一种海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置的制作方法

文档序号:14918109发布日期:2018-07-11 02:08

本实用新型涉及海上风电机组塔筒测量的技术领域,特别涉及一种海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置。



背景技术:

风电机组的塔筒是风力发电机组中的承重部件,在风力发电机组中主要起支撑作用,同时吸收机组震动。塔筒承受着推力,弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷,使得风力发电机组运行过程中,塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形。此外,塔筒还会受到材料变化,零部件失效以及地基沉降等因素的影响,发生倾斜。塔筒过大的倾斜变形会影响风力发电机组的正常运行,严重的还会产生安全事故,因此,需要对风电机组基础沉降及塔筒安全进行测量。

目前,基础沉降监测使用光学水准仪定期测量基础的沉降,费时费力并不能实时知道基础沉降信息。对于塔筒形态测量通常是在塔筒上安装多个GPS接收机,根据GPS测量数据来绘制得到塔筒的倾斜状态,这种方式成本高,而且塔筒为封闭状态,GPS信号接收困难。

虽然目前有中国专利授权公告号CN 203772258U、CN 203785660U、CN203744965U、CN202433018U分别公开了风电机组塔筒倾斜监测装置,但是上述各专利不能有效算出塔筒具体的倾斜角度,也不能实时监测出塔筒的倾斜情况,存在缺陷。

专利号为201620851081.0的中国实用新型专利公开的一种风电机组基础沉降及塔筒安全在线监测装置,其利用设置在上部塔筒内壁上的第一倾斜度传感器和设置在下部塔筒内壁上的第二倾斜传感器采集到的倾斜信号来计算得到参考地球水平面的绝对倾斜角度。但是,考虑到海上风电机组在海面上漂浮或海浪冲击的作用下桩基浮动;海风风速大并变化迅速对塔筒产生更大幅度的摇摆和扭曲变形。仅从倾斜角度来判断海上风电机组的安全情况是不够严谨的,塔筒的受力情况分析也是相当重要的一项考量因素。

因此,基于上述风电机组基础沉降及塔筒安全在线监测装置的基础上进行了改进,找到解决了上述问题的方法,下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种更为全面评价塔筒的安全状况的海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:

一种海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置,包括:

设置在上部塔筒的内壁上的第一倾斜度传感器;

设置在下部塔筒的内壁上的第二倾斜度传感器;

与所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器连接的数据处理分析装置,所述数据处理分析装置对所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器的倾斜角度经过算法计算,获得塔筒的动态倾斜数据;

与所述数据处理分析装置连接的服务器;

与所述服务器连接的远程操作访问端;以及

一用于校准所述上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度的离线校准检测装置;其特征在于,

还包括一设置在所述塔筒的顶部且与所述数据处理分析装置连接的用于采集所述塔筒的受力信号的三轴加速度传感器。

由于采用了如上的技术方案,工作时,先利用离线校准检测装置检测上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度,此时即可根据上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度调整第一倾斜度传感器和第二倾斜度传感器的初始检测数据,然后数据处理分析装置一方面对第一倾斜度传感器和第二倾斜度传感器的倾斜角度经过算法计算,获得塔筒的动态倾斜数据,另一方面通过三轴加速度传感器获取塔筒的受力信号,并对获取到的受力信号进行处理得到塔筒的受力分析数据,再将塔筒的动态倾斜数据和受力分析数据融合起来综合分析塔筒的安全状况得出预警结果,再将预警结果传输到服务器中进行存储,远程操作访问端可通过连接服务器查看到相应的绘图信息。本实用新型安装调试方便,成本低,对塔筒的安全状况评价更为全面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的离线校准检测装置工作时的俯视图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面进一步阐述本实用新型。

参见图1所示的一种海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置,包括分别设置在上部塔筒100a的内壁上的第一倾斜度传感器210、设置在下部塔筒100b的内壁上的第二倾斜度传感器220以及设置在上部塔筒100a顶部的三轴加速度传感器230。为了方便安装,上部塔筒100a和下部塔筒100b的内壁分别设置有上、下悬板110a、110b,第一倾斜度传感器210和第二倾斜度传感器220分别固定在上、下悬板110a、110b上。

第一倾斜度传感器210、第二倾倾斜度传感器220和三轴加速度传感器230分别与数据处理分析装置400连接,第一倾斜度传感器210和第二倾斜度传感器220将各自监测到的倾斜数据传送给数据处理分析装置400。为了保证数据传送的稳定性,数据处理分析装置400设置在下部塔筒100b内,数据处理分析装置400与服务器500通过以太网连接。本实施例中的数据处理分析装置400为工业电脑。服务器500与远程操作访问端600连接,本实施例中的远程操作访问端600为三个,分别是供应商远程操作访问端、维护人员远程操作访问端和风电用户远程操作访问端。

一种海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置还包括一用于校准上部塔筒100a和下部塔筒100b的初始倾斜角度的离线校准检测装置230。结合图2所示,本实施例中的离线校准检测装置230包括用以分别对上部塔筒100a或下部塔筒110b的连接法兰上表面至少三个不同位置倾斜角度进行测量的单轴向梁式倾斜传感器231,本实施例中的塔筒的连接法兰上表面划分为圆周三等分区域,单轴向梁式倾斜传感器200对每一个区域测量一次。单轴向梁式倾斜传感器231的两端231a分别横跨在上部塔筒或下部塔筒的连接法兰上表面,单轴向梁式倾斜传感器231与数据处理分析装置400连接,数据处理分析装置400对单轴向梁式倾斜传感器231测量的至少三次倾斜角度经过算法计算,合成出上部塔筒100a或下部塔筒100b的初始化最大倾斜角度及方位。

工作时,服务器500设置在风电场中控室内,可先利用离线校准检测装置230检测上部塔筒100a和下部塔筒100b的初始倾斜角度,此时即可根据上部塔筒100a和下部塔筒100b的初始倾斜角度调整第一倾斜度传感器210和第二倾斜度传感器220的初始检测数据。数据处理分析装置400一方面对第一倾斜度传感器210和第二倾斜度传感器220的倾斜角度经过算法计算,获得上部塔筒100a和下部塔筒100b构成的塔筒整体的动态倾斜数据,另一方面通过三轴加速度传感器230获取塔筒的受力信号,并对获取到的受力信号进行处理得到塔筒的受力分析数据,再将塔筒的动态倾斜数据和受力分析数据,再将塔筒的动态倾斜数据和受力分析数据融合起来综合分析塔筒的安全状况得到预警结果,最后将预警结果传输到服务器500中进行存储,远程操作访问端600可通过连接服务器500查看到相应的绘图信息。此外,当数据处理分析装置400综合分析得到的预警结果需要及时报警时,数据处理分析装置400将预警结果上传至服务器500后,服务器500自动将报警信号发送至远程操作访问端600,提示相关人员及时进行检修。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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