载荷监测系统和风机叶片的运行状态监测方法与流程

本发明实施例涉及风电领域，尤其涉及一种载荷监测系统和风机叶片的运行状态监测方法。

背景技术：

1、风机叶片是风电设备中受力最复杂的部件之一。风机叶片在运行过程中长期受到变载荷作用，微观缺陷会不断扩展并发展为疲劳损伤，过载或疲劳都可能造成风机叶片不能正常运行，甚至失效和毁损；尤其是一些在天气恶劣的环境中的风机叶片在使用过程中事故频发，给生产商、主机厂、风电场业主带来了巨大的损失。因此，在复杂工况下，实时监测风机叶片的运行状态具有非常重大的现实意义。

2、目前，现有的风机叶片实时监测系统可以通过风机叶片的载荷数据实时监测风机叶片的运行状态。但是由于风电设备的结构以及所处环境的复杂性等各方面因素，载荷数据往往时效性较差，且具有较大的误差使得准确性较低。因此，如何提高风机叶片的载荷数据的时效性和准确性，成为了当前急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种载荷监测系统和风机叶片的运行状态监测方法，用以解决以下问题：现有的风机叶片实时监测系统采集到载荷数据时效性较差、准确性较低。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种载荷监测系统，所述载荷监测系统用于检测风机的各个叶片上的载荷，所述风机包括风轮以及安装在所述风轮上的所述各个叶片；所述载荷监测系统包括：多个传感器，位于各个叶片的腔体内壁中，用于检测所述各个叶片的载荷以得到单位载荷信息；传输装置，用于获取所述多个传感器的单位载荷信息，将从所述单位载荷信息上传到控制中心，以便所述控制中心分析所述风机的状态。

3、可选的，所述风机包括塔筒、安装在所述塔筒的顶部的机舱，所述风轮转动连接在所述机舱的一侧；所述传输装置包括：控制器，位于所述风轮的内腔中并连接于所述多个传感器，用于接收所述多个传感器提供的单位载荷信息；接收器，位于所述机舱的内腔中并与所述控制器通信连接，用于接收所述控制器提供的所述单位载荷信息；处理器，位于所述塔筒的底部，用于从所述接收器获取所述单位载荷信息，将从所述接收器获取的单位载荷信息上传到控制中心，以便所述控制中心分析所述风机的状态。

4、可选的，所述多个传感器包括多个应变传感器和多个温度传感器；其中，每个叶片的腔体内壁安装有一组温度传感器和至少一组应变传感器，每组温度传感器包括至少一个温度传感器，每组应变传感器包括至少一个应变传感器和/或至少一个温度传感器。

5、可选的，每组应变传感器中的各个应变传感器均匀分布在同一叶片的同一横截面上。

6、可选的，每组应变传感器包括四个应变传感器，每个应变传感器分别位于所述腔体内壁的四个方向对应的位置；其中，以所述横截面的几何中心为圆心，所述腔体内壁中叶片的迎风方向所对应的位置为0度位置，所述四个方向分别对应的位置：0度位置、90度位置、180度位置、270度位置。

7、可选的，每组温度传感器包括两个温度传感器；其中，在每组温度传感器中：一个温度传感器位于：所述腔体内壁中对应于叶片迎风面的一侧；另一个温度传感器位于：所述腔体内壁中对应于叶片背风面的一侧。

8、可选的，所述应变传感器为光纤光栅式应变传感器。

9、可选的，所述控制器通过光缆连接各个传感器。

10、可选的，所述接收器通过无线方式连接所述控制器。

11、可选的，所述处理器通过网线连接所述接收器。

12、本发明实施例还提供了一种风机叶片的运行状态监测方法，所述方法包括：接收载荷监测系统上传的目标风机的单位载荷信息，所述单位载荷信息包括所述载荷监测系统在所述目标风机的叶片上采集的多个波长信息；通过波长信号转换技术对所述多个波长信息进行信号转换，得到多个单位载荷数据，其中，每个单位载荷数据对应的一个波长信息；将所述多个单位载荷数据输入到预先训练好的控制中心中，以便所述控制中心输出所述目标风机的当前状态数据；及将所述当前状态数据发送到所述载荷监测系统，以便所述载荷监测系统根据所述当前状态数据监测所述风机叶片的运行状态。

13、本发明实施例提供的载荷监测系统，本实施例通过在风机中配置传输装置和多个传感器，以通过传输装置以及多个传感器之间的配合对单位载荷数据进行采集并实时上传，提高了单位载荷信息的时效性和准确性。

技术特征：

1.一种载荷监测系统，其特征在于，所述载荷监测系统用于检测风机的各个叶片上的载荷，所述风机包括风轮以及安装在所述风轮上的所述各个叶片；所述载荷监测系统包括：

2.如权利要求1所述的载荷监测系统，其特征在于，所述风机包括塔筒、安装在所述塔筒的顶部的机舱，所述风轮转动连接在所述机舱的一侧；所述传输装置包括：

3.如权利要求1所述的载荷监测系统，其特征在于：

4.如权利要求3所述的载荷监测系统，其特征在于：

5.如权利要求4所述的载荷监测系统，其特征在于：

6.如权利要求3所述的载荷监测系统，其特征在于：

7.如权利要求3所述的载荷监测系统，其特征在于：所述应变传感器为光纤光栅式应变传感器。

8.如权利要求2所述的载荷监测系统，其特征在于：所述控制器通过光缆连接各个传感器。

9.如权利要求2所述的载荷监测系统，其特征在于：所述接收器通过无线方式连接所述控制器。

10.如权利要求2所述的载荷监测系统，其特征在于：所述处理器通过网线连接所述接收器。

11.一种风机叶片的运行状态监测方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明提供了一种载荷监测系统，所述载荷监测系统用于检测风机的各个叶片上的载荷，所述风机风轮以及安装在风轮上的各个叶片；所述载荷监测系统包括：多个传感器，位于各个叶片的腔体内壁中，用于检测各个叶片的载荷以得到单位载荷信息；传输装置，用于获取所述多个传感器的单位载荷信息，将从所述单位载荷信息上传到控制中心，以便所述控制中心分析所述风机的状态。本发明通过在风机中配置传输装置和多个传感器，以通过传输装置以及多个传感器之间的配合对单位载荷数据进行采集并实时上传，提高了单位载荷信息的时效性和准确性。

技术研发人员：陈涛,张建平,谢建毫,刘东昌
受保护的技术使用者：飞巽传感技术（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17