本發(fā)明涉及葉片狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電作為一種重要的可再生新能源，受到廣泛關(guān)注。而風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部位，其健康狀況直接影響到整個風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行。葉片的結(jié)構(gòu)和受力相當(dāng)復(fù)雜，由于葉片的工作環(huán)境十分惡劣，春夏秋冬、酷暑嚴(yán)寒、雷電、冰雹、雨雪、沙塵等隨時(shí)都有可能對風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生損傷，因此葉片成為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中最容易出現(xiàn)事故的位置。據(jù)統(tǒng)計(jì)，葉片損傷產(chǎn)生的事故約占風(fēng)機(jī)總事故的三分之一。常見風(fēng)機(jī)葉片在遭受損傷之后會出現(xiàn)裂紋、分層、空隙和脫粘等典型的疲勞缺陷，這些損傷隨著葉片的運(yùn)行而不斷積累最終會導(dǎo)致葉片斷裂。在葉片產(chǎn)生疲勞缺陷到斷裂的過程中，葉片在運(yùn)行時(shí)各部分會發(fā)生不同程度應(yīng)變或形變。通常葉片發(fā)生損傷事故時(shí)必須停機(jī)維修，同時(shí)一旦葉片折斷，則很有可能損壞塔筒，這必將導(dǎo)致高額的維修費(fèi)用，也給風(fēng)電場帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，若能有效監(jiān)測葉片的健康狀況，必能有效的減少風(fēng)機(jī)葉片造成的停機(jī)故障，避免產(chǎn)生巨額經(jīng)濟(jì)損失。

目前，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片應(yīng)變常見的監(jiān)測手段有應(yīng)變片應(yīng)力監(jiān)測法和光纖光柵監(jiān)測法等。這些監(jiān)測方法都有著其適用的缺陷類型與優(yōu)缺點(diǎn)，其技術(shù)要求比較苛刻，監(jiān)測過程受運(yùn)行環(huán)境、天氣狀況以及其他因素的影響，而且通常需要借助復(fù)雜的檢測儀器設(shè)備和專業(yè)的分析人員的介入才能做結(jié)果判定，極大的增加了監(jiān)測成本和普及的困難程度。

因此需要一種新型的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提供了一種新的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的方案，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置，包括：激光發(fā)射器，布置于葉片內(nèi)表面上根部近輪轂處，并適于沿葉片軸向向葉尖發(fā)射激光；光屏，布置于葉片內(nèi)表面上測量點(diǎn)處，形狀為矩形，并與激光發(fā)射器發(fā)射的激光垂直相交，光屏適于遮擋激光以便其在光屏上形成光點(diǎn)，還適于隨葉片的形變沿葉片軸向發(fā)生偏轉(zhuǎn)；攝像頭，布置于葉片內(nèi)表面上距光屏預(yù)定距離處，并不遮擋激光，攝像頭適于攝取激光在光屏上形成光點(diǎn)的光屏圖像；以及信號處理裝置，適于根據(jù)攝像頭攝取的光屏圖像計(jì)算測量點(diǎn)處葉片的形變。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，光屏圖像記錄當(dāng)前光點(diǎn)在光屏上的位置和葉片未發(fā)生形變時(shí)初始光點(diǎn)在光屏上的位置，葉片的形變表示為葉片形變量和葉片偏轉(zhuǎn)角，信號處理裝置適于根據(jù)光屏圖像計(jì)算第一坐標(biāo)系下當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)的坐標(biāo)，第一坐標(biāo)系以光屏相鄰兩邊為橫縱軸；還適于根據(jù)計(jì)算的當(dāng)前光點(diǎn)坐標(biāo)、初始光點(diǎn)坐標(biāo)、測量點(diǎn)處葉片形變量與當(dāng)前光點(diǎn)坐標(biāo)、初始光點(diǎn)坐標(biāo)和葉片偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系、以及測量點(diǎn)處撓度與葉片偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系計(jì)算所述測量點(diǎn)處葉片形變量和葉片偏轉(zhuǎn)角。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，信號處理裝置適于根據(jù)光屏圖像計(jì)算當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)在第二坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，通過坐標(biāo)變換得到當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)在第一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，第二坐標(biāo)系由第一坐標(biāo)系變形得到，并以光屏圖像所表示的光屏的相鄰兩邊為橫縱軸。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，信號處理裝置還適于判斷葉片形變量、形變量的微分值、以及葉片偏轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)角的微分值是否超過閾值，若任一超過閾值，則發(fā)出警報(bào)。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，信號處理裝置還適于向激光發(fā)射器和攝像頭供電。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，攝像頭的幀數(shù)為20fps。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，測量點(diǎn)與激光發(fā)射器相距1/3葉片長度。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，還包括：布置于葉片內(nèi)表面上另一測量點(diǎn)處，向光屏另一面、沿葉片軸向發(fā)射激光的另一激光發(fā)射器，光屏另一面與另一激光發(fā)射器發(fā)射的激光垂直相交，并適于遮擋該激光以便其在光屏另一面上形成光點(diǎn)；布置于葉片內(nèi)表面上、距光屏另一面預(yù)定距離處的另一攝像頭，其鏡頭平面與葉片內(nèi)表面垂直，并不遮擋另一激光發(fā)射器發(fā)射的激光，還攝像頭適于攝取另一激光發(fā)射器發(fā)射的激光在光屏另一面上形成光點(diǎn)的光屏圖像；以及信號處理裝置還適于根據(jù)另一攝像頭攝取的光屏圖像計(jì)算所述另一測量點(diǎn)處葉片的形變。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的系統(tǒng)，包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的還有一個方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片，包括根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的方案，通過在葉片根部近輪轂處布置激光發(fā)射器、在測量點(diǎn)布置對應(yīng)的遮擋激光發(fā)射器發(fā)射的激光的光屏，再通過攝像頭攝取激光落在光屏上形成光點(diǎn)的光屏圖像，根據(jù)光屏圖像上光點(diǎn)坐標(biāo)變化來實(shí)現(xiàn)對葉片形變的檢測，因而可以快速有效且實(shí)時(shí)地反映葉片的損傷狀況，同時(shí)極大地降低了監(jiān)測的成本。

進(jìn)一步地，通過在光屏另一面同樣設(shè)置激光發(fā)射器，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測范圍的擴(kuò)大化。

附圖說明

為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實(shí)踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置200的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的布置有監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置200的葉片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的葉片無形變的示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的葉片發(fā)生形變的示意圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的葉片發(fā)生形變的第一坐標(biāo)系下橫軸方向的幾何模型示意圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的葉片發(fā)生形變在第一坐標(biāo)系下縱軸方向的幾何模型示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的建立第一坐標(biāo)系的光屏220的示意圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的建立第二坐標(biāo)系的光屏圖像所表示的光屏220的示意圖；以及

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實(shí)施例的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置200的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部位，其健康狀況直接影響到整個風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片一般很長，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在風(fēng)力作用下各個部位都會發(fā)生不同程度的形變。并且隨著葉片運(yùn)行時(shí)間的增長，葉片的疲勞損傷會逐漸增多，這些疲勞的積累會降低葉片運(yùn)行的可靠性，嚴(yán)重的則會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障。因此，葉片在運(yùn)行時(shí)的形變的大小能夠有效的反映葉片整體的健康狀況。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的系統(tǒng)100包括至少一個監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置200。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置200的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片形變的裝置200可以包括激光發(fā)射器210、光屏220、攝像頭230和信號處理裝置240。

激光發(fā)射器210布置于葉片內(nèi)表面上根部近輪轂處，并沿葉片軸向、向葉尖發(fā)射激光。激光發(fā)射器210通常通過支撐架來固定，支撐架可以是單腳、雙腳或者多腳結(jié)構(gòu)。該支撐架底部通過結(jié)構(gòu)膠或者其他固定方式固定于葉片內(nèi)表面，支撐架與激光發(fā)射器210通過可調(diào)節(jié)固定夾連接固定，該固定夾在固定激光發(fā)射器210后可以通過螺栓或者其他方式調(diào)節(jié)激光發(fā)射器210的高度和方向。

在一個實(shí)施例中，激光發(fā)射器210的線纜通過葉片的蓋板孔與信號處理裝置240連接，由該信號處理裝置240向激光發(fā)射器210供電。在另一個實(shí)施例中，激光發(fā)射器210還可以由鋰電池供電。

相應(yīng)地，在激光發(fā)射器210至葉尖方向、葉片內(nèi)表面上的測量點(diǎn)處布置與激光發(fā)射器210位置對應(yīng)的光屏220，該光屏平面垂直于激光發(fā)射器210發(fā)射的激光，形狀通常為矩形，其大小可以根據(jù)實(shí)際葉片在該測量點(diǎn)處的空間調(diào)整。光屏220可以遮擋該激光發(fā)射器210發(fā)射的激光以便激光在光屏220上形成光點(diǎn)。這里，測量點(diǎn)通常為葉片易發(fā)生形變的位置，例如葉片內(nèi)表面上與激光發(fā)射器210相距1/3葉片長度處。

光屏220可以通過支架固定在葉片內(nèi)表面，該支架通過結(jié)構(gòu)膠或者其他固定方式與葉片固定，并且可以調(diào)節(jié)光屏220的高度。

圖4和圖5分別示出了葉片無形變正常運(yùn)行時(shí)以及葉片發(fā)生形變時(shí)的狀態(tài)示意圖。顯然地，當(dāng)葉片發(fā)生形變時(shí)，光屏220隨著葉片的形變沿葉片軸向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。可以理解地，光屏220發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但激光仍沿直線傳播，這樣激光射至光屏220上的光點(diǎn)會隨著葉片形變而變化，因此可以根據(jù)光點(diǎn)在光屏上的變化就實(shí)現(xiàn)對葉片形變的在線監(jiān)測，簡便且直觀。

本發(fā)明可以通過布置攝像頭230來獲取光點(diǎn)在光屏上的變化。攝像頭230布置于葉片內(nèi)表面上距光屏220預(yù)定距離處，同時(shí)不會遮擋激光發(fā)射器210發(fā)射的激光，可以攝取激光在光屏上形成光點(diǎn)的光屏圖像。其中本發(fā)明對攝像頭230布置的具體方位和距離不作限制，能夠拍攝到光屏220的全景畫面均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，例如可以布置在光屏220的正前方、側(cè)前方等。

在一個實(shí)施例中，激光發(fā)射器210、光屏220以及攝像頭230在葉片內(nèi)表面上的布置可以如圖3所示。進(jìn)一步地，攝像頭230還可以與光屏220集成一體，而不是分立布置，本發(fā)明對此不作限制。

攝像頭230可以通過支架在葉片內(nèi)表面固定，可以調(diào)節(jié)支架來調(diào)節(jié)攝像頭230的俯仰角，便于攝像頭230拍攝光屏220的全景畫面，其中，攝像頭平面的長或?qū)挿较蛑械囊粋€需與光屏220對應(yīng)的長或?qū)挿较蚱叫?。這里攝像頭230的幀數(shù)通常設(shè)置為20fps。

攝像頭230攝取光屏圖像后，可以將圖像傳輸至信號處理裝置240進(jìn)行處理。信號處理裝置240可以根據(jù)攝像頭230攝取的光屏圖像計(jì)算上述測量點(diǎn)處葉片的形變。信號處理裝置240通常可以固定于葉片輪轂內(nèi)控制柜上。

在一個實(shí)施例中，攝像頭230的末端連接有線纜，該線纜通過葉片內(nèi)壁走線，經(jīng)過葉片蓋板孔與信號處理裝置240連接。此時(shí)信號處理裝置240向攝像頭230供電，并通過線纜接收攝像頭230傳輸?shù)膱D像。在另一個實(shí)施例中，攝像頭230還可以由鋰電池供電，此時(shí)信號處理裝置240通過無線網(wǎng)絡(luò)與攝像頭230連接通訊。在初始布置時(shí)，可以在光屏上記錄下葉片未形變時(shí)的初始光點(diǎn)在光屏上的位置，便于后期觀察。該位置具體可以通過調(diào)整激光發(fā)射器210和光屏220位置來調(diào)整。

自然地，攝像頭230攝取的光屏圖像則同時(shí)記錄有當(dāng)前光點(diǎn)在光屏220上的位置和葉片未發(fā)生形變時(shí)初始光點(diǎn)在光屏220上的位置。信號處理裝置240可以根據(jù)該光屏圖像計(jì)算第一坐標(biāo)系下當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)的坐標(biāo)，這里的第一坐標(biāo)系以光屏220的相鄰兩邊為橫縱軸建立。

而由于葉片的形變以及攝像頭230布置方位的不同，攝取的光屏圖像所表示的光屏可能由于拍攝角度的變化出現(xiàn)變形，例如由矩形變形為相鄰兩邊不垂直的不規(guī)則四邊形。信號處理裝置240可以根據(jù)該光屏圖像計(jì)算當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)在第二坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，這里第二坐標(biāo)系由第一坐標(biāo)系變形而來，即以光屏圖像所表示的光屏相鄰兩邊為橫縱軸建立。而后信號處理裝置240可以通過坐標(biāo)變換得到當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)在上述第一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

可以理解地，葉片形變可以用葉片形變量和葉片偏轉(zhuǎn)角來表現(xiàn)。得到當(dāng)前光點(diǎn)和初始光點(diǎn)在第一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)后，信號處理裝置230可以根據(jù)當(dāng)前光點(diǎn)坐標(biāo)、初始光點(diǎn)坐標(biāo)、測量點(diǎn)處葉片形變量與當(dāng)前光點(diǎn)坐標(biāo)、初始光點(diǎn)坐標(biāo)和葉片偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系、以及測量點(diǎn)處撓度與葉片偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系計(jì)算測量點(diǎn)處葉片形變量和葉片偏轉(zhuǎn)角。下面舉例對信號處理裝置240根據(jù)光屏圖像計(jì)算葉片形變的過程進(jìn)行具體描述。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的葉片發(fā)生形變的第一坐標(biāo)系下橫軸的幾何模型示意圖。如圖6所示，當(dāng)葉片未發(fā)生形變(以虛線表示)時(shí)，光點(diǎn)落在光屏220上C₀點(diǎn)處。當(dāng)葉片發(fā)生形變時(shí)，光點(diǎn)落在光屏220上C點(diǎn)處。其中，d為光屏220(即測量點(diǎn))與激光發(fā)射器210的距離，x₀為C₀點(diǎn)橫坐標(biāo)，x為C點(diǎn)橫坐標(biāo)，Δx為橫軸方向的葉片形變量，α為橫軸方向的葉片偏移角。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施例的葉片發(fā)生形變在第一坐標(biāo)系縱軸方向的幾何模型示意圖，可以理解地，與圖5所示模型原理相同。其中，當(dāng)葉片未發(fā)生形變(以虛線表示)時(shí)，光點(diǎn)落在光屏220上C₀點(diǎn)處。當(dāng)葉片發(fā)生形變時(shí)，光點(diǎn)落在光屏220上C點(diǎn)處。其中，y₀為C₀點(diǎn)縱坐標(biāo)，y為C點(diǎn)縱坐標(biāo)，Δy為縱軸方向的葉片形變量，β為縱軸方向的葉片偏移角。

假設(shè)光屏220為矩形，此時(shí)實(shí)際的光屏如圖8所示，以光屏左下交點(diǎn)為原點(diǎn)，相鄰兩邊為橫縱軸建立第一坐標(biāo)系，橫軸為X軸，縱軸為Y軸。A點(diǎn)為初始光點(diǎn)，光屏220縱軸方向的兩邊長度為b，A點(diǎn)在該第一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(x₀,y₀)。B點(diǎn)為當(dāng)前光點(diǎn)，光屏220橫軸方向的兩邊長度為a，B點(diǎn)在該第一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(x,y)。

而此時(shí)攝像頭230攝取到的光屏圖像所表示的光屏如圖9所示，矩形變形為鄰邊不垂直的不規(guī)則四邊形，第一坐標(biāo)系變形為第二坐標(biāo)系，該第二坐標(biāo)系以該不規(guī)則四邊形左下交點(diǎn)為原點(diǎn)，兩鄰邊為橫縱軸建立，橫軸為X’軸，縱軸為Y’軸。A點(diǎn)為初始光點(diǎn)，l₁和l₂分別為A點(diǎn)距光屏220縱軸方向的兩邊的距離，p₁為A點(diǎn)沿縱軸方向到橫軸的距離，光屏220橫軸方向的兩邊長度為a'，光屏220縱軸方向的兩邊長度為b'，A點(diǎn)在該第二坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(x₀',y₀')。B點(diǎn)為當(dāng)前光點(diǎn)，m₁和m₂分別為B點(diǎn)距光屏220縱軸方向的兩邊的距離，q₁為B點(diǎn)沿縱軸方向到橫軸的距離，B點(diǎn)在該第二坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(x',y')。其中，a'，b'，m₁，m₂，l₁，l₂，p₁和q₁均可以由信號處理裝置240通過對光屏圖像進(jìn)行圖像處理得到。綜上可以計(jì)算得出第二坐標(biāo)系下初始光點(diǎn)和當(dāng)前光點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)：

而后需要將光屏圖像所表示的光屏變換為實(shí)際的光屏，即將第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為第一坐標(biāo)系，具體地，可以通過坐標(biāo)變換計(jì)算得到：

觀察圖6和圖7所示的幾何模型可以得到測量點(diǎn)處葉片的形變量為：

Δx＝xcosα-x₀，Δy＝y(tǒng)cosβ-y₀

將此時(shí)葉片的形變簡化為懸臂梁受分布載荷模型，可以得到測量點(diǎn)處的撓度和葉片偏移角之間的關(guān)系為：

最后結(jié)合兩個方程可以解出測量點(diǎn)處的橫軸方向的葉片形變量Δx及葉片偏移角α，縱軸方向的葉片形變量Δy及葉片偏移角β。其中當(dāng)α,β較小時(shí)，還可以近似認(rèn)為：Δx＝x-x₀，Δy＝y(tǒng)-y₀。

在獲取葉片形變量和葉片偏移角后，信號處理裝置240還可以判斷葉片的形變量、形變量的微分值、偏移角和偏移角的微分值是否超過閾值，若任一超過閾值，則發(fā)出警報(bào)。其中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以測定葉片在運(yùn)行時(shí)發(fā)生的形變量和偏移角的正常變化范圍，并根據(jù)該正常變化范圍來設(shè)置葉片形變量和偏移角的閾值。一旦葉片發(fā)生異常形變或斷裂，上述任一數(shù)值超過閾值時(shí)，系統(tǒng)會自動發(fā)出警報(bào)，通知工作人員設(shè)備異常。。

此外，為了增大對葉片形變的監(jiān)測范圍，如圖10所示，裝置200還可以包括：布置于葉片內(nèi)表面上另一測量點(diǎn)處，向光屏220另一面、沿葉片軸向發(fā)射激光的另一激光發(fā)射器250，光屏220另一面與另一激光發(fā)射器250發(fā)射的激光垂直相交，并可以遮擋該激光以便其在光屏220另一面上形成光點(diǎn)。其中，另一測量點(diǎn)通常為距離光屏1/3葉片長度處。

裝置200還可以包括：布置于葉片內(nèi)表面上、距光屏220另一面預(yù)定距離處的另一攝像頭260，其不遮擋另一激光發(fā)射器250發(fā)射的激光，該攝像頭260與攝像頭230相同，可以攝取另一激光發(fā)射器250發(fā)射的激光在光屏220另一面上形成光點(diǎn)的光屏圖像。

相應(yīng)地，信號處理裝置240則還可以根據(jù)另一攝像頭260攝取的光屏圖像計(jì)算另一測量點(diǎn)處葉片的形變，具體計(jì)算原理與對攝像頭230攝取的光屏圖像的計(jì)算相同，此處不再贅述。

綜上所述，風(fēng)電場一般地處風(fēng)力資源豐富的野外，服役環(huán)境惡劣，受載復(fù)雜，零部件的保養(yǎng)維護(hù)和監(jiān)控成本較高。而葉片作為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中重要的部件，其可靠性直接影響到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。很多重大的風(fēng)機(jī)事故都起源于葉片斷裂，如果能對葉片斷裂進(jìn)行有效監(jiān)控將能避免發(fā)生事故，極大的減少損失。本發(fā)明主要通過布置激光發(fā)射器和光屏，可以直觀、有效地監(jiān)測葉片形變，從而達(dá)到對葉片健康狀況監(jiān)測的目的。同時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)簡易、穩(wěn)定、可靠，安裝便捷，顯著降低了葉片的應(yīng)變在線監(jiān)測成本。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時(shí)被一起分組到單個實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在本文所公開的示例中的設(shè)備的模塊或單元或組件可以布置在如該實(shí)施例中所描述的設(shè)備中，或者可替換地可以定位在與該示例中的設(shè)備不同的一個或多個設(shè)備中。前述示例中的模塊可以組合為一個模塊或者此外可以分成多個子模塊。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個或多個設(shè)備中?？梢园褜?shí)施例中的模塊或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

此外，所述實(shí)施例中的一些在此被描述成可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器或者由執(zhí)行所述功能的其它裝置實(shí)施的方法或方法元素的組合。因此，具有用于實(shí)施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用于實(shí)施該方法或方法元素的裝置。此外，裝置實(shí)施例的在此所述的元素是如下裝置的例子：該裝置用于實(shí)施由為了實(shí)施該發(fā)明的目的的元素所執(zhí)行的功能。

如在此所使用的那樣，除非另行規(guī)定，使用序數(shù)詞“第一”、“第二”、“第三”等等來描述普通對象僅僅表示涉及類似對象的不同實(shí)例，并且并不意圖暗示這樣被描述的對象必須具有時(shí)間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。

盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是受益于上面的描述，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在由此描述的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以設(shè)想其它實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本發(fā)明的范圍，對本發(fā)明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。