便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，它包括加速度傳感器、用于檢測(cè)碼盤(pán)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(shí)鐘計(jì)數(shù)器以及無(wú)線傳輸模塊，數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)輸出端與無(wú)線傳輸模塊相連并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊和便攜式PC雙向通訊。本實(shí)用新型的有益效果是：解決了目前在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測(cè)試精度不高、通用性和擴(kuò)展性差的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)無(wú)線通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，避免了操作人員進(jìn)入塔筒的危險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，屬于風(fēng)電發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組是承受瞬變空氣動(dòng)力激勵(lì)的大型柔性結(jié)構(gòu)，齒輪箱作為雙饋式風(fēng)電機(jī)組最核心的部件，受復(fù)雜動(dòng)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(wèn)題，是雙饋式風(fēng)電機(jī)組故障率最高的部件，其穩(wěn)定運(yùn)行的程度決定整個(gè)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間，由此對(duì)風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)測(cè)試監(jiān)測(cè)是非常有必要的。近些年來(lái)，隨著新能源的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)的發(fā)電比重越來(lái)越大，其穩(wěn)定運(yùn)行是電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。
[0003]目前大部分的風(fēng)電測(cè)試裝置都是基于單片機(jī)、DSP、可編程邏輯控制器PLC等方式實(shí)現(xiàn)的，多數(shù)采用串口(RS-232)或并口通信接口與上位機(jī)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。根據(jù)目前測(cè)試系統(tǒng)要求，對(duì)于振動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)往往對(duì)其頻域進(jìn)行分析，而單片機(jī)、DSP等方式由于其處理器頻率較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多任務(wù)同時(shí)處理，同時(shí)片上資源較少，無(wú)法滿足目前對(duì)齒輪箱測(cè)試分析處理功能。串口(RS-232)或并口通信速度低下，增強(qiáng)型并口的最高傳輸速度也只能達(dá)到2Mbit/s，對(duì)于大量數(shù)據(jù)的高速傳輸來(lái)說(shuō)，它們顯然不能滿足要求。同時(shí)，在現(xiàn)在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，操作人員要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)塔筒接線才能完成實(shí)驗(yàn)，這個(gè)試驗(yàn)帶來(lái)了很多不便。
[0004]近年來(lái)虛擬儀器技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在測(cè)試領(lǐng)域得到了廣泛地運(yùn)用，由于其采集設(shè)備的采集精度較高，并且有IEEE802.11無(wú)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(kāi)發(fā)軟件可以在任何PC機(jī)中運(yùn)行，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但目前基于虛擬儀器技術(shù)的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測(cè)試精度不高、通用性和擴(kuò)展性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，增加裝置的通用性，解決目前在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測(cè)試精度不高、通用性和擴(kuò)展性差的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，它包括加速度傳感器、用于檢測(cè)碼盤(pán)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(shí)鐘計(jì)數(shù)器以及無(wú)線傳輸模塊，光電編碼器的輸出接口通過(guò)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(guò)數(shù)字量輸入端口與時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的輸入端相連，數(shù)據(jù)處理器上設(shè)置有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端且分別和A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端、時(shí)鐘計(jì)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(wú)線傳輸模塊相連并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊和便攜式PC雙向通訊。
[0007]所述的碼盤(pán)安裝在齒輪箱的主軸上。[0008]所述的便攜式PC中設(shè)置有無(wú)線網(wǎng)卡、處理單元、顯示單元和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元。
[0009]所述的加速度傳感器的數(shù)量至少為一個(gè)。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:解決了目前在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中的接線復(fù)雜、攜帶不方便、測(cè)試精度不高、通用性和擴(kuò)展性差的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)無(wú)線通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，避免了操作人員進(jìn)入塔筒的危險(xiǎn)。
[0011]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)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(shí)鐘計(jì)數(shù)器，36-無(wú)線傳輸模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0015]如圖1，便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，它包括加速度傳感器1、用于檢測(cè)碼盤(pán)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(shí)鐘計(jì)數(shù)器35以及無(wú)線傳輸模塊36，加速度傳感器I的輸出接口通過(guò)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(guò)數(shù)字量輸入端口 32與時(shí)鐘計(jì)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(gè)數(shù)據(jù)輸入端且分別和A/D轉(zhuǎn)換器33的輸出端、時(shí)鐘計(jì)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(wú)線傳輸模塊36相連并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊36和便攜式PC4雙向通訊。
[0016]所述的碼盤(pán)安裝在齒輪箱的主軸上。
[0017]所述的便攜式PC4中設(shè)置有無(wú)線網(wǎng)卡、處理單元、顯示單元和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元。
[0018]所述的加速度傳感器I的數(shù)量至少為一個(gè)，用于檢測(cè)不同方向的加速度，從而全面測(cè)試齒輪箱的振動(dòng)狀態(tài)。
[0019]在雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)齒輪箱進(jìn)行振動(dòng)狀態(tài)測(cè)試時(shí)，通過(guò)安裝在齒輪箱上的加速度傳感器I將其采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)，進(jìn)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(hào)進(jìn)入到模擬量輸入端口 31中，信號(hào)進(jìn)入模擬量輸入端口 31后，通過(guò)在數(shù)據(jù)采集卡3內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器33進(jìn)行對(duì)模擬量的數(shù)據(jù)處理，成為數(shù)字化信號(hào)。同時(shí)對(duì)于風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速測(cè)量則通過(guò)在齒輪箱主軸上安裝碼盤(pán)，對(duì)應(yīng)碼盤(pán)位置安裝的光電編碼器2進(jìn)行電量信號(hào)的轉(zhuǎn)化，將通過(guò)光電編碼器2轉(zhuǎn)化的脈沖電信號(hào)傳入到數(shù)字量輸入端口 32當(dāng)中，進(jìn)入數(shù)字量輸入端口 32后，通過(guò)采集設(shè)備3內(nèi)部的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器35計(jì)算出脈沖信號(hào)的脈沖頻率，從而計(jì)算出機(jī)組的轉(zhuǎn)速，然后采集的模擬量和數(shù)字量信號(hào)通過(guò)采集設(shè)備3內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理器34處理后，通過(guò)無(wú)線傳輸模塊36無(wú)線通信方式傳輸給PC便攜機(jī)4的無(wú)線網(wǎng)卡中，PC便攜機(jī)4對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理、分析、儲(chǔ)存，并最后給用戶顯示。
[0020]在實(shí)施時(shí)，本裝置時(shí)數(shù)據(jù)采集卡3使用NI WSN-3214,其無(wú)線傳輸模塊36配備了IEEE802.llb/g或W1-Fi無(wú)線通信方式，可接受NI LabVIEW無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)ModulePioneer的編程定制節(jié)點(diǎn)，以延長(zhǎng)電池壽期、提高采集性能、連接傳感器，長(zhǎng)達(dá)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(shí)數(shù)據(jù)采集卡3的無(wú)線傳輸模塊36和PC便攜機(jī)配合適當(dāng)?shù)腎abview程序組成，其不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，而且利于攜帶，取代原始的測(cè)試裝置不便攜的缺點(diǎn)，無(wú)線傳輸模塊36支持IEEE802.1 lb/g或W1-Fi無(wú)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(jī)。
[0021]本實(shí)用新型裝置，用于雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的振動(dòng)監(jiān)測(cè)和分析，提供了雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)的硬件無(wú)線框架設(shè)計(jì)，用戶可以大大減少現(xiàn)場(chǎng)接線，并且測(cè)試無(wú)線進(jìn)入桿塔當(dāng)中即可實(shí)現(xiàn)測(cè)試，為雙饋風(fēng)電機(jī)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(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于:它包括加速度傳感器(I)、用于檢測(cè)碼盤(pán)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(shí)鐘計(jì)數(shù)器(35)以及無(wú)線傳輸模塊(36)，光電編碼器(2)的輸出接口通過(guò)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(guò)數(shù)字量輸入端口( 32 )與時(shí)鐘計(jì)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(gè)數(shù)據(jù)輸入端且分別和A/D轉(zhuǎn)換器(33)的輸出端、時(shí)鐘計(jì)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(wú)線傳輸模塊(36)相連并通過(guò)無(wú)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(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于:所述的碼盤(pán)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(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于:所述的便攜式PC (4)中設(shè)置有無(wú)線網(wǎng)卡、處理單元、顯示單元和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無(wú)線通訊式雙饋風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)測(cè)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(gè)。
【文檔編號(hào)】G01H11/06GK203745076SQ201320647321
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院