本實(shí)用新型涉及一種螺栓斷裂檢測(cè)裝置，特別是涉及一種基于聲發(fā)射的風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部螺栓斷裂檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

近年來，風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)數(shù)量越來越多，隨之而暴露的風(fēng)電機(jī)組的問題也越來越多。風(fēng)電機(jī)組屬于大型機(jī)械設(shè)備，對(duì)于機(jī)械設(shè)備來說，螺栓起著至關(guān)重要的作用。利用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)風(fēng)電機(jī)組輪轂、葉片和塔筒螺栓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以有效減少風(fēng)電機(jī)組停機(jī)次數(shù)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)螺栓斷裂故障，從而提高了風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)效率和安全可靠性。然而現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置，由于聲發(fā)射傳感器處于溫濕度跨度大、震動(dòng)強(qiáng)等惡劣工作環(huán)境，導(dǎo)致傳感器無法準(zhǔn)確感知螺栓斷裂的聲發(fā)射信號(hào)，及易造成誤報(bào)警和報(bào)警失靈。誤報(bào)警將給維修人員帶來額外的工作量，而報(bào)警失靈將有可能產(chǎn)生槳葉掉落、塔筒折斷等重大事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置，包括主機(jī)1、前置信號(hào)放大器2和聲發(fā)射傳感器3，所述主機(jī)1與前置信號(hào)放大器2、前置信號(hào)放大器2與聲發(fā)射傳感器3之間分別通過電纜4連接。所述用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置共設(shè)有16個(gè)前置信號(hào)放大器2，每?jī)蓚€(gè)前置信號(hào)放大器2為一組，其中風(fēng)電機(jī)組輪轂法蘭上安裝一組、風(fēng)電機(jī)組3個(gè)葉片的根部各安裝一組、風(fēng)電機(jī)組4節(jié)塔筒的底部固定連接處各安裝一組。

進(jìn)一步，所述聲發(fā)射傳感器3包括圓筒狀的外殼31，所述外殼31的頂部設(shè)有蓋子32，側(cè)面設(shè)有用于輸出所感知信號(hào)第四端口34，底部外側(cè)設(shè)有磁環(huán)33，內(nèi)部設(shè)有壓電陶瓷片；所述所述磁環(huán)33的底面、壓電陶瓷片的底面和外殼31的底面平齊。

進(jìn)一步，所述主機(jī)1由第一殼體12、位于第一殼體12前方的操作面板11，以及位于第一殼體12內(nèi)部并與操作面板11電連接的第一電路結(jié)構(gòu)組成；所述操作面板11上設(shè)有用于信號(hào)輸入的第一端口111、用于顯示圖像的顯示器112、用于輸入操作指令的按鍵113，以及用于指示工作狀態(tài)的電源指示燈114、故障指示燈115和告警指示燈116。

進(jìn)一步，所述操作面板11上設(shè)置有16個(gè)第一端口111。

進(jìn)一步，所述操作面板11上設(shè)置有6個(gè)按鍵113，分別用于輸入“上”、“下”、“左”、“右”、“確定”和“退出”指令。

進(jìn)一步，所述前置信號(hào)放大器2包括底座22和位于底座22上方的第二殼體21，所述殼體21內(nèi)部的設(shè)有第二電路結(jié)構(gòu)，殼體21的一個(gè)側(cè)面23上設(shè)有用于信號(hào)輸入的第二端口24、用于信號(hào)輸出的第三端口25，以及用于電源輸入的電源接口27和電源開關(guān)28；所述底座22上還設(shè)有用于安裝固定的通孔28。

進(jìn)一步，所述側(cè)面23上設(shè)有4個(gè)第二端口24和4個(gè)第三端口25。

一種上述用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置所采用的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)開始，系統(tǒng)初始化；

(2)監(jiān)視各路傳感器信號(hào)是否產(chǎn)生螺栓斷裂報(bào)警？若有，轉(zhuǎn)步驟(3)；

(3)判斷該路傳感器信號(hào)的同組信號(hào)報(bào)警寄存器中，報(bào)警記錄是否為零？若是，轉(zhuǎn)步驟(4)；若否，轉(zhuǎn)步驟(6)；

(4)判斷報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的報(bào)警寄存器報(bào)警記錄是否超閾值？若是，轉(zhuǎn)步驟(5)；若否，轉(zhuǎn)步驟(7)；

(5)輸出傳感器故障報(bào)警信號(hào)；

(6)輸出螺栓斷裂報(bào)警信號(hào)；

(7)報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的報(bào)警寄存器報(bào)警記錄值加1，轉(zhuǎn)步驟(2)。

進(jìn)一步，步驟(4)中所述閾值為3～10。

本實(shí)用新型提供的用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置，通過在每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置2個(gè)聲發(fā)射傳感器的冗余設(shè)計(jì)，對(duì)兩個(gè)聲發(fā)射傳感器產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合判證，可以有效減少漏報(bào)警、誤報(bào)警的發(fā)生概率，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。同時(shí)，具有16路聲發(fā)射信號(hào)在線監(jiān)測(cè)的功能，僅需要一臺(tái)主機(jī)便可以完成一套風(fēng)電機(jī)組8個(gè)重要部位螺栓的斷裂監(jiān)測(cè)，裝置可在不對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行改造的前提下進(jìn)行安裝部署，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的主機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的前置信號(hào)放大器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的聲發(fā)射傳感器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的聲發(fā)射傳感器部署位置示意圖；

圖6是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的螺栓斷裂信號(hào)檢測(cè)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1至6，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的具體實(shí)施方式。本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置不限于以下實(shí)施例的描述。

如圖1所示，是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意，包括主機(jī)1、前置信號(hào)放大器2和聲發(fā)射傳感器3，所述主機(jī)1與前置信號(hào)放大器2之間、前置信號(hào)放大器2與聲發(fā)射傳感器3之間通過電纜4連接。

如圖2所示，是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的主機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖，所述主機(jī)1由第一殼體12、位于第一殼體12前方的操作面板11，以及位于第一殼體12內(nèi)部并與操作面板11電連接的第一電路結(jié)構(gòu)組成；所述操作面板11上設(shè)有用于信號(hào)輸入的第一端口111、用于顯示圖像的顯示器112、用于輸入操作指令的按鍵113，以及用于指示工作狀態(tài)的電源指示燈114、故障指示燈115和告警指示燈116。所述操作面板11上設(shè)置有16個(gè)第一端口111。所述操作面板11上設(shè)置有6個(gè)按鍵113，分別用于輸入“上”、“下”、“左”、“右”、“確定”和“退出”指令。所述主機(jī)1具有16通道聲發(fā)射信號(hào)檢測(cè)能力，具有聲發(fā)射信號(hào)數(shù)據(jù)采集、記錄分析、邏輯判定、顯示報(bào)警等功能。

如圖3所示，是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的前置信號(hào)放大器2整體結(jié)構(gòu)示意圖，所述前置信號(hào)放大器2包括底座22和位于底座22上方的第二殼體21，所述殼體21內(nèi)部的設(shè)有第二電路結(jié)構(gòu)，殼體21的一個(gè)側(cè)面23上設(shè)有用于信號(hào)輸入的第二端口24、用于信號(hào)輸出的第三端口25，以及用于電源輸入的電源接口27和電源開關(guān)28；所述底座22上還設(shè)有用于安裝固定的通孔28。所述側(cè)面23上設(shè)有4個(gè)第二端口24和4個(gè)第三端口25。所述前置信號(hào)放大器2具有4通道聲發(fā)射信號(hào)放大功能，主要作用是將聲發(fā)射傳感器3采集到的微弱聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行放大，并遠(yuǎn)距離傳輸至主機(jī)1的第一端口111。

如圖4所示，是實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的聲發(fā)射傳感器整體結(jié)構(gòu)示意圖，所述聲發(fā)射傳感器3包括圓筒狀的外殼31，所述外殼31的頂部設(shè)有蓋子32，側(cè)面設(shè)有用于輸出所感知信號(hào)第四端口34，底部外側(cè)設(shè)有磁環(huán)33，內(nèi)部設(shè)有壓電陶瓷片；所述所述磁環(huán)33的底面、壓電陶瓷片的底面和外殼31的底面平齊。

如圖5所示，是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的聲發(fā)射傳感器3部署位置示意圖，共設(shè)有16個(gè)前置信號(hào)放大器2，每?jī)蓚€(gè)前置信號(hào)放大器2為一組，其中風(fēng)電機(jī)組輪轂法蘭上安裝一組、風(fēng)電機(jī)組3個(gè)葉片的根部各安裝一組、風(fēng)電機(jī)組4節(jié)塔筒的底部固定連接處各安裝一組。

同時(shí)，在風(fēng)電機(jī)組輪轂內(nèi)部安裝兩個(gè)前置信號(hào)放大器2，用于對(duì)安裝在風(fēng)電機(jī)組輪轂法蘭葉片的根部的8個(gè)聲發(fā)射傳感器3采集的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過導(dǎo)線傳輸至主機(jī)1；在風(fēng)電機(jī)組塔筒內(nèi)安裝兩個(gè)前置信號(hào)放大器2，用于對(duì)安裝在風(fēng)電機(jī)組4節(jié)塔筒內(nèi)的8個(gè)聲發(fā)射傳感器3采集的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過導(dǎo)線傳輸至主機(jī)1。第一端口111與第三端口25、第二端口24與第四端口34之間，優(yōu)選采用同軸電纜作為電纜4進(jìn)行連接。

本實(shí)用新型提供的用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置，具有16路聲發(fā)射信號(hào)在線監(jiān)測(cè)的功能，僅需要一臺(tái)主機(jī)1便可以完成一套風(fēng)電機(jī)組8個(gè)重要部位螺栓的斷裂監(jiān)測(cè)，可在不對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行改造的前提下進(jìn)行安裝部署，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。

如圖6所示，是本實(shí)用新型一種用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置的螺栓斷裂信號(hào)檢測(cè)流程示意圖，包括以下步驟：

(1)啟動(dòng)并系統(tǒng)初始化；

(2)監(jiān)視各路傳感器信號(hào)是否產(chǎn)生螺栓斷裂報(bào)警？若有，轉(zhuǎn)步驟(3)；

(3)判斷該路傳感器信號(hào)的同組信號(hào)報(bào)警寄存器中，報(bào)警記錄是否為零？若是，轉(zhuǎn)步驟(4)；若否，轉(zhuǎn)步驟(6)；

(4)判斷報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的報(bào)警寄存器報(bào)警記錄是否超閾值？若是，轉(zhuǎn)步驟(5)；若否，轉(zhuǎn)步驟(7)；所述閾值的優(yōu)選值為3～10；

(5)輸出傳感器故障報(bào)警信號(hào)；

(6)輸出螺栓斷裂報(bào)警信號(hào)；

(7)報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的報(bào)警寄存器報(bào)警記錄值加1，轉(zhuǎn)步驟(2)。

本實(shí)用新型提供的用于風(fēng)電機(jī)組的聲發(fā)射檢測(cè)裝置，通過在每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置2個(gè)聲發(fā)射傳感器的冗余設(shè)計(jì)，對(duì)兩個(gè)聲發(fā)射傳感器產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合判證，不僅可以有效減少漏報(bào)警、誤報(bào)警的發(fā)生概率，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器故障并進(jìn)行報(bào)警，使得檢測(cè)功能更加豐富、檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。