[实用新型]一种风机叶片表面裂纹监测装置

说明书

本实用新型公开了一种风机叶片表面裂纹监测装置，其可结构简单，可实现较小裂纹监测，其包括涂覆于叶片表面的若干感应涂层、诊断模块、电源，电源用于给诊断模块供电，感应涂层包括涂覆于叶片表面的第一绝缘层、涂覆于第一绝缘层表面的第二绝缘层，第一绝缘层与第二绝缘层之间涂覆有导电层；导电层为条状，且导电层呈迂回结构或栅格结构分布在待监测区域，并与第一绝缘层、第二绝缘层形成若干感应涂层，各感应涂层中的导电层分别与诊断模块电连接，导电层的宽度与相邻两个导电层之间间隙之和大于等于待检测裂纹的宽度。

技术领域

本实用新型涉及叶片技术领域，具体为一种风机叶片表面裂纹监测装置。

背景技术

风力发电机对叶片的强度要求较高，但受叶片的结构、材料、工作频率、加工工艺、运行环境等因素影响，极易造成风力发电机叶片表面出现裂纹。裂纹的出现严重降低了该叶片的抗劳损能力和使用寿命。因此在采用风力发电机发电过程中，需对叶片表面进行监测。目前常用的监测方式包括：噪声监测、振动监测、应变监测、净空监测等。

但现有的上述监测方式存在诸多缺陷：噪声监测指在机舱或塔底加装声传感器，通过声传感器监测叶片噪声，若加装声传感器监测到叶片噪声异常，则说明叶片开裂，但这种监测方式对于叶片根部承载引起的结构体裂纹，裂纹区域线速度小，裂纹开口不明显，无法有效监测。

振动监测主要对叶片开裂后引起的异常冲击信号(这种异常冲击信号主要由叶片裂纹张开-闭合引起)、频率进行识别，但这种方式只能识别到较大裂纹，无法实现细小裂纹的精确监测，对于部分位置如主梁、叶根区域等关键区域，当裂纹开裂较大时，则存在维修难度大、叶片受损严重等问题。

应变监测基于叶片裂纹扩展后周边应力场变化，采用应变片或光纤光栅监测实现，但裂纹周围应力场变化范围为相对裂纹尺寸较小的范围，叶片旋转过程中自身存在较大的周期性应力变化，由于裂纹产生位置不确定的，需要较多的测点才能确保监测的准确性，多个测点的设置增加了监测成本。

净空监测主要通过图像净空监测对叶片扭转变形进行判断，例如专利号为“CN201610826920.8”，专利名称为“风力发电机组的叶片状态监测装置及监测方法”的专利，该专利中主要通过监测传感器与叶片吸力面之间的距离来判断叶片的扭转状态，从而判断叶片的扭转变形是否过大，但其主要用于对叶片叶尖、叶中、最大弦长等部位的扭转变形进行检测，对于叶片裂纹则无法实时准确监测，当裂纹影响在叶尖距离上能识别时，此时产生的裂纹尺寸较大，叶片濒临折断，维修难度较大。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种风机叶片表面裂纹监测装置、监测方法及感应材料涂覆方法，其结构简单，可实现较小开口裂纹的有效监测。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风机叶片表面裂纹监测装置，其包括涂覆于叶片表面的若干感应涂层、诊断模块、电源，所述电源用于给所述诊断模块供电，其特征在于，所述感应涂层包括涂覆于所述叶片表面的第一绝缘层、涂覆于所述第一绝缘层表面的第二绝缘层，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间涂覆有导电层；所述导电层为条状，且所述导电层呈迂回结构或栅格结构分布在所述待监测区域，并与所述第一绝缘层、第二绝缘层形成若干所述感应涂层，各所述感应涂层中的导电层分别与所述诊断模块电连接；所述导电层的宽度与相邻两个所述导电层之间间隙之和大于等于待检测裂纹的宽度。

其进一步特征在于，

其还包括通讯控制模块、外部终端，所述诊断模块通过所述通讯控制模块与外部终端通信连接；

所述导电层为导电漆；

所述导电层与待检测裂纹呈一定角度布置；

所述导电层与所述待检测裂纹垂直；