CN213689329U - 一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 - Google Patents
一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，包括：若干检测仪单元，以及通过通信单元与检测仪单元通信连接的云服务器，检测仪单元包括若干腐蚀传感器、电源、采集器，采集器包括：主控模块，分别与所述主控模块电性连接的供电模块、档位切换模块、信号处理模块、AD转换模块、无线通信模块和本地存储模块。本实用新型可以实现非接触式的环境腐蚀监测，使得监测更加方便；检测仪单元的整体功耗较低，可以实现长续航使用，并且可以通过电池自供电，安装和移动更加方便；可以实现在线测试腐蚀情况，能够精确测量出腐蚀速率以及累计腐蚀量等数据，可以实现方便分析以及预警等；采集器可以实现精确测量nA级别的微电流。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电装备的腐蚀监测技术领域，尤其涉及一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统。
背景技术
现有的对风电装置的腐蚀情况的检测，一般采用挂片失重测试、宏观外部检测、超声波厚度测量、剖面射线照相、涡流检测、模拟测试等方法。采用挂片失重测试的方法，存在挂片数据量少，除锈称重流程复杂等问题；宏观目视检测是最直观有效的检测方法，但需要剥除保温层材料进行观察、施工花费高、存在周期重复、如果剥除保温层材料位置不是最严重的区域可能反映错误信息；采用超声波厚度测量技术虽然可以检测出腐蚀后的内外壁剩余厚度，但也存在需剥除保温材料、很难在腐蚀面获得读数、需要表面进行打磨处理等问题，对于剖面射线照相技术，其优势是可在设备运行时使用，可以测量内外部的厚度，但考虑安全、辐射和环境等问题，使用区域要严格的出入限制、并只能对小范围剖面管进行检测，有可能错过局部腐蚀区域；涡流渗透效应的影响，只适用于检查金属表面及近表面缺陷，不能检查金属材料深层的内部缺陷。涡流效应的影响因素多，对缺陷定性和定量还比较困难；模拟测试方法的模拟条件有限，也无法反映设备实际运行的腐蚀情况。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统。
本实用新型的技术方案如下：本实用新型提供一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，包括：若干检测仪单元，以及通过所述通信单元与所述检测仪单元通信连接的云服务器，所述检测仪单元包括若干腐蚀传感器、电源、采集器，所述采集器包括：主控模块，分别与所述主控模块电性连接的供电模块、档位切换模块、信号处理模块、AD转换模块、无线通信模块和本地存储模块。
进一步地，所述无线通信模块包括一LoRa通信模块。
进一步地，所述通信单元包括LoRa转485模块、485转WiFi模块和 WiFi转有线模块。
进一步地，所述采集器还包括与所述主控模块电性连接的显示模块，所述显示模块包括一显示屏。
进一步地，所述采集器还包括与所述主控模块电性连接的温湿度传感器模块。
进一步地，所述档位切换模块包括三个继电器。
进一步地，所述本地存储模块包括一存储芯片和存储卡。
进一步地，所述AD转换模块包括一AD转换芯片，型号为AD7172。
进一步地，所述处理模块包括一放大器芯片，型号为ADA4530。
进一步地，所述主控模块包括一主控MCU，所述主控MCU的型号为 STM32L151C8。
采用上述方案，本实用新型的有益效果在于：可以实现非接触式的环境腐蚀监测，使得监测更加方便；检测仪单元的整体功耗较低，可以实现长续航使用，并且可以通过电池自供电，安装和移动更加方便；可以实现在线测试腐蚀情况，能够精确测量出腐蚀速率以及累计腐蚀量等数据，可以实现方便分析以及预警等；采集器可以实现精确测量nA级别的微电流，使得检测效果更加准确。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的腐蚀检测系统的原理框图。
图2为本实用新型一实施例的采集器的原理框图。
图3和图4为本实用新型一实施例的主控模块的电路图。
图5为本实用新型一实施例的信号处理模块的电路图。
图6为本实用新型一实施例的档位切换模块的电路图。
图7为本实用新型一实施例的AD转换模块的电路图。
图8为本实用新型一实施例的无线通信模块的电路图。
图9为本实用新型一实施例的存储芯片的电路图。
图10为本实用新型一实施例的温湿度传感器模块的电路图。
图11至图17为本实用新型一实施例的供电模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
请结合参阅图1至图17，在本实施例中，本实用新型提供一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，包括：若干检测仪单元100，以及通过所述通信单元200与所述检测仪单元100通信连接的云服务器300。在本方案中，所述检测仪单元100包括若干腐蚀传感器102、电源、采集器103。所述电源用于提供所述采集器103和所述腐蚀传感器102工作所需的电源。所述腐蚀传感器102用于检测风电装备的腐蚀情况。所述采集器103包括：主控模块104，分别与所述主控模块104电性连接的供电模块105、档位切换模块106、信号处理模块107、AD转换模块108、无线通信模块109和本地存储模块111。本方案中，所述检测仪单元100用于通过所述腐蚀传感器102监测风电装备的腐蚀情况并通过通信单元200将数据发送给云服务器300，所述云服务器300可以对数据进行存储，实现在线分析、观看、监控和报警等功能。
具体地，请参阅图3和图4，本方案中，所述主控模块104包括一主控 MCU和一时钟芯片，所述主控MCU的型号为STM32L151C8，所述时钟芯片的型号为RX-8025，用于给所述主控MCU提供时钟信号。所述主控模块 104用于所述采集器103的数据处理以及控制所述采集器103中的各个模块工作。请参阅5，所述信号处理模块107包括一放大器芯片，型号为ADA4530，所述信号处理模块107用于将所述腐蚀传感器102的信号进行放大处理。请参阅图6，所述档位切换模块106包括三个继电器，所述主控模块104通过控制继电器的开闭来切换电阻，实现改变所述放大器芯片的偏置电流，从而可以选择切换所述放大器芯片工作的档位。请参阅图7，所述AD转换模块108包括一AD转换芯片，型号为AD7172，所述AD转换模块108用于将模拟信号转换为数字信号发送给所述主控模块104。请参阅图8，所述无线通信模块109为LoRa通信模块，包括一LoRa通信芯片，型号为F8L10D，所述无线通信模块109具有通信功能，可以在所述主控模块104控制下将数据向外发送。所述本地存储模块111用于数据存储，包括一存储芯片和存储卡。请参阅图9，所述存储芯片可以用于存储设备参数，如设备id号、网络号、休眠时间以及其他所述主控模块104所需的数据。所述存储卡可以为TF卡，用于存储腐蚀传器的电流数据等。本方案的所述采集器103中，还可以设置与所述主控模块104电性连接的显示模块110。所述显示模块110包括一显示屏，可以用于显示数据，如实时的腐蚀电流数据以及设备的工作参数、工作状态等。请参阅图10，所述采集器103还包括与所述主控模块104电性连接的温湿度传感器模块，可以用于采集温湿度信息并发送给所述主控模块104，获得的温湿度信息可以方便后续所述腐蚀传感器102获得的数据进行对比和使用，方便分析风电装备的腐蚀状况。请参阅图11至图17，所述供电模块105包括若干稳压单元，所述供电模块105用于提供所述采集器103工作所需要的电压。
请结合参阅图1至图17，在所述检测仪单元100中，若干所述腐蚀传感器102形成的腐蚀电流经过所述信号处理模块107进行放大以后再通过所述AD转换模块108将模拟信号转换为数字信号发送给所述主控模块 104。由于通过可以通过所述档位切换模块106切换工作档位，所述信号处理模块107的测量的电流范围值可以达到1nA到10mA，极大地方便了数据测量以及提升的精度。所述主控模块104通过同步串口SPI方式与所述 AD转换模块108通信，可以得到转换的AD值，后续可以经过参考电压及电阻换算得到腐蚀电流。所述主控模块104的数据可以通过通信单元200 发送给云服务器300。本实施例所述通信单元200包括LoRa转485模块201、 485转WiFi模块202和WiFi转有线模块203。所述采集器103的数据通过所述LoRa通信模块发送给所述LoRa转485模块201(DTU，数据转换单元)，多个所述LoRa转485模块201经过串联后再与所述485转WiFi模块 202相连，再通过所述WiFi转有线模块203，使得WiFi与光纤组网后，将数据发送给所述云服务器300。所述云服务器300可以对数据进行在线查看、进一步分析、预警等功能，可以精确测量出风电装备的腐蚀速率以及累计腐蚀量。
本方案的监测系统，可以实现非接触式的环境腐蚀监测，使得监测更加方便；检测仪单元的整体功耗较低，可以实现长续航使用，并且可以通过电池自供电，安装和移动更加方便；可以实现在线测试腐蚀情况，能够精确测量出腐蚀速率以及累计腐蚀量等数据，可以实现方便分析以及预警等；采集器可以实现精确测量nA级别的微电流，使得检测效果更加准确。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，包括：若干检测仪单元，以及通过通信单元与所述检测仪单元通信连接的云服务器，所述检测仪单元包括若干腐蚀传感器、电源、采集器，所述采集器包括：主控模块，分别与所述主控模块电性连接的供电模块、档位切换模块、信号处理模块、AD转换模块、无线通信模块和本地存储模块。
2.根据权利要求1所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述无线通信模块包括一LoRa通信模块。
3.根据权利要求2所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述通信单元包括LoRa转485模块、485转WiFi模块和WiFi转有线模块。
4.根据权利要求1所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述采集器还包括与所述主控模块电性连接的显示模块，所述显示模块包括一显示屏。
5.根据权利要求1所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述采集器还包括与所述主控模块电性连接的温湿度传感器模块。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述档位切换模块包括三个继电器。
7.根据权利要求1至5任一项所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述本地存储模块包括一存储芯片和存储卡。
8.根据权利要求1至5任一项所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述AD转换模块包括一AD转换芯片，型号为AD7172。
9.根据权利要求1至5任一项所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括一放大器芯片，型号为ADA4530。
10.根据权利要求1至5任一项所述的用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统，其特征在于，所述主控模块包括一主控MCU，所述主控MCU的型号为STM32L151C8。
Priority Applications (1)
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| CN202022681332.4U CN213689329U (zh) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 |
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| CN202022681332.4U CN213689329U (zh) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 |
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| CN202022681332.4U Active CN213689329U (zh) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112229787A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-15 | 深圳国能宸泰科技有限公司 | 一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 |
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2020
- 2020-11-17 CN CN202022681332.4U patent/CN213689329U/zh active Active
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