一种基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法与流程

本发明属于风电机组，具体涉及一种基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法。

背景技术：

1、随着国家能源结构快速转型，新能源装机增速也进入快车道。我国已经成为全球主要的风电市场之一，风电装机量和风力发电量逐年增长。由于需要长期承受复杂的交变风力载荷，风电机组传动系统发生故障的风险较大。因此，对风电机组实施在线振动监测，可有效地保障风电机组的长期、安全、可靠运行，并显著降低维护成本。

2、风力机传动链上的振动测点较多，由于缺乏检测手段，缺少专门的检测标准文件和检测仪器，监测用振动传感器计量性能无法保障，导致国内风电机组振动监测装置的后续周期性校验一直没有得到解决，振动监测系统运行是否正常、测量是否准确可靠无法保证，给风电机组的运行带来极大安全隐患。另外，由于风电机组一般地处偏远，分布广、数量多，传感器拆装极为不便，若要求将传感器全部拆下并送至实验室进行周期检定/校准，从运行和成本控制上难以执行。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法。

2、为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于原位校准的风电机组振动监测系统，包括上位机、测控装置和传感器，所述测控装置包括控制卡、激励模块、信号调理模块和数据采集模块，所述上位机与控制卡相连，所述控制卡的输出端与激励模块的输入端相连，所述传感器的输入端与激励模块的输出端相连，所述传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连，所述信号调理模块的输出端与数据采集模块的输入端相连，所述数据采集模块的输出端与控制卡的输入端相连。

4、进一步的，所述传感器包括沿信号传输方向依次设置的驱动部件、振动敏感原件和信号处理部件，所述驱动部件与激励模块的输出端相连，所述信号处理部件与信号调理模块的输入端相连。

5、本发明公开了一种基于原位校准的风电机组振动监测方法，包括以下步骤：

6、首先，根据如上所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测系统，连接好检测回路，确认检测回路连接无误即可进入下一步；

7、在上位机中预设检测设置参数及技术指标要求，由上位机将检测设置参数发送给控制卡，控制卡根据检测设置参数驱动激励模块，激励模块产生的驱动信号被传感器接收，再经传感器反馈至数据采集模块，依次经过信号调理模块和控制卡，最终将信号送至上位机进行计算和处理，计算得到传感器的各项误差；

8、判断传感器的各项误差是否合格，并作出响应。

9、进一步的，所述误差包括频率响应误差和幅值线性度。

10、进一步的，所述频率响应误差的计算公式为：

11、

12、其中：

13、efi—频率响应误差；

14、s0—参考灵敏度；

15、sfi—各频率点灵敏度的测量值。

16、进一步的，所述幅值线性度的计算公式为：

17、

18、其中：

19、eli—幅值线性度；

20、s0—参考灵敏度；

21、sli—各振幅点灵敏度测量值。

22、进一步的，所述检测设置参数包括振动幅值范围、振动频率范围、参考工作频率、频率校准点和幅值校准点。

23、本发明还公开了一种电子设备，包括：

24、至少一个处理器；

25、与至少一个处理器通信连接的存储器；

26、所述存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法。

27、本发明还公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

29、本发明公开了一种基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法，该系统包括上位机、测控装置和传感器，测控装置包括控制卡、激励模块、信号调理模块和数据采集模块，上位机与控制卡相连，控制卡的输出端与激励模块的输入端相连，传感器的输入端与激励模块的输出端相连，传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连，信号调理模块的输出端与数据采集模块的输入端相连，数据采集模块的输出端与控制卡的输入端相连。本发明提供的基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法，采用原位校准方法，实现传感器原位、实时监测，可报警、出具检测报告，不需拆卸传感器和人工干预，具有检测效率、可靠性和安全性高的优点，还可为维保部门提供可信、全面的监测数据，可对接国内专业的状态监测和故障诊断专家系统，提供系统、有效、可信的管理、统计和分析功能。

技术特征：

1.一种基于原位校准的风电机组振动监测系统，其特征在于，包括上位机、测控装置和传感器，所述测控装置包括控制卡、激励模块、信号调理模块和数据采集模块，所述上位机与控制卡相连，所述控制卡的输出端与激励模块的输入端相连，所述传感器的输入端与激励模块的输出端相连，所述传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连，所述信号调理模块的输出端与数据采集模块的输入端相连，所述数据采集模块的输出端与控制卡的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测系统，其特征在于，所述传感器包括沿信号传输方向依次设置的驱动部件、振动敏感原件和信号处理部件，所述驱动部件与激励模块的输出端相连，所述信号处理部件与信号调理模块的输入端相连。

3.一种基于原位校准的风电机组振动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法，其特征在于，所述误差包括频率响应误差和幅值线性度。

5.根据权利要求4所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法，其特征在于，所述频率响应误差的计算公式为：

6.根据权利要求4所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法，其特征在于，所述幅值线性度的计算公式为：

7.根据权利要求3所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法，其特征在于，所述检测设置参数包括振动幅值范围、振动频率范围、参考工作频率、频率校准点和幅值校准点。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3至7中任意一项所述的一种基于原位校准的风电机组振动监测方法。

技术总结
本发明公开了一种基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法，该系统包括上位机、测控装置和传感器，测控装置包括控制卡、激励模块、信号调理模块和数据采集模块，上位机与控制卡相连，控制卡的输出端与激励模块的输入端相连，传感器的输入端与激励模块的输出端相连，传感器的输出端与信号调理模块的输入端相连，信号调理模块的输出端与数据采集模块的输入端相连，数据采集模块的输出端与控制卡的输入端相连。本发明提供的基于原位校准的风电机组振动监测系统及方法，采用原位校准方法，实现传感器原位、实时监测，可报警、出具检测报告，不需拆卸传感器和人工干预，具有检测效率、可靠性和安全性高的优点。

技术研发人员：韦宣,瞿丽莉,李默晗,杨柏依,田爽,李晓博,董鹏,赵亮,章硕,李静,关建航,赵蒙
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10