[发明专利]采用光纤传感技术的机架底脚载荷测量系统

摘要

一种基于光纤光栅(FBG)的传感器用作确定发电机机架底脚载荷的应变传感元件。三个FBG可串联使用，以构成一个基本的机架底脚载荷模块(FFL模块)。在发电机机架角落处的每块竖向角撑板上固定两个模块，其中一个模块在角撑板的正面上，另一个模块在角撑板的背面上。因此，每块角撑板可装设有六个FBG应变计或传感器。有选择地使用发电机的四角之中的每个角处的角撑板。对于双极发电机，可以使用每个角处的前三块角撑板，对于四极发电机，可以使用前四块角撑板。

主权项

1.一种确定发电机的机架底脚载荷的方法，该发电机包括支撑在多个机架底脚上的发电机外壳和在发电机外壳与机架底脚之间延伸的角撑板，所述方法包括：把至少一个机架底脚载荷模块附接至多块角撑板中的每一个，所述多个模块布置为相邻模块的连续链，该连续链具有起始模块和终止模块，从而提供一条光信号路径；每个模块包括：具有第一端和第二端的光信号路径；在光信号路径中处于第一端和第二端之间的至少一个光纤光栅；和配置为基本上围住所述至少一个光纤光栅的外壳；其中，所述外壳具有配置为通过机械方式附接至发电机的角撑板的表面上的外表面；把光源与起始模块的第一端耦合，该光源配置为提供入射光谱；把检测器与起始模块的第一端耦合，该检测器配置为从多个模块之中与相应的至少一个光纤光栅对应的每个模块接收相应的反射信号；和附接相应的跨接光纤，从而从起始模块开始直到终止模块为止，把多个模块中的每个模块的第二端光耦合至连续链中的相邻模块的第一端,其中，所述把至少一个机架底脚载荷模块附接至多块角撑板之中的每一个的步骤包括：把第一机架底脚载荷模块耦合至发电机的第一角撑板的第一侧；把第二机架底脚载荷模块耦合至涡轮发电机的第一角撑板的第二侧；把第一机架底脚载荷模块光耦合至第二机架底脚载荷模块；确定与第一机架底脚载荷模块相关的第一温度补偿系数；确定与第二机架底脚载荷模块相关的第二温度补偿系数；检测与第一机架底脚载荷模块对应的第一应变测量值；检测与第二机架底脚载荷模块对应的第二应变测量值；基于第一温度补偿系数补偿第一应变测量值；基于第二温度补偿系数补偿第二应变测量值；和基于补偿后的第一和第二应变测量值计算机架底脚载荷模式，其中，第一和第二机架底脚载荷模块分别包括：具有第一端和第二端的光信号路径之一；在所述光信号路径中处于第一端和第二端之间的第一光纤光栅；在所述光信号路径中处于第一光纤光栅和第二端之间的第二光纤光栅；第三光纤光栅，包括在所述光信号路径中位于第一和第二光纤光栅附近的温度传感器；和配置为基本上围住所述第一、第二和第三光纤光栅的外壳。