專利名稱：用于風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件的無(wú)線信息系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體涉及風(fēng)場(chǎng)構(gòu)件識(shí)別，且尤其涉及用于風(fēng)場(chǎng)的構(gòu)件的無(wú)線識(shí)別的方法和
系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，作為環(huán)境安全且相對(duì)較廉價(jià)的替代能源，風(fēng)力渦輪機(jī)受到了越來(lái)越多的關(guān) 注。隨著關(guān)注的不斷增加，已做出了大量努力來(lái)發(fā)展可靠且高效的風(fēng)力渦輪機(jī)。
通常，風(fēng)力渦輪機(jī)包括通過(guò)輪轂聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上的多個(gè)葉片。轉(zhuǎn)子安裝在定位于管 狀塔筒或基座的頂部上的殼體或機(jī)艙內(nèi)。公用級(jí)風(fēng)力渦輪機(jī)(即設(shè)計(jì)成為公共電網(wǎng)提供電 功率的風(fēng)力渦輪機(jī))可具有大型轉(zhuǎn)子(例如直徑為三十米或更大)。這些轉(zhuǎn)子上的葉片將 風(fēng)能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)扭矩或力。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)或液壓系統(tǒng) 上，發(fā)電機(jī)或液壓系統(tǒng)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電的主功率變換系統(tǒng)中的構(gòu)件。在風(fēng)力渦輪機(jī)使 用液壓系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行功率變換的情況下，液壓系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和輔助裝備的油路。風(fēng) 力渦輪機(jī)還可包括另外的系統(tǒng)，例如齒輪箱、主軸承、輔助功率變換器和制動(dòng)系統(tǒng)，其也可 包括用于潤(rùn)滑和冷卻的油路。 在風(fēng)力渦輪機(jī)的服務(wù)和維護(hù)期間，希望能夠識(shí)別風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件，包括主要構(gòu)件， 以便執(zhí)行正確的動(dòng)作。通過(guò)材料清單來(lái)識(shí)別構(gòu)件以及確定部件序列號(hào)的當(dāng)前方法是非常耗 時(shí)的，且可能會(huì)由于材料清單中的錯(cuò)誤和操作員失誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤信息。 此外，希望使諸如啟用日期、使用壽命和維護(hù)說(shuō)明的相關(guān)信息可靠地與特定構(gòu)件 相關(guān)聯(lián)。 此外，希望可靠地遠(yuǎn)程地對(duì)安裝在特定風(fēng)力渦輪機(jī)中的風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件建立目錄。 因此，需要允許操作員遠(yuǎn)程地確定特定風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的、用于 以電子的方式給風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件加標(biāo)簽的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的目的是要提供一種允許操作員遠(yuǎn)程地獲取特定風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件信息和 相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的電子無(wú)線信息系統(tǒng)和方法。 根據(jù)本公開的第一個(gè)實(shí)施例，公開了一種包括附連到至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件上 的至少一個(gè)RFID標(biāo)簽的風(fēng)力渦輪機(jī)。該至少一個(gè)RFID標(biāo)簽配置成在被詢問(wèn)時(shí)將構(gòu)件信息 提供給RFID閱讀器。 根據(jù)本公開的第二個(gè)實(shí)施例，公開了一種風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件信息系統(tǒng)，該風(fēng)力渦輪 機(jī)構(gòu)件信息系統(tǒng)包括配置成以便提供構(gòu)件信息的至少一個(gè)RFID標(biāo)簽，以及配置成以便詢 問(wèn)該至少一個(gè)RFID標(biāo)簽且從該至少一個(gè)RFID標(biāo)簽接收構(gòu)件信息的RFID閱讀器。
根據(jù)本公開的第三個(gè)實(shí)施例，公開了一種識(shí)別風(fēng)力渦輪機(jī)的構(gòu)件的方法，該方法 包括將至少一個(gè)RFID標(biāo)簽固定到風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件上，以及用RFID閱讀器詢問(wèn)該至少一個(gè)RFID標(biāo)簽以獲得構(gòu)件信息。 本文公開了該方法和系統(tǒng)的其它方面。根據(jù)以下詳細(xì)描述和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人
員將了解和理解本公開的上述特征以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。 附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示了示例性風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖的圖示。 圖2是根據(jù)本公開的、具有RFID標(biāo)簽的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例 的圖示。 圖3A是圖2的RFID標(biāo)簽的一個(gè)示例性實(shí)施例的正視圖。 圖3B是圖2的RFID標(biāo)簽的一個(gè)示例性實(shí)施例的后視圖。 在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同參考標(biāo)號(hào)來(lái)引用相同或類似的部 件。 部件列表 100風(fēng)力渦輪機(jī) 101傳動(dòng)系統(tǒng) 102機(jī)艙 104塔筒 106轉(zhuǎn)子 108轉(zhuǎn)子葉片 110旋轉(zhuǎn)的輪轂 116主轉(zhuǎn)子軸 118齒輪箱 120發(fā)電機(jī) 122聯(lián)接件 124偏航驅(qū)動(dòng)器 126偏航板 128風(fēng)速計(jì) 130主軸承 132發(fā)電機(jī)框架 200RFID標(biāo)簽 210簽條信息 220條形碼
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將在下文中參看附圖對(duì)本公開進(jìn)行更全面的描述，在附圖中顯示了本公開的優(yōu) 選實(shí)施例。然而，本公開可實(shí)施為許多不同的形式，且本公開不應(yīng)理解為限于本文闡述的實(shí) 施例；相反，提供這些實(shí)施例使本公開將全面和完整，且將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達(dá)本 公開的范圍。 圖1顯示了根據(jù)本公開的示例性風(fēng)力渦輪機(jī)100。風(fēng)力渦輪機(jī)100包括安裝在塔 筒104頂部的機(jī)艙102和轉(zhuǎn)子106。機(jī)艙102容納用于將由轉(zhuǎn)子106捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電的傳動(dòng)系統(tǒng)101 (圖2)。機(jī)艙102可進(jìn)一步容納用于控制和操作風(fēng)力渦輪機(jī)100的其它裝 備。轉(zhuǎn)子106包括附連到旋轉(zhuǎn)的輪轂110上的轉(zhuǎn)子葉片108。旋轉(zhuǎn)的輪轂110連接到風(fēng)力 渦輪機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)101上，且構(gòu)造成以便將機(jī)械能提供給風(fēng)力渦輪機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)101。在此示例 性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)100包括三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108。在另一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)可包 含一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108。塔筒104的高度是基于本領(lǐng)域已知的因素和條件來(lái)選擇的，且 可延伸到高達(dá)60米或更高的高度。風(fēng)力渦輪機(jī)100可安裝在提供對(duì)具有合乎需要的風(fēng)力 條件的區(qū)域的接近的任何地帶上。該地帶可以有很大的變化，且可包括但不限于山區(qū)地帶 或近海位置。 在一些構(gòu)造中，且參看圖2，顯示了容納于塔筒104頂部的機(jī)艙102中的風(fēng)力渦輪 機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)101的示例性構(gòu)造。風(fēng)力渦輪機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)101包括構(gòu)件，所述構(gòu)件包括主轉(zhuǎn)子 軸116(也稱為"低速軸")，主轉(zhuǎn)子軸116連接到旋轉(zhuǎn)的輪轂IIO上且由主軸承130支承， 且在軸116的相對(duì)端部處連接到齒輪箱118上。齒輪箱118使用雙路徑幾何結(jié)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)被 封起來(lái)的高速軸(未示出)。高速軸通過(guò)聯(lián)接件122驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)120。發(fā)電機(jī)120安裝在 主框架或發(fā)電機(jī)框架132上。發(fā)電機(jī)120可為任何合適的類型，例如繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機(jī)。
偏航驅(qū)動(dòng)器124和偏航板126為風(fēng)力渦輪機(jī)100提供偏航定向系統(tǒng)。風(fēng)力測(cè)定 數(shù)據(jù)為偏航定向系統(tǒng)提供信息，包括在風(fēng)力渦輪機(jī)處測(cè)得的瞬時(shí)的和時(shí)間平均的風(fēng)向和風(fēng) 速。風(fēng)力測(cè)定數(shù)據(jù)可由風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速計(jì)128提供。在一些構(gòu)造中，偏航軸承系統(tǒng)安裝在提 供于塔筒104頂部的固定凸緣(未示出)上。包括主軸承130、偏航板126、發(fā)電機(jī)框架132 以及相關(guān)聯(lián)的支承結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)通常稱為"底座"或"底座框架"。 RFID標(biāo)簽法是某些領(lǐng)域中的已知的標(biāo)識(shí)方法。特別地，當(dāng)被詢問(wèn)場(chǎng)激活時(shí)，傳統(tǒng) 的RFID閱讀器會(huì)以特定的頻率產(chǎn)生和發(fā)射無(wú)線電磁詢問(wèn)場(chǎng)。RFID標(biāo)簽通常包括具有RF 電路、邏輯電路和存儲(chǔ)器以及天線的半導(dǎo)體芯片。該裝置響應(yīng)于經(jīng)編碼的射頻(酌詢問(wèn)場(chǎng) 信號(hào)來(lái)起作用。如果該裝置定位在詢問(wèn)場(chǎng)內(nèi)足夠的時(shí)間，則RFID標(biāo)簽將被激活，且將傳送 經(jīng)唯一地編碼的信號(hào)，該信號(hào)由閱讀器或單獨(dú)的接收天線接收。對(duì)RF載波信號(hào)解調(diào)，以恢 復(fù)存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽中的信息。多種結(jié)構(gòu)、電路和編程協(xié)議在本領(lǐng)域是已知的。在美國(guó)專利 No. 5， 682， 143和No. 5， 444， 223中描述了實(shí)例，這兩個(gè)專利都通過(guò)引用而結(jié)合在本文中。
在另一種已知的RFID系統(tǒng)，使用了無(wú)芯片RFID標(biāo)簽(也稱為RF光纖)。無(wú)芯片 RFID標(biāo)簽不使用任何集成電路技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)信息。無(wú)芯片RFID標(biāo)簽使用光纖或?qū)㈤喿x器的 信號(hào)的一部分反射回來(lái)的材料，且唯一的返回信號(hào)可用作標(biāo)識(shí)符。 RFID標(biāo)簽可從商業(yè)上獲得，且本質(zhì)上不能體現(xiàn)本發(fā)明。RFID標(biāo)簽的特征在于它們 是薄的、平的且其通常為柔性的裝置，它們合乎需要地層壓在標(biāo)簽的外部薄片或?qū)又g，從 而保護(hù)電子特征不受周圍環(huán)境的影響，更具體地，不受它們被施用于其上的構(gòu)件可能遇到 的濕氣和/或熱暴露的影響。 另外，RFID閱讀器可從商業(yè)上獲得，且本質(zhì)上不能體現(xiàn)本發(fā)明。RFID閱讀器可為 發(fā)射RF詢問(wèn)信號(hào)以及從RFID標(biāo)簽接收返回的RF信號(hào)的永久性的或可移動(dòng)的手持單元。在 美國(guó)專利No. 7， 161， 470中描述了手持RFID閱讀器的實(shí)例，該專利通過(guò)引用而結(jié)合在本文 中。 根據(jù)本公開，且如在圖2中可看到的，射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽200設(shè)置在主轉(zhuǎn)子軸 116上。RFID標(biāo)簽200可在安裝在機(jī)艙102中之前和之后固定到主轉(zhuǎn)子軸116上。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽200可設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)件101中的一個(gè)或多個(gè)上，例如但不限于 齒輪箱118和主軸承130。另外，RFID標(biāo)簽200可設(shè)置在其它風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件上，例如但不 限于發(fā)電機(jī)120、旋轉(zhuǎn)的輪轂110和葉片108。 圖3A和3B示出了根據(jù)本公開的示例性RFID標(biāo)簽200。 RFID標(biāo)簽200容許對(duì)RFID 標(biāo)簽200附連到其上的任何構(gòu)件進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。RFID標(biāo)簽200進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)和處 理信息、調(diào)制和解調(diào)(RF)信號(hào)以及其他專門的功能的集成電路230。第二個(gè)是用于接收和 傳輸信號(hào)的天線240。在另一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)芯片RFID標(biāo)簽(未示出)允許離散地識(shí)別標(biāo) 簽，而不需要集成電路，從而允許以比傳統(tǒng)標(biāo)簽更低的成本將標(biāo)簽直接印刷到設(shè)備上。
如可在圖3中看到的，RFID標(biāo)簽200包括簽條信息210和條形碼200。 RFID標(biāo)簽 200可進(jìn)一步包括任何人類可讀的或機(jī)器可讀的標(biāo)記，以有利于風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)行。
RFID標(biāo)簽200可為包括RFID標(biāo)簽200和RFID閱讀器的風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件信息系統(tǒng) 的一部分。該風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件信息系統(tǒng)可包括另外的構(gòu)件，包括但不限于發(fā)送應(yīng)答器和繼 電器，以有利于RFID標(biāo)簽200和RFID閱讀器之間的訪問(wèn)。 RFID標(biāo)簽200可由鄰近風(fēng)力渦輪機(jī)100 (圖1)的操作員通過(guò)便攜式手持RFID閱 讀器(未示出)來(lái)讀取。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器可永久地安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)100 的附近，以便由操作員訪問(wèn)RFID信息。 在一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器詢問(wèn)至少一個(gè)RFID標(biāo)簽200，以便為服務(wù)技術(shù)員提 供服務(wù)和維護(hù)信息。RFID標(biāo)簽200可編程有以其它方式稱為"只讀"信息的不變的預(yù)編程 的信息。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽200編程為提供存在該構(gòu)件的指示。在另一個(gè)實(shí)施例 中，RFID標(biāo)簽200編程為提供標(biāo)識(shí)信息。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽200可編程為以便 訪問(wèn)動(dòng)態(tài)信息，例如但不限于構(gòu)件和/或風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)信息，且在被詢問(wèn)時(shí)將該信息提 供給RFID閱讀器。 在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器詢問(wèn)至少一個(gè)RFID標(biāo)簽200，以提供關(guān)于渦輪機(jī) 的構(gòu)造的信息，以對(duì)備件編制正確的計(jì)劃。在又一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器詢問(wèn)至少一個(gè) RFID標(biāo)簽200，以提供構(gòu)件信息，包括但不限于構(gòu)件標(biāo)識(shí)、啟用日期、使用壽命以及服務(wù)過(guò) 程說(shuō)明。在再一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽200是提供構(gòu)件標(biāo)識(shí)符信息的無(wú)芯片RFID標(biāo)簽。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的 是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行各種改變，且可用等效物來(lái)代替其元件。另外， 在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可進(jìn)行許多修改來(lái)使特定的情況或材料適應(yīng)本發(fā)明 的教導(dǎo)。因此，意圖的是本發(fā)明不限于作為所構(gòu)思的用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的最佳模式而公開的 特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，包括附連到至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件上的至少一個(gè)RFID標(biāo)簽(200)；其中，所述至少一個(gè)RFID標(biāo)簽(200)配置成在被詢問(wèn)時(shí)將構(gòu)件信息提供給RFID閱讀器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽(200)設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)件(101)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述構(gòu)件信息選自包括構(gòu)件標(biāo)識(shí)、服務(wù)和維護(hù)信息的組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽(200)包括半導(dǎo)體芯片和天線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽(200)是無(wú)芯片RFID標(biāo)簽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽(200)包括人類可讀的標(biāo)記。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(100)進(jìn)一步包括手持RFID閱讀器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽(200)設(shè)置在主轉(zhuǎn)子軸(116)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(100)進(jìn)一步包括配置成以便傳輸所述RFID標(biāo)簽構(gòu)件信息的發(fā)送應(yīng)答機(jī)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(ioo)，其特征在于，所述構(gòu)件信息包括構(gòu)件標(biāo)識(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件的無(wú)線信息系統(tǒng)。公開了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件的無(wú)線信息系統(tǒng)。該無(wú)線信息系統(tǒng)包括附連到風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件上的射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽(200)。該RFID標(biāo)簽(200)包含諸如標(biāo)識(shí)、啟用日期以及維護(hù)信息的構(gòu)件信息。該系統(tǒng)允許技術(shù)員識(shí)別和/或驗(yàn)證構(gòu)件。技術(shù)員可使用允許在多種位置處讀取RFID標(biāo)簽的手持裝置。
文檔編號(hào)F03D1/00GK101725461SQ200910207609
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者P·W·程 申請(qǐng)人:通用電氣公司