基于风机叶片应力监测的光纤光栅解调电路的研究与设计

光纤光栅传感器是传感解调系统的主要感知器件,解调系统能够将传感器感测到的光信号转变为电信号,用于系统后期对数据的处理与分析,以实现解调系统的监测功能。为解决解调系统速度低、价格高、通道少等问题,设计一种基于光纤光栅多通道的解调系统,利用SPI通信协议将STM32与FPGA建立主从机制,通过AD9226与CD4051相结合的方式,实现了高速、高精度、多通道的光纤光栅信号解调。系统最终可以同时扫描16个通道,测量范围为1528~1568 nm。

离线过滤器对风力发电机组齿轮箱影响的研究

针对风力发电机组齿轮箱运行环境恶劣,大多数国产风力发电机组齿轮箱油清洁度不佳这一问题,通过加装离线式过滤器,可以提高油品的清洁度,降低齿轮箱故障率,延长油品的寿命,减少润滑油使用量,减少停机时间,节约齿轮箱维修维护费用,达到企业降本增效的目的。

基于光纤光栅的风机桨叶监测系统设计

风力发电机桨叶作为捕获风能的重要部件,其运行的安全性与稳定性将直接影响风电机组的效率与安全,因此亟需采取一种准确、有效的方法对风机桨叶的应变进行监测。论文采用布拉格光栅传感器(fiber Bragg grating, FBG)与解调设备对桨叶应变信号进行实时监测。首先使用高速模拟数字转换器(analog to digital converter, ADC)对FBG传感器的信号进行采集,通过现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)将数据解调,再利用串行外围设备接口(serial peripheral interface, SPI)与微控制器芯片建立通信,通过远距离无线电(long range radio, LoRa)配合第4代移动通信技术(fourth generation communications technology, 4G)将信号传递至上位机。其次采用小波变换对噪声进行滤波,设置阈值去除异常波形,提高了寻峰精度。最后对布拉格光栅中心波长进行分析,验证了波长漂移量与应力呈正相关。结果表明:此系统能够实现对风力发电机桨叶应力变化的监测。