一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法及测量装置，该检测方法通过在基础环内同一标高面上取三个或三个以上的点进行测量，计算出该标高面的空间平面方程，然后通过计算空间平面方程与水平面的夹角，得出风机基础环倾斜角，使用该方法可精确计算得到基础环的倾斜度，而且可减少误差，并可提高测量效率；本发明专利技术还提供一种测量装置，使用本发明专利技术所提供的测量装置，可准确测量并计算得到基础环同一标高面上的任一点的空间坐标，通过至少三个点的空间坐标计算该标高面的空间平面方程，根据该平面方程计算出该标高面与水平面的夹角，从而得到基础环的倾斜角。而得到基础环的倾斜角。而得到基础环的倾斜角。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法及测量装置


[0001]本专利技术涉及风电机组塔筒
，具体涉及一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法及检测设备。

技术介绍

[0002]风力发电机组通常由上部的机舱、叶片，中部的钢结构塔筒1和下部的钢筋混凝土基础4组成(图1)。钢结构塔筒与钢筋混凝土基础的联结有多种形式，包括基础环安装和锚栓安装，无论采用哪种形式安装，在风机运行过程中，塔筒会发生摆动和扭转，塔筒底部(即塔基)需要承受塔筒上部传递过来的往复弯矩和扭矩，使得与塔基连接的基底(与钢筋混凝土联结的部分)需要承受塔筒上部传递过来的往复弯矩和扭矩，在这种往复荷载的长期作用下，钢筋混凝土基础由于不均匀沉降或局部破损会导致基底发生倾斜，进而导致塔筒倾斜。风机顶端的偏移量可达塔基偏移量的H/D倍，其中，H为风机轮毂高度，D为塔基直径，例如H＝80m，D＝4m，则为20倍，风机塔筒倾斜过大会导致风机发生安全事故，因此需要对塔基的倾斜角度定期检测，以了解风机的安全状况，以避免发生风机事故。
[0003]目前工程中采用全站仪、水准仪等光学仪器进行测量，但现有的测量方式均存在以下不足：1)测量时需要根据现场的视线遮挡情况确定圆环标高面上测点的位置，并确定各测点之间的空间关系，比如确定测点之间的夹角或距离等，再根据各测点的数据计算出圆环标高面的倾角，而测点的布置过程耗时费力，大大降低了测量效率；2)光学测量仪器需要对焦、读数，这个过程易受到测量人员的主观影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法，通过该方法，可精确测量计算所述塔筒的倾斜角度，减少测量误差，而且可提高测量效率，减少测量人员对测量结果的影响。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法，包括以下步骤：
[0007]S1：在所述塔筒内任取一点O，取经过O点并平行于大地水平面的平面为水平面；
[0008]S2：在所述塔筒内同一标高面上任取不在同一直线上的点B1、B2…
B
n
，其中，n≥3；
[0009]S3：由点B1、B2…
B
n
分别做垂线与所述水平面相交分别形成交点A1、A2…
A
n
；
[0010]S4：以O为原点，建立平面极坐标系，所述平面极坐标系与过O点的垂线Z轴共同形成三维坐标系，以OA1、OA2…
OA
n
其中一条水平线作为角度起始轴，分别测量其他所述水平线与所述起始轴之间的夹角；
[0011]S5：分别测量线段OA1、OA2…
OA
n
的长度以及线段A1B1、A2B2、
…
A
n
B
n
的长度；
[0012]S6：根据步骤S4所测得的夹角和步骤S5测得的OA1、OA2…
OA
n
的长度以及线段A1B1、A2B2、
…
A
n
B
n
的长度，确定点B1、B2…
B
n
的空间坐标；
[0013]S7：根据点B1、B2…
B
n
的空间坐标计算所述标高面的空间平面方程；
[0014]S8：根据所述标高面的空间平面方程计算所述标高面与大地水平面的夹角，所述夹角为所述塔筒的倾斜角。
[0015]进一步地，上述的检测方法中点B1、B2…
B
n
的空间坐标由测量装置测量并计算而得。
[0016]进一步地，所述测量装置包括底板、调平螺母、底盘、轴杆、旋转盘和标靶，所述底板、调平螺母、底盘、轴杆和旋转盘从下到上依次设置，所述底盘上垂直设有第一激光系统，所述第一激光系统能够发射向上并平行于所述底盘的中轴线的第一测距激光；所述轴杆上固定设有一斜盘，所述轴杆的一端可转动地设置于所述底盘上、另一端与所述旋转盘固定连接，所述底盘、所述轴杆、所述旋转盘三者的中轴线重合；所述旋转盘包括上水平支撑面和下水平支撑面，所述上水平支撑面和下水平支撑面的中轴位置分别固定一水平仪和第二激光系统，所述第二激光系统能向一侧发射呈固定距离的第二测距激光和第三测距激光，所述第二测距激光与第三测距激光与所述旋转轴的中轴线垂直，第二测距激光、第三测距激光和所述旋转轴的中轴线在同一平面上；所述标靶包括依次连接的球形磁性部件、连杆和圆锥体，所述球形磁性部件、连杆和圆锥体三者的中轴线重合，每个所述标靶尺寸一致。
[0017]进一步地，所述底盘上设有一轴管，所述轴管与所述底盘的中轴线重合，所述轴杆可转动地嵌套于所述轴管中。
[0018]进一步地，所述水平仪为双轴倾角仪。
[0019]进一步地，所述圆锥体的正投影呈等腰直角三角形形状。
[0020]进一步地，所述底板下方固定设有支架，所述支架可调节所述测量装置在竖直方向上的高度。
[0021]进一步地，所述点B1、B2…
B
n
的空间坐标的测量方法包括以下步骤：
[0022]步骤一：将所述测量装置固定于所述塔筒内部，调节该测量装置使所述底盘与所述水平面平行；
[0023]步骤二：选取所述塔筒内同一标高面上的点B1、B2…
B
n
，将所述标靶的球形磁性部件分别安装在所述点B1、B2…
B
n
上，且每个所述标靶的球形磁性部件安装在所述点B1、B2…
B
n
的部位相同，并且每个标靶的连杆与第二激光系统发射的第二测距激光垂直；其中，n≥3；
[0024]步骤三：调节所述测量装置的高度，使所述第二激光系统的第二测距激光投射在所述标靶的连杆上，且第三测距激光投射在圆锥体的侧面上；
[0025]步骤四：以所述步骤二中的其中一个点为起始点，始终保持顺时针或逆时针方向旋转所述旋转盘使所述第二测距激光和第三测距激光依次对准各个所述标靶的连杆和圆锥体，测量并计算得到步骤二中点B1、B2…
B
n
的空间坐标。
[0026]本专利技术的目的之二在于提供一种风电机组塔筒倾斜角的测量装置，所述测量装置包括底板、调平螺母、底盘、轴杆、旋转盘和标靶，所述底板、调平螺母、底盘、轴杆和旋转盘从下到上依次设置，所述底盘上垂直设有第一激光系统，所述第一激光系统能够发射向上并平行于所述底盘的中轴线的第一测距激光；所述轴杆上固定设有一斜盘，所述轴杆的一端可转动地设置于所述底盘上、另一端与所述旋转盘固定连接，所述底盘、所述轴杆、所述旋转盘三者的中轴线重合；所述旋转盘包括上水平支撑面和下水平支撑面，所述上水平支撑面和下水平支撑面的中轴位置分别固定一水平仪和第二激光系统，所述第二激光系统能向一侧发射呈固定距离的第二测距激光和第三测距激光，所述第二测距激光和第三测距激
光分别与所述旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组塔筒倾斜角的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在所述塔筒内任取一点O，取经过O点并平行于大地水平面的平面为水平面；S2：在所述塔筒内同一标高面上任取不在同一直线上的点B1、B2…
B
n
，其中，n≥3；S3：由点B1、B2…
B
n
分别做垂线与所述水平面相交分别形成交点A1、A2…
A
n
；S4：以O为原点，建立平面极坐标系，所述平面极坐标系与过O点的垂线Z轴共同形成三维坐标系，以OA1、OA2…
OA
n
其中一条水平线作为角度起始轴，分别测量其他所述水平线与所述起始轴之间的夹角；S5：分别测量线段OA1、OA2…
OA
n
的长度以及线段A1B1、A2B2、
…
A
n
B
n
的长度；S6：根据步骤S4所测得的夹角和步骤S5测得的OA1、OA2…
OA
n
的长度以及线段A1B1、A2B2、
…
A
n
B
n
的长度，确定点B1、B2…
B
n
的空间极坐标；S7：根据点B1、B2…
B
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的空间极坐标计算所述标高面的空间平面方程；S8：根据所述标高面的空间平面方程计算所述标高面与大地水平面的夹角，所述夹角为所述所述塔筒的倾斜角。2.根据权利要求1所述的风电机组塔筒的检测方法，其特征在于，所述点B1、B2…
B
n
的空间坐标由测量装置测量并计算而得。3.根据权利要求2所述的风电机组塔筒倾斜角测量方法，其特征在于，所述测量装置包括底板、调平螺母、底盘、轴杆、旋转盘和标靶，所述底板、调平螺母、底盘、轴杆和旋转盘从下到上依次设置，所述底盘上垂直设有第一激光系统，所述第一激光系统能够发射向上并平行于所述底盘的中轴线的第一测距激光；所述轴杆上固定设有一斜盘，所述轴杆的一端可转动地设置于所述底盘上、另一端与所述旋转盘固定连接，所述底盘、所述轴杆、所述旋转盘三者的中轴线重合；所述旋转盘包括上水平支撑面和下水平支撑面，所述上水平支撑面和下水平支撑面的中轴位置分别固定一水平仪和第二激光系统，所述第二激光系统能向一侧发射呈固定距离的第二测距激光和第三测距激光，所述第二测距激光与第三测距激光与所述旋转轴的中轴线垂直，第二测距激光、第三测距激光和所述旋转轴的中轴线在同一平面上；所述标靶包括依次连接的球形磁性部件、连杆和圆锥体，所述球形磁性部件、连杆和圆锥体三者的中轴线重合，每个所述标靶的尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：何婧琳，
申请(专利权)人：湖南砼联科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：