[發明專利]彎矩傳感器標定裝置及標定方法

有效

• 申請號: 201210494823.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103852211A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 彭云;楊炯明
• 申請（專利權）人: 江蘇金風科技有限公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，特別涉及一種彎矩傳感器標定裝置及標定方法。

背景技術

風力發電機組(以下簡稱：風機)的葉片根部截面和塔架各法蘭截面的載荷是其設計和認證的重要依據，用于評估風機長期服役安全、故障預測與診斷。由于風機系統的復雜性、外部環境不可預測性以及仿真分析模型可能存在缺陷等不確定因素，因此需要通過實際測試來驗證葉根和塔架的載荷。

為準確測量風機的葉根、塔架等測量部位的彎矩載荷，需要對測量該位置的彎矩傳感器(或稱被標定測力傳感器)進行計量標定和檢定。圖1為目前所采用的彎矩傳感器標定裝置的結構示意圖。如圖1所示，彎矩傳感器標定裝置包括基礎1和力加載系統，力加載系統包括兩套力傳遞單元、加載框25、傳感器轉接環6、加載過渡環4、測力環5、液壓作動器23以及控制單元(圖中未示出)。每套力傳遞單元包括力固定環21、第一彎矩消擾機構22a、液壓作動器23、第二彎矩消擾機構22b以及力傳感器24，其中，力固定環21、第一彎矩消擾機構22a、液壓作動器23、第二彎矩消擾機構22b、力傳感器24按順序依次連接。力傳遞單元一端通過螺栓固定于基礎1，另一端與加載框25連接，即力固定環21與基礎1固定連接，力傳感器24與加載框25固定連接。而且，兩套力傳遞單元分置于加載框25相對的兩端。用于固定彎矩傳感器的測力環5設置于加載框25的對稱軸上，而且，測力環5的兩端通過加載過渡環4和彎矩傳感器轉接環6分別與加載框25和基礎1固定連接。彎矩傳感器8設置在測力環5的內側。

利用上述彎矩傳感器標定裝置對彎矩傳感器8進行標定時，控制單元用于控制液壓作動器23，如控制液壓作動器23的加載力的速度等。液壓作動器23將加載力直接作用于加載框25，然后通過加載過渡環4傳遞至測力環5。由于力傳遞單元以及彎矩傳感器轉接環6均是通過螺栓與基礎1連接，作用在力固定環21和彎矩傳感器轉接環6上的載荷通過各自的螺栓直接傳遞至基礎1，導致基礎1承受的局部抗拉載荷很大，而且，螺栓還承受較大的水平剪切力載荷，增加了螺栓與基礎1連接的困難，而且增大了基礎1的制造費用。

通過理論計算，2.5MW風機的葉根和塔架基礎法蘭在極限載荷工況時，彎矩載荷分別為12MNm(兆牛)、180MNm，等效疲勞載荷分別為4MNm、29MNm?？紤]到標定裝置的基礎建設和標定精確度，作用在基礎上的單點力載荷能夠達到幾兆牛到20兆牛。然而，目前單向拉壓力彎矩傳感器的最大標定裝置僅能達到5MN，彎矩傳感器的標定裝置還沒有MNm量級的。

另外，彎矩傳感器標定裝置為精密設備，使用時要求彎矩傳感器標定裝置的水平度和垂直度達到一定的精度。然而，上述彎矩傳感器標定裝置中力傳遞單元和彎矩傳感器轉接環6分別與基礎1連接，在施工時需要對兩個力傳遞單元以及彎矩傳感器轉接環6的水平度和垂直度分別進行調整，這增加了彎矩傳感器標定裝置的設計、施工難度和制造費用。

發明內容

本發明提供一種彎矩傳感器標定裝置，其可以降低基礎的載荷力，以及降低施工難度和制造費用。

為實現上述目的，本發明提供一種彎矩傳感器標定裝置，包括基礎和力加載系統，所述力加載系統用于對所述彎矩傳感器進行標定，還包括自平衡力墻，所述力加載系統通過所述自平衡力墻與所述基礎固定連接。

其中，所述力加載系統包括傳感器固定單元、加載框和至少兩套力傳遞單元，所述傳感器固定單元的一端與所述加載框連接，所述傳感器固定單元的另一端與所述自平衡力墻連接，所述力傳遞單元的一端與所述加載框連接，所述力傳遞單元的另一端與所述自平衡力墻連接，而且，所述力傳遞單元以所述傳感器固定單元為對稱軸對稱設置。

其中，所述力傳遞單元包括力固定環、第一彎矩消擾機構、液壓作動器、第二彎矩消擾機構以及力傳感器，所述力固定環、第一彎矩消擾機構、液壓作動器、第二彎矩消擾機構以及力傳感器依次首尾連接，而且，所述力固定環與所述自平衡力墻連接，所述力傳感器與所述加載框連接。

其中，所述傳感器固定單元包括傳感器轉接環、測力環和加載過渡環，所述傳感器轉接環、測力環和加載過渡環依次首尾連接，而且，所述傳感器轉接環與所述自平衡力墻連接，所述加載過渡環與所述加載框連接。

其中，被標定的彎矩傳感器設置在所述測力環的內側。

其中，所述傳感器固定單元還包括傳感器連接定位組件，所述被標定的彎矩傳感器通過所述傳感器連接定位組件固定在所述測力環的內側。