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专利名称：用于测量流体压力的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于气翼和水翼上的压力测量的方法和系统，更具体地涉及用于风力涡轮机转子叶片上的压力测量的方法和系统。
背景技术：
至少某些已知的风力涡轮机包括塔架和安装在塔架上的机舱。转子可旋转地安装到机舱，并且经由轴连接到发电机。多个叶片从转子延伸。定位叶片，这样经过叶片的风使转子转动，进而使轴旋转，从而驱动电动机发电。为了优化气翼、水翼的空气动力学特性、特别是风力涡轮机转子叶片的空气动力学特性，可以测量围绕它们外形的压力分布。有很多众所周知的技术可以实现此目的。。其 中，一种已知技术是将小孔钻入结构的表面，中并在结构内部应用压力管，压力管被送至测量系统。此外，也可采用在翼或机翼的外形的表面上应用皮托管或压力传感器。如果要测量接近结构的表面处的压力，则压力传感器通常安装在表面中的小孔中，这可实现在表面水平的测量。但是，这涉及很多缺点。通常通过钻孔来处理转子叶片或气翼的表面，在孔中放置传感器。尽管例如通过使用粘结剂也可以将传感器安装到结构的空气动力学表面，但这会引起在连接的传感器附近气流的非期望畸变，并因此导致有偏差或误导性的测量结果。此夕卜，为获取测量数据，必须安装导线。这些导线通常途经叶片或翼的内部，需要大量的劳动量，这是耗时的并且至少部分地引起叶片或翼的结构改变。有时，由于结构的结构特性或可进入性，还会很难或不可能使导线途经结构。导线还可以安装在气翼或转子叶片的表面上，这需要较少的时间和精力，但是会造成在传感器附近气流的畸变，因此造成获取的数据的质量降低。鉴于以上情况，期望有可实现在接近气翼或水翼的，更具体的是风力涡轮机组件的表面处测量压力和压力梯度的技术，并且该技术避免出现上述缺点。

发明内容
在一个方面，提供用于测量风力涡轮机组件上的空气压力的装置。该装置包括至少一个柔性层,其具有第一表面和第二表面,第一表面适于将层固定到结构,第二表面具有至少一个凹槽；至少一个压力传感器，其设置在至少一个凹槽中；至少两条导线，其连接到至少一个压力传感器，以将至少一个压力传感器连接到信号接收单元。进一步地，所述信号接收单元包括无线电发射器。进一步地，所述至少两条导线与所述至少一个柔性层平行地伸出。在另一方面，提供用于测量流体压力的装置。该装置包括至少一个柔性层，其具有第一表面和第二表面，第一表面适于将层固定到结构，第二表面具有至少一个开口 ；至少一个压力传感器；和至少一个流体通道，其连接至少一个开口和至少一个压力传感器。在另一方面，提供测量流体压力的方法。该方法包括提供至少一个柔性层和至少一个压力传感器，至少一个柔性层具有第一表面和第二表面，第二表面包括至少一个开口，至少一个压力传感器与至少一个开口附近的流体是流体连接的；将至少一个柔性层固定到结构的外表面；以及从至少一个压力传感器获取压力信号。根据从属权利要求、说明书和附图，本发明的其他方面、优点和特征是明显的。


在说明书剩余部分中将参考附图更具体地阐明针对本领域技术人员的完全和能够实现的公开，包括其最佳实施方式其中图I是示例性风力涡轮机的透视图；图2是图I所示的风力涡轮机的一部分的放大剖视图；
图3是本发明一种实施例的装置的示意性顶部横截面图；图4是风力涡轮机转子叶片的横截面的侧视图，其中该风力涡轮机设有本发明一种实施例的装置；图5是穿过本发明一种实施例的装置的部分横截面图；图6是穿过本发明一种实施例的装置的部分横截面图；图7是本发明一种实施例的装置上的顶部横截面图；图8是本发明一种实施例的装置上的横截面图；图9是本发明其他实施例的装置上的横截面图；图10是本发明实施例的测量流体压力的方法的流程示意图。附图标记列表Io^风力涡轮机Γ 2后部支撑轴承
12WM"64驱动系
λ支撑系统66桨距组装件
1670传感器
TlIft"72桨距轴承
~20可旋转轂74桨距驱动电机
~22转子叶片76桨距驱动齿轮箱
Α转子根部78桨距驱动小齿轮
26负载传递区域80超速控制系统
~2882
30旋转轴线84电力发电机
"32桨距调整系统86
"34变桨轴线88内表面
36控制系统90外表面
权利要求
1.一种用于测量流体压力的装置，其包括 至少一个柔性层，其具有第一表面和第二表面，所述第一表面适于将所述柔性层固定到一种结构，所述第二表面具有至少一个凹槽； 至少一个压力传感器，其设置在所述至少一个凹槽中； 至少两条导线，其连接到所述至少一个压力传感器，以将所述至少一个压力传感器连接到信号接收单元。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述至少一个压力传感器设置成使得所述至少一个压力传感器的至少一个表面与所述至少一个柔性层的所述第二表面基本平齐。
3.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个压力传感器是压电压力传感器，并且信号接收单元经由所述至少两条导线连接到所述至少一个压力传感器。
4.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个柔性层包括从由聚合物和金属组成的列表选出的兀素。
5.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个柔性层包括至少两个子层，并且所述至少两条导线在所述至少两个子层之间伸出。
6.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，多个传感器设置在所述至少一个柔性层中，并且每个传感器通过至少两条导线连接到所述信号接收单元。
7.一种用于测量流体压力的装置，其包括 至少一个柔性层，其具有第一表面和第二表面，所述第一表面适于将所述柔性层固定到一种结构，所述第二表面具有至少一个开口 ； 至少一个压力传感器； 至少一个流体通道，其连接所述至少一个开口和所述至少一个压力传感器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一个柔性层包括从由聚合物和金属组成的列表选出的兀素。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，进一步包括多个流体通道，所述多个流体通道连接多个压力传感器与所述至少一个柔性层的所述第二表面上的多个开口，其中所述多个压力传感器包括在压力转换器中。
10.根据权利要求7至9之一所述的装置，其特征在于，所述至少一个流体通道具有从O. 3mm2至25mm2的横截面积。
11.一种测量流体压力的方法，其包括 a)提供至少一个柔性层和至少一个压力传感器，所述至少一个柔性层具有第一表面和第二表面，所述第二表面包括至少一个开口，所述至少一个压力传感器与所述至少一个开口附近的流体是流体连接的； b)将所述至少一个柔性层固定到一种结构的外表面；和 c)从所述至少一个压力传感器获取压力信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述至少一个柔性层固定到一种结构的外表面的步骤包括包括使用粘结元件，其中，所述结构是气翼。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，将所述至少一个柔性层固定到一种结构的外表面的步骤包括使用胶带、胶或磁体。
14.根据权利要求11至13之一所述的方法，其特征在于，从与压力转换器集成的多个压力传感器中获取信号，其中多个流体通道将所述压力传感器与所述至少一个柔性层的所述第二表面上的多个开口连接。
15.根据权利要求11至14之一所述的方法，其特征在于，从位于所述至少一个柔性层中不同位置上的多个压电压力传感器获取信号，并且所述压电压力传感器提供与它们各自位置处的流体压力相关的信号，并且以转子旋转频率和400kHz之间的频率获取传感器信号。
全文摘要
本发明涉及用于测量风力涡轮机组件上的流体压力的装置和方法。用于测量流体压力的装置包括至少一个柔性层，其具有第一表面和第二表面，第一表面适于将柔性层固定到结构，第二表面具有至少一个凹槽；至少一个压力传感器，其设置在至少一个凹槽中；至少两条导线，其连接到至少一个压力传感器，以将至少一个压力传感器连接到信号接收单元。此外，本发明还提供用于测量流体压力的方法。
文档编号G01L23/10GK102778330SQ20121014886
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者A·赫里希, K·U·克格勒 申请人:通用电气公司