專利名稱：一種風力發電機組葉片損傷在線檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機組葉片損傷在線檢測系統。
背景技術：
風機葉片是風電機組關鍵部件之一，其性能直接影響到整個系統的性能。葉片工作在高空，環境十分惡劣，空氣中各種介質幾乎每時每刻都在侵蝕著葉片，春夏秋冬、酷暑嚴寒、雷電、冰雹、雨雪、沙塵隨時都有可能對風機葉片產生損傷。據統計，風電場的事故多發期多是發生在盛風發電期，而其中由葉片損傷產生的事故要占到總事故的三分之一，葉 片發生損傷事故時電場必須停止發電，開始搶修，嚴重的還必須更換葉片，這必將導致高額的維修費用，也給風電場帶來很大的經濟損失。因此，若能及時檢測葉片的損傷并進行維護，必能有效避免巨額損失的發生。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，就是提供一種能夠實現風力發電機組葉片損傷在線檢測的系統。解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案
一種風力發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是包括圖像采集子系統、數據傳輸與處理子系統、狀態監測與故障診斷服務子系統和監測診斷工作站，所述的圖像采集子系統通過電纜與數據傳輸與處理子系統相連接，數據傳輸與處理子系統通過光纖與狀態監測與故障診斷服務子系統連接，狀態監測與故障診斷服務子系統通過光纖網絡或無線網絡與監測診斷工作站連接。所述的圖像采集子系統包括以數據線連接的攝像裝置和圖像采集裝置兩部分，所述的攝像裝置為工業攝像頭，所述的攝像頭有多個，分別安裝在風力機塔架上以及每個葉片內部的相應位置，監測葉片外部及內部的裂紋狀況，每個攝像頭所采集的數據都會由一路數據線傳輸到圖像采集裝置的視頻采集卡中進行相應處理，通過光纖傳輸到數據傳輸與處理子系統中進行分析處理對葉片狀態進行監控。所述的數據傳輸與處理子系統由依次連接的數據預處理、數據特征提取和數據傳輸模塊三部分組成，數據預處理模塊對圖像數據進行前期的處理，處理后的數據再傳遞給數據特征提取模塊進行數據計算，之后經數據傳輸模塊將計算好的數據傳遞給狀態監測與故障診斷子系統的數據庫伺服模塊。所述的狀態監測與故障診斷子系統由依次連接的數據庫伺服模塊，故障診斷模塊和故障處置模塊組成。數據庫伺服模塊對數據進行統一的管理和存儲，故障診斷模塊定時從數據庫伺服模塊中讀取數據特征進行診斷，其應用的算法包括專家系統、神經網絡、支持向量機等故障識別算法，診斷結果存儲到數據庫中，故障處置模塊通過從數據庫中讀取診斷結果并判斷故障的發生與否，并把根據診斷結果對故障進行不同的處理，包括報警、操作優化、連鎖停機等。
監測診斷工作站為一具有網頁瀏覽功能的計算機，它通過internet或局域網與狀態監測與故障診斷子系統通信，可以通過訪問狀態監測與故障診斷子系統而幫助運行人員實時掌握風力機葉片的狀態。有益效果本發明具有如下優點
I.具有信號分析和診斷功能，能對風力發電機組的葉片損傷故障進行自動診斷。2. 具有保護輸出功能，可以與風力發電機組的變槳系統和剎車系統進行通信，在葉片處于危險狀態下保護設備。
圖I本發明的風力發電機組葉片損傷在線檢測系統整體示意 圖2風力發電機組攝像頭布置示意 圖3攝像頭在葉片內結構不意 圖4數據傳輸與處理子系統和狀態監測與故障診斷服務子系統功能結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行描述，以便本領域的技術人員更好的理解本發明。圖I為風力發電機組葉片損傷故障在線檢測系統總體示意圖。本發明的風力發電機組葉片損傷故障在線檢測系統實施例，如圖I所示，該系統主要包括圖像采集子系統00、數據傳輸與處理子系統10、狀態監測與故障診斷服務子系統
20、監測診斷工作站30四個部分。圖像采集子系統00通過電纜與數據傳輸與處理子系統10相連接，數據傳輸與處理子系統10通過光纖與狀態監測與故障診斷服務子系統20連接，狀態監測與故障診斷服務子系統20通過光纖網絡或無線網絡與監測診斷工作站30連接。圖像采集子系統00包括攝像和圖像采集兩部分，攝像功能由多個工業攝像頭完成，工業攝像頭的安裝如圖2所示，多個攝像頭B被安裝在塔架A適當位置的固定裝置C上，從而可以清楚的拍攝到葉片不同部位的細小裂紋；每個葉片內部安裝有一個配有照明光源D的攝像頭B,該攝像頭由機構控制沿葉片中心軸E旋轉運動和軸向運動。攝像頭在葉片內結構如圖3所示，葉片內部H中，攝像頭B由旋轉機構G控制繞中心軸E旋轉，由軸向驅動機構F驅動沿軸E上下運動。每個攝像頭所采集的數據都會由一路數據線傳輸到圖像采集裝置的視頻采集卡中進行相應的降噪和壓縮處理，以通過光纖傳輸到數據傳輸與分析子系統中由其進行分析處理對葉片狀態進行監控。圖4為數據傳輸與處理子系統和狀態監測與故障診斷服務子系統的功能結構圖。圖像采集子系統00所采集的圖像數據由數據線傳輸給數據預處理模塊11對圖像進行信號補償、抗混頻濾波等預處理減小噪音干擾，處理后的數據再傳遞給數據特征提取模塊12進行相關指標計算之后經通訊模塊13將計算好的數據傳遞給狀態監測與故障診斷子系統20。狀態監測與故障診斷服務子系統20是以智能計算機作為硬件基礎的，主要有數據伺服子系統21、故障診斷模塊22、故障監測模塊23、故障處置模塊24構成。數據由數據傳輸與處理子系統傳10遞給數據伺服子系統21，數據伺服子系統為故障診斷模塊22和故障監測模塊23提供數據并對其運算結果進行存儲。故障診斷模塊22由多種診斷算法組成，包括專家系統221、神經網絡222、支持向量機223等進行故障的綜合評定，評定結果傳 輸數據伺服系統21，故障監測系統23實時在數據伺服系統21中讀出數據并傳遞給故障處置模塊24進行故障報警、操作優化、連鎖停機等操作信號的輸出到風電機組控制系統接口40，其所完成操作及時反饋給故障監測模塊。
權利要求
1.ー種風カ發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是包括圖像采集子系統、數據傳輸與處理子系統、狀態監測與故障診斷服務子系統和監測診斷工作站，所述的圖像采集子系統通過電纜與數據傳輸與處理子系統相連接，數據傳輸與處理子系統通過光纖與狀態監測與故障診斷服務子系統連接，狀態監測與故障診斷服務子系統通過光纖網絡或無線網絡與監測診斷工作站連接。
2.根據權利要求I所述的風カ發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是所述的圖像采集子系統包括以數據線連接的攝像裝置和圖像采集裝置兩部分，所述的攝像裝置為エ業攝像頭，所述的エ業攝像頭有多個，分別安裝在風カ機塔架上以及每個葉片內部，每個攝像頭所采集的數據都會由一路數據線傳輸到圖像采集裝置的視頻采集卡中進行處理。
3.根據權利要求I所述的風カ發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是所述的數據傳輸與處理子系統由依次連接的數據預處理、數據特征提取和數據傳輸模塊三部分組成，數據預處理模塊對圖像數據進行前期的處理，處理后的數據再傳遞給數據特征提取模塊進行數據計算。
4.根據權利要求I所述的風カ發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是所述的狀態監測與故障診斷子系統由依次連接的數據庫伺服模塊、故障診斷模塊和故障處置模塊組成，數據庫伺服模塊對數據進行統ー的管理和存儲，故障診斷模塊定時從數據庫伺服模塊中讀取數據特征進行診斷，診斷結果存儲到數據庫伺服模塊中，故障處置模塊通過從數據庫伺服模塊中讀取診斷結果并判斷故障的發生與否，井根據診斷結果對故障進行不同的處理。
5.根據權利要求I所述的風カ發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是所述的監測診斷工作站為一具有網頁瀏覽功能的計算機，它通過internet或局域網與狀態監測與故障診斷子系統通信。
6.根據權利要求2所述的風カ發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是所述的安裝在風カ機每個葉片內部的攝像頭配有照明光源，攝像頭由機構控制沿葉片中心軸旋轉運動和軸向運動。
全文摘要
一種風力發電機組葉片損傷在線檢測系統，其特征是包括圖像采集子系統、數據傳輸與處理子系統、狀態監測與故障診斷服務子系統和監測診斷工作站，所述的圖像采集子系統通過電纜與數據傳輸與處理子系統相連接，數據傳輸與處理子系統通過光纖與狀態監測與故障診斷服務子系統連接，狀態監測與故障診斷服務子系統通過光纖網絡或無線網絡與監測診斷工作站連接。本發明具有如下優點1、具有信號分析和診斷功能，能對風力機的葉片損傷故障進行自動診斷。2、具有保護輸出功能，可以與風力發電機組的變槳系統和剎車系統進行通信，在葉片處于危險狀態下保護設備。
文檔編號G01N21/88GK102706885SQ20121014926
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者任永, 馮永新, 劉石, 劉霞, 張磊, 楊濤, 鄧小文, 陳剛 申請人:廣東電網公司電力科學研究院