一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，塔筒包括至少兩個(gè)連接筒，兩個(gè)相接觸的連接筒為上部連接筒和下部連接筒，在上部連接筒的端部和下部連接筒的端部分別設(shè)有法蘭，通過(guò)螺栓將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置包括設(shè)置在上部連接筒法蘭上的若干傳感器組、設(shè)置在下部連接筒法蘭上的若干方向傳感器和若干振動(dòng)傳感器，傳感器組設(shè)置的位置與方向傳感器設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)，若干振動(dòng)傳感器間隔設(shè)置在上部連接筒法蘭上和下部連接筒法蘭上，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高，獲得塔筒傾斜變形曲線，能夠準(zhǔn)確的判定塔筒的傾斜方向，方便工作人員的維護(hù)、修理，及時(shí)檢測(cè)塔筒的振動(dòng)情況，并且裝置簡(jiǎn)單，成本低。
【專利說(shuō)明】一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于風(fēng)電機(jī)組塔筒測(cè)量的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組的塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的承重部件，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中主要起支撐作用，同時(shí)吸收機(jī)組震動(dòng)。塔筒承受著推力、彎矩和扭矩負(fù)荷等復(fù)雜多變的載荷，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，塔筒會(huì)出現(xiàn)一定幅度的搖擺和扭曲等變形；此外，塔筒還會(huì)受到材料變形、零部件失效以及地基沉降等因素的影響，產(chǎn)生傾斜。塔筒過(guò)大的傾斜變形會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的還會(huì)產(chǎn)生安全事故，因此，需要對(duì)塔筒的傾斜變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0003]目前，在對(duì)塔筒進(jìn)行傾斜變形測(cè)量時(shí)，通常是在塔筒上安裝多個(gè)GPS接收機(jī)，根據(jù)GPS測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)繪制得到塔筒的傾斜變形曲線，這種方式成本較高，且在計(jì)算塔筒變形時(shí)，未考慮塔筒的非線性變形的特點(diǎn)，通常是基于單一傾角和剛體變形來(lái)計(jì)算得到塔筒的變形量，導(dǎo)致計(jì)算得到塔筒的變形曲線不準(zhǔn)確。此外，現(xiàn)有技術(shù)中也有通過(guò)在塔筒上設(shè)置傾斜傳感器的方式，來(lái)檢測(cè)塔筒的傾斜變形，其測(cè)量得到的塔筒的變形曲線仍舊為線性變形曲線，而非塔筒的真實(shí)變形曲線，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0004]—般來(lái)講,塔筒傾斜時(shí)傾斜的方向不能準(zhǔn)確判定，給工作人員的維修、搶救的工作帶來(lái)了困難。并且，當(dāng)遇到颶風(fēng)、地震時(shí)，塔筒容易受到劇烈的沖擊，影響塔筒傾斜變形測(cè)量的數(shù)據(jù)，進(jìn)而不能準(zhǔn)確的確定傾斜變形曲線。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、傾斜方向不能確定的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高，獲得塔筒真實(shí)的傾斜變形曲線，能夠準(zhǔn)確的判定塔筒的傾斜方向，方便工作人員的維護(hù)、修理，及時(shí)檢測(cè)塔筒的振動(dòng)情況，避免塔筒的損壞，并且裝置簡(jiǎn)單，成本低。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，塔筒包括至少兩個(gè)連接筒，兩個(gè)相接觸的連接筒為上部連接筒和下部連接筒，在上部連接筒的端部和下部連接筒的端部分別設(shè)有法蘭，通過(guò)螺栓將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，其特征在于，傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置包括設(shè)置在上部連接筒法蘭上的若干傳感器組、設(shè)置在下部連接筒法蘭上的若干確定塔筒傾斜方向的方向傳感器和若干振動(dòng)傳感器，傳感器組設(shè)置的位置與方向傳感器設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)，若干振動(dòng)傳感器間隔設(shè)置在上部連接筒法蘭上和下部連接筒法蘭上。
[0007]在上部連接筒的法蘭上設(shè)有向塔筒中心延伸的上部懸掛臂，下部連接筒的法蘭上設(shè)有向塔筒中心延伸的下部懸掛臂，上部懸掛臂和下部懸掛臂設(shè)置在同一垂直線上，在上部懸掛臂上設(shè)有傳感器組和振動(dòng)傳感器，在下部懸掛臂上設(shè)有方向傳感器和振動(dòng)傳感器，方向傳感器的設(shè)置位置與傳感器組的設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)。
[0008]上部懸掛臂、下部懸掛臂分別設(shè)有若干個(gè)，每對(duì)上部懸掛臂與下部懸掛臂均設(shè)置在同一垂直線上，在每個(gè)上部懸掛臂上均設(shè)有一個(gè)傳感器組和一個(gè)振動(dòng)傳感器，在每個(gè)下部懸掛臂上均設(shè)有一個(gè)方向傳感器和一個(gè)振動(dòng)傳感器，傳感器組與方向傳感器設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)，上部懸掛臂、下部懸掛臂分別沿上部連接筒法蘭、下部連接筒法蘭的圓周方向均勻分布。
[0009]傳感器組設(shè)置在上部懸掛臂遠(yuǎn)離法蘭的端部，方向傳感器設(shè)置在下部懸掛臂遠(yuǎn)離法蘭的端部，振動(dòng)傳感器分別設(shè)置在上部懸掛臂、下部懸掛臂的中心位置處。
[0010]上部連接筒法蘭上設(shè)有若干螺栓孔，在相鄰兩個(gè)螺栓孔之間固定有上部懸掛臂，下部連接筒法蘭上設(shè)有若干螺栓孔，在相鄰兩個(gè)螺栓孔之間固定有下部懸掛臂，上部懸掛臂與下部懸掛臂為平行設(shè)置，并且具有一間距。
[0011]傳感器組包括傾斜傳感器和加速度傳感器，加速度傳感器設(shè)置在傾斜傳感器上，或者加速度傳感器與傾斜傳感器相鄰設(shè)置。
[0012]傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置還包括接收/發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)的收發(fā)控制器、對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行收集的數(shù)據(jù)收集器和控制中心，傳感器組、方向傳感器和振動(dòng)傳感器均與收發(fā)控制器連接，收發(fā)控制器通過(guò)數(shù)據(jù)收集器與控制中心連接。
[0013]在塔筒內(nèi)至少設(shè)有一個(gè)儲(chǔ)放平臺(tái)，儲(chǔ)放平臺(tái)設(shè)置在相接觸兩個(gè)連接筒法蘭的上部或下部，在儲(chǔ)放平臺(tái)上設(shè)有收發(fā)控制器和數(shù)據(jù)收集器。
[0014]控制中心包括根據(jù)數(shù)據(jù)收集器收集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到變形方程的數(shù)據(jù)計(jì)算單元、根據(jù)變形方程得到傾斜變形曲線的曲線獲取單元和對(duì)各傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波的濾波降噪單元，濾波降噪單元、數(shù)據(jù)計(jì)算單元、曲線獲取單元依次通過(guò)連接線連接。
[0015]控制中心還包括根據(jù)振動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的振動(dòng)檢測(cè)單元和根據(jù)振動(dòng)檢測(cè)單元判斷進(jìn)行報(bào)警的報(bào)警單元，振動(dòng)檢測(cè)單元與報(bào)警單元連接。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是，一、兼顧塔筒傾斜和非線性變形，獲得塔筒真實(shí)的傾斜變形曲線，提高了塔筒傾斜變形測(cè)量的準(zhǔn)確性，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高；二、在測(cè)量塔筒傾斜角度的同時(shí)，可以準(zhǔn)確確定塔筒的傾斜方向，方便工作人員進(jìn)行維護(hù)、修理；三、傳感器組、方向傳感器、振動(dòng)傳感器分別設(shè)置有若干個(gè)，不僅提高了測(cè)量的靈敏度，而且在其中一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，其他的傳感器可以正常工作，避免了測(cè)量數(shù)據(jù)的遺漏、錯(cuò)誤；四、及時(shí)監(jiān)測(cè)塔筒的振動(dòng)情況，在遇到颶風(fēng)、地震等劇烈沖擊時(shí)，可以發(fā)出警報(bào)，通知工作人員作出相應(yīng)的處理，避免塔筒的損壞，并且可判斷傳感器獲取的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確；五、傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置簡(jiǎn)單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0018]圖1是本實(shí)用新型風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置中傳感器一種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置中傳感器另一種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置中傳感器設(shè)置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖5是本實(shí)用新型傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置的整體流程結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]如圖所示，塔筒1，上部連接筒2，下部連接筒3，法蘭4，螺栓5，傳感器組6，方向傳感器7，振動(dòng)傳感器8，上部懸掛臂9，下部懸掛臂10，螺栓孔11，傾斜傳感器12，加速度傳感器13，收發(fā)控制器14，數(shù)據(jù)收集器15，控制中心16，儲(chǔ)放平臺(tái)17，數(shù)據(jù)計(jì)算單元18，曲線獲取單元19，振動(dòng)檢測(cè)單元20，濾波降噪單元21，報(bào)警單元22。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部。塔筒I包括至少兩個(gè)連接筒，相鄰的兩個(gè)連接筒相接觸的端部分別設(shè)有法蘭4，通過(guò)螺栓5將兩個(gè)連接筒上的法蘭4固定連接，從而將兩個(gè)連接筒連接在一起，多個(gè)連接筒之間通過(guò)法蘭4、螺栓5連接在一起，形成塔筒I。
[0025]如圖1、2、3所示，兩個(gè)相接觸的連接筒為上部連接筒2和下部連接筒3，在上部連接筒的端部、下部連接筒的端部分別設(shè)有法蘭4，通過(guò)螺栓5將兩個(gè)連接筒上的法蘭4相固定。傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置包括若干傳感器組6、若干方向傳感器7和若干振動(dòng)傳感器8，在上部連接筒法蘭上設(shè)有若干傳感器組6，傳感器組6用于測(cè)量連接筒的傾斜角度和加速度。在下部連接筒法蘭上設(shè)有若干確定塔筒傾斜方向的方向傳感器7，方向傳感器設(shè)置的位置與上部連接筒上設(shè)有傳感器組的位置相對(duì)應(yīng)。若干振動(dòng)傳感器8間隔設(shè)置在上部連接筒法蘭上和下部連接筒法蘭上，用于測(cè)量塔筒的振動(dòng)，對(duì)颶風(fēng)、地震等劇烈沖擊進(jìn)行報(bào)警。
[0026]如圖2、3、4所示，在上部連接筒法蘭上設(shè)有向塔筒中心延伸的上部懸掛臂9，在下部連接筒法蘭上設(shè)有向塔筒中心延伸的下部懸掛臂10，上部懸掛臂9與下部懸掛臂10為相對(duì)設(shè)置，且處于同一垂直線上。上部懸掛臂9的一端固定在上部連接筒法蘭上，另一端懸空設(shè)置，在上部懸掛臂9上設(shè)有傳感器組6和振動(dòng)傳感器8，傳感器組6對(duì)塔筒進(jìn)行測(cè)量?jī)A斜角和加速度，振動(dòng)傳感器8檢測(cè)塔筒受到的振動(dòng)情況，判斷是否受到颶風(fēng)、地震等劇烈沖擊，進(jìn)行報(bào)警，通知相關(guān)工作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理。下部懸掛臂10的一端固定在下部連接筒法蘭上，另一端懸空設(shè)置，在下部懸掛臂10上設(shè)有方向傳感器7和振動(dòng)傳感器8。方向傳感器設(shè)置的位置與傳感器組設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)，在傳感器組6測(cè)量塔筒傾斜角度的同時(shí)，方向傳感器7將處于此傾角的塔筒的傾斜方向進(jìn)行測(cè)定，準(zhǔn)確的獲得塔筒傾斜的角度和方向，更好的為塔筒的傾斜進(jìn)行定位，方便工作人員的維護(hù)、修理。在上部懸掛臂9和下部懸掛臂10上均設(shè)有振動(dòng)傳感器8，振動(dòng)傳感器8分別檢測(cè)上部連接筒和下部連接筒的振動(dòng)情況，方便判斷是哪段連接筒發(fā)生振動(dòng)，對(duì)于輕微的振動(dòng)情況，工作人員可針對(duì)發(fā)生振動(dòng)的連接筒采取相應(yīng)的措施；對(duì)于颶風(fēng)、地震等振動(dòng)，工作人員可以針對(duì)整個(gè)連接筒采取相應(yīng)的措施；并且可以提高振動(dòng)傳感器的準(zhǔn)確度，更好的檢測(cè)塔筒的振動(dòng)，也可以防止其中一個(gè)振動(dòng)傳感器不能正常工作時(shí)，無(wú)法檢測(cè)塔筒振動(dòng)導(dǎo)致的塔筒損壞、傾斜、倒塌。
[0027]如圖2、3、4所示，為了提高傳感器的靈敏性，保證傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，傳感器組6設(shè)置在上部懸掛臂遠(yuǎn)離法蘭的端部，方向傳感器7設(shè)置在下部懸掛臂遠(yuǎn)離法蘭的端部，振動(dòng)傳感器8分別設(shè)置在上部懸掛臂的中心位置處、下部懸掛臂的中心位置處。
[0028]如圖2、3、4所示，上部懸掛臂9、下部懸掛臂10分別設(shè)有若干個(gè)，每對(duì)上部懸掛臂9與下部懸掛臂10均為相對(duì)設(shè)置，處于同一垂直線上。在每個(gè)上部懸掛臂上均設(shè)有一個(gè)傳感器組6和一個(gè)振動(dòng)傳感器8，在每個(gè)下部懸掛臂上均設(shè)有一個(gè)方向傳感器7和一個(gè)振動(dòng)傳感器8，傳感器組6與方向傳感器7設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)。上部懸掛臂9沿上部連接筒法蘭的圓周方向均勻分布，下部懸掛臂10沿下部連接筒法蘭的圓周方向均勻分布。
[0029]上部懸掛臂上的傳感器組6、下部懸掛臂上的方向傳感器7沿塔筒的內(nèi)徑均勻設(shè)置，可以檢測(cè)塔筒各個(gè)方位的傾斜狀況，并且對(duì)傾斜的方向予以確定。若干傳感器組6、若干方向傳感器7起到多重保護(hù)的作用，當(dāng)其中一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障、不能正常工作時(shí)，其他的傳感器可以繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)，有效地避免了因傳感器的故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)的遺漏、錯(cuò)誤，致使塔筒的傾斜監(jiān)測(cè)受到影響。若干振動(dòng)傳感器8沿塔筒的法蘭圓周方向均勻分布，可以檢測(cè)各個(gè)方向的振動(dòng)，從而判斷在此方向時(shí)傳感器組、方向傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，而且檢測(cè)塔筒是否受到劇烈的沖擊，避免劇烈沖擊導(dǎo)致的塔筒的傾斜、損壞、倒塌。在同一個(gè)方向上，上部懸掛臂上、下部懸掛臂上均設(shè)有振動(dòng)傳感器，在此方向上檢測(cè)塔筒振動(dòng)時(shí)，避免其中一個(gè)振動(dòng)傳感器無(wú)法正常工作導(dǎo)致的振動(dòng)檢測(cè)不準(zhǔn)確。
[0030]如圖4所示，上部連接筒法蘭上設(shè)有若干螺栓孔11，在相鄰兩個(gè)螺栓孔之間固定有上部懸掛臂9 ;下部連接筒法蘭上設(shè)有若干螺栓孔11，在相鄰兩個(gè)螺栓孔之間固定有下部懸掛臂10。上部懸掛臂9與下部懸掛臂10為平行設(shè)置，并且兩者之間具有一間距。
[0031]如圖2、3所示，傳感器組6包括傾斜傳感器12和加速度傳感器13，傾斜傳感器12用于測(cè)量連接筒的傾斜角，加速度傳感器13用于測(cè)量連接筒的加速度，根據(jù)測(cè)量得出的傾斜角、加速度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得出塔筒的傾斜變形曲線。
[0032]如圖2所示，加速度傳感器13設(shè)置在傾斜傳感器12上，與傾斜傳感器12疊加設(shè)置在上部懸掛臂的遠(yuǎn)離法蘭的端部。
[0033]如圖3所示，還可以是，加速度傳感器13與傾斜傳感器12為相鄰設(shè)置，形成一個(gè)組合，設(shè)置在上部懸掛臂的遠(yuǎn)離法蘭的端部。
[0034]如圖1、5所示，傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置還包括收發(fā)控制器14、數(shù)據(jù)收集器15和控制中心16，收發(fā)控制器14用于接收、發(fā)送由傳感器組獲得的數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)收集器15用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行收集；控制中心16將數(shù)據(jù)收集器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，得出塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線。在塔筒的內(nèi)部至少設(shè)有一個(gè)儲(chǔ)放平臺(tái)17，儲(chǔ)放平臺(tái)17可以設(shè)置在相接觸的兩個(gè)連接筒法蘭的上部或下部。收發(fā)控制器14、數(shù)據(jù)收集器15均固定在儲(chǔ)放平臺(tái)17上。
[0035]如圖1、5所示，若干傳感器組6、若干方向傳感器7和若干振動(dòng)傳感器8分別通過(guò)傳感器連接線與收發(fā)控制器14連接，收發(fā)控制器14通過(guò)連接線與數(shù)據(jù)收集器15連接，將獲得的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)收集器15中，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行收集匯總。數(shù)據(jù)收集器15再通過(guò)連接線與控制中心16連接，將收集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、處理。
[0036]傾斜傳感器12、加速度傳感器13、方向傳感器7、振動(dòng)傳感器8、收發(fā)控制器14、數(shù)據(jù)收集器15和控制中心16也可以采用具有無(wú)線傳輸功能的裝置，通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳輸將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心16。收發(fā)控制器14可以為具有無(wú)線射頻功能的RF收發(fā)控制器。
[0037]如圖5所示，控制中心16包括數(shù)據(jù)計(jì)算單元18、曲線獲取單元19和濾波降噪單元21。數(shù)據(jù)計(jì)算單元18，用于根據(jù)數(shù)據(jù)收集器收集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到塔筒的傾斜變形方程；曲線獲取單元19，用于根據(jù)塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線；濾波降噪單元21，對(duì)各傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波，降低高頻噪音干擾，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。在控制中心內(nèi)濾波降噪單元21通過(guò)連接線與數(shù)據(jù)計(jì)算單元18連接，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波降噪處理，確保數(shù)據(jù)計(jì)算得到的變形方程更為準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)計(jì)算單元18通過(guò)連接線與曲線獲取單元19連接，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算單元得到的傾斜變形方程獲得傾斜變形曲線。
[0038]如圖5所示,控制中心16還包括振動(dòng)檢測(cè)單元20和報(bào)警單元22。振動(dòng)檢測(cè)單元20，根據(jù)振動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否報(bào)警；報(bào)警單元22，根據(jù)振動(dòng)檢測(cè)單元的判斷進(jìn)行報(bào)警。振動(dòng)檢測(cè)單元20與報(bào)警單元22通過(guò)連接線連接，由數(shù)據(jù)收集器15傳遞的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)振動(dòng)檢測(cè)單元的檢測(cè)，對(duì)振動(dòng)進(jìn)行分析判斷之后，報(bào)警單元22進(jìn)行報(bào)警。
[0039]當(dāng)塔筒遭遇到颶風(fēng)、地震等的劇烈沖擊時(shí)，振動(dòng)傳感器8將數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞到控制中心16，控制中心的振動(dòng)檢測(cè)單元20經(jīng)過(guò)邏輯判斷，當(dāng)判定為劇烈沖擊時(shí)，向報(bào)警單元22發(fā)出報(bào)警信息，相關(guān)工作人員根據(jù)報(bào)警信息做出相應(yīng)的處理，同時(shí)，也告知工作人員此時(shí)得到的塔筒的傾斜角度、加速度、方向數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確，由此得出的塔筒的變形曲線也是不準(zhǔn)確的，以便工作人員對(duì)此時(shí)測(cè)量的塔筒變形曲線進(jìn)行處理。
[0040]在利用上述的傾斜傳感器12和加速度傳感器13對(duì)塔筒的傾斜變形進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可根據(jù)測(cè)量得到的多個(gè)時(shí)刻的值，確定塔筒的變形量。具體地，將塔筒所受到的風(fēng)載荷分成三部分，分別為靜態(tài)的風(fēng)載荷、準(zhǔn)靜態(tài)的風(fēng)載荷(即風(fēng)速變化緩慢的風(fēng)載荷)以及快速變動(dòng)的風(fēng)載荷，對(duì)應(yīng)地，將塔筒的變形，可分解成與上述不同風(fēng)載荷下的變形的疊加，即將塔筒變形分解為靜態(tài)變形、準(zhǔn)靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形三部分，該三部分變形疊加就可得到塔筒的變形。
[0041]根據(jù)測(cè)量得到的傾斜角和加速度，獲得靜態(tài)變形量、準(zhǔn)靜態(tài)變形量和動(dòng)態(tài)變形量，并根據(jù)靜態(tài)變形量、準(zhǔn)靜態(tài)變形量和動(dòng)態(tài)變形量確定塔筒的傾斜變形方程，X(h, t) = (m+n Δ t)hr+chscos ω Λ t,其中，Λ t=t-t0,為測(cè)量時(shí)刻t相對(duì)測(cè)量周期開(kāi)始時(shí)刻h的時(shí)間增量；X(h，t)為塔筒的變形方程，即塔筒的h高度處在t時(shí)刻的水平位移量；(m+n Δ t)hr為塔筒的靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)變形方程，chscos? Δ t為塔筒的動(dòng)態(tài)變形方程;m為塔筒的靜態(tài)變形量，η為塔筒的準(zhǔn)靜態(tài)變形量，r為靜態(tài)變形指數(shù)，ω、s、c為動(dòng)態(tài)變形量,在一個(gè)周期內(nèi)基本保持穩(wěn)定 。再根據(jù)塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線。
[0042]本實(shí)用新型風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，在塔筒法蘭上設(shè)有懸掛臂，在上部懸掛臂上設(shè)有傳感器組6，測(cè)量塔筒的傾斜角和加速度，進(jìn)而確定塔筒的傾斜變形方程，獲得塔筒真實(shí)的傾斜變形曲線，提高了塔筒傾斜變形測(cè)量的準(zhǔn)確性，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高。在下部懸掛臂10上與傳感器組相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)有方向傳感器7，測(cè)量塔筒傾斜角的具體傾斜方向，方便工作人員進(jìn)行維護(hù)、修理。在上部懸掛臂9、下部懸掛臂10上分別設(shè)有振動(dòng)傳感器8，將塔筒的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，在遇到颶風(fēng)、地震等劇烈沖擊時(shí)，可以及時(shí)采取措施，避免塔筒的損壞，并且可判斷傳感器獲取的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。傳感器組6、方向傳感器7、振動(dòng)傳感器8分別設(shè)置有若干個(gè)，不僅提高了測(cè)量的靈敏度，而且在其中一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，其他的傳感器可以正常工作，避免了測(cè)量數(shù)據(jù)的遺漏、錯(cuò)誤；并且裝置簡(jiǎn)單，成本低。
[0043]以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，所述塔筒(I)包括至少兩個(gè)連接筒，兩個(gè)相接觸的連接筒為上部連接筒(2)和下部連接筒(3)，在所述上部連接筒的端部和下部連接筒的端部分別設(shè)有法蘭(4)，通過(guò)螺栓(5)將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，其特征在于，所述傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置包括設(shè)置在上部連接筒法蘭上的若干傳感器組(6)、設(shè)置在下部連接筒法蘭上的若干確定塔筒傾斜方向的方向傳感器(7)和若干振動(dòng)傳感器(8)，所述傳感器組設(shè)置的位置與方向傳感器設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)，所述若干振動(dòng)傳感器(8 )間隔設(shè)置在上部連接筒法蘭上和下部連接筒法蘭上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，在所述上部連接筒的法蘭上設(shè)有向塔筒中心延伸的上部懸掛臂(9)，所述下部連接筒的法蘭上設(shè)有向塔筒中心延伸的下部懸掛臂(10)，所述上部懸掛臂(9)和下部懸掛臂(10)設(shè)置在同一垂直線上，在所述上部懸掛臂(2)上設(shè)有傳感器組(6)和振動(dòng)傳感器(8)，在下部懸掛臂(10)上設(shè)有方向傳感器(7)和振動(dòng)傳感器(8)，所述方向傳感器的設(shè)置位置與傳感器組的設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述上部懸掛臂(9)、下部懸掛臂(10)分別設(shè)有若干個(gè)，每對(duì)上部懸掛臂與下部懸掛臂均設(shè)置在同一垂直線上，在每個(gè)上部懸掛臂上均設(shè)有一個(gè)傳感器組(6)和一個(gè)振動(dòng)傳感器(8)，在每個(gè)下部懸掛臂上均設(shè)有一個(gè)方向傳感器(7 )和一個(gè)振動(dòng)傳感器(8 )，所述傳感器組(6 )與方向傳感器(7)設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)，所述上部懸掛臂(9)、下部懸掛臂(10)分別沿上部連接筒法蘭、下部連接筒法蘭的圓周方向均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器組(6)設(shè)置在上部懸掛臂遠(yuǎn)離法蘭的端部，所述方向傳感器(7)設(shè)置在下部懸掛臂遠(yuǎn)離法蘭的端部，所述振動(dòng)傳感器(8)分別設(shè)置在上部懸掛臂、下部懸掛臂的中心位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述上部連接筒法蘭上設(shè)有若干螺栓孔(11)，在相鄰兩個(gè)螺栓孔之間固定有上部懸掛臂(9)，所述下部連接筒法蘭上設(shè)有若干螺栓孔(11)，在相鄰兩個(gè)螺栓孔之間固定有下部懸掛臂(10)，所述上部懸掛臂(9)與下部懸掛臂(10)為平行設(shè)置，并且具有一間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器組(6)包括傾斜傳感器(12)和加速度傳感器(13)，所述加速度傳感器(13)設(shè)置在傾斜傳感器(12)上，或者所述加速度傳感器(13)與傾斜傳感器(12)相鄰設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置還包括接收/發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)的收發(fā)控制器(14)、對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行收集的數(shù)據(jù)收集器(15)和控制中心(16)，所述傳感器組(6)、方向傳感器(7)和振動(dòng)傳感器(8)均與收發(fā)控制器(14)連接，所述收發(fā)控制器(14)通過(guò)數(shù)據(jù)收集器(15)與控制中心(16)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，在塔筒內(nèi)至少設(shè)有一個(gè)儲(chǔ)放平臺(tái)(17)，所述儲(chǔ)放平臺(tái)(17)設(shè)置在相接觸兩個(gè)連接筒法蘭的上部或下部，在所述儲(chǔ)放平臺(tái)(17)上設(shè)有收發(fā)控制器(14)和數(shù)據(jù)收集器(15)。
【文檔編號(hào)】G01B21/32GK203785660SQ201420140285
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】苗繼春, 趙建軍, 張愛(ài)民 申請(qǐng)人:北京唐浩電力工程技術(shù)研究有限公司, 赤峰華源新力科技有限公司