用于风力发电机叶片的声音信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种用于风力发电机叶片的声音信号采集装置，包括箱体和位于箱体内的采集单元与无线通信模块，采集单元用于采集并存储声音信号，无线通信模块将声音信号传输至处理终端；所述箱体的侧壁上呈圆周均匀铰接有多个连接手柄，每个连接手柄的自由端采用万向球铰接有磁铁，通过磁铁将箱体固定在风力发电机的塔筒上。该装置安装在风力发电机的塔筒上，通过非接触式方式采集风力发电机叶片的声音信号，将采集的声音信号传输至处理终端，实现对风力发电机运行状态的远程监测，克服了在叶片上进行施工的困难。上进行施工的困难。上进行施工的困难。

【技术实现步骤摘要】
用于风力发电机叶片的声音信号采集装置


[0001]本技术涉及风力发电机故障诊断
，特别是一种用于风力发电机叶片的声音信号采集装置。

技术介绍

[0002]随着风电场数目激增，风电机组装机量的增加，对于风电机组工作状态监测有了更高的要求。风机长期运行在恶劣、偏僻的露天环境中，风速的不确定性和随机性使风机长期承受交变载荷，容易出现故障。风机叶片作为捕获风能的直接部件，其运行状态将直接影响风机的工作状态。
[0003]目前普遍通过采集风力发电机叶片的振动信号实现风机运行状态的监测，此方法需要在风机叶片上加装振动传感器，在已经安装完成的风力发电机叶片上再次进行振动传感器的安装会非常困难。
[0004]除此之外，如果在风力发电机上安装传感器还需要保证其安装的牢固性，保证在风机运行过程中传感器不会掉落，并且由于不同功率的风力发电机的叶片长度、塔筒的粗细也不同，因此故障监测装置需要有较强的适应性。
[0005]申请号为201822091021.5的中国专利公开了一种风力发电机叶片在线非接触式故障诊断仪器，该仪器需要安装在风力发电机的电阻转筒上，施工安装难度较大，而且检修不方便，实用性较差。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本技术拟解决的问题是，提供一种用于风力发电机叶片的声音信号采集装置。
[0007]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0008]一种用于风力发电机叶片的声音信号采集装置，其特征在于，该装置包括箱体和位于箱体内的采集单元与无线通信模块，采集单元用于采集并存储声音信号，无线通信模块将声音信号传输至处理终端；
[0009]所述箱体的侧壁上呈圆周均匀铰接有多个连接手柄，每个连接手柄的自由端采用万向球铰接有磁铁，通过磁铁将箱体固定在风力发电机的塔筒上。
[0010]所述箱体的侧壁上设有凹槽，凹槽的中心处呈圆周设有与连接手柄数量相适应的铰支座；每个铰支座与各自的连接手柄的一端铰接，每个连接手柄的自由端通过球铰接有磁铁，转动连接手柄和磁铁能将连接手柄和磁铁完全嵌入到凹槽中。
[0011]所述采集单元包括集成在一个电路板上的声音信号采集传感器、SD卡和主控芯片。
[0012]所述声音信号采集传感器为无源拾音器，型号为VS1053B；主控芯片的型号为STM32F103。
[0013]所述无线通信模块为4G或5G通信模块。
[0014]所述箱体上还设有太阳能板和电池，通过太阳能板将太阳能转换为电能，对电池进行充电，为整个装置供电。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0016]1、本技术的装置安装在风力发电机的塔筒上，不需要将装置安装在风力发电机的叶片上，通过非接触式方式采集风力发电机叶片的声音信号，将采集的声音信号传输至处理终端，实现对风力发电机运行状态的远程监测，克服了在叶片上进行施工的困难，也具有维护方便，信号传输稳定等优点，能够对风机运行提供有效的保障。解决了大型风场检修需要大量人力的问题，大大降低了检修人员的作业风险，提高了检修效率，降低了人工成本。
[0017]2、通过磁铁吸附将装置安装在风力发电机的塔筒，多个连接手柄可以适应不同尺寸的风力发电机塔筒上，适用性强。
[0018]3、连接手柄通过转动可以收纳至箱体侧壁的凹槽内，同时箱体体积较小，总体质量较轻，可以放进背包里，方便工作人员野外作业。箱体的顶盖可以打开，方便检修；顶盖的尺寸大于箱体横截面的尺寸，雨水可从顶盖的四周流走，避免雨水进入箱体内，具有较强的防雨效果，更加适用于长时间恶劣环境下工作，很好的满足野外或者海上大型风机发电厂的需求。
[0019]4、本技术通过太阳能板对电池进行充电，可以完成对整个装置的供电，同时可以及时对电池进行补电，大大提高了设备长期可靠运行，提高了装置对环境的适应能力，解决了设备工作周期短，装置充电勤的问题。
[0020]5、本装置通过无线通信网络进行声音信号传输，保证信息的安全传输，同时解决了大型风力发电场或海上风场铺设光纤进行通讯成本较高的问题。
附图说明
[0021]图1是本技术的整体结构示意图；
[0022]图2是本技术的连接手柄与磁铁的连接示意图；
[0023]图3是本技术的连接手柄与磁铁完全收纳至箱体的凹槽内的状态示意图；
[0024]图中，1
‑
连接手柄；2
‑
箱体；3
‑
太阳能板；4
‑
磁铁；21
‑
凹槽；22
‑
铰支座。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术的技术方案，并不用于限制本申请的保护范围。
[0026]本技术为一种用于风力发电机叶片的声音信号采集装置(简称装置，参见图1
‑
3)，包括箱体2和位于箱体2内的采集单元与无线通信模块，采集单元能够采集并存储声音信号，通过无线通信模块将声音信号传输至处理终端；
[0027]所述箱体2的侧壁上呈圆周均匀铰接有多个连接手柄1，每个连接手柄1的自由端采用万向球铰接有磁铁4，通过磁铁4将箱体2固定在风力发电机的塔筒上；风力发电机的塔筒为铁制的，与磁铁具有良好的吸附性能；所有的连接手柄1和磁铁4均能完全收纳嵌入到箱体2的侧壁中。
[0028]所述箱体2的侧壁上设有凹槽21，凹槽21的中心处呈圆周设有多个(本实施例为4个)铰支座22；每个铰支座22分别通过销轴与各自的连接手柄1的一端铰接，每个连接手柄1的自由端通过万向球铰支座铰接有磁铁4，转动连接手柄1和磁铁4能将连接手柄1和磁铁4完全嵌入到箱体2的凹槽21中，防止装置不使用时，连接手柄1可以收纳至凹槽中，方便携带；连接手柄1与箱体2的连接端自由转动，可以适应不同粗细的风力发电机塔筒，多个连接手柄1相当于环抱在风力发电机塔筒的侧壁上，因此调整连接手柄1相对于箱体2之间的角度，即所有连接手柄1相对箱体2侧壁的展收程度，可以较好地适应不同型号的风力发电机；每个连接手柄1的自由端设有安装磁铁4的卡槽，选取磁力较强的钕铁硼磁铁，可以根据箱体2的尺寸大小以及重量增加或者减少磁铁的数目，保证整个装置安装的稳定性。除此之外，这种可拆卸的安装方式不仅安装较为简单，同时避免了在造价昂贵的风力发电机造成结构损坏。
[0029]所述采集单元包括声音信号采集传感器、SD卡和主控芯片，声音信号采集传感器用于采集风力发电机叶片声音信号，采集到的声音信号存储在SD卡中并形成历史数据，方便于后期的音频分析以及调用；声音信号采集传感器为无源拾音器，其型号为VS1053B，能够比有源拾音器获取更佳的声音清晰度；无源拾音器通常可以接收
‑
30
‑
40dB范围内的音频，而风力发电机叶片的声音信号处于此区间内，能够保证声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机叶片的声音信号采集装置，其特征在于，该装置包括箱体和位于箱体内的采集单元与无线通信模块，采集单元用于采集并存储声音信号，无线通信模块将声音信号传输至处理终端；所述箱体的侧壁上呈圆周均匀铰接有多个连接手柄，每个连接手柄的自由端采用万向球铰接有磁铁，通过磁铁将箱体固定在风力发电机的塔筒上。2.根据权利要求1所述的用于风力发电机叶片的声音信号采集装置，其特征在于，所述箱体的侧壁上设有凹槽，凹槽的中心处呈圆周设有与连接手柄数量相适应的铰支座；每个铰支座与各自的连接手柄的一端铰接，每个连接手柄的自由端通过球铰接有磁铁，转动连接手柄和磁铁能将连接手柄和磁铁完全嵌入到凹槽中。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家安，黄子睿，于振华，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：