基于光纤光栅的风机桨叶监测系统设计

作者：孙智鹏; 陈平; 田勇; 钱楷; 邱达; 张婷婷^*

来源：湖北民族大学学报(自然科学版), 2023, 41(02): 206-211.

DOI：10.13501/j.cnki.42-1908/n.2023.06.010

• 光纤光栅
• 解调系统
• FPGA
• 寻峰算法
• 桨叶监测

风力发电机桨叶作为捕获风能的重要部件，其运行的安全性与稳定性将直接影响风电机组的效率与安全，因此亟需采取一种准确、有效的方法对风机桨叶的应变进行监测。论文采用布拉格光栅传感器(fiber Bragg grating, FBG)与解调设备对桨叶应变信号进行实时监测。首先使用高速模拟数字转换器(analog to digital converter, ADC)对FBG传感器的信号进行采集，通过现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)将数据解调，再利用串行外围设备接口(serial peripheral interface, SPI)与微控制器芯片建立通信，通过远距离无线电(long range radio, LoRa)配合第4代移动通信技术(fourth generation communications technology, 4G)将信号传递至上位机。其次采用小波变换对噪声进行滤波，设置阈值去除异常波形，提高了寻峰精度。最后对布拉格光栅中心波长进行分析，验证了波长漂移量与应力呈正相关。结果表明：此系统能够实现对风力发电机桨叶应力变化的监测。

• 单位
  湖北民族大学