一种风电检测装置制造方法

文档序号:6053563阅读:256来源:国知局
一种风电检测装置制造方法
【专利摘要】一种风电检测装置包括嵌入式主板、振动信号采集器、振动传感器和电涡流传感器。本实用新型的有益效果在于:振动信号采集器内设有12个AD转换器,AD转换器为16位6通道AD转换器,每通道采样速率达到500KHz,由FPGA芯片控制实现12通道的同步数据采集,模块内部集成有256M动态存储器,实现同步采集数据的缓存,该模块能够实现4组三轴振动传感器信号的同步采集。
【专利说明】-种风电检测装置

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种风电检测装置,尤其涉及一种风力发电检测装置领域的风电 检测装置。

【背景技术】
[0002] 在目前的风力发电机系统中,状态监视系统越来越重要,该状态监视系统方法能 够避免风机过早严重损坏而停机,并优化风机的维修方案,以及防止无故障部件的误替换。 即使对于陆上风力发电机,状态监视系统也变得必不可少,否则,风力发电机不能被认证机 构认证,并难以获得保险。
[0003] 现如今,大多数风力发电设备检测装置信号稳定性较差,且无法实现对多组三轴 振动传感器信号的同步采集。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是针对上述存在的问题,提出一种信号稳定性强、具有抗混叠 滤波和抗工频干扰功能、同时对4组三轴振动传感器信号进行同步采集的风电检测装置。
[0005] -种风电检测装置包括嵌入式主板、振动信号采集器、振动传感器和电涡流传感 器,电涡流传感器与振动信号采集器连接,振动传感器与振动信号采集器连接,振动信号采 集器与嵌入式主板连接,所述的振动信号采集器内设有12个AD转换器和信号调理装置,所 述的AD转换器为16位6通道AD转换器,所述的AD转换器与嵌入式主板连接,所述的信号 调理装置包括高通滤波器、抗混叠滤波器、放大电路、工频陷波器,振动传感器的信号输出 端与高通滤波器的第一信号输入端连接,电涡流传感器的信号输出端与高通滤波器的第二 信号输入端连接,高通滤波器的信号输出端与抗混叠滤波器的信号输入端连接,抗混叠滤 波器的信号输出端与信号放大电路的信号输入端连接,信号放大电路的信号输出端与工频 陷波器的信号输入端连接。
[0006] 优选地,所述的振动信号采集器通过PC104总线与嵌入式主板连接。
[0007] 优选地,所述的嵌入式主板通过信号采集卡与风速风向传感器连接。
[0008] 优选地,所述的嵌入式主板通过信号计数卡与转速传感器连接。
[0009] 本实用新型的有益效果在于:
[0010] 1.振动信号采集器内设有12个AD转换器,AD转换器为16位6通道AD转换器, 每通道采样速率达到500KHZ,由FPGA芯片控制实现12通道的同步数据采集,模块内部集成 有256M动态存储器,实现同步采集数据的缓存,该模块能够实现4组三轴振动传感器信号 的同步采集;
[0011] 2.振动传感器信号,经过高通滤波器后进入后,传输至抗混叠滤波器进行滤波,然 后传输至信号放大线路放大为幅值在±5V范围内的交流电压信号,最后经过工频陷波器 滤除50Hz工频信号,振动信号经过信号调理后可以直接进入数据采集卡进行采集,使振动 信号尽可能无衰减的通过,对无用信号尽可能大的反射,具有抗混叠滤波和抗工频干扰功 能,使风电检测装置的传感器输入信号更为稳定。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的电路原理图。

【具体实施方式】 [0013]
[0014] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0015] 实施例1
[0016] 如图1所示,一种风电检测装置包括嵌入式主板、振动信号采集器、振动传感器 和电涡流传感器,电涡流传感器与振动信号采集器连接,振动传感器与振动信号采集器连 接,振动信号采集器与嵌入式主板连接,所述的振动信号采集器内设有12个AD转换器和信 号调理装置,所述的AD转换器为16位6通道AD转换器,所述的AD转换器与嵌入式主板连 接,所述的信号调理装置包括高通滤波器、抗混叠滤波器、放大电路、工频陷波器,振动传感 器的信号输出端与高通滤波器的第一信号输入端连接,电涡流传感器的信号输出端与高通 滤波器的第二信号输入端连接,高通滤波器的信号输出端与抗混叠滤波器的信号输入端连 接,抗混叠滤波器的信号输出端与信号放大电路的信号输入端连接,信号放大电路的信号 输出端与工频陷波器的信号输入端连接,振动信号采集器通过PC104总线与嵌入式主板连 接,嵌入式主板通过信号采集卡与风速风向传感器连接,嵌入式主板通过信号计数卡与转 速传感器连接。
[0017] 实施例2
[0018] 如图1所示,风电检测装置包括嵌入式主板、振动信号采集器、振动传感器和电涡 流传感器,振动传感器输出的加速度信号进入振动信号采集器后,振动信号采集器实现对 振动传感器的恒流供电、信号的放大滤波、同步转速采集、加速度信号的同步采集,PC104总 线接口及数据的缓存。嵌入式主板为AT91SAM9G20嵌入式主板,通过PC104总线与振动信号 采集器、信号采集卡和信号计数器连接,根据监测的采集点数选择连接的信号采集卡数据, 信号采集卡之间通过总线地址进行区分,信号采集获得多通道数据通过以太网总线发往数 据中心存储,嵌入式主板实现了多通道振动数据的同步采集及基于以太网的数据传输,信 号调理装置与数据采集电路集成在一块基于PC104总线的板卡上,实现同步采集通道的柔 性扩展,且具有抗混叠滤波、抗工频干扰等优点。
[0019] 基于PC104总线的振动信号采集器主要实现传感器的激励、放大、抗混叠滤波、抗 工频干扰,以及实现对多通道信号的同步A/D转换、数字滤波、数据缓冲和传输功能。
[0020] 振动传感器信号,经过高通滤波器后进入后,传输至抗混叠滤波器进行滤波,然后 传输至信号放大线路放大为幅值在±5V范围内的交流电压信号,最后经过工频陷波器滤 除50Hz工频信号,振动信号经过信号调理后可以直接进入数据采集卡进行采集。
[0021] 抗混叠滤波器根据风电机组部件的振动特性和香农采样定理,即采样频率大于信 号中最高频率的两倍时,采样获得的数字信号能完整地保留原始信号中的信息,采样频率 设置为50-18. 7kHz,采用Filterlab软件计算出截止频率为50-18. 7KHZ的无源高通滤波和 二阶有源低通滤波的电路参数。选用超低失调电压双路运算放大器LT1498C88实现二阶巴 特沃斯低通滤波器。
[0022] 传感器输出的信号在传输过程中容易混杂有50hz的工频干扰,应该通过50Hz陷 波器将工频干扰滤除。陷波器也称带阻滤波器(窄带阻滤波器),能够实现在其他频率信号 不失真的情况下,有效的抑制输入信号中某一频率信息。
[0023] 振动信号采集器使用PC104总线资源的I/O控制和中断功能,所用到的信号如下: D[0 :15]是16位双向数据信号;SA[0 :13]是10位地址信号;I0R、I0W分别是I/O端口读、 写控制信号;AEN是允许DMA传输;I0CHRDY是I/O就绪信号,通过置为低电平插入等待周 期,延长I/O通信时间;SYSCLK是系统时钟信号,用来保持系统一致;RESET是上电复位或 系统初始化逻辑信号,也是系统总清信号;IRQ5是中断信号。
[0024] 最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明不限于 上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与修饰,均应认为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种风电检测装置,其特征在于:包括嵌入式主板、振动信号采集器、振动传感器和 电涡流传感器,电涡流传感器与振动信号采集器连接,振动传感器与振动信号采集器连接, 振动信号采集器与嵌入式主板连接,所述的振动信号采集器内设有12个AD转换器和信号 调理装置,所述的AD转换器为16位6通道AD转换器,所述的AD转换器与嵌入式主板连 接,所述的信号调理装置包括高通滤波器、抗混叠滤波器、放大电路、工频陷波器,振动传感 器的信号输出端与高通滤波器的第一信号输入端连接,电涡流传感器的信号输出端与高通 滤波器的第二信号输入端连接,高通滤波器的信号输出端与抗混叠滤波器的信号输入端连 接,抗混叠滤波器的信号输出端与信号放大电路的信号输入端连接,信号放大电路的信号 输出端与工频陷波器的信号输入端连接。
2. 根据权利要求1所述的风电检测装置,其特征在于:所述的振动信号采集器通过 PC104总线与嵌入式主板连接。
3. 根据权利要求1所述的风电检测装置,其特征在于:所述的嵌入式主板通过信号采 集卡与风速风向传感器连接。
4. 根据权利要求1所述的风电检测装置,其特征在于:所述的嵌入式主板通过信号计 数卡与转速传感器连接。
【文档编号】G01H17/00GK203848932SQ201420200745
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】曾颍群, 戴文明 申请人:嘉兴德瑞纳自动化技术有限公司
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