基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)集成監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]“裝備要發(fā)展，測(cè)試須先行”。中小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備從設(shè)計(jì)、試制直到生產(chǎn)和維護(hù)過程中都離不開驗(yàn)證與測(cè)試。而由于風(fēng)能利用的自然特殊性，設(shè)備無論是在研發(fā)初期的風(fēng)洞測(cè)試，還是樣機(jī)或產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)，基于人工方式和有線傳輸方式的數(shù)據(jù)采集過程都極為不便。
[0003]基于有線傳輸方式的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分布式多傳感器連接過程異常繁瑣復(fù)雜、測(cè)試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。在風(fēng)洞狹小的空間內(nèi)測(cè)試，還會(huì)因?qū)Ь€走線方式的不同造成局部風(fēng)場(chǎng)的畸變，影響測(cè)試精度，甚至因?qū)Ь€脫落造成旋轉(zhuǎn)軸的纏繞，導(dǎo)致嚴(yán)重事故。在風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，由于機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝的地理和氣象條件較惡劣，如郊區(qū)或市區(qū)中的地勢(shì)高處、屋頂?shù)?，長期大量的人工數(shù)據(jù)采集極為不便，過長的導(dǎo)線也會(huì)造成嚴(yán)重的信號(hào)衰減和干擾。
[0004]因此，依據(jù)風(fēng)機(jī)發(fā)電設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用需求，應(yīng)用基于無線通訊分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的智能測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品的整個(gè)生命周期具有重要意義，并具有良好的應(yīng)用、實(shí)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，安裝方便、測(cè)試可靠、易維護(hù)的基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]一種基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備與上位機(jī)智能顯示設(shè)備通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備包括空氣動(dòng)力測(cè)量模塊、發(fā)電功率測(cè)量模塊、垂直軸偏振測(cè)量模塊、電磁與噪聲測(cè)量模塊，上述各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊通訊；所述垂直軸偏振測(cè)量模塊包括3個(gè)雙軸磁阻傳感器，分別安裝于垂直軸風(fēng)輪機(jī)主軸的頂端、底端和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出軸端；所述各測(cè)量模塊包括微處理器和Zigbee無線通訊接口 ；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊包括微處理器、Zigbee無線通訊接口和WiFi無線通訊接口 ；上述各測(cè)量模塊通過各自Zigbee無線通訊接口與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的Zigbee無線通訊接口通訊；所述上位機(jī)智能顯示設(shè)備的WiFi無線通訊接口與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的WiFi無線通訊接口通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備中各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊采用Zigbee無線通訊協(xié)議雙向通訊；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊與上位機(jī)智能顯示設(shè)備采用WiFi無線通訊協(xié)議雙向通訊；所述空氣動(dòng)力測(cè)量模塊還包括風(fēng)速傳感器、氣溫傳感器和氣壓傳感器。
[0008]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，安裝方便、測(cè)試可靠、易維護(hù)；其優(yōu)點(diǎn)還在于:
[0009]( 1)采用分布式多微處理器技術(shù)，使得系統(tǒng)各個(gè)功能部件物理分散，軟硬件的模塊化程度和可靠性提高，利于維護(hù)升級(jí)和檢修。
[0010](2)被測(cè)信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化，提高了精度，避免了傳統(tǒng)模擬信號(hào)長距離傳輸?shù)乃p和易受干擾等問題。
[0011](3)采用多無線網(wǎng)路通訊技術(shù)，避免了有線傳輸?shù)母咴靸r(jià)、高功耗、連線繁瑣、安裝不便與機(jī)械強(qiáng)度可靠性等問題。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0013]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2為空氣動(dòng)力測(cè)量模塊組成結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為雙軸磁阻傳感器的安裝位置分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]一種基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置，包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備與上位機(jī)智能顯示設(shè)備通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備包括空氣動(dòng)力測(cè)量模塊、發(fā)電功率測(cè)量模塊、垂直軸偏振測(cè)量模塊、電磁與噪聲測(cè)量模塊，上述各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊通訊；所述垂直軸偏振測(cè)量模塊包括3個(gè)雙軸磁阻傳感器，分別安裝于垂直軸風(fēng)輪機(jī)主軸的頂端、底端和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出軸端；所述各測(cè)量模塊包括微處理器和Zigbee無線通訊接口 ；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊包括微處理器、Zigbee無線通訊接口和WiFi無線通訊接口 ；上述各測(cè)量模塊通過各自Zigbee無線通訊接口與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的Zigbee無線通訊接口通訊；所述上位機(jī)智能顯示設(shè)備的WiFi無線通訊接口與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的WiFi無線通訊接口通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備中各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊采用Zigbee無線通訊協(xié)議雙向通訊；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊與上位機(jī)智能顯示設(shè)備采用WiFi無線通訊協(xié)議雙向通訊；所述空氣動(dòng)力測(cè)量模塊還包括風(fēng)速傳感器、氣溫傳感器和氣壓傳感器。
[0017]現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備可采用市電供電或其他方式供電。
[0018]進(jìn)一步地，參見圖2，空氣動(dòng)力測(cè)量模塊還包括風(fēng)速傳感器、氣溫傳感器、氣壓傳感器，其微處理器將上述傳感器變送來的風(fēng)速&、氣溫T和氣壓P信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，然后通過其Zigbee無線通訊接口傳遞給數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊。
[0019]發(fā)電功率測(cè)量模塊還包括電壓傳感器、電流傳感器和電壓頻率監(jiān)測(cè)電路，其微處理器將上述傳感器及監(jiān)測(cè)電路變送來的電壓K電流席卩電壓頻率4言號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，然后通過其Zigbee無線通訊接口傳遞給數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊。
[0020]垂直軸偏振測(cè)量模塊還包括3個(gè)雙軸磁阻傳感器，其微處理器將每個(gè)傳感器檢測(cè)到的垂直軸水平方向雙軸的偏角信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，然后通過Zigbee無線通訊接口傳遞給數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊。參見圖3，為3個(gè)雙軸磁阻傳感器的安裝位置分布圖。圖3中，101為垂直軸風(fēng)輪機(jī)，102為垂直軸風(fēng)輪機(jī)的垂直軸主軸，在其下部同軸安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)103，104、105和106為3個(gè)雙軸磁阻傳感器，他們分別安裝于垂直軸風(fēng)輪機(jī)的頂端、底端和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出軸端。
[0021]電磁與噪聲測(cè)量模塊還包括電磁強(qiáng)度傳感器和噪聲傳感器，其微處理器將上述傳感器變送來的電磁強(qiáng)度和噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，然后通過其Zigbee無線通訊接口傳遞給數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊。
[0022]現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備中各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊采用Zigbee無線通訊協(xié)議雙向通訊，其中，各測(cè)量模塊的Zigbee無線通訊接口配置為從設(shè)備模式，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的Zigbee無線通訊接口配置為主協(xié)調(diào)器模式。
[0023]數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊(可以采用常規(guī)市售產(chǎn)品)與上位機(jī)智能顯示設(shè)備采用WiFi無線通訊協(xié)議雙向通訊，其中，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的WiFi無線通訊接口配置為純接入點(diǎn)模式(AP)。上位機(jī)智能顯示設(shè)備可以為PC機(jī)、平板電腦或是手機(jī)等智能可便攜設(shè)備，他們作為WiFi無線通訊的站點(diǎn)(STA)，可以接入數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和訪問，以更大地增加本監(jiān)測(cè)裝置的智能化、便攜化和友好化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備與上位機(jī)智能顯示設(shè)備通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備包括空氣動(dòng)力測(cè)量模塊、發(fā)電功率測(cè)量模塊、垂直軸偏振測(cè)量模塊、電磁與噪聲測(cè)量模塊，上述各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊通訊；所述垂直軸偏振測(cè)量模塊包括3個(gè)雙軸磁阻傳感器，分別安裝于垂直軸風(fēng)輪機(jī)主軸的頂端、底端和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出軸端；所述各測(cè)量模塊包括微處理器和Zigbee無線通訊接口 ；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊包括微處理器、Zigbee無線通訊接口和WiFi無線通訊接口 ；上述各測(cè)量模塊通過各自Zigbee無線通訊接口與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的Zigbee無線通訊接口通訊；所述上位機(jī)智能顯示設(shè)備的WiFi無線通訊接口與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊的WiFi無線通訊接口通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備中各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊采用Zigbee無線通訊協(xié)議雙向通訊；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊與上位機(jī)智能顯示設(shè)備采用WiFi無線通訊協(xié)議雙向通訊；所述空氣動(dòng)力測(cè)量模塊還包括風(fēng)速傳感器、氣溫傳感器和氣壓傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于分布式智能傳感的垂直軸風(fēng)力發(fā)電無線監(jiān)測(cè)裝置，包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備與上位機(jī)智能顯示設(shè)備通訊；所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與處理設(shè)備包括空氣動(dòng)力測(cè)量模塊、發(fā)電功率測(cè)量模塊、垂直軸偏振測(cè)量模塊、電磁與噪聲測(cè)量模塊，上述各測(cè)量模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理模塊通訊；所述垂直軸偏振測(cè)量模塊包括3個(gè)雙軸磁阻傳感器，分別安裝于垂直軸風(fēng)輪機(jī)主軸的頂端、底端和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出軸端。本實(shí)用新型通過多傳感器檢測(cè)、無線網(wǎng)路通訊、多微處理器運(yùn)算等技術(shù)，使之具有安裝方便、測(cè)試可靠、功能模塊化、組網(wǎng)靈活、界面友好、易維護(hù)等特點(diǎn)。
【IPC分類】F03D17/00
【公開號(hào)】CN205078405
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520837095
【發(fā)明人】茅靖峰, 吳愛華, 吳國慶, 張旭東, 吳樹謙, 李源, 李思源, 劉志兵, 張若楠, 薛琦
【申請(qǐng)人】南通大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日