多传感器风力发电机组齿轮箱状态检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于风力发电机组的齿轮箱的状态检测装置，能实时监测齿轮箱的温度，振动，运行声音，以确保齿轮箱的正常运行，有效的降低安全风险，减少生产损失。

背景技术：

风力发电厂多位于偏远的山区或近海区域，交通不便；场内风力发电机组分布面积广，数量多，远离监控中心；风力发电机组工作在高空，长期工作于雷雨，暴雪、大风、暴晒等恶劣环境中，受极端的温度、大量的灰尘以及振动等恶劣环境的影响，其工作寿命收到了极大的负面影响。一旦机组的某些部件出现故障，长时间的停机不仅造成发电量的损失，部件更换也需要极大的人力和物力，而单次故障造成最长停机时间的部件就是齿轮箱。

在风电传动系统中齿轮箱是重要部件，齿轮箱的运行是否正常，直接影响到整个机械系统的工作。风力发电机组齿轮箱经常工作在高速、重载、特殊介质等恶劣条件下，且要求运行过程中具有高的平稳性和可靠性。近年来，随着风力发电机组的单机容量的不断增大，以及机组的投放时间的逐渐积累，由于制造误差装配不良、润滑不良、超载、操作失误等方面原因导致的齿轮箱故障时有发生，维护人员投入其中的工作量也呈上升趋势，严重时会因齿轮箱故障或损坏造成机组长期停运事件，由此带来的直接和间接损失很大。所以齿轮箱的监测技术具有重要的意义，及时地发现齿轮箱的异常并且及时的解决它们是十分有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于风力发电机组齿轮箱状态的检测装置， 以此来监测齿轮箱的工作状态，及时发现问题并修复。

一种多传感器风力发电机组齿轮箱状态检测装置，包括分别安置在齿轮箱四周和齿轮箱上部的温度传感器、安置在齿轮箱左右两侧的声发射传感器、和安装在齿轮箱上的振动传感器；所述声发射传感器分别位于温度传感器和齿轮箱中间；所述温度传感器、声发射传感器、振动传感器分别采集齿轮箱的对应参数，并且通过主控芯片进行存储，通过无线传输模块传输到上位机内。

所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，采用延时采集的方式进行数据采集以达到多温度传感器采集温度的目的。齿轮箱的振动数据由振动传感器完成，传感器将齿轮箱的振动信号转换成电信号，再经过放大电路传输到主控芯片。声发射传感器将齿轮箱工作时的声音转换为电信号，再经过调理电路完成放大滤波，传输到主控芯片中。主控芯片完成对数据的存储与发送，即存储到sd卡内，通过无线传输模块发送到上位机。

本实用新型的检测装置，采用多种传感器，安全隐患小，采集数据方便，采集设备本身的耗能低，稳定性高；采集数据全面，从温度、振动和声音三个方面采集齿轮箱的工作数据，方便上位机对齿轮箱工作状态的分析。

附图说明

图1为该实用新型实施例的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

一种多传感器风力发电机组齿轮箱状态检测装置，包括分别安置在齿轮箱四周和齿轮箱上部的温度传感器、安置在齿轮箱左右两侧的声发射传感器、和安装在齿轮箱上的振动传感器；声发射传感器分别位于温度传感器和齿轮箱中间。所述温度传感器、声发射传感器、振动传感器分别采集齿轮箱的对应参数，并且通过主控芯片进行存储，通过无线传输模块传输到上位机内。

齿轮箱的温度信号将传输到stm32主控芯片内。振动传感器直接通过磁力吸附在齿轮箱温度较低区域，以保证传感器的工作足够稳定，振动传感器将振动信号传输到主控芯片。声发射传感器安装在齿轮箱附近，但不会与齿轮箱直接接触，该传感器经过调理电路把信号传输到主控芯片内。

主控芯片将把数据存储到本地的sd卡内，同时通过NRF24L01无线传输模块，将数据传输到上位机，以便后台进行分析，及时发现隐患并且修复隐患。

本实施例中，温度传感器采用DS18B20温度传感器，采用延时采集的方式进行数据采集以达到多温度传感器采集温度的目的。温度传感器的3个端口，地端与电源端按要求接在电源上，其中信号端口接在stm32f103rct6的PA0接口。振动传感器采用ADXL345传感器模块，GND端接地，3V3接口接电路板上的电源口，SCL口接stm32f103rct6的PB10,SDA口接stm32f103rct6的PB11，IN1接stm32f103rct6的PF11接口。声发射传感器采用VS1053模块，其GND端口接地，5v端口 接5v电源，xcs接stm32f103rct6的PA8,XDCS接stm32f103rct6的PA4，SCK端口接stm32f103rct6的PA5，SI接stm32f103rct6的PA7，SO接stm32f103rct6的PA6，DREQ接stm32f103rct6的PA12,RST接stm32f103rct6的PA11。

本实施例中，振动传感器采用ADXL345振动传感器，声发射传感器采用ATK-VS1053传感器。

stm32f103rct6将安装在一块电路板上，该电路板集成SD卡、wifi模块与TFT显示模块，以方便与各个传感器进行连接，各个传感器将对应的温度，振动，声音转换成电信号，通过对stm32f103rct6的编程完成对电信号转换成数据，再通过stm32f103rct6 保存到sd卡内再通过无线模块进行上传数据。TFT触摸屏上显示各个模块的工作状态，正常或不正常。考虑到数据采集的误差问题，每秒种进行采集，并每分钟取其平均值。