本發(fā)明涉及一種光伏技術(shù)領(lǐng)域，用于測(cè)量光伏支架的固有頻率，通過測(cè)定的固有頻率解決光伏支架遭受的交變載荷損害。

背景技術(shù)：

光伏支架在戶外使用時(shí)，在大風(fēng)和氣壓的作用下，需要承受一定的載荷；因風(fēng)向和氣壓的方向多變性，其在光伏支架上產(chǎn)生的載荷也為交變的。光伏支架在受到交變載荷時(shí)，其支架會(huì)跟隨旋轉(zhuǎn)主梁的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生多種頻率的振動(dòng)。當(dāng)光伏支架的固有頻率和這種交變載荷頻率相等或相近時(shí)，光伏支架將會(huì)因達(dá)到共振狀態(tài)而遭到破壞，若要解決此交變載荷產(chǎn)生的共振問題，需先測(cè)量出光伏支架的固有頻率，以此為基礎(chǔ)針對(duì)性的解決交變載荷的危害，所以對(duì)光伏支架的固有頻率的研究就顯得尤其重要。

現(xiàn)有的光伏支架，設(shè)計(jì)考核因素多為載重、風(fēng)壓等。但實(shí)際的戶外使用環(huán)境中，風(fēng)向和氣壓的雙重作用其破壞效果通常不是簡(jiǎn)單的疊加，在sap(力學(xué)分析軟件名稱)或有限元分析中都無法實(shí)現(xiàn)，更無法獲知光伏支架系統(tǒng)的固有頻率。

因此，本方案提出一種光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置及測(cè)量方法，精準(zhǔn)地測(cè)量光伏支架的固有頻率，從而為解決光伏支架的交變載荷等問題提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置，精準(zhǔn)地測(cè)量光伏支架的固有頻率，從而為解決光伏支架遭受的交變載荷損害等問題提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置，包括：

固定的光伏支架，所述光伏支架包括橫梁和立柱，所述橫梁上陣列排設(shè)有若干個(gè)光伏組件；

振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在所述橫梁的一端，用于給所述橫梁提供振動(dòng)力；

頻率采集裝置，其包括連接所述光伏組件和所述立柱的位移傳感器，與所述位移傳感器相連接的變送器，以及一用于經(jīng)所述變送器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集器。

本技術(shù)方案中，通過在固定的光伏支架上設(shè)置一振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)，利用振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)模擬光伏支架所受到的交變載荷。同時(shí)通過頻率采集裝置中的位移傳感器對(duì)光伏組件的振動(dòng)位移做檢測(cè)，并由變送器將檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，數(shù)據(jù)采集器將其采集并發(fā)送。這樣有助于技術(shù)人員通過采集的數(shù)據(jù)獲知光伏支架的固定頻率，進(jìn)而解決光伏支架的交變載荷等問題，有效地延長(zhǎng)光伏支架的使用壽命。

優(yōu)選地，所述振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)，包括一懸臂梁，所述懸臂梁的一端與所述橫梁的一端連接，所述懸臂梁的另一端上方設(shè)有減速器；

所述減速器的一端連接一可旋轉(zhuǎn)的懸臂重物機(jī)構(gòu)，另一端連接一為所述減速器提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)裝置，使其控制所述懸臂重物機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。

本技術(shù)方案中，設(shè)置的振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)具體的包括了懸臂梁，以及設(shè)置在懸臂梁上的減速器。通過設(shè)置的減速器將驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力傳遞至連接的懸臂重物機(jī)構(gòu)，使其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠有效地帶動(dòng)懸臂重物機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度，從而提高對(duì)光伏支架振動(dòng)幅度的檢測(cè)效率。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)裝置為變速電機(jī)。

本技術(shù)方案中，設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置采用的是變速電機(jī)，目的是通過改變變速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而獲得不同的光伏支架振幅，進(jìn)而在獲得不同的光伏支架振幅中得出光伏支架的固定頻率。

優(yōu)選地，所述懸臂梁上還設(shè)有一固定板，所述固定板自所述懸臂梁遠(yuǎn)離所述橫梁的一端朝向所述橫梁的一端延伸設(shè)置的，且所述固定板上設(shè)有若干個(gè)用于固定所述減速器的安裝位。

本技術(shù)方案中，優(yōu)選地在懸臂梁上安裝一固定板，通過在固定板上設(shè)置的若干個(gè)安裝位，實(shí)現(xiàn)對(duì)減速器的固定，不同的安裝位滿足減速器在懸臂梁上固定位置的調(diào)整，有效地提高了整個(gè)測(cè)量裝置的使用范圍。

優(yōu)選地，所述立柱的一端通過一抱箍與所述橫梁連接，另一端通過一基座墩與固定面連接。

本技術(shù)方案中立柱一端通過抱箍與橫梁連接，另一端通過基座墩與固定面進(jìn)行連接，能夠提高立柱與固定面連接強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的方便立柱的安裝。

優(yōu)選地，所述變送器與所述數(shù)據(jù)采集器集成在一個(gè)測(cè)試控制箱內(nèi)。

本技術(shù)方案中，將變送器和數(shù)據(jù)采集器集成在一個(gè)測(cè)試控制箱內(nèi)，目的是簡(jiǎn)化整體結(jié)構(gòu)，便于攜帶和使用。

本發(fā)明的另一目的是提供一種光伏支架的固有頻率的測(cè)試方法，其特征在于，運(yùn)用前述的光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試步驟包括：

s01、獲取當(dāng)前振動(dòng)次序，并給橫梁提供當(dāng)前振動(dòng)次序?qū)?yīng)的振動(dòng)力；

s02、采集在所述振動(dòng)力下的橫梁上的光伏組件的振動(dòng)幅度；

s03、將采集的所述振動(dòng)幅度傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，并停止振動(dòng)；

s04、將采集到的所述振動(dòng)幅度作為當(dāng)前振動(dòng)幅度；

s05、判斷歷史振動(dòng)幅度是否為初始值，若是，則s07，若否，則執(zhí)行s06；

s06、判斷所述當(dāng)前振動(dòng)幅度是否大于所述歷史振動(dòng)幅度，若是，則執(zhí)s07，若否，則執(zhí)行s08；

s07、用當(dāng)前振動(dòng)幅度更新所述歷史振動(dòng)幅度，并根據(jù)預(yù)設(shè)更新規(guī)則，更新所述當(dāng)前振動(dòng)次序后，執(zhí)行s01；

s08、所述歷史振動(dòng)幅度為光伏支架的最大振幅。

優(yōu)選地，步驟s08中，所述最大振幅為光伏支架的振動(dòng)頻率。

優(yōu)選地，步驟s03中，采集的所述振動(dòng)幅度通過數(shù)據(jù)采集器以rs485、rs232或usb中的一種方式傳送至所述遠(yuǎn)程服務(wù)器上。

本發(fā)明提供的一種光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置及測(cè)量方法，能夠帶來以下至少一種有益效果：

1、本發(fā)明通過在固定的光伏支架上設(shè)置一振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)，利用振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)模擬光伏支架所受到的交變載荷。同時(shí)通過頻率采集裝置中的位移傳感器對(duì)光伏組件的振動(dòng)位移做檢測(cè)，并由變送器將檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，數(shù)據(jù)采集器將其采集并發(fā)送。經(jīng)過改變振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)的振動(dòng)力大小，這樣有助于技術(shù)人員通過獲取的多組采集數(shù)據(jù)后，從中得知最大的振動(dòng)幅度，計(jì)算得出光伏支架的固定頻率，從而解決光伏支架的交變載荷等問題，有效地延長(zhǎng)光伏支架的使用壽命。

2、本發(fā)明中通過設(shè)置的懸臂重物機(jī)構(gòu)，能夠?qū)冶哿寒a(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度，從而能夠使得橫梁及光伏組件產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度，有效地提高對(duì)光伏支架振動(dòng)幅度的檢測(cè)效率。

3、本發(fā)明中設(shè)置的變速電機(jī)能夠通過改變變速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，獲得不同轉(zhuǎn)速下的光伏支架振幅，同時(shí)也通過懸臂重物機(jī)構(gòu)上的重物重量，以及減少器在懸臂梁上的安裝位置，提高整個(gè)裝置的適用范圍，提高在市場(chǎng)上的使用率。

4、本發(fā)明的測(cè)試方法較簡(jiǎn)單，能夠通過當(dāng)前振動(dòng)次序與歷史振動(dòng)次序采集到的振動(dòng)幅度做比較，得出最大振動(dòng)幅度，從而獲得整個(gè)光伏支架的振動(dòng)頻率為其固有頻率。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說明優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。

圖1是為本發(fā)明中光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置與光伏支架的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是為本發(fā)明中光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是為本發(fā)明中光伏支架的固定的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是為本發(fā)明中光伏支架的固定的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是為本發(fā)明中光伏支架的固有頻率的測(cè)試方法的流程圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

橫梁100；立柱101；光伏組件102；抱箍103；軸承104；基座墩105；銷軸106；

振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)200；懸臂梁201；減速器202；懸臂重物機(jī)構(gòu)203；旋轉(zhuǎn)桿2031；重物2032；變速電機(jī)204；

固定板300；安裝位301；

位移傳感器400。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實(shí)施方式。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，但并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的裝置實(shí)施例一中，參看圖1-3所示，光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置，包括固定的光伏支架，且光伏支架具體的包括橫梁100和立柱101，同時(shí)橫梁100上陣列排設(shè)有若干個(gè)光伏組件102；振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)200，其設(shè)置在橫梁100的一端上，用于給橫梁100提供振動(dòng)力；頻率采集裝置，其包括連接光伏組件102和立柱101的位移傳感器400，與位移傳感器400相連接的變送器，以及一用于經(jīng)變送器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集器。

在實(shí)際使用中，設(shè)置的變送器和數(shù)據(jù)采集器可以集成在一個(gè)測(cè)試控制箱內(nèi)，這樣可以簡(jiǎn)化整個(gè)頻率采集裝置的結(jié)構(gòu)，也方便攜帶和使用，簡(jiǎn)化安裝程序。當(dāng)然也可以分開設(shè)置，具體的根據(jù)實(shí)際需要做合理的選擇即可。

在本發(fā)明的實(shí)施例一中，再次參看圖2所示，設(shè)置的振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)200具體的包括一懸臂梁201，實(shí)際安裝時(shí)將懸臂梁201的一端與橫梁100的一端連接，另一端上方設(shè)有減速器202。且減速器202的一端連接一可旋轉(zhuǎn)的懸臂重物機(jī)構(gòu)203，另一端連接一為減速器202提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)裝置，目的是通過驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)減速器202并控制懸臂重物機(jī)構(gòu)203的轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，減速器202設(shè)置在遠(yuǎn)離橫梁100的一端懸臂梁201上，這樣在可旋轉(zhuǎn)的懸臂重物機(jī)構(gòu)203具有一定重量的情況下，通過旋轉(zhuǎn)能夠?qū)冶哿?01產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度，從而能夠使得橫梁100及光伏組件102產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度。

當(dāng)然在實(shí)際使用中，應(yīng)說明的是，設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選為變速電機(jī)204，這樣通過改變變速電機(jī)204的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏支架振動(dòng)幅度的改變，最終可以獲取不同轉(zhuǎn)速下的光伏支架的振動(dòng)幅度，以便得出最高的振動(dòng)幅度。

在本發(fā)明的實(shí)施例二中，再次參看圖2所示，與實(shí)施例一的區(qū)別在于，在懸臂梁上進(jìn)一步的設(shè)置固定板300，固定板300是自懸臂梁遠(yuǎn)離橫梁100的一端朝向橫梁100的一端延伸設(shè)置的，同時(shí)在固定板300上設(shè)有若干個(gè)用于固定減速器202的安裝位301，即在固定板300上開設(shè)不同位置的安裝孔，以便調(diào)整減速器202與橫梁100之間的距離，進(jìn)而可以調(diào)整橫梁100的振動(dòng)幅度大小。

在上述的兩個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置的懸臂重物機(jī)構(gòu)203具體的包括與減速器202連接的旋轉(zhuǎn)桿2031，以及與旋轉(zhuǎn)桿2031可拆卸連接的重物2032。實(shí)際安裝時(shí)可以在旋轉(zhuǎn)桿2031上設(shè)置用于安裝重物2032的安裝孔，當(dāng)然也可以采用以磁性的方式連接也可以，具體的根據(jù)實(shí)際需要做設(shè)置，本申請(qǐng)中不再一一贅述。

在上述的兩個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)說明的是立柱101的連接方式具體的一端通過抱箍103將一軸承104與橫梁100進(jìn)行連接，而另一端通過一基座墩105與固定面連接。具體參看圖2、3所示。同時(shí)為保證立柱101與橫梁100連接的穩(wěn)定性，將立柱101設(shè)置在橫梁100的兩端，且將振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)200設(shè)置的橫梁100的一端端部，這樣不僅方便安裝，也方便檢測(cè)。

當(dāng)然在其他的實(shí)施例中，參看圖4所示，立柱101與基座墩105之間可以通過一可上下調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)板進(jìn)行連接。具體的將調(diào)節(jié)板與基座墩105通過銷軸106進(jìn)行固定連接。當(dāng)然也可以采用其他的固定方式連接均可，只需保證在可調(diào)整的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)固定即可。

在本發(fā)明的測(cè)試方法的實(shí)施例中，具體參看圖5所示；

一種光伏支架的固有頻率的測(cè)試方法，運(yùn)用上述光伏支架的固有頻率的測(cè)量裝置的實(shí)施例進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試步驟包括：

s01、獲取當(dāng)前振動(dòng)次序，并給橫梁100提供當(dāng)前振動(dòng)次序?qū)?yīng)的振動(dòng)力；

s02、采集在振動(dòng)力下的橫梁100上的光伏組件102的振動(dòng)幅度；

s03、將采集的振動(dòng)幅度傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，并停止振動(dòng)；

s04、將采集到的振動(dòng)幅度作為當(dāng)前振動(dòng)幅度；

s05、判斷歷史振動(dòng)幅度是否為初始值，若是，則s07，若否，則執(zhí)行s06；

s06、判斷當(dāng)前振動(dòng)幅度是否大于歷史振動(dòng)幅度，若是，則執(zhí)s07，若否，則執(zhí)行s08；

s07、用當(dāng)前振動(dòng)幅度更新歷史振動(dòng)幅度，并根據(jù)預(yù)設(shè)更新規(guī)則，更新述當(dāng)前振動(dòng)次序后，執(zhí)行s01；

s08、歷史振動(dòng)幅度為光伏支架的最大振幅。在得知光伏支架的最大振幅即可獲知光伏支架的振動(dòng)頻率，從而得出光伏支架的固有頻率。

例如：將變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁咭来晤A(yù)先設(shè)置為第一、二、三次序：

s01、第一次序時(shí)，通過懸臂梁將振動(dòng)力傳遞至橫梁100，再由橫梁100傳遞至光伏組件102；

s02、采集在振動(dòng)力下的橫梁100上的光伏組件102的振動(dòng)幅度；

s03、將采集的振動(dòng)幅度傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，并停止振動(dòng)(即變速電機(jī)204關(guān)閉，整個(gè)振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)200停止工作)；

s04、將采集到的振動(dòng)幅度作為第一振動(dòng)幅度；由于可能存在已有的測(cè)試振動(dòng)幅度的數(shù)據(jù)在(即歷史振動(dòng)幅度)，因此必須有先判斷一下，是否存在已有數(shù)據(jù)；

s05、判斷歷史振動(dòng)幅度是否為初始值(即為0時(shí)或無)：若是，則s07(即將測(cè)試的第一振動(dòng)幅度作為歷史振動(dòng)幅度保留在服務(wù)器上，并根據(jù)預(yù)設(shè)的次序，開始第二次序時(shí)，通過懸臂梁將振動(dòng)力傳遞至橫梁100，再由橫梁100傳遞至光伏組件102，從s01-s04再次獲取一個(gè)振動(dòng)幅度，作為第二次振動(dòng)幅度，這樣可執(zhí)行s06，將第二次振動(dòng)幅度與第一次振動(dòng)幅度進(jìn)行比較，若是大于第一次振動(dòng)幅度，再次重復(fù)s01-s04，獲取第三次時(shí)，通過懸臂梁將振動(dòng)力傳遞至橫梁100，再由橫梁100傳遞至光伏組件102，作為第三振動(dòng)幅度，再執(zhí)行s06，將第三振動(dòng)幅度與第二振動(dòng)幅度比較，依次類推，直至測(cè)到后一次振動(dòng)幅度比前一次小，則執(zhí)行s08)

若否，則執(zhí)行s06(即已有歷史振動(dòng)幅度，可直接將第一振動(dòng)幅度與歷史振動(dòng)幅度做比較，若是大于歷史振動(dòng)幅度，再次重復(fù)s01-s04，獲取第二次時(shí)，通過懸臂梁將振動(dòng)力傳遞至橫梁100，再由橫梁100傳遞至光伏組件102，作為第二振動(dòng)幅度，執(zhí)行s06，將第二振動(dòng)幅度與第一振動(dòng)幅度比較，同上依次類推，直至測(cè)到后一次振動(dòng)幅度比前一次小，則執(zhí)行s08。

當(dāng)然上述僅是一個(gè)實(shí)施例，具體的設(shè)定次序可以根據(jù)變速電機(jī)204的轉(zhuǎn)速，或懸臂重物機(jī)構(gòu)203的重量，或調(diào)節(jié)減速器202與橫梁100之間的位置中的一種或幾種來設(shè)定，本發(fā)明中就不在一一贅述，僅需通過最快、最有效的方法測(cè)量得到最大的振動(dòng)幅度即可。以此來判斷光伏支架的共振頻率和系統(tǒng)剛性，解決光伏支架交變載荷提供支持，同時(shí)也為光伏支架的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供支持。

在本發(fā)明的所有實(shí)施例中，應(yīng)說明的是，本發(fā)明中優(yōu)選地位移傳感器400的傳感器最大往復(fù)速度為10m/s，測(cè)量范圍可為0-1000mm，線性精度可達(dá)到0.4％fs，重復(fù)精度為0.01mm，溫度范圍為-80℃-150℃，壽命可達(dá)1000萬次。變送器與直線位移傳感器400的輸出端相連，將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理、放大，同時(shí)，變送器模塊可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，顯示數(shù)據(jù)的形式可根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)定。數(shù)據(jù)采集器將來自變送器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集模塊的通道數(shù)據(jù)可根據(jù)需求進(jìn)行選擇，2-16路通道均可自行選擇。數(shù)據(jù)采集器的信號(hào)可通過rs485或rs232或usb等方式傳送到計(jì)算機(jī)。上述變送器和數(shù)據(jù)采集器可采用同一電源進(jìn)行供電，如此可將變送器、數(shù)據(jù)采集器和電源集成到一個(gè)測(cè)試控制箱，便于攜帶和使用，測(cè)試控制箱采用交流220vac供電，具有開關(guān)按鈕、數(shù)據(jù)顯示和電源指示等功能。在測(cè)試控制箱與外界連接可采用快插式航空插頭或其他的便于插拔的方式。也可將變送器、數(shù)據(jù)采集器、電源及遠(yuǎn)程服務(wù)器(即計(jì)算機(jī))等集成為一個(gè)帶顯示功能的便攜式控制終端，開發(fā)專門的測(cè)試軟件在控制終端直接操作。

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。