一种风电机组叶片结冰状态检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种在机舱的外部设置有结冰传感器的风电机组叶片结冰状态检测装置，包括数据运算和输出控制信号的主控系统以及用于给风电机组叶片加热的叶片加热器，其特别之处在于：所述机舱外设置有结冰传感器，该结冰传感器的信号输出端与主控系统相连接。本实用新型专利技术通过在机舱外设置结冰传感器，实现了对风机叶片结冰状态的检测，避免了由于风机叶片结冰所造成的危害事故的发生；可以在本实用新型专利技术的风电机组叶片结冰状态检测装置中设置叶片加热器，实现对风机叶片的自动加热。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风电机组叶片结冰状态检测装置，更具体的说，尤其涉及一 种在机舱的外部设置有结冰传感器的风电机组叶片结冰状态检测装置。
技术介绍
结冰传感器是用来检测物体表面结冰信息的传感器，它出现的历史并不长，然而 由于它在军事领域的重要性，一出现就受到世界发达国家的重视。90年代中期，美国的多 种军用及民用飞机都先后安装了结冰传感器。不仅如此，美国还把结冰传感器应用于导弹、 雷达及无线电发射塔等。而在国内，对于结冰传感器的研究和应用还处于初期阶段，近几年 来，我国屡次发生因结冰造成的重大飞行事故，给国家财产和人民生命安全带来了较大损 失，人们才意识到结冰传感技术的重要性。随着技术的进步，目前国内结冰传感器逐渐应用 到了气象部门和航空领域。在风力发电机组叶片结冰的情况下，随着叶片质量增加，风轮扭矩增大，厚度不均 造成机组载荷不均，风机失去平衡，很容易造成事故，并且影响风能的吸收，减少发电量，然 而目前国内风力发电机组中却还没有监测叶片结冰状态方法的应用。
技术实现思路
本技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种在机舱的外部设置有结冰 传感器的风电机组叶片结冰状态检测装置。本技术的风电机组叶片结冰状态检测装置，包括数据运算和输出控制信号的 主控系统以及用于给风电机组叶片加热的叶片加热器，其特别之处在于所述机舱外设置 有结冰传感器，该结冰传感器的信号输出端与主控系统相连接。主控系统用于实现输入信 号的检测、输入信号的处理和输出控制信号；叶片加热器可用于实现叶片的自动加热，不然 还得停机进行人工清理；结冰传感器设置在机舱的外部，用于对外部结冰状态进行检测，结 冰传感器上的结冰状态也即反映了风电机组叶片的结冰状态。结冰传感器的工作原理结冰传感器利用磁致伸缩原理，由传感器中的 谐振电路产生交变磁场，振管在磁场的作用下产生磁致伸缩而以稳定的固有频率振动，当谐振管表面结冰时，随着冰层厚度的变化，谐振管的质量负载和材料刚度发生改变，从而引起谐振管的谐振频率/’发生改变，通过检测谐振频率的偏移量4/ = /’ -/0,又根据振动学理论，4/⑦—(Am为谐振管上的结冰量)就可得出冰层的厚度。当结冰厚 度超过一定值时，产生一个开关量信号送给控制系统，再由控制系统发送指令启动叶片加 热器除冰或控制风机停机进行人工除冰。本技术的风电机组叶片结冰状态检测装置，所述机舱的外部固定设置有气象 桅杆组，该气象桅杆组包括用于固定其它气象检测设备的气象桅杆；所述结冰传感器固定 在气象桅杆上。气象桅杆具有较好的稳定性，把结冰传感器设置在气象桅杆上有利于保证检测的精确性。本技术的风电机组叶片结冰状态检测装置，所述的气象桅杆上还固定设置有 航空障碍灯、避雷针、风向标和风速仪。结冰传感器、风向标和风速仪共同实现对风电机组 所处环境参数的检测。本技术的风电机组叶片结冰状态检测装置，所述结冰传感器的状态改变阀值 为可调阀值，阀值的调节范围为1.5mm-3mm。结冰传感器在使用的过程中，其阀值根据风电 机组的类型以及结冰传感器的参数进行相应设定，结冰传感器的检测量超过所设定的阀值 时，结冰传感器的输出状态会发生变化。本技术的风电机组叶片结冰状态检测装置，所述的主控系统包括PLC控制ο本技术的有益效果是本技术通过在机舱外设置结冰传感器，实现了对 风机叶片结冰状态的检测，避免了由于风机叶片结冰所造成的危害事故的发生；可以在本 技术的风电机组叶片结冰状态检测装置中设置叶片加热器，实现对风机叶片的自动加 热。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术结冰传感器固定在气象桅杆上的结构示意图；图3为本技术结冰传感器输出故障信号和结冰信号的时序波形图；中1机舱，2塔筒，3气象桅杆组，4风机叶片，5气象桅杆，6航空障碍灯，7结冰传 感器，8避雷针。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步说明。如图1和图2所示，所示机舱1固定设置于塔筒2的顶部，本技术的风电机组 叶片结冰状态检测装置中的结冰传感器7设置于气象桅杆5上，气象桅杆5上还设置有航 空障碍灯6、避雷针8、风向标9和风速仪10。所示的气象桅杆5、航空障碍灯6、结冰传感 器7、避雷针8、风向标9和风速仪10组成气象桅杆组3，该气象桅杆组3固定设置在机舱 1上。所示风机叶片4内设置有叶片加热器。结冰传感器7的信号输出端与主控系统相连 接，主控系统的输出端与叶片加热器的控制信号相连接。本技术的风电机组叶片结冰状态检测装置的工作过程上电后，结冰传感器 7首先进行自检，以开关量形式输出结冰信号及故障信号，如果结冰传感器7无故障，结冰 传感器7的故障信号端口保持高阻状态不变，否则故障信号变为对地短路状态，时序波形 如图3所示。自检结束后，结冰传感器7即可正常工作，当探头检测到冰层厚度超过设定的 阀值(该阀值可以根据风机的类型和选用的结冰传感器不同而设定在1. 5mm-3mm之间)时， 结冰信号由高阻状态变为短路状态，电路输出结冰报警信号并保持，报警信号被送到主控 系统，PLC发送指令控制启动叶片加热器除冰(或控制风机停机进行人工除冰)。同时结冰 传感器7的控制电路驱动融冰加热器将结冰传感器7表面的冰层融化掉，延时一段时间后， 复位结冰告警信号并停止加热，开始下一次检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电机组叶片结冰状态检测装置，包括数据运算和输出控制信号的主控系统以及用于给风电机组叶片加热的叶片加热器，其特征在于：所述机舱（１）外设置有结冰传感器（７），该结冰传感器（７）的信号输出端与主控系统相连接。

【技术特征摘要】
1.一种风电机组叶片结冰状态检测装置，包括数据运算和输出控制信号的主控系统以 及用于给风电机组叶片加热的叶片加热器，其特征在于所述机舱(1)外设置有结冰传感 器(7)，该结冰传感器(7)的信号输出端与主控系统相连接。2.根据权利要求1所述的风电机组叶片结冰状态检测装置，其特征在于所述机舱(1) 的外部固定设置有气象桅杆组(3)，该气象桅杆组(3)包括用于固定其它气象检测设备的 气象桅杆(5)；所述结冰传感器(7)固定在气象桅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建维，张海华，
申请(专利权)人：济南轨道交通装备有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：88