풍력 터빈의 SHM을 위한 FBG 감지 기술 - DCYS

풍력 터빈 구조 건강 모니터링을 위한 FBG 센싱 기술

아이리스 | www.ofscn.net 마지막 업데이트: 24 5월 2024

풍력 터빈은 최적의 성능을 보장하고 고장을 방지하기 위해 정기적인 유지 관리와 모니터링이 필요한 복잡한 기계입니다. 풍력 터빈의 구조 상태 모니터링(SHM)은 유지 관리의 중요한 측면이며 잠재적인 구조적 결함이나 손상을 감지하고 평가하는 것과 관련됩니다. 섬유 격자 감지 기술은 높은 감도, 내구성 및 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있는 능력으로 인해 SHM을 위한 유망한 도구로 부상했습니다. 이 기사에서는 광섬유 격자 감지 기술이 해결할 수 있는 문제와 Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(DCYS의 약어)가 신에너지 산업에서 풍력 터빈의 SHM을 지원할 수 있는 방법에 대해 논의합니다.

광섬유 브래그 격자 센싱 원리:

광섬유 브래그 격자(FBG)는 광섬유 코어에 새겨진 주기적인 구조입니다. 이러한 구조는 격자의 주기성에 의해 결정되는 특정 파장의 빛을 반사합니다. 격자에 기계적 또는 열적 변형이 가해지면 반사 파장이 예측 가능한 방식으로 변합니다. 반사 파장을 모니터링하면 변형률, 온도 및 기타 매개변수의 변화를 감지할 수 있습니다. FBG 센서는 변형률, 응력, 온도 및 진동을 포함한 다양한 매개변수를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.

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광섬유 브래그 격자 센싱 원리 - FBG 원리 - FBG 센서 원리 - FBG 온도 변형률 응력 진동 형상 센싱 원리

풍력 터빈의 일반적인 구조 건강 문제:

풍력 터빈은 블레이드 침식, 낙뢰, 피로와 같은 다양한 구조 건강 문제에 노출됩니다. 이러한 문제는 균열, 박리 또는 풍력 터빈의 성능과 안전에 영향을 미칠 수 있는 기타 손상으로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제의 조기 감지와 평가는 치명적인 고장을 방지하고 터빈 성능을 최적화하는 데 중요합니다.

OFSCN® 고범위 광섬유 브래그 격자(FBG) 스트레인 센서(스트레인 게이지)의 물리적 다이어그램 - 단일 종단, 길이 1m

신에너지 산업에서 풍력 터빈의 구조 건강 모니터링이 필요한 이유:

풍력 에너지는 빠르게 성장하는 산업이며, 풍력 터빈은 점점 더 크고 복잡해지고 있습니다. 단일 터빈의 고장은 상당한 재정적 손실, 가동 중단 및 환경에 부정적인 영향을 초래할 수 있습니다. 풍력 터빈의 구조 건강 모니터링은 이러한 고장을 방지하고 성능을 최적화하여 신뢰성과 효율성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

OFSCN® 6000με 광섬유 브래그 격자 스트레인 센서(직경 2.0mm FBG 스트레인 게이지)의 물리적 다이어그램

신에너지 산업에서 풍력 터빈 구조 건강 모니터링의 어려움:

풍력 터빈은 가혹한 환경에 위치하여 모니터링이 어렵습니다. 변형률 게이지나 가속도계와 같은 전통적인 모니터링 기술은 손상, 부식 또는 극한 온도에 취약하기 때문에 적합하지 않을 수 있습니다. 또한 풍력 터빈 구조의 복잡성과 장기적인 실시간 모니터링의 필요성은 상당한 과제를 제시합니다.

FBG 센싱 기술로 해결할 수 있는 문제:

광섬유 격자 센싱 기술은 풍력 터빈의 구조 건강 모니터링에 여러 가지 장점을 제공합니다. 높은 감도와 정확성을 가지며 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있습니다. 광섬유 격자 센서는 풍력 터빈 구조에 내장되어 온도, 변형률 및 기타 매개변수의 지속적인 장기 모니터링을 가능하게 합니다. 이 기술은 초기 손상을 감지하여 신속한 유지보수와 수리를 가능하게 하여 치명적인 고장 위험을 줄이고 터빈 수명을 연장합니다.

제품 개요:

The OFSCN® high-range 광섬유 브래그 격자 변형률 센서 (FBG 변형률 게이지)는 광섬유 커넥터(FC, SC, LC, ST 등), 고탄성 재료 및 단일 지점 FBG 캡슐화로 구성됩니다. 사용된 재료에 따라 실온 또는 최대 120도 섭씨의 고온에서 작동할 수 있습니다(요청 시 맞춤 가능).

이 제품은 소형, 경량, 높은 인장 및 압축 강도, 방수 및 방습 특성, 완전 밀봉이 특징입니다. FBG의 변형 특성을 활용하여 이 센서는 테스트 구조물의 내부 또는 표면에 삽입, 용접, 접착 또는 부착되어 변형률 감지 및 모니터링을 수행할 수 있습니다.

6000με 광섬유 브래그 격자 변형률 센서 - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

이 제품은 고탄성 합금 튜브에 캡슐화된 광섬유 브래그 격자 변형률 센서(FBG 변형률 게이지)로, 변형률 측정에 사용됩니다. 대부분의 경우 단일 세그먼트 단일 종단 구조이거나 다중 세그먼트 단일 종단 구조로 제작될 수 있습니다. 드물게 양단 구조로도 제작 가능합니다. 이 센서는 내방사선 광섬유 브래그 격자 변형률 센서 또는 내고온 광섬유 브래그 격자 변형률 센서로 맞춤 제작할 수 있습니다. 제품의 배치 방법은 지지 고정구에 따라 달라지며, 테스트 대상에 직접 삽입하거나, 해당 고정구로 표면 용접 설치, 드릴 구멍을 볼트로 고정, 접착제 표면 장착, 스트랩으로 묶어 고정, 또는 클램프로 고정하는 등 다양한 설치 방법이 있습니다. 이 제품은 기본 구조 제품으로 FBG 변위 센서로 교정하거나 FBG 응력 센서로 사용할 수 있습니다.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (FBG 변형률 게이지)는 광섬유 커넥터(FC, SC, LC, ST 등), 고탄성 합금 튜브 및 단일 지점/다중 지점 FBG 캡슐화로 구성됩니다.

It can also be customized as radiation-resistant FBG strain sensor or high-temperature resistant FBG strain sensor.

이 제품은 소형, 경량, 높은 인장 및 압축 강도, 방수, 방습 및 완전 밀봉 특성을 갖추고 있습니다. FBG의 변형 특성을 활용하여 이 센서는 측정 구조물에 삽입, 클램핑, 표면 장착, 접착 또는 내장되어 변형률 감지 및 모니터링을 수행할 수 있습니다.

베이징 다청 융성 테크놀로지 주식회사:

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(DCYS의 약자)는 광섬유 격자 센서, 광섬유 격자 복조기 및 시스템 소프트웨어 전문 제조업체입니다. 온도, 변형률, 응력, 변위, 진동, 형상 센서 등 다양한 섬유 격자 센서 생산을 전문으로 하는 DCYS는 섬유 격자 복조기도 생산하고 관련 응용 소프트웨어를 맞춤화하고 개발할 수 있습니다.

DCYS는 풍력 터빈의 SHM을 수행하는 데 도움이 됩니다.

섬유 격자 감지 기술에 대한 당사의 전문 지식을 통해 DCYS는 신에너지 산업이 풍력 터빈의 SHM과 관련된 몇 가지 문제를 해결하도록 도울 수 있습니다.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

기타 사항을 명확히 해야 합니다.

공지 1: 풍력 터빈의 구조 상태 모니터링(SHM)은 엔지니어, 물리학자, 컴퓨터 과학자 간의 협력이 필요한 종합 분야입니다. 광섬유 격자 감지 기술에는 다양한 장점이 있지만 모든 경우에 적용되는 단일 솔루션은 아니며 경우에 따라 다른 모니터링 기술이 필요할 수도 있습니다. 또한 SHM은 풍력 터빈의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있지만 정기적인 유지 관리 및 수리 작업을 대체할 수는 없습니다.

공지 2: 광섬유 격자 감지 기술은 지속적으로 연구 개발되고 있는 빠르게 발전하는 분야입니다. 따라서 신에너지 산업에 풍력 터빈 SHM을 적용할 때 이 기술이 더욱 발전할 것으로 기대됩니다. DCYS와 같은 혁신적인 기업의 지원으로 우리는 풍력 터빈의 안전성과 효율성을 지속적으로 개선하고 재생 에너지 산업의 발전을 지원할 수 있습니다.

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