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便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，它包括加速度傳感器、用于檢測碼盤的光電編碼器、數(shù)據(jù)采集卡以及便攜式PC，其中，數(shù)據(jù)采集卡上設(shè)置有模擬量輸入端口、數(shù)字量輸入端口、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理器、時鐘計數(shù)器以及無線傳輸模塊，數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)輸出端與無線傳輸模塊相連并通過無線傳輸模塊和便攜式PC雙向通訊。本實用新型的有益效果是：解決了目前在現(xiàn)場測試過程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測試精度不高、通用性和擴展性差的問題，同時通過無線通訊的方式進行數(shù)據(jù)采集，避免了操作人員進入塔筒的危險。
【專利說明】便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，屬于風電發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]風電機組是承受瞬變空氣動力激勵的大型柔性結(jié)構(gòu)，齒輪箱作為雙饋式風電機組最核心的部件，受復(fù)雜動態(tài)載荷的作用，常面臨齒輪、軸承的失效及相關(guān)疲勞破壞問題，是雙饋式風電機組故障率最高的部件，其穩(wěn)定運行的程度決定整個機組穩(wěn)定運行的時間，由此對風電機組的振動測試監(jiān)測是非常有必要的。近些年來，隨著新能源的不斷發(fā)展，風力發(fā)電在我國的發(fā)電比重越來越大，其穩(wěn)定運行是電網(wǎng)穩(wěn)定運行的必要條件。
[0003]目前大部分的風電測試裝置都是基于單片機、DSP、可編程邏輯控制器PLC等方式實現(xiàn)的，多數(shù)采用串口(RS-232)或并口通信接口與上位機程序進行數(shù)據(jù)通信。根據(jù)目前測試系統(tǒng)要求，對于振動數(shù)據(jù)信號往往對其頻域進行分析，而單片機、DSP等方式由于其處理器頻率較低，無法實現(xiàn)多任務(wù)同時處理，同時片上資源較少，無法滿足目前對齒輪箱測試分析處理功能。串口(RS-232)或并口通信速度低下，增強型并口的最高傳輸速度也只能達到2Mbit/s，對于大量數(shù)據(jù)的高速傳輸來說，它們顯然不能滿足要求。同時，在現(xiàn)在進行測試時，操作人員要通過現(xiàn)場塔筒接線才能完成實驗，這個試驗帶來了很多不便。
[0004]近年來虛擬儀器技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在測試領(lǐng)域得到了廣泛地運用，由于其采集設(shè)備的采集精度較高，并且有IEEE802.11無線數(shù)據(jù)傳輸方式和TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而且開發(fā)軟件可以在任何PC機中運行，得到了長足的發(fā)展，但目前基于虛擬儀器技術(shù)的風電機組齒輪箱振動測試系統(tǒng)在現(xiàn)場測試過程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測試精度不高、通用性和擴展性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，簡化裝置結(jié)構(gòu)，增加裝置的通用性，解決目前在現(xiàn)場測試過程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測試精度不高、通用性和擴展性差的問題。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，它包括加速度傳感器、用于檢測碼盤的光電編碼器、數(shù)據(jù)采集卡以及便攜式PC，其中，加速度傳感器安裝在齒輪箱上，數(shù)字量傳感器安裝在安裝在齒輪箱上，數(shù)據(jù)采集卡上設(shè)置有模擬量輸入端口、數(shù)字量輸入端口、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理器、時鐘計數(shù)器以及無線傳輸模塊，光電編碼器的輸出接口通過模擬量輸入端口與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，光電編碼器的輸出接口通過數(shù)字量輸入端口與時鐘計數(shù)器的輸入端相連，數(shù)據(jù)處理器上設(shè)置有兩個數(shù)據(jù)輸入端且分別和A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端、時鐘計數(shù)器的輸出端相連，數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)輸出端與無線傳輸模塊相連并通過無線傳輸模塊和便攜式PC雙向通訊。
[0007]所述的碼盤安裝在齒輪箱的主軸上。[0008]所述的便攜式PC中設(shè)置有無線網(wǎng)卡、處理單元、顯示單元和數(shù)據(jù)儲存單元。
[0009]所述的加速度傳感器的數(shù)量至少為一個。
[0010]本實用新型的有益效果在于:解決了目前在現(xiàn)場測試過程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測試精度不高、通用性和擴展性差的問題，同時通過無線通訊的方式進行數(shù)據(jù)采集，避免了操作人員進入塔筒的危險。
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，1-加速度傳感器，2-光電編碼器，3-數(shù)據(jù)采集卡，4-便攜式PC，31-模擬量輸入端口，32-數(shù)字量輸入端口，33-A/D轉(zhuǎn)換器，34-數(shù)據(jù)處理器，35-時鐘計數(shù)器，36-無線傳輸模塊。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進一步描述本實用新型的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0015]如圖1，便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，它包括加速度傳感器1、用于檢測碼盤的光電編碼器2、數(shù)據(jù)采集卡3以及便攜式PC4，其中，加速度傳感器I安裝在齒輪箱上，數(shù)字量傳感器2安裝在安裝在齒輪箱上，數(shù)據(jù)采集卡3上設(shè)置有模擬量輸入端口 31、數(shù)字量輸入端口 32、A/D轉(zhuǎn)換器33、數(shù)據(jù)處理器34、時鐘計數(shù)器35以及無線傳輸模塊36，加速度傳感器I的輸出接口通過模擬量輸入端口 31與A/D轉(zhuǎn)換器33的輸入端相連，光電編碼器2的輸出接口通過數(shù)字量輸入端口 32與時鐘計數(shù)器35的輸入端相連，數(shù)據(jù)處理器34上設(shè)置有兩個數(shù)據(jù)輸入端且分別和A/D轉(zhuǎn)換器33的輸出端、時鐘計數(shù)器35的輸出端相連，數(shù)據(jù)處理器34的數(shù)據(jù)輸出端與無線傳輸模塊36相連并通過無線傳輸模塊36和便攜式PC4雙向通訊。
[0016]所述的碼盤安裝在齒輪箱的主軸上。
[0017]所述的便攜式PC4中設(shè)置有無線網(wǎng)卡、處理單元、顯示單元和數(shù)據(jù)儲存單元。
[0018]所述的加速度傳感器I的數(shù)量至少為一個，用于檢測不同方向的加速度，從而全面測試齒輪箱的振動狀態(tài)。
[0019]在雙饋風電機組運行時齒輪箱進行振動狀態(tài)測試時，通過安裝在齒輪箱上的加速度傳感器I將其采集的信號轉(zhuǎn)化為電量信號，進入采集設(shè)備3的模擬量輸入端口 31，不同方向的加速度傳感器信號進入到模擬量輸入端口 31中，信號進入模擬量輸入端口 31后，通過在數(shù)據(jù)采集卡3內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器33進行對模擬量的數(shù)據(jù)處理，成為數(shù)字化信號。同時對于風機運行時的轉(zhuǎn)速測量則通過在齒輪箱主軸上安裝碼盤，對應(yīng)碼盤位置安裝的光電編碼器2進行電量信號的轉(zhuǎn)化，將通過光電編碼器2轉(zhuǎn)化的脈沖電信號傳入到數(shù)字量輸入端口 32當中，進入數(shù)字量輸入端口 32后，通過采集設(shè)備3內(nèi)部的時鐘計數(shù)器35計算出脈沖信號的脈沖頻率，從而計算出機組的轉(zhuǎn)速，然后采集的模擬量和數(shù)字量信號通過采集設(shè)備3內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理器34處理后，通過無線傳輸模塊36無線通信方式傳輸給PC便攜機4的無線網(wǎng)卡中，PC便攜機4對采集到的信號進行處理、分析、儲存，并最后給用戶顯示。
[0020]在實施時，本裝置時數(shù)據(jù)采集卡3使用NI WSN-3214,其無線傳輸模塊36配備了IEEE802.llb/g或W1-Fi無線通信方式，可接受NI LabVIEW無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)ModulePioneer的編程定制節(jié)點，以延長電池壽期、提高采集性能、連接傳感器，長達3年的電池壽期具有4路模擬輸入通道，2路數(shù)字量通道，同時數(shù)據(jù)采集卡3的無線傳輸模塊36和PC便攜機配合適當?shù)腎abview程序組成，其不僅結(jié)構(gòu)簡便，而且利于攜帶，取代原始的測試裝置不便攜的缺點，無線傳輸模塊36支持IEEE802.1 lb/g或W1-Fi無線通信方式，適合WindowsVista (32-and64-bit) /XP/2000等操作系統(tǒng)，便于連接各種PC便攜機。
[0021]本實用新型裝置，用于雙饋風電機組齒輪箱的振動監(jiān)測和分析，提供了雙饋風電機組齒輪箱監(jiān)測及分析系統(tǒng)的硬件無線框架設(shè)計，用戶可以大大減少現(xiàn)場接線，并且測試無線進入桿塔當中即可實現(xiàn)測試，為雙饋風電機組齒輪箱的狀態(tài)檢修提供維修指導(dǎo)。
【權(quán)利要求】
1.便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，其特征在于:它包括加速度傳感器(I)、用于檢測碼盤的光電編碼器(2)、數(shù)據(jù)采集卡(3)以及便攜式PC (4)，其中，力口速度傳感器(I)安裝在齒輪箱上，數(shù)字量傳感器(2 )安裝在齒輪箱上，數(shù)據(jù)采集卡(3 )上設(shè)置有模擬量輸入端口(31)、數(shù)字量輸入端口(32)、A/D轉(zhuǎn)換器(33)、數(shù)據(jù)處理器(34)、時鐘計數(shù)器(35)以及無線傳輸模塊(36)，光電編碼器(2)的輸出接口通過模擬量輸入端口(31)與A/D轉(zhuǎn)換器(33 )的輸入端相連，光電編碼器(2 )的輸出接口通過數(shù)字量輸入端口( 32 )與時鐘計數(shù)器(35)的輸入端相連，數(shù)據(jù)處理器(34)上設(shè)置有兩個數(shù)據(jù)輸入端且分別和A/D轉(zhuǎn)換器(33)的輸出端、時鐘計數(shù)器(35)的輸出端相連，數(shù)據(jù)處理器(34)的數(shù)據(jù)輸出端與無線傳輸模塊(36)相連并通過無線傳輸模塊(36)和便攜式PC (4)雙向通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，其特征在于:所述的碼盤安裝在齒輪箱的主軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，其特征在于:所述的便攜式PC (4)中設(shè)置有無線網(wǎng)卡、處理單元、顯示單元和數(shù)據(jù)儲存單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通訊式雙饋風電機組齒輪箱振動測試裝置，其特征在于:所述的加速度傳感器(I)的數(shù)量至少為一個。
【文檔編號】G01H11/06GK203745076SQ201320647321
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】王瑾, 劉曉云, 古婷婷, 陳德慧 申請人:中國水電顧問集團貴陽勘測設(shè)計研究院