風力發(fā)電機組造價昂貴，且使用環(huán)境惡劣,工況復雜，在運行過程中，長期受振動、扭轉(zhuǎn)、剪切等各種載荷的綜合作用，各部件及部件間的連接緊固件會出現(xiàn)不同程度的損傷。各部位螺栓尤其是葉根螺栓時常發(fā)生螺栓緊固降低甚至螺栓斷裂等故障。若故障發(fā)現(xiàn)不及時，會引發(fā)風電機組發(fā)生設備事故，造成巨大的經(jīng)濟損失，嚴重的會連帶發(fā)生人身傷害事故。據(jù)統(tǒng)計，每年都會出現(xiàn)因螺栓松動、斷裂等原因引發(fā)的倒塔、葉片脫落等嚴重設備事故。

風力發(fā)電機作業(yè)現(xiàn)場通常在近海和偏僻的山區(qū)，現(xiàn)場維護困難，費時費力，甚至需要停機維護，導致維護代價不菲。

因此，能夠遠程實時獲得螺栓的健康狀態(tài)顯得尤為重要。隨著技術的發(fā)展，目前風電螺栓的在線健康監(jiān)測有了一定程度的發(fā)展，前期通過試裝試用，相關技術路線已經(jīng)獲得用戶認可，一些新建風場已經(jīng)把螺栓在線健康監(jiān)測系統(tǒng)作為一個標準配置。

風電螺栓的在線健康監(jiān)測技術路線：

超聲波方法：

該方法是當前行業(yè)主流的技術路線，也是監(jiān)測螺栓軸力準的技術。

在螺栓一端的端面安裝超聲螺栓監(jiān)測傳感器或探頭，發(fā)射和接收超聲波信號，利用超聲波在另一個端面反射的原理測量超聲飛行時間。

超聲法

森瑟科技螺栓監(jiān)測傳感器

螺栓在軸向拉力下會伸長，相應超聲飛行時間變長，在螺栓的彈性工作區(qū)域，螺栓伸長量和螺栓軸向拉力成線性關系；同時在不同軸向應力下，超聲信號的波速也相應變化，兩者也是線性關系。其綜合表現(xiàn)為超聲飛行時間變化量和螺栓軸力變化量成線性關系。通過標定，可以獲得超聲飛行時間變化量和螺栓軸力變化量之間的相關系數(shù)。在監(jiān)測時，測量到超聲飛行時間，減去螺栓的初始軸力狀態(tài)時的超聲飛行時間，獲得超聲飛行時間差，并計算出螺栓軸力的變化量。再根據(jù)螺栓的初始軸力計算出螺栓當前的軸力。超聲波的波速隨溫度變化而變化，必須要作溫度補償。

如果螺栓出現(xiàn)斷裂情況，超聲信號會在斷裂的位置返回，測量到的螺栓長度和實際長度不相符，可判斷螺栓是否出現(xiàn)斷裂和斷裂位置。

森瑟科技D401超聲波螺栓監(jiān)測傳感器：D401（含信號調(diào)節(jié)器）位置測量系統(tǒng)可直接輸出金屬被測物兩個平行表面之間的距離及變化量。該傳感方案可以同時測量多個通道（螺栓）的位移值，并通過信號調(diào)節(jié)器輸出對應的數(shù)字信號，信號采集方便，接口標準易用。該裝置的特別適合應用于風機塔筒以及葉片螺栓的尺寸及形變測量。該超聲波位移傳感器系統(tǒng)提供了的性能，包括出色的線性范圍、精度和溫度補償方案。所有的D401傳感器參數(shù)一致性好，并支持探頭、擴展電纜和信號調(diào)節(jié)器的互換性，不需要特別匹配或校準各個組件。D401位移傳感器長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強、安裝方便、響應速度快，常被用于對大型金屬結構的螺栓、傳動軸、軌道等部件進行長期實時監(jiān)測，從而分析出結構的受力情況和失效趨勢，有效地對設備進行預測性維修。

D401超聲波螺栓監(jiān)測傳感器特點：

高分辨率信號

的長期穩(wěn)定性

抗振性強

體積緊湊

重量較輕

寬操作溫度

可靠封裝

耐腐蝕設計

應用： 大型螺接鋼結構、 風機法蘭螺栓監(jiān)測 、鐵索拉力監(jiān)測 、葉漿法蘭螺栓監(jiān)測 、軸力監(jiān)測 、膨脹差異檢測 、金屬零件檢驗