本实用新型涉及风力发电机组故障诊断领域，具体涉及一种风力发电机叶片的数据采集装置。
背景技术：
叶片是风电机组最关键的部位之一，其状态的好坏直接影响整机的运行安全和发电效率，叶片由昂贵的复合材料制成，其加工成本约占整个机组的20％左右。
叶片整体裸露在空气中，工作条件恶劣，经常受到雷击，日照，酸雨，狂风，自振、风沙、盐雾、结冰等影响，叶片会逐渐老化。风力发电机工作工况复杂，运行一段时间后叶片会出现沙眼、表面磨损、气动不平衡、裂纹、甚至严重的断裂。这些故障不仅对叶片自身产生影响，而且影响机组的其他部件。如叶片气动不平衡不但会增加叶片的载荷也会增加整机的振动，同时也增加传动链的振动。据统计，叶片故障数在风机故障总数中约占30％以上，且事故多发生在盛风发电期，会给风电机组带来非常严重的损失。
因叶片故障导致的危害非常大，如能在叶片及其中心轮毂上安装数据采集装置，利用传感器监测叶片在正常运转时和发生故障时的传感器数据的变化，总结出故障发生时的数据异常规律，即可为叶片故障的识别和预警提供有利的帮助。但这种数据采集装置的安装方式存在的问题在于，由于现代风电机组多为自动变桨，叶片的张角会随自然风速自动调节，从而使得叶片与中心轮毂之间会发生一定的相对运动，这种运动会长期牵扯数据采集装置的线缆，这就给数据采集装置的安装和长期使用带来了极大的难度和挑战。如何探索一种能够安装在风力发电机叶片的数据采集装置，这是本领域急需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型解决的是现有技术在风力发电机叶片上安装数据采集装置时存在的安装难度大且影响数据采集装置使用寿命的问题，进而提供了适宜于安装在风力发电机叶片上的数据采集装置。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种风力发电机叶片的数据采集装置，包括数据采集站和传感器；在位于风力发电机的三个叶片中心处的轮毂内设置有第一安装腔，在所述第一安装腔内固定设置有支架，所述数据采集站固定安装在所述支架上；在至少一个叶片的内部设置有第二安装腔，所述传感器安装在所述第二安装腔的壁面上；在所述第二安装腔朝向所述轮毂的一侧设置有盖板，在所述盖板上设置有穿线孔；所述传感器通过线缆与所述数据采集站连接，所述线缆贯穿所述盖板的穿线孔设置；所述数据采集站与供电装置连接设置。
所述供电装置为蓄电池，所述蓄电池安装在所述支架上。
在所述风力发电机的齿轮箱上设置有滑环，所述滑环固定套设在所述齿轮箱的低速轴的外围，适宜与所述低速轴同步旋转，所述低速轴与供电装置连接设置；贴合所述滑环的外表面设置有电刷装置，所述数据采集站通过电源线与所述电刷装置连接。
还设置有数据接收单元，所述数据接收单元与所述数据采集站通过所述滑环连接通讯。
在三个所述叶片的内部均设置有第二安装腔，在每个所述第二安装腔的壁面上均安装有所述传感器；三个叶片上的所述传感器分别通过线缆与所述数据采集站连接。
所述支架为三角形支架。
所述三角形支架的三个角处均开设有螺纹孔，在所述轮毂的安装面上对应设置有安装孔，所述三角形支架通过贯穿所述螺纹孔和所述安装孔的螺栓固定在所述安装面上。
在位于所述第二安装腔内的所述线缆外套设有保护套。
所述保护套为波纹管。
在靠近所述数据采集站与所述线缆连接处的所述支架上设置有蛇形安装槽，所述线缆靠近所述连接处的一部分固定安装在所述蛇形安装槽内。
本实用新型所述风力发电机叶片的数据采集装置的优点在于：
本实用新型所述的风力发电机叶片的数据采集装置，设置有数据采集站和传感器，所述传感器用于采集所述叶片的信息数据并传递给所述数据采集站，实现叶片信息的监测与采集。本实用新型中所述数据采集站设置在位于风力发电机的三个叶片中心处的轮毂内，所述传感器设置在至少一个叶片内部的第二安装腔内，在所述第二安装腔朝向所述轮毂的一侧设置有盖板，所述传感器通过线缆与所述数据采集站连接，所述线缆贯穿所述盖板的穿线孔设置，所述传感器和数据采集站分别安装在叶片和轮毂内，线缆贯穿盖板设置，所述盖板可起到对线缆进行固定的作用，一定程度上可防止因叶片的牵扯导致的线缆大幅度扭曲的问题。
本实用新型中所述的风力发电机叶片的数据采集装置，还进一步优选在位于所述第二安装腔内的所述线缆外套设有保护套，通过设置所述保护套，可吸收叶片变桨时在线缆上上产生的应力、扭力，可达到进一步固定和保护信号线缆的作用。本实用新型还优选在靠近所述数据采集站与所述线缆连接处的所述支架上设置有蛇形安装槽，所述线缆靠近所述连接处的一部分固定安装在所述蛇形安装槽内，从而进一步固定线缆，防止叶片大幅度牵拉线缆，并且通过采用蛇形布线的方式，可有效减少线缆因热胀冷缩产生的应力。从而保证线缆的通讯效果和使用寿命。本实用新型所述数据采集装置的成本低廉，具有良好的经济效益。
为了使本实用新型所述的风力发电机叶片的数据采集装置的技术方案更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图对本实用新型中的技术方案进行进一步的描述。
附图说明
如图1所示是本实用新型所述安装数据采集装置的叶片的结构示意图；
如图2所示是本实用新型所述的固定有支架的轮毂的剖视图。
其中附图标记为：
1-叶片；2-轮毂；3-第一安装腔；4-第二安装腔；5-传感器；6-盖板；7-支架。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
本实施例提供的风力发电机叶片的数据采集装置，所述叶片1如图1所示，在位于风力发电机三个叶片1中心处的轮毂2内设置有第一安装腔3，在所述第一安装腔3内固定设置有支架7，在所述支架7上固定安装有数据采集站；在至少一个叶片1的内部设置有第二安装腔4，在所述第二安装腔4的壁面上安装有传感器5；作为优选的实施方式，所述支架7为三角形支架，所述三角形支架的三个角处均开设有螺纹孔，在所述轮毂2的安装面上对应设置有安装孔，所述三角支架通过贯穿所述螺纹孔和安装孔的螺栓固定在所述安装面上。作为可选择的实施方式，所述支架也可以为其它形状的支架，且所述数据采集站也可采用胶粘等方式安装在所述支架上。
在所述第二安装腔4朝向所述轮毂2的一侧设置有盖板6，在所述盖板6上设置有穿线孔；所述传感器5通过线缆与所述数据采集站连接，所述线缆贯穿所述盖板6的穿线孔设置。作为优选的实施方式，本实施例在三个所述叶片1的内部均设置有第二安装腔4，在每个所述第二安装腔4的壁面上安装有传感器5；三个叶片1上的所述传感器5分别通过线缆与所述数据采集站连接，所述线缆贯穿所述盖板6的穿线孔设置。为了提高对第二安装腔4内线缆的保护，防止叶片变桨过程中牵拉线缆导致线缆与第二安装腔4的内壁面频繁摩擦，本实施例在位于所述第二安装腔4内的所述线缆外套设有波纹管。作为可选择的实施方式，除了所述波纹管外，也可选择其它柔性材质制成的套管作为保护套，如柔性的编织套管等。
同样作为优选的实施方式，本实施例在靠近所述数据采集站与所述线缆的连接处的所述支架上设置有蛇形安装槽，所述线缆靠近所述连接处的一部分固定安装在所述蛇形安装槽内。
本实施方式中，在所述风力发电机的齿轮箱上设置有滑环，所述滑环固定套设在所述齿轮箱的低速轴的外围，适宜与所述低速轴同步旋转，所述低速轴与供电装置连接设置；贴合所述滑环的外表面设置有电刷装置，所述电刷装置为静止状态，不与所述滑环同步旋转；所述数据采集站通过电源线与所述电刷装置连接，从而利用滑环传递电流。
本实施方式中的所述滑环同时具有通讯功能，通过滑环将电源连接至数据采集装置同时，还可通过所述滑环并与机舱内的数据接收单元通讯；所述数据接收单元包括交换机以及和所述交换机连接设置的服务器，本实施方式中所述交换机通过通讯线缆连接至所述滑环，所述数据采集装置通过通讯线缆连接至所述电刷装置，从而在所述交换机以及所述数据采集装置之间传递信号，利用所述滑环实现通讯。
作为可选择的实施方式，也可采用蓄电池供电的方式，将所述蓄电池安装在所述支架上，所述数据采集站通过电源线与所述数据采集站连接。当采用蓄电池供电时，所述蓄电池优选安装在所述轮毂的中心位置处，从而防止因安装所述蓄电池导致旋转时的重心发生偏移，影响叶片的正常运行。
本实施例中所述的风力发电机叶片的数据采集装置在工作过程中，所述盖板可起到对线缆进行固定的作用，一定程度上可防止因叶片的牵扯导致的线缆大幅度扭曲的问题。所述波纹管可吸收叶片变桨时在线缆上上产生的应力、扭力，可达到进一步固定和保护信号线缆的作用。所述线缆的一部分固定安装在所述蛇形安装槽内，可进一步固定线缆，并且通过采用蛇形布线的方式，可有效减少线缆热胀冷缩产生的应力。
本实施例中所述传感器可以为任意用于叶片监测或叶片环境监测的传感器，所述传感器可以为结冰传感器、温度传感器、声发射传感器等，作为优选的实施方式，所述传感器可以为结冰传感器、温度传感器等多种传感器的集成，从而可监测叶片的信息数据，利用传感器监测叶片在正常运转时和发生故障时的数据变化，总结出故障发生时的数据异常规律，即可为叶片故障的识别和预警提供有利的帮助。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。