专利名称：一种用于风电机组齿轮箱的监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风电机组齿轮箱的监测仪。
背景技术：
由于风能是一种清洁的可再生能源，因此风力发电越来越受到世界各国的重视。风力发电是通过风力发电机组(风电机组)，首先将风的动能转变成机械动能，再将机械能转化为电力动能。齿轮箱是风电机组的一个重要的机械部件，其主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱提高风轮的转速。齿轮箱的功能会随着运行时间缓慢退化，其中，颗粒状污染物是引起齿轮箱功能退化的主要原因之一。由于风电机组工作时，金属传送过程中会存在金属磨损，例如，齿轮箱和轴承之间、齿轮与齿轮之间以及齿轮与轴承之间等的磨损，这些磨损会产生一些金属颗粒，这些金属颗粒就构成了影响齿轮箱功能的颗粒状污染物。如何通过监测这些颗粒状污染物，减小风电机组故障的发生率，成为一个亟待解决的问题。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于风电机组齿轮箱的监测仪。通过实时监测风电机组齿轮箱的润滑油中的颗粒物质的数量，及早发现齿轮箱磨损的情况。本实用新型提供的一种用于风电机组齿轮箱的监测仪，包括至少一个传感器，用于测量齿轮箱内的金属颗粒的颗粒度信息；模入单元，用于接收所述至少一个传感器输出的金属颗粒的颗粒度信息；中心处理单元，用于对所述模入单元输出的金属颗粒的颗粒度信息进行处理；开出单元，用于根据所述中心处理单元的处理结果，输出开关量信息。通过实时监测风电机组齿轮箱的润滑油中的金属颗粒的数量、尺寸以及分布，分析齿轮箱磨损的原因，早期发现并跟踪故障，降低重大事故风险率，避免非计划停机。其中，所述监测仪还包括通讯单元，用于连接外部设备，所述通讯单元与所述中央处理单元相联接。通过该通讯单元，为该监测仪与外部设备的联接提供了接口。其中，所述监测仪还包括显示单元，用于显示所述中心处理单元输出的处理结果。使处理结果的显示更加直观，为用户提供友好的交互界面。其中，所述监测仪包括两个传感器，其中一个传感器用于监测齿轮箱进油管内的的金属颗粒的颗粒度信息，另一个传感器用于监测齿轮箱出油管内的的金属颗粒的颗粒度信息。通过在齿轮箱的进油管和出油管内的金属颗粒的颗粒度信息信号进行监测，使监测数据更加准确。其中，所述通讯单元包括RS232接口和RS485接口。通过RS232接口和RS485接口，可以将监测仪与网络相互联接，一个网络中可以包括128台监测仪。[0013]其中，所述RS232接口和RS485接口具有过压防护模块和光隔离模块。通过过压防护模块和光隔离模块，确保端口接收的数据更加准确，并可保护端口。其中，所述模入单元包括滤波子单元，用于对所述传感器输出的信号进行滤波； 调理子单元，用于对所述滤波后的信号进行转换；采集子单元，用于根据预定的时间间隔， 对颗粒物质的颗粒度进行采集。通过模入单元对数据的滤波、调理以及采集的处理，可以获得更加准确的数据信息，以利于中央处理单元的处理。其中，所述开关量信息包括报警信息。通过报警信息，可以更加及时发现早期故障
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图1为本实用新型实施例提供的一种用于风电机组齿轮箱的监测仪的结构示意图；图2为本实用新型实施例的模入单元的结构示意图；图3本实用新型实施例提供的监测仪的另一结构示意图；图4本实用新型实施例提供的监测仪的又一结构示意图；。图5和图6为本实用新型实施例的中央处理单元的电路图；图7为本实用新型实施例的通讯串口 RS 232的电路图；图8为本实用新型实施例的通讯串口 RS 485的电路图；图9为本实用新型实施例的显示单元的电路图；图IOA和图IOB为本实用新型实施例的调理子单元的电路图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种用于风电机组齿轮箱的监测仪。该监测仪通过实时监测风电机组齿轮箱的润滑油中的颗粒物质的数量尺寸及分布，分析齿轮箱磨损的原因， 早期发现并跟踪故障，降低重大事故风险率，避免非计划停机。下面将结合附图，对本实用新型实施例进行详细描述。参见图1，该监测仪包括传感器110和传感器111、模入单元120、中央处理单元130以及开出单元140，其中传感器110 和111用于对齿轮箱内的金属颗粒的颗粒度信息进行测量，金属颗粒的颗粒度信息可以为金属颗粒的颗粒数目，金属颗粒的颗粒度信息可以为金属颗粒的颗粒大小和颗粒数目，在本实施例中，该监测仪使用了两个传感器，分别对风电机组齿轮箱进油管和出油管内的金属颗粒的数量进行测量，在实际测量中，可以根据需要测量的环境和测量精度的要求，采用多个传感器对不同的测量点进行测量，此处传感器110可以对齿轮箱的进油管内的金属颗粒进行测量，传感器111可以对齿轮箱的出油管内的金属颗粒进行测量，齿轮箱的金属颗粒反映了齿轮箱的磨损状况，例如，金属轴承之间的磨损导致出现金属颗粒，传感器110和传感器111可以测量出金属颗粒物质，即，传感器110和传感器111能够检测出大于等于 50微米(0.05mm)的金属颗粒。之后，传感器110和传感器111分别将检测出的金属颗粒的颗粒度信息传送到模入单元120。其中金属颗粒的颗粒度信息是用电信号来传输的，金属颗粒的颗粒度表示每升润滑油内的金属颗粒的数目，金属颗粒的颗粒度信息的电信号为 4-20mA，该电信号4-20mA与表示该金属颗粒的颗粒度存在对应关系，该对应关系可以通过对齿轮箱内的金属颗粒与齿轮箱磨损状况之间关系的测量试验数据进行统计分析得到。模入单元120接收到传感器110和传感器111所传输的金属颗粒的颗粒度信息后，对所述信息进行处理并将处理后的信号传送到中央处理单元130中，为了使传感器输出的信号更准确，参见图2、图5、图6和图IOA和图10B，模入单元120还可以包括滤波子单元121，调理子单元122以及采集子单元123，其中滤波子单元121可以对所述传感器传送的信号进行滤波处理以消除干扰杂讯；调理子单元122可以对滤波后的电信号进行处理， 以转变为数字信号；采集子单元123可以根据预先的设计，对输出的数字信号进行采集，例如，采集数据的时间间隔，并将采集到的数据信号输出到中央处理单元130中，中央处理单元130对模入单元120传送来的数据进行计算，分析，并将处理后的信息输出到开出单元 140，开出单元140的主要功能是实现对输出的开关量信息的隔离和输出，开关量信息可以包括报警信息。中央处理单元130将电信号转化为金属颗粒的颗粒度信息，然后将该数据与预先设定的阈值进行比较后，分析磨损的程度和原因，然后输出开关量，例如，发出报警信号。预先设定的阈值可以为多个阈值，例如，颗粒大小级别或数量级别的阈值代表不同的磨损程度和磨损原因。参见图3、图7和图8，该监测仪还可以包括通讯单元150，该通讯单元150为该监测仪与外部设备的联接提供了接口，通讯单元150可以包括RS232接口和/或RS485接口， 另外，RS232接口和/或RS485接口具有过电压保护模块与光电隔离模块，该监测仪可以通过RS485接口与计算机联网，可通过计算机对该监测仪进行控制，在该网络中最多可以包括128台监测仪。参见图4和图9，所述监测仪可还包括显示单元160，显示单元160可以显示出中心处理单元130输出的处理数据以及处理结果。通过实时监测风电机组齿轮箱的润滑油中的颗粒物质的数量尺寸及分布，分析齿轮箱磨损的原因，早期发现并跟踪故障，降低重大事故风险率，避免非计划停机。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，可以将不同功能的模块通过一个集成芯片来实现等，均在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于风电机组齿轮箱的监测仪，其特征在于，包括至少一个传感器，用于测量齿轮箱内的金属颗粒的颗粒度信息； 模入单元，用于接收所述至少一个传感器输出的金属颗粒的颗粒度信息； 中心处理单元，用于对所述模入单元输出的金属颗粒的颗粒度信息进行处理； 开出单元，用于根据所述中心处理单元的处理结果，输出开关量信息。
2.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述监测仪还包括 通讯单元，用于连接外部设备，所述通讯单元与所述中央处理单元相联接。
3.根据权利要求1-2所述任一监测仪，其特征在于，所述监测仪还包括 显示单元，用于显示所述中心处理单元输出的处理结果。
4.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述监测仪包括两个传感器，其中一个传感器用于监测齿轮箱进油管内的的金属颗粒的颗粒度信息，另一个传感器用于监测齿轮箱出油管内的的金属颗粒的颗粒度信息。
5.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述通讯单元包括RS232接口和RS485接口。
6.根据权利要求5所述的监测仪，其特征在于，所述RS232接口和RS485接口具有过压防护模块和光隔离模块。
7.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述模入单元包括 滤波子单元，用于所述传感器输出的信号进行滤波；调理子单元，用于对所述滤波后的信号进行转换；采集子单元，用于根据预定的时间间隔，对颗粒物质的颗粒度进行采集。
8.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述开关量信息包括报警信息。
专利摘要本实用新型提供了一种用于风电机组齿轮箱的监测仪，包括至少一个传感器，用于测量齿轮箱内的金属颗粒的颗粒度信息；模入单元，用于接收所述至少一个传感器输出的金属颗粒的颗粒度信息；中心处理单元，用于对所述模入单元输出的金属颗粒的颗粒度信息进行处理；开出单元，用于根据所述中心处理单元的处理结果，输出开关量信息。通过实时监测风电机组齿轮箱的润滑油中的颗粒物质的数量尺寸及分布，分析齿轮箱磨损的原因，早期发现并跟踪故障，降低重大事故风险率，避免非计划停机。
文档编号G01N15/02GK202166594SQ20112028990
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者余忠源, 周继威, 周良洛, 孟凯锋, 张宝全, 张波, 汤涛祺, 王栋, 申烛, 盛迎新 申请人:中能电力科技开发有限公司