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一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统发明专利

更新时间:2024-07-01
一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:安徽-安庆;
源自:安庆高价值专利检索信息库;

专利名称:一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202111640164.7

专利申请(专利权)人:安徽驭风能源科技有限公司
权利人地址:安徽省安庆市桐城经济技术开发区南三路

专利发明(设计)人:田国庆,刘玉冬

专利摘要:本发明公开了一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,包括应变片;数据采集仪;风电机组监控计算机;数据传输设备;单个风电场监控中心;超声波探伤设备,超声波探伤设备包括滑轨和固定板,固定板的顶部固定连接有卷扬机,固定板的顶部一侧固定连接有定滑轮,滑轨的表面滑动连接有吊箱,卷扬机内设置有钢缆,钢缆的一端绕过定滑轮并与吊箱的顶部固定连接,吊箱内壁的顶部设置有探伤主机,吊箱内还设置有移动机构,移动机构上设置有探测头,探伤主机与探测头之间通过导线连接,本发明涉及风力发电维护技术领域。该种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,解决了现有的对叶片发生微小损坏难以及时发现的问题。

主权利要求:
1.一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:包括
应变片,所述应变片安装在风力叶片内部;
数据采集仪,所述数据采集仪的信号输入端通过信号电缆与应变片之间联接;
风电机组监控计算机,所述风电机组监控计算机设置在风电机组的内部,所述数据采集仪将采集到的信号传输至风电机组监控计算机内;
数据传输设备,所述数据传输设备设置在风电机组的内部;
单个风电场监控中心,所述单个风电场监控中心通过数据传输设备获取风电机组监控计算机内处理的监测结果,所述单个风电场监控中心通过数据传输设备控制风电机组监控计算机;
超声波探伤设备,所述风电机组监控计算机控制超声波探伤设备对叶片进行探伤,所述超声波探伤设备将探测结果反馈至风电机组监控计算机;
所述超声波探伤设备包括滑轨(2)和固定板(4),所述滑轨(2)设置在风电机组的支撑柱上,所述固定板(4)设置在风电机组机箱的内部,所述固定板(4)的顶部固定连接有卷扬机(5),所述固定板(4)的顶部一侧固定连接有定滑轮(7),所述滑轨(2)的表面滑动连接有吊箱(6),所述卷扬机(5)内设置有钢缆(8),所述钢缆(8)的一端绕过定滑轮(7)并与吊箱(6)的顶部固定连接,所述吊箱(6)内壁的顶部设置有探伤主机(19),所述吊箱(6)内还设置有移动机构,所述移动机构上设置有探测头(21),所述探伤主机(19)与探测头(21)之间通过导线连接,所述固定板(4)的顶部还设置有控制器(26),所述控制器(26)与风电机组监控计算机之间通过网线连接;
所述移动机构包括移动箱(9)和固定支座(13),所述移动箱(9)与吊箱(6)内壁滑动连接,所述移动箱(9)内部的两侧转动连接有转动辊(10),所述转动辊(10)的表面传动连接有传动带(11),所述移动箱(9)的顶部设置有滑动箱(12),所述滑动箱(12)的底部与传动带(11)的表面固定连接,所述滑动箱(12)内水平设置有电动伸缩杆(20),所述探测头(21)设置在电动伸缩杆(20)的活动端;
所述固定支座(13)的顶部一侧固定连接有驱动电机(14),所述驱动电机(14)的输出轴端固定连接有第一齿轮(15),所述固定支座(13)的顶部另一侧转动连接有第二齿轮(16),所述第一齿轮(15)与第二齿轮(16)啮合连接,所述传动带(11)的表面设置有第一齿条(17),所述移动箱(9)的底部两侧设置有第二齿条(18),所述第一齿轮(15)与第二齿条(18)啮合连接,所述第一齿条(17)与第二齿轮(16)啮合连接。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述吊箱(6)的内部还设置有拖链(22),所述拖链(22)内设置有探伤主机(19)与探测头(21)之间连接的导线。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述移动箱(9)的顶部固定连接有T型滑轨(23),所述滑动箱(12)的底部设置有与T型滑轨(23)适配的滑槽。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述吊箱(6)内壁的两侧设置有滑动槽(24),所述移动箱(9)的两侧设置有滑块(25),所述滑块(25)与滑动槽(24)滑动连接。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述滑轨(2)的表面且位于顶端位置设置有防护罩(3),所述防护罩(3)内可容纳吊箱(6)。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述吊箱(6)的一侧固定连接有滑轮(27),所述滑轮(27)与滑轨(2)滚动连接。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述应变片设置在风力叶片的结构薄弱位置,所述数据采集仪还能够通过风电机组上的传感器获取风速、风向信息,所述风电机组监控计算机将获取各处的应变值与当前风速、风向信息进行分析判断,判断各处的应变值是否处于当前风速、风向下安全的应变范围内。
8.根据权利要求1所述的一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,其特征在于:所述数据传输设备的传输方式包括卫星传输、移动网络传输、光纤传输。 说明书 : 一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统技术领域[0001] 本发明涉及风力发电维护技术领域,具体为一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统。背景技术[0002] 风能是一种清洁的可再生能源,人们对其的开发和利用越来越重视,风能的开发利用主要通过风力发电实现,风力发电是把风的动能转为电能的过程,其基本原理是利用风力驱动叶片旋转,通过电磁感应促使发电机发电。风力叶片是风力发电机组重要的零部件,在风电叶片设计中,一般都要求风电叶片能满足20年的使用寿命。但在实际野外运行中,风电机组在非定常载荷作用下的运行特性使其易发生破坏,严重影响风电机组安全运行的可靠性和使用寿命。[0003] 而现有的基本通过人工定期进行维护检查,但针对叶片发生微小损坏难以及时发现,只有等到发生较大损坏时才能被发现,因此建立一种在线形变探伤识别系统是十分必要的。发明内容[0004] (一)解决的技术问题[0005] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,可实现在发现叶片过度形变后利用探伤仪进行探伤,及时发现问题,解决了现有的对叶片发生微小损坏难以及时发现的问题。[0006] (二)技术方案[0007] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,包括[0008] 应变片,所述应变片安装在风力叶片内部;[0009] 数据采集仪,所述数据采集仪的信号输入端通过信号电缆与应变片之间联接;[0010] 风电机组监控计算机,所述风电机组监控计算机设置在风电机组的内部,所述数据采集仪将采集到的信号传输至风电机组监控计算机内;[0011] 数据传输设备,所述数据传输设备设置在风电机组的内部;[0012] 单个风电场监控中心,所述单个风电场监控中心通过数据传输设备获取风电机组监控计算机内处理的监测结果,所述单个风电场监控中心通过数据传输设备控制风电机组监控计算机;[0013] 超声波探伤设备,所述风电机组监控计算机控制超声波探伤设备对叶片进行探伤,所述超声波探伤设备将探测结果反馈至风电机组监控计算机;[0014] 所述超声波探伤设备包括滑轨和固定板,所述滑轨设置在风电机组的支撑柱上,所述固定板设置在风电机组机箱的内部,所述固定板的顶部固定连接有卷扬机,所述固定板的顶部一侧固定连接有定滑轮,所述滑轨的表面滑动连接有吊箱,所述卷扬机内设置有钢缆,所述钢缆的一端绕过定滑轮并与吊箱的顶部固定连接,所述吊箱内壁的顶部设置有探伤主机,所述吊箱内还设置有移动机构,所述移动机构上设置有探测头,所述探伤主机与探测头之间通过导线连接,所述固定板的顶部还设置有控制器,所述控制器与风电机组监控计算机之间通过网线连接。[0015] 优选的,所述移动机构包括移动箱和固定支座,所述移动箱与吊箱内壁滑动连接,所述移动箱内部的两侧转动连接有转动辊,所述转动辊的表面传动连接有传动带,所述移动箱的顶部设置有滑动箱,所述滑动箱的底部与传动带的表面固定连接,所述滑动箱内水平设置有电动伸缩杆,所述探测头设置在电动伸缩杆的活动端。[0016] 优选的,所述固定支座的顶部一侧固定连接有驱动电机,所述驱动电机的输出轴端固定连接有第一齿轮,所述固定支座的顶部另一侧转动连接有第二齿轮,所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接,所述传动带的表面设置有第一齿条,所述移动箱的底部两侧设置有第二齿条,所述第一齿轮与第二齿条啮合连接,所述第一齿条与第二齿轮啮合连接。[0017] 优选的,所述吊箱的内部还设置有拖链,所述拖链内设置有探伤主机与探测头之间连接的导线。[0018] 优选的,所述移动箱的顶部固定连接有T型滑轨,所述滑动箱的底部设置有与T型滑轨适配的滑槽。[0019] 优选的,所述吊箱内壁的两侧设置有滑动槽,所述移动箱的两侧设置有滑块,所述滑块与滑动槽滑动连接。[0020] 优选的,所述滑轨的表面且位于顶端位置设置有防护罩,所述防护罩内可容纳吊箱。[0021] 优选的,所述吊箱的一侧固定连接有滑轮,所述滑轮与滑轨滚动连接。[0022] 优选的,所述应变片设置在风力叶片的结构薄弱位置,所述数据采集仪还能够通过风电机组上的传感器获取风速、风向信息,所述风电机组监控计算机将获取各处的应变值与当前风速、风向信息进行分析判断,判断各处的应变值是否处于当前风速、风向下安全的应变范围内。[0023] 优选的,所述数据传输设备的传输方式包括卫星传输、移动网络传输、光纤传输。[0024] (三)有益效果[0025] 本发明提供了一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统。具备以下有益效果:[0026] 该种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,通过在风力叶片内部设置应变片,通过数据采集仪与应变片连接检测风力叶片的形变程度,通过风电机组监控计算机对形变程度进行分析,判断风力叶片是否发生过度形变,当发生过度形变时,通过超声波探伤设备对风力叶片进行探伤,检测风力叶片内部是否发生裂纹,达到了细小损坏及时发现的目的。附图说明[0027] 图1为本发明在线形变探伤系统结构图;[0028] 图2为本发明超声波探伤设备安装位置示意图;[0029] 图3为本发明超声波探伤设备整体结构示意图;[0030] 图4为本发明吊箱内部结构示意图;[0031] 图5为本发明滑动箱与移动箱连接结构示意图;[0032] 图6为本发明图4中A处放大图。[0033] 图中:1‑风电机组、2‑滑轨、3‑防护罩、4‑固定板、5‑卷扬机、6‑吊箱、7‑定滑轮、8‑钢缆、9‑移动箱、10‑转动辊、11‑传动带、12‑滑动箱、13‑固定支座、14‑驱动电机、15‑第一齿轮、16‑第二齿轮、17‑第一齿条、18‑第二齿条、19‑探伤主机、20‑电动伸缩杆、21‑探测头、22‑拖链、23‑T型滑轨、24‑滑动槽、25‑滑块、26‑控制器、27‑滑轮。具体实施方式[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。[0035] 请参阅图1‑6,本发明提供一种技术方案:一种风力发电的叶片在线形变探伤识别系统,包括[0036] 应变片,所述应变片安装在风力叶片内部,应变片设置在风力叶片的结构薄弱位置,应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为“应变效应”。[0037] 数据采集仪,所述数据采集仪的信号输入端通过信号电缆与应变片之间联接,数据采集仪还能够通过风电机组上的传感器获取风速、风向信息。[0038] 风电机组监控计算机,所述风电机组监控计算机设置在风电机组的内部,所述数据采集仪将采集到的信号传输至风电机组监控计算机内,所述风电机组监控计算机将获取各处的应变值与当前风速、风向信息进行分析判断,判断各处的应变值是否处于当前风速、风向下安全的应变范围内;[0039] 数据传输设备,所述数据传输设备设置在风电机组的内部,传输方式包括卫星传输、移动网络传输、光纤传输;[0040] 单个风电场监控中心,所述单个风电场监控中心通过数据传输设备获取风电机组监控计算机内处理的监测结果,所述单个风电场监控中心通过数据传输设备控制风电机组监控计算机;[0041] 超声波探伤设备,所述风电机组监控计算机控制超声波探伤设备对叶片进行探伤,探测时,利用控制风电机组监控计算机风电机组上待检测的叶片转动到竖直位置,超声波探伤设备将探测结果反馈至风电机组监控计算机。[0042] 所述超声波探伤设备包括滑轨2和固定板4,滑轨2设置在风电机组1的支撑柱上,固定板4设置在风电机组1机箱的内部,固定板4的顶部固定连接有卷扬机5,固定板4的顶部一侧固定连接有定滑轮7,滑轨2的表面滑动连接有吊箱6,卷扬机5内设置有钢缆8,钢缆8的一端绕过定滑轮7并与吊箱6的顶部固定连接,通过卷扬机5工作可实现吊箱6在滑轨2内上下移动,吊箱6内壁的顶部设置有探伤主机19,吊箱6内还设置有移动机构,移动机构上设置有探测头21,探伤主机19与探测头21之间通过导线连接,利用探伤主机19和探测头21对形变位置进行探伤。[0043] 固定板4的顶部还设置有控制器26,控制器26与风电机组监控计算机之间通过网线连接,风电机组监控计算机将过度形变应变片的位置信息传至控制器26,控制器26根据位置信息通过移动机构与卷扬机5将探测头21移动到应变片位置,对该位置附近进行探伤,并通过控制器26将探测结构反馈至风电机组监控计算内。[0044] 移动机构包括移动箱9和固定支座13,移动箱9与吊箱6内壁滑动连接,移动箱9内部的两侧转动连接有转动辊10,转动辊10的表面传动连接有传动带11,移动箱9的顶部设置有滑动箱12,滑动箱12的底部与传动带11的表面固定连接,滑动箱12内水平设置有电动伸缩杆20,探测头21设置在电动伸缩杆20的活动端,通过移动箱9和传动带11的移动能够带动滑动箱12左右移动,确保探测头21的检测范围能够覆盖叶片的宽度。[0045] 固定支座13的顶部一侧固定连接有驱动电机14,驱动电机14采用伺服电机,驱动电机14的输出轴端固定连接有第一齿轮15,固定支座13的顶部另一侧转动连接有第二齿轮16,第一齿轮15与第二齿轮16啮合连接,传动带11的表面设置有第一齿条17,移动箱9的底部两侧设置有第二齿条18,第一齿轮15与第二齿条18啮合连接,第一齿条17与第二齿轮16啮合连接,驱动电机14带动第一齿轮15转动,通过第一齿轮15与第二齿条18啮合带动移动箱9移动,通过由于第一齿轮15与第二齿轮16啮合,第一齿条17与第二齿轮16啮合,能够带动滑动箱12往移动箱9移动的同方向移动,便于探测头21达到检测位置。[0046] 吊箱6的内部还设置有拖链22,拖链22内设置有探伤主机19与探测头21之间连接的导线,避免线缆的缠绕阻碍滑动箱12移动。[0047] 移动箱9的顶部固定连接有T型滑轨23,滑动箱12的底部设置有与T型滑轨23适配的滑槽,吊箱6内壁的两侧设置有滑动槽24,移动箱9的两侧设置有滑块25,滑块25与滑动槽24滑动连接。[0048] 滑轨2的表面且位于顶端位置设置有防护罩3,防护罩3内可容纳吊箱6。对吊箱6的设备进行防护。[0049] 吊箱6的一侧固定连接有滑轮27,滑轮27与滑轨2滚动连接,保证吊箱6的顺利上下移动。[0050] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0051] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区:安徽

专利申请日期:2021-12-29

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN114412723B

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