风电叶片振动传感器
风电叶片振动传感器
一、用途
风电叶片振动传感器主要用于实时监测风电叶片的振动情况。在风力发电过程中,叶片会受到复杂的空气动力、重力等多种力的作用而产生振动。通过该传感器,可以及时获取叶片的振动数据,判断叶片的运行状态是否正常,检测叶片是否存在潜在的故障,如裂纹、疲劳损伤等,以便提前采取维护措施,避免叶片损坏甚至引发更严重的事故,保障风力发电机组的安全、稳定运行,提高发电效率。
二、常见分类
压电式振动传感器
利用压电材料的压电效应,当叶片振动使传感器受到力的作用时,压电材料会产生电荷,通过测量电荷的变化来检测振动。这种传感器灵敏度高、响应速度快,适用于高频振动的测量。
应变式振动传感器
基于应变片的电阻变化原理。当叶片振动时,传感器的弹性元件会发生变形,粘贴在弹性元件上的应变片电阻值也会随之改变,通过测量电阻变化来确定振动情况。它结构简单、测量范围广,常用于低频振动测量。
电容式振动传感器
通过检测电容的变化来测量振动。当叶片振动导致传感器的电容极板间距发生变化时,电容值也会相应改变,从而实现对振动的监测。具有高灵敏度、抗干扰能力强等优点。
三、技术原理
不同类型的风电叶片振动传感器原理有所不同,但总体都是将叶片的振动物理量转换为电信号进行测量。 以压电式振动传感器为例,压电材料具有压电效应,当受到外力作用产生机械变形时,其表面会产生电荷。叶片振动时,会对压电式振动传感器施加一个力,使压电材料产生电荷,电荷的大小与振动的加速度成正比。通过电荷放大器将电荷信号转换为电压信号,再经过后续的处理电路进行滤波、放大等处理,最终得到可以用于分析的振动信号。
四、应用场景
风力发电厂
在风力发电厂中,每一台风力发电机组的叶片都需要安装振动传感器。传感器实时采集叶片的振动数据,通过有线或无线通信方式将数据传输到监控中心。运维人员可以在监控中心实时查看叶片的振动状态,当振动数据超出正常范围时,系统会发出告警通知,提醒运维人员及时检查叶片是否存在故障。
叶片生产厂家
在叶片生产过程中,振动传感器可用于对叶片进行质量检测。在模拟风力作用的实验台上安装振动传感器,对生产出来的叶片进行振动测试,检测叶片的振动特性是否符合设计要求,及时发现叶片在制造过程中可能存在的缺陷。
基于ThingsCloud物联网平台的应用场景
将风电叶片振动传感器接入ThingsCloud物联网平台。传感器采集到的叶片振动数据可以实时上传到平台。平台可以对数据进行分析和处理,绘制振动曲线,直观展示叶片的振动情况。
- 数据采集:平台定时从传感器采集振动数据,包括振动的频率、幅度等信息,并将这些数据存储在数据库中,方便后续的分析和查询。
- 定时控制:可以根据实际需求设置定时任务,例如每天定时对叶片的振动数据进行统计分析,生成报表。
- 告警通知:当叶片的振动数据超过预设的阈值时,平台会立即发出告警通知。可以通过短信、邮件、APP消息等方式通知相关人员,确保及时发现潜在的问题。
- 智能联动:当平台检测到叶片振动异常时,可以自动触发相关的联动操作。例如,自动降低风力发电机组的功率,减少叶片的负载,避免故障进一步扩大;同时,通知附近的运维人员前往现场进行检查和维修。
五、使用举例
假设某风力发电厂有一台风力发电机组,在其叶片上安装了压电式振动传感器,并将传感器接入ThingsCloud物联网平台。 传感器实时采集叶片的振动数据,每隔5分钟将数据上传到平台。平台对数据进行实时分析,设定叶片振动幅度的正常范围为0 - 5mm。当某一时刻,传感器采集到的振动幅度达到了6mm,超过了正常范围,平台立即发出告警通知,通过短信和APP消息通知运维人员。 运维人员收到告警通知后,登录ThingsCloud平台查看详细的振动数据和曲线,分析振动异常的原因。同时,平台自动触发联动操作,降低该风力发电机组的功率,以保护叶片。运维人员携带检测设备前往现场对叶片进行进一步的检查和维修,确保风力发电机组尽快恢复正常运行。