本实用新型专利技术公开了一种风力发电机组叶根螺栓监测装置，其包括间隙传感器；间隙传感器的信号输出端通过线缆与位移采集仪的信号入口连接，位移采集仪的信号通过无线传输至数据处理器，数据处理器通过网线与环网交换机连接，环网交换机通过风机环网上传至上位机系统。优点：间隙传感器对叶片法兰和变桨轴承内圈法兰之间的间隙进行实时监测，并信号传输至位移采集仪，通过无线传输至数据处理器，数据处理器对所有数据进行解析和打包处理，上传至上位机系统的服务器上，上位机系统部署的预警算法有螺栓松动监测算法和叶片频率监测算法，以此实现对风机叶片螺栓监测状态的预警，有效避免螺栓因松动而出现断裂等严重事故。避免螺栓因松动而出现断裂等严重事故。避免螺栓因松动而出现断裂等严重事故。
【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组叶根螺栓监测装置
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[0001]本技术涉及风力发电机设备
，特别涉及一种风力发电机组叶根螺栓监测装置。
技术介绍
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[0002]风电机组叶片是风力发电机组的关键组成部件之一，叶片健康是整个风力发电机组安全可靠运行的前提；叶片通过螺栓安装在变桨轴承的内圈上，变桨轴承的外圈通过螺栓安装在轮毂上。
[0003]螺栓施工手段通常采用液压扳手进行预紧紧固，其实施预紧力与设计预紧力存在偏差，设计预紧力与螺栓轴力也存在偏差，风电机组叶片运转过程中，长期交变载荷作用下容易出现松动甚至断裂；在各类风电场安全事故中，因螺栓松动、断裂导致的塔筒倒塌、叶片掉落等事故时有发生，存在经济损失大、人员伤亡风险高的特点，负面影响尤为突出。
[0004]因此，对风机叶根螺栓状态进行在线监测，提前识别叶片连接螺栓的早期缺陷、问题，为叶片预防性维护提供决策依据，避免恶劣性故障发展具有至关重要的意义。
技术实现思路
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[0005]本技术的目的在于提供一种对风机叶片螺栓监测状态的预警，有效避免螺栓因松动而出现断裂等严重事故的风力发电机组叶根螺栓监测装置。
[0006]本技术由如下技术方案实施：一种风力发电机组叶根螺栓监测装置，其包括间隙传感器、位移采集仪、数据处理器、环网交换机和上位机系统；所述间隙传感器的端部连接有辅助安装结构，所述间隙传感器的信号输出端通过线缆与所述位移采集仪的信号入口连接，所述位移采集仪的信号通过无线传输至所述数据处理器，所述数据处理器通过网线与所述环网交换机连接，所述环网交换机通过风机环网上传至所述上位机系统。
[0007]进一步地，所述辅助安装结构包括连接块、限位块和垫块；所述连接块垂直固定于所述限位块的顶面中部，所述限位块的底面通过连接机构上下移动设有相互平行的所述垫块。
[0008]进一步地，所述连接机构包括万向调节脚、导向柱和弹簧；所述垫块朝向所述限位块的顶面上垂直固定有两根对称设置的所述导向柱，所述导向柱的顶端滑动穿过所述限位块，所述限位块和所述垫块之间的所述导向柱上套设有所述弹簧；两根所述导向柱之间的所述垫块上连接有所述万向调节脚，所述万向调节脚的底座固定在所述垫块上，所述万向调节脚的顶端螺接在所述限位块上。
[0009]本技术的优点：叶片通过螺栓安装在变桨轴承的内圈上，螺栓的本质是将叶片端部的法兰和变桨轴承的内圈的法兰紧密贴合；当法兰受到工作载荷作用时，两个法兰轴向会产生一定相对位移，且螺栓出现松动或者断裂时，法兰轴向相对位移会明显增大，法兰间隙会出现明显的张口，本技术通过监测法兰间隙的变化来判断螺栓松动和断裂。
[0010]本技术将间隙传感器的主体通过磁吸或胶粘固定在作为安装面的叶片端部
的法兰内壁上，间隙传感器的端部通过辅助安装结构连接在作为测量面的变桨轴承的内圈法兰内壁上；使用高精度法兰间隙传感器对叶片法兰和变桨轴承内圈法兰之间的间隙进行实时监测，并信号传输至位移采集仪，再将通过无线传输至数据处理器，数据处理器对所有数据进行解析和打包处理，按照1s间隔将50Hz监测数据通过风机环网上传至上位机系统的服务器上，上位机系统部署的预警算法有螺栓松动监测算法和叶片频率监测算法，以此实现对风机叶片螺栓监测状态的预警，有效避免螺栓因松动而出现断裂等严重事故。
附图说明：
[0011]图1为本技术的结构示意图。
[0012]图2为本技术所述辅助安装结构的结构示意图。
[0013]图3为本技术的使用状态示意图。
[0014]附图中各部件的标记如下：间隙传感器1、位移采集仪2、数据处理器3、环网交换机4、上位机系统5、辅助安装结构6、连接块6.1、限位块6.2、垫块6.3、连接机构6.4、万向调节脚6.4.1、导向柱6.4.2、弹簧6.4.3、叶片7、变桨轴承8、螺栓10。
具体实施方式：
[0015]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0016]如图1至图3所示，本实施例提供一种风力发电机组叶根螺栓监测装置，其包括间隙传感器1、位移采集仪2、数据处理器3、环网交换机4和上位机系统5；本实施例中，间隙传感器1的型号为GP
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15P，位移采集仪2的型号为DC1
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1F，数据处理器3的型号为DCFW
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1上位机系统5包括IPC—5120服务器和22英寸显示器；叶片7通过螺栓10安装在变桨轴承8的内圈上，螺栓10的本质是将叶片7端部的法兰面和变桨轴承8的内圈的法兰面紧密贴合，当单颗螺栓出现松动或者断裂时，法兰间隙会出现明显的张口，本技术通过监测法兰间隙的变化来判断螺栓10松动和断裂。
[0017]间隙传感器1的端部连接有辅助安装结构6，变桨轴承8的内圈法兰内壁与叶片7端部的法兰内壁之间存在较大高程差，本技术将间隙传感器1的主体通过磁吸或胶粘固定在作为安装面的叶片7端部的法兰内壁上，间隙传感器1的端部通过辅助安装结构6连接在作为测量面的变桨轴承8的内圈法兰内壁上，以满足法兰断差值范围要求，保证位移传导的良好线性化；现场使用时，每支叶片7在前缘和后缘各部署2个间隙传感器1，前后缘四个间隙传感器1根据现场螺栓10断裂情况进行部署，间隔不得大于6颗螺栓。
[0018]辅助安装结构6包括连接块6.1、限位块6.2和垫块6.3；连接块6.1垂直固定于限位块6.2的顶面中部，限位块6.2的底面通过连接机构6.4上下移动设有相互平行的垫块6.3；连接机构6.4包括万向调节脚6.4.1、导向柱6.4.2和弹簧6.4.3，本实施例中，弹簧6.4.3为压簧，始终处于压缩状态；垫块6.3朝向限位块6.2的顶面上垂直固定有两根对称设置的导向柱6.4.2，导向柱6.4.2的顶端滑动穿过限位块6.2，两根导向柱6.4.2对称置于连接块6.1的两侧，限位块6.2和垫块6.3之间的导向柱6.4.2上套设有弹簧6.4.3；两根导向柱6.4.2之
间的垫块6.3上连接有万向调节脚6.4.1，万向调节脚6.4.1的底座固定在垫块6.3上，万向调节脚6.4.1的顶端螺接在限位块6.2上；连接块6.1与间隙传感器1的端部通过磁吸或螺钉连接，通过转动万向调节脚6.4.1来调节限位块6.2和垫块6.3之间的距离，正向转动万向调节脚6.4.1，弹簧6.4.3压缩量变大，限位块6.2和垫块6.3之间的距离减小，反向转动万向调节脚6.4.1，弹簧6.4.3压缩量变小，在弹簧6.4.3作用下，限位块6.2和垫块6.3之间的距离增大，进而弥补变桨轴承8的内圈法兰内壁与叶片7端部的法兰内壁之间的高程差，垫块6.3的底面通过磁吸或胶粘方式固定在变桨轴承8的内圈法兰内壁上。
[0019]间隙传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组叶根螺栓监测装置，其特征在于，其包括间隙传感器、位移采集仪、数据处理器、环网交换机和上位机系统；所述间隙传感器的端部连接有辅助安装结构，所述间隙传感器的信号输出端通过线缆与所述位移采集仪的信号入口连接，所述位移采集仪的信号通过无线传输至所述数据处理器，所述数据处理器通过网线与所述环网交换机连接，所述环网交换机通过风机环网上传至所述上位机系统。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶根螺栓监测装置，其特征在于，所述辅助安装结构包括连接块、限位块和垫块；所述连接块垂直固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，尚琨，唐永红，周国胜，吴映芳，李国荣，
申请(专利权)人：德恩新科北京能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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