[發明專利]一種基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法

在審

• 申請號: 202010971625.8
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112431724A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 劉長福;郭德瑞;諶康;劉彥如;王慶峰;李晶;陳鑫;劉永超;高大偉
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司火力發電技術研究院
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

本發明涉及一種基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法，包括：在風電塔筒螺栓端部粘接用于產生超聲縱波及超聲橫波的壓電晶片，并將其與分時復用信號控制器連接；通過信號發生器將激勵信號加載在當前通道的壓電晶片上；通過示波器接收并顯示當前通道壓電晶片的回波信號；改變信號發生器的激勵電壓作為信號控制器的切換信號，通過信號控制器偵測激勵電壓并切換到下一個壓電晶片通道，通過示波器采集該通道壓電晶片的超聲波信號；基于超聲波縱波、超聲橫波在螺栓內的傳播信號，獲取縱橫波的聲速變化，根據聲速變化得到螺栓的應力狀況，用以判斷螺栓是否斷裂，并得出判斷結果。本發明能夠解決因為螺栓應力松弛、斷裂導致的風機塔筒倒塔問題。

技術領域

本發明屬于風電技術領域，尤其涉及一種基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法。

背景技術

風力發電機塔筒間靠螺栓裝配，但由于螺栓在運行中應力松弛、斷裂等原因，導致風機塔筒倒塔，造成巨大的損失。為避免此類事件發生，亟需一種預防方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法，使用超聲波監測螺栓應力及斷裂情況，解決因為螺栓應力松弛、斷裂導致的風機塔筒倒塔問題。

本發明提供了一種基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法，包括：

步驟一：在風電塔筒螺栓端部粘接用于產生超聲縱波及超聲橫波的壓電晶片，并將多路壓電晶片與具有多通道的分時復用信號控制器連接；

步驟二：通過與信號控制器連接的信號發生器將激勵信號通過所述信號控制器加載在當前通道的壓電晶片上；

步驟三：通過與信號發生器連接的示波器接收并顯示當前通道壓電晶片的回波信號；

步驟四：改變信號發生器的激勵電壓作為所述信號控制器的切換信號，通過所述信號控制器偵測壓電晶片的激勵電壓并切換到下一個壓電晶片通道；

步驟五：在下一個壓電晶片通道傳輸激勵信號，并通過示波器采集該通道壓電晶片的超聲波信號；

步驟六：基于采集的超聲波縱波、超聲橫波在螺栓內的傳播信號，獲取縱橫波的聲速變化，根據聲速變化得到螺栓的應力狀況，用以判斷螺栓是否斷裂，并得出判斷結果。

進一步地，所述壓電晶片采用一個10～20MHz的超聲橫波晶片及一個10～20MHz的超聲縱波晶片，組成一組。

進一步地，所述壓電晶片采用一個能分別產生超聲縱波及超聲橫波的壓電晶片。

進一步地，所述信號控制器與信號發生器通過一根同軸電纜連接，通過所述同軸電纜為所述信號控制器提供工作電源，以及將信號發生器的激勵信號傳輸到信號控制器上。

進一步地，所述信號發生器為激勵頻率為10MHz～20MHz，激勵波形至少包含正弦波，且完整波形數在1-20范圍內可調。

進一步地，所述信號發生器具有功率放大功能，可驅動壓電晶片產生超聲波，所述驅動電壓在200-500V可調。

進一步地，所述信號控制器具備多路信號切換功能，切換控制信號電壓幅值在300～400V之間，切換控制信號為正弦波。

借由上述方案，通過基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法，通過檢測螺栓應力水平及螺栓健康狀態，解決了因為螺栓應力松弛、斷裂導致的風機塔筒倒塔問題。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發明基于分時復用控制器的預防風電塔筒倒塔的方法的流程圖；

圖2是本發明一應用實施例的示意圖。