[發明專利]一種基于毫米波的葉片凈空監測系統

在審

• 申請號: 202111366217.0
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114199167A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 蔡云龍;李磐;代創正;張珂;張月
• 申請（專利權）人: 陜西中科啟航科技有限公司
• 主分類號: G01B15/00
• 分類號: G01B15/00;F03D17/00
• 代理公司: 武漢誠儒知識產權代理事務所(普通合伙) 42265
• 代理人: 劉天鈺

本發明提供了一種基于毫米波的葉片凈空監測系統，包括毫米波傳感器、安裝支架、智能控制器和主控機，毫米波傳感器安裝于安裝支架上并通過安裝支架多向調整方位，安裝支架固定于機艙罩上和/或通過滑軌安裝于塔筒上，智能控制器安裝于機艙罩內和/或塔筒底部，機艙罩上固定有橫向的毫米波傳感器以及縱向的毫米波傳感器，實現傳感設備容錯互備；安裝支架固定于滑軌的滑塊上并連接驅動電機，驅動電機與智能控制器連接，毫米波傳感器的安裝高度與葉片理論變形量達到最小凈空值時的高度一致。實現對葉片凈空的動態實時容錯監測，其不受雨霧、沙塵等惡劣工況的影響，具有可靠性高、精度高的優點。

技術領域

本發明涉及風力發電機組葉片監測技術領域，尤其涉及一種基于毫米波的葉片凈空監測系統。

背景技術

風力發電機組作為新能源的重要部分，其發展速度迅速，尤其隨著低風區的風資源應用、海上風電機組的快速發展以及機組單機容量不斷增加，葉輪直徑不斷增加，葉片也不斷加長，葉片本身所存在的隱患也隨之增加。在不同風載情況下，葉片存在擺振以及扭轉情況，同時隨葉片尺寸增加其變形量也隨之增加，即旋轉曲面在風載作用下的變化量更大。在葉片生產過程中通過工藝及設計過程中錐角設置來理論上規避該問題，但鑒于不同風況的變化，其與設計及仿真計算都存在偏差，一旦出現掃塔現象(葉尖與塔筒干涉)，尤其在載荷較大情況下出現掃塔現象，易造成倒塌現象，造成重大經濟損失及安全事故。相關認證規范規定：在機組運行狀態下，葉尖與塔筒壁面的最小距離相對于葉片不變形狀態下的距離不得小于30％；在機組順槳停機狀態下，則不得小于5％，其中最小距離稱之為葉尖塔筒凈空。對于凈空的有效監測從而將有效數據反饋給主控，從而實現對機組狀態及邊槳狀態的有效控制，對于機組的安全運行具有重要意義。

目前對于凈空的監測往往通過基于高速攝影和圖像后處理分析來計算葉片塔筒凈空，或者通過在機艙罩內布置激光進行葉尖位置的定位，或者通過塔筒外壁安裝多個紅外激光傳感器或雷達實現對凈空的監測。但是這些監測方法易受到雨霧、沙塵等惡劣工況的影響。另外，鑒于不同容量、不同塔筒高度、不同葉片尺寸等因素限制，在實際安裝現場，各種監測凈空的傳感器的安裝角度都需要進行調整，其角度的調整直接影響到測試的準確性，角度調整的有效性及便利性，對于現場施工及調試有著重要意義。

發明內容

本發明提供了一種基于毫米波的葉片凈空監測系統，該葉片凈空監測系統基于毫米波實現對葉片凈空的動態實時容錯監測，其不受雨霧、沙塵等惡劣工況的影響，具有可靠性高、精度高的優點。

實現本發明上述目的所采用的技術方案為：

一種基于毫米波的葉片凈空監測系統，至少包括毫米波傳感器、安裝支架、動力及信號線纜、智能控制器和主控機，其中毫米波傳感器安裝于安裝支架上并通過安裝支架固定于風力發電機組上，智能控制器通過動力及信號線纜與毫米波傳感器連接并接收凈空信號，智能控制器與主控機連接并實現主控參數雙向傳遞，所述安裝支架包括固定罩以及位于固定罩內的調節板和固定板，固定罩的后面固定連接有后罩板，所述調節板由相互垂直的第一調節板和第二調節板組成，兩者固定連接為一體，第一調節板與后罩板安裝連接使第二調節板立起，毫米波傳感器通過固定板與第二調節板連接并從固定罩底部伸出，所述第一調節板和第二調節板上均設置有圓孔和弧形孔，圓孔和弧形孔采用同圓心設置，第一調節板和第二調節板上的弧形孔沿不同方向設置，所述圓孔上連接有固定緊固件，弧形孔上連接有調整緊固件，第一調節板與后罩板之間以及固定板與第二調節板之間均通過固定緊固件和調整緊固件連接，并通過調整緊固件在弧形孔中的安裝位置來調節毫米波傳感器的安裝方位，所述安裝支架固定于風力發電機組的機艙罩上和/或通過滑軌安裝于塔筒上，智能控制器對應安裝于機艙罩內和/或塔筒底部；