CN102788688B - 用于风力涡轮机叶片的测试方法 - Google Patents

用于风力涡轮机叶片的测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102788688B
CN102788688B CN201210152907.0A CN201210152907A CN102788688B CN 102788688 B CN102788688 B CN 102788688B CN 201210152907 A CN201210152907 A CN 201210152907A CN 102788688 B CN102788688 B CN 102788688B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
distribution
optical fibre
mode optical
single mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210152907.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102788688A (zh
Inventor
米格尔·里祖·科尔帕斯
雷蒙·罗雅斯·迪亚斯
鲁本·萨韦德拉·巴奥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gamesa Eolica SA
Original Assignee
Gamesa Eolica SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gamesa Eolica SA filed Critical Gamesa Eolica SA
Publication of CN102788688A publication Critical patent/CN102788688A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102788688B publication Critical patent/CN102788688B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0016—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of aircraft wings or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/08—Testing mechanical properties
    • G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/08—Testing mechanical properties
    • G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
    • G01M11/086—Details about the embedment of the optical fiber within the DUT
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0075—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0091—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by using electromagnetic excitation or detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/331—Mechanical loads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

用于确定沿着风力涡轮机叶片的物理性能分布的测试方法，其包括如下步骤：a）沿着前缘和后缘在叶片内部安装第一光学纤维光缆（13）并且在叶片（9）的两侧安装第二和第三中心光学纤维光缆（14、15），给他们留出自由端；b）在位于叶片工厂的测试台（10）上向叶片（9）施加一个载荷；c）使用连接到用于利用瑞利散射光测量应变的所述自由端的合适外部设备来获取由所述载荷产生的沿着叶片（9）的应变分布；d）根据所述应变分布确定所述物理性能的分布；e）将所述物理性能的分布与其设计分布相比较。本发明还包括所述光缆的安装方法。

Description

用于风力涡轮机叶片的测试方法
技术领域
本发明涉及对风力涡轮机叶片实施的测试，尤其涉及使用一项用于在利用瑞利散射光（Rayleigh scattered light）的光学纤维中实施高空间分辨率分布应变测量的技术的测试。
背景技术
目前的风力涡轮机叶片检定需要在叶片上实施几项静态和动态测试，以确定叶片能够承受预期载荷，特别是为了其设计寿命而检查在极端设计载荷下的叶片运行状况的静强度测试、检查叶片承受工作载荷能力的疲劳测试和为了体现诸如重量、重心或固有模态和频率的叶片物理性能的其他测试。
这些测试通常在一个测试台上实施，在测试台上叶片被螺栓连接到一个刚性结构上，随后用不同方法的工具将静态或动态载荷施加到叶片上。
大部分的当前已用的测试系统依靠一组应变测量器以确定沿着叶片的应变分布。随着叶片尺寸的增加，所需测量器的数量迅速地上涨，这就意味着做出更大的努力来充分估计上述分布。每个测量器带有二到四根电线，布线体积、复杂度和易损性造成电磁干扰变得突出且令人厌烦。另外，这种测量值的离散性质意味着非线性运行状况的情况下在两个应变测量器之间区域的信息的丢失。
申请人名下的WO 2010/086466公开了一种静态测试中的风轮机叶片应变测量系统，其包括：用于在利用瑞利散射光的单模光学纤维中的多个位置测量应变的设备，包括光后向散射反射计（OBR）询问器、接口设备和获取系统，所述单模光学纤维结合到承受所述测试的叶片，用于获取所述测试中叶片应变的高空间分辨率测量。
叶片的物理性能，诸如在叶片不同区域的纵向质量分布或弯曲刚度分布，由于其低空间分辨率而不能使用基于应变测量器的上述技术很好地被体现出来。从另一方面来看，没有已知的测试方法具有使用WO 2010/086466所公开的技术的用途。
然而，为了在整体上建立统计质量控制以侦测在生产过程中由缺陷或错误所产生的刚度和质量的局部变化，在制造工厂对上述物理性能的良好认识将会非常有用。其在叶片生命周期的许多其他阶段也会非常有用。
因此，就有对用于确定叶片物理性能的新测试方法的需要，且本发明意欲关注于此。
发明内容
本发明的目的是提供一种为了质量控制目的而在叶片工厂实施的，对风力涡轮机叶片物理性能的测试方法。
本发明的另一个目的是提供一种风力涡轮机叶片物理性能的测试方法，所述测试方法在叶片工厂以外实施以用于在叶片的生命周期内侦测所述物理性能的变化。
本发明的另一个目的是提供一种在风力涡轮机叶片内部的单模光学纤维光缆的安装方法，以使其可以在整个风力涡轮机叶片生命周期被使用。
在一个方面，这些和其他的目的由用于确定沿着风力涡轮机叶片的物理性能分布的测试方法来实现，所述方法包括如下步骤：a）沿着前缘和后缘在叶片内部安装单模光学纤维的第一光缆并沿着中心纵切面在叶片两侧安装单模光学纤维的第二和第三光缆，给所述光缆留出自由端以用于其与外部设备的连接；b）在位于叶片工厂的测试台上向叶片施加一个或多个载荷，所述测试台包括第一和第二固定支架以及用于旋转叶片的工具；c）使用连接到用于利用瑞利散射光测量应变的所述光缆中的至少一个的自由端的合适外部设备来获取由所述载荷产生的沿着叶片的应变分布；d）根据所述应变分布确定所述物理性能的分布；e）将所述物理性能的分布与其设计分布相比较。
在本发明的实施例中，所述物理性能为腹向弯曲刚度；叶片以腹向方向被置于所述测试台上并且载荷施加在所述支架之间的叶片部分上；沿着所述第二和第三光缆实施应变测量。由此，为了质量控制目的，在叶片制造过程结尾实现了用于获取腹向弯曲刚度分布的测试方法。
在本发明的实施例中，所述物理性能为侧向弯曲刚度；叶片以侧向方向被置于所述测试台上并且载荷施加在所述支架之间的叶片部分上；沿着所述第一光缆实施应变测量。由此，为了质量控制目的，在叶片制造过程结尾实现了用于获取侧向弯曲刚度分布的测试方法。
在本发明的实施例中，所述物理性能为纵向叶片质量分布；叶片以承受其自身重量的腹向方向被置于所述测试台上并且沿着所述第二光缆实施第一应变测量；叶片在所述测试台上转过180°并且沿着所述第三光缆实施第二应变测量；纵向叶片质量分布根据先前获得的腹向弯曲刚度的分布和由从所述第一和第二应变测量而来的第一和第二应变分布确定，相对于第一分布，需要考虑到的是第二分布是由叶片自身重量两倍所引起的。由此，为了质量控制目的，在叶片生产过程结尾实现了用于获取纵向质量分布的测试方法。
在本发明的实施例中，测试方法（关于腹向弯曲刚度测试）还包括如下步骤：f）在置于叶片工厂以外的合适的测试台上施加一个载荷到叶片；g）使用连接到利用瑞利散射光测量应变的所述第二和第三光缆的自由端的合适外部设备来获取由所述载荷产生的沿着叶片的应变分布；h）从所述应变分布确定腹向弯曲刚度的分布；i）将所述腹向弯曲刚度分布与在叶片工厂所确定的相比较。由此，为了侦测腹向弯曲刚度的局部变化，在叶片工厂以外实现了用于获取腹向弯曲刚度的分布的测试方法。
在本发明的实施例中，测试方法（关于侧向弯曲刚度测试）还包括如下步骤：f）在置于叶片工厂以外的合适的测试台上施加一个载荷到叶片；g）使用连接到利用瑞利散射光测量应变的所述第一光缆的自由端的合适外部设备来获取由所述载荷产生的沿着叶片的应变分布；h）从所述应变分布确定侧向弯曲刚度的分布；i）将所述侧向弯曲刚度分布与在叶片工厂所确定的相比较。由此，为了侦测侧向弯曲刚度的局部变化，在叶片工厂以外实现了用于获取叶片中侧向弯曲刚度的分布的测试方法。
在本发明的实施例中，在将叶片装入风力涡轮机前，所述步骤在叶片工厂以外的任何位置实施。由此，将叶片装入风力涡轮机前，为了侦测腹向或侧向刚度的任一局部变化，实现了用于而获取腹向或侧向弯曲刚度的分布的测试方法。
在本发明的实施例中，所述步骤（在叶片工厂以外）实施于已装入风力涡轮机上的叶片，因此风力涡轮机本身就是测试台，使用外部装置例如附接到靠近叶片尖端的叶片部分上的、由置于地上的马达驱动并由固定到风力涡轮机塔上的滑轮引导的绳索在靠近叶片尖端的部分施加载荷。由此，在已装入风力涡轮机的叶片上，为了侦测腹向或侧向刚度的任一局部变化，实现了用于而获取腹向或侧向弯曲刚度的分布的测试方法。
另一方面，上述目的由在风力涡轮机叶片内部的单模光学纤维光缆的安装方法来实现，所述风力涡轮机叶片通过将内部翼梁和两个壳体粘合装配而成，所述光缆旨在用于利用瑞利散射光测量应变，所述方法包括步骤：
为了安置用于壳体-壳体和壳体-翼梁组件的粘合剂，沿着在叶片装配期间不会被用到的侧面（by the side），通过合适的预先附接工具将每个所述光缆预先固定到所述内部翼梁和壳体中的一个；
将所述预先固定的光缆以确保其在叶片完全装配时除了它的一个用于与外部设备连接的末端之外将会被用于壳体-壳体和壳体-翼梁组件的粘合剂完全覆盖的方式安置。
在本发明的实施例中，所述预先固定工具为快速固化粘合剂工具的滴剂，其与用于壳-壳和壳-梁组件的粘合剂相兼容。由此，实现了所述光缆的高效预先固定。
本发明还包括在风力涡轮机叶片内部沿着前缘和后缘安装单模光学纤维的第一光缆、沿着翼梁的两侧安装单模光学纤维的第二和第三光缆并给光缆留出自由端以用于其与外部设备连接的所述安装方法的用途。
本发明的其它特征和优点将从下面关于所附附图详细描述中得知。
附图说明
图1按照图式示出在叶片制造过程的末期装配的典型风力涡轮机叶片的上侧和下侧壳体和翼梁。
图2和3按照图式示出根据本发明分别被布置并被预先固定在风力涡轮机叶片上侧壳体和翼梁上的三个光学纤维光缆。
图4按照图式示出被施加在下侧壳体和翼梁上用于壳体-壳体和壳体-翼梁组件的粘合剂。
图5按照图式示出根据本发明在装配过程的末期，光学纤维光缆被嵌入到用于壳体-壳体和壳体-翼梁组件的粘合剂。
图6示出根据本发明用于纵向质量分布测试的测试台。
图7示出根据本发明用于弯曲刚度测试的测试台。
图8示出根据本发明用于对安装在风力涡轮机上的叶片实施弯曲刚度测试的设备。
具体实施方式
光学纤维的安装
我们将在第一处描述沿着叶片前缘和后缘的单模光学纤维第一光缆13的安装方法和沿着叶片翼梁两侧的单模光学纤维第二和第三光缆14、15的安装方法，其与风力涡轮机叶片的装配过程相关，所述装配过程使用粘合剂工具，所述风力涡轮机叶片由三个部件组成：如图1所示的上侧壳体21、下侧壳体25和翼梁23。
在第一步骤中（如图2），第一和第二光缆13、14被分别布置在前缘、后缘和上侧壳体21（其在叶片的装配过程中不会一直保持固定）的内侧中心部分上，且第三光缆15（在假想线内）被布置到翼梁23将要被附接到上侧壳体21一侧的相对面上。
在第二步骤中（如图3），所述三个光缆13、14和15被预先固定在已经通过滴加一些快速固化粘合剂的滴剂17将其所布置的区域，所述快速固化粘合剂必须与用于叶片装配的慢速固化粘合剂相兼容。
当实施上述步骤时，用于壳体-壳体和壳体-翼梁组件的慢速固化粘合剂27被施加在下侧壳体25（器在叶片的装配过程中将保持固定）的内侧中心部分、前缘和后缘上，并被施加在如图4所示的翼梁23上与已被预先固定光缆15一侧相对的一侧。
一旦施加于光缆13、14和15的快速固化粘合剂17干透，按照典型的叶片装配过程，可以实施如图5所示的不移动光缆13、14和15地旋转上侧壳体21和翼梁23，所述光缆13、14和15从而保持嵌入在壳体-壳体组件（光缆13）和壳体-翼梁组件（光缆14、15）中。
光缆13、14和15应当留出可以从叶片中拿出的自由端，以穿过例如避雷针孔、翼梁的孔或任何其他合适的孔而连接到光后向散射反射计（OBR）。
测试方法
如上所述，单模光学纤维的三个光缆13、14和15安装在风力涡轮机叶片上，涉及应变测量值的几个测试可以在叶片生命周期内实施。
所述应变测量值使用已知技术做出，在多个位置通过测量瑞利光谱位移中的位置移动来影响在利用瑞利散射光的光学纤维中的高空间分辨率分布式应变测量值，尤其是在稳定、商用级单模光学纤维中。具体来说，所述技术使用光谱的复杂互相关（complexcross-correlation of the spectra）产生了向纤维加载光谱前后的对比效果，所述光谱的复杂互相关与加载载荷和零载荷状态相对应。目前此技术允许达到范围为±1με的应变分辨率和至少0.5mm的空间分辨率。关于此技术的进一步信息可以在US 6,545,760中找到。
除了这些叶片检定所需要的静态测试以外，用于确定叶片的物理性能的新测试可以被实施，诸如根据本发明在此将要叙述的用于确定纵向刚度分布和纵向质量分布的测试。
弯曲刚度分布测试
一旦装配结束并在制造过程的最终步骤（喷漆……）实施之前，可以如下实施一项旨在在合适的测试台10上获得叶片9的弯曲刚度分布的测试。
置于测试台10上的叶片被附接到两个固定支架11、12，无论是腹向方向9′还是侧向方向9″，其承受一个力F（如图7）和由其所引起的应变，对于腹向方向的应变其是沿着光缆14、15被测量的，对于侧向方向的应变其是沿着光缆13被测量的。弯曲刚度的分布是从叶片9的每个点上力矩的计算分布和所测定应变的值推断出来的。
这些测试由此在叶片工厂提供测试上的腹向和侧向弯曲刚度分布，其可以与相应的设计值相比较，因此其将有可能侦测出由于在制造过程中的缺陷或错误造成的相较于期望值的显著变化。
同样的测试可以在将叶片安装到风力涡轮机之前的任一阶段实施，并同样适用于已安装在风力涡轮机上的叶片。关于在叶片工厂实施的测试，弯曲刚度的分布可以根据施加到叶片的载荷的值和位置从叶片的每个点上力矩的计算分布和所测定应变的值推断出来。然后将他们与在叶片工厂获得的弯曲刚度的分布相比较，以侦测归应于运输和安装过程的第一种情况下或归应于风力涡轮机运行的第二种情况下的任何显著变化。通过这些比较，有可能查明并定位刚度的可能耗损，以在他们造成叶片故障前实施补救。
在最后的一种情况中（叶片已被安装在风力涡轮机上），测试在叶片已被安装在风力涡轮机且位于腹向方向或侧向方向（用倾斜制动器移动叶片）上使用如图8所示的设备实施，包括在地上的电动机31、附接在塔上的滑轮35和让叶片承受偏转力F的绳索33。
纵向质量分布测试
在工厂实施上述弯曲刚度测试（最好是腹向弯曲刚度测试）之后，可以如下实施一项旨在在合适的测试台上获得叶片的纵向质量分布的测试。
叶片9应当通过固定支架11、12被置于测试台10（如图6）上，以使其能够在腹向位置如箭头R（最好是）所显示地旋转。然后，由于叶片9自身重量的应变测量沿着第二光缆14完成，这将被用作第一种情形。叶片9转过180°之后，应变的重新测量沿着第三光缆15完成，相对于第一种情形，其将与叶片9重量两倍所造成的应变相一致。纵向质量的分布是从归应于叶片自身重量（其可以从之前获取的腹向弯曲应变分布获得）的叶片9的每个点上力矩的分布和所测定应变的值推断出来的。
此测试最好是在腹向方向实施，因为此时所测定应变的值比在侧向方向大很多，因此在所述测量中干扰的影响是次要的。
尤其是，此发明具有如下优点：
提供快速、简便且稳健的光学纤维安装，所述光学纤维需要在制造工厂被用于对叶片实施的各种应变测试，同样地适用于在叶片生命周期内，特别是在叶片生命周期的不同时刻允许同一测试的重复。
允许沿着叶片（每毫米一个数值）对风力涡轮机叶片主要区域的弯曲刚度和其纵向质量分布的连续记录。
提供快速、简单且稳健的测试方法，所述测试方法用于在叶片的制造工厂获得风力涡轮机叶片主要区域的弯曲刚度和其纵向质量分布。
提供快速、简单且稳健的测试方法，所述测试方法用于在制造工厂以外获得风力涡轮机叶片主要区域的弯曲刚度，同样用于其已经被安装在风力涡轮机上时。
尽管已经结合较佳实施例充分地描述了本发明，但很明显，本发明并不限于这些实施例，在本申请权利要求的保护范围内，可以对所述实施例进行修改。

Claims (10)

1.一种用于确定沿着风力涡轮机叶片(9)的物理性能分布的测试方法，所述测试方法包括：
a) 实施包括在利用瑞利散射光的单模光学纤维中的多个位置测量应变的设备、光后向散射反射计询问器、接口设备和获取系统的使用的动态测试，所述单模光学纤维结合到承受所述测试的叶片，用于获取所述测试中叶片应变的高空间分辨率测量；
沿着上侧壳体的前缘和后缘在叶片内部安装第一单模光学纤维(13)，将第二单模光学纤维(14)安装在上侧壳体的内侧中心部分上并将第三单模光学纤维(15)安装在翼梁将要被附接到下侧壳体一侧的上，使第一单模光学纤维(13)嵌入在上侧壳体-下侧壳体组件中，使第二单模光学纤维(14)嵌入在上侧壳体-翼梁组件中，并且使第三单模光学纤维(15)嵌入在下侧壳体-翼梁组件中，其中，所述第一、第二和第三单模光学纤维(13、14、15)具有自由端以用于与外部设备的连接；
b)向叶片(9)施加一个或多个载荷；
c)使用连接到用于利用瑞利散射光测量应变的所述第一、第二和第三单模光学纤维(13、14、15)中的至少一个的自由端的外部设备来获取由所述一个或多个载荷产生的沿着叶片(9)的应变分布；
d)根据所述应变分布确定所述物理性能的分布。
2.如权利要求1所述的测试方法，其中：
所述物理性能为腹向弯曲刚度；
叶片(9)以腹向方向(9′)被置于一测试台(10)上并且载荷(F)施加在第一和第二固定支架(11、12)之间的叶片部分上；
沿着所述第二和第三单模光学纤维(14、15)实施应变测量。
3.如权利要求1所述的测试方法，其中：
所述物理性能为侧向弯曲刚度；
叶片(9)以侧向方向(9″)被置于一测试台(10)上并且载荷(F)施加在第一和第二固定支架(11、12)之间的叶片部分上；
沿着所述第一单模光学纤维(13)实施应变测量。
4.一种用于确定沿着风力涡轮机叶片(9)的物理性能分布的测试方法，所述测试方法包括：
a) 实施包括在利用瑞利散射光的单模光学纤维中的多个位置测量应变的设备、光后向散射反射计询问器、接口设备和获取系统的使用的动态测试，所述单模光学纤维结合到承受所述测试的叶片，用于获取所述测试中叶片应变的高空间分辨率测量；
沿着上侧壳体的前缘和后缘在叶片内部安装第一单模光学纤维(13)，将第二单模光学纤维(14)安装在上侧壳体的内侧中心部分上并将第三单模光学纤维(15)安装在翼梁将要被附接到下侧壳体一侧的上，使第一单模光学纤维(13)嵌入在上侧壳体-下侧壳体组件中，使第二单模光学纤维(14)嵌入在上侧壳体-翼梁组件中，并且使第三单模光学纤维(15)嵌入在下侧壳体-翼梁组件中，其中，所述第一、第二和第三单模光学纤维(13、14、15)具有自由端以用于与外部设备的连接；
b)在位于叶片工厂的测试台(10)上向叶片(9)施加一个或多个载荷，所述测试台包括第一和第二固定支架(11、12)以及用于旋转叶片(9)的工具；
c)使用连接到用于利用瑞利散射光测量应变的所述第一、第二和第三单模光学纤维(13、14、15)中的至少一个的自由端的外部设备来获取由所述一个或多个载荷产生的沿着叶片(9)的应变分布；
d)根据所述应变分布确定所述物理性能的分布；以及
e)将所述物理性能的分布与其设计分布相比较。
5.如权利要求4所述的测试方法，其中：
所述物理性能为纵向叶片质量分布；
叶片(9)以承受其自身重量的腹向方向被置于所述测试台(10)上并且沿着所述第二单模光学纤维(14)实施第一应变测量；
叶片(9)在所述测试台(10)上转过180°并且沿着所述第三单模光学纤维(15)实施第二应变测量；
纵向叶片质量分布根据先前获得的腹向弯曲刚度的分布和由从所述第一和第二应变测量而来的第一和第二应变分布确定，相对于第一分布，需要考虑到的是第二分布是由叶片(9)的重量的两倍所引起的。
6.如权利要求5所述的测试方法，还包括如下步骤：
f)在置于叶片工厂以外的测试台(10′)上施加一个载荷(F′)到叶片(9)；
g)使用连接到利用瑞利散射光测量应变的所述第二和第三单模光学纤维(14、15)的自由端的外部设备来获取由所述载荷(F′)产生的沿着叶片(9)的应变分布；
h)从所述应变分布确定腹向弯曲刚度的分布；以及
i)将所述腹向弯曲刚度分布与在叶片工厂所确定的相比较。
7.如权利要求4所述的测试方法，还包括如下步骤：
f)在置于叶片工厂以外的测试台(10′)上施加一个载荷(F′)到叶片(9)；
g)使用连接到利用瑞利散射光测量应变的所述第一单模光学纤维(13)的自由端的外部设备来获取由所述载荷(F′)产生的沿着叶片(9)的应变分布；
h)从所述应变分布确定侧向弯曲刚度的分布；
i)将所述侧向弯曲刚度分布与在叶片工厂所确定的相比较。
8.如权利要求7所述的测试方法，其中，在将叶片装入风力涡轮机前，所述步骤在叶片工厂以外的任何位置实施。
9.如权利要求6-7中任何一项所述的测试方法，其中，当所述步骤实施于已安装在风力涡轮机上的叶片(9)时，使用外部装置在靠近叶片(9)尖端的部分施加载荷(F′)。
10.如权利要求9所述的测试方法，其中所述外部装置为附接到靠近叶片(9)尖端的叶片部分上的、由置于地上的马达(31)驱动并由固定到风力涡轮机塔上的滑轮(33)引导的绳索(33)。
CN201210152907.0A 2011-05-16 2012-05-16 用于风力涡轮机叶片的测试方法 Active CN102788688B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP201100532 2011-05-16
ES201100532A ES2416139B1 (es) 2011-05-16 2011-05-16 Método de ensayo para palas de aerogeneradores

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102788688A CN102788688A (zh) 2012-11-21
CN102788688B true CN102788688B (zh) 2017-06-16

Family

ID=46146562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210152907.0A Active CN102788688B (zh) 2011-05-16 2012-05-16 用于风力涡轮机叶片的测试方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9347850B2 (zh)
EP (1) EP2525206B1 (zh)
CN (1) CN102788688B (zh)
BR (1) BR102012011656B1 (zh)
ES (2) ES2416139B1 (zh)
PL (1) PL2525206T3 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8677827B2 (en) * 2007-12-13 2014-03-25 Alliance For Sustainable Energy, Llc Wind turbine blade testing system using base excitation
US8601878B2 (en) * 2008-05-02 2013-12-10 Alliance For Sustainable Energy, Llc Base excitation testing system using spring elements to pivotally mount wind turbine blades
EP2555970A1 (en) * 2010-01-19 2013-02-13 Modular Wind Energy, Inc. Systems and methods for performing structural tests on wind turbine blades
EP3418560A4 (en) * 2016-02-18 2020-01-08 Nabrawind Technologies SL TEST BENCH AND METHOD FOR USE
CN109578223A (zh) * 2019-01-16 2019-04-05 远景能源（江苏）有限公司 一种用于测试叶片的刚度的装置以及相应测试方法
CN109932123B (zh) * 2019-03-22 2020-10-16 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 螺旋桨单桨叶六分力测量装置
EP3819619B1 (en) * 2019-11-11 2024-06-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Apparatus and method for monitoring a load or an integrity of a mechanical object
CN111255638B (zh) * 2020-03-23 2021-01-26 明阳智慧能源集团股份公司 一种风力发电机组的塔筒载荷监测方法
CN117433695B (zh) * 2023-10-24 2024-05-31 上海拜安传感技术有限公司 一种风力发电机叶片载荷的标定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029977A (en) * 1989-02-21 1991-07-09 Simmonds Precision Products, Inc. Mounting system
CN1959370A (zh) * 2005-10-31 2007-05-09 通用电气公司 用来监测风涡轮叶片内应力的风涡轮系统、监测系统和方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6545760B1 (en) 1999-03-25 2003-04-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Apparatus and method for measuring strain in optical fibers using rayleigh scatter
WO2004005879A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 Midwest Research Institute Resonance test system
WO2009097049A2 (en) * 2007-12-14 2009-08-06 Alliance For Sustainable Energy, Llc Dual-axis resonance testing of wind turbine blades
WO2010086466A1 (es) * 2009-01-30 2010-08-05 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Sistema de medición de deformaciones en palas de aerogeneradores durante ensayos estáticos
DK2233904T3 (da) * 2009-03-25 2012-07-16 Siemens Ag Anordning til bestemmelse af et statisk moment for en vinge
AT507795B1 (de) 2009-03-26 2010-08-15 E Hawle Armaturenwerke Gmbh Rohrschelle
EP2489119A4 (en) * 2009-10-13 2014-05-28 Myles L Baker SYSTEMS AND METHOD FOR MONITORING WIND TURBINE OPERATION
EP2555970A1 (en) * 2010-01-19 2013-02-13 Modular Wind Energy, Inc. Systems and methods for performing structural tests on wind turbine blades
GB201006475D0 (en) * 2010-04-19 2010-06-02 Wesby Philip System and method for a surface strain gauge
DE202011001901U1 (de) * 2011-01-25 2011-03-17 Wölfel Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Schwingungsanregung von Rotorblättern im Rahmen von Schwingungstests

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029977A (en) * 1989-02-21 1991-07-09 Simmonds Precision Products, Inc. Mounting system
CN1959370A (zh) * 2005-10-31 2007-05-09 通用电气公司 用来监测风涡轮叶片内应力的风涡轮系统、监测系统和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
sgs-ind-wind-wetc-en-09;SGS;《WWW.SGS.COM/WIND》;20090930;1-2 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20120314201A1 (en) 2012-12-13
US9347850B2 (en) 2016-05-24
PL2525206T3 (pl) 2018-05-30
ES2662448T3 (es) 2018-04-06
ES2416139R1 (es) 2013-09-13
EP2525206B1 (en) 2017-12-13
ES2416139A2 (es) 2013-07-30
EP2525206A2 (en) 2012-11-21
BR102012011656A2 (pt) 2013-06-18
BR102012011656B1 (pt) 2021-09-08
ES2416139B1 (es) 2014-07-09
CN102788688A (zh) 2012-11-21
EP2525206A3 (en) 2013-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102788688B (zh) 用于风力涡轮机叶片的测试方法
US8605263B2 (en) Wind turbine blades strain measuring system during static tests
Bang et al. Measurement of strain and bending deflection of a wind turbine tower using arrayed FBG sensors
CN106643906B (zh) 变桨轴承的监测方法和监测系统
GB2454253A (en) Monitoring strain on a wind turbine blade
Shang et al. Fibre optic sensors for the monitoring of rotating electric machines: A review
KR20150099646A (ko) 풍력터빈 블레이드의 시험을 위한 데이터 수집 시스템 및 데이터 수집 방법
US20130154619A1 (en) System for positional measurement in a coupling device
JP6506684B2 (ja) 試験装置
CN109298213A (zh) 电机在线试验的快速安装装置及方法
CN102829907B (zh) 一种扭矩测量装置及该装置的标定方法
JP2019183806A (ja) 風車ブレード及び風力発電システム
Grundkötter et al. Precision blade deflection measurement system using wireless inertial sensor nodes
CN107631821B (zh) 一种柔性盘的动态应力测试方法及测试装置
Hossain et al. Propeller dynamometer for small unmanned aerial vehicle
CN110530277B (zh) 一种用于测量风机气隙的大量程防沙尘光纤传感探头
CN105784219B (zh) 一种扭矩传感器及其测试系统
Foyer et al. Measurement uncertainty evaluation of torque measurements in nacelle test benches
CN114778087A (zh) 风电叶片扭转测试工装和风电叶片扭转测试方法
CN208207163U (zh) 单支承盘片发电机试验工装
CN106052726B (zh) 一种光纤传感探头及其使用方法
Bang et al. Tower deflection monitoring of a wind turbine using an array of fiber Bragg grating sensors
Rozić et al. Electric Machine Vibration Measurements Based on Fiber Optic Sensor Technology-Preliminary Results
CN212905134U (zh) 外转子电动机功率测试台
CN114323391B (zh) 一种循环泵的轴向力测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant