[发明专利]风力涡轮机部件中的长纤维光学传感器系统

权利要求书

1.一种风力涡轮机，其具有用于测量风力涡轮机部件的操作参数的纤维光学传感器系统，所述纤维光学传感器系统包括：

光源，用于输出在预定波长范围内的光；

包括长光纤布拉格光栅的光纤，所述长光纤布拉格光栅具有在所述光纤的长度上连续延伸的预定光栅周期的光栅，以在所述光纤中提供连续测量区域，

其中所述光纤耦合到所述风力涡轮机部件，使得所述连续测量区域位于要被感测的所述风力涡轮机部件的区域，并且使得所述连续测量区域中的每个位置处的所述光栅周期取决于所述位置处的所述操作参数的值；

光探测器，用于从所述光纤接收光并且向控制器提供输出信号，所述输出信号表示所接收光的强度和波长；

耦合到所述光探测器的控制器，用于基于所探测的光来确定所述操作参数的值。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述长光纤布拉格光栅的所述光栅是软写入的，以反射具有第一波长的光，使得所反射的光的量与所述光在所述光栅中行进的距离成比例。

3.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中反射所述第一波长的输入光最大的点等于所述连续测量区域的长度。

4.根据权利要求2或3所述的风力涡轮机，其中所述控制器用于确定所述操作参数的值的范围和表示所述值在所述连续测量区域中出现的频率的值。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述长光纤布拉格光栅的所述光栅是硬写入的，以在所述光栅的所述长度的小部分上反射最大量的光。

6.根据权利要求5所述的风力涡轮机，其中所述控制器用于确定所述连续测量区域中出现的操作参数的范围的最大值和最小值。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机，其中所述光纤包括第二长光纤布拉格光栅，所述第二长光纤布拉格光栅在所述光纤中提供第二连续测量区域。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机，其中所述第二长光纤布拉格光栅与所述第一长光纤布拉格光栅位于所述光纤的不同部分中。

9.根据权利要求8所述的风力涡轮机，其中所述第二长光纤布拉格光栅与所述第一长光纤布拉格光栅具有不同的预定光栅周期。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机，其中在所述连续测量区域的所述长度上，所述长光纤布拉格光栅的光栅周期在两个值之间周期性交替变化。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机，其中所述光纤的所述连续测量区域设置于发电机的定子槽或线圈绕组中，以至少测量所述槽或所述绕组的整个区域的温度。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机，其中所述光纤包括位于所述连续测量区域的光学外侧的点处的一个或多个短光纤布拉格光栅。

13.根据权利要求12所述的风力涡轮机，其中所述光纤的所述连续测量区域设置于发电机的定子槽或线圈绕组中，以至少测量所述槽或所述绕组的整个区域的温度，并且所述短光纤布拉格光栅位于所述线圈绕组或定子槽的外侧。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机，其中所述操作参数是应变、温度、压力或磁通量中的一个或多个。

15.一种确定风力涡轮机部件的操作参数的方法，所述方法包括：

将光纤耦合到所述风力涡轮机部件，其中所述光纤包括长光纤布拉格光栅，所述长光纤布拉格光栅具有在所述光纤的长度上连续延伸的预定光栅周期的光栅，从而在所述光纤中提供连续测量区域，并且其中所述连续测量区域位于要被感测的所述风力涡轮机部件的区域，使得所述连续测量区域中的每个位置处的所述光栅周期取决于所述位置处的所述操作参数的值；

向所述光纤中输入处于预定波长范围内的光；

接收从所述光纤输出的光，并且提供表示所接收光的强度的输出信号；

基于所探测的光来确定哪些波长的所述输入光与所述光栅周期交互。

16.根据权利要求15所述的方法，其中确定步骤包括确定：与所述光栅周期交互的光中存在的波长的范围。

17.根据权利要求15所述的方法，其中确定步骤包括：针对与所述光栅周期交互的光的每个波长确定强度，并且确定哪个波长的光具有最大强度。