风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构的制作方法
【专利摘要】风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构属于风力发电【技术领域】；在空心风力机叶片上固装两片主振动压电陶瓷及若干辅振动压电陶瓷，所述的两片主振动压电陶瓷配置在空心风力机叶片内壁共振点处，导线将主超声波发生器与主振动压电陶瓷的两端连接；所述的若干片辅振动压电陶瓷配置在空心风力机叶片外表面上，导线将辅振动压电陶瓷的两端分别与辅超声波发生器和超声波检测器连接；控制系统通过导线分别与主超声波发生器、辅超声波发生器和超声波检测器连通；本机构即可完成对风力机叶片表面冰层结冰状况检测，又可对风力机叶片上的冰层进行除冰作业，具有结构新颖、简单、作业项目多、作业效果好、系统运行平稳、可靠性好、适应环境能力强的特点。
【专利说明】风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风力发电【技术领域】，主要涉及一种风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构。
【背景技术】
[0002]近年来，随着不可再生能源的减少和环境保护意识的的增强，可再生且无环境污染的风能开发利用成为发展趋势，风力发电即是其中之一。由于地球变暖使全球气候变化加剧，严寒、冰冻和暴雪等恶劣气候条件频繁出现，这对风力机的耐低温和抗冰冻特性提出更高的要求。另一方面，海上风电开始兴起，与陆地相比，海洋上空空气潮湿，冬季更容易产生结冰现象。风力机桨叶覆冰时，表面气动特性遭到破坏，使风力机效率和输出功率下降，严重时还会造成风力机非计划停机，影响风机安全稳定运行。如何可靠地实现风力机叶片表面覆冰情况检测并进行除冰作业成为急需解决的技术问题。同时，虽然有不同种类的结冰检测装置和除冰装置出现，但二者均是分开作业，造成结构复杂，控制繁琐，配合不同步，且造价成本闻等相关问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合生产作业的实际需要，设计提供一种新结构的风力机结冰检测与除冰作业组合机构，达到检测系统运行平稳、除冰效果好、作业效率高的目的。
[0004]本实用新型基本设计是，风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构包括空心风力机叶片，在空心风力机叶片上固装两片主振动压电陶瓷及若干辅振动压电陶瓷，所述的两片主振动压电陶瓷配置在空心风力机叶片内壁共振点处，导线将主超声波发生器与主振动压电陶瓷的两端连接；所述的若干片辅振动压电陶瓷配置在空心风力机叶片外表面上，导线将辅振动压电陶瓷的两端分别与辅超声波发生器和超声波检测器连接；控制系统通过导线分别与主超声波发生器、辅超声波发生器和超声波检测器连通。
[0005]本实用新型是利用超声波共振原理及压电陶瓷材料正逆压电效应的原理，采用超声波发生器与压电陶瓷及超声波检测器组合结构，实现了一套结构完成风力机叶片表面覆冰状态的检测，又实现对风力机叶片表面冰层进行除冰作业，具有结构新颖、合理、紧凑，作业项目多，作业效果好、使用安装方便、可靠性高的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]附图1是风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构示意图
[0007]图中件号说明:
[0008]1、空心风力机叶片、2、主振动压电陶瓷、3、主超声波发生器、4、控制系统、5、辅振动压电陶瓷、6、辅超声波发生器、7超声波检测器。【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型最佳实施方案进行详细的描述。一种风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构，包括空心风力机叶片1，在空心风力机叶片I上固装两片主振动压电陶瓷2及若干辅振动压电陶瓷5，所述的两片主振动压电陶瓷2配置在空心风力机叶片I内壁共振点处，导线将主超声波发生器3与主振动压电陶瓷2的两端连接；所述的若干片辅振动压电陶瓷5配置在空心风力机叶片I外表面上，导线将辅振动压电陶瓷5的两端分别与辅超声波发生器6和超声波检测器7连接；控制系统4通过导线分别与主超声波发生器3、辅超声波发生器6和超声波检测器7连通。
[0010]检测工况时，控制系统4控制主超声波发生器3产生高频率低振幅电信号至主振动压电陶器瓷2使其振动，并将振动通过空心风力机叶片I传递至辅振动压电陶瓷5使其产生电信号，并被超声波检测器7检测并反馈至控制系统4，依据反馈信号检测叶片表面结冰情况，此时辅超声波发生器6关闭。
[0011]除冰工况时，控制系统4关闭超声波检测器7并控制主超声波发生器3产生低频率高振幅电信号至主振动压电陶瓷2，控制系统4控制辅超声波发生器6产生低频率高振幅电信号至辅振动压电陶瓷5，使二者振动，且控制系统4时刻调节主超声波发生器3与辅超声波发生器6产生电信号的频率与振幅，使主振动压电陶器瓷2与辅振动压电陶器瓷5的振动相互配合，使空心风力机叶片I达到最佳共振状态，将空心风力机叶片I表面覆冰清除，完成作业。
【权利要求】
1.一种风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构，包括空心风力机叶片(1)，其特征在于在空心风力机叶片(I)上固装两片主振动压电陶瓷(2)及若干辅振动压电陶瓷(5)，所述的两片主振动压电陶瓷(2)配置在空心风力机叶片(I)内壁共振点处，导线将主超声波发生器(3)与主振动压电陶瓷(2)的两端连接；所述的若干片辅振动压电陶瓷(5)配置在空心风力机叶片(I)外表面上，导线将辅振动压电陶瓷(5)的两端分别与辅超声波发生器(6)和超声波检测器(7)连接；控制系统(4)通过导线分别与主超声波发生器(3)、辅超声波发生器(6 )和超声波检测器(7 )连通。
【文档编号】F03D11/00GK203452982SQ201320464150
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】冯放, 王绍龙, 李岩, 和庆斌 申请人:东北农业大学