测系统包括：

至少一根光纤，所述光纤可操作地连接到所述风轮机部件并且包括一个或多个光纤布拉格光栅传感器；

在所述一个或多个传感器的上游位置与所述光纤连接的窄带输入光学信号源；

在一个或多个传感器的下游位置与所述光纤可操作地连接的至少一个光探测器，所述光探测器被设置用于测量受到一个或多个所述传感器影响的传输的输出光学信号；以及

至少一个控制单元，用于处理所述测量的输出光学信号以确定部件中的应变的值。

10.如权利要求9所述的光学应变检测系统，其特征在于，输入光学信号被分配到至少两根光纤中，其中每根光纤包括至少一个光纤布拉格光栅传感器。

11.如权利要求10所述的光学应变检测系统，其特征在于，光探测器可操作地连接到每根光纤并且在每根光纤中相对于传感器位于下游。

12.如权利要求9-11任一所述的光学应变检测系统，其特征在于，输入光学信号源是激光，所述激光在输入光学信号的频率方面是可调谐的。

13.如权利要求9-11任一所述的光学应变检测系统，其特征在于，输入光学信号源是宽带光源以及滤波器，其在输入光学信号的频率方面是可调谐的。

14.如权利要求12或13所述的光学应变检测系统，其特征在于，光纤包括多个传感器，输入光学信号可调谐到与至少两个传感器的操作模式相对应的不同频率。

15.根据权利要求9的应变检测系统，其特征在于，其特征在于，包括用于实施如权利要求1-8任一所述方法的装置。

16.根据权利要求9-15任一所述的应变检测系统，其特征在于，所述系统包括数据存储装置，用于保存风轮机部件中的应变记录，以估计部件的剩余安全工作条件。

17.根据前述权利要求任一所述的方法或者应变检测系统在风轮机部件中的应用，用于检测应变，所述风轮机部件诸如为风轮机叶片、塔架、机轴、轴承和/或齿轮箱。

18.一种风轮机，包括如权利要求9-16任一所述的应变检测系统。