[发明专利]弯矩传感器标定装置及标定方法有效

专利信息
申请号: 201210494823.5 申请日: 2012-11-28
公开(公告)号: CN103852211A 公开(公告)日: 2014-06-11
发明(设计)人: 彭云;杨炯明 申请(专利权)人: 江苏金风科技有限公司
主分类号: G01L25/00 分类号: G01L25/00
代理公司: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 彭瑞欣;张天舒
地址: 224100 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 弯矩 传感器 标定 装置 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及风力发电技术领域,特别涉及一种弯矩传感器标定装置及标定方法。

背景技术

风力发电机组(以下简称:风机)的叶片根部截面和塔架各法兰截面的载荷是其设计和认证的重要依据,用于评估风机长期服役安全、故障预测与诊断。由于风机系统的复杂性、外部环境不可预测性以及仿真分析模型可能存在缺陷等不确定因素,因此需要通过实际测试来验证叶根和塔架的载荷。

为准确测量风机的叶根、塔架等测量部位的弯矩载荷,需要对测量该位置的弯矩传感器(或称被标定测力传感器)进行计量标定和检定。图1为目前所采用的弯矩传感器标定装置的结构示意图。如图1所示,弯矩传感器标定装置包括基础1和力加载系统,力加载系统包括两套力传递单元、加载框25、传感器转接环6、加载过渡环4、测力环5、液压作动器23以及控制单元(图中未示出)。每套力传递单元包括力固定环21、第一弯矩消扰机构22a、液压作动器23、第二弯矩消扰机构22b以及力传感器24,其中,力固定环21、第一弯矩消扰机构22a、液压作动器23、第二弯矩消扰机构22b、力传感器24按顺序依次连接。力传递单元一端通过螺栓固定于基础1,另一端与加载框25连接,即力固定环21与基础1固定连接,力传感器24与加载框25固定连接。而且,两套力传递单元分置于加载框25相对的两端。用于固定弯矩传感器的测力环5设置于加载框25的对称轴上,而且,测力环5的两端通过加载过渡环4和弯矩传感器转接环6分别与加载框25和基础1固定连接。弯矩传感器8设置在测力环5的内侧。

利用上述弯矩传感器标定装置对弯矩传感器8进行标定时,控制单元用于控制液压作动器23,如控制液压作动器23的加载力的速度等。液压作动器23将加载力直接作用于加载框25,然后通过加载过渡环4传递至测力环5。由于力传递单元以及弯矩传感器转接环6均是通过螺栓与基础1连接,作用在力固定环21和弯矩传感器转接环6上的载荷通过各自的螺栓直接传递至基础1,导致基础1承受的局部抗拉载荷很大,而且,螺栓还承受较大的水平剪切力载荷,增加了螺栓与基础1连接的困难,而且增大了基础1的制造费用。

通过理论计算,2.5MW风机的叶根和塔架基础法兰在极限载荷工况时,弯矩载荷分别为12MNm(兆牛)、180MNm,等效疲劳载荷分别为4MNm、29MNm。考虑到标定装置的基础建设和标定精确度,作用在基础上的单点力载荷能够达到几兆牛到20兆牛。然而,目前单向拉压力弯矩传感器的最大标定装置仅能达到5MN,弯矩传感器的标定装置还没有MNm量级的。

另外,弯矩传感器标定装置为精密设备,使用时要求弯矩传感器标定装置的水平度和垂直度达到一定的精度。然而,上述弯矩传感器标定装置中力传递单元和弯矩传感器转接环6分别与基础1连接,在施工时需要对两个力传递单元以及弯矩传感器转接环6的水平度和垂直度分别进行调整,这增加了弯矩传感器标定装置的设计、施工难度和制造费用。

发明内容

本发明提供一种弯矩传感器标定装置,其可以降低基础的载荷力,以及降低施工难度和制造费用。

为实现上述目的,本发明提供一种弯矩传感器标定装置,包括基础和力加载系统,所述力加载系统用于对所述弯矩传感器进行标定,还包括自平衡力墙,所述力加载系统通过所述自平衡力墙与所述基础固定连接。

其中,所述力加载系统包括传感器固定单元、加载框和至少两套力传递单元,所述传感器固定单元的一端与所述加载框连接,所述传感器固定单元的另一端与所述自平衡力墙连接,所述力传递单元的一端与所述加载框连接,所述力传递单元的另一端与所述自平衡力墙连接,而且,所述力传递单元以所述传感器固定单元为对称轴对称设置。

其中,所述力传递单元包括力固定环、第一弯矩消扰机构、液压作动器、第二弯矩消扰机构以及力传感器,所述力固定环、第一弯矩消扰机构、液压作动器、第二弯矩消扰机构以及力传感器依次首尾连接,而且,所述力固定环与所述自平衡力墙连接,所述力传感器与所述加载框连接。

其中,所述传感器固定单元包括传感器转接环、测力环和加载过渡环,所述传感器转接环、测力环和加载过渡环依次首尾连接,而且,所述传感器转接环与所述自平衡力墙连接,所述加载过渡环与所述加载框连接。

其中,被标定的弯矩传感器设置在所述测力环的内侧。

其中,所述传感器固定单元还包括传感器连接定位组件,所述被标定的弯矩传感器通过所述传感器连接定位组件固定在所述测力环的内侧。

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