本发明专利技术涉及用于测量风力涡轮的操作参数的方法以及测量装置。提供适合于测量风力涡轮(100)的至少一个操作参数的测量装置。测量装置包括包含适合于发射光的光源(303)的控制单元(300)和连接到控制单元(300)并且适合于将从光源(303)发射的光传输到传感器装置(200)的光波导(401)。传感器装置(200)适合于检测至少一个操作参数并且包括光到电的功率转换单元(203)，其适合于接收由光源(303)发射的并且经由光波导(401)传输的光和将接收到的光转换成提供给传感器装置(200)的电操作功率。
【技术实现步骤摘要】
本公开大体涉及适合于测量风力涡轮的操作参数的测量装置。风力涡轮的操作参数可包括在风力涡轮的位置处的环境参数，诸如例如风速、风向、温度、环境湿度等，以及指示风力涡轮的操作状态的参数，诸如例如在塔架或转子叶片结构处的弯矩、旋转构件(诸如风力涡轮的轮毂、主轴和变速箱轴等)的转速。除此之外，本公开涉及用于测量在风力涡轮的操作期间风力涡轮的操作参数的方法。
技术介绍
对提供环保的和可靠的能源的迫切需要推动现代风力涡轮的发展。作为这种能源，风力涡轮越来越重要。风力涡轮典型地包括转子，其具有至少一个转子叶片和轮毂，用于将进来的风能转化为旋转的机械能。风力涡轮的轮毂的旋转传递到驱动发电机的主转子轴。多个单独的机械的和电的构件在风力涡轮内相互作用使得将风能转化为电能的效率成为问题。在风力涡轮的操作期间，典型地多个操作参数被监控。操作参数的检测典型地不仅在风力涡轮的轮毂内执行，而且参数检测可在遥感位置处执行，诸如在风力涡轮的至少一个转子叶片的尖端处的测量位置或沿转子叶片的长度的不同的测量位置。虽然许多测量系统仅仅消耗非常少量的电能，但是电能典型地经由电线从电源向测量的位置/测量系统的位置传输。关于电磁兼容性和潜在的雷击区域，暴露的测量位置(诸如在风力涡轮的转子叶片处的位置)成为待考虑的问题。另一个问题是测量系统相对于它的导电构件的尺寸。
技术实现思路
鉴于上面所述，提供适合于测量至少一个操作参数的测量装置，所述测量装置包括包含适合于发射光的光源的控制单元、连接到控制单元并且适合于将从光源发射的光传输到传感器装置的光波导以及适合于检测该至少一个操作参数的所述传感器装置，传感器装置包括光到电的功率转换单元，其适合于接收由光源发射的并且经由光波导传输的光和将接收到的光转换成提供给传感器装置的电操作功率。根据另一个方面，提供适合于测量至少一个操作参数的测量装置，所述测量装置包括包含适合于发射射频波的射频功率传输器的控制单元、连接到控制单元并且适合于将从射频功率传输器发射的射频波传输到传感器装置的天线以及适合于检测该至少一个操作参数的所述传感器装置，传感器装置包括射频到电的功率转换单元，其适合于接收由射频功率传输器发射的并且经由天线传输的射频波和将接收到的射频波转换成提供给传感器装置的电操作功率。根据又一个方面，提供风力涡轮，其包括至少一个转子叶片和轮毂以及至少一个测量装置，所述测量装置包括包含适合于发射光的光源的控制单元、连接到控制单元并且适合于将从光源发射的光传输到传感器装置的光波导以及适合于检测至少一个操作参数的所述传感器装置，传感器装置包括光到电的功率转换单元，其适合于接收由光源发射的并且经由光波导传输的光和将接收到的光转换成提供给传感器装置的电操作功率。 本专利技术的另外的方面、优点和特征从从属权利要求、说明书以及附图中是显而易见的。附图说明在包括参考附图的说明书的余下部分中更具体地提出对于本领域技术人员完全的和能够实现的公开，包括它的最佳实施方式，在附图中图1示出根据典型实施例的包括具有至少一个转子叶片的转子的风力涡轮的侧视图，其中，转子叶片设置有传感器单元；图2是根据典型实施例的安装在轮毂处的转子叶片的前视图，示出沿转子叶片的长度的传感器单元和传感器控制器装置的布置；图3是根据另一个典型实施例的安装在轮毂处的转子叶片的前视图，其中，若干传感器单元示出与一个传感器控制器装置相互作用用于沿风力涡轮的转子叶片的长度的操作参数的测量；图4是示出根据典型实施例的经由光链路单元连接的传感器装置和控制单元的构件的方框图；图5是示出根据另一个典型实施例的经由射频链路单元连接的传感器装置和控制单元的构件的方框图；图6描绘示出用于光功率供应辐射和光数据链路辐射的作为波长的函数的光辐射强度的曲线图；以及图7是示出根据典型实施例的用于测量风力涡轮的至少一个操作参数的方法的流程图。部件列表100风力涡轮101转子叶片102塔架103机舱104轮毂105风向106偏航角107竖直塔架轴线108桨距角200传感器装置201传感器单元202传感器控制器装置203光到电的功率转换单元204数据光源300控制单元301操作参数302主控制器装置303光源304光到电的数据转换单元305功率供应单元400光链路单元401光波导402光学数据波导403波长404辐射强度405功率供应辐射406数据链路辐射407功率传输单元408能量存储器件500射频链路单元具体实施例方式现在将详细参考各种示例性实施例，其中的一个或更多个示例在附图中示出。每个示例作为解释提供并且不表示作为限制。例如，作为一个实施例的一部分示出的或描述的特征可使用在其它实施例上或结合其它实施例使用以又产生另外的实施例。意图是本公开包括这些改变和变更。下面解释许多实施例。在这种情况下，在附图中相同的结构特征通过相同的附图标记识别。附图中示出的结构不是真正按比例描绘，而是仅仅用作实施例的更好理解。图1示出根据典型实施例的风力涡轮100的侧视图。风力涡轮100包括塔架102 和可旋转地布置在塔架102顶上的机舱103。机舱103可围绕典型地竖直的塔架轴线107 旋转使得风力涡轮的转子指向进来的风向105。该调整通过改变机舱103相对于塔架102 的偏航角106而实现。机舱103携带转子，其具有至少一个转子叶片101以及轮毂104。至少一个转子叶片101可通过改变单独的转子叶片101的桨距角108相对于进来的风105的强度(例如风速)进行调整。桨距角108的改变对应于单独的转子叶片101围绕它的纵向轴线的旋转。根据典型实施例，传感器装置200装设在转子叶片101中的一个处，如图1所示。 在图1中，传感器装置200通过阴影区示意性示出。传感器装置200的构件，例如传感器单元和控制器装置，下面关于图2进行详述。在机舱103内，设置控制单元300，其经由光链路单元400连接到传感器装置200。本文中下面关于图2到图5将描述传感器装置200与控制单元300之间的连接。图2是风力涡轮100的安装在轮毂104处的单独的转子叶片101的前视图。如图 2所示，两个单独的传感器单元201沿转子叶片101的长度装设。传感器控制器装置202 提供给每个单独的传感器单元201用于控制传感器单元和用于在控制单元(未在图2中示出)与传感器控制器装置之间经由光链路单元400传输供应能量。图2示出用于每个单独的传感器单元/传感器控制器装置201/202组合的两个光链路单元400。这里注意到，虽然图2和图3示出装设在单独的转子叶片101处的传感器单元 201，但是传感器单元201可装设在风力涡轮的其它位置处，例如在机舱处(例如用于风速和风向的测量)、在塔架处(例如用于局部的力和弯矩的测量)等。虽然不限于特定的传感器装置，但是传感器装置200的单独的传感器单元201可包括光纤布拉格光栅、薄膜传感器、风速计单元、激光多普勒速度计、应变仪探针、加速度传感器以及皮托管中的至少一个。技术人员熟悉这种用于例如应力、弯矩、力、风向和风强度、 气压和气压差的测量的传感器的操作，使得可包括在参数检测200中的单独的传感器单元 201的功能原理的详细描述这里不进行详述。而且，这里注意到至少一个传感器单元201可通过诸如但不限于可弯曲的压力管的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种测量装置，其适合于测量至少一个操作参数，所述测量装置包括：控制单元（３００），其包括适合于发射光的光源（３０３）；光波导（４０１），其连接到所述控制单元（３００）并且适合于将从所述光源（３０３）发射的光传输到传感器装置（２００）；和所述传感器装置（２００），其适合于检测所述至少一个操作参数，所述传感器装置（２００）包括光到电的功率转换单元（２０３），其适合于接收由所述光源（３０３）发射的并且经由所述光波导（４０１）传输的光和将接收到的光转换成提供给所述传感器装置（２００）的电操作功率。
【技术特征摘要】
2010.04.30 US 12/7708231.一种测量装置，其适合于测量至少一个操作参数，所述测量装置包括控制单元(300)，其包括适合于发射光的光源(303)；光波导G01)，其连接到所述控制单元(300)并且适合于将从所述光源(303)发射的光传输到传感器装置(200)；和所述传感器装置位00)，其适合于检测所述至少一个操作参数，所述传感器装置(200)包括光到电的功率转换单元位03)，其适合于接收由所述光源(30 发射的并且经由所述光波导(401)传输的光和将接收到的光转换成提供给所述传感器装置(200)的电操作功率。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述传感器装置(200)还包括数据光源004)，其适合于基于至少一个测量的操作参数发射数据光，并且其中所述控制单元 (300)具有光到电的数据转换单元(304)，其适合于接收所述数据光和将所述数据光转换成电数据。3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，还包括光学数据波导002)，其适合于将从所述数据光源(204)发射的所述数据光传输到所述光到电的数据转换单元(304)。4.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述数据光源(204)和所述光到电的数据转换单元(304)设置为光学收发器，其适合于经由所述光学数据波导(40 在所述控制单元(300)与所述传感器装置(200)之间相互交换数据。5.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述光波导(401)和所述光学数据波导(40 形成为适合于在所述控制单元(300)与所述传感器装置(200...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·门克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。