基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方法及装置与流程

本申请的实施例涉及风电变桨轴承裂纹监测领域，尤其涉及基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、变桨轴承作为风电机组的核心部件，是机组实现变桨动作的关键，其工作环境恶劣，具有启停频繁，传递扭矩大，传动比高的特点。由于变桨轴承工作时常见的工作转动范围为0～90°，导致滚动体不是沿整个滚道滚动，而是在一定区域内运动，那么其套圈的承载范围比较固定且容易出现超载现象，因此在变桨轴承的承载区易出现套圈开裂故障。

2、现有的变桨轴承故障监测方法大多为视频检测法，然而，受环境因素影响，视频监测区域经常会有油污遮挡，并且在有加强环的风电机组上，变桨轴承不能被直接监测，因此监测结果的可靠性不高。此外，现有的视频、锡纸、导电漆等监测技术均是在裂纹扩展至变桨轴承的表面后才能发现，效率低下。

技术实现思路

1、根据本申请的实施例，提供了一种基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方案，能够解决现有裂纹监测方式的可靠性不高、效率低的问题，大幅度提高了变桨轴承裂纹的监测精度。

2、在本申请的第一方面，提供了一种基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方法。该方法包括：

3、获取变桨轴承的声发射信号；

4、对所述声发射信号进行分析，确定变桨轴承的裂纹趋势参数；

5、将所述裂纹趋势参数和通过所述声发射信号确定的裂纹开裂状态阈值进行比对；

6、根据比对结果，确定当前变桨轴承的状态。

7、进一步地，还包括：

8、对所述声发射信号进行清洗，得到干净的声发射信号。

9、进一步地，所述对所述声发射信号进行清洗，得到干净的声发射信号包括：

10、对所述声发射信号进行时域撞击参数过滤，得到干净的声发射信号。

11、进一步地，所述对所述声发射信号进行清洗，得到干净的声发射信号还包括：

12、通过预设的阈值函数对所述声发射信号进行过滤，得到干净的声发射信号；所述阈值函数包括软阈值函数和硬阈值函数；

13、其中，所述软阈值函数为：

14、

15、所述硬阈值函数为：

16、

17、其中，xj(i)为，第j层小波分解分量第i个系数；

18、x′j(i)为，去噪后的第j层小波分解分量第i个系数；

19、thr(j)为，第j层由阈值确定准则得出的阈值估计值。

20、进一步地，所述对所述撞击信号进行分析，确定变桨轴承的裂纹趋势参数包括：

21、对所述声发射信号进行特征提取；所述特征包括上升时间、计数、能量、持续时间、幅值、asl、rms、绝对能量等和频域频谱形状和/或频带能量；

22、将提取后的特征进行组合，得到特征向量；

23、对所述特征向量进行标准化处理；

24、对标准化处理后的特征向量进行聚类分析，得到变桨轴承的裂纹趋势参数。

25、进一步地，所述对标准化处理后的特征向量进行聚类分析，得到变桨轴承的裂纹趋势参数包括：

26、通过如下方式对标准化处理后的特征向量进行分析，得到变桨轴承的裂纹趋势参数：

27、

28、其中，s为轮廓系数，取值范围为[-1,1]；

29、ai表示表示某个样本i与其他簇样本的平均距离；

30、bi表示某个样本i与其所在簇内其他样本的平均距离；

31、n表示样本总数；和/或

32、

33、其中，k表示聚类个数；

34、ci表示第i个聚类；

35、μi表示第i个聚类中心；

36、x表示数据点。

37、进一步地，所述裂纹开裂状态阈值，通过如下方式进行确定：

38、通过spss中的主成分分析法，对所述声发射信号进行处理，得到一级指标的权重；

39、基于所述一级指标权重，通过熵值法计算二级指标的权重；

40、基于所述一级指标的权重和二级指标的权重，确定裂纹开裂状态阈值。

41、在本申请的第二方面，提供了一种基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的装置。该装置包括：

42、获取模块，用于获取变桨轴承的声发射信号；

43、确定模块，用于对所述声发射信号进行分析，确定变桨轴承的裂纹趋势参数；

44、比对模块，用于将所述裂纹趋势参数和通过所述声发射信号确定的裂纹开裂状态阈值进行比对；

45、监测模块，用于根据比对结果，确定当前变桨轴承的状态。

46、在本申请的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

47、在本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本申请的第一方面的方法。

48、本申请实施例提供的基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方法，通过获取变桨轴承的声发射信号；对所述撞击信号进行分析，确定变桨轴承的裂纹趋势参数；将所述裂纹趋势参数和通过声发射信号确定的裂纹开裂状态阈值进行比对；根据比对结果，确定当前变桨轴承的状态，解决现有裂纹监测方式的可靠性不高、效率低的问题，大幅度提高了变桨轴承裂纹的监测精度。

49、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述声发射信号进行清洗，得到干净的声发射信号包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述声发射信号进行清洗，得到干净的声发射信号还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述声发射信号进行分析，确定变桨轴承的裂纹趋势参数包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对标准化处理后的特征向量进行聚类分析，得到变桨轴承的裂纹趋势参数包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述裂纹开裂状态阈值，通过如下方式进行确定：

8.一种基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。

技术总结
本申请的实施例提供了基于声发射技术监测风电变桨轴承裂纹的方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括获取变桨轴承的声发射信号；对所述声发射信号进行分析，确定变桨轴承的裂纹趋势参数；将所述裂纹趋势参数和通过声发射信号确定的裂纹开裂状态阈值进行比对；根据比对结果，确定当前变桨轴承的状态。以此方式，解决了现有裂纹监测方式的可靠性不高、效率低下的问题，大幅度提高了变桨轴承裂纹的监测精度。

技术研发人员：胡波,蒋鹏,龙振宇,王宏宇
受保护的技术使用者：北京通泰恒盛科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5