一种海上风力发电机组螺栓松动检测系统的制作方法

本实用新型涉及海上风力发电运行和维护领域，尤其是涉及一种海上风力发电机组螺栓松动检测系统。

背景技术：

海上风力发电机组运行环境，相对于内陆而言工况更加恶劣，当主要工作部件螺栓松动时，会引起剧烈抖动故障，典型的有发电机底座固定螺栓松动，会导致风力发电机剧烈抖动，如不及时发现维护，日积月累严重时可将钢丝绳拉索拔起，使风机摔倒损坏。

目前采用的方法主要是运维人员定期进行检查，由于风机工作环境在海上，相比于陆上风机，运输成本和人力成本明显增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种海上风力发电机组螺栓松动检测系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种海上风力发电机组螺栓松动检测系统，该系统包括用于检测风力发电机组振动状态的振动传感器、用于检测螺栓预制符号位置的位置传感器、数据分析器、信号接受发射器以及远端控制器，所述的振动传感器和位置传感器均连接至数据分析器，所述的数据分析器通过信号接受发射器连接至远端控制器。

所述的位置传感器包括用于拍摄螺栓图像的ccd传感器。

所述的ccd传感器安装在螺栓正上方并正对螺栓设置。

所述的数据分析器包括单片机、dsp处理器。

所述的振动传感器和/或位置传感器通过通讯线路连接数据分析器。

所述的振动传感器和/或位置传感器通过无线模块连接数据分析器。

所述的无线模块包括蓝牙。

所述的远端控制器包括pc、手持终端。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型通过振动传感器和ccd传感器的组合来判断螺栓是否松动，其中振动传感器通过风电机组的振动状态来进行初判断，当振动较大时触发ccd传感器采集螺栓预制符号位置，通过螺栓预制符号位置是否发生变化确定螺栓是否松动，该检测系统结构简单，可靠性强，经济性好；

(2)本实用新型振动传感器实时处于工作状态，其他部件处于待机休眠状态，当振动传感器采集到异常振动信号时触发系统其他部件工作，一方面在海上恶劣工况环境下，装置更显简单可靠，另一方面可以第一时间判断螺栓是否松动，做到及时发现维护，确保海上风力发电机组的安全运行。

附图说明

图1为本实用新型海上风力发电机组螺栓松动检测系统的结构示意图；

图2为实施例中螺栓预制符号初始位置图；

图3为实施例中螺栓松动时螺栓预制符号位置乙示意图；

图4为实施例中螺栓松动时螺栓预制符号位置戊示意图。

图中，20为振动传感器，21为信号接受发射器，22为ccd传感器，30为数据分析器，40为电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本实用新型并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本实用新型并不限定于以下的实施方式。

实施例

如图1所示，一种海上风力发电机组螺栓松动检测系统，该系统包括用于检测风力发电机组振动状态的振动传感器20、用于检测螺栓预制符号位置的位置传感器、数据分析器30、信号接受发射器21以及远端控制器，振动传感器20和位置传感器均连接至数据分析器30，数据分析器30通过信号接受发射器21连接至远端控制器，远端控制器包括pc、手持终端，由此可以进行远程监控。上述振动传感器20、位置传感器、数据分析器30和信号接受发射器21均连接至电源40。

位置传感器包括用于拍摄螺栓图像的ccd传感器22，ccd传感器22安装在螺栓正上方并正对螺栓设置。数据分析器30包括单片机、dsp处理器，本实施例采用单片机。

振动传感器20和/或位置传感器通过通讯线路连接数据分析器30，此外，振动传感器20和/或位置传感器还可以通过无线模块连接数据分析器30，无线模块包括蓝牙，由此减少复杂环境中通信线路的设置。

上述海上风力发电机组螺栓松动检测系统工作于两种模式：主动检测模式和被动检测模式：

其中主动检测模式具体工作原理为：

a1、振动传感器20实时检测风力发电机组振动信号并发送至数据分析器30；

a2、数据分析器30分析风力发电机组振动信号，当振动信号大于设定阈值时，数据分析器30激活位置传感器，位置传感器采集螺栓预制符号位置并发送至数据分析器30；

a3、数据分析器30判断螺栓预制符号位置是否与初始位置相同，若是则螺栓未松动，否则，螺栓松动，数据分析器30通过信号接受发射器21向远端控制器发送螺栓松动信号；

被动检测模式具体工作原理为：

在主动检测模式下，数据分析器30通过信号接受发射器21实时接收远端控制器的被动检测信号，若数据分析器30接收到被动检测信号，则执行如下步骤：

b1、数据分析器30激活位置传感器，位置传感器采集螺栓预制符号位置并发送至数据分析器30；

b2、数据分析器30判断螺栓预制符号位置是否与初始位置相同，若是则螺栓未松动，数据分析器30通过信号接受发射器21向远端控制器发送螺栓未松动信号；否则螺栓松动，数据分析器30通过信号接受发射器21向远端控制器发送螺栓松动信号。

具体地，本实用新型海上风力发电机组螺栓松动检测系统的具体工作过程为：

初始化过程：

(1)开启电源40，振动传感器20、信号接受发射器21、ccd传感器22和数据分析器30处于工作状态。ccd传感器22对螺栓进行成像，将螺栓初始状态成像通过通讯线路传输到数据分析器30，数据分析器30对螺栓初始状态成像，识别出螺栓初始状态成像中初始螺栓预制符号的位置，如图2所示，ccd传感器22进入待机休眠状态。

(2)风力发电机在正常运行过程中，振动传感器20对风力发电机进行实时检测，并将风力发电机运行振动信号通过通讯线路传输到数据分析器30，数据分析器30记录此时振动传感器20信号为正常运行振动信号。

日常维护检查状态(即上述被动检测模式)：

日常维护检查周期到时，后台操作人员通过远端控制器发射日常维护检查信号到信号接受发射器21，信号接受发射器21将日常维护检查信号通过通讯线路传输到数据分析器30，数据分析器30通过通讯线路激活ccd传感器22处于工作状态，ccd传感器22对螺栓状态成像甲通过通讯线路传输到数据分析器30，ccd传感器22进入待机休眠状态。数据分析器30对螺栓状态成像甲，识别出螺栓状态成像甲中的螺栓预制符号位置乙，如图3所示，与初始螺栓预制符号位置不同，数据分析器30通过通讯线路连接信号接受发射器21，发射风力发电机螺栓松动信号；当数据分析器30识别出螺栓预制符号位置乙，与初始螺栓预制符号位置相同时，数据分析器30通过通讯线路连接信号接受发射器21，发射风力发电机螺栓正常信号。

风力发电机剧烈抖动状态：

当风力发电机由于螺栓松动导致风力发电机剧烈抖动时，此时振动传感器20将风力发电机运行振动信号丙通过通讯线路传输到数据分析器30，数据分析器30将风力发电机运行振动信号丙与正常运行振动信号进行对比，得出风力发电机运行振动信号丙为非正常运行振动信号。此时，数据分析器30通过通讯线路激活ccd传感器22处于工作状态，ccd传感器22对螺栓状态成像丁通过通讯线路传输到数据分析器30，ccd传感器22进入待机休眠状态。数据分析器30对螺栓状态成像丁，识别出螺栓状态成像丁中螺栓预制符号位置戊，如图4所示，与初始螺栓预制符号位置不同，数据分析器30通过通讯线路连接信号接受和发射器21，发射风力发电机螺栓松动信号。

本实用新型提供了一种海上风力发电机组螺栓松动检测系统，通过振动传感器20和ccd传感器22的组合来判断螺栓是否松动，其中振动传感器20通过风电机组的振动状态来进行初判断，当振动较大时触发ccd传感器22采集螺栓预制符号位置，通过螺栓预制符号位置是否发生变化确定螺栓是否松动，该检测系统结构简单，可靠性强，经济性好；相对于其他螺栓松动判断方法，本方法策略简单，整个系统(除振动传感器20)平时一直处于待机休眠状态，在海上恶劣工况环境下，装置更显简单可靠；本实用新型通过振动传感器20对风力发电机进行实时检查，可以第一时间判断螺栓是否松动，做到及时发现维护，确保海上风力发电机组的安全运行。

上述实施方式仅为例举，不表示对本实用新型范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本实用新型技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。