industrial fiber optic measurement · + 符合iec61400-13测量标准 fos4temp...

industrial fiber optic measurement

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fos4Blade 测量系统

fos4Blade 测量系统是工程师对叶片的机械性能进行评估的完美分析工具

目前一些叶片制造商已经成功利用fos4Blade 测量系统对不同叶片进行了机械性能分析。该系统可根据客户的需要进行优化，以便收集关于现有以及新设计叶片的基本信息。

fos4X对产品在风电领域的应用充满热情，我们十分愿意帮助您完成关于本产品的配置，安装，集成和调试工作。

如果您想了解更多关于本产品的信息，例如功能展示，可集成化，安装和调试等， 请访问我们的网站www.fos4x.de/produkte/windprodukte/fos4BladeR&D

摆振和挥舞方向振动分析

edge-wise

flap-wise

叶片振动振动分析使用fos4Acc 光纤加速度传感器可以对叶片不同位置的振动进行分析。对于分析叶片的机械性能来说，有价值的振动信息可以从收集到的振动数据和随后的固有频率分析中得到。这使得一些有趣的应用得以实现，如结冰检测，运行状态监测等等。

收集的数据可用于:+ 验证叶片的振动特性+ 确定叶片的固有频率+ 在整个使用寿命内，持续分析叶片的振动特性

弯矩测量为了测量在叶片不同截面的弯矩，在每个需要测量的横截面上， 都可以安装四个fos4Strain 光纤应变传感器。

校准工作可以在叶片试验台架上进行，也可以等风机吊装完成后，在风机上进行。光纤的工作原理确保了该产品能够在叶片的整个使用寿命内，可靠地测量出叶片挥舞和摆振方向的弯矩。

收集的数据可用于:+ 验证叶片理论模型+ 分析评价叶片的弯曲特性+ 颤振和质量不平衡识别+ 在整个使用寿命内，持续分析叶片的机械性能

叶片1摆振方向的弯矩

叶片在距离根部35米（绿），45米（红）和60米（蓝）的摆振弯矩

动态扭转fos4Twist 光纤扭转传感器（样品阶段）能够测量叶片上若干横截面相对叶根的扭转角度。光纤技术的优势使得该传感器可以安装在叶片尖端而不受雷电的影响。

收集的数据可用于:+ 验证理论模型+ 改善叶片变桨控制+ 收集弯曲和扭转之间相互关系的数据

叶片在运行中的扭转角度

叶片扭转角度

CERTIFICATE NO. TC-GL-013A-2014

功能: + 用于连续分析的用户界面和数据库 + 新的功能（插件）和新的应用程序以及定制算法可以便捷地被添加到原来的系统中。

研发方向:+ 多传感器的数据融合+ 先进的数据分析方法+ 机械控制

现有的插件:+ 结冰探测+ 弯矩计算+ 运行状态监测

fos4Blade 叶片结冰监测系统

由于结冰会改变叶片的质量，因此结冰也会改变叶片的振动特性，而这些改变的振动特性会被fos4Acc 2D 光纤加速度传感器准确可靠地探测到。

目前常用的结冰探测系统是把结冰探测装置安装在机舱顶上，而fos4Blade 叶片结冰监测系统则是将传感器安装在叶片内，直接监测叶片上是否结冰。这会使风机因结冰而停机的时间在保持最大安全性的前提下达到最短。

如果您想了解更多关于本产品的信息，例如功能展示，可集成化， 安装和调试等，请访问我们的网站www.fos4x.de/produkte/windprodukte/fos4BladeIceDetection

fos4Blade 叶片运行状态监测系统

如果风机叶片损坏或老化，叶片的固有振动频率将会发生变化，而这个变化是可以被检测到的。

fos4Blade 叶片运行状态监测系统的高灵敏度使它能够检测到叶片状态微小的变化。因此该系统非常适合应用在叶片早期损伤识别和过载保护等方面。

如果您想了解更多关于本产品的信息，例如功能展示，可集成化， 安装和调试等，请访问我们的网站www.fos4x.de/produkte/windprodukte/fos4BladeStructuralHealthMonitoring

fos4Blade 叶片载荷监测系统

风机叶片原位负载的实时测量开辟了一个全新的领域，它让风机的精密控制策略，优化风机操作和许多其它应用成为可能。

fos4Blade 叶片载荷监测系统能够提供可靠的，高实用性的叶片根部载荷测量。该系统可集成在所有风机生产商的不同种类的风机上。

如果您想了解更多关于本产品的信息，例如功能展示，可集成化， 安装和调试等，请访问我们的网站www.fos4x.de/produkte/windprodukte/fos4BladeLoadMonitoring

通过独立变桨减少横向激励的功能示意图

独立变桨控制

创新的光纤布拉格光栅 (FBG) 测量技术

刻入光缆中的光纤布拉格光栅能够起到滤波的作用， 它能够将机械应变转化为反射光波长的改变。

+ 反射光波长的变化对应了光纤的应变。+ 光纤的直径通常为250微米+ 光纤光栅传感器的长度为3-8毫米+ 光纤光栅传感器不受电磁干扰

fos4X利用10年前的一项突破性专利，彻底改变了光纤测量技术。光纤应变，温度和加速度传感器可以承受比同类电子传感器1000倍以上的负荷循环。

测量信号

“白”光

ε

应变

光纤布拉格光栅

光纤测量技术因此提供给许多领域和应用程序完善的解决方案：如过程控制，测试平台，结构监测，样机测试以及更多...

如果您想了解更多关于光纤测量技术的信息，请访问我们的网站 www.fos4x.de

数据分析和算法

第一步数据采集

应变传感器

温度传感器

加速度传感器

第二步数据处理

风电机组的运行数据

弯曲

振动 结冰探测

标准接口

过载保护

固有频率分析

主动减少负载

第三步计算

桨距角

风机转速

校准

第四步阈值分析

结冰?损伤?过载?

光纤光栅解调仪 & 控制柜

标准接口

industrial fiber optic measurement

CERTIFICATE NO. TC-GL-013A-2014

fos4X Thalkirchner Str. 210, DE, 81371 München, T: +49 89 99 95 42-00, Email: info@fos4X.de

fos4Blade 叶片运行状态监测系统

+ 在线监测叶片的状态+ 探测典型的叶片损伤+ 为不同类型风机的改造解决方案提供依据

fos4Blade 叶片载荷监测系统

+ 叶片根部载荷的可靠测量+ 适用于主动控制（独立变桨）+ 估算叶片的使用寿命

控制柜

+ 保护测量设备不受雷电，潮湿，盐雾和高温的影响+ 适合风力发电机使用的不锈钢控制柜+ 110V或230V交流电源，或24V之流电源+ 扩展设备的使用温度范围（-40至65摄氏度）+ 可用无线接口

光纤集线盒

+ 将多条光纤并为一条光缆+ 安装在叶片表面+ IP65等级保护，适用于海上风机

fos4Test dyn 光纤光栅解调仪

+ 用于动态测量的光纤测量设备+ 采样率可达50000赫兹+ 符合IEC61400-13测量标准

fos4Temp 光纤温度传感器

+ 光纤温度传感器不受电磁干扰+ 测量范围为-40至600摄氏度

多种接口可选

+ 以太网+ CAN & CANopen+ PROFINET+ Modbus TCP/IP+ 快速实现客户特殊要求的接口类型

叶片和轮毂的连接装置

+ 连接叶片和轮毂，以便光数据可靠地传送+ 适用于桨距角从-540°到540°+ 符合工业特殊的HSE标准

fos4Test nSens 光纤光栅解调仪

+ 用于分布式测量的光纤测量装置+ 单个测量设备最多可连接72个传感器+ 每个传感器的采样频率可达100赫兹

fos4Acc 光纤加速度传感器

+ 光纤加速度传感器不受电磁干扰+ 可在叶片尖端进行3D的加速度测量+ 适用于振动测量+ 可提供紧凑型方案设计

fos4Blade 测量系统

+ 是收集关于叶片所有机械性能数据的平台+ 可根据客户需求，定制特定的测量系统+ 典型的应用：判定模拟模型的好坏，分布式叶片载荷测量，

颤振和质量不平衡识别，过载保护，以及更多

fos4Blade 叶片结冰检测系统

+ 已经通过德国DNV-GL认证+ 精确的结冰探测（最低10千克）+ 当结冰融化时，自动重启风机+ 试用于各种类型的风力发电机

fos4Twist 光纤扭转传感器

+ 测量叶片从叶根到叶尖动态扭转角的设备+ 可在任何半径上测量叶片扭转角+ 测量范围为+/-30°

fos4Strain 光纤应变传感器

+ 光纤应变传感器不受电磁干扰+ 相比传统的电子应变传感器，

光纤应变传感器拥有更长的生命周期和更大的测量范围(在0.2％应变的情况下，负载周期远大于10^8次）

+ 无热化设计+ 可提供紧凑型方案设计

数据处理能力

+ 实时数据处理（为风机控制系统提供实时信号）+ 为客户指定的算法提供框架+ 可在Web服务器中进行系统参数配置和可视化操作+ 内置SSD存储（高达1TB）+ 可用WIFI实现机舱和轮毂之间数据传输+ 提供GMS或3G 备选连接方案