基于壓電陶瓷的風(fēng)機(jī)葉片模型表面覆冰狀態(tài)主動(dòng)監(jiān)測(cè).pdf

1、隨著全球以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的需求也不斷增加，提出可靠有效的解決方案迫在眉睫。而風(fēng)能作為清潔無(wú)污染的可再生能源得到了大家的廣泛認(rèn)同，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)把風(fēng)力發(fā)電作為新世紀(jì)最具開發(fā)前景的新能源之一。在風(fēng)電場(chǎng)迅速發(fā)展的同時(shí)，也存在著一些亟待解決的問題。寒冷地區(qū)尤其是我國(guó)南方山區(qū)的高濕低溫嚴(yán)酷環(huán)境易導(dǎo)致冰災(zāi)。當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片出現(xiàn)覆冰狀況時(shí)，不僅會(huì)改變?nèi)~片的氣動(dòng)性能造成功率損失，同時(shí)也會(huì)改變?nèi)~片原來(lái)質(zhì)量分布造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致葉片不

2、同程度的破壞甚至停機(jī)。因此發(fā)展高效可靠的風(fēng)機(jī)葉片覆冰監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)防冰除冰具有重要意義。本文提出一種基于壓電陶瓷應(yīng)力波測(cè)量的風(fēng)機(jī)葉片覆冰主動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。具體的工作內(nèi)容如下:
　　(1)介紹了壓電陶瓷材料的工作原理及其基本特性，設(shè)計(jì)并制作了伸縮型和剪切型壓電激勵(lì)器與傳感器，并通過后期的正弦激勵(lì)信號(hào)試驗(yàn)驗(yàn)證了其靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)試驗(yàn)性能的穩(wěn)定性。
　　(2)在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)并制作了三枚相同的玻璃鋼葉片模型，長(zhǎng)均為一米。并將制作好的壓電激勵(lì)器與傳

3、感器覆蓋安裝在指定位置，利用波動(dòng)法對(duì)設(shè)計(jì)的不同傳感器不同工況條件進(jìn)行了狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
　　(3)對(duì)葉片模型進(jìn)行模擬覆冰試驗(yàn)，根據(jù)波動(dòng)法原理對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸入正弦電壓信號(hào)作為激勵(lì)，記錄不同傳感器在不同結(jié)冰厚度下的響應(yīng)信號(hào)，并對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析處理。
　　(4)系統(tǒng)介紹了小波包能量的相關(guān)原理和理論，確定了基于波動(dòng)法的小波包能量的分析方法。通過小波包能量值及其評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)葉片表面覆冰厚度進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，同一壓電陶瓷片接收信號(hào)的小波包能量與