风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法技术方案

本说明书实施例提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法，该系统包括静力加载系统：包括通信连接的计算机，牵引拉索装置，拉索；拉索端部套设在叶片上，叶片弦长方向与牵引拉索装置平行摆放；叶片安装端安装在台架的旋转轴电机上；一组光纤传感器组和光纤解调仪；光纤传感器组包括设置的第一光纤传感器和第二光纤传感器，第二光纤传感器设于导热套管内，且第一光纤传感器与导热套管均固定在叶片表面，且第一、第二光纤传感器的接头分别接在光纤解调仪的接口；光纤解调仪与计算机通信连接；本发明专利技术能够实时、在线监测叶片的位移、形变且能够测量连续的若干个点，适用场景更广。用场景更广。用场景更广。

【技术实现步骤摘要】
风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法


[0001]本文件涉及风电叶片试验测试
，尤其涉及一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法。

技术介绍

[0002]随着当今世界风电技术的广泛应用，叶片结构这随之多样化地发展起来，而每种型号的叶片的研发与测试，均需要将该型号的一支叶片作为实验样品进行全方位结构可靠性实验通过后才可推向市场。叶片的可靠性实验包括叶片特性实验，静载实验，动态疲劳实验及静态实验。其中，叶片的静态实验包括测试叶片在横向(挥舞方向)或纵向(摆振方向)进行双向变形实验，以测试叶片的最大变形。
[0003]目前进行该实验一般使用拉索系统并运用位置传感器。叶片弦长方向与拉索系统平行摆放，叶片横向方向平行于拉索系统施加力方向。使用数套拉索系统，预先自行确定叶片上的数个点位置，再把拉索环套在叶片数个指定位置。然后在横向方向上拉索系统的拉索拉动从而对叶片施加力，叶片变形。布置在拉索上的位置传感器检测出各个点的位移，根据数个点的移动位置确定叶片应变情况进而确定叶片的位移形变。然而此种方法有很多局限，首先采用拉索系统进行变形实验，增加若干个点位置的检测，就需要增加若干套拉索系统及位置传感器。即使如此，实验也只能得到数个点的数据。此外，这种方法并不适用于在线检测的场合，因为位置传感器输出线索移动位置后，再需要对数据的重构才能得到叶片的位移形变等参数，且位置传感器的费用是一笔不可忽略的支出，且精度也不尽人意。
[0004]有鉴于此，继续提供一种适用于叶片变形在线监测，且变形测量精度更好的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法。

技术实现思路

[0005]本说明书一个或多个实施例提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，包括：
[0006]静力加载系统：包括通信连接的计算机，牵引拉索装置，拉索；拉索端部套设在叶片上，叶片弦长方向与牵引拉索装置平行摆放；叶片安装端安装在台架的旋转轴电机上；
[0007]位移形变采集装置：一组贴合叶片表面且沿叶片叶弦设置的光纤传感器组和光纤解调仪；光纤传感器组包括设置的第一光纤传感器和用于给第一光纤传感器温度补偿用的第二光纤传感器，第二光纤传感器设于导热套管内，且第一光纤传感器与导热套管均通过粘接剂固定贴合在叶片表面，且第一光纤传感器和第二光纤传感器的接头分别接光纤解调仪的接口；光纤解调仪与计算机通信连接；
[0008]计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，牵引拉索装置控制拉索收纳轴旋转回收拉索，使叶片发生位移形变；光纤解调仪发射光信号，得出相应第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号，且第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿，并实时传送到计算机，计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定
叶片应变造成的第三光谱信号，根据第三光谱信号确定叶片上各个测点的第一应变数据，根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据，根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
[0009]本说明书一个或多个实施例提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，采用了上述所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，包括步骤：
[0010]计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，且控制光纤解调仪发射光信号，获得第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号并发送至计算机；第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿；
[0011]计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定叶片应变造成的第三光谱信号；
[0012]计算机根据第三光谱信号，光纤传感器的光纤应变转换系数和光纤应变转换补偿系数，确定叶片上各个测点的第一应变数据；
[0013]计算机根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据；
[0014]计算机根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
[0015]本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法。
[0016]本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法。
[0017]本专利技术系统与现有技术相比，能够实时、在线监测叶片的位移且能够测量连续的若干个点，能够实时监测实验中的位移变形变化情况，适用场景更广。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统的结构示意图；
[0020]图2为本说明书一个或多个实施例提供的系统中第一光纤传感器和第二光纤传感器在叶片上的布设示意图；
[0021]图3本说明书一个或多个实施例提供的系统中静力加载后叶片的参数位置关系图；
[0022]图4为本说明书一个或多个实施例提供的一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法流程图；
[0023]图5为本说明书一个或多个实施例提供的方法中静力加载后叶片的第一形变数据及位移形变计算流程图；
[0024]图6为本说明书一个或多个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0026]下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术做出详细的说明。
[0027]系统实施例
[0028]根据本专利技术实施例，提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，如图1
‑
2所示，为本实施例提供的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统的结构示意图，根据本专利技术实施例的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，如图1所示，包括：
[0029]静力加载系统：包括通信连接的计算机1，牵引拉索装置2，拉索3；拉索3端部套设在叶片6上，叶片6弦长方向与牵引拉索装置2平行摆放；
[0030]叶片6安装端安装在台架8的旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，包括：静力加载系统：包括通信连接的计算机(1)，牵引拉索装置(2)，拉索(3)；拉索(3)端部套设在叶片(6)上，叶片(6)弦长方向与牵引拉索装置(2)平行摆放；叶片(6)安装端安装在台架(8)的旋转轴电机上；位移形变采集装置：一组贴合叶片(6)表面且沿叶片(6)叶弦设置的光纤传感器组和光纤解调仪(7)；光纤传感器组包括设置的第一光纤传感器(5)和用于给第一光纤传感器(5)温度补偿用的第二光纤传感器(4)，第二光纤传感器(4)设于导热套管(9)内，且第一光纤传感器(5)与导热套管(9)均通过粘接剂固定贴合在叶片(6)表面，且第一光纤传感器(5)和第二光纤传感器(4)的接头分别接光纤解调仪(7)的接口；光纤解调仪(7)与计算机(1)通信连接；计算机(1)向牵引拉索装置(2)发送牵引指令，牵引拉索装置(2)控制拉索收纳轴旋转回收拉索(3)，使叶片(6)发生位移形变；光纤解调仪(7)发射光信号，得出相应第一光纤传感器(5)的第一光谱信号和第二光纤传感器(4)的第二光谱信号，且第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿，并实时传送到计算机(1)，计算机(1)通过第一光纤传感器(5)和第二光纤传感器(4)的光谱信号计算可确定叶片(6)应变造成的第三光谱信号，根据第三光谱信号确定叶片(6)上各个测点的第一应变数据，根据所述第一应变数据确定叶片(6)上各个测点的第一形变数据，根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片(6)的位移变形情况。2.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述导热套管(9)靠近第一光纤传感器(5)平行设置。3.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述第一光纤传感器(5)与所述导热套管(9)通过环氧树脂粘在叶片(6)的表面，且所述第一光纤传感器(5)与所述第二光纤传感器(4)沿着叶片(6)弦长方向呈直线路径铺设。4.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述计算机(1)通过以下步骤确定叶片(6)上各个测点位置的第一形变数据，具体包括：根据所述第一应变数据确定叶片(6)上各个测点的偏转角数据；根据所述偏转角数据确定叶片(6)上各个测点的第一形变数据。5.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述计算机(1)通过以下计算步骤确定叶片(6)上各个测点位置的第一形变数据，具体包括以下计算过程：设ε
i
和ε
i
‑1分别表示叶片(6)上第i个测点和第i
‑
1个测点上长度对应的应变数据，由于第i个测点和第i
‑
1个测点之间的距离很短，两者之间的长度
‑
应变关系可表示为：设y表示叶片(6)在长度x上的形变数据，ε(x)表示叶片(6)在长度x上的应变数据，c(x)表示叶片(6)在长度x上的厚度，则y和ε(x)的关系表示为：对上式进行积分，可以得到叶片(6)上各点对应的偏转角数据：
其中，tanθ
i
‑1表示在叶片(6)上第i
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：朱萍玉，谢福珉，程健明，刘顺，林哲聪，刘烁超，张帅，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：