旋转构件裂纹在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种旋转构件裂纹在线监测系统，包括一个或多个数据采集装置，数据采集装置包括：裂纹检测传感器，设置于待测旋转构件的应力集中位置，用于检测旋转构件上的裂纹情况并生成阻值信号；数据采集模块，设置于待测旋转构件上，用于采集裂纹检测传感器生成的阻值信号；无线发射模块，与数据采集模块电连接，用于发射数据采集模块采集到的阻值信号。本实用新型专利技术实施例的旋转构件裂纹在线监测系统能够对旋转构件实施在线监测，以及时发现裂纹并防止裂纹扩展、形变，保证旋转构件的安全运转。

On line monitoring system of rotating component cracks

The utility model relates to a rotating component crack on-line monitoring system, including one or more data acquisition device, data acquisition device includes: a crack detection sensor is arranged on the measured rotating position of stress concentration, for crack detection on the rotary member and generate resistance signal; data acquisition module, set to be measurement of rotating components, resistance for crack detection sensor signal acquisition generation; the wireless transmitting module, data acquisition module is connected with the electric resistance, used for signal transmission data acquisition module collects. The rotating component on-line monitoring system of the rotating component of the utility model can carry out on-line monitoring of the rotating component, and can detect cracks and prevent the cracks from expanding and deforming so as to ensure the safe operation of the rotating members.

【技术实现步骤摘要】
旋转构件裂纹在线监测系统
本技术涉及损伤监测
，具体涉及一种旋转构件裂纹在线监测系统。
技术介绍
风能作为清洁能源，人们一直在尝试制造各种风能利用装置。随着科技的发展，近现代社会，人们制造出风力发电机，以对风能进行开发利用。风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要包括机舱、轮毂、塔架和叶片等部件。为了更好地利用风能，需要叶片以最佳的位置获取风力，因此叶片与轮毂之间安装有旋转机构(例如，变桨轴承)，从而能够调整叶片的位置，以使得叶片更好地被风力驱动。在长期使用后，旋转机构的旋转构件(例如轴承的外圈)容易出现裂纹，而这会直接影响到设备的正常运行，甚至造成不可估量的损失。裂纹产生的原因，主要为旋转构件的某一部分承受的应力较为集中，超过了设计载荷。因此，需要对旋转构件的应力集中的位置监测，以及时发现裂纹并进行处理。对于实时运行的风力发电机组而言，需要对旋转机构的旋转构件(例如变桨轴承、偏航轴承等)进行实时监测，以及时发现裂纹并防止裂纹扩展、形变。
技术实现思路
本技术实施例提供一种旋转构件裂纹在线监测系统，能够对轴承等旋转构件的表面裂纹情况进行实时地在线监测，以及时发现裂纹并防止裂纹扩展、形变，保证旋转构件的安全运转。针对上述问题，根据本技术实施例一方面提出了一种旋转构件裂纹在线监测系统，包括一个或多个数据采集装置，所述数据采集装置包括：裂纹检测传感器，设置于待测旋转构件的应力集中位置，用于检测旋转构件上的裂纹情况并生成阻值信号；数据采集模块，设置于待测旋转构件上，用于采集裂纹检测传感器生成的阻值信号；无线发射模块，与数据采集模块电连接，用于发射数据采集模块采集到的阻值信号。根据本技术实施例的一个方面，旋转构件裂纹在线监测系统进一步还包括数据接收装置，数据接收装置包括无线接收模块，用于接收无线发射模块发射的阻值信号。根据本技术实施例的一个方面，数据接收装置进一步还包括数据接收模块，与无线接收模块电连接，用于接收无线接收模块传输的阻值信号。根据本技术实施例的一个方面，数据接收装置进一步还包括报警模块，与数据接收模块电连接，用于根据接收数据接收模块接收到的阻值信号生成报警信号。根据本技术实施例的一个方面，数据采集装置进一步包括电池模块，设置于待测旋转构件，电池模块用于向数据采集模块和无线发射模块供电。根据本技术实施例的一个方面，数据采集装置进一步还包括控制器，与无线发射模块电连接，用于控制无线发射模块在工作状态和待机状态之间切换。根据本技术实施例的一个方面，裂纹检测传感器包括一个裂纹应变片或者多个相互串联的裂纹应变片，阻值信号包括裂纹应变片的导通和断开时的阻值信号。根据本技术实施例的一个方面，裂纹应变片包括一根电阻丝。根据本技术实施例的一个方面，电阻丝包括第一端部、第二端部以及设置在第一端部和第二端部之间的弯折段，其中，转动轴弯折段从第一端部起始沿第一方向直线延伸一段距离后再沿与第一方向垂直的第二方向延伸一段距离，然后在沿与第一方向相反的第三方向延伸一段距离，依次循环直至第二端部停止延伸。根据本技术实施例的一个方面，数据采集模块和无线发射模块通过磁性支座或者粘接剂安装到旋转构件的表面上，或者，数据采集模块和无线发射模块通过中间固定件与旋转构件固定连接。根据本技术实施例提供的旋转构件裂纹在线监测系统，其能够通过裂纹检测传感器的阻值信号来判断旋转构件的表面有无裂纹产生，并且在经过数据采集模块以及无线发射模块将阻值信号发射出去，从而使得本技术实施例的旋转构件裂纹在线监测系统能够对旋转构件实施在线监测，以及时发现裂纹并防止裂纹扩展、形变，保证旋转构件的安全运转。附图说明下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。图1是本技术实施例的数据采集装置的结构示意图。图2是本技术实施例的裂纹检测应变片的结构示意图。图3是本技术实施例的旋转构件裂纹在线监测系统的结构示意图。图4是本技术实施例的旋转构件裂纹在线监测系统使用状态示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。标记说明：1、裂纹在线监测系统；1a、数据采集装置；1b、数据接收装置；11、裂纹检测传感器；11a、裂纹检测应变片；111、基片；112、电阻丝；112a、第一端部；112b、第二端部；112c、弯折段；12、数据采集模块；13、无线发射模块；14、电池模块；15、控制器；16、无线接收模块；17、数据接收模块；18、电源；19、报警模块；20、磁性支座；99、轴承；991、外圈。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理，但不能用来限制本技术的范围，即本技术不限于所描述的实施例。本技术实施例的旋转构件裂纹在线监测系统1，用于对旋转构件的表面进行在线监测，以实时监测旋转构件的表面是否产生裂纹。特别是对风力发电机的变桨轴承和偏航轴承等低速旋转的轴承外圈进行在线监测，以避免由于不能及时发现变桨轴承和偏航轴承的外圈产生的裂纹而导致构件损坏的情况。当变桨轴承和偏航轴承的外圈的出现裂纹时，旋转构件裂纹在线监测系统1会及时发出警报，提醒维护人员及时进行处理，避免造成损失。以下以变桨轴承或偏航轴承等轴承构件为实施例来具体介绍，但以下实施例并不限定本技术的保护范围。本技术实施例的裂纹在线监测系统1包括一个或多个数据采集装置1a。如图1所示，数据采集装置1a包括用于安装在风力发电机组变桨轴承上应力集中位置处的裂纹检测传感器11、与裂纹检测传感器11电连接的数据采集模块12以及与数据采集模块12电连接的无线发射模块13。其中，本实施例中变桨轴承上的应力集中位置为轴承外圈。当然，在其他应用场景中，应力集中位置还可以为轴承内圈。如图2所示，本实施例的裂纹检测传感器11包括一个或多个裂纹检测应变片11a。裂纹检测应变片11a包括基片111以及设置在基片111上的一根电阻丝112。在使用本实施例的裂纹检测应变片11a时，将基片111贴在轴承99的外圈991应力集中的位置上，以保证电阻丝112与轴承99的外圈991之间连接牢靠。电阻丝112包括第一端部112a、第二端部112b以及设置在第一端部112a和第二端部112b之间的弯折段112c。该弯折段112c的结构是往复弯折，即从第一端部111a起始沿第一方向直线延伸一段距离后再沿与第一方向垂直的第二延伸一段距离，然后在沿与第一方向相反的第三方向延伸一段距离，依次循环直至第二端部111b停止延伸。电阻丝112的弯折段112c与轴承99的轴线垂直。该电阻丝112是细长结构，其长度范围是六厘米至十厘米。优选地，电阻丝112的长度是十厘米，一方面保证裂纹检测应变片11a尽可能地覆盖更大区域，以保证覆盖应力集中位置，提高监测精度；另一方面，方便裂纹检测应变片11a贴附在轴承99的外圈991。当轴承99的外圈991表面产生裂纹时，裂纹会对电阻丝112产生拉应力，当该拉应力超过电阻丝112的设计预应承载力时，电阻丝112会被拉断，从而使得裂纹检测应变片11a由导通状态切换至断开状态。裂纹检测应变片11a通过通/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转构件裂纹在线监测系统(1)，其特征在于，包括一个或多个数据采集装置(1a)，所述数据采集装置(1a)包括：裂纹检测传感器(11)，设置于待测旋转构件的应力集中位置，用于检测所述旋转构件上的裂纹情况并生成阻值信号；数据采集模块(12)，设置于所述待测旋转构件上，用于采集所述裂纹检测传感器(11)生成的阻值信号；无线发射模块(13)，与所述数据采集模块(12)电连接，用于发射所述数据采集模块(12)采集到的所述阻值信号。

【技术特征摘要】
1.一种旋转构件裂纹在线监测系统(1)，其特征在于，包括一个或多个数据采集装置(1a)，所述数据采集装置(1a)包括：裂纹检测传感器(11)，设置于待测旋转构件的应力集中位置，用于检测所述旋转构件上的裂纹情况并生成阻值信号；数据采集模块(12)，设置于所述待测旋转构件上，用于采集所述裂纹检测传感器(11)生成的阻值信号；无线发射模块(13)，与所述数据采集模块(12)电连接，用于发射所述数据采集模块(12)采集到的所述阻值信号。2.根据权利要求1所述的旋转构件裂纹在线监测系统(1)，其特征在于，进一步还包括数据接收装置(1b)，所述数据接收装置(1b)包括无线接收模块(16)，用于接收所述无线发射模块(13)发射的所述阻值信号。3.根据权利要求2所述的旋转构件裂纹在线监测系统(1)，其特征在于，所述数据接收装置(1b)进一步还包括数据接收模块(17)，与所述无线接收模块(16)电连接，用于接收所述无线接收模块(16)传输的所述阻值信号。4.根据权利要求3所述的旋转构件裂纹在线监测系统(1)，其特征在于，所述数据接收装置(1b)进一步还包括报警模块(19)，与所述数据接收模块(17)电连接，用于根据所述数据接收模块(17)接收到的所述阻值信号生成报警信号。5.根据权利要求1所述的旋转构件裂纹在线监测系统(1)，其特征在于，所述数据采集装置(1a)进一步包括电池模块(14)，设置于所述待测旋转构件上，所述电池模块(14)用于向所述数据采集模块(12)和所述无线发射模块(13)供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆金红，杨炯明，季玉忠，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11