椭圆芯双模光纤在电压传感器中的应用与研究

文章简要介绍了双模光纤中存在的传输模式,讨论了椭圆芯双模光纤模斑稳定性。建立在光纤中传输模场的基础上,研究了两模间干涉特性和传感特性，指出了远场两瓣光斑的动态变化规律.针对不同的扰动,重点讨论了轴向应变、径向应变和温度变化对模间相位差的影响，分析了基于逆压电效应的双模光纤电压传感器结构和原理,以及信号的获取。     

采用弱磁式电流传感器的微功耗太阳能光纤传感系统

介绍用太原能电池供电的光纤传感系统及弱磁式电流传感器的原理,该传感系统实现了绝缘子泄漏电流的在线监测。     

高精度光纤光栅振动解调系统研究与应用

为实现工程系统中对振动信号的检测,提出了一种基于衍射光栅的光纤布拉格光栅(FBG)振动解调系统。解调系统通过色散成像原理获取传感器反射光谱,由所设计的嵌入式单元进行信号处理,并通过专用的上位机解调软件完成数据处理与分析。将系统封装为解调仪器,能实际应用于振动信号的探测。所设计的系统波长解调范围为1 525～1 570 nm,波长重复性可达±1 pm,分辨率为0.5 pm,可实现8通道复用测量,最高光谱解调速度可达10 kHz。实验结果表明,该FBG振动解调系统能够高精度测量不同频率与幅度的振动信号,最小可探测应变约为0.319με/Hz^1/2,在结构安全监测等领域具有重要的应用前景。     

输电线路运行状态光纤感知研究与展望

电力线路是电能输送的载体,是电网的基础,对电力线路进行状态监测有利于提高电网运行可靠性。相比于光纤传感具有远距离、分布式、无源等多个优点,在电力线路监测领域发展迅速。为加快输电线路光纤状态监测技术的发展,系统评述了多种不同的光纤输电线路状态监测技术,提出了未来的研究重点及思路。首先,介绍了光纤布喇格光栅传感、光纤分布式传感、光纤干涉传感的测量原理,对比了不同光纤传感技术的优缺点和适用条件。其次,重点阐述了光纤传感器在架空输电线路与高压电缆状态监测领域的研究进展,梳理了现有研究对输电线路静态、低频及高频状态量感知的研究脉络和测量效果。再次,结合输电线路运行状态监测需求,重点分析了现有技术尚未攻克的难点问题。最后,阐述了研究的关键点和未来的研究方向,期望对输电线路的数字化转型发展提供参考。     

基于光纤电流传感器的大电流检测系统的研究

在高压大电流测量应用中,全光纤电流互感器既能够有效克服磁电式电流互感器的磁饱和效应,又能克服镜式结构中块状材料的缺陷,凸显全光纤传感系统的特点,必将成为光学电流互感器技术的新宠。     

磁光式电流传感器的设计与应用

磁光式互感器绝缘简单可靠,能显著降低成本,测量范围宽,无磁饱和,十分适用于高压和超高压系统中.为此,通过从模型元件的选择,到仿真实验,介绍了磁光式电流传感器的基本工作原理,测试了其灵敏性和暂态无饱和的特性.此外,磁光式电流传感器通用的数字化接口及对保护标准的兼容性,为其今后的广泛应用提供了便利.     

Bragg光纤光栅电流传感器的设计与研究

光纤光栅传感器具有体积小、灵敏度高以及电器绝缘性等优点,本文结合光纤光栅传感原理,设计了一种基于磁致伸缩材料调节布拉格光栅的光电流传感器,并从理论分析和计算机仿真方面进行了研究。论文针对传感信号的特点,采用了基于可调谐F-P滤波器的解调方案,并采用单片机进行信号处理及控制的方法,从而达到使用的目的。最后对系统进行了仿真,并对温漂造成的误差进行了理论分析,证明了温漂是造成系统误差的一个重要因素。     

分布式光纤温度传感虚拟仪器设计

分布式光纤温度传感采用拉曼散射原理,对多点多次测量累加消噪,获得测量区温度分布。本文基于虚拟仪器的设计将复杂的测试部件置于标准计算机内,通过操作系统、数据库和LabVIEW完成软件设计,实现了测量数据处理、存储管理和实时监控等功能。虚拟仪器技术充分利用计算机资源,加快了系统开发速度,提高了数据处理能力,便于测试系统应用和维护,适应实际分布式测量和监控环境的要求。     

全光纤微风振动监测传感器研制

笔者研究了基于光纤传感原理的输电线路微风振动在线监测技术,通过理论计算验证了以植入光纤光栅的悬臂梁为主体结构的新型无源传感器设计的可行性,依据计算结果指导成功试制出首个光纤光栅式微风振动监测传感器,同时根据光纤光栅的应力变化与导线微风振动中振幅及频率的变化情况对传感器进行了标定。标定后的系统经过实验室试验以及实际挂网运行验证可有效检测微风振动,并且文中设计的传感器完全满足频率为0~150 Hz、振幅为0~0.6 mm的输电线路微风振动监测规程。     

光纤应变传感器的设计

本文分析了光纤应变传感器原理,提出了一种利用光纤弯曲损耗特性来测量应变的传感器设计方案,阐述了基于这一方案的相关实验及实验数据的处理与分析.     

刻纹光纤传感阵列及其神经网络处理：适用于结构状态探测与…

提出了一种新颖的，采用周期性对称刻纹多模光纤组成的传感阵列网络，可用于智能材料与结构的应力，应变等的状态探测或损伤估计，探索了采用人工神经网络处理其阵列传感信号的原理与技术，并给了ＢＰ网仿真结果。     

光纤布里渊传感器在电力系统光缆监测中的应用探讨

分析了温度和应力给电力系统光缆带来的故障隐患,给出了利用光纤布里渊散射进行温度和应变分布同时测量的原理,并对光纤布里渊传感器的几种主要方案进行了分析比较。针对电力系统光纤通信网的特点及现有光缆监测手段,提出了利用光纤布里渊分布式传感器进行光缆断点、温度和应力同时监测的传感方案,探讨了其在电力系统光纤传输网在线监测中的应用方法及应用前景。     

10kV智能光纤复合电缆技术研究与测试验证

在泛在电力物联网建设的背景下,采用分布式光纤测温技术、光纤复合电缆技术、电缆载流量动态分析技术,实现10 kV智能光纤复合电缆设计和验证,实现配电网的智能化、测温实时化和电缆温度状态可视化,实现电缆状态的自主快速感知和故障预警.该复合电缆具有实时、分布式温度监测功能、测温精度高、故障定位精确,为抢修、迎峰度夏、负荷切换...     

直线型、螺线管嵌套型及多光路反射式光纤电流传感器结构设计与仿真

小信号测量领域特别是局部放电检测中,全光纤电流传感器在灵敏度方面存在较大问题,针对该问题进行了研究。首先给出了光纤模型中Faraday旋光效应的经典理论解释,并对折射率表达式进行了修正,在此基础上设计了传统直线型、螺线管嵌套型和多光路反射式等3种光纤电流传感器结构。然后使用COMSOL多模场耦合仿真软件对所设计的3种光纤传感系统的传输场进行了计算仿真和对比分析,结果表明螺线管嵌套型全光纤电流传感器和多光路反射式光纤电流传感器的灵敏度分别比传统直线型光纤电流传感器高1 000倍和600倍以上。最后对所设计的2种新型传感器性能关系进行了分析,结果表明螺线管嵌套型光纤电流传感器加工精度要求不高,传感光纤的安装位置对测试结果影响不大;多光路反射式光纤电流传感器加工精度要求很高,传感头的安装位置对测试结果影响不大。综上所述2种新型传感器均使灵敏度得到极大改善,且在实验测试中即使传感头位置变化对测试结果也影响不大。未来将依据所设计的系统对传感器的潜在应用进行进一步的实验研究。     

基于圆柱体耦合结构的液漏检测 光纤传感器

针对现有侧耦合结构的液漏监测光纤传感器耦合结构损耗大、一致性低的问题,提出了一种圆柱体缺陷耦合结构的液漏传感器。通过Zemax软件进行光纤耦合仿真,对比分析圆柱、圆锥与半球体三种结构,在插入损耗相差较小的情况下,圆柱体耦合结构具有更高的耦合率。对聚合物光纤（POF）进行加工,得到插入损耗为0.31dB的圆柱体耦合结构。LED灯带作为扫描光源,对带有耦合结构的光纤进行检测能力验证,当耦合介质由空气变为水时,光功率强度变化可达32.8%以上。实验结果表明,圆柱体耦合结构与现有耦合结构相比损耗明显降低,所涉及的光纤传感器能够对液漏进行有效检测。     

光纤光发生器的光学设计

0　引言随着光纤照明的应用范围越来越广 ,人们对其系统的设计兴趣也愈发浓厚。图 1是一个典型的光纤照明系统光学原理图。位于椭球一焦点上的光源发出的光 ,被反射到椭球的另一焦点上 ,在该焦点上放置着一个耦合器或直接放置光纤端头。在光源和耦合器之间还可以放置一滤光镜 ,一般来说是希望过滤掉红外线、紫外线和短波可见光 ,因为光纤材料对这些波长的光往往比较敏感。透过耦合器的光线就可以进入光纤并按照所希望的方式传播。图 1　典型光学原理图光纤光发生器光学系统的设计需考虑多种因素的影响。首先 ,光源和耦合器尺寸的相对大小是…     

外置光纤光栅传感器测量电缆附件界面压力的方法研究

电缆与附件的界面压力是确保电缆附件长期可靠运行的关键.迄今为止,电缆与附件界面压力的测量方法均为内置压电传感器的离线式测量.该方法操作困难,对电缆与附件界面具有一定的破坏性,且离线式测量不能实时反映电缆附件运行过程中面压的变化特性.因此,提出了一种外置光纤曲率传感器在线测量电缆与附件界面压力的新方法.基于纯弯曲理论制备...     

GMM-FBG光纤电流传感器结构优化及温补模型

为解决FBG中心波长和GMM磁致伸缩系数温度敏感而影响GMM-FBG光纤电流传感器交流响应灵敏度和准确度的问题,提出在GMM-FBG传感模型中引入温度参数校准电流输出值的方法。依据法拉第电磁理论,采用有限元分析方法设计提高GMM磁耦率和均化磁场分布的磁路结构。构建波长解调系统实验平台,测试温度在20～70℃范围传感器不同电流对应的波长响应幅值,实验研究表明:GMM-FBG电流传感器灵敏度随温度升高而下降,且与被测电流值大小正相关。在分析传感器温度响应特性基础上,利用数学拟合方法建立了具有温度补偿系数的GMM-FBG电流传感数学模型,且将该模型用于40℃时60 A电流检测实验,电流检测准确度提高了4. 8%。     

光纤电压传感器研究综述

介绍了目前国内外光纤电压传感器的基本原理及主要特性 ,分析了传感器的温度稳定性和直流电压传感问题 ,提出了光纤电压传感器的若干研究方向