专利名称：风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置。
技术背景 风力发电机组塔筒支撑整个风力发电机组的机舱和风轮系统，由于风的大小、方向变化的复杂性，为了最优发电，风轮叶片需在不同转速下运行，而且风机偏航系统得追踪最佳风向方位角，这就导致风力发电机组塔筒不仅要承受机舱传递下来的静态载荷，还得承受由于风的变化导致的动态载荷的传递。图I是现有的风力发电机组塔筒法兰螺栓连接结构示意图，如图I所示，塔筒法兰由塔筒筒体I、上端法兰2、下端法兰3、螺母4、垫片5和螺栓6组成。塔筒法兰通过I组螺栓使上端法兰2和下端法兰3相连接。由于法兰螺栓在受到动态载荷后容易松动，以及在受动态载荷后容易产生疲劳损坏，因此对塔筒螺栓的极限强度和疲劳寿命的测量有着重要的意义。

实用新型内容本实用新型提出一种风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，可对塔筒螺栓进行测量。本实用新型所采用的技术方案具体是这样实现的本实用新型提供了一种风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，包括T型螺栓、测量应变膜、测量应变片和螺钉，所述T型螺栓一端为类似螺母的内螺纹结构，与塔筒法兰螺栓连接，另一端为带螺纹的螺杆，螺杆与所述测量应变膜一端连接。优选地，可以通过拧所述T型螺栓的头部进行所述测量应变膜与所述T型螺栓的上端部连接，当所述T型螺栓头部拧紧到合适位置，所述测量应变膜另一端通过所述螺钉与所述塔筒法兰螺栓连接，夹紧所述螺钉的头部顶紧所述塔筒法兰螺栓的头部。优选地，所述测量应变片固定于所述测量应变膜上，固定位置与法兰相交面上下对称。优选地，所述测量应变膜上的具有电阻测量应变片、温度补偿片和内半桥电阻，所述电阻测量应变片和所述温度补偿片共同组成外测量半桥，所述外测量半桥与所述内半桥电阻组成一个全桥。优选地，在风机停机的状态下，所述测量应变膜阻值未发生改变，电桥的输出信号值为零。优选地，当风机工作状态下螺栓和法兰连接受动态载荷时，所述电阻应变片的电阻值将发生变化。本实用新型的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，不仅可以节约维护时间，增加发电量，还可以降低风力发电机组的安全风险，通过实测数据分析可以指导并验证设计计算，为设计提供可靠的依据。
图I是现有的风力发电机组塔筒法兰螺栓连接结构示意图；图2是本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置的结构示意图；图3是本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置的塔筒法兰螺栓连接变形后示意图；图4是本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置的测量原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。图2是本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置的结构示意图，图3是本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置的塔筒法兰螺栓连接变形后示意图，如图2所示，本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其包括T型螺栓7、测量应变膜8、测量应变片9和螺钉10，T型螺栓7 —端为类似螺母的内螺纹结构，与塔筒法兰螺栓6连接，该连接方式可靠，使测量应变膜8不易松动或脱落，另一端为带螺纹的螺杆，螺杆与测量应变膜8 —端连接，可以通过拧T型螺栓7的头部进行测量应变膜8与T型螺栓7的上端部连接，当T型螺栓7头部拧紧到合适位置，测量应变膜8另一端通过螺钉10与塔筒法兰螺栓6连接，夹紧螺钉10的头部顶紧塔筒法兰螺栓6的头部，测量应变片9固定于测量应变膜8上，固定位置与法兰相交面上下对称。当螺栓变形后，螺栓长度应变测量装置各部件变形示意如图3所示。本实用新型具体实施例的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，测量应变膜8上的具有电阻测量应变片R1、R2、温度补偿片R3、R4和内半桥电阻Z1、Z，电阻测量应变片R1、R2和温度补偿片R3、R4共同组成外测量半桥，外测量半桥与内半桥电阻Zl、Z组成一个全桥R0。测量前对电桥调平衡，在风机停机的状态下，测量应变膜8阻值未发生改变，电桥的输出信号值为零；当风机工作状态下螺栓和法兰连接受动态载荷时，则贴在测量应变膜8上的电阻应变片Rl、R2的电阻值将发生变化，即电桥的信号输出与受力件的变形成正比，经放大器将其电压信号放大和滤波后，经A/D换成与模拟量对应的数字量，通过微处理器读取应变值，经计算后可得到螺栓的力和变形的数值。本实用新型的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，不仅可以节约维护时间，增加发电量，还可以降低风力发电机组的安全风险，通过实测数据分析可以指导并验证设计计算，为设计提供可靠的依据。在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方 案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
权利要求1.一种风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其特征在于，包括τ型螺栓、测量应变膜、测量应变片和螺钉，所述T型螺栓一端为类似螺母的内螺纹结构，与塔筒法兰螺栓连接，另一端为带螺纹的螺杆，螺杆与所述测量应变膜一端连接。
2.如权利要求I所述的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其特征在于，可以通过拧所述T型螺栓的头部进行所述测量应变膜与所述T型螺栓的上端部连接，当所述T型螺栓头部拧紧到合适位置，所述测量应变膜另一端通过所述螺钉与所述塔筒法兰螺栓连接，夹紧所述螺钉的头部顶紧所述塔筒法兰螺栓的头部。
3.如权利要求I所述的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其特征在于，所述测量应变片固定于所述测量应变膜上，固定位置与法兰相交面上下对称。
4.如权利要求I所述的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其特征在于，所述测量应变膜上的具有电阻测量应变片、温度补偿片和内半桥电阻，所述电阻测量应变片和所述温度补偿片共同组成外测量半桥，所述外测量半桥与所述内半桥电阻组成一个全桥。
5.如权利要求4所述的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其特征在于，在风机停机的状态下，所述测量应变膜阻值未发生改变，电桥的输出信号值为零。
6.如权利要求4所述的风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，其特征在于，当风机工作状态下螺栓和法兰连接受动态载荷时，所述电阻应变片的电阻值将发生变化。
专利摘要本实用新型提供了一种风力发电机组塔筒法兰螺栓监控装置，包括T型螺栓、测量应变膜、测量应变片和螺钉，T型螺栓一端为类似螺母的内螺纹结构，与塔筒法兰螺栓连接，另一端为带螺纹的螺杆，螺杆与测量应变膜一端连接，可以通过拧T型螺栓的头部进行测量应变膜与T型螺栓的上端部连接，当T型螺栓头部拧紧到合适位置，测量应变膜另一端通过螺钉与塔筒法兰螺栓连接，夹紧螺钉的头部顶紧塔筒法兰螺栓的头部，测量应变片固定于测量应变膜上，固定位置与法兰相交面上下对称。本实用新型不仅可以节约维护时间，增加发电量，还可以降低风力发电机组的安全风险，通过实测数据分析可以指导并验证设计计算，为设计提供可靠的依据。
文档编号G01B7/16GK202770567SQ20122041788
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者潘爱华, 王安正, 于长生, 蒋红武 申请人:南京风电科技有限公司