CN102890165B - 风机加速度传感器检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风机加速度传感器检测方法及装置，其中，方法包括：获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在风机上；对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格；其中，所述参考固有频率包括参考频率上限值和参考频率下限值，所述参考幅值包括参考幅值上限值和参考幅值下限值，所述测量方向为传动链方向或非传动链方向。

Description

风机加速度传感器检测方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及风电技术领域，尤其涉及一种风机加速度传感器检测方法及装置。

背景技术

风电机组（以下简称风机）具有大型化、轻量化的发展趋势，由于其组成零部件柔度加大，系统的固有频率降低，其长时间工作和其外部环境的影响会加剧机组零部件的振动，容易导致零部件疲劳损坏，从而可能引发灾难性事件。风机振动监控系统是风电机组的重要组成部分，通过监控实测的振动值保护机组免于遭受剧烈机械损伤。

在风机振动监控系统中，获取准确的实时振动加速度值是关键，所以，用于检测风机振动加速度的加速度传感器是否合格，直接决定着风机振动监控系统是否有效。

但是，在现有技术中还没有针对加速度传感器是否合格进行检测的方案。

发明内容

本发明提供一种风机加速度传感器检测方法及装置，用以提供一种对加速度传感器的有效检测方案。

本发明的第一个方面是提供一种风机加速度传感器检测方法，包括：

获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在风机上；

对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；

根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格；

其中，所述参考固有频率包括参考频率上限值和参考频率下限值，所述参考幅值包括参考幅值上限值和参考幅值下限值，所述测量方向为传动链方向或非传动链方向。

本发明的另一个方面是提供一种风机加速度传感器检测装置，包括：

获取模块，用于获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在风机上；

分析模块，用于对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；

判断模块，用于根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格；

其中，所述参考固有频率包括参考频率上限值和参考频率下限值，所述参考幅值包括参考幅值上限值和参考幅值下限值，所述测量方向为传动链方向或非传动链方向。

本发明提供的风机加速度传感器检测方法及装置，根据检测加速度传感器对应的测量方向的风机振动的实测值是否在参考值限定的范围之内，判断传感器是否合格，实现对加速度传感器有效、准确的检测。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种风机加速度传感器检测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种风机加速度传感器检测方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种风机加速度传感器检测方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图；

图5为本发明实施例五提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图；

图7为本发明实施例七提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种风机加速度传感器检测方法及装置，用于实现对风机加速度传感器是否合格进行有效、准确的检测。

图1为本发明实施例一提供的一种风机加速度传感器检测方法的流程示意图，如图1所示，方法可以包括：

101、获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在风机上。

其中，所述多个数据为所述待测加速度传感器将与其连续测量到的风机振动的振动信号进行转化得到的时域信号。通常，在一台风机的主机架上安装有两个加速度传感器，分别用于测量风机在两个方向上的振动加速度：一个是，测量传动链方向的风机振动加速度，另一个是，测量非传动链方向的风机振动加速度。需要说明的是，所述传动链方向指的是叶轮到机舱尾部的前后方向，所述非传动链方向指的是叶轮到机舱尾部的左右方向。

可选的，101中所述获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，具体可以包括：根据接收到的检测指令，获取待测的加速度传感器连续采集的多个数据。可选的，还可以基于其他触发条件获取待测的加速度传感器连续采集的多个数据，例如，基于预设的定时器触发进行多个数据的获取，本实施例在此不对其进行限制。

进一步地，由于在待风状态下，风机的振动频率主要是整机的固有频率。因此，待风状态下测得的固有频率和幅值最为准确，则101中所述获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，具体可以包括：检测所述风机是否处于待风状态；若是，则获取待测加速度传感器连续采集的多个数据。更具体的，所述检测所述风机是否处于待风状态之后，还包括：若所述风机未处于待风状态，则发出停机指令，以使所述风机转为待风状态。

102、对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，所述测量方向为传动链方向或非传动链方向。

其中，由于风机振动监控系统中的两个加速度传感器分别测试传动链方向和非传动链方向的振动加速度，因此，根据测量方向不同的加速度传感器采集的数据，获得的实测值也不同。

进一步地，102中，所述对所述多个数据进行频谱分析，具体包括：当获取到的多个数据的数据量达到进行频谱分析所需的数据量时，对所述多个数据进行频谱分析。

103、根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格；其中，所述参考固有频率包括参考频率上限值和参考频率下限值，所述参考幅值包括参考幅值上限值和参考幅值下限值。

其中，所述参考固有频率，包括参考频率上限值和参考频率下限值，可以通过批量测试得到，也可以根据固有频率设计值确定。例如若所述固有频率设计值为0.3赫兹（Hz），根据经验确定实测固有频率偏离所述固有频率设计值的偏离度不超过10%，则所述参考频率上限值为0.33Hz，所述参考频率下限值为0.27Hz。

具体的，若所述实测固有频率在所述参考频率上限值和所述参考频率下限值限定的范围内，且所述实测幅值在所述参考幅值上限值和所述参考幅值下限值限定的范围内，则确定所述待测加速度传感器合格，否则确定所述待测加速度传感器不合格。

在实际应用中，本发明实施例可以基于现有的风机振动监控系统实现，具体的，现有的风机振动监控系统由两个加速度传感器和一个控制器组成。其中，所述加速度传感器主要用于完成采集数据，所述控制器主要完成本实施例中的101、102和103。

本实施例根据所述待测加速度传感器获得的数据测得其对应的实测固有频率和实测幅值，并根据所述实测固有频率和实测幅值、参考固定频率和参考幅值检测加速度传感器，实现对加速度传感器的工作性能及是否合格进行更加准确的检测，从而有效地实现风机监控保护。

图2为本发明实施例二提供的一种风机加速度传感器检测方法的流程示意图，如图2所示，所述加速度传感器检测方法包括：

201、接收检测指令；

202、检测风机是否处于待机状态，若是，则执行204，若否，则执行203；

203、发出停机指令，执行202；

204、获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在所述风机上；

205、对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；

206、判断所述实测固有频率是否在预先得到的参考频率上限值和参考频率下限值的范围内，若是，则执行207，若否，则执行209；

207、判断所述实测幅值是否在预先得到的参考幅值上限值和参考幅值下限值的范围内，若是，则执行208，若否，则执行209；

208、确定所述待测加速度传感器合格；

209、确定所述待测加速度传感器不合格。

本实施例通过对风机是否处于待风状态进行检测，保证本实施例对所述待测加速度传感器的检测在待风状态下进行，从而获得更加准确的加速度传感器检测结果。

图3为本发明实施例三提供的一种风机加速度传感器检测方法的流程示意图，如图3所示，在图1所示的101之前，所述加速度传感器检测方法还包括：

301、对至少一台风机进行批量测试，获得各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值。

其中，对至少一台风机进行批量测试，具体地，可以通过图1所示实施例中的101和102，或图2所示实施例中的201-205获得各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，本实施例在此不再赘述。所述批量测试的数量根据测试能力和测试所需耗费的时间决定，例如30台，本实施例在此不对其进行限制。

302、根据所述各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，获得所述参考固有频率和所述参考幅值。

具体的，所述参考固有频率和所述参考幅值的确定主要基于以下方面：

首先，根据机械振动原理，一旦风机设计安装完成，该固有频率设计值应是一定的，即根据机械振动原理，所述固有频率设计值在风机被设计安装时就已经被确定。

但是，考虑到风机个体差异和外部环境的影响，参考固有频率和参考幅值都取一定的范围，本实施例中，用参考频率上限值和参考频率下限值、参考幅值上限值和参考幅值下限值来表示。

可选的，根据各风机的所述待测加速度传感器对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，获得所述参考固有频率和所述参考幅值，具体包括：

将所述各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率中的最大值和最小值分别作为所述参考频率上限值和所述参考频率下限值；将所述各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测幅值中的最大值和最小值分别作为所述参考幅值上限值和所述参考幅值下限值。

可选的，在302之前还可以包括：根据预设的与所述测量方向对应的固有频率设计值和偏离度，过滤所述各风机的与所述测量方向对应的实测固有频率中不在所述固有频率设计值和偏离度限定的范围内的实测固有频率。该实施例可以通过提高固有频率参考值的准确度，实现加速度传感器检测结果的准确度的提高。其中，所述偏离度用于限定允许实测固有频率的值偏离所述固有频率设计值的范围，可根据经验和需求设定，例如取所述偏离度为10%，本实施例在此不对其进行限制。

具体的，上述步骤具体包括：获取多个数据；对所述多个数据进行频谱分析就可以得到一个实测固有频率和一个实测幅值；对至少一台风机进行批量测试后就可以得到多个实测固有频率（即实测固有频率集合）和多个实测幅值（即实测幅值集合），通过过滤所述实测固有频率集合和所述实测幅值集合中偏离固有频率设计值过远的实测固有频率和对应的实测幅值，得到更加准确的实测固有频率集合和更加准确的实测幅值集合，即过滤后的实测固有频率和过滤后的实测幅值。分别求所述实测固有频率集合和所述实测幅值集合的最大值和最小值就得到了参考固有频率和参考幅值的范围，即参考频率上限值和参考频率下限值、参考幅值上限值和参考幅值下限值。

本实施例通过对加速度传感器对应的风机振动的固有频率和幅值批量测试，获得参考固有频率和参考幅值，从而与实测固有频率和实测幅值进行比较，从而比较准确地检测加速度传感器是否完好，其测量精度是否达标。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图4为本发明实施例四提供的一种风机传感器检测装置的结构示意图，如图4所示，本实施例的传感器检测装置可以包括：

获取模块41，用于获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在风机上；

分析模块42，用于对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；

判断模块43，用于根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格；

其中，所述参考固有频率包括参考频率上限值和参考频率下限值，所述参考幅值包括参考幅值上限值和参考幅值下限值，所述测量方向为传动链方向或非传动链方向。

可选的，如图5所示，为本发明实施例五提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图，所述装置还包括：接收模块51，用于接收检测指令；对应的，获取模块41具体用于，根据所述检测指令获取待测加速度传感器连续采集的多个数据。可选的，接收模块51还可以用于接收其他触发指令，例如，预设的定时器的触发指令，对应的，获取模块41用于根据所述预设的定时器的触发指令获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，本实施例在此不对其进行限制。

可选的，如图6所示，为本发明实施例六提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图，所述装置还包括：检测模块61，用于检测风机是否处于待风状态，若是，则指示获取模块41获取待测加速度传感器连续采集的多个数据。更进一步地，检测模块61还用于：若所述风机未处于待风状态，则发出停机指令，以使所述风机转为待风状态。

可选的，如图7所示，为本发明实施例七提供的一种风机加速度传感器检测装置的结构示意图，所述装置还包括：统计模块71，用于根据通过批量测试得到的各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，获得所述参考固有频率和所述参考幅值。

具体的，判断模块43具体用于若所述实测固有频率在所述参考频率上限值和参考频率下限值限定的范围内，且所述实测幅值在所述参考幅值上限值和参考幅值下限值限定的范围内，则确定所述待测加速度传感器合格，否则确定所述待测加速度传感器不合格。

本实施例提供的加速度传感器检测装置，根据加速度传感器对应的测量方向的风机振动的实测值是否在所述测量方向对应的风机振动的参考值限定的范围之内，判断传感器是否合格，从而比较准确并快速地对加速度传感器进行检测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种风机加速度传感器检测方法，其特征在于，包括：

获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，所述待测加速度传感器安装在风机上；

对所述多个数据进行频谱分析，获得与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；

根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格；

其中，所述参考固有频率包括参考频率上限值和参考频率下限值，所述参考幅值包括参考幅值上限值和参考幅值下限值，所述测量方向为传动链方向或非传动链方向；

所述方法还包括：

对至少一台风机进行批量测试，获得各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值；

根据所述各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，获得所述参考固有频率和所述参考幅值；

所述根据各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，获得所述参考固有频率和所述参考幅值，具体包括：

将所述各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率中的最大值和最小值分别作为所述参考频率上限值和所述参考频率下限值；

将所述各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测幅值中的最大值和最小值分别作为所述参考幅值上限值和所述参考幅值下限值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，具体包括：

根据接收到的检测指令，获取待测加速度传感器连续采集的多个数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待测加速度传感器连续采集的多个数据，具体包括：

检测所述风机是否处于待风状态，若是，则获取所述待测加速度传感器连续采集的多个数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述检测风机是否处于待风状态，之后还包括：

若所述风机未处于待风状态，发出停机指令，以使所述风机转为待风状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各风机的与所述测量方向对应的风机振动的实测固有频率和实测幅值，获得所述参考固有频率和所述参考幅值，之前还包括：

根据预设的与所述测量方向对应的固有频率设计值，过滤所述各风机的与所述测量方向对应的实测固有频率中不在所述固有频率设计值和偏离度限定的范围内的实测固有频率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述实测固有频率、实测幅值和预先得到的与所述待测加速度传感器的测量方向对应的风机振动的参考固有频率、参考幅值，确定所述待测加速度传感器是否合格，具体包括：

若所述实测固有频率在所述参考频率上限值和参考频率下限值限定的范围内，且所述实测幅值在所述参考幅值上限值和参考幅值下限值限定的范围内，则确定所述待测加速度传感器合格，否则确定所述待测加速度传感器不合格。

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