[发明专利]一种基于气动噪声的风机叶片监测系统

说明书

本发明提供一种基于气动噪声的风机叶片监测系统，涉及风电监测技术领域，包括音频采集模块、编码控制模块、无线网络数据传输模块、电源管理模块、云服务器和监控客户端；音频采集模块和无线网络数据传输模块分别与电源管理模块连接，音频采集模块、无线网络数据传输模块和电源管理模块分别与编码控制模块连接，云服务器与无线网络数据传输模块通过无线连接，监控客户端与云服务器通过互联网连接；下位机系统由音频采集模块、编码控制模块、无线网络数据传输模块和电源管理模块组成，音频采集模块、编码控制模块、无线网络数据传输模块和电源管理模块均配置有风机。本发明检测效率高，健康监测时间长，安装维护成本低。

技术领域

本发明属于风电监测技术领域，具体涉及一种基于气动噪声的风机叶片监测系统。

背景技术

风力发电机的使用环境通常为海边和山脉，其叶片容易被侵蚀，产生磨损、裂纹、砂眼等损伤，可直接影响到整机的平稳运作和发电质量，工作人员往往通过“听”和“看”的方式进行故障排查，人工成本高，效率低下。

目前常用的风机叶片故障检测技术有振动检测技术，声发射检测技术，光纤光栅检测技术，电阻应变检测技术，超声波检测技术和红外热成像检测技术。振动检测和声发射检测需要在叶片上打孔安装传感器，不但会让叶片原有结构的破坏，而且传感器的安装与后期维护较为困难，所需传感器比较多。光纤光栅检测与电阻应变片检测需要在叶片制造过程中在材料内部埋设光纤光栅传感器或在叶片表面粘贴传感器，难以实现传感器与叶片的一体化制造，传感器数量以及布放位置对检测结果影响较大，且接触式传感器自身存在局限性，长时间运行后传感器可能会出现掉落，失效，损坏等情况，在风机叶片运行过程中无法对传感器进行维护。超声波检测方法更适于叶片出厂前的静态检测，红外热成像检测对于比较深的损伤位置的检测灵敏度不高，且环境因素的影响较大，对叶片进行实时健康监测有一定困难。

因此急需提供一种检测效率高，健康监测时间长，安装维护成本低的基于气动噪声的风机叶片监测系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有基于气动噪声的风机叶片监测系统的不足，提供一种基于气动噪声的风机叶片监测系统。

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于气动噪声的风机叶片监测系统，包括音频采集模块、编码控制模块、无线网络数据传输模块、电源管理模块、云服务器和监控客户端；

所述音频采集模块和所述无线网络数据传输模块分别与所述电源管理模块连接，所述音频采集模块、所述无线网络数据传输模块和所述电源管理模块分别与所述编码控制模块连接，所述云服务器与所述无线网络数据传输模块通过无线连接，所述监控客户端与所述云服务器通过互联网连接；

下位机系统由所述音频采集模块、所述编码控制模块、所述无线网络数据传输模块和所述电源管理模块组成，所述音频采集模块、所述编码控制模块、所述无线网络数据传输模块和所述电源管理模块均配置有风机。

进一步地，所述音频采集模块包括拾音传感器、放大滤波电路和模数转换电路。

进一步地，所述编码控制模块包括音频编码器和微控制器。

进一步地，所述无线网络数据传输模块包括4G单元和高增益天线。

进一步地，所述电源管理模块包括锂电池、电源管理芯片、太阳能电池板。

基于上述结构，本发明还提供一种使用方法，包括以下步骤：

S1.音频采集模块包括麦克风、放大电路、滤波电路和音频均衡电路，通过音频采集模块获取叶片气动噪声；

S2.编码控制模块包括音频编码器单元和微控制器单元，音频编码器单元用于对音频信号进行编码，编码控制模块信号输入端与音频采集模块信号输出端连接；