CN103256974A - 内置fft在线频率检测模块应用 - Google Patents

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张迪
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Abstract

本发明提供了一种内置FFT在线频率检测模块应用。所述频率检测装置包括振动传感器，用于感测所述风力发电机组的机舱塔架的振动频率并输出关于检测的振动频率的模拟信号；模拟数字转换器，将关于检测的振动频率的模拟信号转换为数字信号；微处理器，通过对从模拟数字转换器接收的数字信号执行快速傅里叶变换来获得关于检测的振动频率的频域信息，并基于获得频域信息确定预定频率范围内的振动幅度来执行对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。根据如上所述的本发明的频率检测装置，通过在线的FFT分析准确的掌握了所关注的频率分量能量的变化情况，从而掌握了风机不同部分的振动强度。

Description

内置FFT在线频率检测模块应用
技术领域
本发明涉及频率检测装置，更具体地讲，涉及一种用于风力发电机组机舱塔架的频率检测装置。
背景技术
风力发电机组机舱塔架的低频率检测对于风力发电机的安全起着至关重要的作用。
根据现有技术，通过具有模拟输出的振动传感器来检测振动频率，并将振动传感器的模拟输出信号直接通过模拟电路转换为可编程逻辑控制器(PLC)可识别的信号范围并提供给PLC。这种低频率检测装置具有结构简单、成本低和工作稳定的优点，但是由于这种模拟电路不易改动，装置本身对于信号处理的能力有限，而且测量的精度很低，无法实现在线的频率识别。
因此，需要一种测量精度高且能够实现在线频率识别的低频率检测方案。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述需求，本发明提供了一种可进行在线FFT分析的频率检测装置。
根据本发明的示例性实施例的一种用于风力发电机组机舱塔架的频率检测装置，其中，所述频率检测装置安装于所述风力发电机组机舱塔架，包括：振动传感器，用于感测所述风力发电机组的机舱塔架的振动频率并输出关于检测的振动频率的模拟信号；模拟数字转换器，将关于检测的振动频率的模拟信号转换为数字信号；微处理器，通过对从模拟数字转换器接收的数字信号执行快速傅里叶变换来获得关于检测的振动频率的频域信息，并基于获得频域信息确定预定频率范围内的振动幅度来执行对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。
优选地，微处理器将获得频域信息通过数据总线提供给上位机，以通过上位机执行对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。
优选地，所述频率检测装置还包括：低通滤波器，用于对振动传感器输出的模拟信号进行低通滤波器，并将经低通滤波的模拟信号提供给模拟数字转换器。
优选地，所述频率检测装置还包括：数字模拟转换器，将微处理器获得频域信息转换为上位机可识别的模拟信号，并将经转换的模拟信号提供给上位机。
优选地，所述微处理器为单片机、数字信号处理器和现场可编程逻辑门阵列中的一个。
根据如上所述的本发明的频率检测装置，通过在线的FFT分析准确的掌握了所关注的频率分量能量的变化情况，从而掌握了风机不同部分的振动强度。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1为示出根据本发明的实施例的用于风力发电机组机舱塔架的频率检测装置。
具体实施方式
现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。
图1为示出根据本发明的实施例的用于风力发电机组机舱塔架的频率检测装置。
如图1所示，根据本发明的实施例的用于风力发电机组机舱塔架的频率检测装置(以下，简称为“频率检测装置”)包括振动传感器110、滤波器120、模拟数字转换器(ADC)130、微处理器140以及数字模拟转换器(DAC)150。
振动传感器110可感测机舱塔架的振动频率并输出关于检测的振动频率的模拟信号。
滤波器120对从振动传感器110输出的模拟信号进行滤波并将经滤波的模拟信号提供给ADC 130。这里，所述滤波器120优选为低通滤波器。
ADC 130将经滤波的模拟信号转换为数字信号并提供给微处理器140。
微处理器140通过对接收的数字信号执行快速傅里叶(FFT)变换来获得关于检测的振动频率的频域信息，并将获得的频域信息通过总线提供给上位机(例如，PLC(未示出))，以便于完成对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。
同时，微处理器140存储获得的频域信息作为备份。
另外，微处理器140通过执行FFT变换来确定预定频率范围内的振动幅度，以执行对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。例如，当预定范围内的振动幅度大于参考值时，微处理器140可将警告信息(例如，通过上位机等)提供给用户。
这里，微处理器140可以是单片机、数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)中的一个，但不限于此。
DAC 150可从微处理器140获得经ADC 130转换的数字信号，并将该数字信号转换为上位机(例如，PLC(未示出))可以识别的模拟信号，并提供给上位机。即，DAC 150可将未经微处理器140处理的关于检测的振动频率的数字信号提供给上位机。
根据如上所述的本发明的频率检测装置，通过在线的FFT分析准确的掌握了所关注的频率分量能量的变化情况，从而掌握了风机不同部分的振动强度。
虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (5)

1.一种用于风力发电机组的机舱塔架的频率检测装置，其中，所述频率检测装置安装于所述风力发电机组的机舱塔架，其特征在于包括：
振动传感器，用于感测所述风力发电机组的机舱塔架的振动频率并输出关于检测的振动频率的模拟信号；
模拟数字转换器，将关于检测的振动频率的模拟信号转换为数字信号；
微处理器，通过对从模拟数字转换器接收的数字信号执行快速傅里叶变换来获得关于检测的振动频率的频域信息，并基于获得频域信息确定预定频率范围内的振动幅度来执行对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。
2.根据权利要求1所述的频率检测装置，其中，微处理器将获得频域信息通过数据总线提供给上位机，以通过上位机执行对风力发电机组机舱塔架的振动情况的监控。
3.根据权利要求1所述的频率检测装置，还包括：低通滤波器，用于对振动传感器输出的模拟信号进行低通滤波器，并将经低通滤波的模拟信号提供给模拟数字转换器。
4.根据权利要求1所述的频率检测装置，还包括：数字模拟转换器，将微处理器获得频域信息转换为上位机可识别的模拟信号，并将经转换的模拟信号提供给上位机。
5.根据权利要求1所述的频率检测装置，其特征在于所述微处理器为单片机、数字信号处理器和现场可编程逻辑门阵列中的一个。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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