用于风力涡轮机传感器校准的系统和方法.pdf

提供了一种用于风力涡轮机传感器系统的检验和校准的系统和方法。该系统包含设置在风力涡轮机上的光学拍摄装置，光学拍摄装置安排来在风力涡轮机的操作期间记录设置在风力涡轮机处的至少一个光源的位置。光源相对于光学拍摄装置的运动可提供在操作期间的风力涡轮机的一部分的相对运动指示，这然后可用作至用于风力涡轮机的传感器系统的校准和/或检验系统的输入。

1.  一种校准用于风力涡轮机的传感器系统的方法，所述风力涡轮机包含至少一个风力涡轮机叶片，所述方法包含下列步骤：
　　向所述风力涡轮机塔架的所述机舱提供光学拍摄装置；
　　在远离所述光学拍摄装置的所述风力涡轮机的位置处提供至少一个光源；
　　对于所述风力涡轮机的操作循环的至少一部分，记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个光源的位置，作为在所述机舱和所述至少一个光源的位置之间的所述风力涡轮机的一部分的运动指示；以及
　　提供所述记录的运动指示，作为至所述风力涡轮机的传感器系统的校准输入。

2.  如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包含下列步骤：
　　向风力涡轮机塔架的基部提供至少一个塔架光源；
　　向所述风力涡轮机塔架的所述机舱提供光学拍摄装置，所述光学拍摄装置安排为在所述至少一个塔架光源的方向上面向沿着所述塔架；
　　在负载状态下操作所述风力涡轮机；
　　记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个塔架光源的位置，作为对于所述负载状态的塔架偏斜的指示；以及
　　提供所述记录的对于所述负载状态的塔架偏斜的指示，作为至所述风力涡轮机的传感器系统的校准输入。

3.  如权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包含下列步骤：
　　向所述风力涡轮机的风力涡轮机叶片的尖部端部提供至少一个叶片光源；
　　当所述风力涡轮机叶片经过所述塔架时，记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个叶片光源的位置，作为对于所述负载状态的叶片偏斜的指示；以及
　　提供所述记录的对于所述负载状态的叶片偏斜的指示，作为至所述风力涡轮机的传感器系统的校准输入。

4.  如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包含下列步骤：
　　在无负载或空转状态下操作所述风力涡轮机；
　　记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个塔架光源的位置，作为对于所述无负载状态的塔架偏斜的指示；以及
　　提供所述记录的对于所述无负载状态的塔架偏斜的指示，作为至所述风力涡轮机的传感器系统的校准输入。

5.  如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述方法还包含下列步骤：
　　向所述风力涡轮机的风力涡轮机叶片的尖部端部提供至少一个叶片光源；
　　当所述风力涡轮机叶片经过所述塔架时，记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个叶片光源的位置，作为对于所述无负载状态的叶片偏斜的指示；以及
　　提供所述记录的对于所述无负载状态的叶片偏斜的指示，作为至所述风力涡轮机的传感器系统的校准输入。

6.  如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述光学拍摄装置设置在所述风力涡轮机机舱上，邻近所述风力涡轮机转子轮毂。

7.  如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个光源设置为设置在邻近所述风力涡轮机塔架的基部的地面上的至少一个塔架光源。

8.  如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个光源设置为红外(IR)灯。

9.  如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述记录的步骤对于风力涡轮机转子叶片的预定义的旋转的次数和/或预定义的持续时间来执行。

10.  如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个风力涡轮机转子叶片的每旋转一次，则执行一次记录，并且其中，所述方法还包含下列步骤：在所述风力涡轮机的操作期间，至少部分地基于所述记录的运动指示来动态地校准所述涡轮机传感器系统。

11.  如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，对于预定义的旋转的次数和/或对于预定义的持续时间来执行记录。

12.  如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述方法包含在所述记录的步骤之后移除所述光源和所述光学拍摄装置。

13.  如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包含下列步骤：
　　提供在所述机舱与所述至少一个光源的位置之间的所述风力涡轮机的一部分的预测的运动，作为来自所述风力涡轮机的传感器系统的输出；
　　将所述记录的运动指示与所述预测的运动进行比较；以及
　　如果所述记录的运动指示与所述预测的运动之间的差异超过阈值，则触发对于所述风力涡轮机的警报状态。

14.  如权利要求13所述的方法，其中，所述触发对于所述风力涡轮机的警报状态的步骤包含下列步骤中的至少一个：产生对于所述风力涡轮机的操作者警报；产生对于所述风力涡轮机的维护、检查或修复的要求；使所述风力涡轮机不活动；出于风力涡轮机控制的目的发信号至风力涡轮机控制器，以使用所述校准系统的输出来代替所述传感器系统的输出。

15.  一种用于校准用于风力涡轮机的传感器系统的设备，所述设备包含：
　　光学拍摄装置，其用于向所述风力涡轮机塔架的所述机舱定位；
　　至少一个光源，用于定位在远离所述光学拍摄装置的所述风力涡轮机的位置处；以及
　　控制器，其联接到所述第一光源和所述光学拍摄装置上，其中所述控制器能操作来实施如权利要求1至14中任一项所述的方法。

用于风力涡轮机传感器校准的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于风力涡轮机传感器系统的校准和/或检验的系统和方法。
背景技术
在现代风力涡轮机设计中，对于提高的效率和可靠性的持续追求已导致了向风力涡轮机控制系统提供更智能的解决方案的期望。此类解决方案常涉及整体结合入涡轮机设计阶段中的风力涡轮机传感器系统的并入。由于此类系统可与风力涡轮机组件的制造整体结合，故此类系统可产生相对准确的输出，例如嵌入(inlaid)风力涡轮机叶片自身的结构内的叶片偏斜监控系统。
确保此类系统的准确操作的挑战之一在于确保传感器输出的准确校准上的困难，特别是关于传感器系统的准确定位。另外，期望的是能够有效地检验整体结合的传感器系统的输出，以确保传感器部件正在正确地操作。
一些提出的解决方案包括使用全球定位系统(GPS)以便准确地计算传感器系统和/或风力涡轮机部件的位置。然而，此类系统是相对昂贵的，并且可需要结果的相对复杂的插值和映射，以便成功地校准和/或检验涡轮机传感器系统。
本发明的目的是提供一种改进的涡轮机传感器校准和/或检验系统，其提供相对更简单且更廉价的解决方案，其可容易地在新的或现有的风力涡轮机上实施。
发明内容
因此，提供了一种校准用于风力涡轮机的传感器系统的方法，风力涡轮机包含至少一个风力涡轮机叶片，该方法包含下列步骤：
向(towards)风力涡轮机塔架的机舱提供光学拍摄(optical capture)装置；
在远离所述光学拍摄装置的风力涡轮机的位置处提供至少一个光源；
对于风力涡轮机的操作循环的至少一部分，记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个光源的位置，作为在所述机舱和所述至少一个光源的位置之间的风力涡轮机的一部分的运动指示；以及
提供所述记录的运动指示，作为至风力涡轮机的传感器系统的校准输入。
在风力涡轮机上使用校准系统允许涡轮机传感器系统的初始准确校准、和/或传感器系统的动态的或周期性的再校准，以确保此类传感器系统提供准确的传感器输出。此类适当地校准的传感器系统可提供改善的风力涡轮机操作。通过风力涡轮机的操作循环，将理解的是，这可涵盖风力涡轮机操作性能的初始测试，例如涡轮机的全负载或无负载测试，和/或风力涡轮机的正常操作运行时间的一部分。该方法可还包含至少部分地基于所述记录的运动指示来校准传感器系统的步骤。
优选地，提供了一种校准用于风力涡轮机的传感器系统的方法，风力涡轮机包含至少一个风力涡轮机叶片，该方法包含下列步骤：
向风力涡轮机塔架的基部提供至少一个塔架光源；
向风力涡轮机塔架的机舱提供光学拍摄装置，所述光学拍摄装置安排为在所述至少一个塔架光源的方向上面向沿着所述塔架；
在负载状态下操作风力涡轮机；
记录如由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个塔架光源的位置，作为对于该负载状态的塔架偏斜的指示；以及
提供所述记录的对于该负载状态的塔架偏斜的指示，作为至风力涡轮机的传感器系统的校准输入。
在涡轮机操作期间弯曲的风力涡轮机塔架可导致在诸如叶片偏斜监控系统的风力涡轮机传感器系统的操作期间的测量错误。进一步地，塔架弯曲可影响准确的叶片至塔架间隙距离的计算。因此，提供合适的校准系统以校准诸如整体结合的叶片偏斜监控系统的涡轮机传感器系统的操作导致传感器系统以及任何关联的风力涡轮机控制系统的更可靠且准确的性能。外部光学装置的使用提供了在用于风力涡轮机塔架的负载期间的校准塔架弯曲的可相对简单且容易地检验的方法。
通过提供用于检验风力涡轮机塔架和/或经受偏斜的风力涡轮机叶片的真实位置的相对简单且准确的方法，该方法也可用作风力涡轮机传感器系统的输出的检验的方法，并且其可使用直接且容易获得的部件来在风力涡轮机上相对容易地实施。
将理解的是，使用来实施该方法的设备可为了初始校准或检验的目的而临时地附接到风力涡轮机上。备选地，该设备可永久地附接到风力涡轮机上，在永久设备安装的情况下，校准设备可起作用为次级或后备传感器系统，次级或后备传感器系统可在主风力涡轮机传感器系统经历失效的情况下使用。
由“负载状态”，将理解的是，涡轮机在预定义的负载状态下(例如名义负载或全负载)操作。还将理解的是，涡轮机可对于高达最大负载的多种不同负载来操作，以便提供负载状态和塔架弯曲之间的关系的宽泛概观(overview)。用于不同负载状态的塔架弯曲的此类概观可提供用于各种涡轮机传感器系统的准确校准输入。
优选地，风力涡轮机传感器系统包含叶片偏斜监控系统，优选地，风力涡轮机包含具有整体结合的叶片偏斜监控系统的至少一个风力涡轮机叶片。
优选地，所述方法还包含下列步骤：
向风力涡轮机的风力涡轮机叶片的尖部端部提供至少一个叶片光源；
当所述风力涡轮机叶片经过所述塔架时，记录由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个叶片光源的位置，作为对于该负载状态的叶片偏斜的指示；以及
提供所述记录的对于该负载状态的叶片偏斜的指示，作为至风力涡轮机的传感器系统的校准输入。
通过在测得的负载状态期间监控叶片偏斜，传感器系统(例如，偏斜监控系统)可为了未来的涡轮机操作而准确地校准。
优选地，该方法还包含下列步骤：
在无负载或空转状态下操作所述风力涡轮机；
记录由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个塔架光源的位置，作为对于该无负载状态的塔架偏斜的指示；以及
提供所述记录的对于该无负载状态的塔架偏斜的指示，作为至风力涡轮机的传感器系统的校准输入。
优选地，该方法还包含下列步骤：
向风力涡轮机的风力涡轮机叶片的尖部端部提供至少一个叶片光源；
当所述风力涡轮机叶片经过所述塔架时，记录由所述光学拍摄装置观察到的所述至少一个叶片光源的位置，作为对于该无负载状态的叶片偏斜的指示；以及
提供所述记录的对于该无负载状态的叶片偏斜的指示，作为至所述风力涡轮机的传感器系统的校准输入。
监控对于无负载状态的塔架偏斜和/或叶片偏斜提供了有用的基线测量，有用的基线测量可使用来用于诸如偏斜监控系统的传感器系统的准确校准。
优选地，该方法包含下列步骤：提供具有整体结合的叶片偏斜监控系统(优选地为无线距离测量系统)的至少一个风力涡轮机叶片。在优选方面中，无线距离测量系统基于在多个通信装置之间的无线电通信链路。优选地，无线电通信链路是超带宽(UWB)通信链路。
在偏斜监控系统的操作期间，此类无线距离监控系统的使用提供了高度的准确性和可靠性。由于校准系统基于位置的光学检测，这在初始地校准偏斜监控系统时提供了第二层安全性，因为校准操作可为基于两个分离的位置测量——校准系统的输出和偏斜监控系统自身的输出。将理解的是，风力涡轮机叶片可包含备选偏斜监控系统，例如光纤偏斜监控系统和基于加速度计的系统等。
优选地，所述光学拍摄装置设置在风力涡轮机机舱上，邻近风力涡轮机转子轮毂。优选地，所述光学拍摄装置设置在机舱的下侧上。
优选地，所述至少一个塔架光源设置在邻近风力涡轮机塔架的基部的地面上。
优选地，所述塔架光源和/或叶片光源设置为红外(IR)灯。
优选地，对于风力涡轮机转子叶片的预定义的旋转次数和/或预定义的持续时间执行所述记录的步骤。
一方面，至少一个风力涡轮机转子叶片每旋转一次，则执行一次记录，其中，对于涡轮机传感器系统连续地执行校准方法。优选地，传感器系统包含设置在所述至少一个风力涡轮机叶片中的至少一个加速度计。
一方面，该方法还包含下列步骤：在风力涡轮机的操作期间，至少部分地基于所述记录的运动指示来动态地校准所述涡轮机传感器系统。这可在涡轮机操作期间连续地执行，或者可为在涡轮机操作的周期期间(例如，在高负载的周期期间)的传感器系统的动态再校准。
在备选方面中，对于足够数量的旋转或足够的持续时间执行记录，以确保可靠数据集(set)已出于校准或检测的目的而记录。
优选地，该方法包含在所述记录步骤之后移除所述光源和光学拍摄装置。
使用可在校准后从风力涡轮机移除的装置和光源允许该装置被再使用来用于不同风力涡轮机的校准。另外地或备选地，校准可对于风力涡轮机的不同叶片连续地或并行地执行。
优选地，提供步骤包含将所述光学拍摄装置附接到所述机舱的外表面上。
优选地，提供步骤包含将所述至少一个叶片光源附接到风力涡轮机叶片的外表面上。
优选地，所述至少一个叶片光源可释放地附接到风力涡轮机叶片的表面上。
优选地，所述方法包含下列步骤：
提供在所述机舱与所述至少一个光源的位置之间的风力涡轮机的一部分的预测运动，作为来自风力涡轮机的传感器系统的输出；
将所述记录的运动指示与所述预测运动进行比较；以及
如果所述记录的运动指示与所述预测运动之间的差异超过阈值，则触发对于风力涡轮机的警报状态。
所述警报状态可为：实际操作者警报；产生对于风力涡轮机的维护、检查或维修的要求；使风力涡轮机不活动；和/或出于风力涡轮机控制的目的至风力涡轮机控制器的信号，以使用校准系统的输出来代替传感器系统的输出。在此方面，将理解的是，风力涡轮机可设置有至通信网络的链路，用于将信号从风力涡轮机传输到风力涡轮机操作者，风力涡轮机操作者可为在远程位置中。
还提供了一种用于校准用于风力涡轮机的传感器系统的设备，该设备包含：
光学拍摄装置，其用于向风力涡轮机的塔架的机舱定位；
至少一个光源，用于定位在远离所述光学拍摄装置的风力涡轮机的位置处；以及
控制器，其联接到所述第一光源和所述光学拍摄装置，其中所述控制器可操作来实施如上文所描述的方法。
优选地，该设备包含用于向风力涡轮机塔架的基部定位的至少一个光源。
优选地，该设备包含用于向风力涡轮机的至少一个风力涡轮机叶片的尖部端部定位的至少一个光源。
附图说明
现将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的实施例，其中：
图1示出了具有根据本发明的校准和检验系统的风力涡轮机；
图2图示了根据本发明的方面的校准方法的步骤；
图3图示了根据本发明的方面的传感器系统的检验和调整(tuning)的方法；以及
图4图示了使用本发明的系统和方法的实施例来记录的数据的示例。
将理解的是，所附的图仅为图示性的，并且未按比例提供。
具体实施方式
参考图1，图示了根据所谓“丹麦概念”的逆风水平轴风力涡轮机10。风力涡轮机10包含风力涡轮机塔架12、设置在所述塔架12的顶部处的机舱14、以及可旋转地设置在所述机舱14上的风力涡轮机转子16。转子16包含转子轮毂18和从所述转子轮毂18径向地延伸的多个风力涡轮机叶片20。风力涡轮机叶片20可倾斜地(pitchably)安装到转子轮毂18上，使得叶片20可相对于转子轮毂18倾斜(pitch)，以基于操作状态来优化涡轮机操作。机舱14可旋转地安装在所述塔架12上，使得通过机舱14的偏航(yawing)作用，风力涡轮机转子16可面对在涡轮机10处来临的风。
风力涡轮机叶片20包含具有前缘21a和后缘21b的翼型轮廓。风力涡轮机叶片20遵循绕转子轮毂18的大致圆形的旋转路径。
风力涡轮机叶片通常由纤维增强的塑料材料形成，即安排在模具内并以树脂固化来形成固态结构的玻璃纤维和/或碳纤维。现代风力涡轮机叶片常可在长度上超过30-40米，具有若干米的叶片根部直径。
风力涡轮机10还包含至少一个涡轮机传感器系统(未示出)，其可操作来监控风力涡轮机10的至少一个操作特性。此类涡轮机传感器系统可包含风力涡轮机叶片偏斜监控系统，例如基于超带宽(UWB)通信系统的偏斜监控系统。可在共同待审的欧洲专利申请No. 12180776.2中找到此类叶片偏斜监控系统的示例。合适的传感器系统的其它示例包括基于加速度计的传感器系统和/或塔架撞击(strike)预测系统。
传感器系统可联接到数据记录站，其中涡轮机操作特性可记录来用于后续分析，以确定风力涡轮机10的状态和性能。另外地或备选地，传感器系统的输出可联接到风力涡轮机控制器(未示出)上，风力涡轮机控制器可操作以基于传感器系统输出来管制(regulate)风力涡轮机10的操作。例如，控制器可为可操作的以控制风力涡轮机叶片20的倾斜，从而为了改进的涡轮机性能而调整叶片倾斜角，和/或防止叶片20的塔架撞击的可能性。
为了确保涡轮机传感器系统的准确操作，风力涡轮机10还包含传感器校准系统，该传感器校准系统可操作来校准和/或检验风力涡轮机传感器系统的输出。传感器校准系统包含设置在风力涡轮机10的机舱14处或附近的光学拍摄装置22。光学拍摄装置22可包含任何合适的照相机设备。光学拍摄装置22安排为使得装置22面向朝下的方向，从风力涡轮机塔架12的上端部朝向塔架12的基部。光学拍摄装置22安排为使得其定位为使得装置22可拍摄塔架12的基部的图像以及风力涡轮机叶片20的旋转路径的下部部分。在此方面，光学拍摄装置22优选地安装在机舱14上，向机舱14的转子侧，使得光学拍摄装置22将与机舱14一起偏航，来总是面向与转子16相同的方向。优选地，光学拍摄装置22在塔架12和转子轮毂18之间安装在机舱14上。备选地，光学拍摄装置22可在塔架12的上部端部处安装在塔架12上，其中光学拍摄装置22可操作来根据需要绕塔架12旋转。
第一光源24位于风力涡轮机塔架12的基部处或附近。第一光源24可包含设置在塔架12的基部处的特定位置处的单个光源元件，或可包含绕塔架基部的周边定位的光源元件的阵列，使得对于机舱14和转子16的任何偏航角而言，均可由光学拍摄装置22看到第一光源24的至少一部分。备选地，第一光源24可包含旋转地设置在塔架12的基部处的单个光源元件，单个光源元件安排为随机舱14的偏航而绕塔架12旋转，使得对于机舱14的任何偏航角而言，均可由光学拍摄装置22看到单个光源元件。
第二光源26向风力涡轮机叶片20中的至少一个的尖部端部定位。第二光源26优选地设置在风力涡轮机叶片20的下风(downwind)表面上，优选地在风力涡轮机叶片20面向塔架12的侧上，使得当所述风力涡轮机叶片20通过可由光学拍摄装置22观察到的风力涡轮机叶片20的旋转路径的部分时，第二光源26可由光学拍摄装置22看到。
光源24、26可为适合于由光学拍摄装置22监控的任何合适光源。优选地，光源24、26包含红外(IR)灯。优选地，光学拍摄装置22包含多目标跟踪(tracking)传感器，多目标跟踪传感器可操作来将光源的位置跟踪到2D阵列上。
将理解的是，出于初始校准/检验测试的目的，和/或出于在风力涡轮机10的操作寿命期间的间隔处实行的周期性校准/检验测试的目的，光学拍摄装置22以及第一光源24和第二光源26可临时地附接到风力涡轮机10上。
备选地，出于在风力涡轮机10中进行传感器系统的连续或动态校准的目的，装置22、24、26可永久地固定到风力涡轮机10上。
优选地，光源22、24设置在空气动力地合适的壳体内，使得光源22、24(以及特别地，设置在风力涡轮机叶片上的任何光源)的存在不会导致产生显著的噪音水平，并且不会显著影响风力涡轮机的空气动力性能。
在光源设置为安装用于相当长的时间周期的情况下，例如作为风力涡轮机的永久零件，将理解的是风力涡轮机可设计为有效率地容纳光源，例如风力涡轮机可造型为将光源容置在限定在叶片中的孔或腔内，使得光源设置为与叶片表面对齐。另外地或备选地，向叶片20的尖部设置的光源26可联接到设置在风力涡轮机轮毂18或机舱14中的控制器和/或电源上。此类控制器和/或电源距叶片尖部的远程定位允许控制器和电源的相对容易的维护。
另外地或备选地，可通过从叶片根端部到向尖部的位置穿过叶片20延伸的光纤或类似的光引导件来提供光源26。因此，光源可设置在可相对容易地维护的位置上，例如转子轮毂18或机舱14，且来自所述光源的光从此类位置引导来向其所期望的尖部的位置，以监控运动。
光学拍摄装置22可操作来将光源24、26的位置跟踪到2D阵列上。然后，合适的控制器可操作来转换跟踪的坐标，以确定光学拍摄装置22与光源24、26之间的运动。因此，通过监控如由光学拍摄装置22看到的第一光源24和第二光源26的位置，风力涡轮机10的若干操作特性可相对容易地确定：
　　·在风力涡轮机10操作期间的风力涡轮机塔架12的弯曲的程度，基于设置在塔架12的顶部处的光学拍摄装置22与设置在塔架12的基部处的第一光源24之间的相对运动；以及
　　·安装有第二光源26的风力涡轮机叶片20的偏斜的程度，基于如由光学拍摄装置22看到的第二光源26的运动。
然后，这些记录结果可使用来用于设置在风力涡轮机10中的传感器系统的输出的校准和/或检验。将理解的是，可针对风力涡轮机10的不同负载状态来测量这些特性。参考图2，图示了根据本发明的用于校准/检验测试的方法的概要。
首先(步骤100)，光学拍摄装置22以及第一光源24和第二光源26安装在风力涡轮机10上，如图1中所指示。然后，涡轮机10操作来用于无负载测试(步骤102)，其中涡轮机10在没有电力负载的情况下操作。通过记录第一光源24和第二光源26分别相对于光学拍摄装置22的相对运动，对于此测试记录叶片尖部位置与塔架位置的相对运动(步骤104、106)。
接着，使用涡轮机执行全负载测试(步骤108)，其中涡轮机10使用全电力负载来操作。再一次地，通过记录第一光源24和第二光源26分别相对于光学拍摄装置22的相对运动，对于此测试记录叶片尖部位置与塔架位置的相对运动(步骤110、112)。
将理解的是，涡轮机10可另外地或备选地针对不同的操作负载水平来操作，以便记录对于不同的涡轮机操作水平的叶片尖部和塔架位置。
一旦塔架弯曲和叶片偏斜已以此方式记录，则数据可作为至传感器校准系统的输入来使用(步骤114)。例如，数据可用来检验基于位置的叶片偏斜系统的输出是否正确(通过与记录的叶片尖部偏斜进行比较)、或塔架撞击预测系统的准确性是否足够(通过比较记录的叶片尖部偏斜和塔架偏斜，以确定塔架撞击的可能性)。
在优选方面中，可随后将结合了装置22、24、26的校准系统从风力涡轮机10移除(步骤116)，并且使用来校准其它风力涡轮机设施，但将理解的是，校准系统可永久地安装在涡轮机10上，以提供传感器系统部件的动态或周期性的再校准。例如，在基于加速度计的传感器系统的情况下，可对风力涡轮机转子16的每次旋转或至少对预定义的旋转间隔来记录叶片偏斜。因此，可基于记录的偏斜来对加速度计的输出进行重新定中心(re-centred)，传感器系统的准确性由校准系统来连续地调整。
参考图3，图示了校准方法的示例。
在图3中，风力涡轮机传感器系统(诸如叶片偏斜监控系统)的输出被接收(步骤118)，并且与来自装置22、24、26的校准和检验系统的输出进行比较(步骤120)。然后，输出被比较(步骤122)以判断它们的准确性和对齐性(alignment)。
如果校准系统的输出与传感器系统的输出相对应，则可判定的是风力涡轮机10的传感器系统被准确地配置(步骤124)，并且校准系统可移除来用于安装在另一风力涡轮机传感器系统上并用于该另一风力涡轮机传感器系统的校准(如在步骤116中)，或者校准系统可断电或设为空闲模式，直到需要下一次校准和检验测试。
如果校准系统的输出与传感器系统的输出不同，则风力涡轮机控制器可操作来调整传感器系统(步骤126)，以提供准确的输出。将理解的是，可执行传感器系统的任何合适的调整或调节，例如在传感器系统的控制器上的增益和/或时间常数的适当调节，和/或适当的传感器输出的定零点(zeroing)。优选地，控制器可操作来在反馈看(feedback look)中调整传感器系统，直到传感器系统的输出与校准系统的输出相对应。
图4示出了从在风力涡轮机上实施的本发明的系统和方法的实施例记录的数据的示例。
展示的图是由光学拍摄装置22看到的像素的阵列，示出了2D坐标图，该2D坐标图图示了如由光学拍摄装置22看到的光源24、26的运动。由光学拍摄装置22看到的图的比例已被调节，其中100像素大约等于4.3米。
从图的左到右穿过的点的阵列图示了当叶片20通过光学拍摄装置22的视场时，向叶片20的尖部端部设置的叶片光源26的运动。由A标识的上部点阵列图示了在涡轮机空转或在无负载测试下时叶片20的运动，即示出了风力涡轮机叶片20的最小偏斜。由B标识的下部点阵列图示了在全负载测试期间叶片20的运动，示出了叶片20从无负载点阵列的偏斜。
在由C标识的在图的下部区域处示出的点的簇(cluster)示出了由光学拍摄装置22看到的塔架光源24的相对运动，指示了在涡轮机操作期间塔架12的弯曲。
因此，控制器可操作来三角测量(triangulate)并转换这些记录的结果，用于在风力涡轮机传感器系统的校准和/或检验中使用。
如上文所描述，该系统可操作来临时性地安装在风力涡轮机上，以提供新的风力涡轮机设施的初始测试和检验，或者用于现有传感器系统的周期性再校准。备选地，校准系统可永久地安装在风力涡轮机上，可操作来执行传感器系统输出的动态再校准。
在其中校准和检验系统永久地安装在风力涡轮机上的本发明另一实施例中，系统可为可操作来在校准系统的输出与传感器系统的输出之间的差异超过预定义的阈值时产生警报。系统输出中的此类相对大的差异可指示了风力涡轮机传感器系统的一方面的失效或损坏，并且其可需要操作者修复。在此类情况下，校准系统可为可操作来代替损坏或失效的主要传感器系统而作为用于风力涡轮机的后备或次级传感器系统。
本发明提供了一种系统和方法来确保风力涡轮机叶片传感器系统的输出的准确校准和检验。校准系统可相对容易地安装在风力涡轮机上用于临时或永久的校准和检验。另外，校准系统可为可操作来监控风力涡轮机叶片传感器系统的操作状态，和/或在风力涡轮机的主要传感器系统损坏或失效的情况下提供后备传感器系统。
本发明并不限于本文中描述的实施例，并且可在不脱离本发明的范围的情况下进行修改或改造。