[发明专利]风机拉索拉力测量方法、系统、存储介质及计算设备

权利要求书

1.一种风机拉索拉力测量方法，其特征在于：该方法是以弦振动原理为拉索测力的基础，将待测拉索看成弦，并在被测拉索的两端分别安装一个加速度传感器以及在风机的预设位置安装一个加速度采集器，将加速度采集器与两个加速度传感器信号连接，通过加速度传感器感应被测拉索的加速度响应，并以信号的形式输出，通过加速度采集器采集信号，进而根据信号数据计算出待测拉索的振动固有频率，再根据弦振动的基频表达公式推算出待测拉索的拉力，最后对拉力进行重力影响修正得到最终的拉索拉力；该方法包括以下步骤：

1)信号采集：通过被测拉索上的两个加速度传感器感应被测拉索在两个正交方向上的加速度响应，并以信号的形式输出，进而通过加速度采集器采集两个加速度传感器输出的信号，每隔一段时间保存为一个数据文件；

2)信号过滤：提取步骤1)中保存的数据文件，对每个数据文件的数据进行带阻滤波，滤掉数据中对信号产生不良影响的频率成分，包括噪声、电流干扰、机组晃动和机组频率；

3)频谱计算：针对每个滤波后的数据文件计算出加速度信号的频谱或功率谱密度；

4)提取频率：根据步骤4)中计算出的所有数据文件的频谱或功率谱密度，提取出每个数据文件中频率曲线最高峰所对应的频率值，并将提取出的所有频率值形成为一个频率值集，提取出该频率值集的聚合中心，作为待测拉索的振动固有频率f；

5)待测拉索拉力计算：

弦振动时，其基频表达公式为：

式中，L表示弦的有效长度，即待测拉索的有效长度；T表示弦受到的拉力，即待测拉索受到的拉力；ρ表示弦的线密度，即待测拉索的线密度；

根据弦振动时的基频表达公式推导出拉力T的计算公式为：

T＝(2Lf)²*ρ

将步骤4)中提取的振动固有频率f代入拉力T的计算公式进而得出待测拉索的拉力T；

6)重力影响修正：根据待测拉索的形态和其自重，对拉力进行修正，假设待测拉索与水平面的夹角为θ，其重力为G，经重力修正后的拉索拉力T_修正即为最终的拉索拉力：

T_修正＝T-G*sinθ。

2.根据权利要求1所述的一种风机拉索拉力测量方法，其特征在于：所述加速度传感器通过工装夹具固定于被测拉索上，所述工装夹具整体呈筒状结构，并由相对其轴线对称的两半结构组成，该两半结构夹紧在被测拉索上并通过螺栓连接，其中一半结构的外周面上加工有加速度传感器安装位。

3.一种风机拉索拉力测量系统，其特征在于：包括信号采集模块、信号过滤模块、频谱计算模块、频率提取模块、拉力计算模块和重力影响修正模块；

所述信号采集模块用于采集待测拉索在两个正交方向上的加速度数据，并每隔一段时间保存为一个数据文件；

所述信号过滤模块用于对数据文件的数据进行带阻滤波，滤掉数据中对信号产生不良影响的频率成分，包括噪声、电流干扰、机组晃动和机组频率；

所述频谱计算模块用于针对滤波后的数据文件计算出加速度信号的频谱或功率谱密度；

所述频率提取模块根据频谱计算模块所计算出的所有数据文件的频谱或功率谱密度，提取出每个数据文件中频率曲线最高峰所对应的频率值，并将提取出的所有频率值形成为一个频率值集，提取出该频率值集的聚合中心，作为待测拉索的振动固有频率f；

所述拉力计算模块结合待测拉索已知的有效长度、线密度及频率提取模块得到的待测拉索的振动固有频率f，根据弦振动的基频表达公式推算出待测拉索的拉力T；

所述重力影响修正模块用于对拉力计算模块计算出的拉索拉力进行重力修正，经重力修正后的拉索拉力T_修正即为最终的拉索拉力。

4.根据权利要求3所述的一种风机拉索拉力测量系统，其特征在于：所述信号采集模块采用两个加速度传感器和一个加速度采集器，该两个加速度传感器分别装于待测拉索的两端，所述加速度采集器装于风机的预设位置，并与两个加速度传感器信号连接；通过被测拉索上的两个加速度传感器感应被测拉索在两个正交方向上的加速度响应，并以信号的形式输出，进而通过加速度采集器采集两个加速度传感器输出的信号，每隔一段时间保存为一个数据文件。