[实用新型]风轮叶片表面裂纹监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风轮叶片表面裂纹监测装置，特别涉及一种风力发电机组的风轮叶片表面裂纹监测装置。

背景技术

风轮叶片是风力发电机组的重要组成部分，其设计寿命一般为20年左右。但其通常工作于恶劣的环境中，由于风沙、台风、雷击、高低温和各种腐蚀等的影响以及常年的自然损耗，叶片表面出现裂纹甚至破损、断裂在所难免。当风轮叶片表面出现裂纹甚至逐渐破损后，会对叶片的整体载荷分布带来影响，当叶片表面破损比较严重时，不仅在一定程度上影响其发电量，甚至还会出现安全隐患，所以需要工作人员及时掌握相关的情况，将问题及时处理。但随着风电行业的快速发展，风轮叶片的长度在不断增加，目前，最长的叶片已达60多米，所以利用传统的人工检查不仅费时费力，操作上也比较困难，而且效率低下，安全性也得不到保障，市场上的光纤监测装置虽然解决了上述问题，但其费用高昂。因此市场急需一种既高效、可靠又经济、实用的监测风轮叶片表面裂纹的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种既高效、可靠又经济、实用的监测风轮叶片表面裂纹的装置，以解决上述问题。

本实用新型所述的风轮叶片表面裂纹监测装置，其包括：

至少一条导电介质沿叶片的叶根及后缘铺设；

至少一条导电介质沿叶片的叶根及梁帽铺设；

一个检测导电信号的通断检测器，通过电缆线与上述导电介质相连接。

较佳的，所述沿叶根及后缘铺设的导电介质的两端分别与第一入口端和第一出口端相连，该第一入口端及第一出口端与通断检测器相连；所述沿叶根及梁帽铺设的导电介质的两端分别与第二入口端和第二出口端相连，该第二入口端及第二出口端与通断检测器相连。

较佳的，所述导电介质的材质为碳纤维。

较佳的，所述导电介质内置于该叶根及该后缘或者贴附于该叶根及该后缘的表面。

较佳的，所述导电介质内置于该叶根及该梁帽或者贴附于该叶根及该梁帽的表面。

较佳的，该通断检测器与一台计算机无线连接，监测各条导电通路信号，分析叶片表面裂纹破损情况。

叶片表面不同裂纹破损等级的确定，根据风速、故障隐患危险程度等确定，每一等级对应不同的报警级别，及裂纹情况说明。

对叶片表面裂纹破损监测，即通过阻值分析确定叶片表面裂纹的破损等级。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型所述的风轮叶片表面裂纹监测装置，通过在叶片成型过程中提前在叶片后缘和梁帽部位预布碳纤维，利用碳纤维的良好导电性能，形成导电通路，依据叶片上各条导电通路的阻值变化，来实现叶片表面裂纹破损程度分级监测。这种监测方法相对于传统人工监测方法不仅具有实时性好，可靠性高，而且简单实用，监控成本相对较低。通过安装风轮叶片表面裂纹监测装置，可以确保风电场业主及时准确的了解各个风力发电机组叶片表面裂纹破损情况。根据裂纹破损等级制订不同的修复方案，减小因叶片破损带来的发电量损失。与此同时，也为叶片的改进提供数据依据。

附图说明

图1为风轮叶片表面裂纹监测装置的示意图

【主要元件符号说明】

1叶根                    2后缘

3梁帽                    4导电介质

A第一入口端              B第一出口端

C第二入口端              D第二出口端。

具体实施方式

为使本实用新型的技术手段、创作特征和实施方式易于明白了解，下面结合具体的实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图1，一种风轮叶片表面裂纹监测装置，由导电介质4、电缆线、通断检测器和计算机构成。具体实施方式如下：

在叶片成型过程中将数条导电介质4，本实施例中的导电介质4为碳纤维，按图1所示沿着叶片的叶根1及其后缘2按照一定顺序在其内部铺设或者贴附于其表面，并使这些导电介质4的两端分别与第一入口端A和第一出口端B相连接，形成数条导电通路，并且通过电缆线与通断检测器相连接，从而使通断检测器接收到数个来自A、B回路的信号，设置数条导电介质4的目的是为了检测的更加精细，即使叶片有小面积的受损也能及时检测到；如图1所示沿着叶片的叶根1和梁帽3按照一定顺序在其内部铺设或者在其表面贴附数条导电介质4，并使这些导电介质4的两端分别与第二入口端C和第二出口端D相连接，形成数条导电通路，并且通过电缆线与通断检测器相连接，从而使通断检测器接收到数个来自C、D回路的信号。

由于碳纤维具有良好的导电性，电阻率约为1200×10^-8-3000×10^-8Ωm，使其作为功能材料加以应用，其受力时产生的电阻率的变化能够反映出碳纤维结构内部的变化，通断检测器将检测到的结果进行电阻监测分析并且将信号显示，最后通过无线通讯传送给计算机进行分析。因此当出现叶片表面破损致使导电通路遭到破坏时，碳纤维的电阻率随之产生变化，通断检测器将检测到的碳纤维的阻率变化进行分析，再发送给计算机，因此计算机将针对该结果分析叶片表面裂纹破损等级及损坏部位，例如，若是来自A、B回路的电阻信号出现问题，则可判断出受损部位为叶片的叶根及其后缘部位，再根据阻值变化判断出受损等级；若是来自C、D回路的电阻信号出现问题，则可判断出受损部位为叶片的叶根及其后缘部位，再根据阻值变化判断出受损等级；最后根据裂纹破损等级制订不同的修复方案，减小因叶片破损带来的发电量损失。在风电场内各台风力发电机组的叶片的导电通路都可以连接到同一台通断检测器进行定期或实时叶片表面裂纹监测。