风电机组齿轮箱振动数据采集结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种数据采集结构，特别涉及风电机组齿轮箱振动数据采集结构，属于齿轮箱数据采集技术领域。


背景技术：

2.齿轮箱应用范围广泛，例如在风力发电机组中的应用，齿轮箱是在风力发电机组中应用很广泛的一个重要的机械部件。其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速；通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。
3.风电机组在发电过程中需要使用到齿轮箱，然而由于齿轮箱在工作过程中，常常发生振动现象，现有的振动数据采集结构存在着一些不足之处，无法识别齿轮箱故障元件的初期故障信号，且风电场内各机组之间以及机组与控制室之间的分散性，且距离远，干扰大，数据信号传输时的抗干扰能力差，本实用新型提供风电机组齿轮箱振动数据采集结构。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供风电机组齿轮箱振动数据采集结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：风电机组齿轮箱振动数据采集结构，包括加速度传感器、信号调理模块、数据采集模块、电光转换器、单模光纤、光电转换器、低压直流电源和恒流激励电源，所述加速度传感器与信号调理模块连接，所述信号调理模块与数据采集模块连接，所述数据采集模块与电光转换器连接，所述电光转换器通过单模光纤与光电转换器连接。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述低压直流电源与信号调理模块、数据采集模块和电光转换器电性连接。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述恒流激励电源与加速度传感器电性连接。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述加速度传感器为压电式振动传感器。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述数据采集模块为具有usb数据接口的外置式单独数据采集单元。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电光转换器为具有usb数据接口的电光转换单元。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述单模光纤为适合复杂野外环境的铠装单模光纤。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光电转换器为具有usb数据接口的光电转换单元。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1.本实用新型风电机组齿轮箱振动数据采集结构，通过设有的加速度传感器、信号调理模块、数据采集模块、电光转换器、单模光纤、光电转换器、低压直流电源和恒流激励电源，通过加速度传感器对齿轮箱运行过程中位于不同位置的x(水平方向)、y(垂直方向)、z(轴向)等方向的振动信号进行采集，获取箱体在不同方向上的振动状态；恒流激励电源为加速度传感器的正常工作提供必要的恒定电流；信号调理模块主要完成加速度传感器的输出信号进行滤波去噪、电流/电压变换以及限幅等信号预处理；经预处理后的振动信号进入数据采集模块，完成模拟信号到数字信号的转换，最后送入计算机进行存储和分析，电光转换器、单模光纤和光电转换器，输出的模拟振动信号进行a/d转换变为数字信号之后，再经电/光转换模块，将数字信号转换为光信号、采用光纤进行远距离传输，最大程度地保证信号传输的实时性和可靠性，降低远距离传输的干扰。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图中：1、加速度传感器；2、信号调理模块；3、数据采集模块；4、电光转换器；5、单模光纤；6、光电转换器；7、低压直流电源；8、恒流激励电源。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1，本实用新型提供了风电机组齿轮箱振动数据采集结构的技术方案：
19.根据图1所示，包括加速度传感器1、信号调理模块2、数据采集模块3、电光转换器4、单模光纤5、光电转换器6、低压直流电源7和恒流激励电源8，加速度传感器1与信号调理模块2连接，信号调理模块2与数据采集模块3连接，数据采集模块3与电光转换器4连接，电光转换器4通过单模光纤5与光电转换器6连接。
20.根据图1，低压直流电源7与信号调理模块2、数据采集模块3和电光转换器4电性连接，恒流激励电源8与加速度传感器1电性连接，恒流激励电源8为加速度传感器1的正常工作提供必要的恒定电流，加速度传感器1为压电式振动传感器，提高数据采集的灵敏度，数据采集模块3为具有usb数据接口的外置式单独数据采集单元，电光转换器4为具有usb数据接口的电光转换单元，单模光纤5为适合复杂野外环境的铠装单模光纤，光电转换器6为具有usb数据接口的光电转换单元。
21.具体使用时，本实用新型风电机组齿轮箱振动数据采集结构，通过在齿轮箱的不同位置布置高灵敏度的加速度传感器1，对箱体运行过程中位于不同位置的x(水平方向)、y(垂直方向)、z(轴向)等方向的振动信号进行采集，获取箱体在不同方向上的振动状态；恒流激励电源8为加速度传感器1正常工作提供必要的恒定电流；信号调理模块2主要完成加速度传感器1的输出信号进行滤波去噪、电流/电压变换以及限幅等信号预处理；经预处理后的振动信号进入数据采集模块3，输出的模拟振动信号通过进行a/d转换变为数字信号之后，再经电光转换器4，将数字信号转换为光信号、采用单模光纤5进行远距离传输，最大程
度地保证信号传输的实时性和可靠性，降低远距离传输的干扰，完成模拟信号到数字信号的转换，最后送入计算机进行存储和分析。
22.齿轮箱的采集要求如下：
23.根据机组桨叶的最大转速，同时考虑齿轮箱的增速比，对齿轮箱进行振动加速度采集时需保证足够高的数据采样频率，实现振动信号的高保真采集。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.风电机组齿轮箱振动数据采集结构，包括加速度传感器(1)、信号调理模块(2)、数据采集模块(3)、电光转换器(4)、单模光纤(5)、光电转换器(6)、低压直流电源(7)和恒流激励电源(8)，其特征在于，所述加速度传感器(1)与信号调理模块(2)连接，所述信号调理模块(2)与数据采集模块(3)连接，所述数据采集模块(3)与电光转换器(4)连接，所述电光转换器(4)通过单模光纤(5)与光电转换器(6)连接。2.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述低压直流电源(7)与信号调理模块(2)、数据采集模块(3)和电光转换器(4)电性连接。3.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述恒流激励电源(8)与加速度传感器(1)电性连接。4.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述加速度传感器(1)为压电式振动传感器。5.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述数据采集模块(3)为具有usb数据接口的外置式单独数据采集单元。6.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述电光转换器(4)为具有usb数据接口的电光转换单元。7.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述单模光纤(5)为适合复杂野外环境的铠装单模光纤。8.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱振动数据采集结构，其特征在于：所述光电转换器(6)为具有usb数据接口的光电转换单元。

技术总结
本实用新型公开了风电机组齿轮箱振动数据采集结构，包括加速度传感器、信号调理模块、数据采集模块、电光转换器、单模光纤、光电转换器、低压直流电源和恒流激励电源，加速度传感器与信号调理模块连接，信号调理模块与数据采集模块连接，数据采集模块与电光转换器连接，电光转换器通过单模光纤与光电转换器连接。本实用新型对齿轮箱运行过程中位于不同位置的X(水平方向)、Y(垂直方向)、Z(轴向)等方向的振动信号进行采集，获取箱体在不同方向上的振动状态；对输出信号进行滤波去噪、电流/电压变换以及限幅等信号预处理；经预处理后的振动信号进入数据采集模块，完成模拟信号到数字信号的转换，最后送入计算机进行存储和分析。最后送入计算机进行存储和分析。最后送入计算机进行存储和分析。


技术研发人员：管迎春 何君 郭光华 刘继涛 杨腾 秦盼 阳小林
受保护的技术使用者：湖北能源集团新能源发展有限公司检修分公司
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/6/1