随着全球以及我国经济的快速发展,对能源的需求也不断增加,提出可靠有效的解决方案迫在眉睫。而风能作为清洁无污染的可再生能源得到了大家的广泛认同,国内外已经把风力发电作为新世纪最具开发前景的新能源之一。在风电场迅速发展的同时,也存在着一些亟待解决的问题。寒冷地区尤其是我国南方山区的高湿低温严酷环境易导致冰灾。当风机叶片出现覆冰状况时,不仅会改变叶片的气动性能造成功率损失,同时也会改变叶片原来质量分布造成风机运行不稳定,严重时甚至会导致叶片不同程度的破坏甚至停机。因此发展高效可靠的风机叶片覆冰监测技术对防冰除冰具有重要意义。本文提出一种基于压电陶瓷应力波测量的风机叶片覆冰主动监测方法。具体的工作内容如下:(1)介绍了压电陶瓷材料的工作原理及其基本特性,设计并制作了伸缩型和剪切型压电激励器与传感器,并通过后期的正弦激励信号试验验证了其静态以及动态试验性能的稳定性。(2)在实验室设计并制作了三枚相同的玻璃钢叶片模型,长均为一米。并将制作好的压电激励器与传感器覆盖安装在指定位置,利用波动法对设计的不同传感器不同工况条件进行了状态监测。(3)对叶片模型进行模拟覆冰试验,根据波动法原理对驱动器输入正弦电压信号作为激励,记录不同传感器在不同结冰厚度下的响应信号,并对测量信号进行分析处理。(4)系统介绍了小波包能量的相关原理和理论,确定了基于波动法的小波包能量的分析方法。通过小波包能量值及其评价指标对叶片表面覆冰厚度进行评价。结果表明,同一压电陶瓷片接收信号的小波包能量与结冰厚度存在明显关系。本文提出的方法可为有效监测风机叶片的结冰提供新的手段,具有工程应用价值。