风电叶片光纤监测系统主要由光纤传感器（应变和温度）、传输光纤、解调仪表、数据传输模块和监测软件组成，如图所示。将光纤传感器布置在叶片指定位置，传感器将信号通过光纤传输至解调仪进行数据采集，采集到的信号通过专业软件进行分析判断，以便使操作人员能够及时、准确的掌握叶片运行状态。

                             图1光纤传感叶片安全监测系统应用示意图

系统对风电叶片主要通过应变的监测来判断叶片的负载、结构失效等情况，进行对结构的健康状况加以判断，并进行预警。通过温度的监测，及时告知覆冰情况，防止冰层脱落对风机造成破坏。

1.  技术创新点：

Ø  提高风电叶片维修保障效率、降低维护成本、提升品牌形象

Ø  提升风电机组运行监测水平、支撑运行安全、降低检查维护成本

Ø  打破国外技术限制、率先形成自主知识产权产品、提升行业标准

Ø  积累叶片运行数据，为风电叶片设计改进提供依据

2.  技术优势

Ø  抗电磁干扰能力强

Ø  波分复用，单根光纤可实现多点测量，通道扩展便于实现

Ø  结构灵巧，光纤光栅直径一般仅为0.25mm

Ø  寿命长，可靠性高，耐腐蚀

Ø  基于工程试验数据的应变载荷方程和损伤模型

Ø  风场到监控中心的远程数据传输

3.  技术指标

Ø  监测功能：载荷监测、覆冰监测、动平衡监测、关键部位应变监测

Ø  覆冰监测报警阈值：20kg

Ø  采样频率：25Hz

Ø  应变监测范围：（-5000~5000）με

Ø  应变监测分辨力：1με

Ø  可监测传感器数量：54

Ø  防护等级：IP40

Ø  数据存储容量：16G

Ø  MTBF：5年

4. 风电叶片疲劳试验监测中应用

风电叶片的疲劳试验中进行了初步应用，并通过与应变片对比验证了系统的数据的准确性。

如图2所示：2013年9月，在保定某风力叶片上安装了16支光纤光栅应变传感器，4支温度补偿传感器。传感器按测试要求制成三串，上下表面的应变传感器各一串，每串8个测试点，温度补偿传感器一串，4个测试点。

在测试中，分别进行了6次应变峰值比对，现场安装及测试数据如图3所示。与应变仪比对数据如表2所示。

表2  光纤测试数据与应变仪对比

通过现场比对可以发现，光纤光栅传感器在风力叶片上安装良好，传感器全部成活且数据有效，证明采用光纤传感器对风力叶片进行应变监测可行；FBG光纤传感应变监测系统在测试精度上完全可以取代应变仪，且较应变仪有天然优势即传感器存活时间长，重复性好。