专利名称：用于监测风力涡轮的方法和系统的制作方法
技术领域：
本文中描述的主题大体涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于监测风カ涡轮的方法和系统。
背景技术：
通常，风カ涡轮包括转子，其包括具有多个转子叶片的可旋转的轮毂组件。转子叶片将风能转化成机械的旋转カ矩，其经由转子驱动ー个或更多个发电机。发电机有时但不是总是通过变速箱旋转地联接到转子。变速箱为发电机提升转子的固有低转速以有效地将旋转机械能转化为电能，其经由至少ー个电连接件供给到公用电网。也存在无传动装置的直接驱动的风カ涡轮。转子、发电机、变速箱以及其它构件典型地安装在罩壳或机舱内，罩壳或机舱定位在塔架的顶部上。至少有些已知的风カ涡轮包括一个或更多个构件，诸如轴承、齿轮和/或转子叶片，其可随着时间的过去变得磨损或损坏。为了检测这种构件损坏，已知的风カ涡轮常常包括监测系统，其在风カ涡轮的操作期间测量由构件产生的振动。这种监测系统可能是复杂的和/或可能需要相当数量的计算资源，以从测量的振动提取构件损坏信息。
发明内容
在一个实施例中，提供用于风カ涡轮的监测系统，其包括构造成測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射的至少ー个声传感器、和构造成基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性的控制系统。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个。在另ー实施例中，提供用于风カ涡轮的监测系统，其包括构造成測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射的至少ー个声传感器、和构造成基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性的控制系统。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个，其中控制系统构造成进行如下操作中的至少ー个 控制风力涡轮的操作和发送磨损特性至数据处理系统。在又一实施例中，提供监测风力涡轮的方法，其包括測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射、和基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个。
图1是示例性风カ涡轮的透视图。图2是适合于与图1中示出的风カ涡轮一起使用的示例性机舱的局部截面图。图3是适合于与图1中示出的风カ涡轮一起使用的示例性监测系统的示意图。图4是适合于与图3中示出的监测系统一起使用的示例性声信号处理系统的示意图。
图5是适合于与图4中示出的声信号处理系统一起使用的示例性接ロ�？榈氖疽馔�。图6是适合于与图3中示出的监测系统一起使用的监测风力涡轮的示例性方法的流程图。部件列表
100风カ涡轮
102塔架
104支撑表面
106机舱
108转子
110轮毂
112转子叶片
114风
116偏航轴线
118转子叶根部分
120负载转移区
122转子叶尖部分
124旋转轴线
126转子叶片表面区域
128变桨轴线
130变桨组件
131变桨驱动马达
132发电机
134转子轴
136变速箱
138高速轴
140联轴器
142支撑件
144支撑件
146偏航驱动机构
148气象杆
150涡轮控制系统
152前支撑轴承
154后支撑轴承
156传动系
200监测系统
202润滑系统
204声传感器
206温度传感器〔0048〕208数据处理系统
^00493210数据总线
^00503212风电场控制中心
^00513300声信号处理系统
〔0052〕302接 口�？�
〔0053〕304磨损诊断模块
^00543306信号处理�？�
〔0055〕308数据库
^00563312放大器�？�
^00573314滤波器�？�
^00583316转化器�？�
〔0059〕400平滑(細。。让土！^)�？�
^00603402减法�？�
^00613404零交叉计算�？�
^00623406能量计算�？�
〔0063〕408关联�？�
^00643410交叉峰值评估模块
^00653412构件分析模块
^00663414频率解释模块
〔0067〕416关联模块
^00683418能量峰值评估�？�
^00693420模式识别�？�
^00703500示例性方法
^00713502测量由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射
〔0072〕504基于测量的声发射计算构件的至少一个磨损特性
〔0073〕506存储代表构件上的磨损量的至少一个历史值
〔0074〕508基于计算的磨损特性控制润滑系统的操作
具体实施例方式
〔0075〕 如本文中所描述的，监测系统测量由风力涡轮的构件产生的一个或更多个声发 射，并产生表示测量的声发射的信号。在一个实施例中，监测系统基于测量的转子转速、构 件形状参数和信号计算信号的零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和I或声 能频率。零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和I或声能频率用于确定构件 的一个或更多个磨损特性，诸如构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和丨或构件上的 将来或预测的磨损量。当前磨损量、磨损速率和7或预测磨损量可用于控制风力涡轮的操 作。例如，可基于当前磨损量、磨损速率、预测磨损量和I或基于测量的润滑流体温度控制 润滑系统的操作。
〔0076〕 图1是示例性风力涡轮100的示意图。在示例性实施例中，风力涡轮100是横轴 式风力涡轮。替代地，风力涡轮100可以是竖轴式风力涡轮。在示例性实施例中，风力涡轮100包括从支撑表面104延伸并且联接到支撑表面104的塔架102。例如，利用地脚螺栓或经由基础安装件(都未示出)塔架102可联接到表面104。机舱106联接到塔架102，并且转子108联接到机舱106。转子108包括可旋转的轮毂110以及联接到轮毂110的多个转子叶片112。在示例性实施例中，转子108包括三个转子叶片112。替代地，转子108可具有使风カ涡轮100能够如本文所述起作用的任何适合的数目的转子叶片112。塔架102可具有使风カ涡轮100能够如本文所述起作用的任何适合的高度和/或结构。转子叶片112围绕轮毂110隔开以有助于使转子108旋转，从而将来自风114的动能转化成可用的机械能，并且随后转化成电能。转子108和机舱106在偏航轴线116上围绕塔架102旋转以控制转子叶片112关于风114的方向的投影(perspective)。通过在多个负载转移区120处将转子叶根部分118联接到轮毂110，转子叶片112配合到轮毂110。 负载转移区120每个具有轮毂负载转移区和转子叶片负载转移区(都未在图1中示出)。 引起到转子叶片112的负载经由负载转移区120转移到轮毂110。每个转子叶片112还包括转子叶尖部分122。在示例性实施例中，转子叶片112具有在近似30米(m) (99英尺(ft))与近似 120m(394ft)之间的长度。替代地，转子叶片112可具有使风カ涡轮100能够如本文所述起作用的任何适合的长度。例如，转子叶片112可具有小于30m或大于120m的适合的长度。 当风114接触转子叶片112吋，升力引起到转子叶片112并且当转子叶尖部分122被加速时引起转子108围绕旋转轴线124的旋转。转子叶片112的桨距角(未示出)，即确定转子叶片112关于风114的方向的投影的角度，可通过变桨组件(未在图1中示出)改变。具体地，增大转子叶片112的桨距角减小暴露于风114的转子叶片表面区域1 的量，而相反地，减小转子叶片112的桨距角増大暴露于风114的转子叶片表面区域126的量。转子叶片112的桨距角在每个转子叶片112 处围绕变桨轴线1 进行调整。在示例性实施例中，转子叶片112的桨距角个别地进行控制。图2是示例性风カ涡轮100(在图1中示出)的机舱106的局部截面图。风カ涡轮 100的各种构件容纳在机舱106中。在示例性实施例中，机舱106包括三个变桨组件130。 每个变桨组件130联接到相关的转子叶片112(在图1中示出)，并且围绕变桨轴线1 调整相关的转子叶片112的桨距。三个变桨组件130中的仅仅ー个在图2中示出。在示例性实施例中，每个变桨组件130包括至少ー个变桨驱动马达131。如图2所示，转子108经由转子轴134(有时称作主轴或低速轴)、变速箱136、高速轴138以及联轴器140可旋转地联接到定位在机舱106内的发电机132。转子轴134的旋转可旋转地驱动变速箱136，其随后驱动高速轴138。高速轴138经由联轴器140可旋转地驱动发电机132并且高速轴138的旋转有助于通过发电机132产生电功率。变速箱136 由支撑件142支撑而发电机132由支撑件144支撑。在示例性实施例中，变速箱136利用双路径几何形状来驱动高速轴138。替代地，转子轴134经由联轴器140直接联接到发电机 132。机舱106还包括偏航驱动机构146，其使机舱106和转子108围绕偏航轴线116旋转以控制转子叶片112关于风114的方向的投影。机舱106还包括至少ー个气象杆148，其包括风向标和风速计(都未在图2中示出)。在一个实施例中，气象杆148提供包括风向和/或风速的信息到涡轮控制系统150。涡轮控制系统150包括构造成执行控制算法的一个或更多个控制器或其它处理器。如本文中所使用的，术语“处理器”包括任何可编程的系统，其包括系统和微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)，以及能够执行本文中描述的功能的任何其它电路。上面的示例仅仅是示例性的， 并且因此不意图以任何方式限制术语处理器的定义和/或意义。而且，涡轮控制系统150 可执行SCADA(监视、控制和数据采集)程序。变桨组件130操作地联接到涡轮控制系统150。在示例性实施例中，机舱106还包括前支撑轴承152和后支撑轴承154。前支撑轴承152和后支撑轴承IM有助于转子轴 134的径向支撑和对准。前支撑轴承152在轮毂110附近联接到转子轴134。后支撑轴承 154在变速箱136和/或发电机132附近定位在转子轴134上。机舱106可包括使风カ涡轮100能够如本文所公开地起作用的任何数目的支撑轴承。转子轴134、发电机132、变速箱136、高速轴138、联轴器140，以及包括但不限于支撑件142、支撑件144、前支撑轴承152 和后支撑轴承154的任何相关的紧固、支撑和/或固定装置，有时称作传动系156。图3是适合于与风カ涡轮100(在图1中示出)一起使用的示例性监测系统200的示意图。监测系统200的与风カ涡轮100的构件相同或类似的构件标以相同的附图标记。 在示例性实施例中，监测系统200包括润滑系统202、至少ー个声传感器204、至少ー个温度传感器206和数据处理系统208。监测系统200监测润滑系统202的操作和/或监测风力涡轮100的一个或更多个构件的磨损速率(或“磨损率”)，诸如前支撑轴承152和/或后支撑轴承154、偏航驱动机构146(都在图2中示出)、ー个或更多个变桨轴承、制动系统、一个或更多个鼓风机、一个或更多个风扇(均未示出)和/或传动系156和/或风カ涡轮100 的任何合适的构件。如本文中所使用的，术语“磨损”指的是由于环境条件和/或由风カ涡轮100的操作引起的摩擦造成的风カ涡轮100的构件的腐蚀、磨蚀和/或劣化和/或风カ 涡轮100的构件的损坏。在示例性实施例中，润滑系统202联接到变速箱136并联接到涡轮控制系统150。 润滑系统202基于从涡轮控制系统150接收的ー个或更多个信号供应诸如油和/或任何合适流体的润滑流体至变速箱136。润滑流体减少风カ涡轮100的构件之间的摩擦接触和/ 或磨蚀，诸如例如在变速箱136内的一个或更多个轴承与轴承支撑结构(两者都未示出) 之间。替代地或附加地，润滑系统202供应润滑流体至风カ涡轮100的其它合适构件和/ 或系统。监测系统200包括定位在风カ涡轮100上和/或附近、诸如在机舱106(在图1中示出)内的一个或更多个声传感器204。更具体地，在示例性实施例中，多个声传感器204联接到和/或定位成接近变速箱136、前支撑轴承152、后支撑轴承154、偏航驱动机构146 (在图2中示出)、发电机132、转子轴134、高速轴138和/或机舱106和/或风カ涡轮100上或内的任何合适构件。在示例性实施例中，每个声传感器204測量由机舱106和/或风カ 涡轮100内的一个或更多个构件、诸如联接到和/或定位成接近声传感器204的构件产生的声发射。此外，每个声传感器204产生并发送代表测量的声发射的信号(以下称作“声信号”)至涡轮控制系统150和/或任何合适的系统。因此，与测量构件中的振动量或位移量的已知振动传感器形成对比，声传感器204測量由构件产生的声能。这种声能可以以ー种或更多种声音和/或压カ波的形式穿过空气和/或穿过另ー合适的流体。CN 102539538 A在示例性实施例中，监测系统200还包括定位在机舱106和/或风カ涡轮100上或内的ー个或更多个温度传感器206。更具体地，在示例性实施例中，多个温度传感器206 定位在润滑系统202和/或变速箱136内和/或联接到润滑系统202和/或变速箱136，以测量润滑流体的温度。替代地，温度传感器206定位在机舱106和/或风カ涡轮100内使温度传感器206能够测量润滑流体的温度的任何合适的位置。在示例性实施例中，每个温度传感器206产生并发送代表测量的润滑流体温度的信号(以下称作“温度信号”)至涡轮控制系统150和/或任何合适的系统。如本文中更充分地描述的，涡轮控制系统150处理从一个或更多个声传感器204 接收的ー个或更多个声信号，以确定由风カ涡轮100的一个或更多个构件呈现的磨损量。 此外，涡轮控制系统150处理从ー个或更多个温度传感器206接收的ー个或更多个温度信号，以确定和/或监测润滑系统202的状态，诸如润滑流体的温度、粘度等级和/或有效性。 涡轮控制系统150基于处理的声信号和/或处理的温度信号控制润滑系统202的操作和/ 或控制风カ涡轮100的操作。在示例性实施例中，涡轮控制系统150通过数据总线210以信号通信的方式与数据处理系统208联接，如图3所示。在示例性实施例中，数据处理系统208是远离风カ涡轮 100、诸如在风电场控制中心212内的计算机或服务器。替代地，数据处理系统208定位在任何合适的位置。数据总线210是监视、控制和数据采集(SCADA)总线或任何合适的总线和 /或数据管道。在示例性实施例中，涡轮控制系统150发送信号，诸如温度信号、声信号、代表温度信号的历史值的ー个或更多个信号、代表声信号的历史值的ー个或更多个信号、和/ 或任何合适的信号至数据处理系统208。数据处理系统208将来自信号的数据存储在存储器(未示出)中和/或在显示器上向用户(两者都未示出)显示数据。数据可显示在ー个或更多个图表、图形、波形、表格和/或图形和/或文本的任何合适的布置上。在示例性实施例中，数据处理系统208还发送信号至涡轮控制系统150，以基于接收的信号控制润滑系统202的操作和/或风カ涡轮100的操作。此外，数据处理系统208可发送信号至类似于风カ涡轮100的其它风カ涡轮和/或从所述其它风カ涡轮接收信号。在一个实施例中，数据处理系统208可比较来自各种风カ涡轮的信号和/或可基于从其它风カ涡轮接收的信号控制诸如风カ涡轮100的一个或更多个风カ涡轮的操作。在示例性实施例中，涡轮控制系统150和/或数据处理系统208可使声信号数据与温度信号数据相关，以作出关于润滑系统202的操作和/或关于风カ涡轮100的操作的聪明的決定。例如，历史温度数据可指示润滑流体的历史粘度。历史声数据可指示风カ涡轮100的一个或更多个构件的磨损的历史速率。涡轮控制系统150和/或数据处理系统 208可使历史温度数据与历史声数据相关，以优化润滑系统202的冷却、以优化润滑流体的更新周期、以优化润滑流体的循环、和/或以优化和/或调整润滑系统202和/或风カ涡轮 100的任何其它合适的方面。图4是适合于与监测系统200(在图3中示出)一起使用的示例性声信号处理系统300的方框图。在示例性实施例中，声信号处理系统300至少部分地由诸如涡轮控制系统150和/或数据处理系统208的控制系统实现。更具体地，在示例性实施例中，接ロ�？� 302、磨损诊断�？�304和信号处理�？�306由涡轮控制系统150实现，而数据库308由数据处理系统208实现。替代地，声信号处理系统300的一个或更多个构件由任何合适的系统实现。在示例性实施例中，接ロ模块302从ー个或更多个传感器、从ー个或更多个数据文件、和/或从存储在涡轮控制系统150、数据处理系统208和/或联接到接ロ模块302的任何系统中的一个或更多个參数(均未示出)接收至少ー个输入。更具体地，在示例性实施例中，接ロ�？�302接收代表转子108的转速的值(以下称作“转子速度值”)、代表ー个或更多个轴承或由声传感器204(在图3中示出)监测的其它合适构件的几何形状的值或參数(以下称作“构件几何形状參数”)，该其它合适构件诸如变速箱136内的一个或更多个轴承(未示出)、变桨组件130内的一个或更多个齿轮(未在图2中示出)、前支撑轴承 152、后支撑轴承154、和/或任何合适的构件。在示例性实施例中，信号处理�？�306操作地联接到声传感器204、放大器�？� 312、滤波器模块314和转化器�？�316。声信号由声传感器204产生，并由放大器�？�312 放大，以将声信号的振幅提高至合适的水平。放大器�？�312发送放大的声信号至滤波器�？�314，该滤波器�？�314从放大的声信号对ー个或更多个频率进行滤波。在示例性实施例中，滤波器�？�314包括带通滤波器，其被调到所关心的频率，诸如由声传感器204监测的构件(以下称作“监测构件”)的声频率。在一个实施例中，可利用查阅表或另ー合适的參考选择所关心的频率，使得可监测特定的构件。滤波的声信号发送至转化器�？�316，其将滤波的声信号转化成数字声信号。数字声信号发送至接ロ�？�302，用于利用转子速度值、构件几何形状參数、和/或利用由接ロ模块302接收的任何合适的输入进行处理。如本文中更充分地描述的，接ロ�？�302处理数字声信号、转子速度值、构件几何形状參数和/或接收以确定磨损特性的任何合适的输入，该磨损特性诸如构件上或引起到构件的磨损量。接ロ�？�302产生并发送代表确定的磨损量(以下称作“确定的磨损水平”)的信号至磨损诊断�？�304。在示例性实施例中，磨损诊断�？�304基于确定的磨损水平确定第二磨损特性，诸如监测构件的磨损率。更具体地，磨损诊断�？�304分析在合适的时段上确定的磨损水平，以确定监测构件的磨损率。确定的磨损率和/或确定的磨损水平发送到数据处理系统208，并如上所述可用于控制润滑系统202(在图3中示出)的操作和/或控制风カ涡轮100的操作。此外，确定的磨损率和/或确定的磨损水平通过数据总线210(在图3中示出)发送到数据库308，用于存储和/或用于将来分析。图5是接ロ�？�302的示意图。在示例性实施例中，接ロ�？�302包括接收以上參考图4所描述的数字声信号的平滑�？�400。平滑�？�400计算数字声信号的中值，并发送计算的中值至减法�？�402。减法�？�402从数字声信号的值减去计算的中值，以减小数字声信号的中断和/或不连续性对磨损水平计算的影响。数字声信号然后发送到零交叉计算�？�404和/或能量计算�？�406。零交叉计算�？�404计算预定时间内的“零交叉”的数量(即数字声信号的极性改变的次数)，以确定零交叉率(即零交叉频率)。代表零交叉率的信号发送到关联�？�408， 其将当前声信号的零交叉率与一个或更多个早先的声信号的零交叉率比较。关联的零交叉信号从关联�？�408发送到零交叉峰值评估模块410，其确定以监测构件的合适缺陷频率为中心的关联零交叉信号的最大值和最小值。监测构件的缺陷频率由构件分析�？�412发送到零交叉峰值评估�？�410，该构件分析�？�412基于以上參考图4所描述的转子速度值和构件几何形状參数计算缺陷频率。零交叉峰值评估�？�410计算关联的零交叉信号的最大值与最小值之间的差，以确定每个零交叉的振幅(以下称作“零交叉振幅”)和/或确定指定时段内的所有零交叉的最大振幅(以下称作“零交叉峰值振幅”)。此外，零交叉峰值评估�？�410计算零交叉的频率(即“零交叉率”)。零交叉峰值评估�？�410发送代表零交叉振幅、零交叉峰值振幅和/或零交叉率的信号至频率解释�？�414。能量计算�？�406计算指定时间内由数字声信号表示的能量(即“声能”)的量。 代表声能的信号发送到关联�？�416，其将当前声信号的声能与一个或更多个早先声信号的声能的量比较。关联的声能信号从关联模块416发送到能量峰值评估�？�418，其确定以从构件分析�？�412接收的监测构件的缺陷频率为中心的关联声能信号的最大值和最小值。能量峰值评估�？�418计算关联声能信号的最大值与最小值之间的差，以确定声能的振幅(以下称作“声能振幅”)。能量峰值评估模块418产生并发送代表声能振幅和/或关联声能信号的频率(以下称作“声能频率”)的信号至频率解释�？�414。在示例性实施例中，频率解释�？�414将零交叉率和/或声能频率与一个或更多个预定缺陷频率比较，以确定监测构件是否有缺陷和/或以确定监测构件的缺陷频率是否已相对于ー个或更多个早先的缺陷频率改变。模式识别�？�420联接到频率解释�？�414，以计算监测构件的磨损水平。更具体地，模式识别�？�420可通过如下方式来计算磨损水平将零交叉振幅、零交叉峰值振幅、 零交叉率、声能振幅和/或声能频率与诸如存储在查阅表内和/或存储在对应于监测构件的磨损分布的另ー合适的结构内的历史值或參考值的先前存储值比较。确定的磨损水平可设定至相应值之间的差和/或可设定至相应值之间的差的合适组合。替代地，模式识别�？�420可使用学习算法和/或任何合适的算法，以基于零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和/或声能频率计算监测构件的磨损水平和/或以计算监测构件上或可能引起到监测构件的将来的磨损量。在一个实施例中，一个或更多个陆基和/或离岸风カ涡轮100可计算ー个或更多个构件上或可能引起到一个或更多个构件的将来的磨损量，并可相应地调度将来的维护事件。此外，如果确定的值中的ー个或更多个超过预定的阈值，则模式识别�？�420和/ 或接ロ�？�302的任何合适的构件可产生ー个或更多个警报信号。例如，如果零交叉峰值振幅超过预定的峰值振幅阈值，如果声能振幅超过预定的声能阈值，和/或如果零交叉振幅在预定的时段期间超过预定的噪声阈值达预定的次数，则可产生警报信号。替代地，如果零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和/或声能频率的任何組合超过任何合适的阈值和/或满足任何合适的条件，则可产生警报信号。警报信号和/或代表确定的磨损水平的ー个或更多个信号可发送到数据处理系统208和/或发送到涡轮控制系统150的其它构件，以控制风カ涡轮100、润滑系统202 (在图3中示出)和/或如本文中更充分地描述的任何其它合适的构件和/或系统的操作。图6是监测诸如风カ涡轮100(在图1中示出)的风カ涡轮的示例性方法500的流程图，该风カ涡轮适合于与监测系统200 (在图3中示出)和/或与声信号处理系统300 (在图4中示出)一起使用。在示例性实施例中，方法500包括測量502由风カ涡轮100的至少ー个构件产生的声发射。然后基于测量的声发射计算504构件的至少ー个磨损特性。在示例性实施例中，磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率(或者“磨损率”) 和构件上的预测磨损量中的至少ー个。例如，可基于测量的声发射和/或基于任何其它合适的条件、诸如基于转子108(在图1中示出)的测量的转速和/或基于构件的几何形状特性计算504磨损量。此外，在示例性实施例中，代表构件上的磨损量或另ー合适的磨损特性的至少ー 个历史值存储506在存储器件中。还可基于存储的历史值和计算的构件上的磨损量计算 504构件的磨损率。在示例性实施例中，基于计算的磨损特性和/或基于从诸如温度传感器206 (在图3中示出)的温度传感器接收的数据控制508诸如润滑系统202 (在图3中示出)的润滑系统的操作。本文中描述的系统和方法的技术效果包括如下的至少ー项(a)測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射；和(b)基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性。 在一个实施例中，磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个。上述实施例为风カ涡轮提供有效可靠的监测系统。监测系统测量由构件产生的声发射，并基于测量的声发射计算至少一个磨损特性。监测系统还测量润滑系统内的润滑流体的温度。磨损特性和测量的润滑流体温度可用于控制润滑系统，以优化一个或更多个构件的润滑。此外，磨损特性和润滑流体温度可用于预测构件的使用寿命和/或预测构件上的磨损量。同样地，可最优地调度维护事件，并可延长风カ涡轮构件的使用寿命。以上详细描述了风カ涡轮、监测系统、和用于监测风カ涡轮的方法的示例性实施例。风カ涡轮、监测系统和方法不局限于本文中描述的特定的实施例，而是风カ涡轮的构件和/或监测系统和/或方法的步骤可与本文中描述的其它构件和/或步骤独立地并且单独地利用。例如，监测系统还可与其它风カ涡轮和方法结合使用，并且不局限于仅通过如本文中描述的风力涡轮和方法实践。相反，示例性实施例可与许多其它的风力涡轮应用结合而实现和利用。尽管本发明的各种实施例的特定特征可能在一些附图中示出而在另一些附图中未示出，但是这仅仅是为了方便。根据本发明的原理，附图的任何特征可结合任何其它附图的任何特征来參照和/或要求保护。该文字描述使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且也使本领域技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求的字面语言无实质差別的等同结构元件，则这种其它示例意图在权利要求的范围内。
权利要求
1.ー种用于风カ涡轮(100)的监测系统000)，所述监测系统包括至少ー个声传感器004)，其构造成測量(502)由所述风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射；以及控制系统，其构造成基于测量的声发射计算(504)所述构件的至少ー个磨损特性，所述磨损特性包括所述构件上的当前磨损量、所述构件上的磨损速率和所述构件上的预测磨损量中的至少ー个。
2.根据权利要求1所述的监测系统000)，其特征在干，所述风カ涡轮(100)包括润滑系统002)，所述控制系统还构造成基于计算的磨损特性控制(508)所述润滑系统的操作。
3.根据权利要求2所述的监测系统000)，其特征在于，还包括至少ー个温度传感器 006)，其构造成測量包含在所述润滑系统Q02)内的润滑流体的温度，所述控制系统还构造成基于计算的磨损特性并基于从所述温度传感器接收的数据控制所述润滑系统的操作。
4.根据权利要求1所述的监测系统000)，其特征在干，所述磨损特性基于代表测量的声发射的信号的零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和/或声能频率中的至少ー个。
5.根据权利要求1所述的监测系统000)，其特征在干，所述控制系统包括接ロ�？� (302)，其构造成计算所述构件上的磨损量和所述构件上的预测磨损量中的至少ー个。
6.根据权利要求5所述的监测系统000)，其特征在干，所述控制系统还包括联接到所述接ロ�？�(302)的磨损诊断�？�(304)，所述磨损诊断�？楣乖斐纱娲�(506)代表所述构件上的磨损量的至少ー个历史值。
7.根据权利要求6所述的监测系统000)，其特征在干，所述磨损诊断�？�(304)还构造成基于存储的历史值和计算的所述构件上的磨损量计算所述构件的磨损率。
8.ー种用于风カ涡轮(100)的监测系统000)，所述监测系统包括至少ー个声传感器004)，其构造成測量(502)由所述风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射；以及控制系统，其构造成基于测量的声发射计算(504)所述构件的至少ー个磨损特性，所述磨损特性包括所述构件上的当前磨损量、所述构件上的磨损速率和所述构件上的预测磨损量中的至少ー个，其中，所述控制系统构造成进行如下操作中的至少ー个控制所述风カ 涡轮的操作和发送所述磨损特性至数据处理系统。
9.根据权利要求8所述的监测系统000)，其特征在干，所述风カ涡轮(100)包括润滑系统002)，所述控制系统还构造成基于计算的磨损特性控制(508)所述润滑系统的操作。
10.根据权利要求9所述的监测系统000)，其特征在于，还包括至少ー个温度传感器 006)，其构造成測量包含在所述润滑系统Q02)内的润滑流体的温度，所述控制系统还构造成基于计算的磨损特性并基于从所述温度传感器接收的数据控制所述润滑系统的操作。
全文摘要
本发明涉及用于监测风力涡轮的方法和系统。一种用于风力涡轮(100)的监测系统(200)，监测系统包括至少一个声传感器(204)，其构造成测量(502)由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射；和控制系统，其构造成基于测量的声发射计算(504)构件的至少一个磨损特性。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少一个。
文档编号G01N29/14GK102539538SQ20111025781
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者M·R·德, N·R·纳达姆帕利, S·K·帕尔 申请人:通用电气公司
专业数控铣床产品供应商
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