[实用新型]一种基于光色散的风机塔筒倾斜监测装置

说明书

本实用新型公开的一种基于光色散的风机塔筒倾斜监测装置，属于新能源发电技术领域。包括光源发生器、分光器、光谱信号接收器和数据处理及分析系统；光谱信号接收器固定设置在塔筒上，光源发生器正对光谱信号接收器固定设置在风机塔筒外部的水平面上，分光器设在光源发生器和光谱信号接收器之间，光谱信号接收器与数据处理及分析系统连接。本实用新型利用光学测量方法实现风机塔筒的检测，相比其它方式具有更高的测量精度，且本实用新型的装置构建简单，各部件成本较低，易于实现，提升了风电场内风机塔筒的安全性。

技术领域

本实用新型属于新能源发电技术领域，具体涉及一种基于光色散的风机塔筒倾斜监测装置。

背景技术

随着风电开发往低风速区域发展，超高柔塔被大量应用。同时，风电机组越来越接近居民区域，这对风电机组的安全性要求也越来越高。

近年来风机倒塔事故频出，在给风电企业带来巨大经济损失的同时也会产生较为恶劣的负面社会影响。从风机倒塔的源头来看，基础开裂、塔筒倾斜、不均匀沉降等是至关重要的原因；这些安全隐患是个漫长的缓变过程，尤其是塔筒的倾斜和不均匀沉降，通过人眼观察难以准确发现，一旦量变到质变，倒塔事故也就在所难免。此外，不均匀沉降不仅会降低风电机组的发电量，而且会对传动链大部件(如主轴承)产生附加弯矩，导致其在非设计工况下运行，加速部件的损坏。因此，对塔筒的倾斜以及不均匀沉降进行及时有效的监测和测量是避免风机倒塔的主要解决途径。

现有的用于监测风机倾斜的装置主要采用的是倾角传感器，然而此种方式也存在一定不足，其对于传感器精度、长期稳定性要求高。近年来，图像识别技术被应用到风机塔筒监测领域。公开号为211314461U的专利报道了一种新型风电塔筒倾斜预警装置，通过高低温数字工业相机和无影高亮光源的设置，对螺钉进行监控，并配合主控室内部设置有在线监测装置屏，能够使风电塔筒倾斜预警装置具备可视化的直观展现界面。公开号为104807444A的专利报道了一种风机塔筒倾斜测量方法，使得用户仅需两次拍照就可快速确定塔筒倾斜角度。然而利用图像识别技术进行塔筒倾斜判定的一个弊端是其对图片分辨率的要求较高，风机塔筒前期微小的位移较难通过图像显著反映出来。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于光色散的风机塔筒倾斜监测装置，能够提高风机塔筒监测的精确度和敏感度，提升风机塔筒的安全性。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种基于光色散的风机塔筒倾斜监测装置，包括光源发生器、分光器、光谱信号接收器和数据处理及分析系统；

光谱信号接收器固定设置在风机塔筒上，光源发生器正对光谱信号接收器固定设置在风机塔筒外部的水平面上，分光器设在光源发生器和光谱信号接收器之间，光谱信号接收器与数据处理及分析系统连接；光源发生器发出的混合光束经分光器分离为不同波长的单色光束照射在光谱信号接收器上。

优选地，分光器为三棱镜或光栅。

优选地，分光器的分辨率＞1nm/mm。

优选地，光谱信号接收器为光谱信号探头。

进一步优选地，光谱信号探头的直径＜1mm。

优选地，光谱信号接收器距地面的高度为10～20cm。

优选地，光谱信号接收器的信号刷新频率为0.1～10Hz。

优选地，光源发生器为单向光束发生器。

优选地，光源发生器和分光器设在密封外壳内，光源发生器的密封外壳上的出光口为透光材质，分光器的密封外壳上的进光口和出光口为透光材质。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：