[发明专利]一种基于组网摄影的大尺寸叶片运行振动测量方法及装置

说明书

本发明提出了一种基于组网摄影的大尺寸叶片运行振动测量方法及装置，涉及风机叶片振动测量技术领域，包括：以风机轮毂转动中心为坐标原点建立第一空间坐标系；确定风机叶片上的标记点在第一空间坐标系中的理论轨迹；通过摄像机组以多个局部拍摄视场对运行状态下的风机叶片进行同步实时拍摄；其中，每一个局部拍摄视场中均包含有风机叶片上标记点的部分运动轨迹；根据多个局部拍摄视场的图像，确定叶片上的标记点在第一空间坐标系中运动完整一周的测量轨迹；将叶片上的标记点的测量轨迹坐标与对应理论轨迹坐标相减以获得振动参数数据集。本申请提出了一种基于组网摄影的大尺寸叶片运行状态振动测量方法，以对大尺寸叶片进行实时振动测量。

技术领域

本申请涉及风机叶片振动测量技术领域，尤其涉及一种基于组网摄影的大尺寸叶片运行振动测量方法及装置。

背景技术

风机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，它能将风能转化为电能，具有可再生的、无污染的优点，在各种场合被广泛应用。在风机的实际工作环境中，其振动的测量有实际叶片过大、装卸成本高、难以复现等特点，不能给学习及研究人员及时提供振动数据进行研究，且通常也无法直接在生产设备上进行振动测量实验，这些都给研究风机运行状态下叶片的振动带来了难以解决的困难。

近年来，随着风电叶片尺寸的逐渐增大，叶片的全视场监测通常受限。从测量成本与设备视场有限的角度，有必要提出一种基于组网摄影的大尺寸叶片运行状态振动测量方法，以对大尺寸叶片进行振动测量。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种基于组网摄影的大尺寸叶片运行振动测量方法及装置。

该基于组网摄影的大尺寸叶片运行振动测量方法包括：

以风机轮毂转动中心为坐标原点建立第一空间坐标系；

确定风机叶片上的标记点在第一空间坐标系中的理论轨迹；

通过摄像机组以多个局部拍摄视场对运行状态下的风机叶片进行同步实时拍摄；其中，每一个局部拍摄视场中均包含有风机叶片上标记点的部分运动轨迹；

根据多个局部拍摄视场的图像，确定叶片上的标记点在第一空间坐标系中运动完整一周的测量轨迹；

将叶片上的标记点的测量轨迹坐标与对应理论轨迹坐标相减以获得振动参数数据集。

在一些改进方案中，确定风机叶片上的标记点在第一空间坐标系中的理论轨迹包括：

以气动中心为坐标原点建立第二空间坐标系，并确定叶片标记点在第二空间坐标系中的坐标A_1ij(x_ij,y_ij,z_ij)；

在叶片根部建立第三空间坐标系，并计算叶片标记点在第三空间坐标系中的坐标A_θij(X_θij，Y_θij，Z_θij)；计算式如下：

A_θij＝R_θA_0ij，即

A_0ij＝A_1ij+P₀₁，即

其中，P₀₁(x₀₁，y₀₁，z₀₁)为平移矩阵；θ为风机叶片逆时针扭转角度；

计算叶片标记点在第一空间坐标系中的理论轨迹坐标A_wij(X_wij，Y_wij，Z_wij)；计算式如下：