本技術(shù)涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混塔位移監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，混塔(混凝土塔筒)會(huì)承載機(jī)頭的橫向力、彎矩、扭矩等交變載荷，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致塔筒法蘭連接螺栓力矩降低，從而導(dǎo)致螺栓松動(dòng)、塔筒局部出現(xiàn)疲勞裂紋，造成安全隱患，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致倒塔事故的發(fā)生。針對(duì)混塔變形位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以有效避免上述情況的發(fā)生?；焖冃挝灰萍礊樗斚鄬?duì)于塔底的水平位移，當(dāng)水平位移過大，超過安全閾值時(shí)，可提前采取措施(如停機(jī)檢驗(yàn)維修)，排除隱患后，繼續(xù)實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)混塔的水平位移。

2、目前可通過激光技術(shù)監(jiān)測(cè)混塔位移，為了監(jiān)測(cè)塔頂相對(duì)于塔底的水平位移，可將激光發(fā)射器布置于塔底，而激光接收器布置于塔頂上。但是當(dāng)混塔高度過大時(shí)，激光束會(huì)發(fā)散，導(dǎo)致數(shù)據(jù)提取有誤差、不精確。對(duì)此，專利cn202323023278.4中公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒載荷監(jiān)測(cè)裝置，包括四組激光位移監(jiān)測(cè)模塊，其中兩組激光位移傳感器布置于塔底同一水平面上的主風(fēng)向方向和垂直于主風(fēng)向方向處，另外兩組激光位移傳感器布置于塔頂同一水平面上的主風(fēng)向方向和垂直于主風(fēng)向方向處。激光位移監(jiān)測(cè)模塊包括激光位移傳感器和反光片，激光位移傳感器沿塔筒高度方向固定于塔筒壁上，反光片傾斜固定于塔筒壁上，且反光片和激光位移傳感器在塔筒壁上固定處的豎直中心線處于一條直線上，所述反光片與塔筒壁呈鈍角的一面朝向激光位移傳感器，激光位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光位移傳感器與反光片之間的距離，通過激光位移傳感器和反光片對(duì)塔筒上的微小形變量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但是該專利中單獨(dú)監(jiān)測(cè)塔底和塔頂?shù)膯蝹€(gè)方向的位移數(shù)據(jù)，不能直接讀取塔頂相對(duì)于塔底的水平位移。而且激光位移監(jiān)測(cè)模塊安裝于塔筒壁上，安裝不便，且受環(huán)境影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供了一種基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，該裝置通過在每個(gè)塔筒平臺(tái)上安裝激光發(fā)射器和激光反射器，從下到上依次測(cè)量出中間平臺(tái)、頂部平臺(tái)的位移數(shù)據(jù)，且監(jiān)測(cè)的位移數(shù)據(jù)為x、y兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)，可以直接進(jìn)行矢量疊加，可直接計(jì)算塔頂相對(duì)于塔底基礎(chǔ)的位移，從而實(shí)現(xiàn)混塔位移數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2、實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的所采用的技術(shù)方案為：

3、一種基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，安裝于塔筒平臺(tái)上，所述塔筒平臺(tái)的中心處均設(shè)置有安裝孔，其中塔筒的基礎(chǔ)平臺(tái)和中間平臺(tái)的安裝孔上均安裝有激光發(fā)射器，且激光發(fā)射器的發(fā)射方向均豎直向上，塔筒的中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上均安裝有激光反射器，分別用于接收相鄰下一層的基礎(chǔ)平臺(tái)或中間平臺(tái)中激光發(fā)射器發(fā)射的激光束并傳回激光束的位移數(shù)據(jù)。

4、所述激光反射器的反射面均傾斜朝下設(shè)置。

5、所述激光反射器的反射面的傾斜角度為45°。

6、每層基礎(chǔ)平臺(tái)和中間平臺(tái)的安裝孔上均安裝有兩個(gè)位于同一水平面上的激光發(fā)射器，塔筒的中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上均對(duì)應(yīng)安裝有兩個(gè)位于同一水平面上的激光反射器，且同一平臺(tái)上的兩個(gè)激光反射器的安裝方向分別為x方向和y方向，x方向和y方向之間的夾角為90°。

7、所述基礎(chǔ)平臺(tái)、中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上安裝有用于調(diào)整水平度的調(diào)平機(jī)構(gòu)，激光發(fā)射器和激光反射器安裝于調(diào)平機(jī)構(gòu)上。

8、所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括固定環(huán)和主調(diào)平板，其中固定環(huán)整體呈圓環(huán)形，固定環(huán)通過支撐桿或支撐架安裝于塔筒平臺(tái)上，使固定環(huán)位于對(duì)應(yīng)塔筒平臺(tái)的安裝孔上方，且固定環(huán)的中心與安裝孔的中心處于一條直線上；所述主調(diào)平板整體呈三角形板狀結(jié)構(gòu)，主調(diào)平板的三個(gè)角均通過調(diào)平螺桿和調(diào)平螺母安裝于固定環(huán)上，通過調(diào)節(jié)主調(diào)平板三個(gè)角處的調(diào)平螺母來調(diào)整主調(diào)平板的水平度；所述激光發(fā)射器安裝于主調(diào)平板的上表面，激光反射器均安裝于主調(diào)節(jié)板的下表面。

9、所述固定環(huán)上貼靠連接有三個(gè)支撐板，三個(gè)調(diào)平螺桿分別豎直固定于三個(gè)支撐板上，三個(gè)調(diào)平螺母分別套在三個(gè)調(diào)平螺桿上，主調(diào)平板的三個(gè)角分別穿過三個(gè)調(diào)平螺桿并放置于三個(gè)調(diào)平螺母上。

10、所述主調(diào)節(jié)板的三個(gè)角處均豎直向上連接有固定板，固定板上均設(shè)置有沿豎直方向的條形孔，支撐板上位于固定板的外側(cè)也對(duì)應(yīng)連接有連接板，連接板上對(duì)應(yīng)設(shè)置有螺栓孔，螺栓孔和條形孔上穿設(shè)有緊固螺栓，通過緊固螺栓將固定板和連接板鎖緊固定。

11、三個(gè)支撐板均通過卡箍鎖緊固定于固定環(huán)上，卡箍箍在固定環(huán)的底部并從固定環(huán)的兩側(cè)與支撐板通過螺釘鎖緊固定。

12、所述激光反射器均與數(shù)據(jù)采集器連接，將提取的位移數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與上位機(jī)連接，上位機(jī)上設(shè)置有預(yù)警模塊，上位機(jī)收到混塔位移數(shù)據(jù)，當(dāng)混塔位移超過安全閾值時(shí)，預(yù)警模塊進(jìn)行預(yù)警。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)本實(shí)用新型提供的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置通過在每個(gè)塔筒平臺(tái)上安裝激光發(fā)射器和激光反射器，從下到上依次測(cè)量出中間平臺(tái)、頂部平臺(tái)的位移數(shù)據(jù)，且監(jiān)測(cè)的位移數(shù)據(jù)為x、y兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)，可以直接進(jìn)行矢量疊加，從而方便計(jì)算塔頂相對(duì)于塔底基礎(chǔ)的位移，從而實(shí)現(xiàn)混塔位移數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

14、(2)本實(shí)用新型提供的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置通過調(diào)平機(jī)構(gòu)對(duì)激光發(fā)射器和激光反射器的水平狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證激光發(fā)射器發(fā)射的激光束垂直向上照射到激光反射器上，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

15、(3)本實(shí)用新型中調(diào)平機(jī)構(gòu)包括固定環(huán)、主調(diào)平板、調(diào)平螺桿和支撐板，能夠?qū)崿F(xiàn)主調(diào)平板的調(diào)平操作，從而確保安裝于主調(diào)平板上的激光發(fā)射器和激光反射器的水平狀態(tài)，同時(shí)調(diào)平操作完成后，主調(diào)平板與支撐板可通過鎖緊螺栓鎖緊固定，確保主調(diào)平板的安裝穩(wěn)定性。

16、(4)本是實(shí)用新型中激光反射器均與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器與上位機(jī)連接，上位機(jī)上設(shè)置有預(yù)警模塊，上位機(jī)收到混塔位移數(shù)據(jù)，當(dāng)混塔位移超過安全閾值時(shí)，預(yù)警模塊進(jìn)行預(yù)警。

技術(shù)特征：

1.一種基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，安裝于塔筒平臺(tái)上，其特征在于：所述塔筒平臺(tái)的中心處均設(shè)置有安裝孔，其中塔筒的基礎(chǔ)平臺(tái)和中間平臺(tái)的安裝孔上均安裝有激光發(fā)射器，且激光發(fā)射器的發(fā)射方向均豎直向上，塔筒的中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上均安裝有激光反射器，分別用于接收相鄰下一層的基礎(chǔ)平臺(tái)或中間平臺(tái)中激光發(fā)射器發(fā)射的激光束并傳回激光束的位移數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述激光反射器的反射面均傾斜朝下設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述激光反射器的反射面的傾斜角度為45°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：每層基礎(chǔ)平臺(tái)和中間平臺(tái)的安裝孔上均安裝有兩個(gè)位于同一水平面上的激光發(fā)射器，塔筒的中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上均對(duì)應(yīng)安裝有兩個(gè)位于同一水平面上的激光反射器，且同一平臺(tái)上的兩個(gè)激光反射器的安裝方向分別為x方向和y方向，x方向和y方向之間的夾角為90°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述基礎(chǔ)平臺(tái)、中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上安裝有用于調(diào)整水平度的調(diào)平機(jī)構(gòu)，激光發(fā)射器和激光反射器安裝于調(diào)平機(jī)構(gòu)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括固定環(huán)和主調(diào)平板，其中固定環(huán)整體呈圓環(huán)形，固定環(huán)通過支撐桿或支撐架安裝于塔筒平臺(tái)上，使固定環(huán)位于對(duì)應(yīng)塔筒平臺(tái)的安裝孔上方，且固定環(huán)的中心與安裝孔的中心處于一條直線上；所述主調(diào)平板整體呈三角形板狀結(jié)構(gòu)，主調(diào)平板的三個(gè)角均通過調(diào)平螺桿和調(diào)平螺母安裝于固定環(huán)上，通過調(diào)節(jié)主調(diào)平板三個(gè)角處的調(diào)平螺母來調(diào)整主調(diào)平板的水平度；所述激光發(fā)射器安裝于主調(diào)平板的上表面，激光反射器均安裝于主調(diào)節(jié)板的下表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述固定環(huán)上貼靠連接有三個(gè)支撐板，三個(gè)調(diào)平螺桿分別豎直固定于三個(gè)支撐板上，三個(gè)調(diào)平螺母分別套在三個(gè)調(diào)平螺桿上，主調(diào)平板的三個(gè)角分別穿過三個(gè)調(diào)平螺桿并放置于三個(gè)調(diào)平螺母上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述主調(diào)節(jié)板的三個(gè)角處均豎直向上連接有固定板，固定板上均設(shè)置有沿豎直方向的條形孔，支撐板上位于固定板的外側(cè)也對(duì)應(yīng)連接有連接板，連接板上對(duì)應(yīng)設(shè)置有螺栓孔，螺栓孔和條形孔上穿設(shè)有緊固螺栓，通過緊固螺栓將固定板和連接板鎖緊固定。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：三個(gè)支撐板均通過卡箍鎖緊固定于固定環(huán)上，卡箍箍在固定環(huán)的底部并從固定環(huán)的兩側(cè)與支撐板通過螺釘鎖緊固定。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述激光反射器均與數(shù)據(jù)采集器連接，將提取的位移數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與上位機(jī)連接，上位機(jī)上設(shè)置有預(yù)警模塊，上位機(jī)收到混塔位移數(shù)據(jù)，當(dāng)混塔位移超過安全閾值時(shí)，預(yù)警模塊進(jìn)行預(yù)警。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種基于激光的混塔位移監(jiān)測(cè)裝置，安裝于塔筒平臺(tái)上，所述塔筒平臺(tái)的中心處均設(shè)置有安裝孔，其中塔筒的基礎(chǔ)平臺(tái)和中間平臺(tái)的安裝孔上均安裝有激光發(fā)射器，且激光發(fā)射器的發(fā)射方向均豎直向上，塔筒的中間平臺(tái)和頂部平臺(tái)的安裝孔上均安裝有激光反射器，分別用于接收相鄰下一層的基礎(chǔ)平臺(tái)或中間平臺(tái)中激光發(fā)射器發(fā)射的激光束并傳回激光束的位移數(shù)據(jù)。該裝置通過在每個(gè)塔筒平臺(tái)上安裝激光發(fā)射器和激光反射器，從下到上依次測(cè)量出中間平臺(tái)、頂部平臺(tái)的位移數(shù)據(jù)，且監(jiān)測(cè)的位移數(shù)據(jù)為x、y兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)，可以直接進(jìn)行矢量疊加，可直接計(jì)算塔頂相對(duì)于塔底基礎(chǔ)的位移，從而實(shí)現(xiàn)混塔位移數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：張紹強(qiáng),扈書均,朱晉虎,蘇紫陽,董超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中廣核大悟陽平風(fēng)力發(fā)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240809
技術(shù)公布日：2025/5/15