[发明专利]用于测量风速的方法和装置

说明书

技术领域

本申请一般地涉及风力涡轮机，且更特别地，涉及一种用于测量风速的方法和装置。

背景技术

典型地，风力涡轮机包括用于将来自接近风(oncoming wind)中的动能转化为用来产生电力的机械能的多个叶片。为了优化风力涡轮机的运行，确定接近风的速度常是有益或必要的。

因此，至少一些已知的风力涡轮机配备了测量风速和风向的基于转杯的或转杯式风速计。已知的风速计使用了多个装置，例如围绕垂直杆可旋转地联接的中空的半球。当暴露在风中时，多个装置围绕杆旋转，而电子装置确定装置的旋转速度，并计算风速。风速计也可与确定风向的单独的风向标联合使用。因此，由于此类转杯式风速计使用了旋转部件，它们可易于产生机械故障。此外，为了有效工作，此类部件必须暴露于自然环境，因此此类风速计易遭受冰冻。另外，转杯式风速计必须物理性地放入风洞来校准。

其它已知的风力涡轮机可使用超声波风速计来测量风速和风向。已知的超声波风速计使用从不同的方向发出超声波脉冲的多个传感器。当暴露于风时，逆着风流移动的超声波脉冲减速，且随着风流移动的超声波脉冲加速。电子装置确定对于在不同方向上发出的脉冲在传播时间上的差异，并计算风速和风向。采用超声波风速计的一个缺点是它们很昂贵。而且，风流中包含的其它气体或微粒可能会负面地影响超声波风速计。

发明内容

在一个实施例中，用来测量风速的传感器组件包括包含至少一个表面以及至少部分地由该至少一个表面限定的流道的主体。传感器组件还包括从该至少一个表面延伸的接线，并且该接线至少部分地延伸通过流道。传感器组件配置成当空气流过流道对接线产生电流时确定风速。

在另一个实施例中，一种风力涡轮机包括塔架，联接到塔架上的外罩，联接到外罩上的轮毂，以及联接到轮毂上的至少一个叶片。涡轮机还包括用来测量风速的传感器组件。传感器组件包括包含至少一个表面以及至少部分地由该至少一个表面限定的流道的主体。传感器组件还包括从该至少一个表面延伸的接线，并且该接线至少部分地延伸通过流道。传感器组件配置成当空气流过流道对接线产生电流时确定风速。

在另一个实施例中，一种用于测量风速的方法包括提供包括至少一个表面以及至少部分地由该至少一个表面限定的流道的主体。该方法还包括将接线联接到该至少一个表面上，使得该接线至少部分地延伸通过流道。该方法还包括当空气流经流道时对接线产生电流，并基于接线的电阻变化计算风速。

附图说明

图1为示例性风力涡轮机的侧视图。

图2为可与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示例性传感器组件的截面视图。

图3为可与图1中所示的风力涡轮机一起使用的包括尾部和底部的传感器组件的一个备选实施例的横截面视图。

图4为可与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示例性翼型件的部分透视图，其示出了第一安装布置。

图5为图4中所示的翼型件的横截面视图，示出了第二安装布置。

部件列表

10风力涡轮机

11塔架

12外罩

13轮毂

14叶片

20传感器组件

21第一表面

22第二表面

23流道

14接线

25温度传感器

26数据处理器

30翼型件

40开口

41压力侧

42吸力侧

50传感器组件

56尾部

57底部

58轴

具体实施方式

图1示出了一种示例性风力涡轮机10。在该示例性实施例中，风力涡轮机10包括塔架11，联接到塔架11上的外罩12，联接到外罩12上的轮毂13，以及联接到轮毂13上的至少一个叶片14。塔架11为外罩12、轮毂13和叶片14提供支撑。塔架11可具有如本领域已知的此类高度和结构。

外罩12联接到塔架11上。外罩12典型地容纳用来将叶片14的旋转能量转化为电力的部件(未示出)。外罩12如本领域中已知的构造。轮毂13联接到外罩12上。轮毂13为至少一个叶片14提供可旋转壳体。轮毂13可如本领域中已知的构造。

至少一个叶片14联接到轮毂13上。在该示例性实施例中，三个叶片14联接到轮毂13上。当风冲击叶片14时，叶片14可围绕旋转中心轴线旋转。在该示例性实施例中，各叶片14均与地面充分垂直地定向，并且各叶片14均旋转通过大致相同的旋转平面。各叶片14均可如本领域中已知的构造。