(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123172426.X (22)申请日 2021.12.16 (73)专利权人 上海度风科技有限公司 地址 201900 上海市宝山区真陈路10 00号1 幢3楼371室 (72)发明人 杨广立　金奕彤　罗勇　 (74)专利代理 机构 苏州尚为知识产权代理事务 所(普通合伙) 32483 专利代理师 陈钢 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01S 13/88(2006.01) F03D 17/00(2016.01) (54)实用新型名称 一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监 测系统 (57)摘要 本实用新型涉及风力发电机监测技术领域， 特别涉及一种基于毫米波雷达的风力发电机叶 片监测系统； 包括风力发电机， 风力发电机的机 舱尾部侧边安装有毫米波雷达， 毫米波雷达的波 束倾斜指向叶片尖端， 获取叶片尖端信息； 毫米 波雷达包括射频模块、 基带模块， 射频模块包括 MM I C单片微波集成电路、 天线， 基带模块包括 FPGA信号处理模块及STM32控制模块； 射频模块 产生射频信号并将射频信号放大后由天线发射 出去， 天线接收回波信息经射频模块解调放大后 传送至基带模块， 基带模块将叶片 尖端信息转化 成实时叶间距离l， STM32控制模块将实时叶间距 离l与风机主控系统交互； 本实用新型具有全天 候工作、 抗干扰能力强、 测量精度高、 安全可靠的 优点。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 216746216 U 2022.06.14 CN 216746216 U 1.一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统， 其特征在于： 包括风力发电机， 所 述风力发电机的机舱尾部侧边安装有毫米波 雷达， 所述毫米波雷达的波束倾斜指向叶片尖 端， 获取叶片尖端信息； 所述叶片尖端信息包括叶片尖端与毫米波雷达之间的斜向距离L、 叶片尖端旋转的线速度、 叶片尖端在毫米波 雷达坐标系中的相对方位角 α； 所述毫米波雷达 包括射频模块、 基带模块， 所述射频模块包括MMIC单片微波集成电路、 天线， 所述基带模块 包括FPGA信号处理模块及STM32控制模块； 所述射频模块产生射频信号并将射频信号放大 后由天线发射出去， 所述天线接收回波信息经射频模块解调放大后传送至基带模块， 所述 基带模块将叶片尖端信息转化成实时叶间距离l， 所述STM32控制 模块将实时叶间距离l与 风机主控系统 交互。 2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统， 其特征在 于： 所述M MIC单片微波集成电路提供 77GHz射频信号。 3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统， 其特征在 于： 所述天线包括发射天线和接收天线， 所述发射天线和接收天线 多通道收发。 4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统， 其特征在 于： 所述MMIC单片微波集成电路包括低噪声放大器、 功率放大器、 混频器、 上变频器、 检波 器、 调制器、 压控 振荡器、 移相器、 开关、 M MIC收发前端， 发射/ 接收组件。 5.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统， 其特征在 于： 所述M MIC单片微波集成电路包括发射链路和接收链路。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216746216 U 2一种基于毫米波 雷达的风力 发电机叶片监测系统 技术领域 [0001]本实用新型涉及风力发电机监测技术领域， 特别涉及一种基于毫米波雷达的风力 发电机叶片监测系统。 背景技术 [0002]目前的诸多的新型能源中， 风力发电在技术和成本上都具有较强的优势， 我国对 于风能开发和利用的项目投资不断加大， 风力发电行业也呈现出前所未有的发展速度； 在 风力发电机运行过程中， 当风力过大时， 风力发电机的叶片受力会弯曲变形， 其中叶片尖端 的变形程度最大， 如果风力发电机继续工作， 叶片尖端有可能会撞击到风力发电机的塔筒 造成损失； 考虑到风力发电机厂多建于海边、 山谷等风大多雨之地， 毫米波雷达可以充分发 挥其优势， 基于此， 现提出一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统， 经检索， 未发 现与本实用新型相同或相似的技 术方案。 实用新型内容 [0003]本实用新型目的是： 提供一种基于毫米波雷达 的风力发电机叶片监测系统， 以解 决现有技 术中 [0004]本实用新型的技术方案是： 一种基于毫米波雷达 的风力发电机叶片监测系统， 包 括风力发电机， 所述风力发电机的机舱尾部侧 边安装有毫米波雷达， 所述毫米波雷达的波 束倾斜指向叶片尖端， 获取叶片尖端信息； 所述叶片尖端信息包括叶片尖端与毫米波雷达 之间的斜向距离L、 叶片尖端旋转的线速度、 叶片尖端在毫米波 雷达坐标系中的相对方位角 α； 所述毫米波 雷达包括射频模块、 基带模块， 所述射频模块包括MMIC单片微波集 成电路、 天 线， 所述基带模块包括FPGA信号处理模块及STM32控制模块； 所述射频模块产生射频信号并 将射频信号放大后由天线发射出去， 所述天线接收回波信息经射频模块解调放大后传送至 基带模块， 所述基带模块将叶片尖端信息转化成实时叶间距离l， 所述STM32控制 模块将实 时叶间距离l与风机主控系统 交互。 [0005]优选的， 所述M MIC单片微波集成电路提供 77GHz射频信号。 [0006]优选的， 所述天线包括发射天线和接收天线， 所述发射天线和接收天线多通道 收 发。 [0007]优选的， 所述MMIC单片微波集成电路包括低噪声放大器、 功率放大器、 混频器、 上 变频器、 检波器、 调制器、 压控 振荡器、 移相器、 开关、 M MIC收发前端， 发射/ 接收组件。 [0008]优选的， 所述M MIC单片微波集成电路包括发射链路和接收链路。 [0009]与现有技 术相比， 本实用新型的优点是： [0010](1)本实用新型通过毫米波雷达测量叶片尖端信息， 即叶片尖端与毫米波雷达之 间的斜向距离L、 叶片尖端旋转的线速度、 叶片尖端在毫米波 雷达坐标系中的相对方位角 α， 计算出叶片尖端与塔筒的实时叶间距离l； 风机主控系统通过实时监测 风力发电机叶片的 弯曲变形程度， 及时对风力发电机做出减速或停机的保护判断， 间接有效的提高风力发电说　明　书 1/3 页 3 CN 216746216 U 3