专利名称：一种风电机组齿轮箱油液在线监测装置及监测方法
技术领域：
本发明属于油液监测技术领域，涉及一种风电机组齿轮箱油液在线监测装置及监测方法，在此装置上实现对风电机组齿轮箱油液品质、水分和金属磨损颗粒的在线监测。
背景技术：
风电机组是风力发电系统的核心设备，然而较高的维护费用使得运营成本增加，严重损害了风力发电的经济效益。齿轮箱是风电机组的主要润滑部位，日常维护保养工作的重要性甚至超过了维修工作，其中油液是影响风电机组齿轮箱使用寿命的重要因素，油液中的磨损颗粒可以有效的反映机械部件表面磨损程度，油液的粘度过大会导致润滑过程中油液温度升高，影响到对齿轮箱的润滑作用，润滑油中水分会破坏润滑油形成的油膜，力口速有机酸对金属的腐蚀作用，因此可以通过油液监测来分析油液品质和齿轮箱的磨损状况。目前，对于齿轮箱油液的监测多采用离线的方式，需要在设备停机的状况下从齿轮箱中抽取油液来检测其品质的变化，无法实现对油液的在线监测；齿轮箱磨损程度则在拆卸齿轮箱的情况下进行检测，这类方法是在齿轮箱出现故障时才能诊断出结果并采取相应的措施，已不可扼制故障发生的趋势，不能满足工业现场设备检测和维护的实时性要求；而在线监测方法在取液过程中需要改变齿轮箱的原有机械结构，这一过程增加了齿轮箱的设计成本。
发明内容
为了克服风电机组齿轮箱油液离线检测方法的不足，本发明提出一种能够在线监测风电机组齿轮箱油液的监测装置及监测方法。本发明的技术解决方案是该装置包括电源模块、微处理器、电源保护板、无线模块，前端传感器，其中电源模块包括24V电源模块和5V电源模块，前端传感器包括油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器，电源保护板与24V电源模块及5V电源模块连接，5V电源模块与微处理器连接，24V电源模块与前端传感器中的油液品质传感器、水分传感器、金属颗粒传感器和无线模块连接，油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器与微处理器连接，微处理器与无线模块连接。前端传感器中的油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器分别串联安装在风电机组齿轮箱油路中，用于实时获取齿轮箱油液中的油液品质、水分和金属磨损颗粒数据，并将获取到的数据以总线的形式发送到微处理器，微处理器通过无线模块将这些数据以无线通讯的方式进行远传，远程终端接收发送过来的数据实现对油液品质、水分和金属磨损颗粒数据的在线监测。本发明具有的优点和有益效果，本发明在齿轮箱油路中接入前端传感器，前端传感器中的油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器分别串联安装在风电机组齿轮箱油路中，实时获取齿轮箱油液中的金属磨损颗粒、水分和油液品质数据，并将获取到的数据以总线的形式发送到微处理器，微处理器通过无线模块将这些数据以无线通讯的方式进行远传，远程终端接收发送过来的数据实现对油液的油液品质、水分和金属磨损颗粒数据的在线监测。通过对风机齿轮箱油液数据的在线监测，可对齿轮箱的运行状况做出预测评估，由事后维修或定期维修转变为基于状态的维修，提升风电机组整体维护效率、降低维护成本和提高风电机组运行可靠性；同时该方法不需要拆卸齿轮箱测试其磨损状况，通过前端传感器实时获取齿轮箱中油液在线数据，识别出齿轮箱的早期故障并进行视情维护，从而提高齿轮箱的使用寿命。
图1是本发明监测装置结构示意图；图2是本发明监测方法结构框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细说明。如图1所示，该装置包括电源模块、微处理器2、电源保护板3、无线模块6，前端传感器，其中电源模块包括24V电源模块I和5V电源模块7，前端传感器包括油液品质传感器9、水分传感器10和金属颗粒传感器11，电源保护板3与24V电源模块I及5V电源模块7连接，5V电源模块7与微处理器2连接，24V电源模块I与前端传感器中的油液品质传感器9、水分传感器10和金属颗粒传感器11及无线模块6连接，油液品质传感器9、水分传感器10和金属颗粒传感器11与微处理器2连接，微处理器2与无线模块6连接。电源插座5外接220V交流电源，并通过电源保护板3为整套装置提供电源保护，5V电源模块I直接为微处理器2供电，24V电源模块7为无线模块6和前端传感器9、10、11供电；天线插座4在装置内部与无线模块6相连，外部连接天线进行数据传输；前端传感器中的油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器分别串联安装在风电机组齿轮箱油路中，齿轮箱中的油液经进口 12依次流经金属颗粒传感器11、水分传感器10、油液品质传感器9，并经过出口 8回流到齿轮箱油液系统中。如图2所示，在该监测方法中，油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器分别实现对油液品质、水分和金属磨损颗粒数据的采集，油液在线监测板卡将采集数据进行无线远传。所述的油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器分别和图1中的油液品质传感器9、水分传感器10和金属颗粒传感器11对应，所述的无线模块为图1中的无线模块6，所述的油液在线监测板卡由图1中的24V电源模块1、微处理器2、电源保护板3、天线插座4、无线模块6、电源插座5、5V电源模块7组成。在该监测过程中，水分传感器10输出模拟信号，微处理器2通过采样方式实现对水分信号的采集；油液品质传感器9和金属颗粒传感器11直接输出数字信号，并以总线的形式发送到微处理器2 ;最终微处理器2通过无线模块6以无线通讯的方式将油液数据发送到远程终端；远程终端接收远程发送过来的数据，实现对齿轮箱油液品质、水分和金属颗粒的在线监测。
权利要求
1.一种风电机组齿轮箱油液在线监测装置，其特征是，该装置包括电源模块、微处理器(2 )、电源保护板(3 )、无线模块(6 )，前端传感器，其中电源模块包括24V电源模块(I)和5V电源模块(7)，前端传感器包括油液品质传感器(9)、水分传感器(10)和金属颗粒传感器(11)，电源保护板(3)与24V电源模块(I)及5V电源模块(7)连接，5V电源模块(7)与微处理器(2)连接，24V电源模块(I)与前端传感器中的油液品质传感器(9)、水分传感器(10)、金属颗粒传感器(11)及无线模块(6)连接，油液品质传感器(9)、水分传感器(10)和金属颗粒传感器(11)与微处理器(2 )连接，微处理器(2 )与无线模块(6 )连接。
2.一种采用权利要求1所述的风电机组齿轮箱油液在线监测装置的监测方法，其特征是，前端传感器中的油液品质传感器(9)、水分传感器(10)和金属颗粒传感器(11)分别串联安装在风电机组齿轮箱油路中，用于实时获取齿轮箱油液中的油液品质、水分和金属磨损颗粒数据，并将获取到的数据以总线的方式发送到微处理器，微处理器将这些数据以无线通讯的方式进行远传，远程终端接收发送过来的数据实现对齿轮箱油液的在线监测。
全文摘要
本发明属于油液监测技术，涉及一种风电机组齿轮箱油液在线监测装置及监测方法。该装置包括电源保护板、电源模块、微处理器、无线模块，前端传感器，其中电源模块包括24V电源模块和5V电源模块，前端传感器包括油液品质传感器、水分传感器和金属颗粒传感器。本发明在齿轮箱油路中接入前端传感器，实现对油液品质、水分和金属磨损颗粒数据的采集，并以总线的方式传送到微处理器，微处理器将采集到数据通过无线模块以无线通讯的方式进行远传，远程终端接收现场发送过来的数据，实现对油液中水分、油液品质和金属颗粒数据的在线监测。通过对齿轮箱油液的在线监测，可识别出齿轮箱的早期故障并进行视情维护，从而提高风电机组运行可靠性。
文档编号G01N15/00GK103033450SQ20121054466
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者刘成材, 王燕山, 张梅菊, 张宏祥, 周一鸥, 田静, 马静, 王振尧, 赵一超, 尹修谱, 徐铭辰 申请人:中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所, 中航高科智能测控有限公司, 北京瑞赛长城航空测控技术有限公司