便攜式wifi通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，它包括主軸擺度測量模塊、主軸位置測量模塊、主軸轉速測量模塊、模擬量采集設備、數字量采集設備以及PC便攜機，模擬量采集設備包括A/D轉換模塊、數據處理模塊以及第一WIFI數據傳輸模塊，數字量采集設備包括脈沖信號測量模塊和第二WIFI數據傳輸模塊，第一WIFI數據傳輸模塊和第二WIFI數據傳輸模塊的信號輸出端通過WIFI網絡與PC便攜機通訊。本實用新型的有益效果是：避免了原始的測試裝置安裝復雜、攜帶不方便的缺陷，排除了操作人員進入桿塔的危險，解決了目前在現場測試過程中的接線復雜、攜帶不方便、測試精度不高并且通用性和擴展性差的問題。
【專利說明】便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，屬于風電機組測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]風電機組是承受瞬變空氣動力激勵的大型柔性結構，機組軸系作為主要是將風機的能量傳遞給發(fā)電機，受復雜動態(tài)載荷的作用，其傳動扭轉性能直接影響所傳遞動力的大小、工作壽命及過載保護性能等，軸系擺度測試裝置可以及時發(fā)現風電機組的早期軸系的故障征兆，以便現場維護人員采取相應的措施，避免、減緩和減少重大生產事故的發(fā)生；通過對風力發(fā)電機組軸系測試后，對機組異常運行狀態(tài)的早期分析，可以揭示故障的原因、程度、部位和發(fā)展趨勢，為設備的在線調整、停機檢修提供科學依據，從而有效延長機組運行壽命，顯著降低維修費用。近些年來，隨著新能源的不斷發(fā)展，風力發(fā)電在我國的發(fā)電比重越來越大，其穩(wěn)定運行是電網穩(wěn)定運行的必要條件。
[0003]目前大部分的風電測試裝置都是基于單片機、DSP、可編程邏輯控制器PLC等方式實現的，多數采用串口(RS-232)或并口通信接口與上位機程序進行數據通信。對于目前測試系統(tǒng)要求，對于振動數據信號往往對其頻域進行分析機組，而單片機、DSP等方式由于其處理器頻率較低，無法實現多任務同時處理，同時片上資源較少，無法滿足目前對齒輪箱測試分析處理功能。串口(RS-232)或并口通信速度低下，增強型并口的最高傳輸速度也只能達到2Mbit/s，對于大量數據的高速傳輸來說，它們顯然不能滿足要求。同時，在現在進行測試時，操作人員要通過現場塔筒接線才能完成實驗，這個試驗帶來了很多不便。近年來虛擬儀器技術得到了快速的發(fā)展，在測試領域得到了廣泛地運用，由于其采集設備的采集精度較高，并且有IEEE802.11的WIFI無線數據傳輸方式，而且開發(fā)軟件可以在任何window或Iinux操作系統(tǒng)的PC機中運行，此設備完全可以成為目前風電機組軸系擺度測試系統(tǒng)的新型方案。同時，隨著科學技術的發(fā)展，對于風電機組的監(jiān)測設備集成水平也會越來越高，而虛擬儀器技術由于其發(fā)展的較為突出、設計簡單正好滿足其要求，因此運用虛擬儀器技術設計一套基于WIFI通訊技術的風電機組的便攜式軸系測試裝置是可行的，但目前還沒有這方面相關的成熟設備產品。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，克服現有技術的不足，能解決目前在現場測試過程中的接線復雜、攜帶不方便、測試精度不高并且通用性和擴展性差的問題。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，它包括主軸擺度測量模塊、主軸位置測量模塊、主軸轉速測量模塊、模擬量采集設備、數字量采集設備以及PC便攜機，其中，主軸擺度測量模塊由多塊安裝在主軸徑向水平方向和主軸徑向垂直方向上的電渦流傳感器組成，主軸位置測量模塊由與標記在主軸上的鍵相塊對應的鍵相傳感器組成，主軸轉速測量模塊由與安裝在齒輪箱主軸上碼盤對應的光電編碼器組成，模擬量采集設備包括A/D轉換模塊、數據處理模塊以及第一 WIFI數據傳輸模塊，數字量采集設備包括脈沖信號測量模塊和第二 WIFI數據傳輸模塊，A/D轉換模塊上設置有與電渦流傳感器對應的信號輸入端且分別與電渦流傳感器的信號輸出端相連，A/D轉換模塊的信號輸出端與數據處理模塊的信號輸入端相連，數據處理模塊的信號輸出端與第一 WIFI數據傳輸模塊的信號輸入端相連，脈沖信號測量模塊有兩個信號輸入端且分別與鍵相傳感器和光電編碼器的信號輸出端相連，脈沖信號測量模塊的輸出端與第二 WIFI數據傳輸模塊的信號輸入端相連，第一 WIFI數據傳輸模塊和第二 WIFI數據傳輸模塊的信號輸出端通過WIFI網絡與PC便攜機通訊。
[0006]所述的脈沖信號測量模塊由數字量采集設備內部的計數器和內部時鐘組成。
[0007]所述的PC便攜機包括無線網絡模塊、處理模塊、顯示模塊以及數據存儲模塊。
[0008]本實用新型的有益效果在于:采用電渦流傳感器、光電編碼器、鍵相傳感器以及與之匹配的PC便攜機，避免了原始的測試裝置安裝復雜、攜帶不方便的缺陷，同時通過WIFI通訊的方式進行數據采集，排除了操作人員進入桿塔的危險，解決了目前在現場測試過程中的接線復雜、攜帶不方便、測試精度不高并且通用性和擴展性差的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0010]其中，1-電渦流傳感器，2-光電編碼器，3-模擬量采集設備，4-數字量采集設備，5-PC便攜機，6-鍵相傳感器，31-A/D轉換模塊，32-數據處理模塊，33-第一 WIFI數據傳輸模塊，41-脈沖信號測量模塊，42-第二 WIFI數據傳輸模塊。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖進一步描述本實用新型的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0012]如圖1，便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，它包括主軸擺度測量模塊、主軸位置測量模塊、主軸轉速測量模塊、模擬量采集設備3、數字量采集設備4以及PC便攜機5，其中，主軸擺度測量模塊由多塊安裝在主軸徑向水平方向和主軸徑向垂直方向上的電渦流傳感器I組成，主軸位置測量模塊由與標記在主軸上的鍵相塊對應的鍵相傳感器6組成，主軸轉速測量模塊由與安裝在齒輪箱主軸上碼盤對應的光電編碼器2組成，模擬量采集設備3包括A/D轉換模塊31、數據處理模塊32以及第一 WIFI數據傳輸模塊33，數字量采集設備4包括脈沖信號測量模塊41和第二 WIFI數據傳輸模塊42，A/D轉換模塊31上設置有與電渦流傳感器I對應的信號輸入端且分別與電渦流傳感器I的信號輸出端相連，A/D轉換模塊31的信號輸出端與數據處理模塊32的信號輸入端相連，數據處理模塊32的信號輸出端與第一 WIFI數據傳輸模塊33的信號輸入端相連，脈沖信號測量模塊41有兩個信號輸入端且分別與鍵相傳感器6和光電編碼器2的信號輸出端相連,脈沖信號測量模塊41的輸出端與第二 WIFI數據傳輸模塊42的信號輸入端相連，第一 WIFI數據傳輸模塊33和第二 WIFI數據傳輸模塊42的信號輸出端通過WIFI網絡與PC便攜機5通訊。
[0013]所述的脈沖信號測量模塊41由數字量采集設備4內部的計數器和內部時鐘組成。[0014]所述的PC便攜機5包括無線網絡模塊、處理模塊、顯示模塊以及數據存儲模塊。
[0015]風電機組運行時主軸的狀態(tài)，通過安裝在主軸徑向水平方向X1、X2和主軸徑向垂直方向Yl、Y2上的電渦流傳感器I轉化為電量信號后，進入模擬量采集設備3的模擬量的Al端口即A/D轉換模塊31的信號輸入端，信號進入采集設備端口后，通過在采集設備內部的A/D轉換模塊31進行對模擬量的數據處理，成為數字化信號。
[0016]對于風機運行時主軸的轉動位置的確定則通過安裝在主軸的鍵相位置確定，通過數字傳感器記錄每次鍵相快通過鍵相傳感器6傳入數字量采集設備4當中，通過標記脈沖上升沿的時刻來確定主軸轉動的方位。
[0017]對于機組主軸轉速測量則通過在齒輪箱主軸上安裝碼盤，對應碼盤位置安裝的光電編碼器2進行電量信號的轉化，將通過光電編碼器2轉化的脈沖電信號傳入到數字量采集設備當中，進入數字端口后，通過數字量采集設備4內部的計數器和內部時鐘配合計算出脈沖信號的脈沖頻率，從而計算出風電的轉速。
[0018]采集的模擬量和數字量信號通過模擬量采集設備3和數字量采集設備4內部的處理后，再分別通過第一 WIFI數據傳輸模塊33和第二 WIFI數據傳輸模塊42通過無線通訊的方式傳輸給PC便攜機5，PC便攜機5對采集到的信號進行處理、分析、儲存，并最后給用戶顯示。
[0019]在實施本裝置時模擬量采集設備3采用N1-9205模擬量采集設備，該設備有32個模擬量采集通道、采用率可以達到250kS/s，支持IEEE802.11通訊協(xié)議；數字量采集設備4采用N1-9401數字量采集設備，具有8路數字量采集通道，可以采集5V/TTL波形，具有最大時鐘頻率為10MHz，支持IEEE802.llb/g無線通信方式，PC便攜機軟件適合WindowsVista(32-and64_bit)/XP/2000 等操作系統(tǒng)。
[0020]可見本實用新型主要用于風電機組主軸的軸系狀態(tài)的監(jiān)測和分析，提供了風電機組主軸狀態(tài)的監(jiān)測及分析系統(tǒng)的硬件和基于WIFI的框架設計，用戶可以免去了現場接線麻煩，并且測試過程中，使用者不需要進入桿塔當中即可實現測試，為風電機組的主軸的軸系狀態(tài)監(jiān)測提供安全運行指導。
【權利要求】
1.便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，其特征在于:它包括主軸擺度測量模塊、主軸位置測量模塊、主軸轉速測量模塊、模擬量采集設備(3)、數字量采集設備(4)以及PC便攜機(5)，其中，主軸擺度測量模塊由多塊安裝在主軸徑向水平方向和主軸徑向垂直方向上的電渦流傳感器(I)組成，主軸位置測量模塊由與標記在主軸上的鍵相塊對應的鍵相傳感器(6)組成，主軸轉速測量模塊由與安裝在齒輪箱主軸上碼盤對應的光電編碼器(2)組成，模擬量采集設備(3)包括A/D轉換模塊(31)、數據處理模塊(32)以及第一 WIFI數據傳輸模塊(33)，數字量采集設備(4)包括脈沖信號測量模塊(41)和第二 WIFI數據傳輸模塊(42)，A/D轉換模塊(31)上設置有與電渦流傳感器(I)對應的信號輸入端且分別與電渦流傳感器(I)的信號輸出端相連，A/D轉換模塊(31)的信號輸出端與數據處理模塊(32)的信號輸入端相連，數據處理模塊(32)的信號輸出端與第一 WIFI數據傳輸模塊(33)的信號輸入端相連，脈沖信號測量模塊(41)有兩個信號輸入端且分別與鍵相傳感器(6)和光電編碼器(2)的信號輸出端相連,脈沖信號測量模塊(41)的輸出端與第二 WIFI數據傳輸模塊(42)的信號輸入端相連，第一 WIFI數據傳輸模塊(33)和第二 WIFI數據傳輸模塊(42)的信號輸出端通過WIFI網絡與PC便攜機(5)通訊。
2.根據權利要求1所述的便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，其特征在于:所述的脈沖信號測量模塊(41)由數字量采集設備(4)內部的計數器和內部時鐘組成。
3.根據權利要求1所述的便攜式WIFI通訊式雙饋風電機組軸系擺度測試裝置，其特征在于:所述的PC便攜機(5)包括無線網絡模塊、處理模塊、顯示模塊以及數據存儲模塊。
【文檔編號】G01M13/00GK203745187SQ201320858648
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】王瑾 申請人:中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院有限公司