[发明专利]一种基于多激光头的风机叶片净空自动监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多激光头的风机叶片净空自动监测方法及系统，在地面距离塔筒壁安全净空值处定一个点，机舱上安装一个带多个激光头的激光测距仪，一个激光头光束打在下叶尖触发安全净空的临界位置，其余激光头光束打在下叶尖附近区域，多个激光头作用下，叶片进入非安全净空区域就能监测到下叶尖附近区域的多个点(可形成一个面)，避免由非叶片行为引起的净空误报，测距仪配置一个可见定位激光，用于调节测距仪角度时确定激光所打在的位置，若叶片在安全净空区域运行，测距仪测得的是其与地面激光所打在位置间的距离，若叶片进入非安全净空区域，测距仪测得的是其与叶片下叶尖之间的距离，控制系统会做出判断，报警停机，保证风机运行安全。

技术领域

本发明涉及风力发电的技术领域，尤其是指一种基于多激光头的风机叶片净空自动监测方法及系统。

背景技术

随着技术的发展，风机的叶片越来越长，意味着叶片越来越柔软，在旋转过程中变形非常大，有可能打到塔筒带来危险，因此，有必要实时监控叶片与塔筒之间的距离，即净空距离。

目前行业内用于测量叶片与塔筒净空的做法是在塔筒上靠近叶片下叶尖的位置，沿径向360度布置若干个激光扫描仪，激光扫描仪反复水平扫描，通过实时测量激光与叶片之间的夹角和距离，计算下叶尖与塔筒之间的最小距离。

上述技术存在若干个不足，首先，需要布置若干个激光扫描仪，并且激光扫描仪是带角度和距离测量功能的，价格昂贵；其次，激光扫描仪安装高度为下叶尖高度，距离地面最少20米，安装和维护不方便，费用高；最后，由于激光是不断左右扫描运动的，叶片也是运动的，一个运动的物体去测量另一个运动的物体，要求采样频率很高，并且该方法通过测量激光与叶片之间的夹角和距离，实时计算最小距离，数据量很大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种安全可靠、准确、低成本的基于多激光头的风机叶片净空自动监测方法及系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种基于多激光头的风机叶片净空自动监测方法，首先，通过仿真计算，先确定一个风机运行的叶片净空安全值，然后在地面距离风机的塔筒外壁安全净空值处定一个点，接着在风机的机舱上安装一个激光测距仪，该激光测距仪设计有多个激光头，一个激光头的光束打在叶片下叶尖触发安全净空的临界位置，其余激光头的光束打在叶片下叶尖附近区域，由于其测距激光肉眼不可见，调节激光测距仪角度时无法确定激光所打在的位置，所以在激光测距仪内部配置一个可见定位激光，用于调节激光测距仪角度时确定激光所打在的位置，所述可见定位激光与打在下叶尖位置的激光头所发射的激光平行，确保可见定位激光所打在的位置即为打在下叶尖位置的激光头所发射的激光所打在的位置，当可见定位激光打到地面确定好的位置时，固定激光测距仪，即完成激光测距仪的定位，随后即可进行叶片净空自动监测：风机在运行过程中，如果叶片在安全净空区域运行时，则激光测距仪测得的距离是其与地面激光所打在位置之间的距离，如果叶片由于受大风作用而进入非安全净空区域，则激光将打到叶片上，激光测距仪测得的距离会发生变化，此时激光测距仪测得的距离是其与叶片下叶尖之间的距离，控制系统监测到上述变化，会做出判断，报警停机，叶片停止旋转，以保证风机运行安全，并且，在多个激光头的作用下，使得叶片进入非安全净空区域就能监测到下叶尖附近区域的多个点，该多个点形成一个面，即叶片扫过监测位置时能够监测到一个面，通过监测到的该个面能够避免由非叶片行为引起的净空误报，从而提高净空报警的准确性。