本實用新型實施例涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)軌形變檢測裝置。

背景技術(shù)：

風力發(fā)電機組工作的特殊性，要求其控制系統(tǒng)特別是控制器具有較高穩(wěn)定性，能夠全天候應(yīng)對相對惡劣的工作環(huán)境。對于部分采用接觸性壓接通訊方式的控制器(如菲尼克斯等)，其結(jié)構(gòu)只能接受控制柜導(dǎo)軌的正偏差，當存在負向偏差時，會直接影響控制器與其他模塊間的通訊質(zhì)量。在實際的安裝、出廠測試以及現(xiàn)場調(diào)試中，控制柜導(dǎo)軌的形變情況很難通過肉眼分辨，目前尚沒有合適的工具與手段對控制器導(dǎo)軌的形變進行檢測和定位，只有在長期運行后，才能通過故障分析對導(dǎo)軌的形變進行判斷和定位。由此給控制系統(tǒng)本身造成了較大的運行隱患，影響控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例提供一種導(dǎo)軌形變檢測裝置，用以對導(dǎo)軌的形變進行定性檢測。

本實用新型實施例提供的導(dǎo)軌形變檢測裝置，包括：

感測元件、傳感器和處理器；

其中，所述感測元件安裝在導(dǎo)軌上，用于對所述導(dǎo)軌的形變進行檢測，所述傳感器與所述感測元件電連接，用于對所述感測元件的電學(xué)參數(shù)進行檢測，所述處理器與所述傳感器電連接，用于根據(jù)所述傳感器的感測結(jié)果及相應(yīng)的參數(shù)閾值進行對比，確定所述導(dǎo)軌是否發(fā)生形變。

優(yōu)選的，所述裝置還可以包括：A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路與所述傳感器電連接，所述處理器通過所述A/D轉(zhuǎn)換電路與所述傳感器電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路用于對所述傳感器檢測獲得的電學(xué)參數(shù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電學(xué)參數(shù)輸出至所述處理器。

優(yōu)選地，所述裝置還可以包括：放大電路；

所述放大電路的輸入端與所述傳感器電連接，所述放大電路的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換電路電連接，用于對所述傳感器的輸出進行放大后發(fā)送給所述A/D轉(zhuǎn)換電路。

優(yōu)選地，所述裝置還可以包括：數(shù)據(jù)存儲器；

所述數(shù)據(jù)存儲器與所述處理器電連接，用于存儲感測元件的標識與參數(shù)閾值之間的對應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選地，所述裝置還可以包括：上位機，與所述處理器通信連接，所述上位機用于接收所述處理器在確定所述導(dǎo)軌發(fā)生形變時生成的報警信息。

特別的，所述電學(xué)參數(shù)包括如下的至少一種：電流、電壓。

所述傳感器包括如下傳感器中的至少一種：電壓傳感器、電流傳感器。

可選的，所述感測元件為金屬電阻絲。

所述金屬電阻絲的數(shù)量為多個，且每個金屬電阻絲設(shè)置在所述導(dǎo)軌的不同位置上，所述傳感器的數(shù)量與所述金屬電阻絲的數(shù)量對應(yīng)設(shè)置，用于分別對每個金屬電阻絲的電學(xué)參數(shù)進行檢測。

可選的，所述感測元件為壓電陶瓷。

所述壓電陶瓷的數(shù)量為多個，且每個壓電陶瓷設(shè)置在所述導(dǎo)軌的不同位置上，所述傳感器的數(shù)量與所述壓電陶瓷的數(shù)量對應(yīng)設(shè)置，用于分別對每個壓電陶瓷的電學(xué)參數(shù)進行檢測。

本實用新型實施例，根據(jù)導(dǎo)體的電學(xué)參數(shù)受到導(dǎo)體的橫截面積和長度影響的原理，將感測元件設(shè)置在導(dǎo)軌的不同位置上，并通過傳感器對不同位置上的感測元件的電學(xué)參數(shù)進行測量，從而通過將感測元件的電學(xué)參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)閾值進行對比即可實現(xiàn)對導(dǎo)軌形變的定性檢測。而不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣，只有系統(tǒng)運行一段時間之后才能根據(jù)系統(tǒng)的故障分析，確定導(dǎo)軌是否發(fā)生變形。提高了導(dǎo)軌形變檢測的實時性。并且通過對導(dǎo)軌的形變進行檢測能夠避免因為導(dǎo)軌發(fā)生形變而對器件的安裝和通信造成影響。有效的提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一實施例提供的導(dǎo)軌形變檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一實施提供的感測元件的安裝結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖3為本實用新型又一實施例提供的導(dǎo)軌形變檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：

10-導(dǎo)軌 11-感測元件

12-傳感器 13-A/D轉(zhuǎn)換電路

14-處理器 15-放大電路

16-數(shù)據(jù)存儲器 17-初始化模塊

18-上位機

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的說明書和權(quán)利要求書的術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟的過程或結(jié)構(gòu)的裝置不必限于清楚地列出的那些結(jié)構(gòu)或步驟而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程或裝置固有的其它步驟或結(jié)構(gòu)。

圖1為本實用新型一實施例提供的導(dǎo)軌形變檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置能夠用于對風力發(fā)電機組控制器的安裝導(dǎo)軌進行檢測。如圖1所示，該裝置包括：

感測元件11、傳感器12和處理器14；

其中，感測元件11安裝在導(dǎo)軌10上，用于對導(dǎo)軌10的形變進行檢測，傳感器12與感測元件11電連接，用于對感測元件11的電學(xué)參數(shù)進行檢測，傳感器12輸出的信號為模擬信號或數(shù)字信號。處理器14與傳感器12電連接，用于將傳感器12的感測結(jié)果及相應(yīng)的參數(shù)閾值進行對比，確定導(dǎo)軌10是否發(fā)生形變。

由于實際應(yīng)用中通常將數(shù)字信號當做信號處理的對象，因此，當上述傳感器12輸出的信號為模擬信號時，本實施例中還可以包括A/D轉(zhuǎn)換電路13，使得處理器14通過A/D轉(zhuǎn)換電路13與傳感器12電連接，并通過A/D轉(zhuǎn)換電路13對傳感器12檢測獲得的電學(xué)參數(shù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電學(xué)參數(shù)輸出至處理器14。其連接關(guān)系較簡單，這里不再通過圖示進行展示。本領(lǐng)域中，金屬導(dǎo)體的電阻可用表達

表示，其中，ρ為金屬導(dǎo)體的電阻率，S為金屬導(dǎo)體的橫截面積，L為金屬導(dǎo)體的長度。對于一根金屬電阻絲而言，設(shè)其電阻率為ρ、長度為L、橫截面積為S,則在未受力時,金屬電阻絲的原始電阻為R＝ρL/S。而當金屬電阻絲發(fā)生形變時其電阻會隨著金屬電阻的形變而變化。依據(jù)這一原理，在本實用新型的一個實施例中可以將感測元件11具體為金屬電阻絲，通過金屬電阻絲的電學(xué)參數(shù)對導(dǎo)軌的形變進行判斷，具有成本低，安裝簡單等優(yōu)點。

實際應(yīng)用中，金屬電阻絲的電學(xué)參數(shù)至少包括以下的一種：電阻、電流、電壓。

可以通過對金屬電阻絲兩端的電壓，以及金屬電阻絲內(nèi)電流的大小進行檢測，來計算獲取金屬電阻絲早當前時刻的電阻值。例如可以根據(jù)公式R＝V/I來確定金屬電阻絲的電阻，其中，V為金屬電阻絲兩端的電壓，I為金屬電阻絲內(nèi)的電流。其中電壓V和電流I可以是分別通過電壓傳感器和電壓傳感器測量獲得的。

另外，由于電壓與電阻之間存在正比的關(guān)系，因此，也可以通過檢測金屬電阻絲兩端電壓的方式來間接獲取金屬電阻絲當前的電阻變化情況。比如，當金屬電阻絲兩端的電壓增大時，則說明金屬電阻絲的電阻增大了，此時，可以確定金屬電阻絲發(fā)生了形變，即金屬電阻絲所在位置的導(dǎo)軌發(fā)生了形變。

類似的，根據(jù)電阻與電流之間的反比關(guān)系，本實施例還可以通過檢測電阻絲中電流的變化情況來確定金屬電阻絲電阻的變化情況，比如，當檢測到的金屬電阻絲中的電流減小時，則可以說明金屬電阻絲的電阻增大了，此時，可以確定金屬電阻絲發(fā)生了形變，即金屬電阻絲所在位置的導(dǎo)軌發(fā)生了形變。并且，由上述可知，本實施例中傳感器12可以被具體為電壓傳感器和/或電流傳感器。

圖2為本實用新型一實施提供的感測元件的安裝結(jié)構(gòu)剖面圖，如圖2所示，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)導(dǎo)軌10的形態(tài)，以及檢測需要，有目的性的在導(dǎo)軌的不同位置或區(qū)域上設(shè)置金屬電阻絲，以達到對安裝導(dǎo)軌的不同位置或區(qū)域進行檢測的目的。此時，傳感器12可以被具體為一個或一組傳感器，比如，當導(dǎo)軌上同時設(shè)置有多個金屬電阻絲時，可以通過編號的方式對不同位置上的金屬電阻絲進行標識，當執(zhí)行檢測操作時，則可以通過預(yù)設(shè)的一個或一組傳感器按照金屬電阻絲的編號順序?qū)饘匐娮杞z進行逐一檢測。

當然，在實際應(yīng)用中，傳感器12也可以被具體為多個或多組傳感器。即當金屬電阻絲的數(shù)量為多個時，可以單獨為每個金屬電阻絲設(shè)置一個或一組傳感器，用于分別對每個金屬電阻絲的電學(xué)參數(shù)進行檢測。其檢測方法類似，在這里不再贅述。

由于實際工程上，一般都設(shè)置有導(dǎo)軌的最大變形容忍量，當導(dǎo)軌變形超過這個容忍量時，則默認導(dǎo)軌的狀態(tài)影響了安裝在其上的設(shè)備的正常使用。此時需要對導(dǎo)軌進行維修或更換。在本實施例中，這個容忍量被體現(xiàn)為與金屬電阻絲的具體電學(xué)參數(shù)對應(yīng)的參數(shù)閾值。即當設(shè)置在導(dǎo)軌上的金屬絲的電學(xué)參數(shù)超過或低于對應(yīng)的參數(shù)閾值時，則向上位機發(fā)送報警信號。例如當檢測到當前金屬絲的兩端電壓超過預(yù)設(shè)的電壓參數(shù)閾值時，則確定金屬絲所在的位置發(fā)生形變，且型變量超出預(yù)設(shè)的最大容忍量。當然此處僅為示例說明，并不是對本發(fā)明的唯一限定。

在本實用新型的另一實施例中，感測元件11還可以被具體為壓電陶瓷。

具體的，壓電陶瓷最大的特性是具有壓電性,包括正壓電性和逆壓電性。正壓電性是指某些電介質(zhì)在機械外力作用下,介質(zhì)內(nèi)部正負電荷中心發(fā)生相對位移而引起極化,從而導(dǎo)致電介質(zhì)兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號相反的束縛電荷。且當外力在某一特定范圍內(nèi)時,壓電陶瓷上的電荷密度與外力成正比,遵循公式：

其中,δ為面電荷密度,d為壓電應(yīng)變常數(shù),T為伸縮應(yīng)力。反之,當給具有壓電性的電介質(zhì)施加外電場時,電介質(zhì)內(nèi)部正負電荷中心發(fā)生相對位移而被極化,由此位移導(dǎo)致電介質(zhì)發(fā)生形變,這種效應(yīng)稱之為逆壓電性。當電場強度在特定的場強范圍內(nèi)時，壓電陶瓷的形變與外電場呈線性關(guān)系,遵循公式：

其中，dt為逆壓電應(yīng)變常數(shù),即d的轉(zhuǎn)置矩陣,E為外加電場,x為應(yīng)變。壓電效應(yīng)的強弱反映了晶體的彈性性能與介電性能之間的耦合程度,用機電耦合系數(shù)K表示,遵循公式:

其中U₁₂為壓電能,U₁為彈性能,U₂為介電能。

當壓電陶瓷間距變化時，其壓降會隨著間距的變化而變化。依據(jù)這一原理，本實施例可以將壓電陶瓷設(shè)置在導(dǎo)軌上，以根據(jù)壓電陶瓷的電壓或電流變化來確定導(dǎo)軌是否發(fā)生變形。其具體的實現(xiàn)方式與金屬電阻絲的實現(xiàn)方式類似，在這里不再贅述。

本實施例，根據(jù)導(dǎo)體的電學(xué)參數(shù)受到導(dǎo)體的橫截面積和長度影響的原理，將感測元件設(shè)置在導(dǎo)軌的不同位置上，并通過傳感器對不同位置上的感測元件的電學(xué)參數(shù)進行測量，從而通過將感測元件的電學(xué)參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)閾值進行對比即可實現(xiàn)對導(dǎo)軌形變的定性檢測。而不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣，只有系統(tǒng)運行一段時間之后才能根據(jù)系統(tǒng)的故障分析，確定導(dǎo)軌是否發(fā)生變形。提高了導(dǎo)軌形變檢測的實時性。并且通過對導(dǎo)軌的形變進行檢測能夠避免因為導(dǎo)軌發(fā)生形變而對器件的安裝和通信造成影響。有效的提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

圖3為本實用新型又一實施例提供的導(dǎo)軌形變檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例中該裝置還可以包括：放大電路15、數(shù)據(jù)存儲模塊16、初始化模塊17、上位機18。

其中，放大電路15的輸入端與傳感器12電連接，放大電路15的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路13電連接，用于對傳感器12的輸出進行放大后發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換電路13。數(shù)據(jù)存儲器16與處理器14電連接，用于存儲感測元件11的標識與參數(shù)閾值之間的對應(yīng)關(guān)系。初始化模塊17與數(shù)據(jù)存儲器16電連接，用于初始化獲取所述感測元件11的標識和參數(shù)閾值，并將所述感測元件的標識與參數(shù)閾值之間的對應(yīng)關(guān)系存儲在數(shù)據(jù)存儲器16中。

實際應(yīng)用中，在進行初始化操作時初始化模塊17初始化各個功能模塊，接著判斷是否有遠程終端對導(dǎo)軌上的各個感測元件的標識以及參數(shù)閾值進行設(shè)置，如果有，則從遠程終端上獲取各感測元件的標識及對應(yīng)的參數(shù)閾值，并存儲在數(shù)據(jù)存儲器16中，如果沒有，則從數(shù)據(jù)存儲器16中讀取各感測元件默認的參數(shù)閾值。以使處理器14根據(jù)該參數(shù)閾值對導(dǎo)軌是否發(fā)生形變進行判斷，并在導(dǎo)軌發(fā)生變形時生成報警信息。上位機18與處理器14通信連接，用于接收處理器14在確定導(dǎo)軌發(fā)生形變時生成的報警信息。

本實施例，通過設(shè)置數(shù)據(jù)存儲器和初始化模塊，能夠允許遠程終端對各感測元件的參數(shù)閾值和標識進行設(shè)置，進而能夠滿足多樣化的檢測需要，提升了導(dǎo)軌形變檢測裝置的可用性。

最后需要說明的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例方法中的全部或者部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可以為磁盤、光盤、只讀存儲記憶體(ROM)或隨機存儲記憶體(RAM)等。

本實用新型實施例中的各個功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨的物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)，并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀存儲介質(zhì)中。上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器、磁盤或光盤等。

以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。