基于光纤光栅传感器的风机安全监测平台

近年来，国家越来越重视气候变化和环境保护，新能源的开发和利用也变得更为重要。风力发电作为一种清洁、可再生的新能源，势头强劲，风力发电场在全国范围推广开来。然而随着时间的推移，风力发电机组和塔身的结构安全隐患会逐渐显现，如果缺乏相应的监测手段，放任不管，将造成严重的经济损失和人身安全隐患。

一般来说，风力发电场位置偏远，雨淋暴晒环境恶劣，且机组和塔身结构比较复杂。如果停机检修维护，就不能进行振动和温度监测。为了解决这个问题，可以采用光纤光栅结构健康监测系统，对风机组各个关键部位的振动、温度和应变等物理量进行实时采集，精确测量。通过分析数据的变化，实现及时预警，提前防范。

主要监测部位：

对风机塔身、扇叶、主轴的结构变化进行在线监测。

系统构成：

由光纤光栅智能解调仪、光纤光栅传感器、传输光缆和慧感光电自主研发的系统软件组成。

系统特点：

1、实时在线：24小时在线监测，实现无人值守，节省人力成本和管理成本；

2、安全稳定：抗电磁干扰，防爆绝缘，测量准确快速响应，适用于恶劣的野外环境；

3、自动预警：监测风机的各个传感器数据集成于一个平台，进行全面的安全监测，一旦监测数据超出阈值，系统将自动发出警报。

应用到的传感器：

1、光纤光栅加速度传感器

型号：HG-A01

光栅中心波长：1526nm~1568nm

光栅反射率：>85%

标准量程：±10g

分辨率：0.3%F.S.

测量精度：1%F.S.

安装方式：焊接/螺钉固定

光纤形式：耐高温、防腐蚀铠装光缆

连接方式：熔接或FC/APC

外形尺寸（长×宽×高）：72*54*37.5mm（不含底座）

2、光纤光栅温度传感器

型号：HG-T03

光栅中心波长：1528nm~1568nm

光栅反射率：>85%

标准量程：-30°C~+120°C

测温分辨率：0.1°C

测量精度：±0.5°C

封装形式：不锈钢

安装方式：捆绑/埋入

光纤接头：FC/APC

外形尺寸（直径×长度）：φ7.0×100mm

3、光纤光栅应变传感器

型号：HG-S01

光栅中心波长：1525nm~1565nm

光栅反射率：>85%

标准量程：±1500με

分辨率：<1με

测量精度：0.3%F.S.

封装形式：不锈钢

安装方式：焊接或打孔螺栓紧固

尾纤类型：铠装光缆

连接方式：熔接或FC/APC

外形尺寸（直径×长度）：φ8.0×88.5mm