[发明专利]风力发电机组的叶片、检测装置及方法

说明书

本发明提供一种风力发电机组的叶片、检测装置及方法，检测装置用于检测风力发电机组的叶片沿展向的截面的变形信息，检测装置包括多个测距仪和控制单元，多个测距仪安装在靠近叶片的叶根处，各测距仪发射出同一特定方向的测量光线，测量光线入射至叶片的腹板与主梁形成的腔体内；控制单元与各测距仪电连接；各测距仪发射出的特定方向的测量光线均平行于叶片的展向，且在叶片未变形时各特定方向的测量光线平行于腹板且均照射在叶片的吸力面主梁上；在叶片转动时，控制单元用于根据各测距仪检测的距离信息，确定各测距仪的测量光线的当前照射位置所在叶片截面的变形信息。

技术领域

本发明涉及风力发电机组领域，尤其涉及一种风力发电机组的叶片、检测装置及方法。

背景技术

随着叶片越来越大型化，叶片变形成为叶片设计一个关键因素，但叶片变形只能依赖于软件理论计算结果，在风场实际运行过程中的变形究竟如何却无从知晓，对于验证设计方案缺少重要的验证一环。对于风力发电机组叶片变形实时监测仍是一大难点，尚没有成熟有效的方法可对叶片变形进行实时全方位监测，因此叶片变形实时监测技术成为一项有待突破的重要技术。

当前，行业内存在两条策略来监测叶片变形，第一条策略是只监测叶片净空，即叶片运行到塔筒位置时叶尖距离塌筒表面的距离，叶片在其他方位角的变形就不予关注，该策略相对来讲更容易实现，降低了监测难度。对于叶片净空监测，目前有两种相对有效的方法，第一种是在塔筒上安装多个毫米波雷达或机舱雷达，以监测叶尖至塔筒的距离，第二种是在机舱上安装摄像头，拍摄叶片经过塔筒时的姿态，通过图像识别监测叶尖至塔筒的距离。无论是将传感器安装在塔筒，还是将传感器安装在机舱下方，传感器都必须暴露在室外，当出现一些极端天气时，比如暴雨、下雪、结冰、霜冻等恶劣天气时，可能都会影响到监测结果。

第二条路线是监测叶片全方位的实时变形，这条路线实现难度较大，有一种方法通过在叶片多个截面安装应变片，然后通过积分计算出叶片实时变形，但由于叶片变形结构非常复杂，应变片所测的结果很难去识别所测的应变是由于挥舞方向变形还是摆阵方向变形引起的，并且应变片对温度比较敏感，即使采用了温度补偿也很难完全排除温度的影响，这种方案监测的叶片应变误差会比较大，监测结果的可信度较低。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组的叶片、检测装置及方法。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种检测装置，用于检测风力发电机组的叶片截面的变形信息，所述检测装置包括：

多个测距仪，多个所述测距仪安装在靠近所述叶片的叶根处，各所述测距仪发射出同一特定方向的测量光线，所述测量光线入射至所述叶片的腹板与主梁形成的腔体内；和

控制单元，与各测距仪电连接；

其中，各所述测距仪发射出的所述特定方向的测量光线均平行于所述叶片的展向，且在所述叶片未变形时各所述特定方向的测量光线平行于腹板且均照射在所述叶片的吸力面主梁上；

在所述叶片转动时，所述控制单元用于根据各测距仪检测的距离信息，确定各测距仪的测量光线的当前照射位置所在叶片截面的变形信息。

可选地，所述变形信息包括变形量和变形方向中的至少一个。

可选地，多个所述测距仪中至少两个测距仪沿所述叶片的第一方向间隔排布，所述第一方向为所述叶片的摆阵方向。

可选地，多个所述测距仪中至少两个测距仪沿所述叶片的第二方向间隔排布，所述第二方向为所述叶片的挥舞方向。

可选地，沿所述叶片的第一方向间隔排布的至少两个测距仪以及沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪形成多行多列的矩形阵列。