1.一种基于振动敏感型光纤传感技术的杆塔结构损伤监测的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤1、在杆塔内壁区域布置光纤,该光纤布设呈s型;
步骤2、在光纤上涂敷耐潮湿耐高温材料,并将光纤固定在杆塔内壁上;
步骤3、风力发电机整根杆塔是由多节杆塔连接而成,对于杆塔内壁上的连接处,将布设的光纤盘绕成环,贴敷在连接处上;
步骤4、将光纤环上涂敷耐潮湿耐高温材料,光纤环与整个杆塔内壁上的光纤同属一根光纤;
步骤5、将分布式光纤传感终端设备安装在风机的主控室里,将布置在杆塔内壁上的光纤与传感设备连接;
步骤6、分布式光纤传感设备对布设光纤的区域实现固有频率实时监测,并记录数据,比对历史信息,当某一个区域的固有频率高次谐波的功率变化符合材料结构疲劳或损伤的特点时,则判断该区域出现了结构疲劳或结构损伤。
2.根据权利要求1所述的一种基于振动敏感型光纤传感技术的风力发电机杆塔结构健康监测的方法,其特征在于,步骤6中,使用振动敏感型分布式光纤传感技术监测光纤上所有采样点的振动频率,这个振动频率即是采样点附近材料的固有频率,当某个区域的固有频率的高频部分在一段时间内,平均功率单向增加时,则判定为结构疲劳或结构损伤。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于振动敏感型光纤传感技术的风力发电机杆塔结构健康监测的方法,其特征在于,所述耐潮湿耐高温材料为环氧树脂胶。
4.根据权利要求1或2所述的种基于振动敏感型光纤传感技术的风力发电机杆塔结构健康监测的方法,其特征在于,通过粘贴玻璃钢纤维胶带将光纤固定在杆塔内壁上。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于振动敏感型光纤传感技术的风力发电机杆塔结构健康监测的方法,其特征在于,步骤6的具体方法如下:
设风力发电机整根杆塔是由4节杆塔连接而成,光纤布设在4节杆塔内壁上,连接光纤为整条光纤从光纤传感终端设备到第一个光纤环的部分,长度为q,探测光纤为光纤中第一个光纤环到最后一个光纤环之间的部分,长度为l,将贴敷的探测光纤根据所属的杆塔内壁区域,分为等长的4个部分;终端设备的采样率为s(ms/s),总长为q+l的光纤上共计有采样点m个,m个采样点等间距分布,分别为a1,a2…am,其中:
m=(q+l)*s/100
只对分布在长度为l的探测光纤上的m-n个采样点,即an+1,an+2…am进行计算即可,其中:
n=q*s/100
振动敏感型分布式式光纤传感终端设备启动依次采集并解调,可以得到某个时刻各个采样点的振动的幅频图,平方后得到功率谱,对于这m-n个采样点,启动一次采集每个采样点都会获得其对应的功率谱,各个采样点大于50hz的平均功率分别为wn+1,wn+2…wn+m,该平均功率就是固有频率的高次谐波的平均功率,每天在不同时刻,总计进行n1次测量,对于第i个点ai,通过n1次测量值求和取平均值后得到每天的平均功率值,通过连续n2天测量,如果n2天内该平均功率呈现单调性变化,则认为这个采样点附近出现了材料疲劳与损伤,该采样点所在的位置距离光纤传感终端的距离为l′:
l′=i*100/s
整条长为q+l的光纤中长为l的探测部分被分为等长的4个部分,如果l′≤1/4l+q,那么损伤位置在第一个部分,如果1/4l+q<l′≤2/4l+q,则在第二个部分,如果2/4l+q<l′≤3/4l+q,则在第三个部分,如果3/4l+q<l′≤l+q,则在第四个部分。