風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力行業(yè)的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量系統(tǒng)，還涉及一種基于上述測(cè)量系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組的塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的承重部件，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中主要起支撐作用，同時(shí)吸收機(jī)組震動(dòng)。塔筒承受著推力、彎矩和扭矩負(fù)荷等復(fù)雜多變的載荷，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，塔筒會(huì)出現(xiàn)一定幅度的搖擺和扭曲等變形；此外，塔筒還會(huì)受到材料變形、零部件失效以及地基沉降等因素的影響，產(chǎn)生傾斜。
[0003]在風(fēng)機(jī)塔筒使用的過程中，風(fēng)機(jī)塔筒傾斜角度是一個(gè)重要的監(jiān)視參數(shù)，如果傾斜角度過大，會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的還會(huì)產(chǎn)生安全事故，可能導(dǎo)致極其危險(xiǎn)的情況，從而造成極大損失。因此，需要對(duì)塔筒的傾斜變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0004]現(xiàn)有一些技術(shù)方案提出了對(duì)塔筒傾斜角度進(jìn)行測(cè)量，如下；
[0005]如申請(qǐng)?zhí)枮?01420116700.2的中國(guó)專利，其提供了一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測(cè)量裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，塔筒包括至少兩個(gè)連接筒，相鄰兩個(gè)連接筒相接觸的端部分別設(shè)有法蘭，通過螺栓將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，塔筒傾斜測(cè)量裝置包括支架和若干傳感器組，在至少一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上至少設(shè)有一個(gè)支架，在支架上設(shè)有若干傳感器組，能夠得到塔筒的非線性變形曲線，以達(dá)到準(zhǔn)確判斷塔筒傾斜狀況的目的。但是，上述采用傳感器監(jiān)測(cè)的方案中，由于傳感器僅僅是設(shè)于一個(gè)或幾個(gè)高度面處，使得塔筒傾斜角度的測(cè)量不精確，容易產(chǎn)生誤判。
[0006]還有，如申請(qǐng)?zhí)枮?01410045389.1的中國(guó)專利，其本發(fā)明涉及一種風(fēng)機(jī)塔筒傾斜角度圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，它是通過攝像頭獲取到風(fēng)機(jī)塔筒的圖像，通過風(fēng)機(jī)塔筒圖像的處理和計(jì)算，獲得風(fēng)機(jī)塔筒的傾斜角度。從而獲得更加可靠的傾斜角度信息。但是，上述方案中，并未給出采用圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)塔筒傾斜進(jìn)行測(cè)量的具體方法。
[0007]基于以上需要，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的第一目的在于提供一種風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒的傾斜角度進(jìn)行精確測(cè)量的目的；第二目的在于提供一種風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒的傾斜方位進(jìn)行精確測(cè)量的目的。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0010]一種風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量方法，其特征在于:包括如下步驟，
[0011]I)、在相距塔筒一定距離L的地點(diǎn)a處對(duì)塔筒進(jìn)行拍照，生成圖像al，并記錄下地點(diǎn)A相對(duì)塔筒的方位a2 ；
[0012]2)、自動(dòng)定位出下一塔筒拍照地點(diǎn)b，該地點(diǎn)b相對(duì)塔筒的方位為b2，所述的b2與a2相隔角度為90度，生成該地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像bl ；
[0013]3)、將圖像al和bl分別進(jìn)行比對(duì)、判斷得出塔筒在地點(diǎn)a和b處分別對(duì)應(yīng)的在豎直投影面上塔筒軸線相對(duì)垂線的傾斜角度α I和α 2、及塔筒軸線的頂部相對(duì)其底部的水平偏移距尚a4和b4 ；
[0014]4)、依據(jù)下述公式:
[0015]sin a 2= sin α I 2+sin α 22；
[0016]得出塔筒的偏移角度α。
[0017]進(jìn)一步，依據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)確定塔筒的偏移方位C，其步驟如下，
[0018]11)、依據(jù)下述公式:
[0019]tan β = a42+b42；
[0020]得出偏移角β ;
[0021]12)、判斷圖像bl中塔筒是否向地點(diǎn)a側(cè)傾斜；若是，執(zhí)行步驟13);若否，執(zhí)行步驟 14);
[0022]13)、判斷圖像al中塔筒向哪側(cè)傾斜；若向左側(cè)傾斜，則塔筒的偏移方位c為相對(duì)地點(diǎn)a的方位a2向左側(cè)偏移β ;若向右側(cè)傾斜，則塔筒的偏移方位c為相對(duì)地點(diǎn)a的方位a2向右側(cè)偏移β ；
[0023]13)、判斷圖像al中塔筒向哪側(cè)傾斜；若向左側(cè)傾斜，則塔筒的偏移方位c為相對(duì)地點(diǎn)a的方位a2向左側(cè)偏移180° — β ;若向右側(cè)傾斜，則塔筒的偏移方位c為相對(duì)地點(diǎn)a的方位a2向右側(cè)偏移180° — β。
[0024]進(jìn)一步，攝像探頭在地點(diǎn)a和b處進(jìn)行拍照時(shí)均處于同一水平高度處。
[0025]進(jìn)一步，攝像探頭在地點(diǎn)a和b處進(jìn)行拍照時(shí)，攝像探頭的支撐座均水平設(shè)置，令攝像探頭的軸線與水平面的夾角相同。
[0026]進(jìn)一步，攝像探頭在地點(diǎn)a和b處進(jìn)行拍照時(shí)，攝像探頭的軸線與塔筒軸線的底部處于同一豎直面中。
[0027]進(jìn)一步，將塔筒高度H與下述公式，
[0028]a4 = tan a 1*H，b4 = tan a 2*H 相結(jié)合；
[0029]分別得出地點(diǎn)a和b處塔筒軸線的頂部相對(duì)其底部的水平偏移距離a4和b4。
[0030]進(jìn)一步，地點(diǎn)a和地點(diǎn)b相距塔筒的水平距離均為相同的L ;優(yōu)選的，所述的距離L大于塔筒高度H。
[0031]進(jìn)一步，在步驟2)中，判斷圖像al中塔筒的傾斜方向；將地點(diǎn)b設(shè)為沿塔筒傾斜方向、相對(duì)地點(diǎn)a偏移90度處。
[0032]進(jìn)一步，當(dāng)塔筒的偏移角度α大于設(shè)定值后，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并控制風(fēng)機(jī)停止工作；優(yōu)選的，所述的設(shè)定值不小于5度、不大于45度。
[0033]本發(fā)明的第三目的在于提供一種一種風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用上述任一所述的方法對(duì)塔筒傾斜角度及偏移方位進(jìn)行測(cè)量。
[0034]本發(fā)明的第四目的在于提供一種支撐架，以實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)安裝平臺(tái)自動(dòng)水平校準(zhǔn)的目的。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:
[0036]1、通過上述方法，使得用戶僅需對(duì)塔筒進(jìn)行兩次拍照就可快速確定塔筒的傾斜角度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒傾斜角度的快速、精準(zhǔn)檢測(cè)的目的；
[0037]2、通過上述方法，使得用戶僅需對(duì)塔筒進(jìn)行兩次拍照就可快速確定塔筒的偏移方位，以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒傾斜偏移方位的快速、精準(zhǔn)檢測(cè)的目的。；
[0038]3、將拍攝地點(diǎn)與塔筒相距一定距離，避免太近造成拍攝圖像中無法體現(xiàn)塔筒全貌情況的發(fā)生；
[0039]4、在塔筒傾斜角度超出預(yù)設(shè)值后發(fā)出報(bào)警信號(hào)并使得風(fēng)機(jī)停止工作，避免塔筒傾斜角度過大情況下，風(fēng)機(jī)依然運(yùn)轉(zhuǎn)情況的發(fā)生，以防止較大事故的發(fā)生。
[0040]同時(shí)，本發(fā)明方法簡(jiǎn)潔、效果顯著，適于推廣使用。
【附圖說明】
[0041]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0042]圖1至圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖4是本發(fā)明中加速傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖5是本發(fā)明的圖4中A-A處斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖6是本發(fā)明中支撐桿連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例中支撐桿連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖8和圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖10是本發(fā)明中各測(cè)量點(diǎn)與塔筒的位置關(guān)系示意圖；
[0049]圖11是本發(fā)明中第一情況下的塔筒測(cè)量位置示意圖；
[0050]圖12是本發(fā)明中第二情況下的塔筒測(cè)量位置示意圖；
[0051]圖13是本發(fā)明中塔筒傾斜測(cè)量方法的邏輯關(guān)系框圖；
[0052]圖14和圖15是本發(fā)明中攝像探頭與云臺(tái)連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖16和圖17是本發(fā)明中水平測(cè)距儀與連接桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]元件說明:
[0055]I一攝像探頭，2一τλ臺(tái)，3—支撐桿，4一定位羅盤，5一加速度傳感器，6一蓄電池，7—太陽能板，8—水平測(cè)距儀，9一連接桿，10—輔助太陽能板，11一鉸鏈，12—水準(zhǔn)泡，21—擋板，22一凹槽，23一卡孔，24一卡扣，31一上桿，32一下桿，33一插槽，34一齒條，35一齒輪，36—驅(qū)動(dòng)電機(jī)，37—旋轉(zhuǎn)螺桿，38—旋轉(zhuǎn)把手，51 —套管，52—彈簧，53—底板，54—開口槽，55一指針圈，56一連桿，57一刻度線，81—通孔，91一定位孔，92一定位銷。
【具體實(shí)施方式】
[0056]實(shí)施例一
[0057]如圖1至圖9所示，本實(shí)施例介紹了一種風(fēng)機(jī)塔筒傾斜測(cè)量系統(tǒng)，其包括，支撐架，安裝于支撐架上的攝像探頭I ;所述的支撐架包括至少三根支撐桿3，各支撐桿3的上端分別與供攝像探頭I安裝的云臺(tái)2相鉸接；各支撐桿3上分別設(shè)有檢測(cè)該支撐桿3所受支撐作用力大小的加速度傳感器5。
[0058]通過在各支撐桿上設(shè)置加速度傳感器，使得用戶可得出各支撐桿的承受力大小，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各支撐桿的對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)支撐架的云臺(tái)進(jìn)行精確調(diào)平的目的。
[0059]如圖4和圖5所示，本實(shí)施例中，所述的加速度傳感器5包括，套裝于支撐桿3下端部的套管51，覆蓋套管51底部的底板53，沿套管51軸線延伸設(shè)置的彈簧52，彈簧52的兩端分別與支撐桿3下端部和底板53相連接。