[实用新型]风机叶片边界层分离区域测定系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及风机叶片边界层分离区域测定系统。

背景技术

受结构强度、制造工艺以及效益等因素的影响，风力发电机叶片在气动性能设计上没有达到最优，实际运行时，叶片表面边界层发生分离，导致风力发电捕获风能的能力下降。为了克服由于边界层分离导致的叶片气动性能下降，可以在叶片上加装附件，如涡流发生器、扰流板、襟翼等。这些附件的安装位置直接影响最终改造效果，而安装位置的确定则依赖于叶片表面边界层分离区域的确定。

目前确定叶片边界层分离区域一般是通过在叶片上粘贴由轻质毛绳及胶带组成的测风缕，再通过高速摄像设备拍摄所述轻质毛绳的运动状况进行分析判断。但这种方法存在如下缺点：(1)只能做粗糙的定量分析；(2)摄像时受地形影响，在摄像机无法摆放的地方，不能采用此方法；(3)可采集时间短，摄像只宜在白天进行；(4)摄像设备只能在某个点聚焦，因此只能在叶片转动到某个角度时进行拍摄。

由此可见，上述现有的风机叶片边界层分离区域的测定系统显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何创设一种不受时间和地形限制，可方便有效的进行精细化定量分析，满足在风电场或全尺寸室外叶片分离区域分析需求的新的风机叶片边界层分离区域测定系统,实属当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供风机叶片边界层分离区域测定系统，使其能够不受时间和地形限制，可方便有效的进行精细化定量分析，满足在风电场或全尺寸室外叶片分离区域分析需求，从而克服现有技术无法进行精细化定量分析以及受时间和地形干扰限制的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

风机叶片边界层分离区域测定系统，包括：数据采集系统，用于采集风机叶片的气流压力数据；数据处理系统，用于根据所述气流压力数据获得所述风机叶片边界层分离点的位置；验证系统，用于对获得的所述风机叶片边界层分离点的位置进行验证。

进一步地，所述数据采集系统包括多个压力传感器阵列，所述压力传感器阵列铺设于所述风机叶片上。

进一步地，所述每个压力传感器阵列包括沿长度方向和宽度方向设置的互相连接的多个传感器单元。

进一步地，所述传感器单元采用基于MEMS的微型传感器。

进一步地，所述数据处理系统采用PLC控制器。

进一步地，所述验证系统包括安装在所述风机叶片上的摄像头和烟雾发生器，所述摄像头用于拍摄所述烟雾发生器产生的烟雾在叶片表面的流动图像。

进一步地，所述烟雾发生器的烟雾出气孔设于风机叶片上且位于距叶根2米处。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)由于采用微型压力传感器阵列，提高了检测精度，弥补了现有技术无法进行精细化定量分析的不足，同时也解决了时间限制和地形干扰导致现有方案不适用的问题。

(2)由于采用自动采集分析系统，实现风力机叶片边界层分离线自动化检测，实现了24小时连续采集，解决了测试数据不能连续采集的问题，减少人为干扰因素，缩短采集分析工作所需工时。

(3)由于设置了验证系统，可以对根据压力传感器阵列数据的分析结果进行校验以保证最终结果的有效性。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是铺设在风力发电机叶片上的压力传感器阵列示意图。

图2是压力传感器阵列剖面结构示意图。

图3是采用烟雾发生器及摄像头进行验证的控制流程。

具体实施方式

本实用新型提供的风机叶片边界层分离区域测定系统，包括：数据采集系统，用于采集风机叶片的气流压力数据；数据处理系统，用于根据所述气流压力数据获得所述风机叶片边界层分离点的位置；验证系统，用于对获得的所述风机叶片边界层分离点的位置进行验证。

请参阅图1所示，作为优选的实施例，本实用新型的风机叶片边界层分离区域测定系统，包括：压力传感器阵列1，PLC控制器，烟雾发生器2、微型摄像头3及电源适配器。其中，压力传感器阵列1作为数据采集系统，PLC控制器作为数据处理系统，烟雾发生器2及微型摄像头3作为验证系统，电源适配器通过电缆与220V/AC交流电直接相连并转换成PLC控制器所需的24V/DC。