一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统，包括光纤力传感单元、数据采集单元和中央处理器，其中，每个叶根螺栓上均设置有一个光纤力传感单元，所述数据采集单元用于采集每个光纤力传感单元的数据信号，并将采集到的数据信号传输至中央处理器；所述中央处理器用于根据接收到的数据信号判断对应叶根螺栓是否发生异常；本发明专利技术实现了风电机组桨叶叶根螺栓的实时断裂监测，自动判断发电机组是否进行工作，保证发电工作的同时，提高安全保障。提高安全保障。提高安全保障。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统。

技术介绍

[0002]随着风电市场发展的进一步深入，风电机组在向高塔架和长桨叶的趋势发展。当前，国内部分风场已经装配了风轮直径140m的长桨叶，并进一步向150米，160米的趋势发展。随着桨叶长度的越来越长，对桨叶安全的关注越来越高，桨叶安全对机组整体的安全性的影响越来越大。
[0003]桨叶是风力发电机中最重要也是质量最大的部分，每根桨叶均通过若干个叶根螺栓与发电机的转轴相连，而叶根螺栓也是风力发电机中最容易发生断裂的部分，而叶根螺栓的断裂或松动将会导致风力发电机损坏甚至倒塌。风力发电机组正常运行期间，巡检周期一般为半年至一年，巡检周期间隔较长，叶根螺栓断裂的情况不能够及时发现，且每次巡检耗费大量的时间、人力、物力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统，解决了现有技术中存在的上述不足。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统，包括光纤力传感单元、数据采集单元和中央处理器，其中，每个叶根螺栓上均设置有一个光纤力传感单元，所述数据采集单元用于采集每个光纤力传感单元的数据信号，并将采集到的数据信号传输至中央处理器；
[0007]所述中央处理器用于根据接收到的数据信号判断对应叶根螺栓是否发生异常。
[0008]优选地，所述光纤力传感单元包括光纤和两个光纤连接部，每个叶根螺栓上均设置有光纤；两个光纤连接部一端分别固定在光纤的两端；两个光纤连接部的自由端分别与叶根螺栓和桨叶连接部固定连接。
[0009]优选地，所述数据采集单元包括信号采集发射模块和信号接收模块，其中，信号采集发射模块用于采集光纤力传感单元产生的光信号，并将采集到的光信号转换为电信号，之后传输至信号接收模块；所述信号接收模块用于将接收到的电信号转换为数据信号，并传输至中央处理器。
[0010]优选地，所述中央处理器还连接有用于显示发生异常的叶根螺栓数量，以及对发电机组桨叶运行状态进行控制的监测控制模块。
[0011]优选地，所述监测控制模块包括制动控制器和显示器，其中，所述制动控制器用于根据中央处理器传输的指令控制风力发电机组桨叶的转动；所述显示器用于显示发生异常的叶根螺栓的数量。
[0012]一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，基于所述的监测系统，包括以下步骤：
[0013]采集每个叶根螺栓产生的光信号；
[0014]对每个光信号进行转换，得到数据信号；
[0015]根据得到的数据信号判断对应的叶根螺栓是否发生异常。
[0016]优选地，该监测方法包括：统计发生异常的叶根螺栓的数量，根据统计得到的数量对风力发电机组桨叶的运行进行控制。
[0017]优选地，根据统计得到的数量对风力发电机组桨叶的运行进行控制，具体方法是：
[0018]当统计得到的数量大于等于预设阈值时，则控制风力发电机组桨叶停止工作；
[0019]当统计得到的数量小于预设阈值时，则控制风力发电机组桨叶继续工作。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提供的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统及方法，实现了风电机组桨叶叶根螺栓的实时断裂监测，同时能将准确定位螺栓断裂的位置，能够及时将螺栓断裂信息反馈给监测基地，以便现场运维人员及时发现，自动判断发电机组是否进行工作，保证发电工作的同时，提高安全保障。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提出的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统的结构框图；
[0023]图2为本专利技术提出的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统中信号采集发射模块的结构框图；
[0024]图3为本专利技术提出的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统中信号接收模块的结构框图；
[0025]图4为本专利技术提出的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统中监测控制模块的结构框图；
[0026]图5为光纤力传感器单元结构图。
具体实施方式
[0027]以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本专利技术的范围。
[0028]实施例
[0029]参照图1
‑
4，本专利技术提供的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统，包括叶根螺栓、光纤力传感单元、信号采集发射模块、信号接收模块、中央处理器和监测控制模块，其中：
[0030]所述光纤力传感单元包括光纤1和两个光纤连接部5，每个用于固定桨叶的所述叶根螺栓2内均设置有光纤，两个所述光纤连接部5分别固定在光纤1的两端，且分别与叶根螺栓2和桨叶连接部分3固定连接。
[0031]所述光纤1上设有形变感应段6，所述形变感应段6在光纤连接部5受到外部作用力时产生形变；当叶根螺栓发生断裂时，可产生向外的拉力，使光纤随之发生形变，产生光信号，从而光信号可被信号采集发射模块中的信号采集器采集，每根桨叶上均有若干个叶根
螺栓，而当任意一个叶根螺栓断裂时，信号采集器均可接收对应位置的光信号了。
[0032]所述信号采集发射模块包括信号采集器、编码器和信号发射器，其中，信号采集器用于采集各光纤产生的光信号，并使用编码器对不同位置的产生的光信号进行编码，编码后的电信号通过信号发射器以无线信号的形式发射。
[0033]所述信号接收模块设置在监测基地，包括信号接收器和解码器，其中，信号接收器用于接收信号采集发射模块发射的电信号，并传输至解码器；所述解码器用于对接收到的电信号进行解码，形成数据信号，并将得到的数据信号输送至中央处理器。
[0034]所述中央处理器为计算机系统。
[0035]所述监测控制模块包括制动控制器与报警显示器，其中，制动控制器用于控制风力发电机组桨叶的转动；报警显示器用于显示叶根螺栓的断裂数和进行实时监测的作用。
[0036]所述中央处理器用于根据接收到的数据信号判断叶根螺栓断裂数量，进而控制报警显示器显示数量，同时判断单个桨叶上叶根螺栓断裂数是否超过安全断裂数的最大值，是，制动控制器工作，否，制动控制器不工作，继而可自动的判断发电机是否可继续进行工作，保证发电工作的同时，提高安全保障。
[0037]采用上述监控系统的监控方法如下：
[0038]S1、通过信号采集器采集断裂螺栓中光纤产生的光信号，利用编码器对光信号进行编码后，通过信号发射器发射至监测基地，进而远距离及时接收断裂信号，方便作处检修判断；
[0039]S2、监测基地的信号接收器接收信号发射器发出的无线信号，利用解码器进行解码，形成数据信号，将电信号传输至中央处理器，中央处理器为计算机系统，可对数据信号进行判断；
[0040]S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统，其特征在于，包括光纤力传感单元、数据采集单元和中央处理器，其中，每个叶根螺栓上均设置有一个光纤力传感单元，所述数据采集单元用于采集每个光纤力传感单元的数据信号，并将采集到的数据信号传输至中央处理器；所述中央处理器用于根据接收到的数据信号判断对应叶根螺栓是否发生异常。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统，其特征在于，所述光纤力传感单元包括光纤和两个光纤连接部，每个叶根螺栓上均设置有光纤；两个光纤连接部一端分别固定在光纤的两端；两个光纤连接部的自由端分别与叶根螺栓和桨叶连接部固定连接。3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统，其特征在于，所述数据采集单元包括信号采集发射模块和信号接收模块，其中，信号采集发射模块用于采集光纤力传感单元产生的光信号，并将采集到的光信号转换为电信号，之后传输至信号接收模块；所述信号接收模块用于将接收到的电信号转换为数据信号，并传输至中央处理器。4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统，其特征在于，所述中央处理器还连接有用于显示发生异常的叶根螺栓数量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓巍，赵勇，汪臻，刘腾飞，郭靖，李冲，许瑾，张恩享，张轶东，张长安，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：