[实用新型]一种风电叶片在线实时动态监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及在线实时监测技术领域，具体指一种风电叶片在线实时动态监测系统装置。

背景技术

风力发电作为一种无污染、清洁的永续能源生产与利用方式，在当前世界低碳减排的大趋势下，风电以其绿色、环保的特点势必继续蓬勃发展。风电叶片是风电机组的核心部件，造价约占整个设备的1/4到1/3。随着风力发电机单台功率的不断提高，风轮叶片也越来越大。在现有采用玻璃钢材质制作的风电叶片中，由于风场的气候条件恶劣，在运行过程中出现叶片表面撕裂、扭转的现象。综合风电场受风力情况及叶片生产工艺等因素，进一步，观察上述现象集中在叶片根部、空心材料与实心材料交接处，分析产生这种情况的原因，主要是震动量及应变力对叶片影响的结果，同时震动对于变速箱、轮毂的疲劳损耗都有危害。因此，对叶片损伤的早期预警显得十分重要。现有公开的一种风力发电机组叶片实时状态监测与故障诊断系统及方法。该系统及方法采用高清晰度摄像头实时拍摄风力发电机组叶片的内外表面，实现叶片的健康状态的实时监测。据对该技术的初步分析发现首先系统成本高，其次只就″叶片的内外表面″的实时监测，第三尤其在恶劣环境条件下使用适应性受一定的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种风电叶片在线实时动态监测装置。通过搭建一套能同时测量并记录应变力、震动信号的数据采集系统装置，就能有效的监测到上述两种类型的数据对于风机叶片的运行影响，通过运行一年以上数据的分析能够明确叶片的状态，达到动态监测的目的。未来希望通过分析能够了解叶片的全生命周期，实现叶片损伤的早期预警。

一种风电叶片在线实时动态监测装置，包括叶片应变量信号采集部件1和震动信号采集部件2及信号处理模块3以电信号方式连接。

其中，所述叶片应变量信号采集部件1位于距叶片根部1870mm至1890mm处，由至少四个应变片构成，环绕叶片四壁呈圆周状分布，应变片与应变片之间呈90°夹角；

所述震动信号采集部件2为一加速度传感器，位于叶片内部9870mm至9890mm接近叶片弯曲空心与实心交界处通过粘接与被测试物体叶片作固定连接或经磁力安装座与被测试物体叶片作固定连接。

进一步，所述四个应变片组成全桥式测量电路，主要由滤波电路，放大电路和参考电压生成电路组成。

综上所述，本实用新型一种风电叶片在线实时动态监测装置，通过叶片应变量信号和震动信号经处理模块，实现风电叶片的在线实时动态监测，具有结构简单，环境适应性强，低成本等特点。

附图说明

图1为本实用新型一种风电叶片在线实时动态监测装置连接框图；

图2为本发明叶片长度方向应变片、加速度传感器粘接截面示意图；

图3为本发明叶片截面应变片粘接位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述

一种风电叶片在线实时动态监测装置(如附图1所示)，包括叶片应变量信号采集部件1和震动信号采集部件2及信号处理模块3以电信号方式连接。

所述叶片应变量信号采集部件1位于距叶片根部1870mm至1890mm处，由至少四个应变片构成，围绕叶片四壁呈圆周状分布，应变片与应变片之间呈90°夹角(如附图2所示)。

所述震动信号采集部件2为一加速度传感器，位于叶片内部9870mm至9890mm接近叶片弯曲空心与实心交界处。

进一步，所述叶片应变量信号采集部件1位于距叶片根部1880mm处(如附图3所示)。

所述四个应变片组成全桥式测量电路，主要由滤波电路，放大电路和参考电压生成电路组成。

所述加速度传感器为一压电加速度传感器，位于叶片内部9880mm接近叶片弯曲空心与实心交界处，通过粘接与被测试物体叶片作固定连接或经磁力安装座与被测试物体叶片作固定连接。

其中，所述震动信号采集部件2加速度传感器与被测试件接触的叶片表面经清洁、平滑，其不平度应小于0.01mm。

如安装叶片表面较粗糙时，可在接触叶片面上涂清洁硅脂以改善耦合。

所述粘接，多种胶粘剂胶表面要平整光洁，并需按胶接工艺清洗胶接面。

所述安装螺孔轴线与叶片运行时旋转方向一致。

由于冲击脉冲具有较大的瞬态冲击力，故加速度传感器与叶片连接必须十分可靠，采用钢螺钉。

所述钢螺钉M5推荐安装力矩为20kgf.cm。

其中，所述磁力安装座分对地绝缘和对地不绝缘两种。