一种自供电叶片无线传感器装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及风电机组传感器领域，具体为一种自供电叶片无线传感器装置，其包括永磁体、铁棒线圈、整流模块、充电型锂电池、CPU和MEMS传感器；永磁体设置在叶片内；铁棒线圈沿竖直方向滑动设置在叶片内，铁棒线圈与整流模块电性连接，整流模块设置在叶片内，整流模块与充电型锂电池电性连接，充电型锂电池设置在叶片内，充电型锂电池与CPU以及MEMS传感器均电性连接，CPU设置在叶片内，CPU内设置无线通讯模块；MEMS传感器设置在叶片内，MEMS传感器与CPU信号传输连接。本实用新型专利技术中，MEMS传感器到采集站之间没有连接线缆，无线缆磨损的后顾之忧。且能自供电，确保数据正常采集和传输。确保数据正常采集和传输。确保数据正常采集和传输。

【技术实现步骤摘要】
一种自供电叶片无线传感器装置


[0001]本技术涉及风电机组传感器领域，尤其涉及一种自供电叶片无线传感器装置。

技术介绍

[0002]风电机组发电机组技术发展迅速，单台机组容量，风机叶片长度，造价也逐步增长。叶片长期暴露在空气中运转，风沙侵蚀容易造成叶片开裂等损坏。叶片监测已纳入监测范围。现有的叶片在线监测装置可在叶片运转过程中进行持续监测。叶片监测数据采集器装置随轮毂旋转，叶片传感器通过硬件接线连接到叶片数据采集器，叶片采集器通过无线将数据传输至机舱交换机，实现数据的传感器，采集器和传输。
[0003]但现有的叶片监测技术没有充分考虑叶片的工况：叶片在运行过程中有最大风能捕获过程，及叶片变桨，叶片传感器通过硬件接线连接到叶片数据采集器，该变桨过程容易导致硬件接线磨损或者拉断。虽然在安装工艺上加装了拉簧来缓解变桨过程造成的线缆拉伸，但是频繁的变桨过程给线缆造成了不可修复的损伤和破坏，严重影响了叶片数据的采集。
[0004]现有方案中存在基于无线的方案，即叶片传感器与叶片数据采集器之间采用Wifi通讯方式，采用锂电子供电，但现场工作人员反馈更换电池工作难度大，不适用于无人值守的风电场。

技术实现思路

[0005]本技术目的是针对
技术介绍
中存在的无线传输方案中电池更换难度大的问题，提出一种自供电叶片无线传感器装置。
[0006]本技术的技术方案：一种自供电叶片无线传感器装置，包括永磁体、铁棒线圈、整流模块、充电型锂电池、CPU和MEMS传感器；
[0007]永磁体包括一对相互配合的S极和N极，永磁体设置在叶片内，永磁体与叶根法兰盘平行；铁棒线圈沿竖直方向滑动设置在叶片内，铁棒线圈位于一对相互配合的S极和N极之间，铁棒线圈与整流模块电性连接，整流模块设置在叶片内，整流模块与充电型锂电池电性连接，充电型锂电池设置在叶片内，充电型锂电池与CPU以及MEMS传感器均电性连接，CPU设置在叶片内，CPU内设置无线通讯模块，无线通讯模块与叶片数据采集器无线通讯连接；MEMS传感器设置在叶片内，MEMS传感器与CPU信号传输连接。
[0008]优选的，MEMS传感器选用ADI的ADXL355数字输出型双轴加速度传感器芯片。
[0009]优选的，无线通讯模块每两次激活之间的时间间隔为十分钟。
[0010]优选的，无线通讯模块与叶片数据采集器之间通过Zigbee通讯。
[0011]优选的，叶片内设置保护支架，永磁体、铁棒线圈、整流模块、充电型锂电池、CPU和MEMS传感器均设置在保护支架上。
[0012]与现有技术相比，本技术具有如下有益的技术效果：将势能转换成电能，为
MEMS传感器供电，MEMS传感器的数据通过Zigbee通讯无线传输至叶片数据采集器上，MEMS传感器到采集站之间没有连接线缆，无线缆磨损的后顾之忧。随着风电机组的旋转，该装置能自供电，确保数据正常采集和传输，不需要更换锂电池，适用于无人值守的风电场。
附图说明
[0013]图1为本技术一种实施例的结构示意图；
[0014]图2为整流电路的结构示意图。
[0015]附图标记：1、永磁体；2、铁棒线圈；3、整流模块；4、充电型锂电池；5、CPU；6、MEMS传感器；7、无线通讯模块。
具体实施方式
[0016]如图1
‑
2所示，本技术提出的一种自供电叶片无线传感器装置，包括永磁体1、铁棒线圈2、整流模块3、充电型锂电池4、CPU5和MEMS传感器6；
[0017]永磁体1包括一对相互配合的S极和N极，永磁体1设置在叶片内，永磁体1与叶根法兰盘平行；铁棒线圈2沿竖直方向滑动设置在叶片内，铁棒线圈2位于一对相互配合的S极和N极之间，铁棒线圈2与整流模块3电性连接，整流模块3设置在叶片内，整流模块3与充电型锂电池4电性连接，充电型锂电池4设置在叶片内，充电型锂电池4与CPU5以及MEMS传感器6均电性连接，CPU5设置在叶片内，CPU5内设置无线通讯模块7，无线通讯模块7与叶片数据采集器无线通讯连接，无线通讯模块7每两次激活之间的时间间隔为十分钟，无线通讯模块7与叶片数据采集器之间通过Zigbee通讯；MEMS传感器6设置在叶片内，MEMS传感器6与CPU5信号传输连接，MEMS传感器6选用ADI的ADXL355数字输出型双轴加速度传感器芯片。叶片内设置保护支架，永磁体1、铁棒线圈2、整流模块3、充电型锂电池4、CPU5和MEMS传感器6均设置在保护支架上。
[0018]工作原理：当叶片围绕主轴从顶部向下转动的时候，铁棒线圈2由于重力作用下移，此时可切割磁感线产生电流，当叶片围绕主轴从底部向上转动的时候，铁棒线圈2由于重力作用回到原来的位置，此时切割磁感线产生电流。切割磁感线产生的电流，进入整流模块3，整流模块3输出的电能匹配充电型锂电池4的电压，可为充电型锂电池4充电，充电型锂电池4可进行充放电工作，MEMS传感器6选用ADI的ADXL355数字输出型双轴加速度传感器芯片，可持续输出两个相互垂直方向的上的加速度数值信号给到CPU5，CPU5需要充电型锂电池4提供持续的电能，负责采集MEMS传感器6的信号，并在设定的时间间隔内激活无线通讯模块7，时间间隔为10min。无线通讯模块7通过Zigbee通讯，将振动数据外发至叶片数据采集设备。
[0019]本技术中，将势能转换成电能，为MEMS传感器6供电，MEMS传感器6的数据通过Zigbee通讯无线传输至叶片数据采集器上，MEMS传感器6到采集站之间没有连接线缆，无线缆磨损的后顾之忧。随着风电机组的旋转，该装置能自供电，确保数据正常采集和传输，不需要更换锂电池，适用于无人值守的风电场。
[0020]上面结合附图对本技术的实施方式作了详细说明，但是本技术并不限于此，在所属
的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本技术宗旨的前提下还可以作出各种变化。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供电叶片无线传感器装置，其特征在于，包括永磁体(1)、铁棒线圈(2)、整流模块(3)、充电型锂电池(4)、CPU(5)和MEMS传感器(6)；永磁体(1)包括一对相互配合的S极和N极，永磁体(1)设置在叶片内，永磁体(1)与叶根法兰盘平行；铁棒线圈(2)沿竖直方向滑动设置在叶片内，铁棒线圈(2)位于一对相互配合的S极和N极之间，铁棒线圈(2)与整流模块(3)电性连接，整流模块(3)设置在叶片内，整流模块(3)与充电型锂电池(4)电性连接，充电型锂电池(4)设置在叶片内，充电型锂电池(4)与CPU(5)以及MEMS传感器(6)均电性连接，CPU(5)设置在叶片内，CPU(5)内设置无线通讯模块(7)，无线通讯模块(7)与叶片数据采集器无线通讯连接；ME...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仕明，朱登飞，张云峰，任锦胜，
申请(专利权)人：北京英华达电力电子工程科技有限公司，
类型：新型
国别省市：