风力发电机组的叶片、检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种风力发电机组的叶片、检测装置及方法，检测装置包括至少一个检测模块，检测模块包括多个测距仪、反光平面和控制单元，多个测距仪均设于第一叶片截面处，多个测距仪沿着叶片的第一方向和/或第二方向间隔排布，反光平面设于第二叶片截面处，各个测距仪发射同一特定方向的测量光线至所述反光平面，特定方向平行于叶片的展向；控制单元用于根据叶片转动时至少一个检测模块的多个测距仪检测的分别至第一距离、叶片未变形时至少一个检测模块的多个测距仪检测的分别至反光平面的第二距离以及至少一个检测模块的相邻两个测距仪之间的第三距离，确定叶片转动时，第一叶片截面与第二叶片截面之间在第一方向和/或第二方向的转角。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的叶片、检测装置及方法
本专利技术涉及风力发电机组领域，尤其涉及一种风力发电机组的叶片、检测装置及方法。
技术介绍
随着叶片越来越大型化，叶片变形成为叶片设计一个关键因素，但叶片变形只能依赖于软件理论计算结果，在风场实际运行过程中的变形究竟如何却难以得知。当前，风力发电机组叶片变形实时监测仍是一大难题，尚没有成熟有效的方法可对叶片变形进行实时全方位监测，因此叶片变形实时监测技术成为一项有待突破的重要技术。当前，行业内对于叶片挠度监测，尚没有有效方法对叶片全方位角变形进行实时监测，只能做到相对有效监测叶片净空，即监测叶尖距离塔筒表面的最小距离，该策略相对来讲更容易实现，降低了监测难度。对于叶片净空监测，目前有两种相对有效的方法，第一种是在塔筒上安装多个毫米波雷达或激光雷达，以监测叶尖至塔筒的距离，第二种是在机舱上安装摄像头，拍摄叶片经过塔筒时的姿态，通过图像识别监测叶尖至塔筒的距离。无论是将传感器安装在塔筒，还是将传感器安装在机舱下方，传感器都必须暴露在室外，当出现一些极端天气时，比如暴雨、下雪、结冰、霜冻等恶劣天气时，可能都会影响到监测结果。对于叶片转动变形(即转角)监测，通过使用倾角仪监测叶片实时转角，但由于倾角仪工作原理需要参考的是重力加速度方向，通常只能测量叶片旋转时的部分方位角，一旦超出范围将失去转角测量功能，并且倾角仪也不能识别转角是摆阵方向的变形还是挥舞方向变形引起的，倾角仪测量动态转角的精度相对较低，监测结果作用有限。
技术实现思路
本专利技术提供一种风力发电机组的叶片、检测装置及方法。具体地，本专利技术是通过如下技术方案实现的：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种检测装置，用于监测风力发电机组的叶片的转角，所述检测装置包括至少一个检测模块，所述检测模块包括：多个测距仪，安装在所述叶片内，多个测距仪均设于第一叶片截面处，多个所述测距仪沿着叶片的第一方向和/或第二方向间隔排布，所述第一方向为所述叶片的摆阵方向，所述第二方向为所述叶片的挥舞方向；反光平面，设于所述叶片内，所述反光平面设于第二叶片截面处，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面沿着所述叶片的展向间隔排布，且所述第一叶片截面至所述第二叶片截面的方向与所述叶片的叶根至叶尖的方向一致；和控制单元，与每个测距仪电连接；其中，各个测距仪发射同一特定方向的测量光线至所述反光平面，所述特定方向平行于所述叶片的展向；所述控制单元用于根据所述叶片转动时至少一个所述检测模块的多个测距仪检测的分别至所述反光平面的第一距离、所述叶片未变形时至少一个所述检测模块的多个测距仪检测的分别至所述反光平面的第二距离以及至少一个所述检测模块的相邻两个所述测距仪之间的第三距离，确定所述叶片转动时，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间在所述第一方向和/或所述第二方向的转角。可选地，所述检测模块的数量为一个，所述第一叶片截面靠近所述叶片的叶根，所述第二叶片截面靠近所述叶片的叶尖。可选地，所述检测模块的数量为多个，多个所述检测模块沿着所述叶片的展向排布，当前检测模块的反光平面与下一检测模块的测距仪的探测面共面设置。可选地，所述转角包括在所述摆阵方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第一转角，多个所述测距仪中至少两个所述测距仪沿着叶片的所述第一方向间隔排布；所述控制单元用于根据沿所述第一方向间隔排布的至少两个测距仪对应的第一距离、沿所述第一方向间隔排布的至少两个测距仪对应的第二距离及沿所述第一方向间隔排布的至少两个测距仪之间的第三距离，确定所述第一转角。可选地，所述转角包括在所述挥舞方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第二转角，多个所述测距仪中至少两个所述测距仪沿着叶片的第二方向间隔排布；所述控制单元用于根据沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪对应的第一距离、沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪对应的第二距离及沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪之间的第三距离，确定所述第二转角。可选地，所述转角包括在所述摆阵方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第一转角，以及在所述挥舞方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第二转角；所述测距仪的数量为三个，三个所述测距仪呈直角三角形排布，所述直角三角形的一条直角边平行于所述第一方向，另一条直角边平行于所述第二方向；所述控制单元用于根据沿所述第一方向间隔排布的两个测距仪对应的第一距离、沿所述第一方向间隔排布的两个测距仪对应的第二距离及沿所述第一方向间隔排布的两个测距仪之间的第三距离，确定所述第一转角；所述控制单元还用于根据沿所述第二方向间隔排布的两个测距仪对应的第一距离、沿所述第二方向间隔排布的两个测距仪对应的第二距离及沿所述第二方向间隔排布的两个测距仪之间的第三距离，确定所述第二转角。可选地，所述反光平面与所述第二叶片截面共面，在所述叶片未变形时，所述反光平面平行于所述第一叶片截面。可选地，所述反光平面垂直于所述叶片的腹板。可选地，所述反光平面收纳在所述叶片的后缘腹板与所述叶片的外壳包围形成的空间内。可选地，多个所述测距仪的探测面均与所述第一叶片截面共面。可选地，所述检测模块还包括安装架，所述安装架靠近所述第一叶片截面处设置，多个所述测距仪安装在所述安装架上。可选地，所述测距仪为激光测距仪。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种风力发电机组的叶片，包括：叶片主体；和如第一方面任一项所述的检测装置，所述检测装置收容在所述叶片主体内。根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种检测方法，用于监测风力发电机组的叶片的转角，所述叶片包括至少一个检测模块，所述检测模块包括多个测距仪及反光平面，其中，多个测距仪及所述反光平面均设于所述叶片内，多个测距仪均设于第一叶片截面处，多个所述测距仪沿着所述叶片的第一方向和/或第二方向间隔排布，所述第一方向为所述叶片的摆阵方向，所述第二方向为所述叶片的挥舞方向，所述反光平面设于第二叶片截面处，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面沿着所述叶片的展向间隔排布，其中，各个测距仪发射同一特定方向的测量光线至所述反光平面，所述特定方向平行于所述叶片的展向；所述方法包括：获取所述叶片转动时，至少一个所述检测模块的多个测距仪检测的分别至反光平面的第一距离；根据至少一个所述检测模块的多个测距仪检测的分别至反光平面的第一距离、所述叶片未变形时至少一个所述检测模块的多个测距仪检测的分别至所述反光平面的第二距离以及至少一个所述检测模块的相邻两个所述测距仪之间的第三距离，确定所述叶片转动时，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间在所述第一方向和/或所述第二方向的转角。根据本专利技术实施例提供的技术方案，通过在叶片内部设置至少一个检测模块，通过检测模块的多个测距仪和反光平面的配合，当叶片发生变形时，反光平面发生转动变形，根据每个测距仪所测得的第一距离，即可确定叶片变形前后每个测距仪与反光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置，用于监测风力发电机组的叶片的转角，其特征在于，所述检测装置包括至少一个检测模块，所述检测模块包括：/n多个测距仪(1)，安装在所述叶片内，多个所述测距仪(1)均设于第一叶片截面处，多个所述测距仪(1)沿着所述叶片的第一方向和/或第二方向间隔排布，所述第一方向为所述叶片的摆阵方向，所述第二方向为所述叶片的挥舞方向；/n反光平面(2)，设于所述叶片内，所述反光平面(2)设于第二叶片截面处，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面沿着所述叶片的展向间隔排布；和/n控制单元(3)，与每个测距仪(1)电连接；/n其中，各个测距仪(1)发射同一特定方向的测量光线至所述反光平面(2)，所述特定方向平行于所述叶片的展向；/n所述控制单元(3)用于根据所述叶片转动时至少一个所述检测模块的多个测距仪(1)检测的分别至所述反光平面(2)的第一距离、所述叶片未变形时至少一个所述检测模块的多个测距仪(1)检测的分别至所述反光平面(2)的第二距离以及至少一个所述检测模块的相邻两个所述测距仪(1)之间的第三距离，确定所述叶片转动时，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间在所述第一方向和/或所述第二方向的转角。/n...

【技术特征摘要】
1.一种检测装置，用于监测风力发电机组的叶片的转角，其特征在于，所述检测装置包括至少一个检测模块，所述检测模块包括：
多个测距仪(1)，安装在所述叶片内，多个所述测距仪(1)均设于第一叶片截面处，多个所述测距仪(1)沿着所述叶片的第一方向和/或第二方向间隔排布，所述第一方向为所述叶片的摆阵方向，所述第二方向为所述叶片的挥舞方向；
反光平面(2)，设于所述叶片内，所述反光平面(2)设于第二叶片截面处，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面沿着所述叶片的展向间隔排布；和
控制单元(3)，与每个测距仪(1)电连接；
其中，各个测距仪(1)发射同一特定方向的测量光线至所述反光平面(2)，所述特定方向平行于所述叶片的展向；
所述控制单元(3)用于根据所述叶片转动时至少一个所述检测模块的多个测距仪(1)检测的分别至所述反光平面(2)的第一距离、所述叶片未变形时至少一个所述检测模块的多个测距仪(1)检测的分别至所述反光平面(2)的第二距离以及至少一个所述检测模块的相邻两个所述测距仪(1)之间的第三距离，确定所述叶片转动时，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间在所述第一方向和/或所述第二方向的转角。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测模块的数量为一个，所述第一叶片截面靠近所述叶片的叶根，所述第二叶片截面靠近所述叶片的叶尖。


3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测模块的数量为多个，多个所述检测模块沿着所述叶片的展向排布，当前检测模块的反光平面(2)与下一检测模块的测距仪(1)的探测面共面设置。


4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述转角包括在所述摆阵方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第一转角，多个所述测距仪(1)中至少两个所述测距仪(1)沿着叶片的所述第一方向间隔排布；
所述控制单元(3)用于根据沿所述第一方向间隔排布的至少两个测距仪(1)对应的第一距离、沿所述第一方向间隔排布的至少两个测距仪(1)对应的第二距离及沿所述第一方向间隔排布的至少两个测距仪(1)之间的第三距离，确定所述第一转角。


5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述转角包括在所述挥舞方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第二转角，多个所述测距仪(1)中至少两个所述测距仪(1)沿着叶片的第二方向间隔排布；
所述控制单元(3)用于根据沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪(1)对应的第一距离、沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪(1)对应的第二距离及沿所述第二方向间隔排布的至少两个测距仪(1)之间的第三距离，确定所述第二转角。


6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述转角包括在所述摆阵方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第一转角，以及在所述挥舞方向上，所述第一叶片截面与所述第二叶片截面之间的第二转角；
所述测距仪(1)的数量为三个，三个所述测距仪(1)呈直角三角形排布，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，缪骏，潘祖金，归佳寅，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31