提供了一种用于在风力涡轮机现场处检测目标对象的一个或多个特性的装置。该装置包括（a）包括多个平行泄漏馈线的泄漏馈线布置（20），（b）发射器（30），耦合到泄漏馈线布置（20）并被配置为向泄漏馈线布置（20）中的泄漏馈线（21，22，23）组提供单独的第一雷达信号，所述单独的第一雷达信号被配置为在相对于泄漏馈线布置（20）的预定方向（P）上形成第一雷达信号波束（W），（c）接收器（40），耦合到泄漏馈线布置（20）并被配置为从泄漏馈线布置（20）接收第二雷达信号，其中当第一雷达信号波束（W）击中目标对象时，第二雷达信号从目标对象反射，以及（d）处理单元，被配置为分析对应于第一雷达信号的第一信号和对应于第二雷达信号的第二信号，以便确定移动对象的一个或多个特性。还提供了一种风力涡轮机和方法。供了一种风力涡轮机和方法。供了一种风力涡轮机和方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用泄漏馈线的波束形成布置在风力涡轮机现场处检测移动对象的特性
[0001]本专利技术涉及风力涡轮机。更具体地，本专利技术涉及一种用于在风力涡轮机现场处检测目标对象的特性的装置。本专利技术进一步涉及一种包括这样的装置的风力涡轮机，以及一种在风力涡轮机现场处检测目标对象的特性的方法。
技术介绍
[0002]在上面定义的
中，系统是已知的，其包括多个雷达单元，所述雷达单元可操作地被配置为发射和接收雷达信号。雷达单元典型地安装在风力涡轮机塔架上和风力涡轮机塔架周围，雷达单元被定位成使得测量从涡轮机叶片发射的雷达信号的反射。处理单元被配置为从雷达单元接收测量数据，并且通过分析接收的雷达信号由于叶片朝向或远离涡轮机塔架的移动而导致的相对于所传输的信号的多普勒频移、飞行时间、相位和幅度，来确定叶片在朝向或远离涡轮机塔架的方向上的速度。这准许计算轨迹，并且特别是叶片的绝对速度和定位。
[0003]例如，在欧洲专利2864632中描述了使用雷达单元基于多普勒效应测量叶片定位，并且准许避免在风力涡轮机的叶片或机舱上安装其他类型的传感器。这降低了风力涡轮机的制造和维护成本，因为定位在塔架上的传感器在现场更容易更换。
[0004]然而，考虑到对于旋转的对象，如转子叶片或机舱，需要安装多个雷达单元，因此这样的解决方案还不是最佳的。
[0005]实际上可以使用单个雷达单元，但是仅用于在单个位置处检测叶片的通过。至少需要两个（水平安装的）雷达单元来用于跟踪叶片在机舱周围偏航的定位。一个雷达单元能够检测特定定位处的叶片的绕转。可以使用多于两个的单个雷达单元来提高检测的冗余度、分辨率和置信度。然而，这进一步增加了成本和对软件资源的需求。每个雷达单元都需要用于分析信号以及导出叶片的定位和速度的专用处理单元。
[0006]已经尝试使用例如围绕风力涡轮机塔架布置的泄泄漏馈线，但是至少存在如下缺点，即来自泄漏馈线的辐射模式既不是很好地定义的，也不是可控的。因此，合理的信噪比需要使用非常强的信号，并且因此需要大量的功率和能量。更进一步地，不可能为了例如优化和/或变化发射的信号的方向而改变辐射模式。
[0007]因此，可能需要一种以灵活的方式有效地检测目标对象（诸如风力涡轮机的旋转转子叶片）的特性的改进方式。
技术实现思路
[0008]根据独立权利要求的主题可以满足这一需求。从属权利要求中阐述了本专利技术的有利实施例。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于在风力涡轮机现场处检测目标对象的一个或多个特性的装置。该装置包括（a）泄漏馈线布置，包括多个平行的泄漏馈线，（b）发射
器，耦合到泄漏馈线布置并被配置为向泄漏馈线布置中的泄漏馈线组提供单独的第一雷达信号，所述单独的第一雷达信号被配置为在相对于泄漏馈线布置的预定方向上形成第一雷达信号波束，（c）接收器，耦合到泄漏馈线布置并被配置为从泄漏馈线布置接收第二雷达信号，其中当第一雷达信号波束击中目标对象时，从目标对象反射第二雷达信号，以及（d）处理单元，被配置为分析对应于第一雷达信号的第一信号和对应于第二雷达信号的第二信号，以便确定移动对象的一个或多个特性。
[0010]本专利技术的该方面基于如下思想，即泄漏馈线布置中的平行泄漏馈线以这样的方式被提供有单独的信号（第一雷达信号），使得对应的发射（泄漏）雷达信号相组合以形成预定方向上的雷达信号波束。换句话说，泄漏馈线组能够形成波束。由此，当辐射的能量集中在期望的方向上时，能量消耗可以保持较低，并且可以取决于环境和要执行的任务来选取和变更方向。
[0011]根据本专利技术的实施例，发射器被配置为通过对第一信号施加单独的相移或者通过对第一信号施加幅度调制来生成单独的第一雷达信号。
[0012]通过将第一信号的单独相移版本提供给组中的每个泄漏馈线，沿着该组中的平行泄漏馈线传播的信号将具有不同的相位，并因此相对于彼此被延迟，使得在预定方向上形成波束。
[0013]通过对第一信号施加幅度调制，可以实现类似的波束形成效果。
[0014]根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线组中的泄漏馈线以相邻泄漏馈线之间的预定距离排列。
[0015]换句话说，组中任何一对相邻泄漏馈线之间的径向距离是相同的。
[0016]根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线布置中的每个泄漏馈线包括在泄漏馈线的纵向方向上的对应定位处的多个泄漏区段。
[0017]换句话说，每个泄漏馈线包括多个泄漏区段（用于泄漏或发射相应的单独的第一雷达信号和/或用于接收反射的第二雷达信号），并且这些泄漏区段位于对应的定位处，即垂直于平行泄漏馈线的纵向方向的线将穿过每个泄漏馈线的泄漏区段。
[0018]根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线布置包括至少一个泄漏馈线，该泄漏馈线不是泄漏馈线组的一部分，并且被配置为接收第二雷达信号。
[0019]在该实施例中，第二雷达信号（即，从目标对象反射的雷达信号）由泄漏馈线布置中的泄漏馈线接收，该泄漏馈线不是发射形成第一雷达信号波束的相移第一雷达信号的组的一部分。根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线布置包括另一泄漏馈线组，其不是该泄漏馈线组的一部分，并且被配置为接收第二雷达信号。
[0020]在该实施例中，第二雷达信号（即，从目标对象反射的雷达信号）被另一泄漏馈线组接收，所述另一泄漏馈线组不是发送第一雷达信号的泄漏馈线组的一部分。
[0021]根据本专利技术的另一实施例，接收器被配置为对由另一泄漏馈线组中的泄漏馈线接收的第二雷达信号施加单独的相移，由此在相对于泄漏馈线布置的另一个预定方向上形成第二雷达信号波束。
[0022]换句话说，接收机使用另一组中的泄漏馈线来执行关于接收的（第二）雷达信号的波束形成。这是有利的，因为它允许装置配置独立的发射和接收波束，并且由此适应改变的叶片特性，诸如在可变负载条件下的弯曲和所得到的叶片反射角的改变。
[0023]通过确定获得接收到的信号的最大信号强度所需的接收波束方向的改变，例如可以确定转子叶片的当前弯曲状态。
[0024]根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线组中的至少一个泄漏馈线被配置为接收第二雷达信号。
[0025]在该实施例中，第二雷达信号（即，从目标对象反射的雷达信号）由泄漏馈线布置中的泄漏馈线接收，该泄漏馈线布置也是发射形成第一雷达信号波束的相移第一雷达信号的组的一部分。
[0026]根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线布置中的每个泄漏馈线是泄漏同轴线缆或泄漏波导。
[0027]同轴泄漏线缆可以特别地适用于其中第一和第二雷达信号是RF信号的实现。泄漏波导或泄漏带状线可以特别地适用于其中第一和第二雷达信号具有较高频率的实施例。
[0028]根据本专利技术的另一实施例，泄漏馈线布置被配置为例如围绕风力涡轮机塔架形成弧形或环形。
[0029]由此，通过将至少一个泄漏馈线布置在合适的高度（例如，对应于特定转子叶片区段（诸如尖端或中段）通过的高度），对于任何偏航角（其可以取决于风向来设置），将接收来自转子叶片的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在风力涡轮机现场处检测目标对象的一个或多个特性的装置（10），所述装置包括泄漏馈线布置（20 ），包括多个平行的泄漏馈线，发射器（30），耦合到泄漏馈线布置（20）并被配置为向泄漏馈线布置（20）中的泄漏馈线组（21，22，23）提供单独的第一雷达信号，所述单独的第一雷达信号被配置为在相对于泄漏馈线布置（20）的预定方向（P）上形成第一雷达信号波束（W），接收器（40），耦合到所述泄漏馈线布置（20）并且被配置为从所述泄漏馈线布置（20）接收第二雷达信号，其中当所述第一雷达信号波束（W）击中所述目标对象时，所述第二雷达信号从所述目标对象反射，以及处理单元，被配置为分析对应于第一雷达信号的第一信号和对应于第二雷达信号的第二信号，以便确定移动对象的一个或多个特性。2.根据前述权利要求所述的装置，其中所述发射器（30）被配置为通过对所述第一信号施加单独的相移或者通过对所述第一信号施加幅度调制来生成单独的第一雷达信号。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，泄漏馈线组中的泄漏馈线（21，22，23）在相邻泄漏馈线之间以预定距离（D）布置。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，泄漏馈线布置中的每个泄漏馈线包括在泄漏馈线的纵向方向上的对应定位处的多个泄漏区段（211，212，213，221，222，223，231，232，233）。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述泄漏馈线布置（20）包括至少一个泄漏馈线，所述泄漏馈线不是所述泄漏馈线组的一部分，并且被配置为接收所述第二雷达信号。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述泄漏馈线布置（20）包括另一泄漏馈线组，所述另一泄漏馈线组不是所述泄漏馈线组的一部分，并且被配置为接收所述第二雷达信号。7.根据前述权利要求所述的装置，其中，所述接收器（40）被配置为向由所述另一泄漏馈线组中的泄漏馈线接...
【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：
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