項目背景
本發明提供一種風電機組及其變槳軸承的裂紋監測系統和方法，所述裂紋監測系統包括：多個聲發射傳感器，被配置為采集對應的變槳軸承的聲發射信號；控制器，安裝在所述輪轂內，被配置為控制各個聲發射傳感器采集對應的變槳軸承的聲發射信號，從各個聲發射傳感器獲取對應的變槳軸承的聲發射信號，并根據所有變槳軸承的聲發射信號確定各個變槳軸承是否出現裂紋。根據風電機組及其變槳軸承的裂紋監測系統通過聲發射技術可實現變槳軸承的裂紋在線監測，不受遮擋物的影響，可靠性高，并且可在裂紋萌生階段發現裂紋故障，比人工排查及視頻排查等監測技術，更早發現裂紋，可實現計劃性維修。
系統架構
傳感器為包圍扇葉根部的漆包線，監測模塊通過ADC的電阻測量，檢測漆包線的通、斷狀態，每隔10分鐘，發送一次測量結果。接收模塊通過指示燈判斷通訊狀態、電量和通斷情況，在傳感通斷監測、電量或通訊報警情況下，通過DO信號通知主控系統。
檢測模塊
型號：GW-3433-LSN50 V2（Able-LoraN-20）
微控制器:
● STM32L072CZT6 MCU
● MCU: STM32L072CZT6
● Flash: 192KB
● RAM: 20KB
● EEPROM: 6KB
● Clock Speed: 32Mhz
供電:
● Supply Voltage: 2.1v ~ 3.6v
● Operating Temperature: -40 ~ 85°C
LoRa無線:
● 頻率范圍,
○ Band 1 (高頻): 862 ~ 1020 Mhz
or
○ Band 2 (低頻): 410 ~ 528 Mhz
● 最大發射功率：168 dB
● 最高可編程數據通訊速率： 300 kbps.
● 靈敏度: 最低 -148 dBm.
● RSSI動態范圍：127 dB.
● 標準LoRaWAN 1.0.2 Specification
電池:
● Li/SOCI2 非充電電池
● Capacity: 4000mAh / 8000mAh （可選）
● 自放電: <1% / Year @ 25°C
● 最大持續電流: 130mA
● 最大升壓電流: 2A, 1 秒
功耗:
● 停止狀態: 2.7uA @ 3.3v
● LoRa發送狀態: 125mA @ 20dBm ~ 44mA @ 14dBm
尺寸:
200 * 80 * 29 mm
銘牌：在生產的時候，貼附到模塊上面，模塊號碼為LoraWAN的傳感器節點ID。PN號碼為產品唯一標識，生產追溯使用。
每套檢測系統有3個檢測模塊，每個模塊的ID固定，對應的無線接收模塊也固定。
默認模塊的電池沒有加電，請打開后蓋，將電池接線插好。
接收模塊
型號：GW-4224G-DO （Able-LoraG-Do）
硬件系統:
Linux部分:
400Mhz AR9331 processor
64MB RAM
16MB Flash
接口:
WiFi : 802.11 b/g/n
LoRa Wireless
Power Input: 24V DC
1 x LoRa Interfaces
WiFi規格:
IEEE 802.11 b/g/n
頻率范圍: 2.4 ~ 2.462GHz
發射功率:
○ 11n tx power : mcs7/15: 11db mcs0 : 17db
○ 11b tx power: 18db
○ 11g 54M tx power: 12db
○ 11g 6M tx power: 18db
○ Wifi 靈敏度
○ 11g 54M : -71dbm
○ 11n 20M : -67dbm
LoRa無線:
頻率范圍,
○ Band 1 (高頻): 862 ~ 1020 Mhz or ○ Band 2 (低頻): 410 ~ 528 Mhz
最大發射功率：168 dB
最高可編程數據通訊速率： 300 kbps.
靈敏度: 最低 -148 dBm.
RSSI動態范圍：127 dB.
標準LoRaWAN 1.0.2 Specification
指示燈：
漆包線通斷、電池電量、通訊情況指示燈分別指示每個槳葉的檢測模塊的運行情況，綠燈正常，紅燈報警。
如果設備、包括3個檢測模塊沒有報警，也就是系統正常，DO輸出24VDC；如果有上述報警，DO輸出為0VDC。
每次接收到檢測模塊數據，對應接收模塊的通訊狀態燈會閃爍。
每當1小時沒有接收到檢測數據，對應接收模塊通訊狀態燈為紅色，報警。
銘牌：貼附在殼體正面，號碼為LoraWAN網關ID，對應監測模塊的ID以及預留更改后的ID調整位置。PN號碼為產品唯一標識，生產追溯使用。
系統測試
點擊接收模塊的自檢按鈕后，設備指示燈狀態恢復默認（狀態為紅燈，DO輸出為0VDC），等一個設備來時（大概10分鐘，通訊燈閃爍），無線接收模塊會向相應的扇葉檢測設備下發一個設備為自檢模式命令。如果自檢命令設置成功，相應的通訊燈會每隔6秒一次閃爍。當各個檢測模塊測量ok后，DO輸出為24VDC。
運行和報警
可以通過無線監測模塊的指示燈來觀察每個槳葉的檢測模塊的運行情況：
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