[发明专利]一种风机塔筒倾斜监测装置及方法

说明书

本发明公开的一种风机塔筒倾斜监测装置及方法，属于新能源发电技术领域。第一刚性连接杆通过设置在水平地面以下的第一铰链与风机塔筒底部铰接；杠杆的两端分别与第一刚性连接杆和第二刚性连接杆铰接，且第一刚性连接杆和第二刚性连接杆位于杠杆的同一侧且两者的臂长相等；第二刚性连接杆与双缝屏固定连接；单色光源、单缝屏、双缝屏和接收屏依次设置，单色光源发出的单色光经单缝屏衍射为相干光，再经双缝屏干涉后在接收屏上形成明暗相间的干涉条纹；相机对干涉条纹进行持续监测，相机与计算机连接。本发明能够提高风机塔筒监测的精度和敏感度，提升风机塔筒的安全性。

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，具体涉及一种风机塔筒倾斜监测装置及方法。

背景技术

近年来风机倒塔事故频出，在给风电企业带来巨大经济损失的同时也会产生较为恶劣的负面社会影响。从风机倒塔的源头来看，基础开裂、塔筒倾斜、不均匀沉降等是至关重要的原因；这些安全隐患是个漫长的缓变过程，尤其是塔筒的倾斜，通过人眼观察难以准确发现。因此，对塔筒的倾斜进行及时有效的监测和测量是避免风机倒塔的主要解决途径。

现有的用于监测风机塔筒倾斜的装置主要采用的是倾角传感器，然而此种方式也存在一定不足，其对于传感器精度、长期稳定性要求高。近年来，图像识别技术被应用到风机塔筒监测领域。然而单纯利用图像识别技术进行塔筒倾斜判定的一个弊端是其对图片分辨率的要求较高，风机塔筒前期微小的位移较难通过图像显著反映出来。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种风机塔筒倾斜监测装置及方法，能够提高风机塔筒监测的精度和敏感度，提升风机塔筒的安全性。

本发明通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种风机塔筒倾斜监测装置，包括第一铰链、第一刚性连接杆、接收屏、单色光源、单缝屏、双缝屏、相机、计算机、杠杆和第二刚性连接杆；

第一刚性连接杆通过设置在水平地面以下的第一铰链与风机塔筒底部铰接；杠杆的两端分别与第一刚性连接杆和第二刚性连接杆铰接，且第一刚性连接杆和第二刚性连接杆位于杠杆的同一侧且两者的臂长相等；第二刚性连接杆与双缝屏固定连接；单色光源、单缝屏、双缝屏和接收屏依次设置，单色光源发出的单色光经单缝屏衍射为相干光，再经双缝屏干涉后在接收屏上形成明暗相间的干涉条纹；相机对干涉条纹进行持续监测，相机与计算机连接。

优选地，接收屏、单色光源、单缝屏、双缝屏和相机均设置在监测室内，监测室与地面固定连接。

优选地，双缝屏的缝宽≤0.1mm。

优选地，双缝屏与接收屏之间的距离为L，双缝屏上双缝中心之间的间距为d，L/d＞50。

优选地，单色光源发出单色光的波长为390～710nm。

优选地，相机的视场内明条纹的数量≥4。

优选地，相机安装有显微镜头。

本发明公开的采用上述风机塔筒倾斜监测装置进行风机塔筒倾斜监测的方法，包括：

单色光源持续发出单色光，经单缝屏衍射为相干光，再经双缝屏干涉后在接收屏上形成明暗相间的干涉条纹，相机对干涉条纹进行持续监测；当塔筒发生倾斜时，第一铰链以及第一刚性连接杆发生位移，该位移通过杠杆作用后，第二刚性连接杆也发生位移，同时带动双缝屏位置发生变化，进而使双缝屏与接收屏之间的间距变化，导致接收屏上明暗条纹的间距发生变化；相机捕捉明暗条纹间距变化的信息发送至计算机，计算得到风机塔筒的倾斜位移数值。

优选地，双缝屏与接收屏之间的距离为L，双缝屏上双缝中心之间的间距为d，两条相邻明条纹的中心的距离当风机塔筒倾斜发生位移Δh时，相应的两条相邻明条纹中心的距离变化

优选地，在风机塔筒下方同一深度环向均布若干套所述的采用风机塔筒倾斜监测装置。