[發明專利]一種風力發電機的螺栓狀態在線監測系統

有效

• 申請號: 202011343008.X
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112461430B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 蘇連成;李佳偉;申路寧
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24;G08C23/04;G08C17/02
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

本發明公開了一種風力發電機的螺栓狀態在線監測系統，該系統采取在風力發電裝置的法蘭盤上設置定位環、螺栓環進行固定，環上通過設置紅外線接收、發送器來檢測螺栓是否位置偏移，定位環內嵌信號線和供電線以此確保監測系統供電和通信,系統利用集成處理模塊將判定信息通過內置的無線通信模塊傳送給監控室，以此達到無線監控螺栓狀態的作用；該系統采用能夠固定在法蘭盤表面的定位環結構，有利于設備工作中狀態穩定，采用無線通信機制達到監測的實時性。

技術領域

本發明涉及風力發電領域，尤其是一種風力發電機的螺栓狀態在線監測系統。

背景技術

由于離地面越高，風力越大，所以目前風力發電機的塔筒一般都在50米以上。風力發電機又一般處于山上，交通不方便，巨大的塔筒與葉片難以完整的一次性運到安裝位置，一般都會分開來運輸，每一段在裝配時都是由巨大的法蘭與很多螺栓連接。當風機運行時，葉片旋轉帶來的震動與扭矩，高空風帶來的推力等，都有可能使各段連接處的螺栓發生松動甚至斷裂的情況。而半年一次對螺栓的檢修很難及時發現問題。一旦某個螺栓松動或者斷裂都會引起其他螺栓的連鎖反應，最終發生嚴重的倒塔事故，所以及時發現松動或者斷裂的螺栓對于安全生產來說非常重要。目前，螺栓的檢測主要是由人工進行的，而塔筒等部位的螺栓，半年一次的檢測周期使得很多小問題不能被及時發現。并且一座風力發電機有成百上千個螺栓，如果經常性的組織人工去逐個檢測，就非常費事費力。因此在現代的風機維護實踐中就需要一種滿足經濟性、可靠性、系統性的風機螺栓狀態檢測系統。

發明內容

本發明是提供一種風力發電機的螺栓狀態在線監測系統，解決螺栓的松動和斷裂兩種狀態實時檢測。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種風力發電機的螺栓狀態在線監測系統，包括設置在法蘭盤上的定位環，所述定位環上等間隔設置有螺栓環和信號接收定位環，所述螺栓環上設置信號發射定位環；所述定位環內設置有信號線和供電線,所述信號線連接集成處理模塊，所述集成處理模塊下端安裝供電模塊，所述集成處理模塊上端設置無線通信模塊，所述供電線連接供電模塊，所述信號發射定位環環內固定紅外發射器，所述信號接收定位環環內固定信號處理模塊，所述信號處理模塊上方設置紅外接收器。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述定位環包括左定位半環和右定位半環，所述左定位半環和右定位半環可通過接口連接形成閉環回路。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述信號處理模塊與紅外接收器、集成處理模塊與無線通信模塊之間均設置支撐桿。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述紅外發射器發射角的角平分線與紅外接收器接收角的角平分線在一條直線上。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述法蘭盤周邊間隔設置多個螺栓，多個螺栓組成螺栓組，所述無線通信模塊與螺栓組在通信地址上一一對應，每一組螺栓組匹配一個無線通信模塊。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述無線通信模塊采用ZigBee協議標準。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述定位環采用塑料材料。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：

結合風力發電機螺栓在法蘭盤的分布，巧妙的利用螺栓嵌套定位環加固,節約用料；定位環內置信號線和供電線有效保護電路免受自然腐蝕；采用紅外線接收、發送模塊通信實時無線監測風力發電機螺栓狀態，減少了人工成本，沒有在螺栓組上增加任何可以活動的機械結構，極大地提高了系統的可靠性，減少了誤報的概率；將螺栓按所在風力發電機中的空間位置分組，以組為單位進行通信，既符合電廠只要一個螺栓出現故障就要重新緊固整圈螺栓的原則，也極大地減少了檢修人員的工作量，降低了整個檢測系統的硬件成本。

附圖說明

圖1為本發明所述單組螺栓松動和斷裂檢測裝置、通信模塊的結構示意圖；