CN217841903U - 一种风电机组叶片应力状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了风力发电监测装置技术领域的一种风电机组叶片应力状态监测装置，包括固定承载装置、应变片、导线固定装置和卡盒，应变片连接有惠斯通电桥，惠斯通电桥信号连接有中央处理单元，中央处理单元分别电连接和信号连接有充电锂电池和通信单元，应变片粘贴在风电机组叶片上，应变片能够将风电机组叶片受力状况转化成自身电阻的变化，惠斯通电桥能够检测出应变片电阻的变化量，并将电阻变化量转化成电压信号，传送给中央处理单元，中央处理单元将应变片电阻变化量转化成数字信号进行处理，并通过通信单元传送给风电场监控中心，进行风电机组叶片应力状态分析，该装置数据获取系统设计简单，便于熟练操作和后期维护，具有实用性。

Description

一种风电机组叶片应力状态监测装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电监测装置技术领域，具体为一种风电机组叶片应力状态监测装置。

背景技术

风力发电是具有大规模开发前景的清洁能源之一，在当今社会有着重要的社会效益和经济效益。叶片是风电机组的一个关键部件，其能否稳定工作将直接关系到风电机组的工况。风电机组的工作环境直接决定叶片需要长时间暴露在风场恶劣的野外环境中，而且叶片在整机部件中是首先受到交变载荷的部件。近年来，由于胶衣老化破损引起的叶片横向裂纹、纵向裂纹的现象频繁出现，而且裂纹长度一般在一米以上。这些裂纹会引起叶片异响、哨声等现象，更严重的是会使叶片的载荷不均，给叶片主轴和轴承造成额外的轴向载荷，加速此类机械部件的磨损。由于叶片大多数是在转动，所以工人检查很困难，目前可以通过魏德米勒

风机叶片状态监测系统来可视化的进行监测，但是该系统的设计复杂，熟练掌握和后期维护较麻烦，故亟需设计一种方便动态情况下对叶片进行监测的装置，基于此，本实用新型设计了一种风电机组叶片应力状态监测装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风电机组叶片应力状态监测装置，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种方便动态情况下对叶片进行监测的装置的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种风电机组叶片应力状态监测装置，包括夹持在叶片边缘的固定承载装置和若干粘贴在叶片表面的应变片，所述固定承载装置的外侧安装有若干与应变片配套的导线固定装置，所述导线固定装置的外端套设有卡盒，所述卡盒覆盖在应变片的表面，所述应变片连接有惠斯通电桥，所述惠斯通电桥信号连接有中央处理单元，所述中央处理单元分别电连接和信号连接有充电锂电池和通信单元，所述惠斯通电桥、中央处理单元、充电锂电池和通信单元安装在固定承载装置上，所述通信单元为无线远程通讯单元，所述无线远程通讯单元采用移动通讯网络与internet物联网络通讯。

优选的，所述固定承载装置包括横置的U型块，所述U型块的上下间隔均匀相对设置有若干个T型通孔，所述T型通孔包括互相垂直相通的竖向阶梯通孔和横向阶梯螺纹孔，所述竖向阶梯通孔的外端口固定有连接块，所述竖向阶梯通孔的内腔滑动插接有限位套管，所述限位套管的内腔底部与连接块内壁之间固定有限位弹簧，所述横向阶梯螺纹孔内螺接有正对限位套管外壁的限位螺栓。

优选的，所述U型块的顶部外侧内嵌设置有盛放槽，所述盛放槽的端口密封卡合有盖板，所述惠斯通电桥、中央处理单元和充电锂电池安装在盛放槽内腔，所述通信单元相通内嵌固定在盖板上。

优选的，所述导线固定装置包括U型座，所述U型座的前后两侧之间通过轴承贯穿转动安装有外壁两端设置螺纹的T型管，所述T型管的外壁正对中部端口处设置有穿线孔，所述T型管的外壁两端螺接有蝶形螺母，所述T型管的中部端口螺接有穿线管。

优选的，所述T型管的前后两侧拐角处均固定有三角肋板。

优选的，所述穿线管采用耐腐蚀抗晒塑料制成，且卡盒的底部固定有抗老化软质材料制成的橡胶圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将应变片粘贴在风电机组叶片上，应变片能够将风电机组叶片受力状况转化成自身电阻的变化，而惠斯通电桥能够检测出应变片电阻的变化量，并将电阻变化量转化成电压信号，传送给中央处理单元，中央处理单元将应变片电阻变化量转化成数字信号进行处理，并通过通信单元传送给风电场监控中心，进行风电机组叶片应力状态分析，该装置利用现有数据获取传输技术配合设计便于安装固定的机械结构，可以随叶片转动进行动态监测，数据获取系统设计简单，便于熟练操作和后期维护，具有实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路原理图；

图3为图1中固定承载装置结构示意图；

图4为图3中A-A处剖视图；

图5为图1中导线固定装置结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-固定承载装置，2-导线固定装置，3-卡盒，4-应变片，5-惠斯通电桥，6-中央处理单元，7-充电锂电池，8-通信单元，100-U型块，101-限位套管，102-T型通孔，103-限位螺栓，104-连接块，105-限位弹簧，106-盛放槽，107-盖板，20-U型座，21-T型管，22-穿线孔，23-蝶形螺母，24-穿线管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种风电机组叶片应力状态监测装置，包括夹持在叶片边缘的固定承载装置1和若干粘贴在叶片表面的应变片4，固定承载装置1的外侧安装有若干与应变片4配套的导线固定装置2，导线固定装置2的外端套设有卡盒3，卡盒3覆盖在应变片4的表面，应变片4连接有惠斯通电桥5，惠斯通电桥5信号连接有中央处理单元6，中央处理单元6分别电连接和信号连接有充电锂电池7和通信单元8，属于现有检测方式，而惠斯通电桥5、中央处理单元6、充电锂电池7和通信单元8安装在固定承载装置1上，通信单元8为无线远程通讯单元，无线远程通讯单元采用移动通讯网络与internet物联网络通讯，将每一个叶片的动态信息可以进行超远程的实时的交互，使得监控中心对发电现场的了解更为直接和有效。

请参阅图3-4，固定承载装置1包括横置的U型块100，U型块100的上下间隔均匀相对设置有若干个T型通孔102，T型通孔102包括互相垂直相通的竖向阶梯通孔和横向阶梯螺纹孔，其中，竖向阶梯通孔设置在U型块100上下之间的本体上，而横向阶梯螺纹孔设置在U型块100的侧向朝外的本体上，竖向阶梯通孔的外端口固定有连接块104，竖向阶梯通孔的内腔滑动插接有限位套管101，限位套管101的内腔底部与连接块104内壁之间固定有限位弹簧105，横向阶梯螺纹孔内螺接有正对限位套管101外壁的限位螺栓103，而U型块100的顶部外侧通过设置剪切口内嵌设置有盛放槽106，且盛放槽106的沿口凸出设置，再在盛放槽106的端口密封卡合盖板107，防止雨水进入，同时惠斯通电桥5、中央处理单元6和充电锂电池7安装在盛放槽106内腔，通信单元8相通内嵌固定在盖板107上，将U型块100插入叶片上时，由于叶片自身设置有一定弧度，进而可以利用限位弹簧105挤压限位套管101上下抵住叶片表面，再通过限位螺栓103的旋紧对限位套管101限位，进而整体可以夹持在叶片上。

请参阅图5，导线固定装置2包括U型座20，U型座20的前后两侧之间通过轴承贯穿转动安装有外壁两端设置螺纹的T型管21，T型管21的外壁正对中部端口处设置有穿线孔22，T型管21的外壁两端螺接有蝶形螺母23，T型管21的中部端口螺接有穿线管24，且T型管21的前后两侧拐角处均固定有三角肋板，提高其结构强度，同时，穿线管24采用耐腐蚀抗晒塑料制成，减轻重量，便于搬运组装，且卡盒3的底部固定有抗老化软质材料制成的橡胶圈，使其可以变形完全遮住应变片4与连接线，防止风吹脱离。

在使用本实用新型一种风电机组叶片应力状态监测装置时：首先将应变片4粘接在叶片上，此时叶片未安装，连接应变片4的信号线穿过穿线管24和穿线孔22后再插入盛放槽106内完成连接，通过蝶形螺母23对T型管21挤压限位，选用合适长度的穿线管24使卡盒3盖住应变片4，进而避免线路外露，再通过旋紧限位螺栓103将U型块100固定在叶片上，再将叶片吊装起来进行安装，利用充电锂电池7给系统供电，应变片4能够将叶片受力状况转化成自身电阻的变化，而惠斯通电桥5能够检测出应变片电阻的变化量，并将电阻变化量转化成电压信号，传送给中央处理单元6，中央处理单元6将应变片电阻变化量转化成数字信号进行处理，并通过通信单元8传送给风电场监控中心，进行风电机组叶片应力状态分析。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种风电机组叶片应力状态监测装置，包括夹持在叶片边缘的固定承载装置(1)和若干粘贴在叶片表面的应变片(4)，其特征在于：所述固定承载装置(1)的外侧安装有若干与应变片(4)配套的导线固定装置(2)，所述导线固定装置(2)的外端套设有卡盒(3)，所述卡盒(3)覆盖在应变片(4)的表面，所述应变片(4)连接有惠斯通电桥(5)，所述惠斯通电桥(5)信号连接有中央处理单元(6)，所述中央处理单元(6)分别电连接和信号连接有充电锂电池(7)和通信单元(8)，所述惠斯通电桥(5)、中央处理单元(6)、充电锂电池(7)和通信单元(8)安装在固定承载装置(1)上，所述通信单元(8)为无线远程通讯单元，所述无线远程通讯单元采用移动通讯网络与internet物联网络通讯。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片应力状态监测装置，其特征在于：所述固定承载装置(1)包括横置的U型块(100)，所述U型块(100)的上下间隔均匀相对设置有若干个T型通孔(102)，所述T型通孔(102)包括互相垂直相通的竖向阶梯通孔和横向阶梯螺纹孔，所述竖向阶梯通孔的外端口固定有连接块(104)，所述竖向阶梯通孔的内腔滑动插接有限位套管(101)，所述限位套管(101)的内腔底部与连接块(104)内壁之间固定有限位弹簧(105)，所述横向阶梯螺纹孔内螺接有正对限位套管(101)外壁的限位螺栓(103)。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组叶片应力状态监测装置，其特征在于：所述U型块(100)的顶部外侧内嵌设置有盛放槽(106)，所述盛放槽(106)的端口密封卡合有盖板(107)，所述惠斯通电桥(5)、中央处理单元(6)和充电锂电池(7)安装在盛放槽(106)内腔，所述通信单元(8)相通内嵌固定在盖板(107)上。

4.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片应力状态监测装置，其特征在于：所述导线固定装置(2)包括U型座(20)，所述U型座(20)的前后两侧之间通过轴承贯穿转动安装有外壁两端设置螺纹的T型管(21)，所述T型管(21)的外壁正对中部端口处设置有穿线孔(22)，所述T型管(21)的外壁两端螺接有蝶形螺母(23)，所述T型管(21)的中部端口螺接有穿线管(24)。

5.根据权利要求4所述的一种风电机组叶片应力状态监测装置，其特征在于：所述T型管(21)的前后两侧拐角处均固定有三角肋板。

6.根据权利要求4所述的一种风电机组叶片应力状态监测装置，其特征在于：所述穿线管(24)采用耐腐蚀抗晒塑料制成，且卡盒(3)的底部固定有抗老化软质材料制成的橡胶圈。

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