[发明专利]风力发电机叶片智能化监测装置

权利要求书

1.一种风力发电机叶片智能化监测装置，包括：

叶片本体(1)，安装在轮毂(7)上；

发电机(17)，经由齿轮箱(10)及主轴(9)连接所述轮毂(7)或者直接连接所述轮毂(7)；

设置在所述叶片本体(1)上的多个光纤光栅传感器(2)；

光纤光栅信号分析仪(23)，通过光纤(3)和光纤耦合器(5)连接所述多个光纤光栅传感器(2)。

2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于所述的光纤光栅传感器(2)通过粘接胶(29)固定在叶片本体(1)的内壁或预埋在叶片本体(1)内。

3.根据权利要求2所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于，光纤光栅传感器(2)设置在叶片本体(1)上的位置包括：叶片翼型剖面下表面(1A)、叶片前缘(1B)、叶片翼型剖面上表面(1C)和叶片后缘(1D)之一或其组合。

4.根据权利要求1或3所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于，所述叶片本体(1)通过变桨法兰总成(6)安装在轮毂(7)上，主轴(9)的一端与轮毂(7)相连另一端与齿轮箱主轴(11)相连，电滑环(13)的一端与齿轮箱主轴(11)相连另一端与光滑环(15)相连，发电机(17)与齿轮箱(10)相连并分别固定在机座(19)上，机座(19)通过偏航法兰(20)固定在塔筒(21)上。

5.根据权利要求4所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于，所述光纤(3)分为两段，一段穿过主轴(9)，齿轮箱主轴(11)和电滑环(13)的内孔与光滑环(15)的转子端相连，另一段经由光滑环(15)的定子端与光纤光栅信号分析仪(23)相连。

6.根据权利要求1所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于，所述的光纤光栅信号分析仪(23)包括光信号处理单元、光电转换单元、模拟/数字转换单元、数字处理单元和通信接口，并完成对每个光纤光栅传感器(2)波长的检测或通过光延迟将信号在时间上错开，通过先后顺序及不同的时隙来区分每个光纤光栅传感器(2)的反射信号，并根据光纤光栅传感器(2)对应的温度、震动和应变量的幅值和频率关系，获得叶片本体(1)的震动、动平衡、疲劳、变形、载荷、损坏信息；

其中，所述的光纤光栅分析仪(23)的采样频率为0.01Hz——500Hz。

7.根据权利要求1或3所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于，所述的叶片本体(1)通过变浆法兰总成(6)与轮毂(7)相连，轮毂(7)与发电机轴(28)相连，发电机轴(28)安装在发电机(17)上，发电机(17)固定在机座(19)上，电滑环(13)通过螺栓(12)与发电机轴(28)相连，光滑环(15)通过螺栓(14)与电滑环(13)相连，机座(19)通过偏航法兰(20)与塔筒(21)相连，塔筒(21)固定在塔基座(22)上。

8.根据权利要求7所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于，所述光纤(3)分为两段，一段穿过发电机轴(28)的内孔和电滑环(13)的内孔与光滑环(15)的转子端相连，另一段经由光滑环(15)的定子端与光纤光栅信号分析仪(23)相连。

9.根据权利要求2所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于还包括设置在发电机(17)或齿轮箱(10)或轴承箱(8)或机座(19)或偏航法兰(20)或塔筒(21)或塔基座(22)上的其他光纤光栅传感器(2)，这些光纤光栅传感器(2)通过光纤(3)与光纤光栅信号分析仪(23)相连，以实现对风力发电机的多部位监测。

10.根据权利要求1所述的风力发电机叶片智能化监测装置，其特征在于所述的智能化监测装置可以对整个风力发电场的风力发电机叶片进行集中监测，也可以对单台风力发电机叶片进行单元式监测，采用GPRS无线传输可以实现远程监测，以太网接口(24)与以太网相连可实现多地、多机位网络数据传输。