一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111322991A(43)申请公布日2020.06.23(21)申请号202010298679.2(22)申请日2020.04.16(71)申请人赤峰华源新力科技有限公司地址024000内蒙古自治区赤峰市松山区奥翔财富大厦217室(72)发明人赵建军张凯韩宏纪张明(74)专利代理机构长春众益专利商标事务所(普通合伙)22211代理人余岩(51)Int.Cl.G01C9/14(2006.01)G01C9/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统(57)摘要一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，包括倾角测量装置和1台嵌入式主机，倾角测量装置安装于塔筒内，其中，倾角测量装置包括三维霍尔传感器、微处理器、磁隔离CAN收发器、系统基本片、摆杆机构，摆杆机构上安装磁铁，三维霍尔传感器位于磁铁上方，非接触磁场空间交联，摆杆机构随塔筒摆动带动磁铁沿圆周方向转动，用于调节合适的灵敏度和阻尼特性，微处理器通过读取三维霍尔传感器内部数据并做算法处理，完成塔筒倾角数据测量。本发明通过通过三维霍尔传感器和摆杆机构独特的复摆设计，完成对系统外部倾角信号的等角度传输，数据的准确性高，重复性高。CN111322991ACN111322991A权利要求书1/1页1.一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，其特征在于：包括倾角测量装置和1台嵌入式主机，倾角测量装置安装于塔筒内，其中，倾角测量装置包括三维霍尔传感器、微处理器、磁隔离CAN收发器、系统基本片、摆杆机构，摆杆机构上安装磁铁，三维霍尔传感器位于磁铁上方，非接触磁场空间交联，摆杆机构随塔筒摆动带动磁铁沿圆周方向转动，用于调节合适的灵敏度和阻尼特性，同时，摆杆机构的运动引起三维霍尔传感器与摆动的磁铁的相对位置变化，相对位置变化引起三维霍尔传感器周围磁场变化，磁场变化引起三维霍尔传感器内部数据变化，微处理器通过读取三维霍尔传感器内部数据并做算法处理，完成塔筒倾角数据测量，倾角测量装置与嵌入式组网主机通过磁隔离CAN收发器通信，数据在嵌入式组网主机显示并处理，经以太网与电力运行监控网络做数据交互。2.根据权利要求1所述的一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，其特征在于：所述的三维霍尔传感器是采用Tria技术的单片式磁传感器IC，通过集成磁控器来获得，该集成磁控器沉积在CMOS芯片上。3.根据权利要求1所述的一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，其特征在于：所述的摆杆机构包括摆杆、摆锤，摆杆顶端设有凹槽用于镶嵌磁铁，摆杆上套接一关节轴承，并在关节轴承的作用下360度圆周旋转。4.根据权利要求3所述的一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，其特征在于：所述的摆杆机构安装于一个形似塔筒的腔体内，该腔体由上下两个腔体连接而成，上下两个腔体连接面中心开有凹槽，关节轴承安全于凹槽内。5.根据权利要求1所述的一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，其特征在于：所述的倾角测量装置分若干层均匀安装于塔筒内，所有的倾角测量装置通过CAN数据总线并联，并分别与嵌入式组网主机通过磁隔离CAN收发器通信。6.根据权利要求1所述的一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统，其特征在于：所述的微处理器执行下面的流程：首先电路上电，微处理器完成内部寄存器和端口初始化，然后与系统基本片通信，微处理器通过SPI总线操作系统基本片进入预设的工作模式，过程是读写系统基本片内部寄存器状态以判断操作是否完成，未完成就继续操作读写动作，完成就执行下一步，至此微处理器在系统基本片的监控下协同工作，完成最小系统软件启动；然后微处理器通过SPI总线对三维霍尔传感器操作，过程是读写传感器内部寄存器状态，以判断操作是否完成，未完成就报错后继续操作读写动作，完成就执行下一步获得当前传感器检测的空间角度数值；最后，经微处理器内部程序将空间角度数值进行编码，通过CAN总线向外发送，操作磁隔离CAN收发器也是通过读寄存器状态，如未完成就报错后继续等待，直到检测寄存器完成发送为止；循环读取数据，完成连续性检测。2CN111322991A说明书1/5页一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统技术领域[0001]本发明属于风电机组塔筒测量技术领域，尤其是涉及一种基于三维霍尔传感器测量风电塔筒倾角的系统。背景技术[0002]风电塔筒安装完成后，由于地基沉降、结构件变形、强风等原因，可能导致塔筒倾斜甚至倒塔，造成严重经济损失。自风电投入商用后，塔筒监控始终是难题。以往的塔筒倾角检测是采用加速度传感器，核心是微机械芯片，其灵敏度较高，但是有两个致命的缺点：首先是由于系统长时间多次测量，使