一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统及检测装置的制作方法

本发明涉及风电叶片检测领域，特别是涉及一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统及检测装置。

背景技术：

1、叶片螺栓呈圆形排列且为风力发电机组上受力较为复杂的螺栓之一，目前叶片螺栓出现断裂后，若其在t型螺母处断裂，螺杆退出卡住变桨，机组能报出故障，提醒人员螺栓断裂；但是若螺栓在螺母处断裂，则可能断裂后掉落在轮毂内滚动，易砸伤其他设备，仅在其误触变桨限位开关或者其他设备时机组会报出故障，人员才会发现螺栓断裂，会导致该种螺栓断裂后难以被发现；此外，此两种方式均具有不确定性，无法经精确报出故障。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中的叶片螺栓断裂后的判断方式不可靠，容易出现安全问题，提供一种有效判断螺栓是否处于安全状态的风电机组叶片螺栓断裂监测系统及检测装置。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，包括控制器、与控制器连接的测距仪和被测距仪检测的螺栓，测距仪设在旋转座上，螺栓为用于将叶片固定在风电机组的部件，各个螺栓呈环形结构排列，旋转座设在环形结构的轴线上；

4、测距仪，用于检测与测距仪同角度的螺栓间的实时距离；

5、控制器，用于控制旋转座以设定时间间隔和设定角度进行旋转，并使得测距仪在设定时间间隔内测量对应角度的被测螺栓，以得到测距仪与被测螺栓间的实时距离；控制器还用于根据测量得到的实时距离和预设的安全距离范围，判断被测螺栓是否处于断裂状态。

6、本发明的有益效果是：通过在环形螺栓中部设置测距仪，通过测距仪来依次测量与之同角度的被测螺栓的位置，以得到被测螺栓与测距仪间的实时距离，通过将实时距离与安全距离范围进行比较，并可判断出对应螺栓是否处于断裂状态，并输出对应螺栓断裂或正常的信号，以便于后续进行综合判断和处理。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

8、进一步，螺栓设在叶片的端部并用于将叶片固定在风电机组上；控制器，还用于在检测完同一周向的所有螺栓后，根据该周向检测中断裂的螺栓的总数，进行机组降容判断和调节：

9、当总数为一颗时，控制风电机组降容至80％；

10、当总数为两颗时，控制风电机组降容至50％；

11、当总数不小于三颗时，控制风电机组停机。

12、采用上述进一步方案的有益效果是，通过对一个周向的螺栓进行检测，根据所有螺栓的检测结果，可得知一整个周向中断裂螺栓的总颗数，以判断属于哪种情况，并使得风电机组降容或进行停机检修，以保证风电机组运行的安全性和可靠性。

13、进一步，对于每颗螺栓，控制器，具体用于在判断该颗螺栓是否处于断裂状态后，等待t时间，对该颗的相邻颗螺栓进行实时距离的检测。

14、采用上述进一步方案的有益效果是，每检测完一颗螺栓后，可等待t时间，以拉长设备检测的间隔，避免设备处于连续检测状态。

15、进一步，测距仪为红外测距仪。

16、采用上述进一步方案的有益效果是，采用红外测距仪，红外测距仪具有体积小、重量轻、操作简便、测距速度快、精度高等优点。

17、进一步，螺栓均带有螺帽，螺帽用于反射测距仪发出的光线，测距仪，具体用于根据螺栓反射的光线生成实时距离。

18、采用上述进一步方案的有益效果是，激光测距仪不需要被测物体的表面完全与激光平行，只要传感器能收到从被测物表面反射出的光线即可；在螺栓安装过程中，由于螺栓的螺杆部位拧入叶片内并用于固定，因而螺栓的螺帽处于外露且无遮挡状态，使得螺帽部位可用于反射光线，定位效果好。

19、进一步，所有螺栓在周向均匀排列，设定角度为a，a＝360°/螺栓总数。

20、采用上述进一步方案的有益效果是，检测装置每次转动的角度相同，使得检测装置转动调节方便，减少转动的角度错误。

21、进一步，旋转座呈柱状并绕自身的轴心自转，旋转座的轴心垂直于多个螺栓围成平面圆。

22、采用上述进一步方案的有益效果是，旋转座自转进行检测，便于旋转座的结构的简化，也简化了自转的结构，仅需保证检测装置转动时与每个对应角度的螺栓的距离均相等即可，即需使得旋转座的轴心垂直多个螺栓围成平面圆；从而保证了旋转座带动测距仪转动过程中，测距仪与每个被测螺栓间的理论距离均相等，以确保螺栓判断的准确性。

23、进一步，控制器，还用于根据风电机组正常运转时所允许的螺栓的各个状态，得到不同状态下螺栓与测距仪的距离，根据不同状态下螺栓与测距仪的距离，形成安全距离范围。

24、采用上述进一步方案的有益效果是，设置安全距离范围，便于对实时距离进行判断。

25、本发明解决上述技术问题的另一个技术方案如下：

26、一种检测装置，检测装置从下至上依次设有安装底座、旋转座、高度调节件，高度调节件呈柱状，测距仪设有至少一个，测距仪位于高度调节件的柱状外周。

27、采用方案的有益效果是，安装底座用于固定检测装置的位置，旋转座用于带动测距仪旋转；高度调节件可调节测距仪的轴向高度，提高检测装置的适用性，以便检测装置用于多种不同型号的风电叶片环形排列螺栓的检测。

技术特征：

1.一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，包括控制器、与所述控制器连接的测距仪和被所述测距仪检测的螺栓，所述测距仪设在旋转座上，所述螺栓为用于将叶片固定在风电机组的部件，各个所述螺栓呈环形结构排列，所述旋转座设在所述环形结构的轴线上；

2.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，所述控制器，还用于在检测完同一周向的所有所述螺栓后，根据该周向检测中断裂的螺栓的总数，进行机组降容判断和调节：

3.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，对于每颗所述螺栓，所述控制器，具体用于在判断该颗所述螺栓是否处于断裂状态后，等待t时间，对该颗的相邻颗所述螺栓进行实时距离的检测。

4.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，所述测距仪为红外测距仪。

5.根据权利要求4所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，所述螺栓均带有螺帽，所述螺帽用于反射所述测距仪发出的光线，所述测距仪，具体用于根据所述螺栓反射的光线生成所述实时距离。

6.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，所有所述螺栓在周向均匀排列，所述设定角度为a，a＝360°/螺栓总数。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，所述旋转座呈柱状并绕自身的轴心自转，所述旋转座的轴心垂直于多个所述螺栓围成平面圆。

8.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述风电机组正常运转时所允许的所述螺栓的各个状态，得到不同状态下所述螺栓与所述测距仪的距离，根据不同状态下所述螺栓与所述测距仪的距离，形成所述安全距离范围。

9.一种检测装置，其特征在于，用于上述1-8任一权要所述的风电机组叶片螺栓断裂监测系统，所述检测装置从下至上依次设有安装底座、所述旋转座、高度调节件，所述高度调节件呈柱状，所述测距仪设有至少一个，所述测距仪位于所述高度调节件的柱状外周。

技术总结
本发明涉及一种风电机组叶片螺栓断裂监测系统及检测装置，包括控制器、与控制器连接的测距仪和被测距仪检测的螺栓，测距仪设在旋转座上，螺栓为用于将叶片固定在风电机组的部件并，各个螺栓呈环形结构排列，旋转座设在环形结构的轴线上；测距仪，用于检测与测距仪同角度的螺栓间的实时距离；控制器，用于控制旋转座以设定时间间隔和设定角度进行旋转，以得到测距仪与被测螺栓间的实时距离；控制器还用于根据测量得到的实时距离和预设的安全距离范围，判断被测螺栓是否处于断裂状态。采用本方案，通测距仪来依次测量螺栓与测距仪间的实时距离，通过将实时距离与安全距离范围进行比较，可判断出对应螺栓是否处于断裂状态。

技术研发人员：龚波涛,王彭,冯煜,杨大华,杨聪,王弟方
受保护的技术使用者：重庆海装风电工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12