[发明专利]一种风电机叶片健康状态监测装置及其监测方法

说明书

本发明公开了一种风电机叶片健康状态监测装置及监测方法，该监测装置安装在风电机塔筒上与风电机叶片相对的位置，包括外壳，在外壳上面向叶片的位置安装图像获取装置和声音获取装置，在外壳内安装中央处理器、存储器、通信单元、GPS和电源，其中中央处理器分别与上述的图像获取装置和声音获取装置电连接并控制其工作，与存储器电连接并进行数据读写，与通信单元电连接以便与外界通信，与GPS电连接以获取位置，电源为探测装置供电。本发明所公开的风电机叶片健康状态监测装置，可以基于现有的智能手机等运算平台轻松实现；通过过磁力圈安装在风电机塔筒上，易于安装和移动；使用的摄像头和麦克风可以非常轻易的完成图像和声音信号的采集。

技术领域

本发明属于风力发电机领域，特别涉及该领域中的一种风电机叶片健康状态监测装置及其监测方法。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，在过去的十几年中由于能源、环境、气候问题得到了迅速的发展。显然，风能的清洁性、可再生性及其大规模应用技术的日益成熟，使风力发电日益成为新能源领域中除核能外，技术最成熟、最具开发条件和最有发展前景的发电方式。一个典型的风力机组由转子、轮毂、叶片、齿轮箱和动力传动系统、发电机、功率调节装置、软件的控制和监测装置组成。虽然理论上风力机组的最大效率是59%，但现代大型风力机由于采用了更先进的符合空气动力学原理的叶片，基于现代控制理论并使用更强大的电力系统组件，使得风力机组的性能一直在稳步提升。

大型化是风力机发展的必然趋势，如5兆瓦水平轴三叶片风力机，叶轮的单个叶片弦长可以达到70 米，而叶片工作的环境非常恶劣，容易因冰挂和雷击而受到物理损伤，如果小的损伤和裂纹不能及时被发现和修复，将会迅速发展使叶片断裂和报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种风电机叶片健康状态监测装置及其监测方法。

本发明采用如下技术方案：

一种风电机叶片健康状态监测装置，其改进之处在于：该监测装置安装在风电机塔筒上与风电机叶片相对的位置，包括外壳，在外壳上面向叶片的位置安装图像获取装置和声音获取装置，在外壳内安装中央处理器、存储器、通信单元、GPS和电源，其中中央处理器分别与上述的图像获取装置和声音获取装置电连接并控制其工作，与存储器电连接并进行数据读写，与通信单元电连接以便与外界通信，与GPS电连接以获取位置，电源为探测装置供电。

进一步的，监测装置的外壳通过磁力圈安装在风电机塔筒上。

进一步的，所述的图像获取装置包括但不限于摄像头；所述的声音获取装置包括但不限于麦克风。

进一步的，在外壳上设置与存储器电连接的数据接口。

进一步的，所述的通信单元既可以通过WiFi等无线通讯方式与风场内的终端通信，也可以通过移动通信方式与远程终端通信，还可以接云端云存储，所述的移动通信方式包括但不限于4G、5G和eLTE。

进一步的，所述的电源为充电电池。

进一步的，在外壳上不遮挡图像获取装置和声音获取装置的位置安装太阳能电池板，该太阳能电池板与外壳内的充电单元电连接，充电单元则与充电电池电连接；此外还在外壳上安装充电接口，该充电接口与外壳内的充电单元电连接，充电单元则与充电电池电连接。

进一步的，所述的外壳为IP45级防水防尘外壳。

进一步的，监测装置的实现架构包括但不限于智能手机、平板电脑或者带ARM芯片的智能传感器及太阳能电池，上述的智能传感器要符合IEEE 1451x界面标准系列。。

一种风电机叶片健康状态监测方法，使用上述的装置，其改进之处在于，包括如下步骤：

（1）声音获取装置探测风电机叶片转动时发出的声音信号，并发送给中央处理器；