用于高压电器温度监测的FBG传感系统

根据光纤光栅的反射光波长对温度变化敏感的特性,提出了用于高压电器温度监测的布拉格光纤光栅(fiber B ragg grating,FBG)传感系统。该系统由宽带光源、光纤光栅温度传感器、可调滤波器、光电转换电路、传输光纤以及系统软件组成。利用光纤光栅反射波长与温度具有良好线性关系的特性,测量不同温度下对应的栅反射波长变化,经过数据处理,实时显示温度。系统能实现对多点进行温度实时测量。对高压开关柜进行了现场测试,测量误差在±0.3℃以内。     

基于光纤传感的输电导线温度监测

输电导线温度测量是输电线路融冰过程的重要组成部分,为了解决输电线路温度监测需要现场电源,使用寿命短,容易受电磁干扰等缺点。本文基于光纤传感技术研制了一种光纤光栅温度传感器以及传感器夹具的设计,该传感器采用双金属结构的方法实现温度增敏;根据光纤光栅对温度和应变的敏感特性,采用不受力的封装方式将其封装在外壳内,解决了温度与应变交叉敏感的问题。实验表明,研制的光纤光栅温度传感器灵敏度为9.8 pm/℃,线性度0.79%,分辨率为0.102℃。收集整理云南电网某110kV输电线路的导线温度和环境温度监测数据,实现了对导线的监测。因此,基于光纤传感技术的输电导线温度监测可以用来在线监测导线的温度,为直流融冰等除冰过程提供数据支撑,以保障电网的安全稳定运行。     

光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述

首先介绍了光纤温度传感器的优点及发展现状,并重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器的基本原理。概述了当前光纤温度传感器在电力系统中基本的应用模式,并综述了光纤温度传感器对电力系统主要设备进行温度监测的现状与意义。针对光纤温度传感器在电力系统中应用存在的问题与不足,提出了相应的解决方案并对其前景进行了展望。     

光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述

首先介绍了光纤温度传感器的优点及发展现状,并重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器的基本原理.概述了当前光纤温度传感器在电力系统中基本的应用模式,并综述了光纤温度传感器对电力系统主要设备进行温度监测的现状与意义.针对光纤温度传感器在电力系统中应用存在的问题与不足,提出了相应的解决方案并对其前景进行了展望.     

基于光纤光栅传感技术的变压器温度检测系统

结合目前光纤温度传感器的研究现状,以及变压器内部温度测量的具体要求,设计了一种光纤光栅温度测量的具体方案,选择了合适的硬件,搭建了基于乌溪江电厂油浸式温升用试验变压器的光纤光栅温度测量平台。应用光纤光栅温度传感器对变压器在恒定负载以及变化负载情况下的绕组发热情况进行了测量。实验证明,光纤光栅温度传感器的测量结果准确稳定,对温度的变化反应迅速,能够有效地对变压器内部温度进行测量。     

基于光纤传感的电力设备温度监测

根据当前光纤传感技术的发展状况,重点针对光纤光栅传感阵列应用于电力设备的在线温度监测系统研究以及对现有的技术进行一定的改进。主要涉及系统方案设计;光纤光栅温度传感器应用于油浸式变压器的结构设计以及现场安装方式;变压器与开关柜、电力电缆等在线测温的集成。     

干涉解调技术在光纤光栅传感系统中应用

为将光纤光栅的传感特性应用在结构健康监测系统中,采用迈克尔逊干涉解调的方法,取得0.3950°/με的传感灵敏度,本系统可广泛的应用在民用和国防领域的静态应变和动态应变的检测中.     

光纤光栅测量技术的应用研究

分析了高压输电线路覆冰的危害,介绍了变电站电气设备温度测量的意义。利用光纤既是传感材料又是传输材料以及抗电磁干扰等优点,引出了光纤光栅温度和应变测量系统。通过对光纤光栅传感原理的研究,结合高压输电线路和变电站电气设备的特点,设计了波分复用传感系统和C/S模式的监测系统网路结构模型,对大范围的高压输电线路和其他电气设备进行温度和应力的同时监测有参考价值。     

光纤光栅测温系统在电力电缆温度在线监测中的应用

介绍了电力电缆温度在线监测系统目前的现状,光纤光栅测温系统的工作原理、主要技术指标及基于光纤光栅测温传感器的电力电缆温度在线监测系统在实际中的应用情况。     

电力电缆光纤光栅测温在线监测系统

介绍了电力电缆温度在线监测系统现状、光纤光栅测温系统的工作原理,以及基于光纤光栅测温系统的电力电缆温度在线监测系统在实际中的应用。应用结果表明,基于光纤光栅测温系统的电力电缆温度在线监测系统运行可靠,采集的温度数据准确,适合于推广使用。     

基于 F-P 标准具非线性波长校准的 FBG 传感系统解调方法

针对光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)解调系统在变温环境下由于波长漂移引起的解调精度不足问题,提出了一种基于法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)标准具非线性波长漂移校准的FBG传感系统解调方法。研究建立了引入F-P标准具的FBG解调系统,设计了基于F-P标准具非线性误差补偿的波长校准流程,搭建了FBG解调系统在航空航天实际应用环境中的模拟实验系统,并在恒温及变温环境下进行了实验测试。实验结果表明,本文所提出方法在恒温及变温环境下的传感系统解调稳定性在±0.6 pm及±1.1 pm以内,且在变温环境下传感系统解调的波长漂移量从20.3 pm减小到0.7 pm。验证了解调方法的精度和稳定性,为航空航天等领域的结构健康监测提供了参考。     

基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害,现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电,而地线监测装置采用电池供电,使用寿命较短,且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题,开发了基于光纤光栅（fiber Bragg grating,FBG）传感器的输电线路微风振动在线监测系统,系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化,并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪,再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量,不再存在电源供电的问题。此外,结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点,提高了系统的稳定性和可靠性。     

光栅传感技术在输电杆塔倾斜监测中的应用

介绍了监测输电杆塔倾斜状态的几种常用方法,通过分析光纤光栅的传感原理,提出了将光纤传感技术应用于输电线路杆塔监测的设想,并设计了光纤传感系统,给出了光纤及光栅传感器的布设方式,介绍了基于TCP／IP协议组网实现远程监测的方法。     

基于FBG传感器的光伏电站箱变设备的温度监测

针对光伏电站箱变设备在运行过程中的产热问题,基于光纤布拉格光栅传感技术,设计了温度在线实时监测系统,实现了对箱变进线柜中变压器、输电线缆接头、箱体壳等11处关键点温度的在线实时监测.对监测所得结果,分析了24 h的温度数据,很好的反应了监测点的温度变化情况,所得温度数据,可用于进一步开发保护预警系统.与传统测量方法相比,光纤布拉格光栅传感技术具有绝缘、耐高压、抗电磁干扰能力强等优点,并可应用于不同电学环境的温度监测.     

光纤布拉格光栅水下钢筋腐蚀传感器

基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的预应力释放和应变测量原理,提出了一种用于水下钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀监测的FBG钢筋腐蚀传感器。传感器以两根FBG为核心元件,将FBG-1预拉后紧密缠绕、固定于精细加工过的钢筋件表面,用于监测腐蚀产物流失导致的预应力松弛;将FBG-2安装于钢筋件的轴向通孔中,作为温度补偿器用于消除FBG-1的温度交叉敏感效应。为了提高传感器的成活率,将传感器封装在砂浆中,并且推导了被测钢筋件的质量腐蚀率计算公式。通过电化学加速腐蚀实验研究了传感器的工作性能,通过监测FBG的波长变化来测量钢筋的腐蚀程度。实验结果表明,FBG钢筋腐蚀传感器可以监测水下钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀,并且具有较大的测量范围、较高的灵敏度和稳定性,适用于港口码头、桥墩、水坝、蓄水池等钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀监测。     

光纤光栅解调技术在电力系统中的应用

实现对电力设备的温度监测是电力系统安全与稳定的重要保障。文章比较了光纤光栅传感器和传统传感器的性能,介绍了光纤光栅传感器的工作原理,设计并实现了基于可调谐F-P滤波器的光纤光栅波长解调系统,并就光纤光栅解调技术在高压开关柜、电力电缆、高压变压器绕组等电力系统设备温度监测中的应用进行了介绍。     

Interface transferring mechanism and error modification of embedded FBG strain sensors

As the strain sensing element of a structural health monitoring, the study and the application of the fibre-optic bragg grating (FBG) have been widely accepted. The accuracy of the FBG sensor is highly dependent on the physical and the mechanical properties of the strain interface transferring characteristics among the layers of bare optical fibre, protective coating, adhesive layer and host material. In this paper, firstly, the general expression of the multilayer interface strain transferring mechanism is derived. Secondly, based on the defined average strain, the error-modified equation of the FBG sensor is obtained. Finally, in the light of the embedded tube-packaged FBG and the fibre reinforced polymer-optical fibre bragg grating (FRP-OFBG) strain sensors, developed in the Harbin Institute of Technology (HIT), the corresponding strain transferring laws have been studied, and the corresponding error modification coefficients have also been given, which are validated by experiments. The research results provide theories for the development and application of the embedded FBG sensors. Translated from Journal of Harbin Institute of Technology, 2006, 38(1): 49–55 [译自: 哈尔滨工业大学学报]     

基于磁致伸缩效应的FBG电流传感器

将光纤光栅(FBG)与超磁致伸缩材料(GMM)进行固性连接,并置于电流线圈产生的变化磁场中,则GMM在磁场中产生的轴向应变与粘贴于其上的FBG波长漂移相关联,通过解调FBG波长漂移量就可以获得电流的相关信息.本文应用GMM与匹配FBG相结合的方式成功地实现了对传感信号的解调,并采用小波分析技术对信号进行了滤波处理,减小了噪声对测量误差的影响,最后应用基于RBF神经网络的数据融合技术对传感器的温度误差进行了补偿,实验结果证明测量误差有大幅度下降.     

基于光纤光栅传感器的变压器内部温度测量技术(英文)

Thermal modeling of the power transformer to estimate the internal temperature only reflects the winding hot spot to a certain extent. The application of optical fiber sensors to measure transformer internal temperature directly can obtain the true temperature with high accuracy and stability and overcome the shortcomings of traditional electric sensors. It analyses the measuring principle of FBG(fiber bragg grating)sensor, and constructs transformer internal temperature measurement platform with FBG temperature sensors, then adopt short-circuit method to simulate the process of winding heat under different load conditions. Finally the measurement of transformer internal temperature is conducted respectively with FBG temperature sensors and thermocouples. Comparison and analysis of the results shows that FBG sensors can effectively measure the internal temperature of the transformer.     

光纤布拉格光栅解调系统的光谱数据高速传送方法

针对工程应用中使用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)测量炮膛温度瞬变、高频振动等信号时光谱成像法数据传输带宽高的需求,提出了一种基于直接存储器访问(direct memory access,DMA)的光谱数据高速传送方法,设计了基于Zynq的光谱数据高速传送硬件逻辑,利用光谱成像法原理搭建了FBG解调系统,实现了DMA方式的光谱数据同步传送以及FBG波长解调计算.数据传送仿真实验与FBG中心波长解调结果表明,解调系统可以将FBG光谱数据进行高速传送,数据传输带宽为320 Mbit/s,解调速率达到34 kHz,光谱数据传送具有较高的稳定性.