CN207018147U - 风机塔筒监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种风机塔筒监测系统，包括倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。本实用新型提供的风机塔筒监测系统，能够对风机塔筒是否发生倾斜变形、倾斜性沉降和各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患进行有效监测，且由于仅设置倾角传感器组和处理器，监测系统布设简易且成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电机组塔筒测量技术，尤其涉及一种风机塔筒监测系统。
背景技术
风机塔筒是风力发电机组的承重部件，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动，塔筒承受着推力、弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷。塔筒通常是由多节塔筒连接而成，在使用过程中塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形，塔筒还会受到材料变形、零部件失效以及地基沉降等因素的影响而产生倾斜变形。因此，需要对塔筒的倾斜变形进行实时监测，以防塔筒产生过大倾斜变形而影响风力发电机组的正常运行，甚至产生严重的安全事故。因此，需要一种检测系统，能够对风机塔筒是否发生倾斜变形、倾斜性沉降和各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患进行有效监测。
实用新型内容
本实用新型提供一种风机塔筒监测系统,能够对风机塔筒是否发生倾斜变形、倾斜性沉降和各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患进行有效监测。
本实用新型提供一种风机塔筒监测系统，包括：
倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；
与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。
可选的，所述塔筒包括多个自下而上依次堆叠的塔筒以及位于最下方塔筒下部的基座，所述倾角传感器组包括：
第一倾角传感器，设置于所述塔筒的顶部塔筒中，所述第一倾角传感器用于获取所述顶部塔筒的第一中心线相对于所述竖直线的第一倾角数据；
第二倾角传感器，设置于所述塔筒的基础环的底部，所述第二倾角传感器用于获取所述基座的第二中心线相对于所述竖直线的第二倾角数据；
第三倾角传感器，设置于与所述基础环相邻的中间塔筒的内壁上，所述第三倾角传感器用于获取所述中间塔筒的第三中心线相对于所述竖直线的第三倾角数据；
第四倾角传感器，设置于所述基础环的内壁上，所述第四传感器用于获取所述基础环的第四中心线相对于所述竖直线的第四倾角数据。
可选地，所述第一倾角传感器设置于所述顶部塔筒的顶部的中心位置。
可选的，所述第二倾角传感器设置于所述基础环的底部的中心位置。
进一步地，上述风机塔筒监测系统，还包括：
第五倾角传感器，设置在所述中间塔筒以及所述顶部塔筒之间的至少一节目标塔筒的内壁，所述第五倾角传感器获取所述目标塔筒的第五中心线相对于所述竖直线的第五倾角数据。
可选的，所述第三倾角传感器与所述第一倾角传感器之间为第一连线，所述第四倾角传感器与所述第一倾角传感器之间为第二连线，所述第一连线和所述第二连线的方向不同。
可选的，所述监测系统还包括，与所述处理器连接显示器，
所述显示器用于实时显示所述竖直偏移量。
可选的，所述监测系统还包括，与所述处理器连接的存储器，
所述存储器用于保存预先设定的报警阈值，所述报警阈值至少包括所述竖直偏移量的报警阈值。
可选的，所述监测系统还包括，与所述处理器连接的控制器，
其中，所述处理器还用于将所述竖直偏移量与所述报警阈值比较，当所述竖直偏移量大于所述报警阈值时，向所述控制器发送控制信号；
所述控制器用于接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述塔筒停机。
可选的，所述监测系统还包括，与所述处理器连接的警报器；
其中，所述处理器还用于在比较出所述竖直偏移量大于所述报警阈值时，向所述警报器发送报警信号；
所述警报器用于接收所述报警信号并根据所述报警信号发出报警提示。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的风机塔筒监测系统，包括倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。本实用新型提供的风机塔筒监测系统，能够对风机塔筒是否发生倾斜变形、倾斜性沉降和各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患进行有效监测，且由于仅设置倾角传感器组和处理器，监测系统布设简易且成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例一提供的风机塔筒监测系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的风机塔筒监测系统的结构示意图；
图3为本实用新型实施例三提供的风机塔筒监测系统的结构示意图；
图4为本实用新型实施例四提供的风机塔筒监测系统的结构示意图。
附图标记：
100、倾角传感器组；
101、第一倾角传感器；
102、第二倾角传感器；
103、第三倾角传感器；
104、第四倾角传感器；
105、第五倾角传感器；
110、处理器；
120、显示器；
130、存储器；
140、控制器；
150、警报器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
首先，对于本实用新型所涉及的风机塔筒做说明。
通常，根据工作地点和地形不同需要将风力发电机组设置在一个基准平台上，该基准平台可以为地面，也可以为任何一种人工搭建的操作平台，且将塔筒建于基准平台上。塔筒由多节塔筒连接而成，主要用于支撑风力发电机组。最底部塔筒设置在基准平台中的混凝土底座上，最顶端塔筒用来支撑风机机头，中间塔筒数量根据风力发电机组需求设定。
由于塔筒通常由多节塔筒连接而成，塔筒可包括多个自下而上依次堆叠的塔筒以及位于最下方塔筒下部的基座。基座位于基准平台内部，并凹陷设置在基准平台内部，例如，基座可以是基准平台内部的混凝土地基。
基座向上依次设置有基础环、中间塔筒、顶部塔筒。其中基础环与基座固定连接，基础环可以灌注在底座的混凝土地基中，并高出于基座，用于和上方的中间塔筒连接。中间塔筒的高度和数量根据不同的风力发电机组的需求决定，与中间塔筒连接的顶部塔筒用于支撑风机机头。由此构成风力发电机组的整体结构。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的风机塔筒监测系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：
倾角传感器组100和与倾角传感器组100连接的处理器110。
根据工作地点和地形不同需要将风力发电机组设置在一个基准平台上。其中，该基准平台可以为地面，也可以为任何一种人工搭建的操作平台，塔筒位于基准平台上。当塔筒发生倾斜时，塔筒的中心线会相对于基准平台的竖直线发生偏移。其中，基准平台的基准线垂直于基础平台的平面。通过比较塔筒的中心线相对于基准平台的竖直线的偏移量，可以判断塔筒是否发生倾斜。
其中，倾角传感器组100用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据。处理器110用于根据倾角数据获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的竖直偏移量，以根据竖直偏移量判断塔筒是否发生倾斜。若塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线存在一定夹角，则会产生相应的竖直偏移量，以此判断塔筒发生了倾斜。
倾角传感器组100中倾角传感器的数量至少为一个，并可以根据需求在拟测量的相应塔筒中分别设置倾角传感器，以判断相应塔筒是否发生倾斜。其中，各倾角传感器具体可以为双轴倾角传感器，用于测量相应塔筒平面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和相应塔筒平面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
本实施例提供的风机塔筒监测系统，包括倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。本实用新型提供的风机塔筒监测系统，能够对风机塔筒是否发生倾斜变形、倾斜性沉降和各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患进行有效监测，且由于仅设置倾角传感器组和处理器，监测系统布设简易且成本较低。
实施例二
图2为本实用新型实施例二提供的风机塔筒监测系统的结构示意图，如图2所示：该系统除了包括如图1所示的倾角传感器组100和与倾角传感器组100连接的处理器110。其中，倾角传感器组100包括：第一倾角传感器101、第二倾角传感器102、第三倾角传感器103和第四倾角传感器104。
根据工作地点和地形不同需要将风力发电机组设置在一个基准平台上。其中，该基准平台可以为地面，也可以为任何一种人工搭建的操作平台，塔筒位于基准平台上。当塔筒发生倾斜时，塔筒的中心线会相对于基准平台的竖直线发生偏移。其中，基准平台的基准线垂直于基础平台的平面。通过比较塔筒的中心线相对于基准平台的竖直线的偏移量，可以判断塔筒是否发生倾斜。
由于塔筒通常由多节塔筒连接而成，本实施例中的塔筒包括多节自下而上依次堆叠的塔筒以及位于最下方塔筒下部的基座。基座位于基准平台内部，并凹陷设置在基准平台内部，例如，基座可以是基准平台内部的混凝土地基或塔筒基座混凝土基础。
基座向上依次设置有基础环、中间塔筒、顶部塔筒。其中基础环与基座固定连接，基础环可以灌注在底座的混凝土地基中，并高出于基座，用于和上方的中间塔筒连接。中间塔筒的高度和数量根据不同的风力发电机组的需求决定，具体地，中间塔圈可以是与基础环相邻的第一节塔筒。与中间塔筒连接的顶部塔筒用于支撑风机机头。由此构成风力发电机组的整体结构。其中，倾角传感器组100用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据。处理器110用于根据倾角数据获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的竖直偏移量，以根据竖直偏移量判断塔筒是否发生倾斜。
第一倾角传感器101设置于塔筒的顶部塔筒中且与处理器110连接。第一倾角传感器101用于获取顶部塔筒的第一中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第一倾角数据。其中，第一倾角传感器101具体可以为双轴倾角传感器，第一倾角数据包括顶部塔筒平面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和顶部塔筒平面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第一倾角数据获取顶部塔筒的第一中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第一竖直偏移量，以根据第一竖直偏移量判断顶部塔筒是否发生倾斜。其中，第一竖直偏移量为其中，αx为顶部塔筒平面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，αy为顶部塔筒平面与与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
第二倾角传感器102设置于塔筒的基础环的底部。其中，第二倾角传感器102具体可设置于基础环底部且嵌入于塔筒基座混凝土基础中。第二倾角传感器102用于获取基座的第二中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第二倾角数据。
其中，第二倾角传感器102具体可以为双轴倾角传感器，第二倾角数据包括：基座顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和基座顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第二倾角数据获取基座的第二中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第二竖直偏移量，以根据第二竖直偏移量判断基座是否发生倾斜性沉降。其中，第二竖直偏移量为其中，Δx1＝R1sin(βx)，Δy1＝R1sin(βy)，R1为基座顶面的半径，βx为基座顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，βy为基座顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
第三倾角传感器103设置于与基础环相邻的中间塔筒的内壁上，其中，与基础环相邻的中间塔筒具体可以为第一节塔筒。第三倾角传感器103用于获取中间塔筒的第三中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第三倾角数据。其中，第三倾角传感器103具体可以为双轴倾角传感器，第三倾角数据包括：中间塔筒底面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和中间塔筒底面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第三倾角数据获取中间塔筒的第三中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第三竖直偏移量，以根据第三竖直偏移量判断中间塔筒是否发生倾斜，具体地，可以根据第三竖直偏移量判断第一节塔筒法兰是否发生位移。其中，第三竖直偏移量为其中，Δx2＝R2sin(γx)，Δy2＝R2sin(γy)，R2为中间塔筒底面的半径，γx为中间塔筒底面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，γy为中间塔筒底面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
第四倾角传感器104设置于基础环的内壁上，所述第四传感器104用于获取基础环的第四中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第四倾角数据。其中，第四倾角传感器104具体可以为双轴倾角传感器，第四倾角数据包括：基础环顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和基础环顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第四倾角数据获取基础环的第四中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第四竖直偏移量，以根据第四竖直偏移量判断基础环是否发生倾斜。其中，第四竖直偏移量为其中，Δx3＝R1sin(θx)，Δy3＝R1sin(θy)，R1为基座顶面的半径，θx为基础环顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，θy为基础环顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
在获取基座的第二中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第二竖直偏移量和基础环的第四中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第四竖直偏移量之后，为了使测量结果更加精确，可以获取基础环相对于基座在水平方向上的水平偏移量。
具体地，在获取第二倾角数据和第四倾角数据后，处理器110还用于根据第二倾角数据和第四倾角数据获取基础环相对于基座在水平方向上的水平偏移量，以根据水平偏移量判断基础环是否相对于基座偏移。具体地，可以判断基础环相对于塔筒基座混凝土基础在水平方向上的水平偏移量。
其中，水平偏移量为其中，gx＝R1[1-cos(θx-βx)]，gy＝R1[1-cos(θy-βy)]，R1为基座顶面的半径，具体地，R1可以为塔筒基座混凝土基础顶面的半径。βx为基座顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，具体地，βx可以为塔筒基座混凝土基础顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角。βy为基座顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角，具体地，βy可以为塔筒基座混凝土基础顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。θx为基础环顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，θy为基础环顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
可选地，第一倾角传感器101设置于顶部塔筒的平台的中心位置，具体可以设置于顶部塔筒顶面的中心，以使第一倾角传感器101固定更加稳固。同时第一倾角传感器101位于顶部塔筒的第一中心线上，以便灵活、高效地获取顶部塔筒相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据。
第二倾角传感器102设置于基础环的底部的中心位置，具体可以设置于基础环底面的中心并嵌入于基座混凝土基础的中心位置，以使第二倾角传感器102固定更加稳固。同时第二倾角传感器102位于塔筒基座混凝土基础的第二中心线上，以便灵活、高效地获取塔筒基座混凝土基础相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据。
进一步地，第三倾角传感器103与第一倾角传感器101之间为第一连线，第四倾角传感器104与第一倾角传感器101之间为第二连线，第一连线和第二连线的方向不同。即第一倾角传感器101、第三倾角传感器103和第四倾角传感器104不在同一条直线上，以使各倾角传感器安装位置更加灵活，以适应各节塔筒内部的不同结构。
例如，第一倾角传感器101和第三倾角传感器103设置于顶部塔筒侧壁和中间塔筒的侧壁的同一侧，二者形成第一连线。此时，第四倾角传感器104可设置于第三倾角传感器103的对侧，与第一倾角传感器101形成第二连线。各倾角传感器设置位置不限于同一条直线上，以适应各节塔筒内部的不同结构，使监测系统布设更加灵活、简易。
本实施例提供的风机塔筒监测系统，倾角传感器组包括：设置于塔筒的顶部塔筒中的第一倾角传感器、设置于塔筒的基础环的底部的第二倾角传感器、设置于与基础环相邻的中间塔筒的内壁上的第三倾角传感器以及设置于基础环的内壁上的第四倾角传感器。与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。本实施例提供的风机塔筒监测系统，能够对风机塔筒的基座、基础环塔筒、中间塔筒及顶部塔筒中各部分是否发生倾斜变形、倾斜性沉降和各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患进行有效监测。且由于仅设置倾角传感器组和处理器，监测系统布设简易且成本较低。
实施例三
图3为本实用新型实施例三提供的风机塔筒监测系统的结构示意图，如图3所示：
根据工作地点和地形不同需要将风力发电机组设置在一个基准平台上。其中，该基准平台可以为地面，也可以为任何一种人工搭建的操作平台，塔筒位于基准平台上。当塔筒发生倾斜时，塔筒的中心线会相对于基准平台的竖直线发生偏移。其中，基准平台的基准线垂直于基础平台的平面。通过比较塔筒的中心线相对于基准平台的竖直线的偏移量，可以判断塔筒是否发生倾斜。
由于塔筒通常由多节塔筒连接而成，本实施例中的塔筒包括多个自下而上依次堆叠的塔筒以及位于最下方塔筒下部的基座。基座位于基准平台内部，并凹陷设置在基准平台内部，例如，基座可以是基准平台内部的混凝土地基或塔筒基座混凝土基础。
基座向上依次设置有基础环、中间塔筒、顶部塔筒。其中基础环与基座固定连接，基础环可以灌注在底座的混凝土地基中，并高出于基座，用于和上方的中间塔筒连接。中间塔筒的高度和数量根据不同的风力发电机组的需求决定，具体地，中间塔圈可以是与基础环相邻的第一节塔筒。与中间塔筒连接的顶部塔筒用于支撑风机机头。由此构成风力发电机组的整体结构。
本实施例提供的风机塔筒监测系统包括倾角传感器组100和与倾角传感器组100连接的处理器110。其中，倾角传感器组100用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据。处理器110用于根据倾角数据获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的竖直偏移量，以根据竖直偏移量判断塔筒是否发生倾斜。
其中，倾角传感器组100除了如图2所示的：第一倾角传感器101、第二倾角传感器102、第三倾角传感器103和第四倾角传感器104，还包括：
第五倾角传感器105，设置在中间塔筒以及顶部塔筒之间的至少一节目标塔筒的内壁，第五倾角传感器105获取所述目标塔筒的第五中心线相对于所述竖直线的第五倾角数据。其中，第五倾角传感器105具体可以为双轴倾角传感器，第五倾角数据包括目标塔筒底面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和目标塔筒底面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。其中，处理器110根据第五倾角数据获取目标塔筒的第五中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第五竖直偏移量，以根据第五竖直偏移量判断目标塔筒是否发生倾斜。
通过在多个目标塔筒中设置倾角传感器，及时获取目标塔筒的倾斜情况，以迅速获知发生倾斜的塔筒的具体位置，及时采取补救措施，以免造成塔筒损坏和安全事故。
本实施例提供的风机塔筒监测系统，包括倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。其中，倾角传感器组还包括设置在中间塔筒以及顶部塔筒之间的至少一节目标塔筒的内壁的第五倾角传感器，及时获取目标塔筒的倾斜情况，以迅速获知发生倾斜的塔筒的具体位置，及时采取补救措施，以免造成塔筒损坏和安全事故。
实施例四
图4为本实用新型实施例四提供的风机塔筒监测系统的结构示意图，如图4所示，该系统除了如图1所示的倾角传感器组100和与倾角传感器组100连接的处理器110，还包括显示器120、存储器130、控制器140和警报器150。
其中，倾角传感器组100包括：第一倾角传感器101、第二倾角传感器102、第三倾角传感器103和第四倾角传感器104。
第一倾角传感器101设置于塔筒的顶部塔筒中且与处理器110连接。第一倾角传感器101用于获取顶部塔筒的第一中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第一倾角数据。其中，第一倾角传感器101具体可以为双轴倾角传感器，第一倾角数据包括顶部塔筒平面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和顶部塔筒平面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第一倾角数据获取顶部塔筒的第一中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第一竖直偏移量，以根据第一竖直偏移量判断顶部塔筒是否发生倾斜。其中，第一竖直偏移量为其中，αx为顶部塔筒平面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，αy为顶部塔筒平面与与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
第二倾角传感器102设置于塔筒的基础环的底部。其中，第二倾角传感器102具体可设置于基础环底部且嵌入于塔筒基座混凝土基础中。第二倾角传感器102用于获取基座的第二中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第二倾角数据。
其中，第二倾角传感器102具体可以为双轴倾角传感器，第二倾角数据包括：基座顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和基座顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第二倾角数据获取基座的第二中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第二竖直偏移量，以根据第二竖直偏移量判断基座是否发生倾斜性沉降。其中，第二竖直偏移量为其中，Δx1＝R1sin(βx)，Δy1＝R1sin(βy)，R1为基座顶面的半径，βx为基座顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，βy为基座顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
第三倾角传感器103设置于与基础环相邻的中间塔筒的内壁上，其中，与基础环相邻的中间塔筒具体可以为第一节塔筒。第三倾角传感器103用于获取中间塔筒的第三中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第三倾角数据。其中，第三倾角传感器103具体可以为双轴倾角传感器，第三倾角数据包括：中间塔筒底面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和中间塔筒底面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第三倾角数据获取中间塔筒的第三中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第三竖直偏移量，以根据第三竖直偏移量判断中间塔筒是否发生倾斜，具体地，可以根据第三竖直偏移量判断第一节塔筒法兰是否发生位移。其中，第三竖直偏移量为其中，Δx2＝R2sin(γx)，Δy2＝R2sin(γy)，R2为中间塔筒底面的半径，γx为中间塔筒底面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，γy为中间塔筒底面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
第四倾角传感器104设置于基础环的内壁上，所述第四传感器104用于获取基础环的第四中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第四倾角数据。其中，第四倾角传感器104具体可以为双轴倾角传感器，第四倾角数据包括：基础环顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角和基础环顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，处理器110根据第四倾角数据获取基础环的第四中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第四竖直偏移量，以根据第四竖直偏移量判断基础环是否发生倾斜。其中，第四竖直偏移量为其中，Δx3＝R1sin(θx)，Δy3＝R1sin(θy)，R1为基座顶面的半径，θx为基础环顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，θy为基础环顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
在获取基座的第二中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第二竖直偏移量和基础环的第四中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的第四竖直偏移量之后，为了使测量结果更加精确，可以获取基础环相对于基座在水平方向上的水平偏移量。
具体地，在获取第二倾角数据和第四倾角数据后，处理器110还用于根据第二倾角数据和第四倾角数据获取基础环相对于基座在水平方向上的水平偏移量，以根据水平偏移量判断基础环是否相对于基座偏移，具体地，可以判断基础环相对于塔筒基座混凝土基础在水平方向上的水平偏移量。
其中，水平偏移量为其中，gx＝R1[1-cos(θx-βx)]，gy＝R1[1-cos(θy-βy)]，R1为基座顶面的半径，具体地，R1可以为塔筒基座混凝土基础顶面的半径。βx为基座顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，具体地，βx可以为塔筒基座混凝土基础顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角。βy为基座顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角，具体地，βy可以为塔筒基座混凝土基础顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。θx为基础环顶面与基准平台的X轴(东西方向)的夹角，θy为基础环顶面与基准平台的Y轴(南北方向)的夹角。
其中，显示器120与处理器110连接，用于实时显示竖直偏移量。其中，处理器110还用于将竖直偏移量以动态曲线的方式显示于显示器120上，以使监测人员清晰直观地观测塔筒是否发生倾斜，以便在发现竖直偏移量产生变化时采取有效措施，防止塔筒的进一步倾斜。
为了使测量结果更加精确，显示器120还用于实时显示水平偏移量。其中，处理器110用于将水平偏移量以动态曲线的方式显示于显示器120上，以使监测人员清晰直观地观测塔筒是否发生水平偏移，以便在发现水平偏移量产生变化时采取有效措施，防止塔筒的进一步偏移。
可选地，上述监测系统还包括与所述处理器110连接的存储器130，存储器130用于保存预先设定的报警阈值，报警阈值至少包括竖直偏移量的报警阈值。报警阈值可根据风力发电机组的整体性能综合确定，以灵活的控制竖直偏移量的最大承受值，并可根据不同的天气情况具体调整报警阈值，使监测系统的监测结果更加精确。
为了使测量结果更加精确，报警阈值还包括水平偏移量的报警阈值。报警阈值可根据风力发电机组的整体性能综合确定，以灵活的控制水平偏移量的最大承受值，并可根据不同的天气情况具体调整报警阈值，使监测系统的监测结果更加精确。
进一步地，上述监测系统还包括与处理器110连接的控制器140。
其中，处理器110用于将竖直偏移量与报警阈值比较，当竖直偏移量大于竖直偏移量的报警阈值时，向控制器140发送控制信号。
为了使测量结果更加精确，处理器110还用于将水平偏移量与报警阈值比较，水平偏移量大于水平偏移量的报警阈值时，向控制器140发送控制信号。
其中，控制器140用于接收处理器110发送的控制信号并根据控制信号控制所述塔筒停机，塔筒停机同时风力发电机组亦立即停机，以避免风电机组出现损坏或塔筒倒塌等安全事故。具体地，处理器110可以通过远程监控软件向控制器140发出控制信号。
上述监测系统还包括与处理器110连接的警报器150。
其中，处理器110用于在比较出竖直偏移量大于竖直偏移量的报警阈值时，向警报器150发送报警信号。
为了使测量结果更加精确，处理器110用于在比较出水平偏移量大于水平偏移量的报警阈值时，向警报器150发送报警信号。
所述警报器用于接收处理器110发送的报警信号并根据报警信号发出报警提示。以提示监测人员及时了解塔筒的偏移情况，及时采取补救措施，避免造成损伤和事故。
本实施例提供的风机塔筒监测系统，包括倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜变形、倾斜性沉降、各节塔筒间是否产生间隙等安全隐患。通过设置具有实时显示塔筒偏移量、灵活设置报警阈值、根据报警阈值发出控制信号或警报信号功能的显示器、存储器、控制器和警报器，来达到及时获取塔筒的偏移情况的目的，使监测人员及时了解塔筒发生偏移并采取补救措施，避免造成损伤和事故。
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。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种风机塔筒监测系统，其特征在于，包括：
倾角传感器组，用于获取塔筒的中心线相对于垂直于基准平台的竖直线的倾角数据，所述塔筒位于所述基准平台上；
与所述倾角传感器组连接的处理器，用于根据所述倾角数据获取所述中心线相对于所述竖直线的竖直偏移量，以根据所述竖直偏移量判断所述塔筒是否发生倾斜。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述塔筒包括多节自下而上依次堆叠的塔筒以及位于最下方塔筒下部的基座，所述塔筒所述倾角传感器组包括：
第一倾角传感器，设置于所述塔筒的顶部塔筒中，所述第一倾角传感器用于获取所述顶部塔筒的第一中心线相对于所述竖直线的第一倾角数据；
第二倾角传感器，设置于所述塔筒的基础环的底部，所述第二倾角传感器用于获取所述基座的第二中心线相对于所述竖直线的第二倾角数据；
第三倾角传感器，设置于与所述基础环相邻的中间塔筒的内壁上，所述第三倾角传感器用于获取所述中间塔筒的第三中心线相对于所述竖直线的第三倾角数据；
第四倾角传感器，设置于所述基础环的内壁上，所述第四倾角传感器用于获取所述基础环的第四中心线相对于所述竖直线的第四倾角数据。
3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述第一倾角传感器设置于所述顶部塔筒的顶部的中心位置。
4.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述第二倾角传感器设置于所述基础环的底部的中心位置。
5.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，还包括：
第五倾角传感器，设置在所述中间塔筒以及所述顶部塔筒之间的至少一节目标塔筒的内壁，所述第五倾角传感器获取所述目标塔筒的第五中心线相对于所述竖直线的第五倾角数据。
6.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述第三倾角传感器与所述第一倾角传感器之间为第一连线，所述第四倾角传感器与所述第一倾角传感器之间为第二连线，所述第一连线和所述第二连线的方向不同。
7.根据权利要求1-6任一项所述的监测系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接显示器；
所述显示器用于实时显示所述竖直偏移量。
8.根据权利要求1-6任一项所述的监测系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接的存储器；
所述存储器用于保存预先设定的报警阈值，所述报警阈值至少包括所述竖直偏移量的报警阈值。
9.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接的控制器；
其中，所述处理器还用于将所述竖直偏移量与所述报警阈值比较，当所述竖直偏移量大于所述报警阈值时，向所述控制器发送控制信号；
所述控制器用于接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述塔筒停机。
10.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接的警报器；
其中，所述处理器还用于在比较出所述竖直偏移量大于所述报警阈值时，向所述警报器发送报警信号；
所述警报器用于接收所述报警信号并根据所述报警信号发出报警提示。
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Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| CN109357647A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-19 | 观为监测技术无锡股份有限公司 | 一种风电设备定位监测系统及方法 |
| CN109596175A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-09 | 深圳前海慧联科技发展有限公司 | 一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统 |
| CN110748461A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-02-04 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机组的机舱位移监测方法 |
| CN111472942A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-31 | 北京英华达软件工程有限公司 | 一种三点式风机塔筒监测装置及方法 |
| CN112281935A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种风机基础环的动态监测系统及方法 |
| CN112832959A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-05-25 | 北京金风慧能技术有限公司 | 风力发电机组基础安全状况监测方法和系统 |
| CN113063400A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-02 | 北京云庐科技有限公司 | 一种单管塔实时监测方法及系统 |
-
2017
- 2017-06-14 CN CN201720690177.8U patent/CN207018147U/zh active Active
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109357647A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-19 | 观为监测技术无锡股份有限公司 | 一种风电设备定位监测系统及方法 |
| CN109357647B (zh) * | 2018-09-29 | 2024-05-24 | 观为监测技术无锡股份有限公司 | 一种风电设备定位监测系统及方法 |
| CN109596175A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-09 | 深圳前海慧联科技发展有限公司 | 一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统 |
| CN109596175B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-05-07 | 深圳前海慧联科技发展有限公司 | 一种风电塔筒倾斜和晃动在线监测系统 |
| CN110748461A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-02-04 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机组的机舱位移监测方法 |
| CN110748461B (zh) * | 2019-10-21 | 2020-11-03 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机组的机舱位移监测方法 |
| CN111472942A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-31 | 北京英华达软件工程有限公司 | 一种三点式风机塔筒监测装置及方法 |
| CN112281935A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种风机基础环的动态监测系统及方法 |
| CN113063400A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-02 | 北京云庐科技有限公司 | 一种单管塔实时监测方法及系统 |
| CN112832959A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-05-25 | 北京金风慧能技术有限公司 | 风力发电机组基础安全状况监测方法和系统 |
| CN112832959B (zh) * | 2021-03-31 | 2022-03-29 | 北京金风慧能技术有限公司 | 风力发电机组基础安全状况监测方法和系统 |
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