專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件之一，其性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。葉片工作在高空，環(huán)境十分惡劣，空氣中各種介質(zhì)幾乎每時(shí)每刻都在侵蝕著葉片，春夏秋冬、酷暑嚴(yán)寒、雷電、冰雹、雨雪、沙塵隨時(shí)都有可能對(duì)風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生損傷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)電場的事故多發(fā)期多是發(fā)生在盛風(fēng)發(fā)電期，而其中由葉片損傷產(chǎn)生的事故要占到總事故的三分之一，葉片發(fā)生損傷事故時(shí)電場必須停止發(fā)電，開始搶修，嚴(yán)重的還必須更換葉片，這必將導(dǎo)致高額的維修費(fèi)用，也給風(fēng)電場帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，若能及時(shí)檢測(cè)葉片的損傷并進(jìn)行維護(hù)，必能有效避免巨額損失的發(fā)生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)的系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)的系統(tǒng)。解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是包括圖像采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)診斷工作站，所述的圖像采集子系統(tǒng)通過電纜與數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)相連接，數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)通過光纖與狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)連接，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)診斷工作站連接。所述的圖像采集子系統(tǒng)包括以數(shù)據(jù)線連接的攝像裝置和圖像采集裝置兩部分，所述的攝像裝置為工業(yè)攝像頭，所述的攝像頭有多個(gè)，分別安裝在風(fēng)力機(jī)塔架上以及每個(gè)葉片內(nèi)部的相應(yīng)位置，監(jiān)測(cè)葉片外部及內(nèi)部的裂紋狀況，每個(gè)攝像頭所采集的數(shù)據(jù)都會(huì)由一路數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綀D像采集裝置的視頻采集卡中進(jìn)行相應(yīng)處理，通過光纖傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)中進(jìn)行分析處理對(duì)葉片狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。所述的數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)由依次連接的數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)特征提取和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分組成，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行前期的處理，處理后的數(shù)據(jù)再傳遞給數(shù)據(jù)特征提取模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，之后經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊將計(jì)算好的數(shù)據(jù)傳遞給狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫伺服模塊。所述的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷子系統(tǒng)由依次連接的數(shù)據(jù)庫伺服模塊，故障診斷模塊和故障處置模塊組成。數(shù)據(jù)庫伺服模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和存儲(chǔ)，故障診斷模塊定時(shí)從數(shù)據(jù)庫伺服模塊中讀取數(shù)據(jù)特征進(jìn)行診斷，其應(yīng)用的算法包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等故障識(shí)別算法，診斷結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，故障處置模塊通過從數(shù)據(jù)庫中讀取診斷結(jié)果并判斷故障的發(fā)生與否，并把根據(jù)診斷結(jié)果對(duì)故障進(jìn)行不同的處理，包括報(bào)警、操作優(yōu)化、連鎖停機(jī)等。監(jiān)測(cè)診斷工作站為一具有網(wǎng)頁瀏覽功能的計(jì)算機(jī)，它通過internet或局域網(wǎng)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷子系統(tǒng)通信，可以通過訪問狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷子系統(tǒng)而幫助運(yùn)行人員實(shí)時(shí)掌握風(fēng)力機(jī)葉片的狀態(tài)。有益效果本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.具有信號(hào)分析和診斷功能，能對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片損傷故障進(jìn)行自動(dòng)診斷。2.具有保護(hù)輸出功能，可以與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)和剎車系統(tǒng)進(jìn)行通信，在葉片處于危險(xiǎn)狀態(tài)下保護(hù)設(shè)備。

圖1本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)系統(tǒng)整體示意圖；圖2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組攝像頭布置示意圖；圖3攝像頭在葉片內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本實(shí)用新型。圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷故障在線檢測(cè)系統(tǒng)總體示意圖。本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷故障在線檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括圖像采集子系統(tǒng)00、數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)10、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)20、監(jiān)測(cè)診斷工作站30四個(gè)部分。圖像采集子系統(tǒng)00通過電纜與數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)10相連接，數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)10通過光纖與狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)20連接，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)20通過光纖網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)診斷工作站30連接。圖像采集子系統(tǒng)00包括攝像和圖像采集兩部分，攝像功能由多個(gè)工業(yè)攝像頭完成，工業(yè)攝像頭的安裝如圖2所示，多個(gè)攝像頭B被安裝在塔架A適當(dāng)位置的固定裝置C上，從而可以清楚的拍攝到葉片不同部位的細(xì)小裂紋；每個(gè)葉片內(nèi)部安裝有一個(gè)配有照明光源D的攝像頭B,該攝像頭由機(jī)構(gòu)控制沿葉片中心軸E旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)。攝像頭在葉片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖3所示，葉片內(nèi)部H中，攝像頭B由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)G控制繞中心軸E旋轉(zhuǎn)，由軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)F驅(qū)動(dòng)沿軸E上下運(yùn)動(dòng)。每個(gè)攝像頭所采集的數(shù)據(jù)都會(huì)由一路數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綀D像采集裝置的視頻采集卡中進(jìn)行相應(yīng)的降噪和壓縮處理，以通過光纖傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸與分析子系統(tǒng)中由其進(jìn)行分析處理對(duì)葉片狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。圖4為數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。圖像采集子系統(tǒng)00所采集的圖像數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊11對(duì)圖像進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償、抗混頻濾波等預(yù)處理減小噪音干擾，處理后的數(shù)據(jù)再傳遞給數(shù)據(jù)特征提取模塊12進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)計(jì)算之后經(jīng)通訊模塊13將計(jì)算好的數(shù)據(jù)傳遞給狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷子系統(tǒng)20。狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)20是以智能計(jì)算機(jī)作為硬件基礎(chǔ)的，主要有數(shù)據(jù)伺服子系統(tǒng)21、故障診斷模塊22、故障監(jiān)測(cè)模塊23、故障處置模塊24構(gòu)成。數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)傳10遞給數(shù)據(jù)伺服子系統(tǒng)21，數(shù)據(jù)伺服子系統(tǒng)為故障診斷模塊22和故障監(jiān)測(cè)模塊23提供數(shù)據(jù)并對(duì)其運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。故障診斷模塊22由多種診斷算法組成，包括專家系統(tǒng)221、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)222、支持向量機(jī)223等進(jìn)行故障的綜合評(píng)定，評(píng)定結(jié)果傳輸數(shù)據(jù)伺服系統(tǒng)21，故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)23實(shí)時(shí)在數(shù)據(jù)伺服系統(tǒng)21中讀出數(shù)據(jù)并傳遞給故障處置模塊24進(jìn)行故障報(bào)警、操作優(yōu)化、連鎖停機(jī)等操作信號(hào)的輸出到風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)接口40，其所完成操作及時(shí)反饋給故障監(jiān)測(cè)模塊。
權(quán)利要求1.一種 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)裝置，包括圖像采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)診斷工作站，所述的圖像采集子系統(tǒng)通過電纜與數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)相連接，數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)通過光纖與狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)連接，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)診斷工作站連接；其特征是:所述的圖像采集子系統(tǒng)包括以數(shù)據(jù)線連接的攝像裝置和圖像采集裝置兩部分，所述的攝像裝置為工業(yè)攝像頭，所述的工業(yè)攝像頭有多個(gè)，分別安裝在風(fēng)力機(jī)塔架上以及每個(gè)葉片內(nèi)部，每個(gè)攝像頭所采集的數(shù)據(jù)都會(huì)由一路數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綀D像采集裝置的視頻采集卡中進(jìn)行處理；所述的監(jiān)測(cè)診斷工作站為一具有網(wǎng)頁瀏覽功能的計(jì)算機(jī)，它通過internet或局域網(wǎng)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷子系統(tǒng)通信；所述的安裝在風(fēng)力機(jī)每個(gè)葉片內(nèi)部的攝像頭配有照明光源，攝像頭由機(jī)構(gòu)控制沿葉片中心軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)。
專利摘要一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片損傷在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是包括圖像采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)診斷工作站，所述的圖像采集子系統(tǒng)通過電纜與數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)相連接，數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)通過光纖與狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)連接，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷服務(wù)子系統(tǒng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)診斷工作站連接。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、具有信號(hào)分析和診斷功能，能對(duì)風(fēng)力機(jī)的葉片損傷故障進(jìn)行自動(dòng)診斷。2、具有保護(hù)輸出功能，可以與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)和剎車系統(tǒng)進(jìn)行通信，在葉片處于危險(xiǎn)狀態(tài)下保護(hù)設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N21/88GK202916207SQ20122021664
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者馮永新, 楊濤, 陳剛, 鄧小文, 劉石, 張磊, 任永, 劉霞 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院