CN115112039A - 风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法 - Google Patents

风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法 Download PDF

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CN115112039A CN202210775491.1A CN202210775491A CN115112039A CN 115112039 A CN115112039 A CN 115112039A CN 202210775491 A CN202210775491 A CN 202210775491A CN 115112039 A CN115112039 A CN 115112039A
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optical fiber
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deformation
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朱萍玉
谢福珉
程健明
刘顺
林哲聪
刘烁超
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Abstract

本说明书实施例提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法，该系统包括静力加载系统：包括通信连接的计算机，牵引拉索装置，拉索；拉索端部套设在叶片上，叶片弦长方向与牵引拉索装置平行摆放；叶片安装端安装在台架的旋转轴电机上；一组光纤传感器组和光纤解调仪；光纤传感器组包括设置的第一光纤传感器和第二光纤传感器，第二光纤传感器设于导热套管内，且第一光纤传感器与导热套管均固定在叶片表面，且第一、第二光纤传感器的接头分别接在光纤解调仪的接口；光纤解调仪与计算机通信连接；本发明能够实时、在线监测叶片的位移、形变且能够测量连续的若干个点，适用场景更广。

Description

风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法
技术领域
本文件涉及风电叶片试验测试技术领域，尤其涉及一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法。
背景技术
随着当今世界风电技术的广泛应用，叶片结构这随之多样化地发展起来，而每种型号的叶片的研发与测试，均需要将该型号的一支叶片作为实验样品进行全方位结构可靠性实验通过后才可推向市场。叶片的可靠性实验包括叶片特性实验，静载实验，动态疲劳实验及静态实验。其中，叶片的静态实验包括测试叶片在横向(挥舞方向)或纵向(摆振方向)进行双向变形实验，以测试叶片的最大变形。
目前进行该实验一般使用拉索系统并运用位置传感器。叶片弦长方向与拉索系统平行摆放，叶片横向方向平行于拉索系统施加力方向。使用数套拉索系统，预先自行确定叶片上的数个点位置，再把拉索环套在叶片数个指定位置。然后在横向方向上拉索系统的拉索拉动从而对叶片施加力，叶片变形。布置在拉索上的位置传感器检测出各个点的位移，根据数个点的移动位置确定叶片应变情况进而确定叶片的位移形变。然而此种方法有很多局限，首先采用拉索系统进行变形实验，增加若干个点位置的检测，就需要增加若干套拉索系统及位置传感器。即使如此，实验也只能得到数个点的数据。此外，这种方法并不适用于在线检测的场合，因为位置传感器输出线索移动位置后，再需要对数据的重构才能得到叶片的位移形变等参数，且位置传感器的费用是一笔不可忽略的支出，且精度也不尽人意。
有鉴于此，继续提供一种适用于叶片变形在线监测，且变形测量精度更好的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统及方法。
发明内容
本说明书一个或多个实施例提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，包括：
静力加载系统：包括通信连接的计算机，牵引拉索装置，拉索；拉索端部套设在叶片上，叶片弦长方向与牵引拉索装置平行摆放；叶片安装端安装在台架的旋转轴电机上；
位移形变采集装置：一组贴合叶片表面且沿叶片叶弦设置的光纤传感器组和光纤解调仪；光纤传感器组包括设置的第一光纤传感器和用于给第一光纤传感器温度补偿用的第二光纤传感器，第二光纤传感器设于导热套管内，且第一光纤传感器与导热套管均通过粘接剂固定贴合在叶片表面，且第一光纤传感器和第二光纤传感器的接头分别接光纤解调仪的接口；光纤解调仪与计算机通信连接；
计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，牵引拉索装置控制拉索收纳轴旋转回收拉索，使叶片发生位移形变；光纤解调仪发射光信号，得出相应第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号，且第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿，并实时传送到计算机，计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定叶片应变造成的第三光谱信号，根据第三光谱信号确定叶片上各个测点的第一应变数据，根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据，根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
本说明书一个或多个实施例提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，采用了上述所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，包括步骤：
计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，且控制光纤解调仪发射光信号，获得第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号并发送至计算机；第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿；
计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定叶片应变造成的第三光谱信号；
计算机根据第三光谱信号，光纤传感器的光纤应变转换系数和光纤应变转换补偿系数，确定叶片上各个测点的第一应变数据；
计算机根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据；
计算机根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法。
本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法。
本发明系统与现有技术相比，能够实时、在线监测叶片的位移且能够测量连续的若干个点，能够实时监测实验中的位移变形变化情况，适用场景更广。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统的结构示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例提供的系统中第一光纤传感器和第二光纤传感器在叶片上的布设示意图；
图3本说明书一个或多个实施例提供的系统中静力加载后叶片的参数位置关系图；
图4为本说明书一个或多个实施例提供的一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法流程图；
图5为本说明书一个或多个实施例提供的方法中静力加载后叶片的第一形变数据及位移形变计算流程图；
图6为本说明书一个或多个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。
系统实施例
根据本发明实施例，提供了一种风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，如图1-2所示，为本实施例提供的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统的结构示意图，根据本发明实施例的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，如图1所示，包括：
静力加载系统：包括通信连接的计算机1，牵引拉索装置2，拉索3；拉索3端部套设在叶片6上，叶片6弦长方向与牵引拉索装置2平行摆放；
叶片6安装端安装在台架8的旋转轴电机上，根据测量需求通过台架8可对叶片进行180度旋转，双向测试叶片的位移变形。
位移形变采集装置：一组贴合叶片6表面且沿叶片6叶弦设置的光纤传感器组，和光纤解调仪7；如图2所示，光纤传感器组包括邻近设置的第一光纤传感器5和用于给第一光纤传感器5温度补偿用的第二光纤传感器4，第二光纤传感器4设于导热套管9内，且第一光纤传感器5与导热套管9均通过粘接剂固定贴合在叶片6表面，且第一光纤传感器5和第二光纤传感器4的接头分别接光纤解调仪7的接口；光纤解调仪7与计算机1通信连接；
本实施例中，第二光纤传感器4的设置是为第一光纤传感器进行温度补偿，导热套管9的设置实现第二光纤传感器4达到温度补偿的同时达到隔绝应变及良好的导热作用。
本实施例中，导热套管9靠近第一光纤传感器5平行设置。本发明实施例的第一光纤传感器和第二光纤传感器均采用分布式光纤传感器。分布式光纤传感器是一种对温度和应变敏感的新型传感器，具有灵敏度高、分辨率高、体积小巧及抗电磁干扰等优点。分布式光纤传感器利用光纤中的瑞利散射和菲涅尔反射进行测量或传感，并通过测量拍频信号的频率来对信号进行空间定位，通过一定时间间隔进行采样，可获取整条光纤上的温度或应变数据，从而实现多测点的实时大范围、高分辨率监测，其空间分辨率最高可达微米量级，传感距离可达几十米。
本实施例中，光纤解调仪7为型号Luna ODiSI6100的解调仪。
具体测量过程如下所述：
计算机1向牵引拉索装置2发送牵引指令，牵引拉索装置2控制拉索收纳轴旋转回收拉索3，实现向叶片6施加牵引力，使叶片6发生位移形变；光纤解调仪7发射光信号，光信号通过叶片6表面，光的折射会因为叶片6的弯曲或者温度的变化；光纤解调仪7发射光信号，得出相应第一光纤传感器5的第一光谱信号和第二光纤传感器4的第二光谱信号，且第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿，并实时传送到计算机1，计算机1通过第一光纤传感器5和第二光纤传感器4的光谱信号分别可确定叶片6应变造成的第三光谱信号；根据第三光谱信号确定叶片6上各个测点(因为一根光纤设置多个传感器，各传感器位一个测点)的第一应变数据；根据所述第一应变数据确定叶片6上各个测点的第一形变数据，最后根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片6的位移变形情况。
本实施例优选的，叶片6采用玻璃纤维增强复合材料造成，第一光纤传感器和导热套管9粘贴在叶片表面上，可采用环氧树脂作为铺设分布式光纤传感器时的粘接剂，且第一光纤传感器5与第二光纤传感器4沿着叶片6弦长方向呈直线路径铺设。
本实施例，导热套管9为耐高温的毛细导热套管9，用于温度补偿的第二光纤传感器放置在耐高温的毛细套管中，第二光纤传感器4能在毛细导热套管9内自由移动。耐高温毛细套管的制作材料包括但不限于：铁氟龙材料、聚酰亚胺材料(PI)、石英材料等，本实施例，毛细导热套管9为聚酰亚胺材料制作的套管。
本实施例优选的，使用点式热源确定第一光纤传感器5和第二光纤传感器4的有效测量区域，具体做法是，将点式热源分别触碰第一光纤传感器5和第二光纤传感器4与叶片6边缘重合的两端，分别记录光纤解调仪7中出现峰值的位置，第一光纤传感器5和第二光纤传感器4的有效测量区域位于各自出现峰值的两段区间内。由于解调仪得到的信号是整段光纤的信号，而本技术只需要与叶片接触这段光纤的信号，此时需要“标定”，就是用点式热源触碰光纤传感器与叶片边缘重合的两端，传感器在该点的信号因为温度提高出现峰值，记录两点的位置，两点中间就是光纤传感器实际测量叶片的区段。
下面说明计算机1通过接收的第一光谱信号和第二光谱信号如何计算叶片6的应变，具体如下：
S1、根据所述第二光谱信号对所述第一光谱信号进行温度补偿，得到叶片应变造成的第三光谱信号；所述第三光谱信号通过下式得到：
Sstrain＝Stotal-Stemperature (1)
其中，Stotal表示第一光谱信号，Stemperature表示第二光谱信号，Sstrain表示第三光谱信号。
S2、根据所述第三光谱信号确定叶片6上各个测点的第一应变数据；所述第一应变数据通过下式得到：
Strain＝Sstrain*Kstrain+bstrain (2)
其中，Strain为第一应变数据，Sstrain表示第三光谱信号，Kstrain为光纤应变转换系数，bstrain为光纤应变转换补偿系数。本实施例中，光纤应变转换系数Kstrain＝-6.67，光纤应变转换补偿系数bstrain＝0。
S3、根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据，进而根据所述第一形变数据确定叶片的应变进而得到叶片6位移变形情况；本实施例可通过以下步骤确定叶片上各个测点位置的第一形变数据及位移变形情况具体包括以下步骤：
S31、根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的偏转角数据；
S32、根据所述偏转角数据确定叶片上各个测点的第一形变数据；
S33、对同一时刻叶片上各个测点的第一形变数据通过插值法处理，重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
进一步地，步骤S31-S33计算具体如下：
如图3所示，Δl为两侧点之间的长度；初始条件x0＝0，y0＝0，i＝1…n，设εi和εi-1分别表示叶片上第i个测点和第i-1个测点上长度对应的应变数据，由于第i个测点和第i-1个测点之间的距离很短，两者之间的长度-应变关系可表示为：
Figure BDA0003726883420000071
设少表示叶片在长度x上的形变数据，ε(x)表示叶片在长度x上的应变数据，c(x)表示叶片在长度x上的厚度，则y和ε(x)的关系表示为：
Figure BDA0003726883420000081
对上式进行积分，可以得到叶片上各点对应的偏转角数据：
Figure BDA0003726883420000082
其中，tanθi-1表示在叶片上第i-1个测点位置的偏转角数据。
对于叶片上各点对应的形变数据，可由上式积分获得：
Figure BDA0003726883420000083
其中，tanθi-1表示在叶片上第i-1个测点的偏转角数据，
Figure BDA0003726883420000084
表示在叶片上第i-1个测点的第一形变数据，y(x)表示叶片在长度x处的第一形变数据。
对于叶片来说，其两端约束条件为：y0＝0，则光纤传感器组上各点对应叶片在该处的位移形变表示为：
Figure BDA0003726883420000085
其中，tanθ0表示起始点的偏转角信息，Δl表示第i个测点和第i-1个测点之间的长度，ci表示第i个点的厚度。
进一步作为可选的实施方式，叶片双向位移变形在线测量方法还包括以下步骤：
根据设置的光纤传感器组的位置和对应的第一应变数据重构得到叶片的位移变形情况，并通过调整时间参数确定不同时刻对应的位移变形情况。
本实施例系统能够实时、在线监测叶片的位移；与现有技术相比，本发明实施例系统能够测量连续的若干个点，能够实时监测实验中的位移变形变化情况，适用场景更广。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种基于上述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统实现的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，如图4所示，为本实施例提供的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法流程图，根据本发明实施例的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，包括步骤：
A1、计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，且控制光纤解调仪发射光信号，获得第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号并发送至计算机；
本实施例，第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿，并实时传送到计算机。
A2、计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定叶片应变造成的第三光谱信号；具体的计算如下式：
Sstrain＝Stotal-Stemperature (8)
其中，Stotal表示第一光谱信号，Stemperature表示第二光谱信号，Sstrain表示第三光谱信号。
A3、计算机根据第三光谱信号，光纤传感器的光纤应变转换系数和光纤应变转换补偿系数，确定叶片上各个测点的第一应变数据；具体的计算如下式：
Strain＝Sstrain*Kstrain+bstrain (9)
其中，Strain为第一应变数据，Sstrain表示第三光谱信号，Kstrain为光纤应变转换系数，bstrain为光纤应变转换补偿系数。本实施例中，光纤应变转换系数Kstrain＝-6.67，光纤应变转换补偿系数bstrain＝0。
A4、计算机根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据及位移变形情况；如图5所示，具体可包括一下步骤：
A41、计算机根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的偏转角数据；
A42、计算机根据所述偏转角数据确定叶片上各个测点的第一形变数据；
A43、计算机对同一时刻叶片上各个测点的第一形变数据通过插值法处理，重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
进一步地，步骤A41-A43计算具体如下：
设εi和εi-1分别表示叶片上第i个测点和第i-1个测点上长度对应的应变数据，由于第i个测点和第i-1个测点之间的距离很短，两者之间的长度-应变关系可表示为：
Figure BDA0003726883420000101
设y表示叶片在长度x上的形变数据，ε(x)表示叶片在长度x上的应变数据，c(x)表示叶片在长度x上的厚度，则y和ε(x)的关系表示为：
Figure BDA0003726883420000102
对上式进行积分，可以得到叶片上各点对应的偏转角数据：
Figure BDA0003726883420000103
其中，tanθi-1表示在叶片上第i-1个测点位置的偏转角数据。
对于叶片上各点对应的形变数据，可由上式积分获得：
Figure BDA0003726883420000104
其中，tanθi-1表示在叶片上第i-1个测点的偏转角数据，
Figure BDA0003726883420000105
表示在叶片上第i-1个测点的第一形变数据；y(x)表示叶片在长度x处的第一形变数据。
对于叶片来说，其两端约束条件为：y0＝0，则光纤传感器组上各点对应叶片在该处的位移形变表示为：
Figure BDA0003726883420000106
其中，tanθ0表示起始点的偏转角信息，Δl表示第i个测点和第i-1个测点之间的长度，ci表示第i个点的厚度。
A5、根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
本发明实施例是与上述系统实施例对应的方法实施例，各个处理步骤的具体操作可以参照系统实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
如图6所示，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，或者计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下方法步骤：
A1、计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，且控制光纤解调仪发射光信号，获得第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号并反馈至计算机；
第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿；
A2、计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定叶片应变造成的第三光谱信号；
A3、根据第三光谱信号，光纤传感器的光纤应变转换系数和光纤应变转换补偿系数，确定叶片上各个测点的第一应变数据；
A4、根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据；
A5、根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
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 (10)

1.风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，包括：
静力加载系统：包括通信连接的计算机(1)，牵引拉索装置(2)，拉索(3)；拉索(3)端部套设在叶片(6)上，叶片(6)弦长方向与牵引拉索装置(2)平行摆放；叶片(6)安装端安装在台架(8)的旋转轴电机上；
位移形变采集装置：一组贴合叶片(6)表面且沿叶片(6)叶弦设置的光纤传感器组和光纤解调仪(7)；光纤传感器组包括设置的第一光纤传感器(5)和用于给第一光纤传感器(5)温度补偿用的第二光纤传感器(4)，第二光纤传感器(4)设于导热套管(9)内，且第一光纤传感器(5)与导热套管(9)均通过粘接剂固定贴合在叶片(6)表面，且第一光纤传感器(5)和第二光纤传感器(4)的接头分别接光纤解调仪(7)的接口；光纤解调仪(7)与计算机(1)通信连接；
计算机(1)向牵引拉索装置(2)发送牵引指令，牵引拉索装置(2)控制拉索收纳轴旋转回收拉索(3)，使叶片(6)发生位移形变；光纤解调仪(7)发射光信号，得出相应第一光纤传感器(5)的第一光谱信号和第二光纤传感器(4)的第二光谱信号，且第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿，并实时传送到计算机(1)，计算机(1)通过第一光纤传感器(5)和第二光纤传感器(4)的光谱信号计算可确定叶片(6)应变造成的第三光谱信号，根据第三光谱信号确定叶片(6)上各个测点的第一应变数据，根据所述第一应变数据确定叶片(6)上各个测点的第一形变数据，根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片(6)的位移变形情况。
2.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述导热套管(9)靠近第一光纤传感器(5)平行设置。
3.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述第一光纤传感器(5)与所述导热套管(9)通过环氧树脂粘在叶片(6)的表面，且所述第一光纤传感器(5)与所述第二光纤传感器(4)沿着叶片(6)弦长方向呈直线路径铺设。
4.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述计算机(1)通过以下步骤确定叶片(6)上各个测点位置的第一形变数据，具体包括：
根据所述第一应变数据确定叶片(6)上各个测点的偏转角数据；根据所述偏转角数据确定叶片(6)上各个测点的第一形变数据。
5.如权利要求1所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，所述计算机(1)通过以下计算步骤确定叶片(6)上各个测点位置的第一形变数据，具体包括以下计算过程：
设εi和εi-1分别表示叶片(6)上第i个测点和第i-1个测点上长度对应的应变数据，由于第i个测点和第i-1个测点之间的距离很短，两者之间的长度-应变关系可表示为：
Figure FDA0003726883410000021
设y表示叶片(6)在长度x上的形变数据，ε(x)表示叶片(6)在长度x上的应变数据，c(x)表示叶片(6)在长度x上的厚度，则y和ε(x)的关系表示为：
Figure FDA0003726883410000022
对上式进行积分，可以得到叶片(6)上各点对应的偏转角数据：
Figure FDA0003726883410000023
其中，tanθi-1表示在叶片(6)上第i-1个测点位置的偏转角数据；
对于叶片(6)上各点对应的形变数据，可由上式积分获得：
Figure FDA0003726883410000024
叶片(6)两端约束条件为：y0＝0，则光纤传感器组上各点对应叶片在该处的位移形变表示为：
Figure FDA0003726883410000025
其中，tanθ0表示起始点的偏转角信息，Δl表示第i个测点和第i-1个测点之间的长度，ci表示第i个点的厚度。
6.风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，采用了权利要求1-5任意一项所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量系统，其特征在于，包括步骤：
计算机向牵引拉索装置发送牵引指令，且控制光纤解调仪发射光信号，获得第一光纤传感器的第一光谱信号和第二光纤传感器的第二光谱信号并发送至计算机；第二光谱信号对第一光谱信号进行温度补偿；
计算机通过第一光纤传感器和第二光纤传感器的光谱信号分别可确定叶片应变造成的第三光谱信号；
计算机根据第三光谱信号，光纤传感器的光纤应变转换系数和光纤应变转换补偿系数，确定叶片上各个测点的第一应变数据；
计算机根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的第一形变数据；
计算机根据各所述第一形变数据通过插值法对数据进行重构得到对应时刻叶片的位移变形情况。
7.如权利要求6所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，其特征在于，所述计算机通过以下步骤确定叶片上各个测点位置的第一形变数据，具体包括步骤：
根据所述第一应变数据确定叶片上各个测点的偏转角数据；根据所述偏转角数据确定叶片上各个测点的第一形变数据。
8.如权利要求6所述的风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法，其特征在于，所述计算机通过以下计算步骤确定叶片上各个测点位置的第一形变数据，具体计算过程为：
设εi和εi-1分别表示叶片上第i个测点和第i-1个测点上长度对应的应变数据，由于第i个测点和第i-1个测点之间的距离很短，两者之间的长度-应变关系可表示为：
Figure FDA0003726883410000041
设y表示叶片在长度x上的形变数据，ε(x)表示叶片在长度x上的应变数据，c(x)表示叶片在长度x上的厚度，则y和ε(x)的关系表示为：
Figure FDA0003726883410000042
对上式进行积分，可以得到叶片上各点对应的偏转角数据：
Figure FDA0003726883410000043
其中，tanθi-1表示在叶片上第i-1个测点位置的偏转角数据；
对于叶片上各点对应的形变数据，可由上式积分获得：
Figure FDA0003726883410000044
叶片两端约束条件为：y0＝0，则光纤传感器组上各点对应叶片在该处的位移形变表示为：
Figure FDA0003726883410000045
其中，tanθ0表示起始点的偏转角信息，Δl表示第i个测点和第i-1个测点之间的长度，ci表示第i个点的厚度。
9.计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至8任一项所述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法。
10.计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至8任一项所述风电叶片静力加载双向位移变形的在线测量方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115752283A (zh) * 2022-12-14 2023-03-07 盛东如东海上风力发电有限责任公司 一种叶片变形测量方法及装置
CN117686209A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 盐城市质量技术监督综合检验检测中心 一种附带静力精控功能的风电叶片静态测试装置

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