[發明專利]風電葉片根部螺栓裂紋故障聲發射監測實驗系統

在審

• 申請號: 202111663132.9
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114483482A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 徐進;丁顯;宮永立
• 申請（專利權）人: 中國綠發投資集團有限公司;魯能集團有限公司;都城偉業集團有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京路勝元知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11669
• 代理人: 路兆強

本發明提供了一種風電葉片根部螺栓裂紋故障聲發射監測實驗系統，包括試驗臺、葉片根部模型、激振器、聲發射傳感器、數據采集器和數據分析裝置；試驗臺固定設置，葉片根部模型通過緊固螺栓固定在試驗臺上，激振器靠近葉片根部模型設置，用于向葉片根部模型施加設定的作用力，聲發射傳感器設置在葉片根部模型上，用于收集葉片根部模型受力時的聲發射信號，數據采集器通訊連接聲發射傳感器，用于接收聲發射傳感器發送來的信號，數據分析裝置通訊連接數據采集器，用于對數據進行分析。本發明滿足研究基于聲發射技術的風電葉片根部螺栓裂紋監測實驗需求，可以降低實驗成本，縮短試驗周期，最大限度地模擬葉根連接的真實結構。

技術領域

本發明總體而言涉及風電葉片檢測技術領域，具體而言，涉及一種基于聲發射技術的風電葉片根部螺栓裂紋監測實驗系統。

背景技術

近年來，隨著風電行業的不斷進步，風電機組葉片向著長尺寸、大撓度的方向發展。由于葉片長度增加及機組容量的增大，使得風電葉片根部連接螺栓受力狀態更加復雜，在長期復雜交變載荷作用下，螺栓出現裂紋故障的可能增大。當葉根緊固螺栓裂紋發展到一定程度時，螺栓會發生斷裂，嚴重時會造成葉片脫落、倒塔事故的發生，這將危及風電機組的運行安全，造成巨大的損失。因此，有必要對風電葉片根部螺栓裂紋的監測方法進行實驗研究，以找到一種可靠、經濟的監測方法對根部螺栓裂紋進行有效監測。現階段，風電葉片根部螺栓裂紋監測實驗成本高，實驗周期長。

為了能夠和滿足聲發射監測葉根螺栓裂紋研究需求，設計開發一種可靠、經濟、既能模擬葉片運行時葉根連接的真實情況；又能滿足盡可能多的研究需求的基于聲發射技術的風電葉片根部螺栓裂紋監測實驗系統十分必要。

因此，如何降低實驗成本，縮短試驗周期，最大限度地模擬葉根連接的真實結構，為目前急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種可以降低實驗成本，縮短試驗周期，最大限度地模擬葉根連接的真實結構的風電葉片根部螺栓裂紋故障聲發射監測實驗系統。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，提供了一種風電葉片根部螺栓裂紋故障聲發射監測實驗系統，用于對風電葉片根部螺栓裂紋故障進行監測實驗，包括試驗臺、葉片根部模型、激振器、聲發射傳感器、數據采集器和數據分析裝置；所述試驗臺固定設置，所述葉片根部模型通過緊固螺栓固定在所述試驗臺上，所述激振器靠近所述葉片根部模型設置，用于向所述葉片根部模型施加設定的作用力，所述聲發射傳感器設置在所述葉片根部模型上，用于收集所述葉片根部模型受力時的聲發射信號，所述數據采集器通訊連接所述聲發射傳感器，用于接收所述聲發射傳感器發送來的信號，并進行處理后發送到所述數據分析裝置，所述數據分析裝置通訊連接所述數據采集器，用于對數據進行分析得出風電葉片根部螺栓裂紋故障參數。

根據本發明的一實施方式，所述試驗臺包括底板和支撐板，所述支撐板安裝在所述底板上，所述支撐板上設置有用于安裝所述葉片根部模型的通孔。

根據本發明的一實施方式，所述試驗臺還包括第一周向標尺和第二周向標尺，所述第一周向標尺和所述第二周向標尺分別設置于所述支撐板的兩側，所述第一周向標尺用于確定所述緊固螺栓在所述支撐板上的安裝位置，所述第二周向標尺用于確定所述聲發射傳感器在所述葉片根部模型上的周向位置。

根據本發明的一實施方式，所述第一周向標尺和所述第二周向標尺均通過肋板安裝在所述支撐板上。

根據本發明的一實施方式，所述試驗臺還包括橫向標尺，所述橫向標尺安裝在所述支撐板上，用于確定所述聲發射傳感器在所述葉片根部模型上的軸向位置。

根據本發明的一實施方式，所述葉片根部模型內部設置有支撐架，用于支撐所述葉片根部模型的內壁。

根據本發明的一實施方式，所述激振器對所述葉片根部模型施加激振載荷，用于模擬風電機組在運行時葉根受載的情況。