【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于物联网、故障检测、智慧化、控制系统领域，涉及一种基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置。
技术介绍
1、风力发电智慧化是行业内发展的未来趋势，智慧化对于提高风力发电机组的运行效率和可靠性，减少故障和维护成本，增加发电量和收益具有重要作用。智慧化在风力发电机运行中可以起到自动检测、自动控制、自动调节、自动诊断等功能，提高风力发电的安全性和稳定性。当前风力发电生产可以利用大数据、云计算、物联网等技术，对风力发电机组的运行数据进行分析、处理和优化，提高风力发电的智慧化水平，可以根据不同的风资源和环境条件，设计和制造适合的风力发电机组，提高风能的利用效率和转换效率。面对智慧化发展的需要，风力发电机相关的自动检测装置成为其实现的前驱部分，通过各类装置进行不同纬度的信息采集，对于智慧化各类功能提供重要的支撑。
2、在风力发电机运行中，有诸多不同种故障情况会严重影响电力生产，对于风机机仓前侧的风轮轮毂部分，是风机连接桨叶，传导动能的重要结构，然而在一些极端恶劣天气等影响下，风力发电机风轮轮毂支架易出现形变或断裂问题，可能会导致风轮失去平衡，造成机舱、塔筒和基础的振动和应力增大，加速结构件的疲劳损伤；风轮转速失控，导致叶片、齿轮箱和发电机等部件的过载或损坏；风轮脱落或飞出，危及周围人员和设施的安全。因此，风力发电机运行过程中应该定期对风轮轮毂支架进行检查和维护，及时发现和排除潜在的故障。
3、当前检测风力发电机轮毂支架是否形变或断裂主要通过人工巡检的方式进行，进入轮毂检查需要停止风机运行，耗时较长，可能影响发电
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用激光测距、角速度和加速度测量、电阻检测进行多传感器判断风轮轮毂支架是进行无线连接、可无线远程操控的风力发电机风轮轮毂支架形变断裂检测装置。
2、一种基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，包括两组成部分，分别为远端电路单元、近端电路单元；其特征在于，远端电路单元、近端电路单元安装于风力发电机风轮轮毂支架上；远端电路单元安装于远离轮毂中心处，近端电路单元安装于接近轮毂中心处；近端电路单元内部包括微控制器、供电电路、电流检测模块；远端电路单元内部包括红外测距模块、陀螺仪加速度计模块、电阻测量模块；远端电路单元、近端电路单元间通过通信供电电缆进行电路连接。
3、进一步地，远端电路单元、近端电路单元均具有电路保护壳；电路保护壳底部具有固定件，用于固定连接于轮毂支架上。
4、进一步地，电阻测量模块由继电器模块、第二弹簧电刷构成，继电器开关端的输入接口接入直流电源；输出端连接至第二弹簧电刷；远端电路单元固定连接于轮毂支架上时，第二弹簧电刷刷头可接触压紧于支架表面；继电器模块连接微控制器。
5、进一步地，近端电路单元具有第一弹簧电刷，近端电路单元固定连接于轮毂支架上时，第一弹簧电刷刷头可接触压紧于支架表面；近端电路单元内部还包括电流检测模块，电流检测模块输入端连接第一弹簧电刷，输出端接入直流电源；电流检测模块连接微控制器。
6、进一步地，红外测距模块的红外传感探头贯穿伸出远端电路单元的保护壳下侧，与红外传感探头相对设置有红外测距反光膜，红外测距反光膜位于近端电路单元的上侧，安装于近端电路单元的保护壳上侧，红外传感探头与红外测距反光膜位置对应，红外传感探头发射红外光束，照射红外测距反光膜经反射由红外传感探头感测；红外测距模块连接微控制器。
7、进一步地，提供第二组红外测距模块、红外测距反光膜，第二组中的红外测距模块安装于近端电路单元，红外测距反光膜安装于远端电路单元。
8、进一步地，远端电路单元内部上侧安装六轴陀螺仪加速度计模块，获取三个垂直方向的角速度情况和三个垂直方向受到的加速度情况，连接微控制器，通过通信线接收控制信号和传回检测到的数据。
9、进一步地，远端电路单元、近端电路单元之间通过通信供电电缆进行电路连接；通信供电电缆中包括输电线、信号线，信号线包括两路通信线和一路电平信号线。
10、一种基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤，
11、1)将装置两个部分带有红外传感探头侧相对，放置于要部署的风力发电机风轮轮毂支架两端，使两个部分的红外传感探头和红外测距反光膜分别相对，将装置固定；
12、2)将符合工作电压的直流电源为装置进行供电，使装置启动；
13、3)对装置进行初始化，用户终端无线连接装置后进行接入配置；
14、4)装置对六轴陀螺仪加速度计模块发送控制命令，进行数据采集，计算出风力发电机轮毂支架在横向实际的加速度值；
15、5)装置对两个红外测距模块发送控制命令，进行两个装置之间的距离数据进行数据采集，对两个模块的数据进行平均；当其中一组数据异常时，可选用另一组数据进行冗余计算；
16、6)装置对继电器模块发送信号，使检测回路闭合，之后对电流检测模块发送命令，获取电流值并计算阻值，获取阻值变化值；
17、7)用户通过个人设备或者集控系统进行远程控制，将检测数据进行返回；
18、8)根据角度和加速度数据变化、红外测距变化、回路阻值变化的情况，判断轮毂支架的剧烈晃动、发生形变或发生断裂。
19、步骤8)中，
20、当装置获取的角度和加速度数据变化达到阈值，表明风力发电机风轮轮毂支架发生剧烈晃动，则微控制器向用户或者集控系统发送警示；
21、当装置获取的角度、加速度、红外测距变化数据异常，装置将进一步进行检测回路阻值测量；当阻值发生变化时，则风力发电机风轮支架可能轮毂发生形变；阻值趋近无限大时，则风力发电机风轮支架发生断裂，微控制器向用户或者集控系统发送警报；
22、当两路红外测距数据中一组数据异常时，可选用另一组数据进行冗余计算，如获取的两路红外测距数据对照矫正基数差异均较大，表明装置出现飘逸、装置掉落，则向用户或者集控系统发送装置重校准提示。
23、本专利技术的有益效果是：远程无线控制可以实现风机轮毂支架的在线监测，及时发现和报警故障，避免故障扩大和造成更大的损失；利用多种传感器和信号处理技术，对风机轮毂支架的状态进行综合分析，提高故障诊断的准确性和可靠性；融合物联网技术，有效提升检测的实时性和便捷性，减少巡检中消耗的人力物力等资源。
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1.一种基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，包括两组成部分，分别为远端电路单元、近端电路单元；其特征在于，远端电路单元、近端电路单元安装于风力发电机风轮轮毂支架上；远端电路单元安装于远离轮毂中心处，近端电路单元安装于接近轮毂中心处；近端电路单元内部包括微控制器、供电电路、电流检测模块；远端电路单元内部包括红外测距模块、陀螺仪加速度计模块、电阻测量模块；远端电路单元、近端电路单元间通过通信供电电缆进行电路连接。
2.根据权利要求1所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，远端电路单元、近端电路单元均具有电路保护壳；电路保护壳底部具有固定件，用于固定连接于轮毂支架上。
3.根据权利要求2所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，电阻测量模块由继电器模块、第二弹簧电刷构成，继电器开关端的输入接口接入直流电源；输出端连接至第二弹簧电刷；远端电路单元固定连接于轮毂支架上时，第二弹簧电刷刷头可接触压紧于支架表面；继电器模块连接微控制器。
4.根据权利要求3所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，近端电路单元具有第一弹簧电刷，
5.根据权利要求2所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，红外测距模块的红外传感探头贯穿伸出远端电路单元的保护壳下侧，与红外传感探头相对设置有红外测距反光膜，红外测距反光膜位于近端电路单元的上侧，安装于近端电路单元的保护壳上侧，红外传感探头与红外测距反光膜位置对应，红外传感探头发射红外光束，照射红外测距反光膜经反射由红外传感探头感测；红外测距模块连接微控制器。
6.根据权利要求5所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，提供第二组红外测距模块、红外测距反光膜，第二组中的红外测距模块安装于近端电路单元，红外测距反光膜安装于远端电路单元。
7.根据权利要求1所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，远端电路单元内部上侧安装六轴陀螺仪加速度计模块，获取三个垂直方向的角速度情况和三个垂直方向受到的加速度情况，连接微控制器，通过通信线接收控制信号和传回检测到的数据。
8.根据权利要求1所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，远端电路单元、近端电路单元之间通过通信供电电缆进行电路连接；通信供电电缆中包括输电线、信号线，信号线包括两路通信线和一路电平信号线。
9.一种基于权利要求1所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤，
10.根据权利要求9所述操作方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，包括两组成部分，分别为远端电路单元、近端电路单元；其特征在于，远端电路单元、近端电路单元安装于风力发电机风轮轮毂支架上；远端电路单元安装于远离轮毂中心处，近端电路单元安装于接近轮毂中心处；近端电路单元内部包括微控制器、供电电路、电流检测模块；远端电路单元内部包括红外测距模块、陀螺仪加速度计模块、电阻测量模块；远端电路单元、近端电路单元间通过通信供电电缆进行电路连接。
2.根据权利要求1所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，远端电路单元、近端电路单元均具有电路保护壳；电路保护壳底部具有固定件，用于固定连接于轮毂支架上。
3.根据权利要求2所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，电阻测量模块由继电器模块、第二弹簧电刷构成，继电器开关端的输入接口接入直流电源；输出端连接至第二弹簧电刷；远端电路单元固定连接于轮毂支架上时，第二弹簧电刷刷头可接触压紧于支架表面；继电器模块连接微控制器。
4.根据权利要求3所述基于多传感器的风轮轮毂支架检测装置，其特征在于，近端电路单元具有第一弹簧电刷，近端电路单元固定连接于轮毂支架上时，第一弹簧电刷刷头可接触压紧于支架表面；近端电路单元内部还包括电流检测模块，电流检测模块输入端连接第一弹簧电刷，输出端接入直流电源；电流检测模块连接微控制器。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱鼎龙，刘欣洋，刘常忠，
申请(专利权)人：北方联合电力有限责任公司新能源分公司，
类型：发明
国别省市：
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