[发明专利]非接触式风力发电机的监测装置及监测方法

权利要求书

1.非接触式风力发电机的监测装置，其特征在于，包括激光器(1)、第一会聚透镜(2)、反射镜(3)、PSD传感器(5)、数据处理器和第二会聚透镜(4)；

所述激光器(1)安装在第二平面上，第二平面平行于安装风力发电机的第一平面，激光器(1)垂直向上入射；反射镜(3)用于设置在发电机主轴的锥度面(12)上，第一会聚透镜(2)位于激光器(1)和反射镜(3)之间，第一会聚透镜(2)用于将激光器(1)发射的光束汇聚到反射镜(3)上，第二会聚透镜(4)位于反射镜(3)和PSD传感器(5)之间，第二会聚透镜(4)安装在第二支撑架上，第二支撑架安装在水平地面上，所述PSD传感器(5)的探测表面平行于第一平面，第二会聚透镜(4)用于将反射镜(3)反射的光束汇聚到PSD传感器(5)上，PSD传感器(5)连接数据处理器，PSD传感器(5)能够探测照射到其上的光点的水平位移量x′并能够将x′发送至数据处理器，数据处理器能够根据x′计算出发电机主轴轴向窜动的轴向位移量x；所述数据处理器根据如下公式计算出x：

其中，θ₁为发电机主轴轴向与第一平面的夹角；θ₂为反射镜(3)与发电机主轴径向的夹角。

2.如权利要求1所述的非接触式风力发电机的监测装置，其特征在于，所述数据处理器包括单片机(9)和A/D转换器(8)，所述PSD传感器(5)、A/D转换器(8)和单片机(9)顺次连接，PSD传感器(5)探测得到的x′为模拟信号形式，A/D转换器(8)能够将模拟信号形式的x′转换为数字信号形式，并能够将数字信号形式的x′发送至单片机(9)，单片机(9)能够接收数字信号形式的x′并据此计算x。

3.如权利要求1所述的非接触式风力发电机的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括显示器，所述显示器连接数据处理器，显示器用于显示数据处理器得到的x。

4.如权利要求1所述的非接触式风力发电机的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括存储器，所述存储器连接数据处理器，存储器用于存储单片机(9)计算得到的x。

5.如权利要求1所述的非接触式风力发电机的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括光纤收发器(10)，所述光纤收发器(10)连接数据处理器。

6.一种利用权利要求1至5中任意一项所述的非接触式风力发电机的监测装置对风力发电机进行监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、测量风力发电机主轴与第一平面的夹角θ₁；将反射镜(3)安装在发电机主轴的锥度面(12)上，测量反射镜(3)与发电机主轴径向的夹角θ₂；确保激光器(1)发出的光束经过第一会聚透镜(2)能够会聚到反射镜(3)上、以及确保反射镜(3)反射的光束经第二会聚透镜(4)后会聚到PSD传感器(5)上；

步骤2、将步骤1测得的θ₁和θ₂输入到数据处理器上；

步骤3、PSD传感器(5)探测照射到其上的光点的水平位移量x′，并将光点的水平位移量x′发送至数据处理器，数据处理器接收x′并根据θ₁、θ₂和x′计算发电机主轴轴向窜动的轴向位移量x。