專利名稱：風電機組齒輪箱油品品質監測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風電機組齒輪箱油品品質監測儀。
背景技術：
風電機組中的齒輪箱是一個重要的機械部件，其主要功用是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機并使其得到相應的轉速。對于大型風電機組的齒輪箱，目前都是用油來絕緣和散熱。隨著風電機組的長期運行，齒輪箱中會混入一些水分和酸性氧化物。 水分和酸性氧化物的含量參數在一定程度上反映出齒輪箱老化或故障的程度。因此通過對齒輪箱油中溶解水分和酸性氧化物的含量進行監測可得知齒輪箱的運行狀況及潛伏性故障，預防事故的發生。傳統的監測方法是將油樣從風電機組齒輪箱中取樣，經實驗室儀器將水分、酸性氧化物與油進行分離，分析油中水分的含量以及酸性氧化物含量等參數。依據得到的參數分析該齒輪箱的潛伏性故障情況。但這種方法具有操作復雜、監測周期長、監測人為誤差大的缺點，導致不適宜進行實時監測，從而不能根據齒輪箱油中水分及酸性氧化物的參數即時掌握風電機組齒輪箱的運行情況及潛伏性故障情況。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種風電機組齒輪箱油品品質監測儀，實現即時自動對風電機組齒輪箱中水分及酸性氧化物進行監測。本實用新型風電機組齒輪箱油品品質監測儀包括中央處理單元12，與其連接的通訊單元11和油品品質監測單元16 ；其中油品品質監測單元16，用于監測風電機組齒輪箱中水及酸性氧化物的含量數據， 并生成監測信號；中央處理單元12，用于接收所述油品品質監測單元16生成的監測信號，與儲存的標準信號進行判斷，并將判斷結果打包生成控制信號；通訊單元11，接收所述中央處理單元12生成控制信號，并傳送至上位計算機。由此，實現即時自動對風電機組齒輪箱中水分及酸性氧化物進行監測。其中，所述中央處理單元12為DSPM812芯片。另外，中央處理單元12還用于生成開關量信號；所述風電機組齒輪箱油品品質監測儀還包括開出單元13，與中央處理單元12電連接，用于接收所述開關量信號，輸出或隔離上述信號。由此，實現當所監測風電機組齒輪箱油品品質不符合要求時，控制開關量信號的開啟或關閉。其中，所述油品品質監測單元16包括含水量監測單元161，用于監測風電機組齒輪箱油中的含水量，并生成監測信號；[0017]酸性氧化物含量監測單元162，用于監測風電機組齒輪箱油中的酸性氧化物含量， 并生成監測信號。由此，可實現準確監測風電機組齒輪箱油品中所含的水分及酸性氧化物的含量。其中，所述通訊單元11包括RS_232接口、RS-485接口和以太網接口。由此，實現多臺風電機組齒輪箱油品品質檢測儀與上位計算機組成局域網，便于用戶監控。 其中，所述RS-232接口為ADM325IE芯片，所述RS-485接口為ADMM83芯片。另外，電機組齒輪箱油品品質檢測還包括信號處理單元15，連接于中央處理單元12和油品品質監測單元16之間，用于將油品品質監測單元16所生成的水及酸性氧化物的監測信號進行濾波以及放大處理。其中，所述信號處理單元包括依次電連接的AD620芯片，用于將油品品質監測單元16所監測的水及酸性氧化物的監測信號進行前置放大；0P1177芯片，用于對上述監測信號進行二次放大；RC電路，用于濾波。由此，可實現對油品品質監測單元16所監測的水分及酸性氧化物含量數據信息的放大及濾波。另外，風電機組齒輪箱油品品質檢測儀還包括顯示單元14，用于對中央處理單元12工作狀態進行顯示。其中，所述顯示單元14包括兩個LED，用于通過LED閃爍狀態來表示風電機組齒輪箱油品品質監測儀不同的工作狀態。由此，實現風電機組齒輪箱油品品質檢測儀工作狀態直觀的顯示。
圖1為本實用新型風電機組齒輪箱油品品質監測儀的原理圖；圖2為本實用新型中央處理單元電路圖；圖3為本實用新型通訊單元RS-232接口電路圖；圖4為本實用新型通訊單元RS-485接口電路圖；圖5中為本實用新型信號處理單元電路圖；圖6為本實用新型顯示單元電路圖。
具體實施方式
如圖1示出了本實用新型風電機組齒輪箱油品品質監測儀，包括中央處理單元 12，與中央處理單元12連接的通訊單元11、開出單元13、顯示單元14和信號處理單元15。 另外，還包括與信號處理單元15連接的油品品質監測單元16，其中油品品質監測單元16包括含水量監測單元161和酸性氧化物含量監測單元162。其中，含水量監測單元161用于監測風電機組齒輪箱油系統中的含水量，并生成監測信號，如可采用型號為TWS傳感器或EE36系列傳感器。酸性氧化物監測單元162用于監測風電機組齒輪箱油系統中酸性氧化物的含量，并生成監測信號。[0041]信號處理單元15包括兩路，分別用于接收含水量監測單元161和酸性氧化物監測單元162生成的監測信號，進行濾波以及放大處理。所述信號處理單元15的兩路電路相同， 如圖5所示。其中包括AD620芯片，用于接收油品品質監測單元16所監測的信號，并將所監測的信號進行前置放大。另外，還包括0P1177芯片，連接在AD620芯片與中央處理單元 12相連的數據端口之間，用于對上述監測信號進行二次放大。進一步的，在0P1177芯片的引腳2與引腳6之間，還連接一 RC電路，用于濾波。中央處理單元12用于對信號處理單元15接收的油品品質監測信號，將代表水分及酸性氧化物含量的監測數據信號與存儲單元(圖中未標出)中存儲的標準數據信號進行判斷。并將判斷結果打包生成控制信號，控制通訊單元11將打包后的監測數據發送至上位計算機。另外，當中央處理單元12還會生成相關開關量信號(如報警信號等)。例如中央處理單元12判斷所采集的油品品質監測數據異常時，會生成上述開關量信號，輸出至后文所述的開出單元13。另外，中央處理單元12在進行數據信號的處理過程中，向顯示單元14發送脈沖信號，控制其顯示。如圖2示出了中央處理單元12電路圖。如采用型號為 DSPF2812的處理器。通訊單元11用于接收中央處理單元12所生成的控制信號，傳送至上位計算機，從而實現所述風電機組齒輪箱油品品質監測儀與風電機組上位計算機之間的信號傳輸，組成局域網。更優的，通訊單元11還可用于將監測信號傳輸至外部遠程網絡，以由遠程的集中監控中心接收該信號。其通訊可設置多種通訊接口，例如以太網、RS-232、RS-485通訊協議的通訊接口(簡稱接口)。圖3為RS-232接口電路圖，如圖所示，該接口電路采用ADM3251E 芯片。圖4為RS-485接口電路圖，如圖所示，該接口電路采用ADM2483芯片。上述接口電路不僅包括了暫態過電壓保護電路而且包括了光隔離電路。開出單元13與中央處理單元12電連接，用于實現所述開關量信號的隔離和輸出。 例如開出單元13采用常開固態繼電器，該固態繼電器的輸出端平時處于斷開狀態，當固態繼電器的輸入端接收到中央處理單元12發送的所述控制信號(高電平或低電平)后，通過光耦隔離(發光二極管把輸入的電信號轉換為光信號傳給光敏管轉換為電信號輸出，由于沒有直接的電氣連接，這樣既耦合傳輸了信號，又有隔離作用)，控制輸出端閉合，這時與固態繼電器的輸出端連接的報警單元(如聲光報警器等，圖中未標出)通電，發出聲光警報。顯示單元14與中央處理單元12電連接，用于根據中央處理單元12控制信號的不同顯示風電機組齒輪箱油品品質監測儀當前工作狀態，如圖6示出了顯示單元14電路圖， 采用了兩個LED來實現。例如在中央處理單元12進行編碼打包時可以是其中的一個LED 燈閃爍，當在中央處理單元12控制數據通過數據遠傳單元11傳輸時，則可以是另一個燈進行閃爍。當出現故障時，則可以控制兩個燈處于常亮狀態。下面對本發明的工作原理再進行介紹。當需要采監測風電機組齒輪箱油品品質的監測信號時，例如可以是預先設置在中央處理單元12程序中指定的定期監測，由信號處理單元15將油品品質監測單元16所采集液油中的水分含量以及酸性氧化物的含量信號進行放大、濾波處理。然后由中央處理單元12對所監測的信號進行根據一定協議進行打包處理，之后再通過通訊單元11將信號傳輸出至上位計算機。多臺(本實施例中最多128臺)風電機組齒輪箱油品品質監測儀通過 RS-485接口與一臺計算機連接組成局域網。由此，方便用戶對多臺風電機組齒輪箱油品品質監測儀獲得的監測數據進行管理。當中央處理單元12判斷所采集的油品品質數據異常時，生成相關開關量信號，輸出至開出單元13進行報警。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，例如上述提到的芯片型號也可以是由其他相應的芯片來實現。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種風電機組齒輪箱油品品質監測儀，其特征在于，包括中央處理單元(12)，與其連接的通訊單元(11)和油品品質監測單元(16)；其中油品品質監測單元(16)，用于監測風電機組齒輪箱中水及酸性氧化物的含量數據，并生成監測信號；中央處理單元(12)，用于接收所述油品品質監測單元(16)生成的監測信號，與儲存的標準信號進行判斷，并將判斷結果打包生成控制信號；通訊單元(11)，接收所述中央處理單元(12)生成控制信號，并傳送至上位計算機。
2.根據權利要求1所述的監測儀，其特征在于，所述中央處理單元(12)為DSPM812芯片。
3.根據權利要求1所述的監測儀，其特征在于，中央處理單元(12)還用于生成開關量信號；所述風電機組齒輪箱油品品質監測儀還包括開出單元(13)，與中央處理單元(12)電連接，用于接收所述開關量信號，輸出或隔離上述信號。
4.根據權利要求1所述的監測儀，其特征在于，所述油品品質監測單元(16)包括 含水量監測單元(161)，用于監測風電機組齒輪箱油中的含水量，并生成監測信號； 酸性氧化物含量監測單元(162)，用于監測風電機組齒輪箱油中的酸性氧化物含量，并生成監測信號。
5.根據權利要求1所述的監測儀，其特征在于，所述通訊單元(11)包括RS-232接口、 RS-485接口和以太網接口。
6.根據權利要求4所述的監測儀，其特征在于，所述RS-232接口為ADM3251E芯片，所述RS-485接口為ADMM83芯片。
7.根據權利要求1所述的監測儀，其特征在于，還包括信號處理單元(15)，連接于中央處理單元(1 和油品品質監測單元(16)之間，用于將油品品質監測單元(16)所生成的水及酸性氧化物的監測信號進行濾波以及放大處理。
8.根據權利要求7所述的監測儀，其特征在于，所述信號處理單元包括依次電連接的 AD620芯片，用于將油品品質監測單元(16)所監測的水及酸性氧化物的監測信號進行前置放大；0P1177芯片，用于對上述監測信號進行二次放大； RC電路，用于濾波。
9.根據權利要求1所述的監測儀，其特征在于，還包括顯示單元(14)，用于對中央處理單元(1 工作狀態進行顯示。
10.根據權利要求9所述的監測儀，其特征在于，所述顯示單元(14)包括兩個LED，用于通過LED閃爍狀態來表示風電機組齒輪箱油品品質監測儀不同的工作狀態。
專利摘要本實用新型提供了一種風電機組齒輪箱油品品質監測儀，其特征在于，包括中央處理單元，與其連接的通訊單元和油品品質監測單元；其中油品品質監測單元用于監測風電機組齒輪箱中水及酸性氧化物的含量數據，并生成監測信號；中央處理單元用于接收所述油品品質監測單元生成的監測信號，進行判斷，并打包生成相關控制信號；通訊單元接收所述中央處理單元生成相關控制信號，并傳送至上位計算機。
文檔編號G01N33/28GK202177627SQ20112028970
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月10日 優先權日2011年8月10日
發明者余忠源, 周繼威, 周良洛, 孟凱鋒, 張寶全, 張波, 湯濤祺, 王棟, 申燭, 盛迎新 申請人:中能電力科技開發有限公司