一種海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型所提供一種海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，所述塔筒內(nèi)部距離地面不同高度處依次設(shè)置第一至第四平臺，塔筒頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)內(nèi)部設(shè)置機(jī)艙平臺，在所述第一平臺、第二平臺、第三平臺、第四平臺上方一定距離處，分別設(shè)置一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器；在所述機(jī)艙平臺上方一定距離處設(shè)置一組加速度傳感器；數(shù)據(jù)傳輸單元，分別與所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器通信連接；顯示單元，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元連接。通過在塔筒的不同高度設(shè)置傳感器，可準(zhǔn)確檢測海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)，為風(fēng)電塔筒的安全運(yùn)行提供保障。
【專利說明】—種海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電建設(shè)正向著海上風(fēng)電和大型化發(fā)展，與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電塔運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，海上風(fēng)電塔筒除了受到風(fēng)荷載等作用外，還受波浪、潮流等自然環(huán)境因素帶來的荷載沖擊和腐蝕等影響。同時(shí)，海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)與陸上風(fēng)電也不相同，有自身的特點(diǎn)。掌握海上風(fēng)電塔的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)，如應(yīng)力應(yīng)變、加速度等，對風(fēng)電塔筒的正常運(yùn)行狀態(tài)和安全性評價(jià)是很有必要的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提供一種海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，通過在塔筒的不同高度設(shè)置傳感器，以監(jiān)測塔筒的應(yīng)力、振動情況以及固有頻率測試等，可準(zhǔn)確檢測海上風(fēng)電機(jī)組塔筒運(yùn)行狀態(tài)環(huán)境，為風(fēng)電塔筒的正常運(yùn)營提供保障。
[0004]本實(shí)用新型所提供的海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括:塔筒內(nèi)部距離地面不同高度處依次設(shè)置第一至第四平臺，塔筒頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)內(nèi)部設(shè)置機(jī)艙平臺，在所述第一平臺、第二平臺、第三平臺以及第四平臺上方一定距離處，分別設(shè)置一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器；在所述機(jī)艙平臺上方一定距離處設(shè)置一組加速度傳感器；
[0005]數(shù)據(jù)傳輸單元，分別與所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器通信連接；
[0006]顯示單元，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元連接。
[0007]由上，通過在塔筒的不同高度設(shè)置傳感器，可準(zhǔn)確檢測海上塔筒的運(yùn)行狀態(tài)，為風(fēng)電塔筒的正常運(yùn)營提供保障。
[0008]可選的，塔筒外部距離地面一定距離處設(shè)置塔筒底部平臺，所述塔筒底部平臺上固定有一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器。
[0009]可選的，所述一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器為4個(gè)，等間距環(huán)形排布；所述一組加速度傳感器為2個(gè),對稱排布。
[0010]由上，通過設(shè)置不同位置的應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器，實(shí)現(xiàn)全面采集海上風(fēng)電塔筒所在位置的運(yùn)行狀態(tài)。
[0011]可選的，所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器采用膠粘固定；所述加速度傳感器采用磁性吸附固定。
[0012]可選的，所述第一至第四平臺分別位于所述塔筒內(nèi)部距離地面14m、24m、52.3m和84m 處。
[0013]可選的，在所述塔筒內(nèi)部第一平臺、第二平臺、第三平臺和第四平臺上方1.5m處，分別設(shè)置所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及加速度傳感器。
[0014]可選的，在所述機(jī)艙平臺上方0.5m處設(shè)置所述加速度傳感器。
[0015]可選的，所述塔筒外部距離地面9m處設(shè)置所述塔筒底部平臺；[0016]在塔筒外部，塔筒底部平臺上方1.0m處，分別設(shè)置一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器。
[0017]由上，實(shí)現(xiàn)便于工作人員對上述傳感器進(jìn)行檢查和維護(hù)。
[0018]可選的，還包括:
[0019]數(shù)據(jù)存儲單元，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元連接；
[0020]數(shù)據(jù)分析單元，與所述數(shù)據(jù)存儲單元連接；
[0021]所述顯示單元還與數(shù)據(jù)分析單元連接。
[0022]由上，通過對所述傳感器所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可準(zhǔn)確檢測海上塔筒運(yùn)行狀態(tài)，為風(fēng)電塔筒的正常運(yùn)營提供保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為海上風(fēng)電塔筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器的位置示意圖；
[0025]圖3為海上風(fēng)電塔筒運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]如圖1所示，以一種海上風(fēng)電機(jī)組的整體裝配結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明，海上風(fēng)電機(jī)組包括葉輪151、塔筒10，以及塔筒10頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)15、單樁基礎(chǔ)14。
[0028]塔筒10與單樁基礎(chǔ)14通過螺栓連接，距離地面9m高處單樁基礎(chǔ)外部設(shè)置塔筒底部平臺13，塔筒底部平臺13可采用螺栓連接固定于單樁基礎(chǔ)14外部。
[0029]塔筒底部平臺13為環(huán)形結(jié)構(gòu)，如圖2所示，在塔筒10外部，塔筒底部平臺13上方
1.0m處等間距設(shè)置第一至第四應(yīng)力應(yīng)變傳感器(1311?1314)。
[0030]所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器采用分布式布置方式，其內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)微彎應(yīng)變感應(yīng)片，上述感應(yīng)片分布于被測結(jié)構(gòu)的各個(gè)測量點(diǎn)，每個(gè)傳感器通過單獨(dú)信號線連接。當(dāng)外界風(fēng)向使得感應(yīng)片發(fā)生形變時(shí)，測量得出變化量，從而可以確定應(yīng)變大小。
[0031]所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器采用膠粘方式固定。
[0032]另外，在塔筒10外部，塔筒底部平臺13上方1.0m處還對稱設(shè)置兩個(gè)加速度傳感器(1321、1322)，分別用于采集塔筒底部水平方向和垂直方向的振動。
[0033]所述加速度傳感器采用磁性吸附方式固定。
[0034]塔筒10內(nèi)部不同高度設(shè)置有平臺，包括:第一平臺121，距離地面高度為14m (與塔筒門12高度相同)；第二平臺122，距離地面高度為24m;第三平臺123，距離地面高度為52.3m;第四平臺124，位于塔筒10頂部，距離地面高度為84m。所述平臺用于支撐工作人員進(jìn)行塔筒維護(hù)作業(yè)。
[0035]進(jìn)一步的，在塔筒10內(nèi)部第一平臺121、第二平臺122、第三平臺123和第四平臺124上方1.5m處，各分別設(shè)置四個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及兩個(gè)加速度傳感器。上述傳感器之間的位置關(guān)系與圖2所示相同，不再贅述。其中，分別在上述四個(gè)平臺上方1.5m處設(shè)置應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及加速度傳感器的原因在于，便于工作人員對上述傳感器進(jìn)行日常檢查和維護(hù)。
[0036]其中，應(yīng)力應(yīng)變傳感器采用膠粘方式固定于塔筒10內(nèi)壁或外壁，加速度傳感器采用磁性吸附方式固定于塔筒10內(nèi)壁或外壁。經(jīng)過實(shí)踐證明，將上述傳感器設(shè)置于塔筒10內(nèi)部或塔筒10外部，其數(shù)據(jù)采集結(jié)果相同。
[0037]風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)15內(nèi)部設(shè)置有機(jī)艙平臺(未圖示)，在所述機(jī)艙平臺上方0.5m處設(shè)置兩個(gè)加速度傳感器(1521、1522)，由于風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，機(jī)艙偏航系統(tǒng)處于對風(fēng)狀態(tài)，在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)和急停狀態(tài)下，采集機(jī)艙位置的水平方向振動和垂直方向振動，以分析塔筒在整機(jī)狀態(tài)下的固有頻率，與風(fēng)電機(jī)組的葉片旋轉(zhuǎn)頻率對比，以進(jìn)一步分析海上風(fēng)電塔筒在運(yùn)行狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免機(jī)組產(chǎn)生共振。
[0038]如圖3所示，本申請還提供一種海上風(fēng)電塔筒運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括上述海上風(fēng)電塔筒，還包括與所述所有應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器電連接的數(shù)據(jù)傳輸單元20，用于將應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器的進(jìn)行信號采集和數(shù)據(jù)傳輸。所述數(shù)據(jù)傳輸單元20與應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器可以米用有線傳輸或無線傳輸。
[0039]數(shù)據(jù)存儲單元30，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元20連接，用于存儲所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器所采集的數(shù)據(jù)。
[0040]數(shù)據(jù)分析單元40，與所述數(shù)據(jù)存儲單元30連接，用于對應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析預(yù)警，并將所采集信號實(shí)時(shí)分析。
[0041]顯示單元(未圖示)，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元20和數(shù)據(jù)分析單元40連接，用于顯示數(shù)據(jù)傳輸單元20所接收的應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器所采集的數(shù)據(jù)，以及顯示數(shù)據(jù)分析單元40所分析的數(shù)據(jù)。
[0042]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海上風(fēng)電塔筒的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述塔筒內(nèi)部距離地面不同高度處依次設(shè)置第一至第四平臺，塔筒頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)內(nèi)部設(shè)置機(jī)艙平臺，在所述第一平臺、第二平臺、第三平臺、第四平臺上方一定距離處，分別設(shè)置一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器；在所述機(jī)艙平臺上方一定距離處設(shè)置一組加速度傳感器； 數(shù)據(jù)傳輸單元，分別與所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器和加速度傳感器通信連接； 顯示單元，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，塔筒外部距離地面一定距離處設(shè)置塔筒底部平臺，所述塔筒外部距離塔筒底部平臺上方一定距離處固定有一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器為4個(gè)，等間距環(huán)形排布；所述一組加速度傳感器為2個(gè)，對稱排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)力應(yīng)變傳感器采用膠粘固定；所述加速度傳感器采用磁性吸附固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一至第四平臺分別設(shè)置在所述塔筒內(nèi)部距離地面14m、24m、52.3m和84m處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，在所述塔筒內(nèi)部第一平臺、第二平臺、第三平臺和第四平臺上方1.5m處，分別設(shè)置一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，在所述機(jī)艙平臺上方0.5m處設(shè)置所述加速度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述塔筒外部距離地面9m處設(shè)置所述塔筒底部平臺； 所述塔筒外部，塔筒底部平臺上方1.0m處，分別設(shè)置一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器以及一組加速度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 數(shù)據(jù)存儲單元，與所述數(shù)據(jù)傳輸單元連接； 數(shù)據(jù)分析單元，與所述數(shù)據(jù)存儲單元連接； 所述顯示單元還與數(shù)據(jù)分析單元連接。
【文檔編號】G01P15/00GK203642870SQ201320555096
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】宗馳, 張寶全, 吳金城, 宋波 申請人:龍?jiān)措娏瘓F(tuán)股份有限公司