一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法技术

本发明专利技术涉及风力发电机叶片结构损伤检测技术领域，且公开了一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，S1：打开频谱分析仪；一种基于频谱分析法制作的分析仪器，将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，用傅里叶级数或傅里叶变换，就能实现把时间域信号变换成频率域信号，在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器，S2：选择需要检测的内容；风力发电机主要由叶片、塔筒和电机组成，在检测风力发电叶片结构损伤时，需要对三个元件都进行多次检测，对照检测的数据，分析出叶片的损伤位置和程度。

A damage detection method for wind turbine blade structure based on spectrum analysis

【技术实现步骤摘要】
一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法
本专利技术涉及风力发电机叶片结构损伤检测
，具体为一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法。
技术介绍
在风力发电机的构成中，叶片十分重要，叶片的损伤会对风力发电的效率有极大的影响，因此需要定时检测叶片的损伤程度，检测叶片是否损坏和损伤程度因为受到外界干扰因素太多，检测起来很麻烦，随着科技的发展，频谱分析法常被用于检测风力发电机叶片的损伤，但是单一检测叶片获得的检测结果往往是不准确的，不能排除外界声音对检测结果的影响。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，具备更全面检测出风力发电机叶片的损伤情况的等优点，解决了风力发电机叶片的损伤情况的检测不全面的问题。(二)技术方案为实现上述更好的检测风力发电机叶片的损伤情况的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法,包括S1：打开频谱分析仪；一种基于频谱分析法制作的分析仪器，将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，用傅里叶级数或傅里叶变换，就能实现把时间域信号变换成频率域信号，在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器，再经由同步的多工扫描器将信号传送到萤幕上，能显示周期性杂散波的瞬间反应。S2：选择需要检测的内容；风力发电机主要由叶片、塔筒和电机组成，在检测风力发电叶片结构损伤时，利用频谱检测法，需要将叶片的震动频率转化成电信号，便于分析，但是风力发电机中的振动元件还有塔筒和发电机，因此需要对三个元件都进行多次检测，对照检测的数据，分析出叶片的损伤位置和程度。S3：风速检测器；风力发电机的叶片的振动不仅与叶片本身有关，还与风力的大小有关联，风力的大小影响着叶片的振动频率，因此需要实时检测发电机工作时的风速，用于控制风速的这一变量，减少风速对检测结果的影响。S21：叶片检测；用频谱分析仪分别对叶片的前端、中端和后端进行振动检测，用于对比三个检测结果，用于确定叶片损伤的位置和损伤程度。S4：确定被检测对象的基频；根据需要检测对象的形状和材料，确定被检测对象受到检测频检测时的基本回转率，用于判断该部位是有损伤。S5：现场震动测试；频谱检测需要检测被检测对象的振动信号，需要在风力发电机在工作时检测，判断出风力发电机在工作时，风力发电机的叶片、塔筒和电机的振动频率，结合风速的影响和基频，判断出叶片、塔筒和电机的在工作是否有异常振动，从而确定损伤的部件和位置。S6：发射测试频；打开频谱分仪的测试频发射器，利用振动传感器采集时域波形信号，时域波形信号进过快速傅里叶转变，转换成频域信号，可以得到频率为横坐标的频域信号的频谱图，改变检测发射测试频的大小，可以多个频谱图，对此每个检测对象和位置上的各个频谱图，结合风速的影响，再对照基频，可以得到不同风速下更为准确的频谱图。S8：收集数据；收集风速数据，收集不同风速下频谱分析仪获得的被测对象的各个位置的振动信号，收集被测对象的基频。S9：导入数据分析仪；采用计算机和大数据的归纳分析法，分析出风速对被测对象的检测结果的影响，还可以获得不同风速对损伤部位的检测结果的影响，分析得到塔筒和电机的振动对叶片的检结果的影响，还可以分析活动同一个叶片上不同位置振动对其他位置的检测结果的影响。S10：数据整理；整理数据分析仪中分析获得的检测结果，排除掉塔筒和电机对叶片的检测结果的影响，用样排除掉同一个叶片上有两处损伤时的相互影响，控制其他的变量，整理出一个叶片检测处在不同风速下的振动信号，得到不同风速下叶片上一个位置的振动信号。S11：绘制频谱图；频谱分析仪的振动传感器获取被测叶片的振动信号，将振动信号利用快速傅里叶转变，转换成频域信号，可以得到频率为横坐标的频域信号的频谱图，在结合数据整理获得的不同风速下被测对象的基频，绘制出叶片各个位置的准确的频谱图。优选的，S22：塔筒检测；用频谱分析仪分别对叶片的顶端、中端和底端进行振动检测，对比三个检测结果，用于判断塔筒的振动是否正常，排除塔筒的振动对叶片振动检测结果的影响。S23：电机检测；用频谱分析仪分别对电机的垂直、水平和轴向三个方向进行振动检测，对比三次检测结果，用于判断电机的振动是否正常，排除塔筒的振动对叶片振动检测结果的影响。优选的，S12：对照数据；包括S121形成数据报告和S122对比检查报告内容是否异常，判断振动值是否异常，将频谱图所反映的较大值与相关标准相比较，确定检测结果的可以可靠性，将对比排除异常频谱图后的频谱图整合起来，判断出检测的叶片是否存在损伤，以及各个位置的是否损伤和损伤程度。优选的，S13：导入数据库；将分析仪和对照数据后确定叶片振动信号频谱图、同一个时间的塔筒的振动信号频谱图和同一时间电机的振动信号频谱图以及同一时间风速检测结果整合后的数据记录在数据库中，需要将同意叶片上不用位置的振动信号频谱图也同样记录在数据库中，并将记录的数据整合在一个文件夹中，作为一个整体保存，这样的保存方式，是将整个检测步骤作为一个完整的个体实验来记录，可以分辨出每次检测的环境及其他因素的影响，以便于前后两个检测结果不同时确定叶片振动信号检测的准确数据，判断叶片是否损伤，留作备用且导入数据库，便于下侧检测作为对比数据，便于下侧检测数据分析。优选的，S7：导入放大器；由于被测对象的振动信号能量低，常常被其他声音信号所覆盖，采用普通的振动传感器提炼出被测对象的振动信号很困难，可以采用冲击脉冲传感器，通过保持传感器的共振频率稳定，这时获得的振动信号被放大，更方便检测出被测对象各个位置的振动频率，根据反馈信号没更好的判断出被测对象的损伤位置和程度，对风力发电机叶片的损伤程度检测提供了便捷。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，具备以下有益效果：1、该基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，通过用频谱分析仪分别对叶片的前端、中端和后端进行振动检测，用于对比三个检测结果，用于确定叶片损伤的位置和损伤程度。2、该基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，通过用频谱分析仪分别对叶片的顶端、中端和底端进行振动检测，对比三个检测结果，用于判断塔筒的振动是否正常，排除塔筒的振动对叶片振动检测结果的影响。3、该基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，通过用频谱分析仪分别对电机的垂直、水平和轴向三个方向进行振动检测，对比三次检测结果，用于判断电机的振动是否正常，排除塔筒的振动对叶片振动检测结果的影响。4、该基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，通过风力发电机的叶片的振动不仅与叶片本身有关，还与风力的大小有关联，风力的大小影响着叶片的振动频率，因此需要实时检测发电机工作时的风速，用于控制风速的这一变量，减少风速对检测结果的影响。5、该基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，通过采用冲击脉冲传感器，通过保持传感器的共振频率稳定，这是的获得的振动信号被放大，更方便检测出被测对象各个位置的振动频率，根据反馈信号没更好的判断出被测对象的损伤位置和程度，对风力发电机叶片的损伤程度检测提供了便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，其特征在于：所述基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法包括以下步骤：S1：打开频谱分析仪；S2：选择需要检测的内容；S3：风速检测器；S4：确定被检测对象的基频；S5：现场震动测试；S6：发射测试频；S7：导入放大器；S8：收集数据；S9：导入数据分析仪；S10：数据整理；S11：绘制频谱图；S12：对照数据；S13：导入数据库。

【技术特征摘要】
1.一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，其特征在于：所述基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法包括以下步骤：S1：打开频谱分析仪；S2：选择需要检测的内容；S3：风速检测器；S4：确定被检测对象的基频；S5：现场震动测试；S6：发射测试频；S7：导入放大器；S8：收集数据；S9：导入数据分析仪；S10：数据整理；S11：绘制频谱图；S12：对照数据；S13：导入数据库。2.根据权利要求1所述的一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，其特征在于：所述S2选择需要检测的内容包括以下步骤：S21：叶片检测；S22：塔筒检测；S23：塔筒检测。3.根据权利要求1所述的一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，其特征在于：所述S7导入放大器具体包括以下步骤：第一步：可以采用冲击脉冲传感器，通过保持传感器的共振频率稳定；第二步：这时获得的振动信号被放大，更方便检测出被测对象各个位置的振动频率；第三步：根据反馈信号没更好的判断出被测对象的损伤位置和程度。4.根据权利要求1所述的一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，其特征在于：所述S12对照数据包括以下步骤：S121：形成数据报告；S122：对比检查报告内容是否异常。5.根据权利要求2所述的一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾永强，冯锦飞，顾雨欣，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15