在大型风电机组中,叶片与轮毂之间的叶根连接,是整台风机最关键的受力部位之一。每一片叶片通常通过数十甚至上百颗高强螺栓固定在轮毂上,共同承受巨大的离心力、风载荷以及周期性疲劳应力。
由于叶片持续旋转,这些螺栓长期工作在复杂动态环境中,其预紧力状态会直接影响叶片连接安全。一旦局部螺栓松动,轻则导致振动异常,重则可能引发叶片连接失效。

(无源无线垫片式压力传感器在叶根螺栓中的应用 图源:摄图网)
然而,叶根区域也是风电行业公认的“最难监测部位”之一。
首先,该区域空间极其狭小。运维人员进入轮毂内部后,实际操作空间有限,检测难度非常高。其次,叶片始终处于旋转状态,传统有线传感方案难以适应动态工况。
即使部署了部分电子监测设备,也普遍面临供电、线路可靠性以及维护困难等问题。尤其是电池方案,在高空、狭小空间中更换维护成本极高。
因此,目前大量风机仍依赖停机人工巡检。但这种方式不仅效率低,而且无法获取运行状态下的真实数据。
无源无线垫片式压力传感器则为叶根监测提供了一种更现实的解决方案。
该传感器将感知单元与垫片结构融合,安装时直接替换原有垫片即可,无需额外改造。其无源特性意味着无需电池,无线读取方式也避免了旋转部件中的布线难题。
更重要的是,该方案能够在风机运行过程中实现远程监测。即便叶片处于旋转状态,也可以获取关键螺栓的预紧力变化信息。
这意味着,运维人员第一次真正具备了“观察叶根动态受力状态”的能力。

(无源无线垫片式压力传感器在叶根螺栓中的应用 图源:摄图网)
例如,在不同风速条件下,叶根连接的受力波动可以通过数据直接体现,从而帮助分析疲劳状态与结构稳定性。
同时,通过长期趋势分析,可以提前发现预紧力异常衰减的螺栓,避免重大事故发生。
对于风电行业而言,叶片是价值极高的核心部件,而叶根连接又是叶片安全的关键。无源无线垫片式压力传感器,正在让这一长期难以监测的区域,逐步实现数字化与智能化。


