CN100359160C - 监测传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种监测用于检测介质流速的传感器的方法。本发明还涉及用于实现该方法的装置。为了在没有提供冗余传感器的情况下可监测所述传感器，使由该传感器指示的介质流速与用该介质运行的设备的至少一个操作参数相关联。为了该目的，本发明的装置包括用于检测介质流速的传感器、用该介质运行的设备和用于使由该传感器指示的介质流速与所述设备的至少一个操作参数相关联的关联装置。

Description

监测传感器的方法
技术领域
本发明涉及一种监测用于检测介质流速的传感器的方法。本发明还涉及实施该方法的装置。
背景技术
测试在一过程中有故障地运行的风速计或者确定其有故障的运行已由JP 11072502得知。在这种情况下，利用计算机并改变风况来评价风速计的信号，比较所评价的数据并且由此可以推断出错误信号。
JP 57-198870公开了一种用于风速计的测试装置，其中在工作条件下测试风速计。US 4331881公开了如何在风力发电设备中使用风速计，使用来自风速计的信号控制该风力发电设备。
用于监测能够流动的介质的流速的传感器早已公知。在处理液体过程中以许多变化形式使用定量的流速计。例如，在与气态介质相关的许多广泛变化的结构性的配置中使用风速计，所述气态介质也包括空气。
这些传感器常常暴露于可能不利地影响其可靠操作性能的环境条件下的位置。例如，安装在风力发电设备上的风速计，取决于气候，无疑会受到结冰的影响。容易理解的是，这种结冰的风速计几乎不能继续确定和提供正确的空气流速数值。这里，冗余并不能提供令人满意的解决方案，因为冗余地提供的风速计自然也会受到结冰作用的影响。
发明内容
所以，本发明的目的在于改进在本说明书开头提出的方法和装置，使得在没有提供冗余的传感器的情况下可监测传感器。
根据本发明的一个方面，提供一种监测用于检测空气流速的传感器的方法，所述传感器位于由空气驱动而用于产生电能的风力发电设备处，其特征在于，将由传感器指示的空气流速与风力发电设备的至少一个操作参数进行比较，其中所述操作参数是由所述风力发电设备产生的电功率、所述风力发电设备的转子叶片的迎风角、或所述风力发电设备产生的电功率连同所述风力发电设备的转子叶片的迎风角之一。
根据本发明的另一方面，提供一种实现监测用于检测空气流速的传感器的方法的装置，其包括一个用于检测空气流速的传感器；一台用于产生电能的风力发电设备，该风力发电设备由空气驱动；和一个用于将传感器指示的空气流速与所述风力发电设备的至少一个操作参数相比较的比较装置，其中所述操作参数是由所述风力发电设备产生的电功率、所述风力发电设备的转子叶片的迎风角、或所述风力发电设备产生的电功率连同所述风力发电设备的转子叶片的迎风角之一。
优选地，所述比较设备集成到所述风力发电设备中。
优选地，传感器安装在所述风力发电设备处或所述风力发电设备中。
优选地，所述传感器是风速计形式
根据本发明的又一方面，提供一种监测用于检测流过水电站的水量的传感器的方法，所述传感器位于由水驱动而用于产生电能的水电站处，其特征在于，将由所述传感器指示的水量与所述水电站的至少一个操作参数进行比较，其中所述操作参数是由所述电站产生的电功率。
根据本发明的再一方面，提供一种用于实现监测用于检测流过水电站的水量的传感器的方法的装置，其包括：由水驱动而用于产生电能的水电站；用于检测流过所述水电站的水量的传感器；和用于将所述传感器指示的水量与所述水电站的至少一个操作参数相比较的比较装置，其中，所述操作参数是由所述水电站产生的电功率。
优选地，所述传感器是定量通过流量测量装置的形式。
通过使传感器给出的介质流速与用该介质运行的设备的至少一个操作参数相关联的方法实现上述目的。在该方面，本发明基于以下认识：所述设备不仅基于来自所述的一个传感器的数据进行操作，而且操作常常取决于许多参数。用这种方式，给定的操作状态不依赖于要监测的传感器，而是取决于各个流动条件而发生。如果现在使一个特征操作参数与传感器指示的流速相关联，则由这种相互关系可以推断出关于那些值相互之间是否处于似乎合理的关系的指示，也就是说所述传感器是否正在无故障地运行。
通过具有以下部分的装置进一步实现本发明目的：一个用于检测介质流速的传感器、一个用所述介质运行的设备和一个用于使由所述传感器指示的介质流速与所述设备的至少一个操作参数相关联的关联设备。
在本方法一个优选的实施方案中，使来自传感器的数据与多个操作参数以平行或连续关系相关联。数据的平行相关提高所提供的关于传感器功能的信息的可靠性。但是，另一方面，取决于设备的运行状态，可以理解，根据所涉及的各个操作条件，首先使用第一操作参数进行相关联过程，而且，随着操作条件改变，利用第二或其他操作参数进行相关联过程，以便实现尽可能可靠的评估。
在本发明一个特别优选的实施方案中，关联设备已经集成到所述设备中，因此可以容易地检测关联过程所需的操作参数并进行合适的比较。
本发明的有益的改进在所附的权利要求书中阐述。
附图说明
以下参考附图更详细描述本发明实施方案，其中：
图1所示为风力发电设备；
图2所示为风力发电设备的操作参数的特征曲线。
具体实施方式
图1所示为一种风力发电设备，其包括一个支架10、安装在支架10上的吊舱12，在该吊舱12上设有一个具有转子叶片14的用于驱动发电机(未示出)的转子，所述发电机根据风速产生电能。在吊舱上还提供有一个用于检测风速的风速计16。
在相应的气候条件下，特别是在冬天，当风速计无疑会受到结冰的影响，因此不能正确指示风速的时候，利用与风速计16的读数相关联的由风力发电设备所产生的功率来监测风速计16，该功率取决于风速。如果风力发电设备所产生的功率高于根据风速计16确定的风速预期的值，则可由此推断风速计没有正常工作，因为如果风速不足，则最终不能产生所述的功率。
在图2中利用特征曲线再一次表示了这种关系。特征曲线20表示由风力发电设备产生的功率随着风速的变化。所以，横坐标用风速“V”表示，纵坐标用功率“P”表示。从特征曲线中可以看出，功率随着风速增大而升高，直至在横坐标上24所标出点达到额定风速。从这里开始，风力发电设备上产生额定功率。因此，至少对于从曲线的起始到转变点24的范围，风速与所产生的功率相关，以便由该相互关系推断风速计16是否正常工作。
但是，在达到额定风速后，对于与风速计确定的风速的相互关系，曲线20不再提供任何可用的指示。但是，现在可以使用叶片角度特征曲线22代替功率特征曲线。从达到额定风速的时刻开始，随着风速进一步增大，更具体地说，转子叶片的迎风角被改变。这在下部的特征曲线中得到说明：这里横坐标还是用风速V表示，纵坐标用转子叶片的迎风角“a”表示。从该曲线中可以看出，随着风速增大，迎风角减小。因此，在曲线超过转变点24后，基于转子叶片的迎风角“a”，可以确定风速计16是否仍然指示正确的风速。
应当理解，代替多个操作参数的连续使用，这种使用取决于风力发电设备的操作范围，也可以同时考虑这些参数。所以，只要风速低于额定风速，就使用由所述设备产生的电能作为操作参数使用，同时考查转子叶片14的迎风角。在所述曲线超过转变点24并且因此已经超过额定风速之后，使用转子叶片14的迎风角并同时考虑由所述设备产生的功率。
应当理解，根据本发明的这种方法和设备不单单可以应用于风力发电设备。在水电站中，所通过的流水量可以与所产生的电能相关联。
这些方法和这种设备甚至还可以用于内燃机，以便例如监测燃料供给量。这里，燃料的定量流量可以与所产生的(机械)功率相关联。

Claims (8)

1.一种监测用于检测空气流速的传感器的方法，所述传感器位于由空气驱动而用于产生电能的风力发电设备(10，12，14)处，其特征在于，将由传感器(16)指示的空气流速与风力发电设备(10、12、14)的至少一个操作参数进行比较，其中所述操作参数是由所述风力发电设备产生的电功率、所述风力发电设备的转子叶片的迎风角、或所述风力发电设备产生的电功率连同所述风力发电设备的转子叶片的迎风角之一。
2.一种用于实现根据权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括一个用于检测空气流速的传感器(16)；一台用于产生电能的风力发电设备(10、12、14)，该风力发电设备(10，12，14)由空气驱动；和一个用于将传感器(16)指示的空气流速与所述风力发电设备(10、12、14)的至少一个操作参数相比较的比较装置，其中所述操作参数是由所述风力发电设备产生的电功率、所述风力发电设备的转子叶片的迎风角、或所述风力发电设备产生的电功率连同所述风力发电设备的转子叶片的迎风角之
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述比较设备集成到所述风力发电设备(10、12、14)中。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的装置，其特征在于，传感器(16)安装在所述风力发电设备处或所述风力发电设备中。
5.根据权利要求2和3中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器(16)是风速计形式。
6.一种监测用于检测流过水电站的水量的传感器的方法，所述传感器位于由水驱动而用于产生电能的水电站处，其特征在于，将由所述传感器指示的水量与所述水电站的至少一个操作参数进行比较，其中所述操作参数是由所述电站产生的电功率。
7.一种用于实现根据权利要求6所述方法的装置，其特征在于，包括由水驱动而用于产生电能的水电站；用于检测流过所述水电站的水量的传感器；和用于将所述传感器指示的水量与所述水电站的至少一个操作参数相比较的比较装置，其中所述操作参数是由所述水电站产生的电功率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述传感器是定量通过流量测量装置的形式。
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