一种风机损伤监测装置及系统的制作方法

本技术涉及风机，尤其是涉及一种风机损伤监测装置及系统。

背景技术：

1、一台风力发电机组通常包括上部的机舱、叶片，中部的钢结构塔筒和下部的钢筋混凝土基础(图1)。钢结构塔筒与钢筋混凝土基础的联结有多种形式，其中基础环式联结是目前我国风机基础的主要联结形式(图2)。钢制基础环在混凝土浇筑前预先固定调平，待混凝土浇筑养护后，再通过螺栓与上部塔筒联结。

2、在风机运行过程中，塔筒在风荷载、叶片惯性荷载等作用下发生摆动和扭转，基础环需要承受塔筒传递过来的往复弯矩和扭矩，并将弯矩和扭矩通过侧壁(与混凝土的粘结)和底部法兰(与混凝土的粘结、咬合)传递给混凝土基础。在这种往复荷载的长期作用下，基础环侧壁与下法兰附近混凝土易发生疲劳破坏，从而导致该区域混凝土破碎、脱空(图3)，致使塔筒摆幅过大，造成停机。

3、在风机运行过程中，塔筒将荷载传递给基础。由于地基土的不均匀沉降或者基础的局部破坏，会导致基础发生倾斜，从而导致塔筒倾斜。由于塔筒属于高耸结构，底部微小倾斜所引起的高差在顶部会数十倍的放大，导致机舱偏移。塔筒长期倾斜会导致混凝土基础破坏加剧、塔筒螺栓受力不均等一系列问题。因此，有必要监测混凝土基础的损伤程度。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种风机损伤监测装置及系统，解决现有技术中如何监测混凝土基础的损伤程度的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种风机损伤监测装置，包括：监测部分和激光发射部分；所述激光发射部分包括激光发生器和至少两个激光发射管，所述激光发射管分别与所述激光发生器连接；所述监测部分包括传感器和标定件，所述传感器沿垂直方向对准所述标定件，所述传感器用于监测传感器与标定件之间的距离。

3、在一些实施例中，还包括壳体，所述激光发射部分与所述传感器设于所述壳体内；和/或，还包括支架，所述标定件设于所述支架的顶部，所述支架用于调节所述标定件的垂直高度和位置。

4、在一些实施例中，所述壳体的顶部设有凹角部分和连接件，所述凹角部分的表面设有所述连接件，所述连接件用于实现所述壳体吸附于基础环法兰的底面。

5、在一些实施例中，所述连接件为磁铁。

6、在一些实施例中，所述传感器为电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器包括电涡流位移传感前置器和电涡流发射端，所述电涡流发射端与所述电涡流位移传感前置器连接，所述电涡流发射端从壳体内伸出，所述电涡流发射端对准所述标定件。

7、在一些实施例中，所述标定件为金属板。

8、在一些实施例中，所述传感器还包括定位件，所述定位件设于所述电涡流发射端上，所述定位件用于瞄定所述电涡流发射端与所述标定件之间的位置。

9、在一些实施例中，所述定位件为定位胶条。

10、此外，本实用新型还提出一种风机损伤监测系统，包括上述风机损伤监测装置和至少两个监测器，所述监测器的安装位置为风机损伤监测装置中的激光发射管发射的激光对应的位置；所述监测器包括传感器和标定件，所述传感器对准所述标定件，所述传感器用于监测传感器与标定件之间的距离。

11、在一些实施例中，还包括数据卡，所述数据卡分别与所述风机损伤监测装置和所述监测器连接，所述数据卡包括数据采集卡和电源适配器，所述电源适配器为传感器和激光发射部分供电，所述数据采集卡用于采集传感器的数据进行集中存储。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：风机损伤监测装置使用时安装在法兰环上，该装置包括：监测部分和激光发射部分；所述激光发射部分包括激光发生器和至少两个激光发射管，所述激光发射管分别与所述激光发生器连接，激光发生器发射的激光通过激光发射管射出，确定监测器的安装位置，利用至少三点确定一个平面的原理可确定三个或者三个以上监测设备的相互空间关系；根据三个监测设备监测到的三个测点在任意时刻相对于混凝土基础的竖向位移，三个测点确定的平面即为法兰环所处的平面，即可以计算确定出整个法兰环在任意时刻相对于混凝土的空间状态，所述监测部分包括传感器和标定件，所述传感器沿垂直方向对准所述标定件，所述传感器能够监测传感器与标定件之间的竖向位置，进而就可以确定出整个法兰环在任意时刻相对于混凝土基础的空间状态，利用空间状态数据判断基础环的松动程度，从而判断混凝土基础的内部损伤程度，实现了对于混凝土基础的损伤的监测。

技术特征：

1.一种风机损伤监测装置，其特征在于，包括：监测部分和激光发射部分；所述激光发射部分包括激光发生器和至少两个激光发射管，所述激光发射管分别与所述激光发生器连接；所述监测部分包括传感器和标定件，所述传感器沿垂直方向对准所述标定件，所述传感器用于监测传感器与标定件之间的距离。

2.根据权利要求1所述风机损伤监测装置，其特征在于，还包括壳体，所述激光发射部分与所述传感器设于所述壳体内；和/或，还包括支架，所述标定件设于所述支架的顶部，所述支架用于调节所述标定件的垂直高度和位置。

3.根据权利要求2所述风机损伤监测装置，其特征在于，所述壳体的顶部设有凹角部分和连接件，所述凹角部分的表面设有所述连接件，所述连接件用于实现所述壳体吸附于基础环法兰的底面。

4.根据权利要求3所述风机损伤监测装置，其特征在于，所述连接件为磁铁。

5.根据权利要求2所述风机损伤监测装置，其特征在于，所述传感器为电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器包括电涡流位移传感前置器和电涡流发射端，所述电涡流发射端与所述电涡流位移传感前置器连接，所述电涡流发射端从壳体内伸出，所述电涡流发射端对准所述标定件。

6.根据权利要求1或者5所述风机损伤监测装置，其特征在于，所述标定件为金属板。

7.根据权利要求5所述风机损伤监测装置，其特征在于，所述传感器还包括定位件，所述定位件设于所述电涡流发射端上，所述定位件用于瞄定所述电涡流发射端与所述标定件之间的位置。

8.根据权利要求7所述风机损伤监测装置，其特征在于，所述定位件为定位胶条。

9.一种风机损伤监测系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的风机损伤监测装置和至少两个监测器，所述监测器的安装位置为风机损伤监测装置中的激光发射管发射的激光对应的位置；所述监测器包括传感器和标定件，所述传感器对准所述标定件，所述传感器用于监测传感器与标定件之间的距离。

10.根据权利要求9所述的风机损伤监测系统，其特征在于，还包括数据卡，所述数据卡分别与所述风机损伤监测装置和所述监测器连接，所述数据卡包括数据采集卡和电源适配器，所述电源适配器为传感器和激光发射部分供电，所述数据采集卡用于采集传感器的数据进行集中存储。

技术总结
本技术公开了一种风机损伤监测装置及系统，属于风机技术领域。该风机损伤监测装置，包括：监测部分和激光发射部分；所述激光发射部分包括激光发生器和至少两个激光发射管，所述激光发射管分别与所述激光发生器连接；所述监测部分包括传感器和标定件，所述传感器沿垂直方向对准所述标定件，所述传感器用于监测传感器与标定件之间的距离。该风机损伤监测系统包括上述风机损伤监测装置和至少两个监测器。该装置实现了对于风机混凝土基础的损伤的监测。

技术研发人员：韩奇,覃晨新,贺亮平,范首刚,卓朝阳,李翔,叶子,彭成
受保护的技术使用者：华电新能源集团股份有限公司湖南分公司
技术研发日：20230429
技术公布日：2024/1/15