用于测试风力涡轮机叶片的数据采集系统和数据采集方法技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式数据采集系统，其中，缩短了附贴至大型叶片的传感器的信号线以防止采集的数据中包含噪声，并且使检测数据保持时间同步。并且，本发明专利技术还涉及一种能够安全地采集并存储数据的数据采集方法。根据本发明专利技术的分布式数据采集系统包括：至少两个分布式数据采集装置(200)，所述分布式数据采集装置分布地布置在风力涡轮机叶片(10)上；以及至少两个传感器，所述传感器分布地布置在叶片的表面上或叶片的内部，并且使用信号接线连接至邻近的分布式采集装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于风力涡轮机叶片的性能评估的测试，且更具体地涉及一种分布式数据采集系统，其中，缩短了附贴至大型叶片的传感器的信号线(电缆)以防止采集的数据中包含噪声，并且使检测数据保持时间同步。并且，本专利技术还涉及一种能够安全地采集并存储数据的数据采集方法。
技术介绍
在风力涡轮机系统中，转子叶片是将风能转换成机械能的最重要部件，并且转子叶片越来越大并高达数MW的规模，以通过扩容离岸风力发电来提高发电效率。图1是示出风力涡轮机叶片的普通断面结构的示图。构成转子叶片的叶片10具有包括前缘10a和后缘10b的翼片形状(air-foilshape)，并且具有由外壳6中的多个主梁2和多个抗剪腹板4构成的箱形梁式支撑结构，以承受高的弯曲负荷和离心力。叶片的设计必须考虑操作时被施加的各种载荷条件，并且也需要确保实际性能满足所要求的标准。特别地，必须证明在所设计的20年以上的使用寿命期间，叶片能够承受极限载荷和疲劳载荷，并且为此，叶片需要通过由国际认证执行的测试。图2是示出静态测试的示例的示意图，并且图3是示出疲劳测试的示例的示意图。可以将叶片的测试分类为静态测试和疲劳测试。静态测试用于证明叶片的强度和刚度能够充分地承受所设计的载荷。如图2所示，在静态测试中，叶片10的根部14固定至固定底座20，且至少一个鞍座30安装在叶片10上。将由至少一个测力元件40测量的静态载荷施加至叶片10，以获取最大位移和极限载荷。在这种情况下，使用大量的附贴在叶片10的主载荷路径(mainloadpath)中的应变仪(未示出)来测量叶片10的应变状态和应力状态，由此验证叶片的结构设计和分析结果。疲劳测试用于证明叶片在所设计的使用寿命期间在重复载荷作用下能够保持强度和刚度。如图3所示，在疲劳测试中，可以设置至少一个用于向叶片10施加连续的操作载荷的结构，这种结构装配有至少一个用于使质量块52上下移动的液压致动器50。同样，在疲劳测试中，使用由大量的附贴在叶片10的表面上的应变仪(未示出)采集的数据来测量叶片10的应变状态和应力状态。图4是说明根据现有技术的用于测试风力涡轮机叶片的数据采集系统的问题的示意图。如图4所示，在现有的数据采集系统中，大量的应变仪110附贴在叶片10的表面上，以测量作用于叶片10上的应变和应力。沿叶片10的一个方向引出作为应变仪100的信号线的电缆C，并且这些电缆连接至具有一定数量的通道的数据采集装置(DAQ)200。使用胶带等将电缆C固定至叶片表面的方式防止因电缆C的摆动而对测试造成干扰，电缆C的摆动取决于叶片的振幅。如图4所示，根据现有技术的数据采集系统具有将由大量的应变仪110测量的数据集中地收集在单个数据采集装置200中的结构。也就是说，在现有的测试系统中，电缆C(即，应变仪110的信号线)会变长。特别地，随着叶片的长度增加至约60m以上，电缆的长度会更多地增加。在这种情况下，布置在叶片10的前端部分邻近处的应变仪的电缆变得长于叶片10的长度。也就是说，在根据现有技术的数据采集系统的结构中，传感器的电缆的长度增加了约10m至100m以上。同时，从应变仪110输出的信号是以mV为单位的微小模拟信号。当连接这些应变仪的电缆的长度增加时，会存在模拟信号很容易包含噪声的问题。也就是说，由数据采集装置200采集的数据具有低信噪比，从而导致测试的可靠性明显降低。在严重的情况下，难以识别通过显示器输出的数据值是信号还是噪声。此外，由于在大型叶片上安装有约大于100个应变仪110，因此随着因复杂地布置在叶片10的表面上的一定数量的电缆C而出现信号干扰，导致信噪比进一步降低的问题。[现有技术文献][专利文献](专利文献1)韩国专利申请公开号2011-0078999(专利文献2)韩国专利申请公开号2013-0087920
技术实现思路
技术问题为了解决现有技术的上述问题而提出本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种用于测试风力涡轮机叶片的数据采集系统和数据采集方法，通过避免由传感器采集的数据中包含噪声，该系统和方法可以提高测试结果的可靠性。本专利技术的另一个目的在于提供一种数据采集系统和数据采集方法，该系统和方法可以解决因数据采集装置的分布式布置造成的检测数据的时间信息不一致而无法比较数据的问题。本专利技术的另外一个目的在于提供一种数据采集系统和数据采集方法，当在测试时损坏叶片时，该系统和方法可以防止所存储的检测数据消失。技术方案为了实现如上所述本专利技术的目的，至少两个分布式数据采集装置(200)，所述分布式数据采集装置分布地布置在所述风力涡轮机叶片(10)上；以及至少两个传感器，所述传感器分布地布置在所述叶片的表面上或所述叶片的内部，并且使用信号接线连接至邻近的所述分布式采集装置。另外，优选地，所述数据采集系统还包括：数据存储装置(300)，所述数据存储装置存储由所述分布式数据采集装置(200)采集的检测数据。另外，优选地，所述数据采集系统还包括：数据集线器(400)，所述数据集线器采集从所述分布式数据采集装置(200)采集的数据。另外，优选地，所述数据集线器(400)并联地连接至所述分布式数据采集装置(200)。另外，优选地，所述数据集线器(400)串联地连接至所述分布式数据采集装置(200)。另外，优选地，所述数据采集系统还包括：数据存储装置(300)，所述数据存储装置存储从所述数据集线器(400)采集的数据。另外，优选地，所述分布式数据采集装置(200)通过各高速串行接口彼此串联地连接。另外，优选地，所述数据存储装置(200)和所述数据集线器(400)通过有线或无线通信网络进行通信。另外，每个所述分布式数据采集装置(200)包括A/D转换器、放大器和噪声滤波器。另外，优选地，所述数据集线器(400)使用来自所述分布式数据采集装置(200)的数字数据。另外，所述数据集线器固定地附贴至所述叶片的一个表面或布置在所述叶片的外部。上述本专利技术的目的可以通过用于测试风力涡轮机叶片的数据采集方法来实现，该方法包括：将一定数量的传感器分布地布置在叶片的表面或内部，将至少两个分布式数据采集装置(DAQ)分布地布置在所述叶片上，并使用信号接线将所述传感器连接至邻近的所述分布式采集装置；对所述叶片执行测试；并且通过所述分布式数据采集装置采集由所述传感器检测的数据。另外，本专利技术的数据采集方法还可以包括：在布置所述分布式数据采集装置的步骤之后，将数据集线器连接至所述分布式数据采集装置，其中，所述分布式数据采集装置与所述数据集线器的连接是并联连接、串联连接或者并联连接和串联连接的组合。另外，本专利技术的数据采集方法可以还包括：在将所述数据集线器连接至所述分布式数据采集装置的步骤之后，将所述分布式数据采集装置设定成使得由所述传感器检测的数据保持时间同步并被采集。另外，优选地，通过所述分布式数据采集装置采集所述数据的步骤包括通过所述分布式数据采集装置将检测的所述数据转换成数字信号。有益效果在根据本专利技术的优选实施例的数据采集系统中，分布式数据采集装置连接至布置在叶片的预定区域中的传感器，并且分布地采集检测数据。也就是说，由于一定数量的分布式数据采集装置分布地布置在叶片的表面上，因此可以缩短传感器的信号线(电缆)，从而能够避免从传感器输出的模拟信号中包含噪声。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试风力涡轮机叶片的数据采集系统，其包括：至少两个分布式数据采集装置(200)，所述分布式数据采集装置分布地布置在所述风力涡轮机叶片(10)上；以及至少两个传感器，所述传感器分布地布置在所述叶片的表面上或所述叶片的内部，并且使用信号接线连接至邻近的所述分布式采集装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.21 KR 10-2014-00204541.一种用于测试风力涡轮机叶片的数据采集系统，其包括：至少两个分布式数据采集装置(200)，所述分布式数据采集装置分布地布置在所述风力涡轮机叶片(10)上；以及至少两个传感器，所述传感器分布地布置在所述叶片的表面上或所述叶片的内部，并且使用信号接线连接至邻近的所述分布式采集装置。2.如权利要求1所述的数据采集系统，其还包括：数据存储装置(300)，所述数据存储装置存储由所述分布式数据采集装置(200)采集的检测数据。3.如权利要求1所述的数据采集系统，其还包括：数据集线器(400)，所述数据集线器采集从所述分布式数据采集装置(200)采集的数据。4.如权利要求3所述的数据采集系统，其中，所述数据集线器(400)并联地连接至所述分布式数据采集装置(200)。5.如权利要求3所述的数据采集系统，其中，所述数据集线器(400)串联地连接至所述分布式数据采集装置(200)。6.如权利要求3所述的数据采集系统，其还包括：数据存储装置(300)，所述数据存储装置存储从所述数据集线器(400)采集的数据。7.如权利要求1所述的数据采集系统，其中，所述分布式数据采集装置(200)通过各高速串行接口彼此串联地连接。8.如权利要求6所述的数据采集系统，其中，所述数据存储装置(300)布置在所述叶片的外部，并且所述数据存储装置(200)和所述数据集线器(400)通过有线或无线通...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鎭奉，文进范，朴志祥，李鹤求，尹淳镐，黄炳善，金志勋，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR