[发明专利]基于光纤光栅传感网络的风机叶片动态特性高速实时监测系统

摘要

本发明公开了一种基于光纤光栅传感网络的风机叶片动态特性高速实时监测系统。针对传统风机发电效率和运行安全等问题，本发明分别采用在风机叶片中心轴方向和叶片根部安装相应的传感光栅序列来实时监测叶片的瞬态特性及其健康状况。叶片瞬态特性监测网络由N*M个传感光栅节点构成，处理终端采用光波分与光时分复用相结合的解调方式，解决了传统电、光传感方案在解调速率与精度上的不足；同时，系统可结合光栅温度控制补偿与标定系统进一步消除环境温度变化与安装预应力等因素的影响，提高系统鲁棒性。作为风机安全控制的关键技术，可用于叶片动态特性与大型结构监测等领域。

主权项

基于光纤光栅传感网络的风机叶片动态特性高速实时监测系统，包括风机叶片变桨系统、风机主控系统和光纤光栅应变监测网络，其特征在于，所述光纤光栅应变监测网络包括叶片瞬态特性监测和叶片健康监测两部分；各监测部分具有宽带光源SLED、传感光栅与参考光栅序列、两个环形器和相应处理终端；叶片瞬态特性监测部分由多个光纤光栅传感序列和参考光栅序列组成，每个叶片安装N根FBG传感序列，每个序列包括M个FBG节点，以叶片中心呈轴对称分布排列；其处理终端包括相应的N根参考FBG序列，每个序列包含M个FBG节点，并且与对应节点光栅的初始中心波长应一一对应，每个FBG序列的每个节点中心波长不同；叶片健康监测部分由一个包括N个FBG节点的传感FBG序列和一个参考光栅序列组成；监测网络中各光栅节点在解调终端均有与之一一对应的参考光栅，且在理论上具有相同的中心波长。