说明书风力发电机叶片状态监测

说明书风力发电机叶片的状态监测系统技术领域：本实用新型涉及风力发电机叶片状态监测系统，包括叶片受力分析、叶片应力传感器、无线传输网络、故障分析软件、监测终端等。是一种针对风力发电机叶片振动的状态保护而进行设计。背景技术：风力发电是一种可再生的清洁能源，环境污染小，自动化程度高，易于实现远程控制，可满足人口稀少、电网不易到达地区的用电，因此，风力发电更具有重要的经济效益和社会效益。叶片是风力发电机组的关键部件，叶片在旋转过程中，当叶片由上方转到与下方时，受力改变并且交替变化，以及风力状况的不稳定，这些都会引起风力机的振动。风力机长时间工作后，由于其材料老化、硬件的物理疲劳、恶劣环境等原因引起的扇叶物理性能下降以及损坏，影响了风力发电机的工作效率。因此，对其运行状态的监测就显得尤为重要。传统风力扇叶上并无能够对扇叶运行状态很好地监测的设备，多数都有成本高、布线复杂、管理效率较低、延时高等问题。而本设计在传统的监测方式、结构等方面做了重大突破。本无线监测系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成。实用新型内容：本实用新型布置在风机叶片上，首先是独立传感采集子系统,针对风机叶片上的监测信号,设计适合于风机叶片健康状态的传感采集子系统,所设计的传感采集子系统能灵活地与无线传感网络节点配接,更好地完成结构的健康监测。传感器有压电薄膜传感器（LH223）、霍尔效应式叶片传感器（HME56）、飞思卡尔三轴加速度传感器（MMA7260QT）、可编程三轴振动传感器模块（AOIS16223CMLZ），用于检测风机叶片上的压力信号、振动信号并将其转换成电信号传给无线通信组件的发射模块，在实验中验证传感器的性能和精度，并确定传感器的型号。其次是无线传感网络子系统，包括由无线传感网络节点和节点软件模块。该系统是整个多点监测系统的核心部分,子系统承担了系统的数据采集、转发和接收的功能。设计主要由数字处理模块和射频模块组成线传感网络节点。其次，根据已经得到的典型故障独立特征信号的分布特点和范围，利用小波分析工具对整机运行下采集的信号缩小区间和范围，去除典型故障区间和范围之外的数据。对于多个子系统信号的重叠或者调制，采用神经网络、模糊理论等智能算法进行处理，析取出部件信号，确定特征信号与故障类型的对应关系，为正确判断叶片故障奠定理论基础。在考虑风机叶片内部嵌入传感器的合理布局基础上，研究风机叶片的不同部位的受力状态和故障类型的关系，合理布局叶片上的传感器位置和数量，并根据传感器的特点和叶片的位置放置合适的传感器，使其能够客观真实地检测出风机叶片的状态和故障类型。该系统是一种能够面向传感器网络的嵌入式操作系统,基于组件的架构方式,支持组件化编程的语言,能够实现用最少的硬件支持网络传感器的并发密集操作。设计主要包括基于无线传感网络的层次路由协议和无线传感网络节点的软件模块开发的节点软件。终端监控子系统，包括数据接收、处理系统,该终端监控子系统主要由中继节点与用户应用软件组成,中继节点负责把整个网络的采集数据通过串口通信交给计算机进行处理,设计能够很好确定风机叶片故障位置的算法。具体实施方案：（1）机械结构部分振动传感器安装位置如下图一所示：图一振动传感器安装位置图分别在风力发电机叶片的叶尖、和叶根两个部位各安装一个、叶中安装两个叶片应力传感器来采集叶片的振动信息。传感器有压电薄膜传感器（LH223）、霍尔效应式叶片传感器（HME56）、飞思卡尔三轴加速度传感器（MMA7260QT）、可编程三轴振动传感器模块（AOIS16223CMLZ），并取四者的加权平均作为最终的振动信号通过无线传输网络送入数据处理器。之后，处理器根据已经得到的典型故障独立特征信号的分布特点和范围，利用小波分析工具对整机运行下采集的信号缩小区间和范围，去除典型故障区间和范围之外的数据。对于多个子系统信号的重叠或者调制，采用神经网络、模糊理论等智能算法进行处理，析取出部件信号。把整机运行条件下提取出的风机叶片运行单纯信号与典型故障对叶片应力传感器叶片无线传输网络应的特征信号比较，判断风机叶片部件是否出现故障或者处于故障的早期。综合考虑海上风电场天气条件、地理位置、交通工具、库存情况和维护人员情况，从降低维护成本出发，合理安排风机叶片的运行维护时间段、运行维护手段和方法。（2）电气控制部分本实用新型中信号采集及数据传递实现整体框图如下图二所示：图二、电气控制部分图如图二所示，四个叶片应力传感器监测风力发电机叶片的运行状态，通过无线传输网络模块发送至经模/数转器，由其换成数字信号后送入数据处理器，然后通过故障分析软件分析，得出故障判断结论。监测终端可对各信号进行监测观察。整机运行的数据来源主要是是合作单位提供的实际机组的数据。对于本校已有的小功率试验装置，同样可以采用人为改造的方式产生若干子系统的典型故障状态，根据需要对风机叶片运行状态参量的变化情况进行监测。申请人：上海电机学院张美红2015年06月富不贵只能是土豪，你可以一夜暴富，但是贵气却需要三代以上的培养。孔子说“富而不骄，莫若富而好礼。”如今我们不缺土豪，但是我们缺少贵族。高贵是大庇天下寒士俱欢颜的豪气与悲悯之怀，高贵是位卑未敢忘忧国的壮志与担当之志高贵是先天下之忧而忧的责任之心。精神的财富和高贵的内心最能养成性格的高贵，以贵为美，在不知不觉中营造出和气的氛围；以贵为高，在潜移默化中提升我们的素质。以贵为尊，在创造了大量物质财富的同时，精神也提升一个境界。一个心灵高贵的人举手投足间都会透露出优雅的品质，一个道德高贵的社会大街小巷都会留露出和谐的温馨，一个气节高贵的民族一定是让人尊崇膜拜的民族。别让富而不贵成为永久的痛。分享一段网上流传着改变内心的风水的方法，让我们的内心高贵起来：喜欢付出，福报就越来越多；喜欢感恩，顺利就越来越多；喜欢助人，贵人就越来越多；喜欢知足，快乐就越来越多；喜欢逃避，失败就越来越多；喜欢分享，朋友就越来越多。喜欢生气，疾病就越来越多；喜欢施财，富贵就越来越多；喜欢享福，痛苦就越来越多；喜欢学习，智慧就越来越多。