一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案。在風(fēng)機(jī)葉片正反兩面同時(shí)安裝匹配傳感光柵序列來實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片應(yīng)力分布的完整監(jiān)測(cè)。當(dāng)葉片受載時(shí)各傳感光柵序列將分別感知其正面所受的拉應(yīng)變和背面所受的壓應(yīng)變，本發(fā)明一方面提高了系統(tǒng)對(duì)微小應(yīng)變的測(cè)量靈敏度；一方面在系統(tǒng)不需要依靠任何溫度補(bǔ)償或者標(biāo)定單元就可消除環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)量帶來的不良影響，在很大程度上降低了系統(tǒng)成本并且簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)。每個(gè)葉片所對(duì)應(yīng)的擾度測(cè)量單元會(huì)實(shí)時(shí)將其所測(cè)信息反饋至變槳系統(tǒng)控制單元，進(jìn)而輔助風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)完成相應(yīng)的變槳操作。作為風(fēng)機(jī)安全監(jiān)測(cè)與變槳控制的關(guān)鍵技術(shù)，可用于葉片應(yīng)變或擾度特性以及健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
【專利說明】一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖光柵傳感與測(cè)量、風(fēng)機(jī)葉片變槳與控制等領(lǐng)域，通過對(duì)風(fēng)機(jī)葉片不同位置受力情況等動(dòng)態(tài)特性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方案的改進(jìn)，作為保障風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全以及提高變槳系統(tǒng)控制效率的關(guān)鍵技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著世界各國(guó)對(duì)風(fēng)能發(fā)電的高度重視，在大力推廣風(fēng)場(chǎng)建設(shè)的同時(shí)也日益考慮到槳葉運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)風(fēng)能發(fā)電效率與風(fēng)機(jī)安全影響的重要意義，因此反饋至主控以及變槳系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)葉片擾度信息的準(zhǔn)確性和可靠性也受到越來越廣泛的關(guān)注。
[0003]風(fēng)力發(fā)電的迅猛發(fā)展，使得變槳控制策略和效率對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電效率及安全的影響日益突出，需要對(duì)葉片的應(yīng)變及擾度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，以便于反饋至風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)進(jìn)行即時(shí)變槳操作。傳統(tǒng)的測(cè)量方法通常采用電傳感器(如應(yīng)變片)，但隨著傳感器組網(wǎng)規(guī)模的增力口，電傳感器的電磁干擾問題也變得嚴(yán)峻，同時(shí)其在測(cè)量速度和精度上也遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有需求。
[0004]光纖光柵由于它的測(cè)量速度快、精度高、不受電磁干擾等特點(diǎn)在傳感信息測(cè)量領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注和研究。目前也有不少采用光纖光柵實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片應(yīng)變和擾度測(cè)量的方案，所采用的技術(shù)主要是用光柵取代了傳統(tǒng)意義上的電傳感器，再結(jié)合一系列的光復(fù)用技術(shù)(如時(shí)分、波分)來提高系統(tǒng)的測(cè)量和組網(wǎng)規(guī)模，它較好的解決了電傳感器易受電磁干擾和測(cè)量速度不高的局限性，但也還存在一些不足之處:其一，由于光柵對(duì)溫度和應(yīng)變的交叉敏感性，使得葉片擾度的測(cè)量結(jié)果往往存在一定的誤差，而傳統(tǒng)消除溫度影響的溫控和標(biāo)定方案會(huì)使得系統(tǒng)規(guī)模變得更加龐大和復(fù)雜，進(jìn)而讓系統(tǒng)在整體成本和可靠性方面略有不足；其二，傳統(tǒng)測(cè)量方案只是監(jiān)測(cè)葉片一面的應(yīng)變和擾度信息，而風(fēng)機(jī)葉片本來就屬于微小形變，該種測(cè)量方案存在靈敏度不足的可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有葉片應(yīng)變、擾度測(cè)量技術(shù)上的不足，本發(fā)明旨在提供一種能提高整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量靈敏度和可靠性的結(jié)構(gòu)，以及相應(yīng)的反饋控制策略，包括技術(shù)原理、安裝方式、方案比較、優(yōu)化方法等。
[0006]本發(fā)明的目的通過如下手段來實(shí)現(xiàn)。
[0007]—種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案，采用葉片擾度測(cè)量單元和變槳控制單元構(gòu)成的風(fēng)機(jī)自適應(yīng)變槳系統(tǒng)，在保證風(fēng)機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行的前提下使其達(dá)到最大的風(fēng)能捕獲效果；葉片擾度測(cè)量單元包括寬帶光源、光纖環(huán)形器、反射譜相互匹配的光纖光柵序列和相應(yīng)的應(yīng)變解調(diào)處理終端。葉片擾度測(cè)量單元由安裝在葉片正反兩面且互為參考的傳感光柵序列構(gòu)成。
[0008]實(shí)施安裝時(shí)，光纖光柵傳感序列采用以下布置手段:每個(gè)葉片正面安裝N根FBG傳感光柵序列I，每個(gè)序列包括M個(gè)FBG節(jié)點(diǎn)；同時(shí)在葉片背面安裝與傳感光柵序列I相匹配的N根FBG傳感光柵序列II，每個(gè)序列同樣包括M個(gè)FBG傳感節(jié)點(diǎn)。
[0009]N根傳感序列在葉片上的布置方法可參考葉片受力模型加以分布也可以以葉片中心呈軸對(duì)稱分布排列，以實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片應(yīng)力分布的完整監(jiān)測(cè)。這樣，使得系統(tǒng)最終擾度測(cè)量結(jié)果實(shí)際為兩傳感光柵雙向應(yīng)變效果的疊加，從而提高了系統(tǒng)的靈敏度，解決了風(fēng)機(jī)在微小載荷下系統(tǒng)應(yīng)變測(cè)量靈敏度較低的問題。
[0010]葉片擾度監(jiān)測(cè)單元采用的傳感光柵序列以粘貼或埋入葉片表面的方式固定于葉片正反兩面，分別感應(yīng)葉片受載后其正面所受的軸向拉應(yīng)變和其背面所受的軸向壓應(yīng)變。風(fēng)機(jī)可在每一個(gè)葉片上安裝一套擾度信息測(cè)量單元，由風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)控制整個(gè)風(fēng)機(jī)各個(gè)葉片的監(jiān)測(cè)單元組網(wǎng)并輔助自適應(yīng)變槳系統(tǒng)完成最終的變槳操作。
[0011]本發(fā)明采用光柵傳感技術(shù)結(jié)合相應(yīng)的復(fù)用方案(如時(shí)分、波分等)，可滿足大規(guī)模組網(wǎng)與高速測(cè)量的相應(yīng)需求，其通過感知各傳感光柵序列所測(cè)得的數(shù)據(jù)來確定當(dāng)前應(yīng)變與擾度等傳感信息。分別在葉片正反兩面安裝相應(yīng)的傳感光柵序列，較之傳統(tǒng)安裝方案主要有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):首先，傳統(tǒng)光柵傳感方案中，將傳感光柵布置于葉片正面，把參考光柵放在機(jī)艙主控室的解調(diào)單元內(nèi)，環(huán)境溫度變化對(duì)傳感與參考光柵將產(chǎn)生不同的影響，進(jìn)而無法進(jìn)行溫度與應(yīng)變傳感信息的分離。本方案中相對(duì)應(yīng)的傳感光柵節(jié)點(diǎn)相對(duì)于葉片橫切面呈鏡像分布安裝，且兩序列互為參考，始終受到同一溫度的影響，進(jìn)而消除了溫度的交叉敏感。同時(shí)，由于采用了正反兩面的傳感光柵安裝方式，系統(tǒng)不需要引入任何光柵溫度控制補(bǔ)償與標(biāo)定裝置，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本并在很大程度上簡(jiǎn)化了工程結(jié)構(gòu)。其次，當(dāng)葉片受到相應(yīng)載荷時(shí)，處于葉片正面的傳感光柵將受到拉應(yīng)變，處于葉片背面的傳感光柵將受到壓應(yīng)變，系統(tǒng)最終所測(cè)得的傳感信號(hào)靈敏度將是傳統(tǒng)方法的兩倍，這種基于雙向應(yīng)變的解調(diào)方式可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)單向應(yīng)變解調(diào)方案中測(cè)量靈敏度低的不足，確保傳感信息的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0012]將上述光柵傳感技術(shù)運(yùn)用于風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，由風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)控制整個(gè)風(fēng)機(jī)的各個(gè)葉片監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)并輔助自適應(yīng)變槳系統(tǒng)完成最終的變槳操作，在保證風(fēng)機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行的前提下使其達(dá)到最大的風(fēng)能捕獲效果，進(jìn)而提高風(fēng)能的利用率。
[0013]本發(fā)明中，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所測(cè)量到的葉片擾度信息將實(shí)時(shí)反饋至風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)，其再控制相應(yīng)的偏航和變槳系統(tǒng)完成具體的控制策略:當(dāng)所測(cè)得應(yīng)變較小時(shí)，表明當(dāng)前風(fēng)力較弱，應(yīng)偏轉(zhuǎn)葉片增加其正對(duì)風(fēng)的面積使其獲得最大風(fēng)能捕獲以提高發(fā)電效率；當(dāng)測(cè)得的應(yīng)變值較大甚至超過安全閾值時(shí)，表明當(dāng)前風(fēng)力可能會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成損害，應(yīng)即時(shí)控制變槳系統(tǒng)使葉片正對(duì)風(fēng)的面積減小或者直接停機(jī)保護(hù)。
[0014]本發(fā)明的傳感網(wǎng)絡(luò)組建方法能同時(shí)確保對(duì)各組傳感光柵節(jié)點(diǎn)應(yīng)變數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測(cè)量，并且傳感光柵的安裝方式可以保證復(fù)用系統(tǒng)中每?jī)蓚€(gè)匹配光柵節(jié)點(diǎn)所受溫度的一致性，真正意義上的消除了溫度傳感信息的交叉影響，并省去了溫度補(bǔ)償與標(biāo)定單元，很大程度上降低了系統(tǒng)成本和簡(jiǎn)化了工程結(jié)構(gòu)。對(duì)葉片應(yīng)變和擾度特性以及大型結(jié)構(gòu)的健康狀況監(jiān)測(cè)具有重要的參考意義。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1為本發(fā)明基于溫度匹配方法實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片擾度特性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；[0016]圖2為本發(fā)明中風(fēng)機(jī)葉片單面應(yīng)變監(jiān)測(cè)所采用的光纖光柵之安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明所采用的光纖光柵傳感系統(tǒng)與自動(dòng)變槳系統(tǒng)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖4為本發(fā)明在葉片受載荷情況下光纖光柵傳感系統(tǒng)一種實(shí)施方案的原理應(yīng)用框圖；4(a)是葉片受載荷時(shí)的基本模型圖，4(b)表明系統(tǒng)所采用的雙向應(yīng)變解調(diào)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的描述。但是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下面的實(shí)施方式只是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及應(yīng)用。
[0020]圖1為本發(fā)明基于溫度匹配方法實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片擾度特性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。一個(gè)獨(dú)立的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)大致由機(jī)塔106、機(jī)艙102、輪軸105、槳葉104和偏航控制器107構(gòu)成，風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)大部分均位于機(jī)艙102內(nèi)，以監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的各個(gè)狀態(tài)，而槳葉所受到的應(yīng)變情況在整個(gè)傳感信息測(cè)量系統(tǒng)中又最為關(guān)鍵。通常所采用光纖光柵傳感系統(tǒng)均是將傳感光柵序列布置于葉片正面，而將參考光柵序列放置在機(jī)艙內(nèi)的解調(diào)單元103中，這樣的實(shí)施方案主要有以下方面的不足:首先，很難保證參考光柵(艙內(nèi)控制室)與傳感光柵序列(艙外)所處環(huán)境溫度的一致性；其次，即使在解調(diào)單元內(nèi)引入溫度補(bǔ)償與標(biāo)定模塊，也很難確保補(bǔ)償溫度的正確性，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度通常為十幾米到幾十米不等，葉片頂部和葉片根部溫度的差異性以及由溫度補(bǔ)償單元所測(cè)量到的環(huán)境溫度值之間本身就可能存在較大差別，幾乎不能保證傳感與參考光柵節(jié)點(diǎn)溫度的一致性。
[0021]圖1中對(duì)于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)溫度匹配之高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)單元，其風(fēng)機(jī)槳葉上的光柵節(jié)點(diǎn)布置方案如下:在葉片的正面布置N根傳感光柵序列I，每個(gè)序列包括M個(gè)光柵節(jié)點(diǎn)；同時(shí)將傳統(tǒng)意義上的N根參考光柵也作為傳感光柵序列II布置于葉片背面，確保這兩個(gè)序列的光柵節(jié)點(diǎn)一一匹配，并要求相匹配的兩光柵節(jié)點(diǎn)的安裝位置應(yīng)與葉片呈鏡像對(duì)稱。通過上述的安裝方法，一方面將傳統(tǒng)意義上的參考光柵也作為了應(yīng)變測(cè)量的傳感光柵，將其由單向應(yīng)變測(cè)量變成了雙向應(yīng)變，有助于提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量靈敏度；其次，這樣的安裝方式使得相互匹配的兩個(gè)光柵序列互為參考，更主要的是其在真正意義上的實(shí)現(xiàn)了相互匹配的兩光柵節(jié)點(diǎn)所受溫度變化的一致性，消除了系統(tǒng)對(duì)溫度和應(yīng)變交叉敏感而帶來的不良影響。
[0022]圖2為本發(fā)明中風(fēng)機(jī)葉片單面應(yīng)變監(jiān)測(cè)所采用的光纖光柵之安裝結(jié)構(gòu)示意圖。針對(duì)葉片模型受力等情況，圖2給出了葉片上每一面安裝傳感光柵序列的具體方法:首先，沿葉片軸向布置N根傳感光柵序列，每根序列包括M個(gè)節(jié)點(diǎn)，這N根序列可以以葉片中心呈軸對(duì)稱(或者其它方式)分布排列，以實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片應(yīng)力分布的完整監(jiān)測(cè)；其次，每個(gè)序列的M個(gè)節(jié)點(diǎn)可均勻布置在葉片軸向位置也可按實(shí)際需要加以布置，一種較為可行的布置方法是根據(jù)葉片的受力模型，因葉片根部型變最小，可以適當(dāng)減少所安裝的光柵節(jié)點(diǎn)數(shù)，而靠近葉片頂部的結(jié)構(gòu)將變得較薄，其在受到相同載荷情況下的型變就會(huì)較大，因此可適當(dāng)增加所安裝的光柵節(jié)點(diǎn)數(shù)以確保更精確的測(cè)量應(yīng)變信息。葉片兩面的光柵序列應(yīng)與葉片橫切片成鏡像對(duì)稱安裝，以確保系統(tǒng)解調(diào)時(shí)所需參數(shù)的一致性。
[0023]圖3為本發(fā)明所采用的光纖光柵傳感系統(tǒng)及自動(dòng)變槳系統(tǒng)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)原理圖。由上述方案所采用的光纖光柵安裝方法，首先將各傳感光柵序列經(jīng)過相應(yīng)的復(fù)用系統(tǒng)連接以組成相應(yīng)規(guī)模的傳感網(wǎng)絡(luò)，這里可采用的復(fù)用技術(shù)是很廣泛的，典型的如光波分復(fù)用、光時(shí)分復(fù)用技術(shù)等；其次，光柵傳感系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的解調(diào)終端會(huì)實(shí)時(shí)采集、測(cè)量與處理相應(yīng)的風(fēng)機(jī)槳葉應(yīng)變與擾度等傳感信息，并送入風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)進(jìn)而輔助自動(dòng)變槳系統(tǒng)完成相應(yīng)的變槳操作；最后，當(dāng)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)接收到各葉片的擾度傳感信息后會(huì)得出當(dāng)前所受風(fēng)力載荷的詳細(xì)情況，若當(dāng)前風(fēng)機(jī)葉片所受應(yīng)變較小(載荷較小)，則需通過相應(yīng)的偏航和變槳控制來增大葉片受風(fēng)面的正對(duì)面積，以獲得最大的風(fēng)能捕獲；若得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)較大，表明載荷過高時(shí)，則變槳控制系統(tǒng)應(yīng)盡快控制葉片轉(zhuǎn)向以減小其受風(fēng)面的正對(duì)面積(必要時(shí)甚至停機(jī)保護(hù))，進(jìn)而確保風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。
[0024]圖4為本發(fā)明在葉片受載荷情況下光纖光柵傳感系統(tǒng)一種實(shí)施方案的原理應(yīng)用框圖。圖4(a)是葉片受載荷時(shí)的基本模型圖，4(b)表明系統(tǒng)所采用的雙向應(yīng)變解調(diào)原理示意圖。當(dāng)葉片受到風(fēng)力影響時(shí)，處于葉片正面的傳感光柵序列I將受到拉應(yīng)變，在圖4(b)中體現(xiàn)為FBGnm的反射譜中心波長(zhǎng)將向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向漂移；而處于葉片背面的傳感光柵序列II將受到壓應(yīng)變，在圖4(b)中體現(xiàn)為FBGnm.的反射譜中心波長(zhǎng)將向短波長(zhǎng)漂移。
[0025]在圖4(b)中，由于這兩個(gè)傳感光柵序列互為參考且均處于同一環(huán)境溫度下，溫度的變化對(duì)各序列將產(chǎn)生等效的作用(對(duì)應(yīng)傳感光柵中心波長(zhǎng)將向同一個(gè)方向偏移等量的大小)，所以無論系統(tǒng)采用的是基于時(shí)分復(fù)用所測(cè)得的光強(qiáng)信息還是基于波分復(fù)用所測(cè)得的波長(zhǎng)信息，其最終所得到的相對(duì)傳感量(兩傳感序列測(cè)量結(jié)果之差)將是溫度無關(guān)的。并且因?yàn)閮蓚鞲行蛄芯兄巳~片應(yīng)變信息，進(jìn)而在很大程度上提高了系統(tǒng)的測(cè)量靈敏度，克服了微小型變下系統(tǒng)所存在的相應(yīng)問題。
[0026]在實(shí)際測(cè)量中，假設(shè)由風(fēng)力使葉片受到的載荷為P時(shí)，葉片正面的FBGnm和背面的FBGnm’將分別產(chǎn)生拉應(yīng)變?chǔ)?i和壓應(yīng)變?chǔ)?2，因兩光柵節(jié)點(diǎn)安裝于同一葉片的相近位置，故溫度變化量AT基本一致。設(shè)定拉應(yīng)變?yōu)檎驊?yīng)變，那么由光纖光柵傳感原理可以得到由載荷P所引起的FBGnm和FBGnm’反射譜中心波長(zhǎng)漂移量分別為:
[0027]Δ λ j = kE ε 外 Δ T
[0028]= -k ε kP1P+kT Δ T
[0029]Δ λ 2 = kE ε 2+kT Δ T
[0030]= k ε kP2P+kT Δ T
[0031]Δ T為溫度變化量，kE、kT分別為光柵軸向應(yīng)變靈敏度常數(shù)和溫度靈敏度常數(shù)，kn和kP2分別為FBGnm和FBGnm’安裝處載荷P與此處應(yīng)變的比例常數(shù)，負(fù)號(hào)表示壓應(yīng)變。因此可得出總的波長(zhǎng)漂移量為:
[0032]Δ λ = kE ( ε r ε 2)
[0033]= kE Δ ε
[0034]= kE (kP2+kP1)P
[0035]Δ ε為FBG軸向應(yīng)變量，由此可知，傳感光柵中心波長(zhǎng)的漂移量只與光柵軸向應(yīng)變的相對(duì)變化量△ ε (或載荷P)有關(guān)。進(jìn)而從根本上消除了環(huán)境溫度變化對(duì)系統(tǒng)測(cè)量的不良影響；同時(shí)也可得出，由于采用了正反兩面的雙向應(yīng)變測(cè)量方法，與傳統(tǒng)的測(cè)量方案相t匕，此方法具有更高的測(cè)量靈敏度。
[0036]本發(fā)明可適用于諸多場(chǎng)合，如大型橋梁、建筑的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，特別地對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電裝置中葉片應(yīng)變及擾度特性監(jiān)測(cè)以及對(duì)葉片自動(dòng)變槳系統(tǒng)的輔助具有重要參考價(jià)值，在提高監(jiān)測(cè)靈敏度的同時(shí)也確保了系統(tǒng)測(cè)量的溫度無關(guān)性，保障風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全與效率。
【權(quán)利要求】
1.一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案，采用葉片擾度測(cè)量單元和變槳控制單元構(gòu)成的風(fēng)機(jī)自適應(yīng)變槳系統(tǒng)，在保證風(fēng)機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行的前提下使其達(dá)到最大的風(fēng)能捕獲效果；葉片擾度測(cè)量單元包括寬帶光源、光纖環(huán)形器、反射譜相互匹配的光纖光柵序列和相應(yīng)的應(yīng)變解調(diào)處理終端；其特征在于，葉片擾度測(cè)量單元由安裝在葉片正反兩面且互為參考的傳感光柵序列構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述之基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案，其特征在于，光纖光柵傳感序列采用以下布置手段:每個(gè)葉片正面安裝N根FBG傳感光柵序列I，每個(gè)序列包括M個(gè)FBG節(jié)點(diǎn)；同時(shí)在葉片背面安裝與傳感光柵序列I相匹配的N根FBG傳感光柵序列II，每個(gè)序列同樣包括M個(gè)FBG傳感節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案，其特征在于，N根傳感序列在葉片上的布置方法可參考葉片受力模型加以分布也可以以葉片中心呈軸對(duì)稱分布排列，以實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片應(yīng)力分布的完整監(jiān)測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案，其特征在于所述葉片擾度監(jiān)測(cè)單元采用的傳感光柵序列以粘貼或埋入葉片表面的方式固定于葉片正反兩面，分別感應(yīng)葉片受載后其正面所受的軸向拉應(yīng)變和其背面所受的軸向壓應(yīng)變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種基于溫度匹配的高靈敏度實(shí)時(shí)葉片擾度監(jiān)測(cè)方案，其特征在于，風(fēng)機(jī)每一個(gè)葉片均安裝一套擾度信息測(cè)量單元，由風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)控制整個(gè)風(fēng)機(jī)各個(gè)葉片的監(jiān)測(cè)單元組網(wǎng)并輔助自適應(yīng)變槳系統(tǒng)完成最終的變槳操作。
【文檔編號(hào)】G01B11/16GK103954227SQ201410172075
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】閆連山, 吳宗玲, 潘煒, 羅斌, 邵理陽, 鄒喜華, 張志勇 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)