基于光纤传感的高压开关柜温度监测原理与设计

光纤传感器的出现,为高压电气设备温度监测研究提供了新的思路。采用电测温度探头和光纤传输相结合的方法,利用电传感技术和光纤耦合的高电压绝缘、抗电磁干扰性能强等优点,可实现对高压开关柜温度的实时监测。     

光纤传感器在局部放电检测中的应用

电力设备绝缘老化的问题可以通过局部放电在线检测的方法监测出来,以提高故障诊断的针对性.不过传感器的灵敏度及可靠性会受到现场电磁干扰的影响,因此传感器的性能就是影响检测效果的重要因素之一.本文就局部放电检测技术中光纤传感器的应用展开讨论,提出光纤传感器用于局部放电检测中的试验及验证结果.     

基于法珀腔光纤传感器的光纤智能夹层的研究

法珀腔光纤传感器是一种适合于智能结构自诊断系统的光纤传感器.在理论分析了法珀腔光纤传感器的基础上,对一种模块化的光纤自诊断系统--光纤智能夹层进行了研究,并对基于光纤法珀腔传感器的光纤智能夹层试件进行了四点弯曲试验.结果表明,光纤智能夹层具有易于制作,使用方便等诸多特点;智能夹层中光纤法珀腔传感器的应变与载荷之间具有良好的线性关系.利用智能夹层中的光纤传感器网络和先进信息处理技术,可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统.     

光纤Bragg光栅测力环在系杆拱桥中的应用

针对系杆拱桥索力长期监测的特点，研制了光纤Bragg光栅锚索测力环。光纤光栅测力环具有测试精度高、测试简单方便、长期可靠性好和抗干扰能力强等突出优点。介绍了光纤光栅测力传感器的结构特点和研究过程，及其在系杆拱桥换索施工中的成功应用。应用结果表明，光纤光栅测力传感器可有效监测钢管混凝土系杆的受力状况。     

光纤光栅变压器绕组温度在线监测技术

对电力变压器的绕组温度在线监测进行了研究与探讨,利用光纤光栅设计了温度传感器,基于体积相光栅和嵌入式微控制器STM32构建了变压器绕组温度在线监测系统.该系统具有测温精度高、易于组成传感器网路等特点.在试验中,引入二等标准水银温度计与构建的温度监测系统进行对比.试验结果表明,温度监测系统的温度测量具有良好的准确性和稳定性.传感器温度响应灵敏度为10.2 pm/C,系统稳定性优于0.1℃,为电力变压器的温度实时监测提供了一种新的可靠手段.     

超低温宽温域环境下FBG传感器应变标定方法

在某超低温风洞结构健康监测的工程中,光纤光栅传感器被用来实时监测风洞洞体结构变形,然而超低温及宽温域的环境会极大地影响应变测量精度.为解决光纤光栅传感器在-196℃至常温范围的应变测量的温度影响,进一步提高测量精度,提出了一种超低温宽温域环境下的光纤布拉格光栅(fiber-optic Bragg grating,简称F...     

基于光纤传感技术的钢筋混凝土贮煤筒仓应力监测装置

从理论和实验两个方面对使用光纤制成应变传感器监测贮煤筒仓结构应变的方法进行了研究。采用背向散射法对光纤中的背向瑞利散射进行测量，采用缠绕式光纤传感器模式，并在光纤上不同位置进行缠绕，可形成准分布传感器阵列。利用此种方法对采用传统监测方法难以实现的筒仓内部结构应变监测，具有结构简单、成本低廉、与结构兼容性好及可实现准分布测量的优点。     

特种微结构光纤振动传感器及其铁路监测应用

提出基于特种微结构光纤的振动加速度传感器,将高性能的光纤振动传感器应用于铁路结构的健康监测,设计并研制了Sagnac型的振动传感器。通过对光纤结构的合理设计和优化,可以获得高双折射率特性,并能针对外界侧向压力的变化产生对应的相位改变量,进而建立起外界振动引起的动态压力与微结构光纤中传导模式之间的线性关系。基于此原理设计的振动传感器具有较高的加速度灵敏度,以及较宽的频率响应,灵敏度高于25pm/g,其实际谐振频率高于2500Hz,并与传感器机械结构封装有关。通过对铁路运营列车的实时监测,所提出的新型微结构光纤振动传感器可以准确获得低频范围内的大幅振动信息,并可较好的反映出高频扰动,有助于实时监测钢轨波纹形变。所提出的新型六孔微结构光纤振动传感器对于铁路、桥梁及机械等结构的振动实时监测提供了新思路和方法,具有很大的应用前景。     

光纤光栅传感器在吊索健康监测中的应用

桥梁结构健康监测已成为应用光纤光栅传感网络最活跃的领域之一.为实现对桥梁缆索的安全评级和健康自动诊断,研制并布设光纤光栅索力传感器和温湿度传感器,对桥梁缆索的结构应力和温湿度等多参数实时监测.随机抽取光纤光栅传感器的标定数据及钢丝疲劳测试值进行分析.实验表明,传感器输出波长与结构应力和温湿度变化呈高度线性,且具有重复性...     

基于光纤传感的飞机油箱液位监测传感器

为了监测飞机油箱液位,设计了一种以石英材质为基底的新型光纤光栅温度传感器。该材质与光纤的热膨胀系数一致,避免了光栅与基体热胀系数差异过大导致的长期稳定性变差问题,整体的无金属封装形式也保证了油箱在易燃易爆环境下的安全性。采用两端点胶的粘接方式,使用紫外胶将光纤固定在石英材质的基底上,并通过温度重复性试验、温度标定试验和验证试验等对传感器的性能进行测试。结果表明:采用石英材质作为基底的光纤光栅温度传感器线性度为0.998,温度灵敏度为8.5～9.2pm/℃。传感器性能良好,将传感器绕飞机油箱内壁进行阵列排布,油箱液位高度的精度与传感器的排布密度有关,能够达到对油箱液位进行监测的要求。     

基于IEEE1451的网络化电缆温度实时监测装置

描述了在电力系统中采用光纤温度传感器进行测温的方法,并在此基础上介绍了一种基于IEEE1451的网络化传感器的基本特点,实现了通用网络接口设计方案.这种用于电力系统特殊条件下测温的网络化分布式电缆温度实时检测系统集光纤技术、现代传感器技术、网络技术和计算机测控技术于一体,实现现场测试数据实时在线监测.最后介绍了在某市电网桃苑变至船山变110 kV高压电缆温度监测工作地实际应用情况.试验结果说明该技术温度误差小、定位精度高、响应时间短、运行可靠且能实现距离大范围测温,可有效应用于电缆的温度在线监测,为电缆载流量的确定提供有效的参考数据,具有良好的应用前景.     

高温耐辐照电机用硅钢片辐照试验研究

在表面喷涂以ZrO2为主的绝缘涂层的硅钢片,用于高温耐辐照电机内。通过在泳池式轻水反应堆D10孔道内,开展堆内高温辐照试验。辐照试验在240℃和500℃下进行,辐照装置内充满氦气(He)、绝对压力值为0.12Mpa,硅钢片受到中子/γ的照射,通过在线测量方式测量硅钢片样品的片间绝缘电阻。在辐照试验过程中,各组硅钢片具有较好的绝缘性能,而且绝缘电阻波动较小;对硅钢片绝缘性能进行比较,可以得出硅钢片在同一剂量水平下,温度对绝缘性能的影响较小,可以忽略不计;辐照后目测硅钢片,绝缘涂层无损伤;辐照后对硅钢片进行刮划和高处摔落,无裂纹和碎屑。试验证明,带ZrO2绝缘涂层的硅钢片在240℃和500℃高温下,绝缘性能和机械性能良好,且绝缘性能基本不受温度影响,可用于高温耐辐照电机中。     

工程机械水温高故障分析与解决方法

随着夏季到来,气温环境升高,工程机械设备出现大面积不同程度的水温高现象,水温高不仅会影响发动机输出功率,而且会造成发动机的损坏。为了消除水温高这一故障现象,经过车间多年工作经验的积累,形成了“5步法”处理工程机械发动机水温高报警的解决方法,该方法能够有效的消除了工程机械设备水温高故障,提高设备的处理故障的效率。     

提高分布式光纤温度传感器测量准确性的方法

分布式光纤温度传感技术是近年来发展起来的一种新型传感技术，它利用一根光导纤维作为温度信息的传感和传导介质，可以测量整个光纤长度上的温度情况。这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构等方面具有重要价值和应用潜力。本文对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统的温度计算方法和定标进行了理论分析，并提出了采用计算方法消除两路测量通道的损耗系数差异对温度测量的影响。     

一种基于强度调制的新型光纤温度传感器

介绍了一种基于　调制的新型光纤温度传感器，它是通过光刻腐蚀和镀敷金属材料的方法在光纤上直接形成的。对其测温原理进行了研究：刻纹光纤受轴向应变时，其中传输的光信号输出功率对轴向应变相当敏感，很容易测量出光信号输出功率减少，原因是由于刻纹段光纤受轴向应变时纤芯折射率及半径变化的结果，且刻纹段与未刻纹段将发生大小不同的应变。当外界环境温度发生变化时，由敷在刻纹光纤外表面上的金属敷层将随环境温度的变化而热胀冷缩，这样使光纤同时产生一个沿光纤轴方向的拉伸应变。从而导致光纤中输出光功率发生改变。实验结果表明：光纤温度传感器的性能是由其结构参数、金属敷层材料种类及其对称性所决定，具有较好的重复性和较高的温度响应灵敏度。     

基于光纤光栅温度传感器的BP-PID选择性激光烧结温度控制系统

为消除选择性激光烧结系统中温度调控纯滞后系统的超调,提高温度控制的灵活性与准确性,文中设计了一种基于光纤光栅温度传感器的BP-PID的选择性激光烧结温度控制系统.在硬件上使用光纤对温度变化进行精密测量,利用BP神经网络改进PID算法,提高控制系统的稳定性.给出基于光纤光栅阵列的温度监控系统模型,通过BP-PID算法迅速...     

分布式光纤载流量/温度安全监测系统的研究

针对电力电缆安全监测的应用需求,提出了一种以拉曼分布式光纤温度传感技术为核心的分布式光纤载流量/温度安全监测系统设计方法。该系统利用拉曼分布式光纤温度传感器对电网中的电力电缆线路的温度、载流量等运行状况进行全方位实时智能监测。试验结果表明,该系统可实现20km的电缆导体温度和载流量运行状态监测预警,计算导体温度与实测导体温度最大偏差不超过1℃,定位精度0.5m,采用有限元算法得到的电缆温度和电缆载流量的对应关系与实际情况基本吻合。     

高冷凝温度下两级喷射式制冷系统研究

提出了一种利用汽车尾气所含的高温余热作为驱动热源的喷射式制冷系统,并搭建了试验台进行试验。为适应实际工况中较高的冷凝温度,两级串联喷射器被应用在本系统中。为了能有效使用如汽车尾气中的高温余热,本系统选用水作为制冷工质。喷射系统在发生温度150℃,冷凝温度54℃,蒸发温度13℃的工作情况下进行设计。并在设计的基础上在不同工况下运行。试验比较了发生温度在130¹50℃区间变化,蒸发温度由13150℃区间变化,蒸发温度由13³0℃变化时COP的变化情况。试验结果可初步表明两级喷射式制冷系统可以在高冷凝温度条件下进行工作,但效率并不理想,喷射式系统在余热充足的特定场合中的使用有一定的前景。     

Measurement of Temperature and Residual Strain during Fatigue of a CFRP Composite Using Fiber Bragg Grating Sensors

Fatigue behaviour has important implications for engineering composite structures in sectors ranging from automotive to aerospace. Optical sensing technology displays excellent performance in these fields for monitoring. In this paper, temperature and residual strain during fatigue of a carbon fiber reinforced polymer(CFRP) are investigated. Four autoclaved CFRP beam specimens, with fiber Bragg grating(FBG) sensors and thermocouples embedded at selected locations, are subjected to three-point bending cyclic loading on the BOSE testing machine for fatigue testing. Thermocouples are used to measure the temperature while FBGs can sense the temperature and strain as well. Seven tests in total are conducted at different frequencies, and each test lasts for several days. From the experimental results, transient steep peaks of temperature increases (up to 2.3 ℃) are discovered at the beginning of the load. The following constant temperature increments are around 1.0 ℃, which is not relevant to frequencies from 0.1 Hz to 20 Hz and suspected due to fatigue. Residual strains of 1×10-5-2×10-5 during fatigue, fading away rapidly when unloading, are also reported. Embedded FBGs here are validated to sense temperature and strains in composite structures, which demonstrates promising potentials in structure monitoring fields. CFRP are verified to have an excellent performance during fatigue with low temperature increase and residual strain.