一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，该系统振动检测传感器采集所要监测部件的振动信号，检测风电机组振动情况，振动信号通过信号调理传送模块传送给信号处理模块，处理后得到风电机组的频谱，将处理后得到的所有频率信号都通过振动频谱图模块的振动频谱图显示；将24赫兹以下的频率振动的部件状态通过图像动画模块的图像动画显示；将20赫兹到20000赫兹频率内的振动信号通过信号处理得到音频信号，处理得到音频信号的声音通过声音输出模块的声音输出模块发出；本发明专利技术通过频谱、视频、音频全方位分析并复现风电机组的振动情况，给专家或值班人员全方位的信息获取，为风电机组的运行状态提供一种直观、高效的监测方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，属于风电机组安全监测技术和信号处理

技术介绍
随着经济快速发展，温室效应日益严重，作为一种干净的、可再生的能源，利用风能发电的方式是一种环保、发展前景很好的发电方式。如今，风力发电在发电行业有着举足轻重的作用。一般风力发电机组主要由浆叶、轮毂、桨距调节、制动器、低速轴、齿轮箱、发电机、控制器、风速计、风向标、高速轴、偏航驱动器、偏航电机、塔架等构成。风力发电机组一般在偏远、环境恶劣的地方修建，由于风力发电还有待发展，运行故障频发，而特定的环境导致其维修工作很困难，维修费用很高，因此需要大力发展风力发电安全检测技术来减少成本，减少运行风险，提高运行效率。传感器是一种能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。如今，风电检测技术中，对风电机组的振动状态进行检测的方法中，通常在风电机组的某些部件上设置振动传感器，传感器获得的振动数据与正常运行下的振动数据相比较来判断各部件的运行状态。采集到的振动信号需要通过数据信号处理来得到我们所需要的信号。数据信号处理已经在通信、声音、图像、自动控制等领域广泛应用。目前，风力发电机组的状态监测技术有以下几种:振动监测、温度监测、音频监测、电气监测以及视频监测等，且都有相关专利。振动监测是状态监测技术中最为常见的，现已有不少振动监测方法的专利，如:《一种风电机组的状态检测系统》《一种风力发电机组远程实时状态监测方法》；音频监测方法相关专利，如《一种风力发电机组在线监测与故障诊断的系统与方法》；温度监测方法相关专利，如《一种超级电容监控系统》；视频监测方法相关专利，如《一种风力发电机组状态监测装置》。振动监测方法最为常见且最成熟，基本都是通过各种技术的频谱分析，不够直观，而视频监测方法则成本较高，且一般要重新安装视频设置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，该系统基于现有成熟的振动监测技术基础上，将振动信息直观化、可视化。为了解决上述的技术问题，本专利技术的技术方案是:一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，其包括安装在风电机组上的振动检测传感器、信号调理传送模块、信号处理模块和监测显示模块，所述振动检测传感器安装在风电机组要监测部件上，采集所要监测部件的振动信号，检测风电机组振动情况，振动检测传感器实时采集到的风电机组的振动信号通过信号调理传送模块传送给信号处理模块，振动信号经过信号处理后得到风电机组的频谱，通过监测显示模块显示详细信息。所述监测显示模块包括:振动频谱图模块，将处理后得到的所有频率信号都通过振动频谱图显示；即对所有频段的振动进行情况频谱分析处理，处理后得到的所有频率信号都通过振动频谱显示。可选择查看对应安装于风电机组各个部件上的不同振动检测传感器检测到的振动频谱分析结果。图像动画模块，将24赫兹以下的频率振动的部件状态通过图像动画显示；对应振动检测传感器安装位置和风电机组的三维动画图，对信号频率在24Hz以内振动情况，通过动画视频实时复现风电机组及其相应部件的振动动画。可选择查看对应安装有振动检测传感器的风电机组部件的放大观看其振动动画视频。声音输出模块，将20赫兹到20000赫兹频率内的振动信号通过信号处理得到音频信号，处理得到音频信号的声音通过声音输出模块发出。对应安装在风电机组上的振动检测传感器，对信号频率在在20Hz到20000Hz范围内的振动情况，将振动信号进行音频输出复现处理，使得监测人员可实时听到风电机组发出的声音。可选择查看对应安装有振动检测传感器的风电机组部件的监听其振动音频。所述振动检测传感器为非麦克风或摄像机的振动检测传感器，如加速度传感器或检测低频的位移传感器。所述监测显示模块通过风电机组现场监控中心显示或通过通信方法将监测的数据传送到远程监测中心或者移动设备上进行显示。这样工作人员可以通过现场监控中心模块或任意设定办公地点或移动设备上了解机组实时信息。专利技术的主要特征是:(I)利用现有的振动检测的振动信号监测风电机组运行的状态，得到频谱、视频及音频三方面的信息，给专家或值班人员全方位的信息获取；(2)无需安装全向麦克风或摄像头，简单易行；(3)所监测到的振动频率信号均绘制频谱图，工作人员可以对风电机组的振动频率有全面的了解；(4)振动频率在24赫兹以下时，工作人员可以在监控中心通过图像监控模块看到风机内部的部件振动情况；(5)声音在20赫兹 20000赫兹频率范围内是可以为人们所听到的，工作人员可以在监测中心听到风力发电机组内部不同部件的声音。本专利技术通过频谱、视频、音频全方位分析并复现风电机组的振动情况,将振动信息直观化、可视化，给专家或值班人员全方位的信息获取，为风电机组的运行状态提供一种直观、高效的监测方法。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术系统的结构示意图。图2为本专利技术风力发电机远程状态监控结构示意图。图3为本专利技术第一实施例示意图。图4为本专利技术第二实施例示意图。具体实施例方式本专利技术一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，如图1所示包括安装在风电机组上的振动检测传感器、信号调理传送模块、信号处理模块和监测显示模块，所述振动检测传感器安装在风电机组要监测部件上，采集所要监测部件的振动信号，检测风电机组振动情况，振动检测传感器实时采集到的风电机组的振动信号通过信号调理传送模块传送给信号处理模块，振动信号经过信号处理后得到风电机组的频谱，通过监测显示模块显示详细信息；所述监测显示模块包括:振动频谱图模块，将处理后得到的所有频率信号都通过振动频谱图显示；图像动画模块，将24赫兹以下的频率振动的部件状态通过图像动画显示；声音输出模块，将20赫兹到20000赫兹频率内的振动信号通过信号处理得到音频信号，处理得到音频信号的声音通过声音输出模块发出。本专利技术系统的主要工作过程:即利用安装于风电机组上的振动检测传感器全方位的检测风电机组振动情况，将采集到的振动信号传送信号处理模块；对所有频段的振动进行频谱分析处理，对O 24Hz的振动信号对照其在风电机组上的发生部件进行图像动画复现，对20Hz 20000Hz的振动信号对照其在风电机组上的发生部件进行声音输出，工作人员可以通过监控中心的监测显示模块了解机组实时信息，不但现场监控中心具有监测显示模块，还可通过网络传送到任意设定办公地点或移动设备上。对于通过互联网将处理好的振动信号传送到远程的手持移动设备上，可结合图2进一步说明。图2为本专利技术的远程状态监控结构示意图，无论是双馈风机或者直驱风机除了可以将风电机组信息发送给本地的监控中心，还可通过网络传送到任意设定具有网络覆盖的办公地点或移动设备上，如远程的有线通信的监控端或远程的无线的掌上电脑(PDA)，使得远方的监测人员可随时随地获取风电机组内部的具有视听及频谱的振动信息。实施例1如图3所示为双馈风力发电机本地状态监控系统结构示意图，其中包括叶片1、主要轴承2、齿轮箱3、加速度传感器4、位移传感器5、发电机6、振动频谱图模块7、图像动画模块8和声音输出模块9。首先需要在风电机组上安装传感器，风电机组滚动轴承和齿轮箱3的状态检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，其特征在于包括安装在风电机组上的振动检测传感器、信号调理传送模块、信号处理模块和监测显示模块，所述振动检测传感器安装在风电机组要监测部件上，采集所要监测部件的振动信号，检测风电机组振动情况，振动检测传感器实时采集到的风电机组的振动信号通过信号调理传送模块传送给信号处理模块，振动信号经过信号处理后得到风电机组的频谱，通过监测显示模块显示详细信息；所述监测显示模块包括：振动频谱图模块，将处理后得到的所有频率信号都通过振动频谱图显示；图像动画模块，将24赫兹以下的频率振动的部件状态通过图像动画显示；声音输出模块，将20赫兹到20000赫兹频率内的振动信号通过信号处理得到音频信号，处理得到音频信号的声音通过声音输出模块发出。

【技术特征摘要】
1.一种具有视听功能的风力发电机组状态监测系统，其特征在于包括安装在风电机组上的振动检测传感器、信号调理传送模块、信号处理模块和监测显示模块，所述振动检测传感器安装在风电机组要监测部件上，采集所要监测部件的振动信号，检测风电机组振动情况，振动检测传感器实时采集到的风电机组的振动信号通过信号调理传送模块传送给信号处理模块，振动信号经过信号处理后得到风电机组的频谱，通过监测显示模块显示详细信息；所述监测显示模块包括: 振动频谱图模块，将处理后得到的所有频率信号都通过振动频谱图显示； 图像动画模块，将24赫兹以下的频率振动的部件状态通过图像动画显示； 声音输出模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丙团，汤奕，
申请(专利权)人：南京楚通自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：