一种便携式风电机检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式风电机检测装置，包括：检测装置本体；检测装置本体经数据线分别与本体外部设置的、至少一个振动传感器和本体外部设置的、至少一个转速传感器相连接；所述的振动传感器包括，可发射检测光栅、接收检测光栅的探头和将探头发射的检测光栅反射回探头处的反光板。通过设置由探头和反光板构成的振动传感器，检测出对应轴承的位移幅度，以得出对应的风电机组件的振动位移量；更特别的是，通过在轴承上设置轴线相垂直的两个位移传感器，得出轴承的水平和竖直振动位移量，以提高对风电机的监测精度。同时，本实用新型结构简单、效果显著，适于推广使用。
【专利说明】—种便携式风电机检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力行业的风电机检测装置，尤其涉及一种便携式风电机检测装置。
【背景技术】
[0002]我国风电场多数处于地形复杂山区或丘陵地带，作为传递动力的传动链，由于气流的不稳定性，导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。由于设备安装在几十米高空，不便拆卸地送到工厂维修，而且对故障检测不能及时发现问题，这样可能会给设备的运行带来安全隐患。从风力发电机组齿轮箱目前发生的故障来看，主要是传动链上的高速轴、齿轮箱、低速轴等组件的损坏和磨损。这些磨损出现以后表面的金属微粒可能会使传动链组件间的啮合不稳定，使传动效率下降产生噪声，严重情况可能造成组件损坏、传动链断开风电机停机。
[0003]为解决上述问题，现有技术文献提供了一些改进，例如:
[0004]申请号为CN201020534083.X的中国专利，其公开了在风电机的各组件上分别设置振动传感器的技术方案:所述振动传感器组包括前主轴轴承径向振动传感器、前主轴轴承轴向振动传感器、后主轴轴承轴向振动传感器、弹性支撑架振动传感器1、弹性支撑架振动传感器I1、齿轮箱入口端轴向振动传感器、齿轮箱齿圈振动传感器、一级平行轴径向振动传感器、高速轴输出轴轴向振动传感器、发电机内侧负载端振动传感器和发电机外侧负载端振动传感器。
[0005]但是，由于高速轴和低速轴工作过程中，始终处于旋转状态；因此，安装何种振动传感器和如何安装振动传感器，以实现精确检测高速轴和低速轴的振动位移量，成为了急需解决的问题。而且，上述技术方案是将振动传感器直接安装于风电机上，如何在不改变风电机结构的前提下，设置一种便于携带的、测量精度高的振动传感器，也就成为了需要解决的问题。
[0006]而在现有技术当中，利用监测光栅来判断二者之间位置光线的位移传感器已经在多个领域中广泛应用，其工作原理如下:探头发射检测光栅，检测光栅传输至由不同反光率的各部分构成的反光板处，反光板将检测光栅反射回探头。当探头与反光板之间的位置发生变化后，检测光栅照射至不同反光率的反光板部分处，使得反射的检测光栅颜色改变，探头依据接收到的检测光栅来判断探头与反光板之间的位移变化量。但是，还没有应用上述位移传感器来监测风电机振动位移的技术方案。
[0007]基于以上需要和缺点，特提出本实用新型。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供一种便携式风电机检测装置，以实现对风电机的组件检测的目的；另一目的在于提供一种传感器，以对风电机的各组件振动位移量进行精确检测。
[0009]本实用新型的技术方案是:一种便携式风电机检测装置，包括:检测装置本体；检测装置本体经数据线分别与本体外部设置的、至少一个振动传感器和本体外部设置的、至少一个转速传感器相连接；所述的振动传感器包括，可发射检测光栅、接收检测光栅的探头和将探头发射的检测光栅反射回探头处的反光板。
[0010]进一步，所述的反光板由多段不同反光率的反光部构成。
[0011]进一步，反光板的一端至相对的另一端，各反光部按照反光率逐渐升高或降低地依次排布。
[0012]进一步，反光板的中心至两端，各反光部依次按照反光率逐渐升高或降低地排布。
[0013]进一步，所述的探头与数据线相连接；所述的探头包括壳体，沿壳体的轴线自上向下依次设有贯穿壳体顶部的通孔，发射检测光栅的灯源和接收检测光栅的芯片。
[0014]进一步，灯源处发出的检测光栅自通孔处射出壳体，并沿壳体轴线方向垂直射向反光板，检测光栅被反光板反射后传输至芯片处，芯片检测接收到的检测光栅颜色，以得出探头与反光板之间的位置关系。
[0015]进一步，风电机包括至少由高速轴、齿轮箱、低速轴、发电机构成的传动链；高速轴和低速轴分别经对应的轴承安装与齿轮箱上。
[0016]进一步，所述的探头底部设有由磁铁片构成的底座，将探头与高速轴或低速轴的轴承可拆卸地固定连接。
[0017]进一步，所述的反光板呈方形，方形的两相邻侧边处分别设有磁铁条，将反光板与齿轮箱的壳体可拆卸地固定连接；所述反光板与探头的轴线相垂直设置，使探头发射的检测光栅被反光板反射回探头处。
[0018]进一步，探头的轴线与对应的反光板中心反光部平齐设置。
[0019]进一步，所述探头与反光板之间相距一定距离L，所述的L不小于对应轴承外径的一半、不大于对应轴承外径的二十倍。
[0020]进一步，高速轴和/或低速轴的轴承外周分别设有两个振动传感器，两个振动传感器的探头轴线相垂直设置。
[0021]进一步，所述的检测装置本体由壳体构成，所述的壳体中设有数据处理装置，所述的数据处理装置分别与振动传感器、转速传感器相连接。
[0022]进一步，壳体上设有一显示屏，所述的显示屏与数据处理装置相连接。
[0023]进一步，所述的壳体上设有控制按键，所述的控制按键与数据处理装置相连接。
[0024]进一步，检测装置本体经数据线与本体外部设置的、至少一个温度传感器相连接。
[0025]进一步，所述的数据处理装置与供电单元相连接；所述的供电单元为220V交流电源。
[0026]进一步，所述的转速传感器由光电编码器构成，所述的光电编码器经数据采集装置与数据处理装置相连接，所述的数据采集装置与振动传感器相连接。
[0027]进一步，检测装置连接至少两个振动传感器，其中至少包含第一振动传感器和第二振动传感器；所述的第一振动传感器和第二振动传感器均设于同一被检测组件的径向方向，所述的第一振动传感器和第二振动传感器相垂直设置。
[0028]进一步，所述的第一振动传感器沿水平方向设置，第二振动传感器沿竖直方向设置。
[0029]进一步，所述的振动传感器上设有磁铁安装座。
[0030]本实用新型的有益效果是:
[0031]1、通过上述装置，可快速、准确的找到风电机故障的位置和故障点，缩短了风电机修理而造成的风电机组停机时间，并能及时发现问题，及时处理。同时，通过设置转速传感器，使得对风电机组件的振动和转速实现同步检测，以获得同步数据，提高了检测的准确性；
[0032]2、通过设置由探头和反光板构成的振动传感器，检测出对应轴承的位移幅度，以得出对应的风电机组件的振动位移量；
[0033]3、通过在轴承上设置轴线相垂直的两个位移传感器，得出轴承的水平和竖直振动位移量，以提高对风电机的监测精度；
[0034]4、通过在探头和反光板上分别设置磁铁板，使探头和反光板可快速、可拆卸地安装于风电机的待检测高速轴或低速轴上；
[0035]5、本实用新型结构简单、效果显著，适于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0037]图1是本实用新型的结构示意图；
[0038]图2是本实用新型的结构框图；
[0039]图3是本实用新型的结构示意图；
[0040]图4是本实用新型的结构框图；
[0041]图5是风电机高速轴的安装结构示意图；
[0042]图6是风电机齿轮箱的安装结构示意图；
[0043]图7是本实用新型的振动传感器的安装结构示意图；
[0044]图8是本实用新型的振动传感器的另一种安装结构示意图；
[0045]图9是本实用新型的反光板的迎检测光栅面结构示意图；
[0046]图10是本实用新型的反光板的迎检测光栅面另一种结构示意图；
[0047]图11是本实用新型的反光板的背检测光栅面结构示意图；
[0048]图12是本实用新型的探头截面结构示意图；
[0049]兀件说明:1一壳体，2—显不屏,3—控制按键，4一插头,5—振动传感器，6—转速传感器，7—温度传感器，8—数据采集装置，9一供电单元，10—数据处理装置，11一第一振动传感器，12—第二振动传感器，13—第三振动传感器，14 一高速轴，15—磁铁安装座，16—轴承，17—探头，18—反光板，19一齿轮箱壳体，20—连接杆，21—低速轴，22—中间轴，23—齿轮箱，171—通孔，172—灯源，173—芯片，174—磁铁片，181—磁铁条。
【具体实施方式】
[0050]如图1和图2所示，本实施例公开了一种便携式风电机检测装置，包括:检测装置本体；检测装置本体经数据线分别与本体外部设置的、至少一个振动传感器5和本体外部设置的、至少一个转速传感器6相连接。所述的检测装置本体由壳体I构成，所述的壳体I中设有数据处理装置10，所述的数据处理装置10分别与振动传感器5、转速传感器6相连接。
[0051]壳体I上设有一显示屏2，所述的显示屏2与数据处理装置10相连接。所述的壳体I上设有控制按键3，所述的控制按键3与数据处理装置10相连接。所述的数据处理装置10与供电单元9相连接，所述的供电单元10由壳体I上设置的、经电源线与数据处理装置10相连接的插头4，所述的插头4与220V交流电源可插拔地相连接。
[0052]所述的风电机包括至少由高速轴14、齿轮箱23、低速轴21、发电机构成的传动链。优选的，传动链上的各组件分别各对应至少一个振动传感器5,各振动传感器5分别设于对应风电机组件上，以检测对应组件的振动情况。数据处理装置10采集振动传感器5发出的信号，数据处理装置10自动把采集到的信号与预设参数作比较，当发现其中一个振动传感器5监测的数据超出预设正常值时向发出对应组件的警报信号，显示屏2将警报信号反馈至操作人员。
[0053]本实施例中，所述的转速传感器6由光电编码器构成，所述的光电编码器经数据采集装置8与数据处理装置相连接，所述的数据采集装置8与振动传感器相连接。优选的，所述的光电编码器设于高速轴14上，以监测高速轴14的转速，并依据高速轴14的转速以一定频率发射脉冲信号至数据采集装置8，当数据采集装置8接收到脉冲信号后，将各振动传感器5的实时监测数据同步上传至数据处理装置10。从而，实现了各组件振动和转速信息的同步采集，提高了装置判断的精确性；同时，由于风速、风向不同，导致高速轴转速不断变化，使得光电编码器输出的脉冲信号频率不断改变，也就改变了振动传感器对组件振动信号采集的频率，达到了变频的目的。
[0054]实施例一
[0055]如图6至图12所示，本实施例中，所述的振动传感器5包括，可发射检测光栅、接收检测光栅的探头17和将探头17发射的检测光栅反射回探头17处的反光板18。
[0056]本实施例中，所述的反光板18由多段不同反光率的反光部构成。
[0057]如图10所示，反光板18的一端至相对的另一端，各反光部按照反光率逐渐升高或降低地依次排布。如图10所示，反光板18的迎检测光栅面上排布有多个反光部A至M，各反光部的反光率自A向M逐渐依次递减。
[0058]还可以，如图9所示，反光板18的中心至两端，各反光部依次按照反光率逐渐升高或降低地排布。如图9所示，反光板18的迎检测光栅面上排布有多个反光部由中心的反光部A至端部的反光部G，各反光部的反光率自A向G逐渐依次递减。两侧的反光部A至G相对称设置。
[0059]如图12所示，所述的探头17与数据线相连接；所述的探头17包括外壳，沿外壳的轴线自上向下依次设有贯穿外壳顶部的通孔171，发射检测光栅的灯源172和接收检测光栅的芯片173。所述的探头17底部设有由磁铁片174构成的磁铁安装座，将探头17与高速轴14或低速轴21的轴承16可拆卸地固定连接。优选的，所述的灯源172发出沿探头轴线延伸的、向通孔171处发射的、单向的白色检测光栅；检测光栅垂直射向反光板，被不同反光率的反光部反射为改变颜色的反射光栅，反射光栅再沿通孔171射入探头中，并穿过透光材质构成的灯源172至芯片173处，使得芯片173只接收到自反光板18反射的检测光栅，以此判断探头与反光板之间的位置关系。
[0060]如图11所示，所述的反光板18呈方形，方形的至少两相邻侧边处分别设有磁铁条181，将反光板18与齿轮箱壳体19可拆卸地固定连接；优选的，方形反光板18的四周均设有磁铁条181，使得反光板18可沿轴承16径向方向延伸固定于齿轮箱壳体19上、或沿轴承16切向方向延伸固定于齿轮箱壳体19上。
[0061]如图7所示，当反光板18沿轴承16径向方向延伸固定于齿轮箱壳体19上时，探头17的轴线沿轴承16切向方向延伸；探头17的轴线与对应的反光板18的中心反光部平齐设置；所述探头17与反光板18之间相距一定距离L，所述的L不小于探头17所安装轴承16外径的一半。
[0062]如图8所示，当反光板18沿轴承16切向方向延伸固定于齿轮箱壳体19上时，探头17的轴线沿轴承16径向方向延伸。优选的，轴承16上沿径向延伸出一连接杆20，连接杆的一端悬空设置，悬空端设有轴线与连接杆相垂直的探头17.从而，使得反光板18与探头17的轴线相垂直设置，使探头17发射的检测光栅被反光板18反射回探头17处。
[0063]本实施例中，高速轴14和/或低速轴21的轴承外周分别设有两个振动传感器5，两个振动传感器5的探头17轴线相垂直设置。
[0064]本实施例中，齿轮箱23中设有与高速轴14相啮合的高速齿轮，与低速轴21相啮合的低速齿轮，高速齿轮与低速齿轮可直接相啮合；也可以经至少一个传动齿轮将高速齿轮和低速齿轮相啮合连接，所述的传动齿轮安装于中间轴22上，中间轴22经轴承16安装于齿轮箱壳体19上。中间轴的轴承上分别设有上述振动传感器5。
[0065]实施例二
[0066]如图3和图4所示，本实施例中，检测装置本体经数据线与本体外部设置的、至少一个温度传感器7相连接，所述的温度传感器7与壳体I内部设置的数据处理装置10相连接。优选的，所述的温度传感器7经数据采集装置8与数据处理装置10相连接，以实现温度信号与振动信号、转速信号的同步采集。
[0067]实施例三
[0068]本实施例中，一种便携式风电机检测装置连接至少两个振动传感器5，其中至少包含第一振动传感器11和第二振动传感器12 ;所述的第一振动传感器11和第二振动传感器12均设于同一被检测组件的径向方向,所述的第一振动传感器11和第二振动传感器12相垂直设置。优选的，所述的第一振动传感11器沿水平方向设置，第二振动传感器12沿竖直方向设置。从而，实现对组件的两个方向上振动的监测，以提高振动监测数据的精确度。
[0069]如图5所示，本实施例中，所述的风电机的高速轴14上所设的振动传感器5包括检测高速轴14水平方向振动的第一振动传感器11、检测高速轴14竖直方向振动的第二振动传感器12。所述的第一振动传感器11和第二振动传感器12分别与高速轴14的轴线相垂直。所述的第一振动传感器11和第二振动传感器12相互垂直设置。所述的第一振动传感器11和第二振动传感器12分别设有磁铁安装座15，以供第一振动传感器11和第二振动传感器12可拆卸的安装在高速轴14的外壁上。
[0070]如图5所示，本实施例中，所述的风电机的高速轴14上所设的振动传感器5还包括检测高速轴14轴线方向振动的第三振动传感器13。所述的第三振动传感器13沿高速轴14的轴线方向设置。
[0071]需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。
[0072]本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种便携式风电机检测装置，包括:检测装置本体；检测装置本体经数据线分别与本体外部设置的、至少一个振动传感器和本体外部设置的、至少一个转速传感器相连接；其特征在于:所述的振动传感器包括，可发射检测光栅、接收检测光栅的探头和将探头发射的检测光栅反射回探头处的反光板。
2.根据权利要求1所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:所述的反光板由多段不同反光率的反光部构成。
3.根据权利要求2所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:反光板的一端至相对的另一端，各反光部按照反光率逐渐升高或降低地依次排布。
4.根据权利要求2所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:反光板的中心至两端，各反光部依次按照反光率逐渐升高或降低地排布。
5.根据权利要求1所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:所述的探头与数据线相连接；所述的探头包括壳体，沿壳体的轴线自上向下依次设有贯穿壳体顶部的通孔，发射检测光栅的灯源和接收检测光栅的芯片。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:风电机包括至少由高速轴、齿轮箱、低速轴、发电机构成的传动链；高速轴和低速轴分别经对应的轴承安装与齿轮箱上。
7.根据权利要求6所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:所述的探头底部设有由磁铁片构成的底座，将探头与高速轴或低速轴的轴承可拆卸地固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:所述的反光板呈方形，方形的两相邻侧边处分别设有磁铁条，将反光板与齿轮箱的壳体可拆卸地固定连接；所述反光板与探头的轴线相垂直设置，使探头发射的检测光栅被反光板反射回探头处。
9.根据权利要求8所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:探头的轴线与对应的反光板中心反光部平齐设置；所述探头与反光板之间相距一定距离匕所述的[不小于探头所安装轴承外径的一半。
10.根据权利要求9所述的一种便携式风电机检测装置，其特征在于:高速轴和/或低速轴的轴承外周分别设有两个振动传感器，两个振动传感器的探头轴线相垂直设置。
【文档编号】G01D21/02GK204128674SQ201420539178
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】尹子栋, 牟娟, 欧阳磊 申请人:中国大唐集团新能源股份有限公司, 北京普华亿能风电技术有限公司