[實(shí)用新型]風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420632121.3
• 申請(qǐng)日: 2014-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204239160U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅林;羅紹卓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京天源科創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D11/00
• 分類(lèi)號(hào): F03D11/00
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專(zhuān)利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 劉晶婷

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng)。

背景技術(shù)

受結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、制造工藝以及效益等因素的影響，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片在氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)上沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，葉片表面邊界層發(fā)生分離，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電捕獲風(fēng)能的能力下降。為了克服由于邊界層分離導(dǎo)致的葉片氣動(dòng)性能下降，可以在葉片上加裝附件，如渦流發(fā)生器、擾流板、襟翼等。這些附件的安裝位置直接影響最終改造效果，而安裝位置的確定則依賴(lài)于葉片表面邊界層分離區(qū)域的確定。

目前確定葉片邊界層分離區(qū)域一般是通過(guò)在葉片上粘貼由輕質(zhì)毛繩及膠帶組成的測(cè)風(fēng)縷，再通過(guò)高速攝像設(shè)備拍攝所述輕質(zhì)毛繩的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行分析判斷。但這種方法存在如下缺點(diǎn)：(1)只能做粗糙的定量分析；(2)攝像時(shí)受地形影響，在攝像機(jī)無(wú)法擺放的地方，不能采用此方法；(3)可采集時(shí)間短，攝像只宜在白天進(jìn)行；(4)攝像設(shè)備只能在某個(gè)點(diǎn)聚焦，因此只能在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)角度時(shí)進(jìn)行拍攝。

由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域的測(cè)定系統(tǒng)顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何創(chuàng)設(shè)一種不受時(shí)間和地形限制，可方便有效的進(jìn)行精細(xì)化定量分析，滿足在風(fēng)電場(chǎng)或全尺寸室外葉片分離區(qū)域分析需求的新的風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng),實(shí)屬當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng)，使其能夠不受時(shí)間和地形限制，可方便有效的進(jìn)行精細(xì)化定量分析，滿足在風(fēng)電場(chǎng)或全尺寸室外葉片分離區(qū)域分析需求，從而克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法進(jìn)行精細(xì)化定量分析以及受時(shí)間和地形干擾限制的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集風(fēng)機(jī)葉片的氣流壓力數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于根據(jù)所述氣流壓力數(shù)據(jù)獲得所述風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離點(diǎn)的位置；驗(yàn)證系統(tǒng)，用于對(duì)獲得的所述風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離點(diǎn)的位置進(jìn)行驗(yàn)證。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括多個(gè)壓力傳感器陣列，所述壓力傳感器陣列鋪設(shè)于所述風(fēng)機(jī)葉片上。

進(jìn)一步地，所述每個(gè)壓力傳感器陣列包括沿長(zhǎng)度方向和寬度方向設(shè)置的互相連接的多個(gè)傳感器單元。

進(jìn)一步地，所述傳感器單元采用基于MEMS的微型傳感器。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用PLC控制器。

進(jìn)一步地，所述驗(yàn)證系統(tǒng)包括安裝在所述風(fēng)機(jī)葉片上的攝像頭和煙霧發(fā)生器，所述攝像頭用于拍攝所述煙霧發(fā)生器產(chǎn)生的煙霧在葉片表面的流動(dòng)圖像。

進(jìn)一步地，所述煙霧發(fā)生器的煙霧出氣孔設(shè)于風(fēng)機(jī)葉片上且位于距葉根2米處。

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于采用微型壓力傳感器陣列，提高了檢測(cè)精度，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法進(jìn)行精細(xì)化定量分析的不足，同時(shí)也解決了時(shí)間限制和地形干擾導(dǎo)致現(xiàn)有方案不適用的問(wèn)題。

(2)由于采用自動(dòng)采集分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)葉片邊界層分離線自動(dòng)化檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)連續(xù)采集，解決了測(cè)試數(shù)據(jù)不能連續(xù)采集的問(wèn)題，減少人為干擾因素，縮短采集分析工作所需工時(shí)。

(3)由于設(shè)置了驗(yàn)證系統(tǒng)，可以對(duì)根據(jù)壓力傳感器陣列數(shù)據(jù)的分析結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)以保證最終結(jié)果的有效性。

附圖說(shuō)明

上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是鋪設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上的壓力傳感器陣列示意圖。

圖2是壓力傳感器陣列剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是采用煙霧發(fā)生器及攝像頭進(jìn)行驗(yàn)證的控制流程。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供的風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集風(fēng)機(jī)葉片的氣流壓力數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于根據(jù)所述氣流壓力數(shù)據(jù)獲得所述風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離點(diǎn)的位置；驗(yàn)證系統(tǒng)，用于對(duì)獲得的所述風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離點(diǎn)的位置進(jìn)行驗(yàn)證。

請(qǐng)參閱圖1所示，作為優(yōu)選的實(shí)施例，本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)葉片邊界層分離區(qū)域測(cè)定系統(tǒng)，包括：壓力傳感器陣列1，PLC控制器，煙霧發(fā)生器2、微型攝像頭3及電源適配器。其中，壓力傳感器陣列1作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，PLC控制器作為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，煙霧發(fā)生器2及微型攝像頭3作為驗(yàn)證系統(tǒng)，電源適配器通過(guò)電纜與220V/AC交流電直接相連并轉(zhuǎn)換成PLC控制器所需的24V/DC。