[发明专利]在恶劣天气下提高多光束距离传感器数据有效率的方法有效

专利信息
申请号: 202010986608.1 申请日: 2020-09-18
公开(公告)号: CN112162293B 公开(公告)日: 2021-09-21
发明(设计)人: 周军;宋维尔 申请(专利权)人: 南京牧镭激光科技有限公司
主分类号: G01S17/08 分类号: G01S17/08;G01M15/00
代理公司: 南京天华专利代理有限责任公司 32218 代理人: 刘畅
地址: 210000 江苏省南京*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 恶劣 天气 提高 光束 距离 传感器 数据 有效率 方法
【说明书】:

发明公开了一种在恶劣天气下提高多光束距离传感器数据有效率的方法,包括:单线测距模块的安装标定:光束S1与地面垂线的夹角最小,光束Sm与地面垂线的夹角最大,且光束Sm在风机扇叶运行时持续监测扇叶;单线测距模块的实时数据处理:单线测距模块以固定频率进行数据采集,对数据进行实时缓存和处理,剔除无效数据,向风机主控进行数据传输。本发明对净空单线测距模块的光束标定位置和数据处理方面进行优化:通过优化单线测距模块安装位置保证有光束一直打到叶片,从而获得实时转速;通过对于采集的数据进行处理,提出无效数据对测量值的干扰,提高信噪比,有效改善单线测距模块测量数据有效率低的问题。

技术领域

本发明涉及属于测量领域,尤其是风力发电机组故障监测技术领域,具体是一种在恶劣天气下提高多光束距离传感器数据有效率的方法。

背景技术

现有的净空雷达包括激光雷达和视频净空雷达,在某些天气状况(如强太阳光照射、雨雾天气)下,导致雷达信噪比降低,不能有效的测量到相应的净空数据,从而使风机主控的反馈控制受到影响。

风力发电机的叶片净空实际指的是叶片叶尖与塔筒表面的最小间隙(Blade Tipto Tower Clearance)。风机机组在设计时净空已经满足设计标准,但是在在风机实际运行中,叶片净空会随着现场的实际风况而变化:当风速较大时,叶尖向塔筒方向变形,机舱发生最大水平向后位移且头部呈最大斜向下倾斜角度,导致叶片净空大幅减小。净空激光雷达可以实时监测叶片净空,及时预警;机组也可以绘制净空曲线,降低气动不平衡造成的机组疲劳载荷,提升风轮运转平稳性。

现有方案中,净空激光雷达均采用直接测量净空值的方法。净空雷达安装于风机机舱底部,通过“ToF”的方法直接测量到净空值,上报风机主控。

由于风机安装位置多为偏远地区,气候多变,根据现有方案对净空雷达进行安装和数据采集,在强太阳光照射和雨雾天气时均会对激光雷达的测量精度产生影响,导致这些天气状况下测量数据有效率较低。

发明内容

针对背景技术中存在的问题(由于风机安装位置多为偏远地区,气候多变,根据现有方案对净空雷达进行安装和数据采集,在强太阳光照射和雨雾天气时均会对激光雷达的测量精度产生影响,导致这些天气状况下测量数据有效率较低),本发明对净空雷达的光束标定位置和数据处理方面进行优化,以有效改善雷达测量数据有效率低的问题。

技术方案:

一种在恶劣天气下提高多光束距离传感器数据有效率的方法,多光束距离传感器包括m个倾斜不同角度的单线测距模块,单线测距模块分别发送激光光束,记为光束S1、光束S2、……、光束Sm,m≥3;提高数据有效率的实现方法包括:

单线测距模块的安装标定:

光束S1与地面垂线的夹角最小,光束Sm与地面垂线的夹角最大,且光束Sm在风机扇叶运行时持续监测扇叶;

单线测距模块的实时数据处理:

单线测距模块以固定频率进行数据采集,对数据进行实时缓存和处理,剔除无效数据,向风机主控进行数据传输。

优选的,单线测距模块的实时数据处理包括地面数据检测、叶片数据检测、数据处理、单线测距模块实时数据发送:

-地面数据检测:地面数据检测模块以固定频率运行,通过现场测量的地面距离值作为初始值,对单线测距模块实时数据进行筛选处理,判断出当前能见度标志和实时距离值;

-叶片数据检测:叶片数据检测模块以固定频率运行,在能见度标志为true时启动,基于实时距离值进行判断,得到当前的叶片标志位和地面标志位;

-数据处理:数据处理模块以固定频率运行,基于叶片标志位和地面标志位进行数据处理;

-单线测距模块实时数据发送:单线测距模块实时数据发送模块以固定频率运行,向风机主控进行数据传输。

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