本申请提供了一种基于激光的叶片状态测量装置，包括控制单元，以及分别与所述控制单元电连接的第一激光收发单元、第二激光收发单元、转角传感器；所述第一激光收发单元和第二激光收发单元分别用于测量风机叶片的一被测点的距离，所述转角传感器用于测量所述第一激光收发单元和第二激光收发单元之间的夹角，所述控制单元根据所述距离和所述夹角计算所述风机叶片的两个被测点之间的距离，以确定所述风机叶片的变形情况。本申请利用激光测距原理对风机叶片的两个被测点进行测量，并计算两个被测点之间的距离，根据该两个被测点之间的距离确定风机叶片的变形情况，本装置具有测量精准、使用灵活、体积小巧、适用范围广等优点。适用范围广等优点。适用范围广等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光的叶片状态测量装置
[0001]本申请涉及风力发电机组
，特别涉及一种基于激光的叶片状态测量装置。
技术介绍
[0002]我国关于可再生能源方面的应求总量还是相当大，其市场也比较广泛。我国是目前国际上最大的发展型国家，人口基数比较多，工业化所属的任务依旧未能实现。国民总体经济开发方面还需不断进行，人民实际生活质量也有所提升，社会层次的每一项事业均得到发展，一定会对能源所属的要求需要较多、较高的需求。各个层次的预测发现，在21世纪中期，可再生能源便会当作是我国能源提供的重点种类。随着科技的进度和新技术的不断发展,互联网行业很多的先进技术正在被应用到风电行业，从而在信息化、自动化和大数据应用上，大幅度提高了风电行业的技术水平和风电机组的可靠性，以及发电量，降低了运营成本，推动了整个风电行业的发展。
[0003]风力发电机组的叶片是摄取风能的关键部件,其气动性能与结构性能决定着发电机自身的运行寿命与工作效率。风机的叶片翼型的相关设计和叶片结构形式的选择能直接影响着风机相关性能与风能的转换效率，它们是风机叶片最核心部分，所以，风机叶片的气动外形相关的优化设计在风机的设计与制造中有重要地位。随着风电机组容量的不断增加，叶片越做越长，扫风面积、重量和转动惯量也随之增加。
[0004]为保证运行的稳定，这对叶片的精度提出了更高的要求。风机叶片在生产制造过程中由于场地限制，只能够做静平衡配平。风机叶片在安装过程、叶片制造、变桨执行机构等等会对叶片角度产生偏差，所以需要做角度校准，校准手段可通过激光测距来对叶片各个部位进行监测，进而对采集到的数据分析来计算叶片偏离角度。而叶片角度不平衡就会导致负载增加，引发共振增加，风机晃动明显。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请提出一种基于激光的叶片状态测量装置，利用激光测距原理对风机叶片的两个被测点进行测量，并计算两个被测点之间的距离，根据该两个被测点之间的距离确定风机叶片的变形情况，本装置具有测量精准、使用灵活、体积小巧、适用范围广等优点。
[0006]本申请提供了一种基于激光的叶片状态测量装置，包括控制单元，以及分别与所述控制单元电连接的第一激光收发单元、第二激光收发单元、转角传感器；
[0007]所述第一激光收发单元和第二激光收发单元并列设置，并通过连接轴转动连接，所述第一激光收发单元和第二激光收发单元分别用于测量风机叶片的一被测点的距离，所述转角传感器用于测量所述第一激光收发单元和第二激光收发单元之间的夹角，所述控制单元根据所述距离和所述夹角计算所述风机叶片的两个被测点之间的距离，以确定所述风机叶片的变形情况。
[0008]由上，本申请通过第一激光收发单元和第二激光收发单元分别测量风机叶片的被测点的距离，并通过转角传感器测量该第一激光收发单元和第二激光收发单元之间的夹角，在实际计算中，可将该第一激光收发单元和第二激光收发单元看作一个点，根据两个被测点与该点的距离和夹角，利用三角函数可计算两个被测点之间的距离，同时还可通过高频脉冲激光对转动的叶片进行固定扫掠，实现对叶片表面外形的扫描纪录，并根据记录一定时间的扫掠数据解析出塔顶振动、叶轮转速、叶片角度偏差等，从而确定叶片的变形情况。
[0009]可选的，所述第一激光收发单元或第二激光收发单元包括：驱动电路和信号放大整形电路；
[0010]所述驱动电路用于产生激光并通过镜头发射到被测点，经过所述被测点反射后的部分激光通过镜头输入到所述信号放大整形电路，经过放大整形后输出到所述控制单元，根据激光发射到返回的时间，计算所述被测点距离所述第一激光收发单元或第二激光收发单元的距离。
[0011]由上，激光测距的原理是先由激光收发单元对准被测点发射激光脉冲，经被测点反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到激光收发单元，被光学系统接收后进行放大整形后输出到控制单元中，该控制单元通过记录并处理从激光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定激光收发单元与被测点的距离。
[0012]可选的，还包括与所述控制单元依次电连接的电机驱动单元和电机；
[0013]所述控制单元通过所述电机驱动单元驱动所述电机转动，所述电机安装于所述第一激光收发单元的壳体内，用于通过所述连接轴控制所述第二激光收发单元相对所述第一激光收发单元进行转动。
[0014]由上，通过在第一激光收发单元的壳体内设置电机，该电机与连接轴连接，控制单元通过电机驱动单元驱动该电机转动，从而通过连接轴控制两个激光收发单元产生相对转动。
[0015]可选的，所述第一激光收发单元的壳体内还包括与所述电机连接的变速齿轮，所述变速齿轮包括位于所述电机输出轴末端的小齿轮、与所述小齿轮啮合的大齿轮，所述大齿轮的输出端通过所述连接轴连接所述第二激光收发单元的壳体。
[0016]由上，在一种实现方式中，电机可通过变速齿轮配合连接轴，控制两个激光收发单元产生相对转动，该变速齿轮可包括相互啮合的小齿轮和大齿轮，其中小齿轮位于电机输出轴末端，大齿轮的输出端固定连接该连接轴，电机通过小齿轮带动大齿轮转动，并通过连接轴控制第二激光收发单元相对第一激光收发单元进行转动。
[0017]可选的，所述转角传感器通过检测所述变速齿轮的转动齿数，确定所述第一激光收发单元和第二激光收发单元之间的夹角。
[0018]由上，转角传感器可通过检测变速齿轮的转动齿数，计算得到两个激光收发单元之间的夹角。
[0019]可选的，所述第一激光收发单元和第二激光收发单元内分别设置倾角传感器，所述转角传感器根据两个倾角传感器的差值确定所述第一激光收发单元和第二激光收发单元之间的夹角。
[0020]由上，另一种实现方式中，还可通过在两个激光收发单元内分别设置倾角传感器，
转角传感器根据两个倾角传感器之间的倾角差值，计算两个激光收发单元之间的夹角。
[0021]可选的，所述第一激光收发单元的壳体上设置有瞄准镜，通过所述瞄准镜调整所述第一激光收发单元对准所述风机叶片的被测点。
[0022]由上，通过在第一激光收发单元上设置瞄准镜，通过该瞄准镜调整第一激光收发单元对准风机叶片的被测点，然后根据测量参数，通过电机控制第二激光收发单元进行转动到对应角度即可。
[0023]可选的，所述第一激光收发单元的壳体底部具有螺纹孔，用于固定连接到支架或三轴平台。
[0024]由上，第一激光收发单元的壳体底部设置有螺纹孔，可通过该螺纹孔将该第一激光收发单元固定连接到支架或三轴平台等，由于第一、第二激光收发单元通过连接轴连接，从而可实现在复杂的测量环境中对第一、第二激光收发单元进行固定安装，保证测量精度。
[0025]可选的，还包括与所述控制单元电连接的输入单元，用于输入或调整测量参数。
[0026]由上，通过输入单元可进行测量参数的设定或调整，从而便于测量人员在测量过程中进行实时调整。
[0027]可选的，还包括与所述控制单元电连接的显示单元，用于显示测量结果。
[0028本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于激光的叶片状态测量装置，其特征在于，包括控制单元，以及分别与所述控制单元电连接的第一激光收发单元、第二激光收发单元、转角传感器；所述第一激光收发单元和第二激光收发单元并列设置，并通过连接轴转动连接，所述第一激光收发单元和第二激光收发单元分别用于测量风机叶片的一被测点的距离，所述转角传感器用于测量所述第一激光收发单元和第二激光收发单元之间的夹角，所述控制单元根据所述距离和所述夹角计算所述风机叶片的两个被测点之间的距离，以确定所述风机叶片的变形情况。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一激光收发单元或第二激光收发单元包括：驱动电路和信号放大整形电路；所述驱动电路用于产生激光并通过镜头发射到被测点，经过所述被测点反射后的部分激光通过镜头输入到所述信号放大整形电路，经过放大整形后输出到所述控制单元，根据激光发射到返回的时间，计算所述被测点距离所述第一激光收发单元或第二激光收发单元的距离。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述控制单元依次电连接的电机驱动单元和电机；所述控制单元通过所述电机驱动单元驱动所述电机转动，所述电机安装于所述第一激光收发单元的壳体内，用于通过所述连接轴控制所述第二激光收发单元相对所述第一激光收发单...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文凯，张文宝，兰波，辛理夫，张爵，张雯，
申请(专利权)人：河北华电沽源风电有限公司，
类型：新型
国别省市：
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