本发明涉及风电机组齿轮箱磨损检测的，尤其是指风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统、装置及方法。
背景技术：
1、齿轮箱是风力发电机组的重要组成部分，它的运行状况决定着风力发电机组的可靠性与安全性，因此对于齿轮箱的故障诊断技术就显得尤其重要。
2、目前，针对齿轮箱的故障诊断方法主要有性能参数分析法、振动分析法、油液分析法和噪声分析法等。其中，油液分析法通过分析齿轮油中的磨损颗粒的浓度、粒径、形貌和成分，可以诊断齿轮箱各部件的磨损情况，但存在对瞬时突发故障无法预警、检测成本高、故障定位困难、在线监测技术不成熟等缺点。油液分析法在线监测主要分为两种，一种是通过式，另一种是吸附式，通过式的齿轮油在线监测方法是将在线监测装置安装在齿轮箱润滑系统的油泵吸油管路上，在齿轮油从在线监测装置的中心油孔通过时，齿轮油中的磨损颗粒会改变油孔内的磁场强度，通过磁场强度的变化可以区别磨损颗粒是铁磁性或非铁磁性颗粒，也可判断磨损颗粒的粒径尺寸。而吸附式的齿轮油在线监测方法也是将在线监测装置安装在齿轮箱润滑系统的油泵吸油管路上，在齿轮油从在线监测装置的检测探头流经时，齿轮油液中的铁磁性磨损颗粒被吸附至探头上，从而改变探头处的磁场，通过磁场强度的变化，监测齿轮油液中铁磁性磨损颗粒的含量。
3、目前关于吸附式的齿轮箱磨损颗粒在线监测装置的现有技术中大多是针对铁磁性颗粒吸附满后的清除方式进行改进，如在中国发明专利申请cn113899662a中，公布了一种金属磨损颗粒传感器，在铁磁颗粒吸附达到预设值后，消磁组件激发反向磁场，用以抵消铁磁组件的正向磁场，使检测探头上的铁磁颗粒失去吸附力自动脱落，无需人为操作；现有技术中的吸附式的齿轮箱磨损颗粒在线监测装置只能进行简单的吸附量累计计数，无法直观看出齿轮油中铁磁性磨损颗粒含量的变化，也无法做到实时预警。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统、装置及方法，能够直观看出齿轮油中磨损颗粒含量的变化，灵活调整检测的计时周期，通过输出的单位时间内磨损颗粒吸附量实时监测齿轮油液中磨损颗粒的含量并对齿轮箱出现的磨损情况进行实时预警。
2、本发明的目的通过下述技术方案实现：一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，包括：
3、数据采集模块，用于通过设置在风电机组齿轮箱内的吸附式检测探头实时采集齿轮箱的磨损数据；
4、数据运算模块，根据对获取到的磨损数据实时计算铁磁性磨损颗粒含量，并根据检测周期计时模块的数据计算单位时间铁磁性磨损颗粒的含量变化值；
5、检测周期计时模块，用于自动记录预设周期内的铁磁性磨损颗粒含量，并将该周期内的数据输出到数据运算模块中进行计算；
6、通讯模块，用于数据运算模块与预警模块之间的实时通讯，将单位时间内铁磁性磨损颗粒含量变化值输出到预警模块中；
7、预警模块，根据获得的单位时间内铁磁性磨损颗粒含量变化值，诊断风电机组齿轮箱的磨损情况并进行预警。
8、进一步，所述数据采集模块包括：
9、所述数据采集模块与吸附式检测探头通过电缆电连接，所述吸附式检测探头用于自动吸附齿轮油液中的铁磁性磨损颗粒并将产生的磁场变化量的电流信号传输到数据采集模块中。
10、进一步，所述吸附式检测探头包括电磁线圈、永磁体和吸附件，所述吸附件设置在永磁体的底面，用于浸入到齿轮油中吸附铁磁性磨损颗粒，所述电磁线圈周向缠绕在永磁体的外侧，用于在吸附件吸满铁磁性磨损颗粒后，通过齿轮油流动将吸附面的铁磁性磨损颗粒清除，开始下一轮的吸附检测。
11、进一步，所述检测周期计时模块包括：
12、在启动计时的时候，计时模块自动记录开始计时时间点tn的铁磁性磨损颗粒含量sn，然后在计时结束时再次记录计时结束时时间点tn+1的铁磁性磨损颗粒含量sn+1并将两次的记录输出到运算模块进行运算。
13、进一步，所述数据运算模块包括：
14、根据检测周期计时模块的数据计算单位时间铁磁性磨损颗粒的含量变化值，如下式所示：
15、δsn＝sn+1-sn；
16、δt＝tn+1-tn，tn+1＞tn；
17、其中，n为常数，δsn为在预设计时周期δt内的铁磁性磨损颗粒含量的变化值，sn+1为在tn+1时间点下磁铁性磨损颗粒含量值，sn为在tn时间点下磁铁性磨损颗粒含量值，δt为预设的计时周期，计时周期δt的长短是根据齿轮箱的状态而设定，齿轮箱处于不稳定期即容易发生磨损时的计时周期小于齿轮箱处于稳定期的计时周期。
18、进一步，所述数据采集模块、数据运算模块、检测周期计时模块以及通讯模块均集成于一个集成电路板中，所述预警模块集成于风电机组主控中。
19、进一步，所述预警模块包括：
20、预警模块内置有故障诊断模型，根据该故障诊断模型计算出实时预警值，然后将单位时间内铁磁性磨损颗粒含量变化值与实时预警值进行比较，超过预警值即发出报警信息。
21、一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警装置，包括壳体、吸附式检测探头以及集成电路板；所述吸附式检测探头和集成电路板均安装在壳体的内部，所述吸附式检测探头与集成电路板通过电缆连接，所述吸附式检测探头包括电磁线圈、永磁体和吸附件，所述吸附件设置在永磁体的底面，所述电磁线圈周向缠绕在永磁体的外侧。
22、进一步，所述壳体内部还安装有锁紧头，所述锁紧头安装在吸附式检测探头和集成电路板之间，用于限制电缆的活动，所述电缆的一端与吸附式检测探头连接，所述电缆的另一端穿过锁紧头后与集成电路板连接。
23、一种基于上述风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统的预警方法，包括以下步骤：
24、1)在风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统内部设定一个计时周期△t；其中，计时周期△t的长短是根据齿轮箱的状态而设定，齿轮箱处于不稳定期即容易发生磨损时的计时周期小于齿轮箱处于稳定期的计时周期；
25、2)对风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统上电，当该系统上电自检后，开始对检测探头构件上吸附的铁磁性磨损颗粒含量值进行检测，然后将检测到的铁磁性磨损颗粒含量值进行输出到风电机组主控制器中，同时该系统开启计时，内部自动记录开始计时的时间点tn时的铁磁性磨损颗粒含量值sn；
26、3)风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统经过计时时长△t后到达时间点tn+1时，自动记录时间点tn+1时的铁磁性磨损颗粒含量值s2；
27、4)通过该系统内部的运算模块，计算出周期△t内的铁磁性磨损颗粒含量的变化值△sn；
28、5)从第一次开始计时的时间点tn到时间点tn+1前，若系统计算的铁磁性磨损颗粒含量变化值为0％，则执行步骤6)进行下一个周期△t的检测，若系统计算的铁磁性磨损颗粒含量变化值不为0％，则执行步骤7)；
29、6)在计时到下一个周期△t，即从时间点tn+1到时间点tn+2之间，系统输出的数值均为△sn，在到达时间点tn+2后，系统输出的铁磁性磨损颗粒含量变化值变为△sn+1；
30、7)风电机组主控根据每次齿轮箱磨损颗粒实时预警监测系统输出的单位时间内铁磁性磨损颗粒含量变化值，实时监测齿轮油液中铁磁性磨损颗粒的含量并对齿轮箱出现的磨损情况进行实时预警。
31、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
32、1、本发明满足齿轮箱磨损颗粒含量的在线监测需求，相较于现有技术中的吸附式磨损颗粒监测装置，能够直接输出铁磁性磨损颗粒含量变化值，同时又能够间接反映当前齿轮箱的磨损程度，通过对铁磁性磨损颗粒含量变化值的实时监测，以此实现对齿轮箱出现的磨损情况进行实时预警；无需再依靠专业人员和特定软件将数值转化成曲线并计算每个时间段的斜率变化去判定铁磁性颗粒颗粒含量的异常；
33、2、本发明的计时周期能够根据需求自由设定，根据齿轮箱的磨损周期，能够设定不同的计时时长去监测齿轮箱的磨损情况；当齿轮箱易于发生磨损时，能够设置一个较短的计时周期去对应检测铁磁性磨损颗粒含量变化值，而当齿轮箱处于稳定期，则能够设置一个较长计时周期去对应检测铁磁颗性磨损粒含量变化值，既避免漏监测，又节约监控资源。
1.一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于：所述吸附式检测探头包括电磁线圈、永磁体和吸附件，所述吸附件设置在永磁体的底面，用于浸入到齿轮油中吸附铁磁性磨损颗粒，所述电磁线圈周向缠绕在永磁体的外侧，用于在吸附件吸满铁磁性磨损颗粒后，通过齿轮油流动将吸附面的铁磁性磨损颗粒清除，开始下一轮的吸附检测。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于，所述检测周期计时模块包括：
5.根据权利要求4所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于，所述数据运算模块包括：
6.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于：所述数据采集模块、数据运算模块、检测周期计时模块以及通讯模块均集成于一个集成电路板中，所述预警模块集成于风电机组主控中。
7.根据权利要求6所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统，其特征在于，所述预警模块包括：
8.一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警装置，其特征在于：包括壳体、吸附式检测探头以及集成电路板；所述吸附式检测探头和集成电路板均安装在壳体的内部，所述吸附式检测探头与集成电路板通过电缆连接，所述吸附式检测探头包括电磁线圈、永磁体和吸附件，所述吸附件设置在永磁体的底面，所述电磁线圈周向缠绕在永磁体的外侧。
9.根据权利要求8所述的一种风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警装置，其特征在于：所述壳体内部还安装有锁紧头，所述锁紧头安装在吸附式检测探头和集成电路板之间，用于限制电缆的活动，所述电缆的一端与吸附式检测探头连接，所述电缆的另一端穿过锁紧头后与集成电路板连接。
10.一种基于权利要求1-7任一项所述风电机组齿轮箱磨损颗粒实时预警系统的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
