CN207798871U - 一种大型风机的风速测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大型风机的风速测量装置，包括底座和支架，还包括弹性梁、应变片、用于保护所述弹性梁和所述应变片的测风管、用于采集所述应变片的信号并计算风速的控制器和用于使所述测风管正对风向的导流片，所述测风管设于所述支架的上部，所述弹性梁设于所述测风管内，所述应变片设于所述弹性梁上，所述导流片设于所述测风管的上部，所述支架设于所述底座上且能在所述底座上绕轴旋转。本实用新型具有结构简单、能够准确测量风速、能长期稳定可靠工作等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于风速测量技术领域，尤其涉及一种大型风机的风速测量装置。
背景技术
风能是一种绿色清洁能源，近年来已受到世界各国的重视。风能转换效率是风机的一项重要技术参数，为了最大限度的捕捉风能，大型风机均设置了自动控制系统，将风速作为控制系统的输入信号，通过实时测量风速控制风机的工作转速和输出功率。由此可见，准确测量风速值对风机运行至关重要。它决定了风机的工作效率和运行特性。
大型风机的测风装置根据传感器测量原理的不同，大致可以分为机械测风仪、动压式测风仪、热电测风仪、声学测风仪和光学测风仪等，尽管工作原理不同，但都有共同的技术要求，即测风装置需具有良好的环境适应性，能长期稳定工作，且测量精度高。
如图1所示，现有的大型风机的测风装置大多安装在风机机舱11顶部，由于风机叶片9位于风机机舱11的前方，风机工作时，现有测风装置12测到的风速是经过风机叶片9旋转扰动过后的风速，与风机叶片9前方的实际风速有区别，此外，现有的测风装置受环境影响大，其工作的稳定性和测量精度都受到自然环境的影响。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、能够准确测量风速、能长期稳定可靠工作的大型风机的风速测量装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种大型风机的风速测量装置，包括底座和支架，还包括弹性梁、应变片、用于保护所述弹性梁和所述应变片的测风管、用于采集所述应变片的信号并计算风速的控制器和用于使所述测风管正对风向的导流片，所述测风管设于所述支架的上部，所述弹性梁设于所述测风管内，所述应变片设于所述弹性梁上，所述导流片设于所述测风管的上部，所述支架设于所述底座上且能在所述底座上绕轴旋转。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述导流片对称且沿竖直方向设置于所述测风管的上部。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述导流片的长度大于所述测风管的内径。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述弹性梁安装于所述测风管的中部，所述应变片安装于所述弹性梁的背面。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述弹性梁为细长薄壁梁，所述弹性梁的两端固接于所述测风管的内壁。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述应变片安装于所述弹性梁的中部。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述测风管为水平设置的空心薄壁圆筒，所述测风管的壁厚小于2mm，所述测风管的内径大于100mm。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述测风管的轴向长度小于所述测风管的内径。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述控制器设于所述底座的内部，所述控制器和所述应变片之间设有导线，所述导线设于所述支架的内部。
上述的大型风机的风速测量装置，优选的，所述风速测量装置通过所述底座安装于风机叶片前方的风机机头上。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型的大型风机的风速测量装置，包括底座、支架、弹性梁、应变片、测风管、控制器和导流片，在导流片的作用下，测风管可以根据风向在底座上绕轴旋转，以确保测风管能正对着风向，当风从测风管中通过时，风对弹性梁施加压力，导致应变片产生变形并输出信号，控制器采集该信号并通过数学计算获取风速的大小，该风速测量装置结构简单、能够准确测量风速，将弹性梁和应变片等传感元件置于测风管的内部，减少了环境对传感元件的腐蚀，提高了测量装置的工作稳定性，使其能够长期稳定可靠工作，设置导流片以及采用支架能够在底座上绕轴旋转的连接方式提高了测风管的对风能力。
附图说明
图1是背景技术中现有的大型风机的测风装置的安装结构示意图。
图2是实施例中的风速测量装置的主视图。
图3是实施例中的风速测量装置的结构示意图（画出内部结构）。
图4是实施例中的风速测量装置的右视图。
图5是实施例中的大型风机的测风装置的安装结构示意图。
图例说明：
1、底座；2、支架；3、弹性梁；4、应变片；5、测风管；6、控制器；7、导流片；8、导线；9、风机叶片；10、风机机头；11、风机机舱；12、现有测风装置。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。
如图2至图4所示，本实施例的大型风机的风速测量装置，包括底座1和支架2，还包括弹性梁3、应变片4、用于保护弹性梁3和应变片4的测风管5、用于采集应变片4的信号并计算风速的控制器6和用于使测风管5正对风向的导流片7，测风管5设于支架2的上部，弹性梁3设于测风管5内，应变片4设于弹性梁3上，导流片7设于测风管5的上部，支架2设于底座1上且能在底座1上绕轴旋转。具体的，底座1上设有用于连接支架2的轴承。导流片7能根据风向带动测风管5和支架2旋转，使测风管5的进风口始终正对风向，提高测量的准确度，通过风压与应变片4形变的关系测得风速值，且测风管5能起到保护内部传感元件的作用，本实施例的风速测量装置结构简单、测量精准、具有自动对风功能、环境适应能力强。
本实施例中，导流片7对称且沿竖直方向设置于测风管5的上部，对称设置保证受力平衡，沿竖直方向设置能提高导流片7与风的接触面积，以便于导流片7快速旋转至与风向一致的状态，提高自动对风的速度和精度。
本实施例中，导流片7的长度大于测风管5的内径，增大导流片7的长度有助于提高力矩，在风力较弱或风向发生微小变化时导流片7也能迅速反应带动测风管5自动对风。
本实施例中，弹性梁3安装于测风管5的中部，应变片4安装于弹性梁3的背面，设置于中部便于保持测风管5的平衡，由于弹性梁3离测风管5内壁越近，风速湍流越强，因此设置于中部有助于提高测风精度，将应变片4安装于弹性梁3的背面可以减少应变片4的腐蚀，延长使用寿命。
本实施例中，弹性梁3为细长薄壁梁，弹性梁3的两端固接于测风管5的内壁，细长薄壁结构受风压后的变化更为明显，能检测到微小的变化，检测更为灵敏精度更高。
本实施例中，应变片4安装于弹性梁3的中部，中部位置在同等风速下变形最大，检测灵敏度最高。
本实施例中，测风管5为水平设置的空心薄壁圆筒，圆筒的两个端头为进风口，测风管5的壁厚为1.5mm，测风管5的内径为120mm，测风管5的轴向长度小于测风管5的内径，减小测风管5的壁厚和轴向尺寸能有效避免测风管5随风速的扰动，提高了风速的测量精度。
本实施例中，控制器6设于底座1的内部，控制器6和应变片4之间设有导线8，导线8设于支架2的内部，采用这种结构一方面充分利用了空间，另一方面底座1能够有效保护控制器6，支架2能够有效保护导线8，防止控制器6和导线8受环境的影响，提高了装置工作的稳定性和使用寿命。
如图5所示，本实施例中，风速测量装置通过底座1安装于风机叶片9前方的风机机头10上，这种安装方式能够避免风机工作时因叶片旋转对风速的扰动，不至于检测到的风速是经过风机叶片9旋转扰动过后的风速，从而与风机叶片9前方的实际风速有区别导致误差，将底座1安装于风机机头10上，叶片旋转对叶片前方风速的影响可忽略不计，测风装置检测到的风速是风机叶片9前方的实际风速，提高了风速的测量精度。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种大型风机的风速测量装置，包括底座（1）和支架（2），其特征在于：还包括弹性梁（3）、应变片（4）、用于保护所述弹性梁（3）和所述应变片（4）的测风管（5）、用于采集所述应变片（4）的信号并计算风速的控制器（6）和用于使所述测风管（5）正对风向的导流片（7），所述测风管（5）设于所述支架（2）的上部，所述弹性梁（3）设于所述测风管（5）内，所述应变片（4）设于所述弹性梁（3）上，所述导流片（7）设于所述测风管（5）的上部，所述支架（2）设于所述底座（1）上且能在所述底座（1）上绕轴旋转。
2.根据权利要求1所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述导流片（7）对称且沿竖直方向设置于所述测风管（5）的上部。
3.根据权利要求2所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述导流片（7）的长度大于所述测风管（5）的内径。
4.根据权利要求1至3任一项所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述弹性梁（3）安装于所述测风管（5）的中部，所述应变片（4）安装于所述弹性梁（3）的背面。
5.根据权利要求4所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述弹性梁（3）为细长薄壁梁，所述弹性梁（3）的两端固接于所述测风管（5）的内壁。
6.根据权利要求4所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述应变片（4）安装于所述弹性梁（3）的中部。
7.根据权利要求1至3任一项所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述测风管（5）为水平设置的空心薄壁圆筒，所述测风管（5）的壁厚小于2mm，所述测风管（5）的内径大于100mm。
8.根据权利要求1至3任一项所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述测风管（5）的轴向长度小于所述测风管（5）的内径。
9.根据权利要求1至3任一项所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述控制器（6）设于所述底座（1）的内部，所述控制器（6）和所述应变片（4）之间设有导线（8），所述导线（8）设于所述支架（2）的内部。
10.根据权利要求1至3任一项所述的大型风机的风速测量装置，其特征在于：所述风速测量装置通过所述底座（1）安装于风机叶片前方的风机机头上。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110185586A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-30 | 浙江知瑞科技集团有限公司 | 一种环保型风能发电能力短期预测设备 |
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2018
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