CN112461430A - 一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，该系统采取在风力发电装置的法兰盘上设置定位环、螺栓环进行固定，环上通过设置红外线接收、发送器来检测螺栓是否位置偏移，定位环内嵌信号线和供电线以此确保监测系统供电和通信,系统利用集成处理模块将判定信息通过内置的无线通信模块传送给监控室，以此达到无线监控螺栓状态的作用；该系统采用能够固定在法兰盘表面的定位环结构，有利于设备工作中状态稳定，采用无线通信机制达到监测的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电领域，尤其是一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统。
背景技术
由于离地面越高，风力越大，所以目前风力发电机的塔筒一般都在50米以上。风力发电机又一般处于山上，交通不方便，巨大的塔筒与叶片难以完整的一次性运到安装位置，一般都会分开来运输，每一段在装配时都是由巨大的法兰与很多螺栓连接。当风机运行时，叶片旋转带来的震动与扭矩，高空风带来的推力等，都有可能使各段连接处的螺栓发生松动甚至断裂的情况。而半年一次对螺栓的检修很难及时发现问题。一旦某个螺栓松动或者断裂都会引起其他螺栓的连锁反应，最终发生严重的倒塔事故，所以及时发现松动或者断裂的螺栓对于安全生产来说非常重要。目前，螺栓的检测主要是由人工进行的，而塔筒等部位的螺栓，半年一次的检测周期使得很多小问题不能被及时发现。并且一座风力发电机有成百上千个螺栓，如果经常性的组织人工去逐个检测，就非常费事费力。因此在现代的风机维护实践中就需要一种满足经济性、可靠性、系统性的风机螺栓状态检测系统。
发明内容
本发明是提供一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，解决螺栓的松动和断裂两种状态实时检测。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，包括设置在法兰盘上的定位环，所述定位环上等间隔设置有螺栓环和信号接收定位环，所述螺栓环上设置信号发射定位环；所述定位环内设置有信号线和供电线,所述信号线连接信号集成处理模块，所述集成处理模块下端安装供电模块，所述集成处理模块上端设置无线通信模块，所述供电线连接供电模块，所述信号发射定位环环内固定红外发射器，所述信号接收定位环环内固定信号处理模块，所述信号处理模块上方设置红外接收器。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述定位环包括左定位半环和右定位半环，所述左定位半环和右定位半环可通过接口连接形成闭环回路。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述信号处理模块与红外接收器、集成处理模块与无线通信模块之间均设置支撑杆。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述红外发射器发射角的角平分线与红外接收器接收角的角平分线在一条直线上。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述法兰盘周边间隔设置多个螺栓，多个螺栓组成螺栓组，所述无线通信模块与螺栓组在通信地址上一一对应，每一组螺栓组匹配一个无线通信模块。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述无线通信模块采用ZigBee协议标准。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述定位环采用塑料材料。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
结合风力发电机螺栓在法兰盘的分布，巧妙的利用螺栓嵌套定位环加固,节约用料；定位环内置信号线和供电线有效保护电路免受自然腐蚀；采用红外线接收、发送模块通信实时无线监测风力发电机螺栓状态，减少了人工成本，没有在螺栓组上增加任何可以活动的机械结构，极大地提高了系统的可靠性，减少了误报的概率；将螺栓按所在风力发电机中的空间位置分组，以组为单位进行通信，既符合电厂只要一个螺栓出现故障就要重新紧固整圈螺栓的原则，也极大地减少了检修人员的工作量，降低了整个检测系统的硬件成本。
附图说明
图1为本发明所述单组螺栓松动和断裂检测装置、通信模块的结构示意图；
图2为本发明所述单组螺栓松动和断裂检测装置、通信模块的安装示意图；
图3为本发明所述单组螺栓松动和断裂检测装置、通信模块的细节示意图；
图4为本发明所述包覆在塑胶定位环中的信号线与供电线示意图；
图5为本发明所述基于Zigbee通信协议的螺栓状态上传系统的整体结构图；
其中，1、定位环，2、螺栓环，3、信号发射定位环，4、信号接收定位环，5、左定位半环，6、右定位半环，7、红外发射器，8、红外接收器，9、信号处理模块，10、支撑杆，11、无线通信模块，12、集成处理模块，13、供电模块，14、信号转换模块，15、螺栓组，16、信号线，17、供电线。
具体实施方式
一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，该系统应用于风力发电的螺栓组状态检测，系统在结构上包括安装在风力发电塔筒上的定位环1，定位环1套在法兰盘上，法兰盘周边固定多个螺栓形成螺栓组15，定位环1上等间隔设置有螺栓环2和信号接收定位环4，螺栓环2内径与螺栓外径大小匹配；螺栓环2边缘一端上设置信号发射定位环3，每个信号发射定位环3与信号接收定位环4位置一一对应。定位环1分为左定位半环5和右定位半环6，均采用塑胶材料，定位环1内嵌信号线16和供电线17，用于供电和传送信号，左定位半环5和右定位半环6可通过接口连接形成闭环回路。信号线16连接信号集成处理模块12，集成处理模块12下端安装供电模块13，所述集成处理模块12上端设置无线通信模块11，所述供电线17连接供电模块13，信号发射定位环3环内固定红外发射器7，信号接收定位环4环内固定信号处理模块9，信号处理模块9上方通过支撑杆10设置红外接收器8。其中，红外发射器7与红外接收器8的半灵敏角度均为10°，红外发射器7发射角度范围的角平分线与红外接收器8接收角度范围的角平分线在一条直线上，并且通过设置支撑杆10使红外发射器7与红外接收器8的高度相同，保证红外线的准确收发。
红外发射器7每隔1分钟会持续发出10s的红外信号，当螺栓没有松动或者松动角度小于20°时，红外接收器8可以接收到红外发射器7所发出的红外信号，此时信号处理模块9不会通过信号线16向信号集成处理模块12发送信号，表示此时螺栓状态正常无需维修；反之，若螺栓松动角度超过了20°或者断裂，那么红外接收器8将不会接受到红外发射模块7发出的红外信号，此时将会激活集合信号处理模块12，集合信号处理模块12将通过无线通信模块11向位于机舱中的信号转换模块14发送该组螺栓故障的信号，考虑到风力发电电机的所处环境以及通信需求，无线通信机制采用zigbee标准协议；信号转换模块14接收到该组螺栓故障的信号后会将此信号转换成总控制柜中控制器可以识别电压信号，进而由控制器传输回风电场的监控值班室，由于每一个无线通信模块11对应一组螺栓组15，工作人员可以根据反馈的信息精准定位到该螺栓组15，节约故障排查力度。
Claims (7)
1.一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，包括设置在法兰盘上的定位环（1），其特征在于：所述定位环（1）上等间隔设置有螺栓环（2）和信号接收定位环（4），所述螺栓环（2）上设置信号发射定位环（3）；所述定位环(1)内设置有信号线（16）和供电线(17),所述信号线（16）连接信号集成处理模块（12），所述集成处理模块（12）下端安装供电模块（13），所述集成处理模块（12）上端设置无线通信模块（11），所述供电线（17）连接供电模块（13），所述信号发射定位环（3）环内固定红外发射器（7），所述信号接收定位环（4）环内固定信号处理模块（9），所述信号处理模块（9）上方设置红外接收器（8）。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，其特征在于：所述定位环（1）包括左定位半环（5）和右定位半环（6），所述左定位半环（5）和右定位半环（6）可通过接口连接形成闭环回路。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，其特征在于：所述信号处理模块（9）与红外接收器（8）、集成处理模块（12）与无线通信模块（11）之间均设置支撑杆（10）。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，其特征在于：所述红外发射器（7）发射角的角平分线与红外接收器（8）接收角的角平分线在一条直线上。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，其特征在于：所述法兰盘周边间隔设置多个螺栓，多个螺栓组成螺栓组，所述无线通信模块（11）与螺栓组（15）在通信地址上一一对应，每一组螺栓组（15）匹配一个无线通信模块（11）。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，其特征在于：所述无线通信模块（11）采用ZigBee协议标准。
7.根据权利要求1-6所述的任一种风力发电机的螺栓状态在线监测系统，其特征在于：所述定位环（1）采用塑料材料。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104751621A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种用于螺栓拉伸机的数字计量仪表红外传输系统 |
| CN204831169U (zh) * | 2015-02-25 | 2015-12-02 | 云南酷联科技有限公司 | 一种螺栓松动在线监测装置 |
| CN105717125A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-06-29 | 中国矿业大学 | 一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置及方法 |
| CN108709724A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-10-26 | 山东中车风电有限公司 | 风力发电机组螺栓在线状态监测系统及方法 |
| CN209148192U (zh) * | 2018-12-04 | 2019-07-23 | 长沙飚能信息科技有限公司 | 风力发电机螺栓紧固应力监测系统 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104751621A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种用于螺栓拉伸机的数字计量仪表红外传输系统 |
| CN204831169U (zh) * | 2015-02-25 | 2015-12-02 | 云南酷联科技有限公司 | 一种螺栓松动在线监测装置 |
| CN105717125A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-06-29 | 中国矿业大学 | 一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置及方法 |
| CN108709724A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-10-26 | 山东中车风电有限公司 | 风力发电机组螺栓在线状态监测系统及方法 |
| CN209148192U (zh) * | 2018-12-04 | 2019-07-23 | 长沙飚能信息科技有限公司 | 风力发电机螺栓紧固应力监测系统 |
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