专利名称：一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置及测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置及测量系统。
背景技术：
近年来，随着风电技术的发展，风电叶片的尺寸越来越大，外形尺寸也越来越复杂，在实际工作中受载后的变形尺寸也随之越来越大，为防止叶片与塔筒发生干涉以及其它叶片强度问题的出现，对于大尺寸叶片需要进行相关强度分析和变形实验。现在对叶片的强度分析采用的方式主要是静力加载的方式，通过在各个加载点施加拉力从而迫使叶片发生与实际工况条件下相近似的弯曲变形，以此来验证叶片强度是否足够，以及测量变形量的大小。传统的位移测量多是在直线位移上的测量，采用的方式有激光测量，光栅尺测量，以及单点拉线测量，这些方法简单方便，且可根据不同精度要求进行调整测量方式，然而现在很多器械以及实验过程中不单单是直线位移，尤其是在叶片弯曲变形过程中，其各个点的位置变化呈曲线形式，且叶片末端位移变化较大，在这种情况下，激光测量就失去了它的作用，而大位移测量光栅尺也会显得捉襟见肘，且造价成本高。在尺寸精度要求不高的情况下，也可采用单点拉线测量，最简单的就是用米尺的方式，测量过程中，有时需要两个人共同参与，且测量精度不是很高，劳动强度大。对于大位移尺寸的测量，还可以采用GPS定位测量的方式，然而此种方式造价成本高，测量误差略大。
发明内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，该装置采用双拉线位移传感器，通过三角形变换原则，实时测量加载后被测叶片任一点的位移，结构简单，计算准确；本实用新型还提供一种风力机叶片实验台的叶片位移测量系统。为了实现本实用新型的上述目的，提供以下技术方案一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，包括安装在被测叶片附近的两个架高的传感器安装座；分别安装在两个传感器安装座上的两个拉线位移传感器，且所述两个拉线位移传感器的传感器拉线绳的末端分别与安装在实验台上的被测叶片的被测点相连。优选地，所述被测叶片的所述被测点上设有连接环，其与每个所述传感器拉线绳的末端相连。其中，所述传感器安装座由固定支架架高。优选地，所述固定支架为两个立柱，每个所述传感器安装座安装在每个所述立柱的顶端。[0012]其中，所述固定支架由一根竖直支柱和固设于竖直支柱顶端的水平支柱组成，每个所述传感器安装座安装在所述水平支柱的两端。本实用新型还提供了一种风力机叶片实验台的叶片位移测量系统，其包括多个如上所述的叶片位移测量装置；采集所述多个叶片位移测量装置中被测点位移信息并进行数据处理的数据采集装置。其中，所述多个叶片位移测量装置分别与被测叶片的不同被测点相连。其中，所述数据采集装置包括采集多个叶片位移测量装置中被测点位移信息的数据采集单元；与数据采集单元连接并进行数据处理的上位机。相对于现有技术，本实用新型的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置具有如下优点采用拉线位移传感器对被测叶片的位移进行测量，可以实时传输测量数据并可进行长时间的连续测量，计算分析简单准确，精度高，并且该测量装置结构简单，安装方便；采用固定支架固定拉线位移传感器的方式，使得该传感器的高低位置可调，适用范围更广。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图I是本实用新型的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置的结构示意图；图2是图I所示的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置的俯视图；图3是本实用新型的风力机叶片实验台的叶片位移测量系统的结构示意图。附图标记说明1-固定支架；2_传感器安装座；3_拉线位移传感器；4_传感器拉线绳；5_被测叶片；6_连接环。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置包括安装在被测叶片5附近的两个架高的传感器安装座2 ;分别安装在两个传感器安装座2上的两个拉线位移传感器3，且两个拉线位移传感器3的传感器拉线绳4的末端分别与安装在实验台上的被测叶片5的被测点相连。采用双拉线位移传感器3可以将被测叶片在实验过程中由于发生弯曲变形而产生的相应位移的数据进行实时传输，并且可以进行长时间的连续测量，根据所测得的三角形三边的长度，利用三角形变换原则可推得被测点瞬时的所在位置，从而可知被测点在水平方向和竖直方向上的位移变化量，因此计算分析简单准确，计算数据精度高。其中，如图I所示，传感器安装座2由固定支架I架高。固定支架I可以采用两个立柱的方式，此时将每个传感器安装座2安装在每个立柱的顶端；固定支架I也可以采用由一根竖直支柱和固设于竖直支柱顶端的水平支柱组成的方式(图中未画出)，此时将每个传感器安装座2安装在水平支柱的两端。由于采用固定支架固定的形式，因此拉线位移传感器的高低位置可调，所以适用范围更广，并且由于拉线传感器自身拉力值较小，所以不会对实验的结果造成影响。此外，为了安装方便，在被测叶片5的被测点上设有连接环6，其与每个传感器拉线绳4的末端相连。如图3所示，本实用新型还提供了一种风力机叶片实验台的叶片位移测量系统，其包括多个本实用新型所提供的叶片位移测量装置，其中，每个叶片位移测量装置分别与被测叶片上的不同被测点相连；采集多个叶片位移测量装置中被测点位移信息并进行数据处理的数据采集装置，其包括采集多个叶片位移测量装置中被测点位移信息的数据采集单元；与数据采集单元连接并进行数据处理的上位机。当使用风力机叶片实验台的叶片位移测量装置进行被测叶片一个被测点受载后的位移测量时，如图I所示，首先将固定支架I固定在被测叶片5附近的地面上，然后调整拉线位移传感器3的竖直高度，使传感器拉线绳4呈水平状态，此时将两个拉线位移传感器3分别固定安装在两个传感器安装座2上，固定好拉线位移传感器3之后将传感器拉线绳4的末端分别与安装在实验台上的被测叶片5的同一被测点相连，使传感器拉线绳4的末端随着被测点的移动而移动。而被测点的位移变化量可以通过如下过程进行计算如图2所示，在初始状态下，两拉线位移传感器3输出两点的距离为L，且两个拉线位移传感器3的传感器拉线绳4的输出绳长分别为LI和L2，传感器拉线绳4的末端与被测叶片5的被测点的连接点位置为SI。此时由三角形原理，可计算出连接点位置SI到两拉线位移传感器3输出点连线的垂直距离L3。当被测叶片5移动后，假设连接点位置移动到S2点，此时两个拉线位移传感器3的传感器拉线绳4的输出绳长分别变为LI '和L2 '，同样，由三角形原理可计算得出S2点到两个拉线位移传感器3输出点连线的垂直距离L3丨以及被测点从SI点移动到S2点时在水平方向上的位移L4和在竖直方向上的位移L3 ^ — L3。同样，当被测叶片5继续移动，假设此时连接点位置移动到Sn点，该测量装置亦可实时采集到该时刻的传感器拉线绳4的输出绳长变化为Lllri和L2n_S由三角形原理可计算得出Sn点到两个拉线位移传感器3输出点连线的垂直距离L3n_i以及被测点从Sn-I点移动到Sn点时在水平方向上的位移变化和在竖直方向上的位移变化，从而可以描绘出被测点的位移轨迹，由此可计算出每个时刻被测点的位移变化量。通过所测得的被测点的实时位移变化量可以确定被测叶片上该被测点的强度是 否满足要求。依据此原理，通过在被测叶片上的不同被测点连接多个叶片位移测量装置，可以测得多个不同被测点的实时位移变化量，并且通过数据采集单元传递给上位机进行处理，如果选择的被测点数量合适，就可以描绘出被测叶片上各点的真实位移变化量，从而为实际应用提供理论依据。尽管上述对本实用新型做了详细说明，但本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其特征在于，包括 安装在被测叶片(5)附近的两个架高的传感器安装座(2)； 分别安装在两个传感器安装座(2)上的两个拉线位移传感器(3)，且所述两个拉线位移传感器(3)的传感器拉线绳(4)的末端分别与安装在实验台上的被测叶片(5)的被测点相连。
2.根据权利要求I所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其特征在于，所述被测叶片(5)的所述被测点上设有连接环(6)，其与每个所述传感器拉线绳(4)的末端相连。
3.根据权利要求I或2所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其特征在于，所述传感器安装座(2)由固定支架(I)架高。
4.根据权利要求3所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其特征在于，所述固定支架(I)为两个立柱，每个所述传感器安装座(2 )安装在每个所述立柱的顶端。
5.根据权利要求3所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其特征在于，所述固定支架(I)由一根竖直支柱和固设于竖直支柱顶端的水平支柱组成，每个所述传感器安装座(2)安装在所述水平支柱的两端。
6.根据权利要求4所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其特征在于，所述固定支架(I)由一根竖直支柱和固设于竖直支柱顶端的水平支柱组成，每个所述传感器安装座(2)安装在所述水平支柱的两端。
7.一种风力机叶片实验台的叶片位移测量系统，其特征在于，包括 多个如权利要求1-6中任一项所述的叶片位移测量装置； 采集所述多个叶片位移测量装置中被测点位移信息并进行数据处理的数据采集装置。
8.根据权利要求7所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量系统，其特征在于，所述多个叶片位移测量装置分别与被测叶片(5)的不同被测点相连。
9.根据权利要求7或8所述的风力机叶片实验台的叶片位移测量系统，其特征在于，所述数据采集装置包括 采集多个叶片位移测量装置中被测点位移信息的数据采集单元； 与数据采集单元连接并进行数据处理的上位机。
专利摘要本实用新型一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置及测量系统公开了一种风力机叶片实验台的叶片位移测量装置，其包括安装在被测叶片附近的两个架高的传感器安装座；分别安装在两个传感器安装座上的两个拉线位移传感器，且所述两个拉线位移传感器的传感器拉线绳的末端分别与安装在实验台上的被测叶片的被测点相连。本实用新型的叶片位移测量装置可以实时测量加载后被测叶片上任一点的位移，计算准确，精度高，并且结构简单，安装方便，适用范围广；本实用新型还提供一种风力机叶片实验台的叶片位移测量系统，其包括多个如上所述的叶片位移测量装置；采集多个叶片位移测量装置中被测点位移信息并进行数据处理的数据采集装置。通过该测量系统，可将受载后的被测叶片上的各被测点位移准确计算，为叶片在实际应用中的强度分析提供理论依据。
文档编号G01B21/02GK202814375SQ20122037547
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者黄松波, 马文勇, 张蕾, 丁建军 申请人:华锐风电科技集团(上海)有限公司