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挑戰及任務

現如今，發電領域的競爭十分激烈。如何戰勝其他類型的發電裝置，脫穎而出，是對風力渦輪機的一大挑戰。因此，在利用風能發電時，盡可能地保持低損耗是非常重要的。

轉子葉片的設計在這里起著重要的作用，它的設計必須盡可能少地產生施加制動效應的渦流。測量轉子葉片的加速度可以幫助轉子葉片上的渦流形成，因為這些轉子葉片是振動的。

現在的任務就是開發一個測量系統，檢測發生的振動并將其傳輸到評估系統。要特別注意的是，由于存在高電壓和高電流，所有電氣傳感器無法提供可靠的數據，因此無法使用。

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解決方法

光纖測量系統是一個不錯的選擇，它能提供可靠的測量值，不受發生的干擾變量的影響。測量頭（圖2）安裝在轉子葉片上，光纖電纜沿轉子葉片導向輪轂。系統裝有激光源和評估電子設備的控制器（圖3）。

圖2：MEMS加速度傳感器

圖3：光纖控制器

評估單元提供與100mV/g加速度成比例的模擬信號，用以進一步處理，記錄轉子葉片位置和速度，測量的最大加速度為50g。獲得的數據用于優化不同風力條件下的葉片形狀和轉子葉片位置。

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測量原理

圖4: MEMS傳感器截面

圖.5: 反射光束的不同光強度

其核心是具有反射表面的MEMS（微機電系統）。入射光束通過棱鏡引導到鏡子上，使反射光束以最大強度耦合到返回的光纖中。如果鏡子通過從外部作用的加速度改變其軸線，則反射光束會偏轉，并且在評估單元中測量的光強度會降低。光強度的降低與從外部作用的加速度成正比。

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重要數據

審核編輯 黃昊宇