CN220353983U - 一种风电机组扭振检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风电机组扭振检测装置，包括：弹性测量架，包括圆弧架以及固设于圆弧架两端的安装平台；应变片传感器，安装于所述圆弧架上；数据处理单元，与所述应变片传感器电性连接；其中，两个所述安装平台分别可拆卸安装于风电机组的第一待测量结构、第二待测量结构上，以使所述圆弧架连接所述第一待测量结构与所述第二待测量结构，具有直接对测量风机两个结构之间振动变化关系的优点。

Description

一种风电机组扭振检测装置

技术领域

本实用新型涉及风机检测装置的技术领域，特别是涉及一种风电机组扭振检测装置。

背景技术

由于大型风电运行工况比较复杂，温度、湿度和轴承载荷变化较大，需要对机组振动运行状况进行监测。

目前通常直接在风机上加装速度或者加速度传感器来测量振动，而这些传感器在机组运行情况下容易受到外在的电磁干扰，同时风电机组振动频率都较低，低频的传感器价格昂贵，而且也不适合测量，更无法测量风机两个结构之间相对变化或振动变化关系，如CN215598550U所公开的风机振动检测装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种风电机组扭振检测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种风电机组扭振检测装置，包括：

弹性测量架，包括圆弧架以及固设于圆弧架两端的安装平台；

应变片传感器，安装于所述圆弧架上；

数据处理单元，与所述应变片传感器电性连接；

其中，两个所述安装平台分别可拆卸安装于风电机组的第一待测量结构、第二待测量结构上，以使所述圆弧架连接所述第一待测量结构与所述第二待测量结构。

优选地，所述应变片传感器安装于所述圆弧架的中段位置，且两个所述安装平台关于所述应变片传感器对称设置。

优选地，所述数据处理单元包括单片机、无线通信模块以及上位机；

所述单片机与所述应变片传感器电性连接，以获取其测量数据，并通过无线通信模块传输至所述上位机进行分析、存储。

优选地，还包括显示操作模块，所述显示操作模块安装于所述圆弧架上，并与所述单片机电性连接，以显示测量数据。

优选地，所述单片机设置为STC32F103C8T6单片机，所述单片机与恒流源驱动电路电性连接；

所述恒流源驱动电路与所述应变片传感器电性连接；

所述恒流源驱动电路通过电源接口与外部电源相连。

优选地，两个所述安装平台通过磁性吸附于所述第一待测量结构、所述第二待测量结构上。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种风电机组扭振检测装置，将应变片传感器安装于圆弧架上，且安装平台的两侧可拆卸安装于第一待测量结构、第二待测量结构上，一方面，可检测风机机组两个结构之间的振动变化关系，另一方面，本装置可拆卸连接，即可更换测量对象，使得应变片传感器应用更广泛，避免在风机机组结构上一对一安装各类传感器导致成本增加的问题；此外，相对于将传感器直接安装于风机机组上而言，此装置的设置，能够抗电磁干扰，进而可避免了现有风机机组中设置的传感器容易受风机机组电磁干扰影响的问题，可以更加精准地测量风机机组的振动情况，且能够有效测量低频振动信号。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型提供的一种风电机组扭振检测装置的结构示意图。

图2为应变片传感器与各结构之间的连接示意图。

附图标记说明：

1、弹性测量架；11、圆弧架；12、安装平台；2、应变片传感器；3、数据处理单元；31、单片机；32、无线通信模块；33、上位机；4、显示操作模块；5、恒流源驱动电路；6、温度传感器；7、湿度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种风电机组扭振检测装置，包括：弹性测量架1、应变片传感器2、数据处理单元3；具体地，弹性测量架1设置为Ω型弹性结构，其可采用塑料片、金属片等弹性结构进行制作，进一步地说，弹性测量架1包括圆弧架11以及固设于圆弧架11两端的安装平台12；其中，两个安装平台12分别可拆卸安装于风电机组的第一待测量结构、第二待测量结构上，以使圆弧架11连接第一待测量结构与第二待测量结构，进而可测量第一待测量结构与第二待测量结构之间的振动关系，其中，安装平台12可拆卸安装，使得本装置可对不同的两个结构之间进行测量，例如，第一待测量结构为齿轮箱，第二待测量结构为机舱主机架；或第一待测量结构为发电机支撑位置，第二待测量结构为机舱主机架等，进而使得本装置应用范围更广。应变片传感器2安装于圆弧架11上；数据处理单元3与应变片传感器2电性连接，数据处理单元3可直接安装于弹性测量架1上，当需要进行检测时，本检测装置可直接进行使用，使得使用更加便捷；数据处理单元3也可集成或封装成一个外部结构，当需要进行检测时，再与应变片传感器2进行电连接，此设计使得整个检测装置可拆装，便于存储与携带。

通过上述技术方案，将应变片传感器2安装于圆弧架11上，且安装平台12的两侧可拆卸安装于第一待测量结构、第二待测量结构上，一方面，可检测风机机组两个结构之间的振动变化关系，另一方面，本装置可拆卸连接，即可更换测量对象，使得应变片传感器2应用更广泛，避免在风机机组结构上一对一安装各类传感器导致风机机组成本增加的问题；此外，相对于将传感器直接安装于风机机组上而言，此装置的设置，能够抗电磁干扰，进而可避免了现有风机机组中设置的传感器容易受风机机组电磁干扰影响的问题，可以更加精准地测量风机机组的振动情况，能够有效测量低频振动信号。

应变片传感器2在圆弧架11上的安装位置可设置为多种，使得应变片传感器2能够反映圆弧架11的形变即可。

在其中一种实施例中，为了使应变片传感器2能够更好地反应圆弧架11的形变，进而使检测结果更加精确，应变片传感器2安装于圆弧架11的中段位置，且两个安装平台12关于应变片传感器2对称设置，圆弧架11所对应的圆心角可设置为180°～270°。

在其他实施例中，可在圆弧架11上设置多个应变片传感器2，也可将应变片传感器2安装于圆弧架11安装平台12的一端。

进一步地说，数据处理单元3包括单片机31、无线通信模块32以及上位机33；单片机31与应变片传感器2电性连接，以获取其测量数据，并通过无线通信模块32传输至上位机33进行分析、存储，以便于操作人员能够查询检测数据或周期性分析测量数据，以获知风机机组运行情况；具体地，应变片传感器2安装于圆弧架11上，可反应圆弧架的形变情况，具体为：应变片传感器2安装在圆弧架11上，当第一待测量结构与第二待测量结构之间振动时，由于应变片传感器2的特性，圆弧架11其他方向的变化会被直接抵消，应变片传感器2仅能够反应圆弧架11扭转方向的振动，这种扭转状态下的振动能够直接反应在所测得的电压信号上，反应该状态下的精准振动频率，进一步说，该振动频率数据可由单片机31转化为电压信号，并由无线通信模块32传输至上位机33，其中，无线通信模块32可选CC2530通信模块，此外，由于风机的齿轮箱和发电机分别通过干板弹簧和弹性橡胶与具有一定刚度的底座相连，得到的振动曲线与扭转振幅之间为非线性关系。

更进一步地说，本装置还包括显示操作模块4，显示操作模块4安装于圆弧架11上，并与单片机31电性连接，以显示测量数据，使得操作人员在现场时，能够实施观测测量数据，进而便于了解风机机组运行情况，具体地，显示操作模块4可选液晶显示操作屏。

进一步地说，单片机31设置为STC32F103C8T6单片机，单片机31与恒流源驱动电路5电性连接；恒流源驱动电路5与应变片传感器2电性连接；恒流源驱动电路5通过电源接口与外部电源相连，其中，恒流源驱动电路5可选通用三极管C9012恒流源驱动电路，进而为本装置工作进行供电，外部电源可选12V直流稳压电源，此方案中，通过STC32F103C8T6单片机和恒流源驱动电路5的设计，缩小了本装置的体积，使得本装置更容易携带，适用范围更广，且功耗小。

具体地说，为了便于本装置的拆装，两个安装平台12通过磁性吸附于第一待测量结构、第二待测量结构上，具体地，可在安装平台12上安装磁铁，磁铁可铺满安装平台12，也可沿安装平台12的边沿设置，使得安装平台12能够牢牢吸附在第一待测量结构、第二待测量结构上即可；也可在安装平台上设置围绕线圈的金属柱，线圈的可由外部电源同步供电，进而外部电源为本装置供电时，能同步对线圈进行供电，进而使得金属柱带有磁性并吸附在第一待测量结构、第二待测量结构上，使得本装置检测时能够自动吸附，不检测时液便于将装置取下。

具体地说，本装置中的单片机31还可电性连接温度传感器6、湿度传感器7，进而能够检测多种数据，温度传感器6、湿度传感器7均可安装于弹性测量架1(作为优选可安装在圆弧架11)上；进一步地说，湿度传感器7可由DHT11芯片组成；温度传感器6可由DS18B20芯片组成，进而可测量-55～125℃之间的温度，其采用单总线与STM32F103C8T6单片机(单片机31)通信，可实现高精度测温，并具有极强的抗干扰纠错能力。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种风电机组扭振检测装置，其特征在于，包括：

弹性测量架(1)，包括圆弧架(11)以及固设于圆弧架(11)两端的安装平台(12)；

应变片传感器(2)，安装于所述圆弧架(11)上；

数据处理单元(3)，与所述应变片传感器(2)电性连接；

其中，两个所述安装平台(12)分别可拆卸安装于风电机组的第一待测量结构、第二待测量结构上，以使所述圆弧架(11)连接所述第一待测量结构与所述第二待测量结构；

所述数据处理单元(3)包括单片机(31)、无线通信模块(32)以及上位机(33)，所述单片机(31)和所述无线通信模块(32)安装于所述弹性测量架(1)上；

所述单片机(31)与所述应变片传感器(2)电性连接，以获取其测量数据，并通过无线通信模块(32)传输至所述上位机(33)进行分析、存储；

所述单片机(31)设置为STC32F103C8T6单片机，所述单片机(31)与恒流源驱动电路(5)电性连接；

所述恒流源驱动电路(5)与所述应变片传感器(2)电性连接；

所述恒流源驱动电路(5)通过电源接口与外部电源相连。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组扭振检测装置，其特征在于，所述应变片传感器(2)安装于所述圆弧架(11)的中段位置，且两个所述安装平台(12)关于所述应变片传感器(2)对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种风电机组扭振检测装置，其特征在于，还包括显示操作模块(4)，所述显示操作模块(4)安装于所述圆弧架(11)上，并与所述单片机(31)电性连接，以显示测量数据。

4.根据权利要求1所述的一种风电机组扭振检测装置，其特征在于，两个所述安装平台(12)通过磁性吸附于所述第一待测量结构、所述第二待测量结构上。