基于光纤光栅传感的风电叶片监测方案

　　根据需求，载荷测试主要针对叶片的弯矩进行测试，需要对一台机组三支叶片中在挥舞方向、摆振方向进行载荷监测。共安装27支光纤传感器，其中光纤应变传感器21支，光纤温度传感器6支。传感器的具体安装方案如下：

　　叶片根部弯矩测量：在每支叶片的叶根处布置测量叶根载荷的光纤应变传感器5支，其中挥舞方向2支，摆振方向2支，另外光纤温度传感器1支。如图3左侧所示。

　　叶片运行载荷监测：在风机中一支叶片安装光纤传感器4支，布置位置见图3右侧。4支传感器全部布置在工作面，其中光纤应变传感器3支监测载荷，光纤温度传感器1支监测工作温度。此外，通过载荷监测可以实时反应叶片各监测区域的弯矩值。

解调仪表安装在轮毂处，与叶片一同旋转，如图3左侧所示。

 

　  3 风场到显示终端的数据传输

　　设计与解调仪表相配套的数据存储及远程传输设备，设备通过以太网与解调仪表连接，接收监测数据。采用CF卡进行数据存储，同时记录监测时间。同时，根据风场运营商的要求，进行数据远程传输。传输方式采用3G或GPRS，传输速率不低于40kbit/s。系统工作原理如图4所示。设计与解调仪表相配。

　　数据传输有两条路径：

　　路径1：数据从3G模块发出，通过运营商网络到达接收端的3G模块；

　　路径2：光纤解调器与风场所用的数据传输网络进行无线对接，需要研制专用的发送和接收模块，原因在于光纤解调在工作过程中随风机旋转，而风场传输网络安装在塔架上，不可与解调器直接连接。