本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片的扭轉(zhuǎn)變形狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，以判斷葉片是否存在開裂或其他結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)過大的監(jiān)測裝置和監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

近幾年，國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)得到了快速發(fā)展，以2015年為例，全國裝機(jī)容量達(dá)3297萬千瓦。

隨著每年裝機(jī)容量越來越多，帶來的問題也同樣突顯出來，受限于葉片加工制造大多采用人工操作，其中的生產(chǎn)制造、工藝、質(zhì)量多環(huán)節(jié)控制上，如果某一操作存在缺陷，在風(fēng)場裝機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，就會發(fā)生葉片開裂、功率下降、葉片斷裂甚至整機(jī)整體倒塌等事件，給整機(jī)廠和業(yè)主帶來了成本增加、聲譽(yù)受影響、發(fā)電量損失等問題。

對此，可采用監(jiān)測手段對風(fēng)機(jī)葉片的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以判斷葉片是否存在開裂或結(jié)構(gòu)異常等風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取相應(yīng)的維修等補(bǔ)救措施，減少葉片開裂的帶來的損失，同時(shí)節(jié)省葉片部件更換帶來的成本。

現(xiàn)有技術(shù)中的一種轉(zhuǎn)子葉片狀況監(jiān)測系統(tǒng)包括至少一個(gè)傳感器和控制器，該至少一個(gè)傳感器構(gòu)造成感測轉(zhuǎn)子葉片的振動(dòng)且發(fā)送指示所感測的振動(dòng)的至少一個(gè)監(jiān)測信號，控制器電連接至傳感器，用于從傳感器接收監(jiān)測信號，控制器可基于所接收到的監(jiān)測信號判斷轉(zhuǎn)子葉片的狀態(tài)。

現(xiàn)有技術(shù)中的另一種風(fēng)力渦輪葉片邊緣監(jiān)測系統(tǒng)包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部腔體內(nèi)的傳感器的任何配置，其中傳感器相對于葉片的前緣或后緣而取向且配置成檢測葉片內(nèi)的物理特性，該物理特性指示沿被監(jiān)測的邊緣的殼體構(gòu)件之間的分離的出現(xiàn)，控制器配置成接收來自傳感器的信號并啟動(dòng)對檢測到的分離的自動(dòng)響應(yīng)。

這兩種葉片監(jiān)測系統(tǒng)和方法都通過傳感器對葉片狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，然后通過對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和分析來判斷葉片是否處于正常狀態(tài)。但是，其傳感器均需要以特殊的方式安裝在葉片內(nèi)部，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組裝難度大、制造成本較高，而且，測量精度和穩(wěn)定性較差，一旦監(jiān)測系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障，便需要停機(jī)檢查，維修難度大，維護(hù)成本高。此外，也不適于對已經(jīng)投入使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行升級改造。

因此，如何克服上述風(fēng)機(jī)葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置和方法存在的缺陷，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置。該監(jiān)測裝置通過外置傳感器監(jiān)測傳感器與葉片之間的距離，根據(jù)所獲得的實(shí)際距離數(shù)據(jù)和初始距離數(shù)據(jù)來判斷葉片的扭轉(zhuǎn)變形是否過大，進(jìn)而得出葉片是否存在開裂或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常的風(fēng)險(xiǎn)，以及時(shí)采取相應(yīng)的維修等補(bǔ)救措施，減少葉片開裂帶來的損失，同時(shí)節(jié)省葉片部件更換帶來的成本。

本發(fā)明的另一目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括：

傳感器，設(shè)置于所述葉片所在的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架上、機(jī)艙上或發(fā)電機(jī)上，用于監(jiān)測所述傳感器與所述葉片吸力面的距離，獲得所述葉片吸力面與所述傳感器之間的實(shí)際距離數(shù)據(jù)；

控制器，連接所述傳感器以接收所述傳感器輸出的實(shí)際距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述葉片吸力面與所述傳感器之間的初始距離數(shù)據(jù)和所述實(shí)際距離數(shù)據(jù)判斷所述葉片所處的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述傳感器通過同步機(jī)構(gòu)設(shè)置于塔架上；所述同步機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述塔架外表面上，用于承載所述傳感器，并帶動(dòng)所述傳感器沿周向方向環(huán)繞所述塔架轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航時(shí)所述同步機(jī)構(gòu)與機(jī)艙同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述同步機(jī)構(gòu)包括：

動(dòng)力部件，與所述控制器電連接；

環(huán)形滑軌，沿周向設(shè)于所述塔架的外壁上；

傳動(dòng)部件，用于在所述動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)所述傳感器沿所述環(huán)形滑軌移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)部件包括環(huán)狀齒形帶和齒輪；所述齒形帶設(shè)于所述塔架的外壁上，與所述環(huán)形滑軌平行間隔布置；所述齒輪連接所述動(dòng)力部件的動(dòng)力輸出端，并與所述齒形帶相嚙合。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)部件包括安裝在所述環(huán)形滑軌上的滑塊、滑輪或滑套。

優(yōu)選地，所述傳感器的監(jiān)測位置設(shè)置在所述塔架上對應(yīng)于所述葉片的最大弦長部位到葉尖部位之間。

優(yōu)選地，所述傳感器的監(jiān)測位置設(shè)置在在所述塔架上對應(yīng)于所述葉片的葉尖部位、葉中部位、最大弦長部位中的一者、兩者或三者。

優(yōu)選地，所述傳感器設(shè)置于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子上或外定子上。

為實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

將傳感器設(shè)置于所述葉片所在的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架上、機(jī)艙上或發(fā)電機(jī)上，監(jiān)測所述傳感器與所述葉片吸力面之間的距離，獲得所述葉片吸力面與所述傳感器之間的實(shí)際距離數(shù)據(jù)；

控制器接收所述傳感器輸出的實(shí)際距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述葉片吸力面與所述傳感器之間的初始距離數(shù)據(jù)和所述實(shí)際距離數(shù)據(jù)判斷所述葉片所處的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述葉片轉(zhuǎn)到垂直方向時(shí)所述傳感器監(jiān)測其與所述葉片吸力面之間的距離。

進(jìn)一步地，所述接收所述傳感器輸出的實(shí)際距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述葉片吸力面與所述傳感器之間的初始距離數(shù)據(jù)和所述實(shí)際距離數(shù)據(jù)判斷所述葉片所處的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)包括：

根據(jù)所述葉片吸力面與所述傳感器之間的初始距離數(shù)據(jù)和所述實(shí)際距離數(shù)據(jù)，獲得所述葉片的實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度；

將所述實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度與設(shè)定扭轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較，若所述實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度大于所述設(shè)定扭轉(zhuǎn)角度，則判定所述葉片存在異?；蜷_裂風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步地，若所述實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度大于所述設(shè)定扭轉(zhuǎn)角度，則報(bào)警或停機(jī)。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述葉片吸力面與所述傳感器之間的初始距離數(shù)據(jù)和所述實(shí)際距離數(shù)據(jù)，獲得所述葉片的實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度包括：

監(jiān)測所述葉片前緣和后緣與所述傳感器之間的距離，獲得所述葉片前緣和后緣與所述傳感器之間的實(shí)際距離；

根據(jù)所述葉片前緣和后緣與所述傳感器之間的初始距離和所述實(shí)際距離，獲得所述葉片的實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度。

進(jìn)一步地，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)進(jìn)行偏航，則控制所述傳感器沿周向方向與所述葉片環(huán)繞所述塔架同步移動(dòng)。

本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置和方法，通過外置傳感器監(jiān)測傳感器與葉片之間的距離，根據(jù)所獲得的實(shí)際距離數(shù)據(jù)和初始距離數(shù)據(jù)來判斷葉片的扭轉(zhuǎn)變形是否過大，進(jìn)而得出葉片是否存在開裂或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常的風(fēng)險(xiǎn)，以及時(shí)采取相應(yīng)的維修等補(bǔ)救措施，減少葉片開裂帶來的損失，同時(shí)節(jié)省葉片部件更換帶來的成本增加；而且，通過監(jiān)測葉片扭轉(zhuǎn)變形，在后續(xù)開發(fā)葉片的設(shè)計(jì)過程中增加考慮扭轉(zhuǎn)變形帶來的攻角改變，起到指導(dǎo)性參考作用，同時(shí)，從掛機(jī)葉片角度考慮葉片的扭轉(zhuǎn)變形，可以對氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起指導(dǎo)性參考作用。

此外，傳感器設(shè)置在葉片所在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架上、機(jī)艙上或發(fā)電機(jī)上，與葉片相對獨(dú)立，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于組裝維修、制造維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，而且，測量精度和穩(wěn)定性也得以顯著提高，不僅適用于新建風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，也適于對已經(jīng)投入使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行升級改造。

附圖說明

圖1為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖，其塔架上在對應(yīng)葉片尖部的位置設(shè)有本發(fā)明所提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置；

圖2為圖1中所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置與葉片的局部放大示意圖；

圖3為常規(guī)葉片某截面監(jiān)測變形圖；

圖4為葉片扭轉(zhuǎn)變形前后的運(yùn)行測量圖；

圖5為葉片扭轉(zhuǎn)變形前后的監(jiān)測變形圖。

圖中：

1.變頻電機(jī) 2.滑軌滑塊 3.滑軌滑道 4.減速箱 5.傳感器 6.齒輪 7.齒形帶 8.葉片 9.塔架

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1、圖2，圖1為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖，其塔架上在對應(yīng)葉片尖部的位置設(shè)有本發(fā)明所提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置；圖2為圖1中所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置與葉片的局部放大示意圖。

如圖所示，在一種具體實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括傳感器5、同步機(jī)構(gòu)以及控制器(圖中未示出)，其中，傳感器5為距離傳感器，設(shè)置在塔架9外部并位于一定高度，用于監(jiān)測傳感器5與葉片8吸力面之間的距離；同步機(jī)構(gòu)設(shè)置在塔架9的外壁上，用于承載傳感器5，并帶動(dòng)傳感器5沿周向方向與葉片8一起環(huán)繞塔架9同步移動(dòng)；控制器與傳感器5通信連接，以接收傳感器5的監(jiān)測信號，并根據(jù)監(jiān)測信號判斷葉片8所處的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。

具體地，同步機(jī)構(gòu)包括齒形帶7、滑軌滑道3、齒輪6、滑軌滑塊2、減速箱4及變頻電機(jī)1，選用變頻電機(jī)能夠使機(jī)械自動(dòng)化程度和同步效率大為提高、節(jié)約能源，有利于減少同步機(jī)構(gòu)的體積。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要的不同，也可以選用其他類型的電機(jī)。

滑軌滑道3和齒形帶7分上下間隔地安裝在塔架9的外表面上，減速箱4一側(cè)與安裝在滑軌滑道3上的滑軌滑塊2連接，用于位置固定和繞塔架9滑動(dòng)，減速箱4的上方安裝有變頻電機(jī)1，用于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，下方安裝有齒輪6，齒輪6與塔架9表面的齒形帶7嚙合，傳感器5安裝在減速箱4的外側(cè)面上，以進(jìn)行距離測量。當(dāng)然，除了滑軌滑塊2，減速箱4與滑軌滑道3之間還可以通過滑輪或滑套等其他傳動(dòng)部件進(jìn)行滑動(dòng)連接。

當(dāng)變頻電機(jī)1帶動(dòng)減速箱4旋轉(zhuǎn)時(shí)，減速箱4帶動(dòng)齒輪6在齒形帶7上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)減速箱4連同傳感器5和變頻電機(jī)1一起再滑軌滑道3上作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣，在風(fēng)機(jī)整機(jī)偏航時(shí)，傳感器5可同步偏航至相應(yīng)的位置，保證時(shí)刻都能夠?qū)θ~片8的扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行監(jiān)測。

本實(shí)施例雖然僅設(shè)有一個(gè)用于監(jiān)測葉片尖部區(qū)域變形的傳感器5，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，還可以在塔架9上安裝兩個(gè)或多個(gè)傳感器，并為各傳感器設(shè)置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，分別監(jiān)測葉片8的葉尖、葉中、最大弦長等部位的扭轉(zhuǎn)變形，多個(gè)傳感器可共用同一控制器，也可以在塔架上安裝多套相互獨(dú)立的上述監(jiān)測裝置，分別監(jiān)測葉片的葉尖、葉中、最大弦長等部位的扭轉(zhuǎn)變形，各傳感器分別連接不同的控制器。當(dāng)然，除了監(jiān)測葉片8的葉尖、葉中、最大弦長部位，也可以監(jiān)測葉片的其他部位。

此外，同步機(jī)構(gòu)也不局限于上述具體形式，只要能夠驅(qū)動(dòng)傳感器5與葉片8同步偏航的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)都可以用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。例如，上述滑軌滑道3和齒形帶7的上下位置可以相互顛倒，或者，不采用齒輪6和齒形帶7機(jī)構(gòu)，而是在塔架9外壁上安裝環(huán)形回轉(zhuǎn)平臺，然后將傳感器5可回轉(zhuǎn)地安裝在回轉(zhuǎn)平臺上，等等。

請一并參考圖3、圖4、圖5，圖3為常規(guī)葉片某截面監(jiān)測變形圖；圖4為葉片扭轉(zhuǎn)變形前后的運(yùn)行測量圖；圖5為葉片扭轉(zhuǎn)變形前后的監(jiān)測變形圖。

如圖所示，風(fēng)機(jī)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，一般設(shè)計(jì)如啟動(dòng)風(fēng)速3m/s，額定風(fēng)速10m/s，切出風(fēng)速25m/s，風(fēng)輪葉片8在額定風(fēng)速前，不采取變槳的策略，風(fēng)速超過10m/s后葉片8進(jìn)行變槳，而在風(fēng)速超過切出風(fēng)速25m/s后，葉片8順槳停機(jī)；風(fēng)輪運(yùn)行在切出風(fēng)速前這一階段，葉片8自身的扭轉(zhuǎn)變形最大值一般≤2°，如果實(shí)測的扭轉(zhuǎn)變形過大，則在葉片設(shè)計(jì)階段，分別從氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)角度考慮，解決該問題。

本發(fā)明監(jiān)測葉片的扭轉(zhuǎn)變形采取的措施為(以某一葉片為例)：風(fēng)機(jī)偏航時(shí)，控制器輸出偏航信號至變頻電機(jī)1，通過變頻電機(jī)1驅(qū)動(dòng)減速箱4，在塔架9表面移動(dòng)至葉片8和塔架9之間的位置，當(dāng)葉片8運(yùn)行時(shí)，位于減速箱4上的傳感器5開始測量與葉片8表面之間的水平距離，從圖4的A點(diǎn)開始測量翼形至距離傳感器5的距離，當(dāng)運(yùn)行至B點(diǎn)時(shí)，可以得到如圖3的運(yùn)行曲線，因此結(jié)合風(fēng)機(jī)葉片掛機(jī)后該位置處葉片8的相對位置，可判斷該截面是否發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)變形。

例如在圖4中，右側(cè)為扭轉(zhuǎn)角度后運(yùn)行的葉片8的截面，通過距離傳感器5測量A點(diǎn)和B點(diǎn)隨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間的變形，即圖5中虛線所示的變形位置，結(jié)合該位置變形前的位置，判斷該截面位置發(fā)生了5°的扭轉(zhuǎn)變形，設(shè)計(jì)中選擇該位置的氣動(dòng)扭角和攻角數(shù)據(jù)，判斷該位置發(fā)生失速，可能已經(jīng)發(fā)生葉片開裂、發(fā)電功率曲線異常等現(xiàn)象。

對應(yīng)的在該扭轉(zhuǎn)變形輸出后，可設(shè)置報(bào)警信號，即扭轉(zhuǎn)變形超過設(shè)定值(比如設(shè)定扭轉(zhuǎn)變形≥3°，設(shè)定值的考慮因素主要是不同風(fēng)速對應(yīng)不同的葉片的扭轉(zhuǎn)變形、整機(jī)部件的尺寸、機(jī)艙傾斜的角度以及葉片的變槳角度等等)，發(fā)出警告信號，通過人為控制的方式，對該風(fēng)機(jī)及時(shí)停機(jī)，檢查整個(gè)葉片8的是否存在損傷或開裂；

同時(shí)，通過監(jiān)測葉片8多處位置的扭轉(zhuǎn)變形，尤其是葉尖區(qū)域的扭轉(zhuǎn)變形，可以與理論設(shè)計(jì)進(jìn)行對比，為葉片的氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)支撐，更好的迭代優(yōu)化葉片設(shè)計(jì)。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實(shí)際需要作出具有針對性的調(diào)整，從而得到不同的實(shí)施方式。例如，在地面上安裝距離傳感器5，監(jiān)測葉片8的扭轉(zhuǎn)變形；或者，在機(jī)艙上，通過在上方、下方和側(cè)面安裝距離傳感器5，監(jiān)測葉片8的扭轉(zhuǎn)變形；又或者，將傳感器安裝在直驅(qū)發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子或外定子上等等。由于可能實(shí)現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說明。

如果將傳感器安裝在機(jī)艙或發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子上，由于在風(fēng)機(jī)整機(jī)進(jìn)行偏航時(shí)，機(jī)艙和發(fā)電機(jī)外轉(zhuǎn)子本身就可以隨葉片一起同步回轉(zhuǎn)，因此可省去同步機(jī)構(gòu)。

除了上述監(jiān)測裝置，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

S01：將傳感器5設(shè)置于塔架9外部并位于一定高度的監(jiān)測位置，監(jiān)測傳感器5與葉片8吸力面之間的距離；

S02：接收傳感器5的監(jiān)測信號，并根據(jù)監(jiān)測信號判斷葉片8所處的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。

進(jìn)一步地，在步驟S01中：當(dāng)葉片8轉(zhuǎn)到垂直方向時(shí)，恰好與傳感器5軸向?qū)?zhǔn)，進(jìn)入傳感器5的監(jiān)測范圍，傳感器5監(jiān)測其與葉片8吸力面之間的距離。

進(jìn)一步地，在步驟S02中：接收傳感器5的監(jiān)測信號，并根據(jù)監(jiān)測信號判斷所述葉片8所處的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，具體可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)：

監(jiān)測葉片8吸力面與傳感器5之間的距離，獲得葉片8吸力面與傳感器5之間的實(shí)際距離數(shù)據(jù)；

根據(jù)葉片8吸力面與傳感器5之間的初始距離數(shù)據(jù)和實(shí)際距離數(shù)據(jù)，獲得葉片8的實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度；

將實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度與設(shè)定扭轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較，若實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度大于設(shè)定扭轉(zhuǎn)角度，則判定葉片8存在異常或開裂風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步地，監(jiān)測葉片8吸力面與傳感器5之間的距離，獲得葉片8吸力面與傳感器5之間的實(shí)際距離數(shù)據(jù)；根據(jù)葉片8吸力面與傳感器5之間的初始距離數(shù)據(jù)和實(shí)際距離數(shù)據(jù)，獲得葉片8的實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度，具體可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)：

監(jiān)測葉片8前緣和后緣與傳感器5之間的距離，獲得葉片8前緣和后緣與傳感器5之間的實(shí)際距離；

根據(jù)葉片8前緣和后緣與傳感器5之間的初始距離和實(shí)際距離，獲得葉片8的實(shí)際扭轉(zhuǎn)角度。

進(jìn)一步地，還包括步驟S03：若風(fēng)機(jī)整機(jī)進(jìn)行偏航，則控制傳感器5沿周向方向與葉片8一起環(huán)繞塔架同步移動(dòng)，保證時(shí)刻都能夠?qū)θ~片8的扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行監(jiān)測。

同理，除了將傳感器安裝在塔加9上，還可以將傳感器安裝在機(jī)艙的上方、下方或側(cè)面，也可以將傳感器安裝在直驅(qū)發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子上。如果將傳感器安裝在機(jī)艙或發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子上，由于在風(fēng)機(jī)整機(jī)進(jìn)行偏航時(shí)，機(jī)艙和發(fā)電機(jī)外轉(zhuǎn)子本身就可以隨葉片一起同步回轉(zhuǎn)，因此可省去控制傳感器與葉片同步回轉(zhuǎn)的步驟。

上述各步驟的具體實(shí)現(xiàn)方式在監(jiān)測裝置的實(shí)施例中已進(jìn)行了詳細(xì)說明，為節(jié)約篇幅，這里就不再重復(fù)，請參考上文。

這里需要說明的是，在對傳感器檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，可以根據(jù)風(fēng)速，對葉片在運(yùn)行時(shí)在風(fēng)力作用下貼近或遠(yuǎn)離塔架的距離進(jìn)行補(bǔ)償，以進(jìn)一步提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性，而且，在監(jiān)測過程中，風(fēng)輪的三個(gè)風(fēng)葉會依次循環(huán)掃過傳感器的監(jiān)測區(qū)域，由于三個(gè)風(fēng)葉的外形和性能參數(shù)應(yīng)該保持一致，因此，可以視為是同一葉片的監(jiān)測數(shù)據(jù)，若監(jiān)測結(jié)果顯示存在異?；蜷_裂風(fēng)險(xiǎn)，則意味著其中某一葉片或某兩個(gè)葉片甚至三個(gè)葉片存在異?；蜷_裂風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置和方法在塔架上、機(jī)艙上或發(fā)電機(jī)上安裝距離傳感器，通過距離傳感器監(jiān)測葉片不同位置前后緣變形的不一致性，并根據(jù)葉片的扭轉(zhuǎn)變形來判斷葉片后緣是否開裂或結(jié)構(gòu)異常，及時(shí)采取相應(yīng)的維修等補(bǔ)救措施，大大減少葉片開裂的帶來的損失，節(jié)省葉片部件更換帶來的成本；同時(shí)，通過監(jiān)測沒開裂或結(jié)構(gòu)異常的葉片，通過測量葉片8前后緣的距離來判斷葉片不同截面發(fā)生的扭轉(zhuǎn)變形，對葉片氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起指導(dǎo)參考作用。

以上對本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片狀態(tài)監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。