(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210980662.4 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510000 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司电力科 学研 究院 (72)发明人 黄正　聂铭　梁永纯　杨毅　刘石　 刘志刚　谢文平　罗啸宇　刘小璐　 汪林立　王伟　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 严静 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种应用 于海上发电装置的结构健康监测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种应用于海上发电装置的 结构健康监测方法。 该方法包括步骤： 在海上发 电装置上安装状态数据采集系统， 状态数据采集 系统包括传感器模块、 边缘计算模块和物联网通 讯模块； 通过传感器模块采集海 上发电装置的结 构健康状态数据， 并将所述结构健康状态数据传 输至所述边缘计算模块； 所述结构健康状态数据 包括振动数据、 应力数据和温度数据， 传感器模 块包括加速度传感器、 位移传感器、 温度传感器 和应变传感器； 所述边缘计算模块对接收 的所述 结构健康状态数据进行滤波处理和统计特征提 取处理后， 通过物联网通讯模块将所述结构健康 状态数据传输至大数据云平台。 本发 明实现了对 海上发电装置的结构健康状态数据的实时获取 和监测分析。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115355943 A 2022.11.18 CN 115355943 A 1.一种应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 在海上发电装置上安装状态数据采集系统， 所述状态数据采集系统包括传感器模块、 边缘计算模块和物联网通讯模块； 通过所述传感器模块采集海上发电装置的结构健康状态数据， 并将所述结构健康状态 数据传输至所述边缘计算模块； 所述结构健康状态数据包括海上发电装置 关键结构和关键 应力处的振动数据、 应力数据和温度数据， 所述传感器模块包括加速度传感器、 位移传感 器、 温度传感器和应 变传感器； 所述边缘计算模块对接收的所述结构健康状态数据进行滤波处理和 统计特征提取处 理后， 通过物联网通讯模块将所述结构健康状态数据传输至大数据云平台， 以使所述大数 据云平台根据实时获取 所述结构健康状态数据进行监测分析。 2.根据权利要求1所述的应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 其特征在于， 所述 应变传感器安装在所述海上发电装置的结构碰撞处， 所述加速度传感器安装在结构冲击 处、 砰击受力处、 回转体部件转轴和轴承处， 所述位移传感器安装在结构限位处， 所述温度 传感器安装在回转体部件转轴和轴承处。 3.根据权利要求2所述的应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 其特征在于， 所述 加速度传感器、 位移传感器、 温度传感器和应变传感器通过传感器数字采集卡采集所述结 构健康状态数据并传输 至所述边缘计算模块。 4.根据权利要求3所述的应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 其特征在于， 对接 收的所述结构健康状态数据进 行滤波处理， 具体包括对所述结构健康状态数据经过限幅滤 波、 小波阈值降噪、 低通滤波和高通滤波处 理。 5.根据权利要求4所述的应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 其特征在于， 所述 物联网通讯模块通过物联网DTU将所述结构健康状态数据传输至大数据云平台， 所述物联 网DTU采用ZigBe e协议和W i‑Fi协议进行通讯。 6.根据权利要求1至5任一项所述的应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 其特征 在于， 以使所述大数据云平台根据实时获取 的所述结构健康状态数据进行监测分析， 包括 以下步骤： 采用雨流计数法绘制所述结构健康状态数据的应力谱图， 所述应力谱图包括应力水平 幅值、 平均应力和循环次数； 根据Goodman疲劳经验公式对所述应力谱图进行修正得到第二应力谱图， 所述第二应 力谱图表示所述平均应力为0时的应力水平幅值和循环次数； 根据所述第二应力谱图绘制S ‑N曲线， 根据S ‑N曲线和Miner线性疲劳损伤理论计算所 述海上发电装置相应结构的疲劳寿命。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115355943 A 2一种应用于海上发电装 置的结构健康监测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及发电装置的结构健康监测技术领域， 尤其涉及一种应用于海上发电装 置的结构健康监测方法。 背景技术 [0002]当下， 随着智能传感系统和大数据技术的不断发展， 智能化数字化越来越深入的 影响着社会的生产生活方式， 然而对海洋能源发电装置的结构健康的监测还依然停留在通 过人工检查异常的方式去采集数据， 即通常需要人工定时定点的采用外置的数据采集设 备， 针对海洋能源发电装置的结构 重点部位进行周期性的数据采集。 然后 将数据汇总后， 采 用常规的频谱分析等方法， 对数据进行分析， 这种方法不仅无法及时得到监测数据和进行 处理， 通常得到的数据也不够全面， 难以发现结构潜在的重大缺陷， 此外这种方式还存在耗 时耗力、 海上交通 不便和数据滞后性的缺 点。 发明内容 [0003]本发明提供一种应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 实现了对海上发电装 置的结构健康状态数据的实时获取和监测分析。 [0004]本发明一实施例提供一种应用于海上发电装置的结构健康监测方法， 包括以下步 骤： [0005]在海上发电装置上安装状态数据采集系统， 所述状态数据采集系统包括传感器模 块、 边缘计算模块和物联网通讯模块； [0006]通过所述传感器模块采集海上发电装置的结构健康状态数据， 并将 所述结构健康 状态数据传输至所述边缘计算模块； 所述结构健康状态数据包括振动数据、 应力数据和温 度数据， 所述传感器模块包括加速度传感器、 位移传感器、 温度传感器和应 变传感器； [0007]所述边缘计算模块对接收的所述结构健康状态数据进行滤波处理和统计特征提 取处理后， 通过物联网通讯模块将所述结构健康状态数据传输至大数据云平台， 以使所述 大数据云平台根据实时获取 所述结构健康状态数据进行监测分析。 [0008]进一步的， 所述应变传感器安装在所述海上发电装置 的结构碰撞处， 所述加速度 传感器安装在结构冲击处、 砰击受力处、 回转体部件转轴和轴承处， 所述位移传感器安装在 结构限位处， 所述温度传感器安装在回转体部件转轴和轴承处。 [0009]进一步的， 所述加速度传感器、 位移传感器、 温度传感器和应变传感器通过传感器 数字采集 卡采集所述结构健康状态数据并传输 至所述边缘计算模块。 [0010]进一步的， 对接收的所述结构健康状态数据进行滤波处理， 具体包括对所述结构 健康状态数据经 过限幅滤波、 小 波阈值降噪、 低通滤波和高通滤波处 理。 [0011]进一步的， 所述物联网通讯模块通过物联网DTU将所述结构健康状态数据传输至 大数据云平台， 所述物联网DT U采用ZigBe e协议和W i‑Fi协议进行通讯。 [0012]进一步的， 以使所述大数据云平台根据实时获取的所述结构健康状态数据进行监说　明　书 1/4 页 3 CN 115355943 A 3