风电叶片海上运输监控系统技术方案

本发明专利技术涉及风电叶片运输技术领域，具体是风电叶片海上运输监控系统，包括监控系统、运输过程信号监控测量方法和监控传感器系统安装步骤，监控系统包括加速度传感器及采集模块、应变传感器及采集模块、预紧力传感器及采集模块、倾角传感器及采集模块、电源及供电检测模块、设备安装固定及减震模块、设备远程监控及数据处理模块和GPS硬件及软件记录模块，电源及供电检测模块和设备安装固定及减震模块与加速度传感器及采集模块、应变传感器及采集模块，预紧力传感器及采集模块，GPS硬件及软件记录模块连接。本发明专利技术的有益效果具有振动检测功能，在发生较大变化时避免发风电叶片发生折断现象，具备抗混叠滤波功能。具备抗混叠滤波功能。

【技术实现步骤摘要】
风电叶片海上运输监控系统


[0001]本专利技术涉及风电叶片运输
，具体是风电叶片海上运输监控系统。

技术介绍

[0002]叶片是风力发电机的核心部件之一，占总成本的15％
‑
20％。综合考虑叶片的风能转化率，做大，做长，做轻，更柔性化就是叶片发展的核心方向。这种变化的趋势对大叶片的测试和监控提出了新的要求。风机叶片是一个纤维增强材料制成的薄壳结构。结构上分3个部分:第一部分为根部，材质一般为金属；第二部分为外壳，一般为复合材料，通常是使用纤维增强体与基体树脂复合而成。根据具体需要选用增强纤维材料，再用树脂进行复合，成型出半个外壳。一对半个外壳粘在一起形成一个承载外壳；第三部分为主梁，即加强筋或加强框，一般为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料。目前已知的全球叶片长度已由70米左右快速增加到120m左右，更大更重同时单体成本也更高的叶片对其安全运输提出新的要求，如叶尖距离叶中支架的长度将达到50米以上，长距离悬空使得叶片在运输过程中产生低频大幅振动，大振幅可能会造成叶片磕碰，从而影响叶片的运输交货质量。在运输过程中进行必要的监控，尽早发现问题，避免叶片的损伤，优化运输支架，增加运输过程的可靠性就显得越来越重要。
[0003]中国专利号CN105739409B提供一种风电叶片运输平衡监控装置，包括ECU控制器，ECU控制器分别与风速传感器、叶片俯仰角度传感器、工装旋转角度传感器、路面坡度传感器和记录仪通讯连接，ECU控制器通过无线路由器与远程的第一人机交互模块通讯连接，ECU控制器还分别与第二人机交互模块和声光报警模块通讯连接。本专利技术还公开了一种使用上述风电叶片运输平衡监控装置的监控方法。本专利技术能够改进现有技术的不足，可以对运输状态进行自动监控，并对危险做出预警。
[0004]现有的海上运输发风电叶片在发生较大震动时，不具有振动检测功能，在发生较大变化时发风电叶片容易发生折断现象，不具备抗混叠滤波功能，缺点，因此亟需研发风电叶片海上运输监控系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供风电叶片海上运输监控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：包括监控系统、运输过程信号监控测量方法和监控传感器系统安装步骤，所述监控系统包括加速度传感器及采集模块、应变传感器及采集模块、预紧力传感器及采集模块、倾角传感器及采集模块、电源及供电检测模块、设备安装固定及减震模块、设备远程监控及数据处理模块和GPS硬件及软件记录模块，所述电源及供电检测模块和设备安装固定及减震模块与加速度传感器及采集模块、应变传感器及采集模块，预紧力传感器及采集模块，GPS硬件及软件记录模块连接，所述设备远程监控及数据处理模块与倾角传感器及采集模块连接。
[0007]进一步地，所述风电叶片运输监控方法的具体步骤如下：
[0008]S1、在叶片和叶片支架关键位置上安装应变传感器，连接固定信号线，并对传感器进行校准；
[0009]S2、在叶尖和叶片重心安装加速度传感器，连接信号线，并对加速度信号进行验证清零；
[0010]S3、在叶片安装支架螺栓处安装螺栓预紧力传感器，测量初始预紧力并在运输的过程中监控预紧力；
[0011]S4、在叶片中部固定电源及数据采集设备；
[0012]S5、在采集系统中集成GPS模块，同步数据记录运输的具体位置；
[0013]S6、通过远程监控模块工程师可以远程访问测试数据，并对异常数据进行及时发现和远程处理，并可通知相应的运输人员进行必要的现场工作。
[0014]进一步地，所述监控传感器系统安装包括以下步骤：
[0015]A1、应变片需要根据检测的位置，选择单向应变片或应变化；
[0016]A2、如采用无线应变记录系统，则可以对不同位置的应变进行测量记录；
[0017]A3、加速度和倾角传感器需要根据测量的位置和要求选择单轴，双轴或三轴加速度传感器；
[0018]A4、预紧力传感器安装在固定螺栓上确保叶片运输过程中不会因螺栓松掉造成损坏；
[0019]A5、动态数据采集器兼容车载和舰载安装的位置在叶片中部；
[0020]A6、电池可覆盖运输全过程的电量需求，同时具备过载，过热保护，安装位置在叶片中部。
[0021]进一步地，所述S4中，采用专用减震措施，减小运输过程中的振动对于采集设备及电池的影响，同时通过监控电源的温度和电流对设备供电进行保护。
[0022]进一步地，所述S5中，并和其他数据如加速度、应变等进行时钟同步，从而确定异常数据发生的时间和位置。
[0023]进一步地，所述S6中，海上运输时，由于在浩瀚的大海上不存在稳定的数据通信信号，可直接将信号通过局域网传输到船上的监测服务器上进行查看、控制和分析处理。
[0024]进一步地，所述S6中，汽车驾驶员、随车人员和远程指挥人员可以通过登陆互联网，利用网络浏览器对采集系统进行设置、控制，可实时显示时域波形、时域统计量，并进行阈值报警。
[0025]进一步地，所述A1中，并根据应变片和采集系统之间的距离确定信号线的长度和走线布置，安装胶水型号需要考虑运输过程的温度和湿度环境。
[0026]进一步地，所述A2中，记录时长和采样率受到内存和电池的限制，无需考虑接线问题。
[0027]进一步地，所述A3中，靠近叶尖可以选择量程范围更大的传感器，同时需要使用高IP等级的传感器。
[0028]本专利技术通过改进在此提供风电叶片海上运输监控系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
[0029](1)通过安装在叶片重心处和叶尖的加速度传感器来收集叶片的振动收据，进而
可以计算得到摆振幅度，通过安装在叶片和叶根与叶中支撑上的应变片，监控叶片应变变化值，进而可以结合叶片弹性模量计算叶片在支撑处的受力情况。
[0030](2)采用的动态数据采集器兼容车载和舰载的不同环境，可满足高温，高湿，低温，高频，低频，强振，最大采样率可满足瞬时信号采集，同时具备抗混叠滤波功能，安装位置在叶片中部，预紧力传感器能够监控固定螺栓预紧力，确保叶片运输过程中不会因螺栓松掉造成损坏。
[0031](3)通过设置的电池可覆盖运输全过程的电量需求，同时具备过载，过热保护，安装位置在叶片中部，测试系统的安装固定可以有效减小运输过程中对数据采集器等关键设备的振动冲击，同时具有一定的防护功能。
[0032](4)通过远程监控模块工程师可以远程访问测试数据，并对异常数据进行及时发现和远程处理，并可通知相应的运输人员进行必要的现场工作，数据通信信号，可直接将信号通过局域网传输到船上的监测服务器上进行查看、控制和分析处理。
附图说明
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步解释:
[0034]图1是本专利技术测量系统的整体示意图；
[0035]图2是本专利技术风电叶片运输监控方法流程图；
[0036]图3是本专利技术监控传感器系统安装流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.风电叶片海上运输监控系统，其特征在于：包括监控系统、运输过程信号监控测量方法和监控传感器系统安装步骤，所述监控系统包括加速度传感器及采集模块、应变传感器及采集模块、预紧力传感器及采集模块、倾角传感器及采集模块、电源及供电检测模块、设备安装固定及减震模块、设备远程监控及数据处理模块和GPS硬件及软件记录模块，所述电源及供电检测模块和设备安装固定及减震模块与加速度传感器及采集模块、应变传感器及采集模块，预紧力传感器及采集模块，GPS硬件及软件记录模块连接，所述设备远程监控及数据处理模块与倾角传感器及采集模块连接。2.根据权利要求1所述的风电叶片海上运输监控系统，其特征在于：所述风电叶片运输监控方法的具体步骤如下：S1、在叶片和叶片支架关键位置上安装应变传感器，连接固定信号线，并对传感器进行校准；S2、在叶尖和叶片重心安装加速度传感器，连接信号线，并对加速度信号进行验证清零；S3、在叶片安装支架螺栓处安装螺栓预紧力传感器，测量初始预紧力并在运输的过程中监控预紧力；S4、在叶片中部固定电源及数据采集设备；S5、在采集系统中集成GPS模块，同步数据记录运输的具体位置；S6、通过远程监控模块工程师可以远程访问测试数据，并对异常数据进行及时发现和远程处理，并可通知相应的运输人员进行必要的现场工作。3.根据权利要求1所述的风电叶片海上运输监控系统，其特征在于：所述监控传感器系统安装包括以下步骤：A1、应变片需要根据检测的位置，选择单向应变片或应变化；A2、如采用无线应变记录系统，则可以对不同位置的应变进行测量记录；A3、加速度和倾角传感器需要根据测量的位置和要求选择单轴，双轴或三轴加速度传感器；A4、预紧力传感器安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，张志磊，张国勇，
申请(专利权)人：中科国通检测认证天津有限公司，
类型：发明
国别省市：