[实用新型]一种风电机组塔筒倾斜变形监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于风电机组塔筒测量的技术领域，特别涉及一种风电机组塔筒倾斜变形监测装置。

背景技术

风电机组的塔筒是风力发电机组中的承重部件，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。塔筒承受着推力、弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷，使得风力发电机组运行过程中，塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形；此外，塔筒还会受到材料变形、零部件失效以及地基沉降等因素的影响，产生倾斜。塔筒过大的倾斜变形会影响风力发电机组的正常运行，严重的还会产生安全事故，因此，需要对塔筒的倾斜变形进行实时监测。

目前，在对塔筒进行倾斜变形测量时，通常是在塔筒上安装多个GPS接收机，根据GPS测量数据来绘制得到塔筒的倾斜变形曲线，这种方式成本较高，且在计算塔筒变形时，未考虑塔筒的非线性变形的特点，通常是基于单一倾角和刚体变形来计算得到塔筒的变形量，导致计算得到塔筒的变形曲线不准确。此外，现有技术中也有通过在塔筒上设置倾斜传感器的方式，来检测塔筒的倾斜变形，其测量得到的塔筒的变形曲线仍旧为线性变形曲线，而非塔筒的真实变形曲线，导致测量结果不准确。

一般来讲，塔筒倾斜时倾斜的方向不能准确判定，给工作人员的维修、抢救的工作带来了困难。并且，当遇到飓风、地震时，塔筒容易受到剧烈的冲击，影响塔筒倾斜变形测量的数据，进而不能准确的确定倾斜变形曲线。

实用新型内容

为了克服现有技术中测量数据不准确、倾斜方向不能确定的缺点，本实用新型提供一种风电机组塔筒倾斜变形监测装置，测量结果准确度高，获得塔筒真实的倾斜变形曲线，能够准确的判定塔筒的倾斜方向，方便工作人员的维护、修理，及时检测塔筒的振动情况，避免塔筒的损坏，并且装置简单，成本低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风电机组塔筒倾斜变形监测装置，设置在塔筒的内部，塔筒包括至少两个连接筒，两个相接触的连接筒为上部连接筒和下部连接筒，在上部连接筒的端部和下部连接筒的端部分别设有法兰，通过螺栓将两个连接筒上的法兰固定连接，其特征在于，倾斜变形监测装置包括设置在上部连接筒法兰上的若干传感器组、设置在下部连接筒法兰上的若干确定塔筒倾斜方向的方向传感器和若干振动传感器，传感器组设置的位置与方向传感器设置的位置相对应，若干振动传感器间隔设置在上部连接筒法兰上和下部连接筒法兰上。

在上部连接筒的法兰上设有向塔筒中心延伸的上部悬挂臂，下部连接筒的法兰上设有向塔筒中心延伸的下部悬挂臂，上部悬挂臂和下部悬挂臂设置在同一垂直线上，在上部悬挂臂上设有传感器组和振动传感器，在下部悬挂臂上设有方向传感器和振动传感器，方向传感器的设置位置与传感器组的设置位置相对应。

上部悬挂臂、下部悬挂臂分别设有若干个，每对上部悬挂臂与下部悬挂臂均设置在同一垂直线上，在每个上部悬挂臂上均设有一个传感器组和一个振动传感器，在每个下部悬挂臂上均设有一个方向传感器和一个振动传感器，传感器组与方向传感器设置的位置相对应，上部悬挂臂、下部悬挂臂分别沿上部连接筒法兰、下部连接筒法兰的圆周方向均匀分布。

传感器组设置在上部悬挂臂远离法兰的端部，方向传感器设置在下部悬挂臂远离法兰的端部，振动传感器分别设置在上部悬挂臂、下部悬挂臂的中心位置处。

上部连接筒法兰上设有若干螺栓孔，在相邻两个螺栓孔之间固定有上部悬挂臂，下部连接筒法兰上设有若干螺栓孔，在相邻两个螺栓孔之间固定有下部悬挂臂，上部悬挂臂与下部悬挂臂为平行设置，并且具有一间距。

传感器组包括倾斜传感器和加速度传感器，加速度传感器设置在倾斜传感器上，或者加速度传感器与倾斜传感器相邻设置。

倾斜变形监测装置还包括接收/发送传感器数据信号的收发控制器、对数据信号进行收集的数据收集器和控制中心，传感器组、方向传感器和振动传感器均与收发控制器连接，收发控制器通过数据收集器与控制中心连接。

在塔筒内至少设有一个储放平台，储放平台设置在相接触两个连接筒法兰的上部或下部，在储放平台上设有收发控制器和数据收集器。

控制中心包括根据数据收集器收集的数据信号进行计算得到变形方程的数据计算单元、根据变形方程得到倾斜变形曲线的曲线获取单元和对各传感器测量数据进行低通滤波的滤波降噪单元，滤波降噪单元、数据计算单元、曲线获取单元依次通过连接线连接。

控制中心还包括根据振动传感器的数据信号进行检测的振动检测单元和根据振动检测单元判断进行报警的报警单元，振动检测单元与报警单元连接。