[发明专利]一种风电机组叶片缺陷非接触监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种风电机组叶片缺陷非接触监测装置，其包括：依次信号连接的声发射传感器、信号处理与传输单元以及信号接收终端，其中：声发射传感器将风电机组叶片的气动噪声信号转为电压信号输入所述信号处理与传输单元；信号处理与传输单元提取所述电压信号中监测频段的信号，并将其无线传输给所述信号接收终端；信号接收终端无线接收所述信号处理与传输单元传输的信号，并对该信号进行频域转换，从而得到该信号的监测信息。此外，本发明还公开了相应的方法。本发明能实时获取风电机组叶片运行时的监测信息，从而及时诊断风机叶片的损伤情况。

技术领域

本发明涉及风电机组叶片缺陷监测技术，尤其涉及一种风电机组叶片缺陷监测装置及方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，新能源的探索和应用越来越受到各个国家的广泛重视。风能是一种绿色、环保的可再生资源，在当今世界急需新能源的迫切形势下，大力发展风力发电必然成为未来发展的趋势和潮流。

叶片是风力发电机组关键部件之一，在工作过程中承受强风负荷、沙粒冲刷、大气氧化与潮湿空气的腐蚀，不可避免会出现气孔、裂缝、磨损、腐蚀等问题。此外，在生产制造过程中，也会出现孔隙、分层和夹杂等典型缺陷。资料分析表明，叶片故障占叶轮机械故障的65％以上，叶片故障引起的事故往往是灾难性的，若不及时处理最终会导致叶片的断裂，严重威胁着风力发电机组运行和人身安全。由此看来，及时有效地对风机叶片结构损伤进行检测，对保证风电设备的可靠运行有着十分重要的意义。

现有的风电机组叶片缺陷检测技术包括X射线检测、超声波检测等。对于在役风机叶片，由于受现场因素的影响及高度的限制，使用X射线检测方法很难实现现场检测。而超声波检测周期长，对不同类型的缺陷需使用不同规格的探头，在检测过程中需使用耦合剂，因此超声波检测技术很难实现实时的动态监测。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种风电机组叶片缺陷非接触监测装置，其能实时获取风电机组叶片运行时的监测信息，从而及时诊断风机叶片的损伤情况。

基于上述目的，本发明提供了一种风电机组叶片缺陷非接触监测装置，其包括依次信号连接的声发射传感器、信号处理与传输单元以及信号接收终端，其中：

声发射传感器将风电机组叶片的气动噪声信号转为电压信号输入所述信号处理与传输单元；

信号处理与传输单元提取所述电压信号中监测频段的信号，并将其无线传输给所述信号接收终端；

信号接收终端无线接收所述信号处理与传输单元传输的信号，并对该信号进行频域转换，从而得到该信号的监测信息。

本发明所述的风电机组叶片缺陷非接触监测装置，其利用风机叶片运行过程中产生的气动噪声信号与叶片损伤情况具有相关性这一特性，实时采集风电机组叶片运行时的气动噪声信号，并从中提取监测叶片损伤情况所需的监测信息，因此能实时获取风电机组叶片运行时的监测信息，从而及时诊断风机叶片的损伤情况。

具体来说，本发明的监测装置是一个智能终端，其通过采集风机叶片运行过程中产生的气动噪声信号，并对其进行通常包括滤波放大、无线传输、频域转换处理，实时获取风机叶片运行时的监测信息，及时诊断风机叶片的损伤情况。其中，滤波放大用于提取所述监测频段的信号。

由于本发明对被监测风机叶片的接近要求不高，因而比较适用于在役风机叶片的非接触实时监测。可以采用多传感器布置的方式，同时监测多个风电机组叶片。

进一步地，本发明所述的风电机组叶片缺陷非接触监测装置中，所述信号处理与传输单元包括信号调理模块、A/D转换模块、主控制器模块以及无线通信模块，所述信号调理模块提取所述电压信号中监测频段的信号，所述A/D转换模块、主控制器模块以及无线通信模块将提取的信号无线传输给所述信号接收终端。