[发明专利]用于风电机组叶片及轴承裂纹的监测系统

说明书

本发明提供了一种用于风电机组叶片及轴承裂纹的监测系统，至少包括安装于叶片根部的圆周外壁上的感知层和断线监测装置，两者通过导线连接，还设置有无线接收装置和I/O接口，断线监测装置包括壳体以及储能模块、通断监测模块和无线发射模块，无线发射模块与通断监测模块连接并将通断监测模块所监测到的信号进行发射；无线接收装置包括无线接收模块和与I/O接口连接的故障状态继电器，I/O接口与机舱内的主控PLC连接；该发明可直接检测出叶片裂纹状况并发出报警或停机指令，且断线监测装置防水防尘的结构使得其不易受环境影响，检测结果精准并能够满足各种恶劣环境条件，同时该发明具有安装工艺简单、操作方便的优点。

技术领域

本发明属于风电机组监测领域，尤其涉及一种用于风电机组叶片及轴承裂纹的监测系统。

背景技术

风力发电机组叶片及其轴承裂纹监测一直是风力发电机组面临的重大难题，特别是在役时间超过10年的机组，出现叶片及其轴承裂纹的风险很大，一旦出现初始裂纹，如果不能被及时地发现和处理，就有可能造成叶片断裂甚至脱落的情况发生，酿成重大安全事故。目前对于金属裂纹的检测多采用超声、磁粉、视觉、应变片等检测方法，虽然这些技术比较成熟，但是由于风电机组在线运行监测过程中，受到安装空间受限、实施工艺复杂、信号采集不易、易受外界环境干扰、成本较大等各个方面制约，实际生活中真正能够应用到风电叶片及其轴承裂纹监测的技术并不多。

除了超声、磁粉、视觉、应变片等检测方法，还有利用导电回路检测裂纹的方法，如专利CN2017204662132中通过导电漆喷涂形成，导电回路的两端通过引出信号线与信号处理模块连接，信号处理模块与电源模块连接，信号处理模块用于当导电回路断开时，输出一个风电轴承裂纹的报警信号，或者专利CN201720746196.8中通过沿被检测轴承的周向连续覆设导电覆层在被检测轴承的表面上，检测部位与导电覆层电连接，检测导电覆层的通断状态进而检测轴承的裂纹问题；然而上述技术方案对应用场景要求高，局限性大，如果叶片轮毂缺乏相应的信号传输接口，则无法正常使用，还存在着只能提供监测裂纹信号，不能实现分析判断并控制风机报警或停机的闭环操作。因此，为了解决上述问题，需要研究出一种用于风电机组叶片及轴承裂纹的监测系统。

发明内容

本发明提供了一种用于风电机组叶片及轴承裂纹的监测系统，该发明可直接检测出叶片裂纹状况并发出报警或停机指令，且断线监测装置防水防尘的结构使得其不易受环境影响，检测结果精准并能够满足各种恶劣环境条件，同时该发明具有安装工艺简单、操作方便的优点。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种用于风电机组叶片及轴承裂纹的监测系统，至少包括安装于叶片根部的圆周外壁上的感知层和断线监测装置，两者通过导线连接，还设置有无线接收装置和I/O接口，所述断线监测装置包括壳体以及安装于壳体内的储能模块、通断监测模块和无线发射模块，其中通断监测模块与感知层相连接并监测感知层的通断，储能模块为断线监测装置提供电能，无线发射模块与通断监测模块连接并将通断监测模块所监测到的信号进行发射；所述无线接收装置和I/O接口安装于机舱内，无线接收装置包括无线接收模块和与无线接收模块连接的故障状态继电器，故障状态继电器与I/O接口连接，I/O接口与机舱内的主控PLC连接，无线接收模块接收无线发射模块的信号并发送至故障状态继电器，故障状态继电器输出信号至I/O接口，I/O接口将信号发送至主控PLC，主控PLC对信号进行分析判断并控制风机进行报警或停机，实现监测反馈、数据分析和风机控制的闭环；所述壳体包括电池仓、天线仓和PCB仓，电池仓位于壳体上部的一侧，天线仓位于壳体上部的另一侧，PCB仓位于壳体的中下部；所述储能模块安装于电池仓内，通断监测模块位于PCB仓内的PCB组件上，无线发射模块包括无线发射电路和天线，其中无线发射电路位于PCB仓内的PCB组件上，天线安装于天线仓内。

所述感知层为绝缘漆包线传感器，感知层通过胶粘接在叶片根部的圆周外壁上。

所述断线监测装置底部设有磁铁，断线监测装置通过磁铁固定在叶片根部的圆周外壁上。