本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种风电塔筒故障检测系统。
背景技术：
随着现代化科技水平的发展，与越来越高的环保标准要求，能源与环境问题日益突出，为解决这个问题，新能源的开发使用越来越受到重视，风能就是其中之一。
而使用风能发电越来越普遍，故风力发电机也被越来越广泛的使用，由于风力发电机的机舱在塔架顶部，机舱的重量很大，所以在受到强风影响时，机舱的晃动将导致风力发电机的塔架的振动幅度很大，极易使塔架的下塔筒出现巨大的弯矩从而使塔筒折断，若不及时发现维修，将造成巨大的经济损失。
技术实现要素：
为此，需要提供一种风电塔筒故障检测系统，用以解决风力发电机塔折断故障检测的问题。具体技术方案如下所示：
一种风电塔筒故障检测系统，包括电源电路、信号采集电路、信号处理电路和显示电路；所述信号采集电路连接所述信号处理电路，所述信号处理电路连接所述显示电路；所述信号采集电路包括：电阻应变片和电流采集电路，所述电阻应变片通过连接结构或粘贴固定设置于塔筒上部、中部和下部，所述电阻应变片连接所述电流采集电路，所述连接结构包括：螺栓螺母；所述信号处理电路包括：I/V转换电路、信号放大电路和低通滤波电路，所述I/V转换电路输出端连接所述信号放大电路，所述信号放大电路输出端连接所述低通滤波电路；所述电源电路连接于信号采集电路、信号处理电路和显示电路，用于给信号采集电路、信号处理电路和显示电路供电。
进一步的，所述电阻应变片沿塔筒内部圆周方向设置，所述电阻应变片套在螺栓上，并由螺母压紧在塔筒圆周方向表面。
进一步的，所述电阻应变片采用环形阵列通过连接结构或粘贴固定设置于塔筒上部、中部和下部，每个环形阵列包括四个应变片。
进一步的，所述显示电路包括：比较器和显示器，所述比较器输出端连接所述显示器。
进一步的，所述信号处理电路还包括：A/D转换电路，所述低通滤波电路输出端连接所述A/D转换电路；所述显示电路包括：数字信号处理器和显示器，所述数字信号处理器输出端连接所述显示器。
进一步的，所述信号放大电路为INA128仪表放大芯片。
进一步的，所述数字信号处理器为STC98C51单片机。
进一步的，所述低通滤波电路可通过的频率为0至150Hz。
本实用新型的有益效果是：电阻应变片随着塔筒的受力变形产生变化，使得通过电阻应变片的电流强弱也发生变化，电流采集电路采集这些电流信号，并对采集到的电流信号进行I/V转换，转换为电压信号，然后通过信号放大电路放大，再经过低通滤波电路消除其中的噪音，消除噪音后将这些信号传输进显示电路，显示电路对塔筒的弯矩值是否超标进行判断并显示结果。整个故障检测系统简易方便，可快速检测到塔筒的故障，及时将故障输出报警，使得工作人员可及时采取相应的抢修措施，减少经济损失。
附图说明
图1为具体实施方式所述一种风电塔筒故障检测系统的模块图；
图2为具体实施方式所述一种风电塔筒故障检测系统显示电路包括比较器的模块示意图；
图3为具体实施方式所述一种风电塔筒故障检测系统显示电路包括数字信号处理器的模块示意图；
图4为具体实施方式所述下塔筒剖面图；
图5为具体实施方式所述下塔筒剖面图；
图6为具体实施方式所述电源电路的电路图；
图7为具体实施方式所述电流采集电路的电路图；
图8为具体实施方式所述I/V转换电路的电路图；
图9为具体实施方式所述信号放大电路和低通滤波电路的电路图；
图10为具体实施方式所述A/D转换电路的电路图；
图11为具体实施方式所述STC98C51单片机的电路图；
图12为具体实施方式所述显示器的电路图；
图13为具体实施方式所述电阻应变片与电流采集电路连接的示意图。
附图标记说明：
100、电源电路，
200、信号采集电路，
201、电阻应变片，
202、电流采集电路，
300、信号处理电路，
301、I/V转换电路，
302、信号放大电路，
303、低通滤波电路，
304、A/D转换电路，
400、显示电路，
401、比较器，
402、显示器，
403、数字信号处理器。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1至图12，首先对本实施方式中的一些名词做以下解释说明：
电阻应变片201：是用于测量应变的元件，能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。
低通滤波：是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。
比较器401：对两个或多个数据进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。
在本实施方式中，如图1所示：一种风电塔筒故障检测系统的具体技术方案如下：
一种风电塔筒故障检测系统，包括电源电路100、信号采集电路200、信号处理电路300和显示电路400；所述信号采集电路200连接所述信号处理电路300，所述信号处理电路300连接所述显示电路400；所述信号采集电路200包括：电阻应变片201和电流采集电路202，所述电阻应变片201通过连接结构或粘贴固定设置于塔筒上部、中部和下部，所述电阻应变片201连接所述电流采集电路202，所述连接结构包括：螺栓螺母；所述信号处理电路300包括：I/V转换电路301、信号放大电路302和低通滤波电路303，所述I/V转换电路301输出端连接所述信号放大电路302，所述信号放大电路302输出端连接所述低通滤波电路303；所述电源电路100连接于信号采集电路200、信号处理电路300和显示电路400，用于给信号采集电路200、信号处理电路300和显示电路400供电。
电流采集电路202如图7所示，在本实施方式中，所述电流采集电路202为INA170芯片，电阻应变片201与电流采集电路200的连接图如图13所示，可连接于P2、P3的任意一个引脚。其中采集到的信号由图中所示OUT输出，再由图8所示OUT中输入，经过I/V转换电路301转换为电压信号，由图8中所述Vin2输出，转换后的电压信号由图9所示Vin2中输入，由图9的Vin中输出。在本实施方式中，所述显示电路400包括：比较器401和显示器402，所述比较器401输出端连接所述显示器402，由Vin中输出的电压信号输入比较器401中，预设的电压信号也输入比较器401中，比较器401对二者的数据进行比较，由Vin中输出的电压信号大于等于或小于预设的电压信号，最后显示器402显示对应结果。如：Vin中输出的电压信号大于预设的电压信号，则将故障输出报警，在其他实施方式中，亦可以是Vin中输出的电压信号小于预设的电压信号，则将故障输出报警。
在其它实施方式中，所述信号处理电路300还包括：A/D转换电路304，所述低通滤波电路303输出端连接所述A/D转换电路304；所述显示电路400包括：数字信号处理器403和显示器402，所述数字信号处理器403输出端连接所述显示器402。转换后的电压信号由图9的Vin中输出，再由图10中Vin输入，经过A/D转换电路304转换为数字信号，将所述数字信号导入至所述数字信号处理器403，与其中存储的正常信号比较分析，判断塔筒的弯矩值是否超标，若未超标反馈为正常信号，若超标，及时将故障输出报警。在本实施方式中，所述数字信号处理器403为STC98C51单片机，所述A/D转换电路304为ADC0804芯片。在其他实施方式中，所述数字信号处理器403亦可以为其它单片机。在本实施方式中，所述显示器402的电路图如图12所示，在本实施方式中，所述显示器402为MAX7221芯片，在其它实施方式中，所述显示器402亦可为其它芯片。
电阻应变片201随着塔筒的受力变形产生变化，使得通过电阻应变片201的电流强弱也发生变化，电流采集电路202采集这些电流信号，并对采集到的电流信号进行I/V转换，转换为电压信号，然后通过信号放大电路302放大，再经过低通滤波电路303消除其中的噪音，消除噪音后将这些信号传输进显示电路400，显示电路400对塔筒的弯矩值是否超标进行判断并显示结果。整个故障检测系统简易方便，可快速检测到塔筒的故障，及时将故障输出报警，使得工作人员可及时采取相应的抢修措施，减少经济损失。
进一步的，在其它实施方式中，所述电阻应变片201沿塔筒内部圆周方向设置，所述电阻应变片201套在螺栓上，并由螺母压紧在塔筒圆周方向表面。螺栓螺母结构连接稳定，避免塔筒折断过程中电阻应变片201掉落。在本实施方式中，所述连接结构为螺栓螺母，在其他实施方式中，所示连接结构还可以为：铆钉、枢(销)及各种钉等。在一些其它实施方式中，所述电阻应变片201亦可以粘贴固定设置于塔筒上部、中部和下部，该结构节省材料与空间，且操作简易。
进一步的，请参阅图4至图5，在其它实施方式中，所述电阻应变片201采用环形阵列通过连接结构或粘贴固定设置于塔筒上部、中部和下部，每个环形阵列包括四个应变片。环形阵列设置可覆盖多个测试点，使得塔筒无论倒向哪个方向，电阻应变片201均可以因着塔筒的受力变形产生电阻变化，确保测试的准确性。
进一步的，所述信号放大电路302为INA128仪表放大芯片。INA128仪表放大芯片拥有工模抑制比高、输入阻抗高、线性误差低、失调漂移低和增益设置灵活等特点。
进一步的，所述低通滤波电路303可通过的频率为0至150Hz。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。