16通道光纤布拉格光栅解调系统的研究

鉴于单通道解调系统一次可检测的光栅波长数目有限,同时为兼顾FBG(光纤布拉格光栅)解调系统与上位机通信的稳定性与高速性,结合波分复用与空分复用技术,研制了多通道、多通信端口的FBG解调系统。通过控制16路光开关的光路切换,可实现对16通道FBG传感网的空分复用,对各通道传感器中心波长进行解调。测试结果表明,解调系统中心波长分辨率为1pm,一次采集光栅波长信息的时间为620ms,16个光通道的FBG传感信息更新最短时间不大于10s,可对约200只光纤光栅传感器进行有效监测。     

光纤Bragg光栅温度传感器在硅橡胶绝缘子温度特性研究中的应用

当硅橡胶绝缘子长期工作在恶劣的环境中时,会导致硅橡胶绝缘子产生发热现象.为了检测硅橡胶绝缘子的工作温度,将光纤Bragg光栅分别粘贴于硅橡胶绝缘子的上、下两端和伞群部分.温度特性实验结果表明:在15 kV电压作用下,硅橡胶绝缘子温度发生变化,从而使得光纤Bragg光栅中心波长产生相应的移位.金属棒上、下两端和伞群部分在无污染情况下温升分别为1.8℃、2.1℃和0.5℃;在凝露情况下温升分别为2.3℃、2.7℃和0.7 ℃;在Ⅱ级污秽等级情况下温升分别为3.5℃、4.1℃和0.9℃;破坏后的伞群部分在三种情况下的温升分别为4.9℃、5.5℃和7.1℃.光纤Bragg光栅温度传感器可有效的检测硅橡胶绝缘子的工作温度,反映硅橡胶绝缘子的工作状态.     

光纤Bragg光栅振动传感器的标定与不确定度分析

采用相对校准法对振动传感器进行标定,将被校传感器与标准传感器背靠背固定在振动台中心,承受相同的振动信号,对标准振动传感器的输出量与被校振动传感器的输出量作比较和分析,并且引入了不确定度分析。实验结果表明:Fiber Bragg Grating (FBG)振动传感器标定平台标定得到FBG振动传感器的灵敏度为5.115 pm/g,线性度为3.5%,重复性误差为4.9%FS,校准装置的测量不确定度为0.003 8 g。满足待测FBG振动传感器的标定要求,提高了FBG振动传感器检定的工作效率和标定精度,可以运用于实际工程中。     

基于光纤传感的输电线路悬垂绝缘子风偏角监测研究

由风偏引起的输电线路故障在电网运行中占有很大的比例,为了实时监测输电线路绝缘悬垂绝缘子串风偏角的变化,通过研究悬垂绝缘子风偏的荷载模型,应用光纤传感技术,搭建悬垂绝缘子风偏角在线检测系统,实现了云南电网昭通地区某110 kV杆塔悬垂绝缘子串风偏角的在线监测。由监测数据可得,悬垂绝缘子串风偏角的变化与理论计算模型的变化趋势相符,变化范围大致在-4°～+4°。结果表明,该光纤传感的风偏角在线检测方法在实际运用过程中准确可靠,为输电线路安全运行提供了一定程度的参考。     

单目红外目标跟踪机器人视觉系统设计

针对特定红外目标跟踪机器人设计的需求,以3种不同频率的信号,合成了可以被一体化红外传感器连续解调的目标特征信号,设计了基于特征信号模型的机器人视觉系统,包括单目复眼的信号检测阵列和2级序列的信号调理电路．试验表明,系统工作稳定可靠,实现了对目标的智能搜索、连续跟踪,信号抗干扰性强,可用于多目标的识别跟踪．     

风速对油浸式变压器绕组热点温度影响的研究

在实际工况中,油浸式变压器的散热过程会受到外界自然风变化情况的直接影响.通过Ansys有限元分析法,建立油浸式变压器在不同自然风速下绕组区域温度场与流场的二维流固耦合模型,分析绕组在不同外界自然风速下的热点温度变化,同时搭建变压器温升实验进行直接验证,结果证实了仿真模型的准确性.     

油浸式变压器温度场的可控发热模拟装置研究

通过研究油浸式电力变压器的热生成与热传导机理,研制了一种内部热源的可控发热变压器模拟装置。利用热电偶传感器对内部热源的变压器进行多点测温,并把内部热源变压器绕组温度数据与油浸式变压器绕组温度进行分析和比较。结果表明,研制的变压器在额定功率工作条件下,顶层油温81.7℃,底层油温57.7℃,顶层绕组88.5℃,底层绕组72.9℃,顶层油温及关键节点温度和大型油浸式电力变压器绕组温度基本吻合,额定功率下最大温度偏差为0.5℃,1.3倍额定功率下最大温度偏差为0.6℃。     

扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器的设计与有限元分析

设计一种新型扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器,该传感器由扭转梁、扭转圆盘、质量块和光纤Bragg光栅组成,质量块受力带动扭转梁发生扭转变形,扭转圆盘将扭转梁的扭转变形放大到光纤光栅,通过检测光纤Bragg光栅中心波长的变化量即可检测出被测加速度信号。对已知传感器模型进行有限元分析,根据分析结果进行优化设计,确定最优方案。仿真结果显示:该传感器的固有频率为872.99Hz,灵敏度为16.118pm/(m/s~2)。该传感器克服了传统梁式光纤光栅传感器固有频率与灵敏度相互矛盾的现象,即在一定固有频率的基础上,可以通过增大扭转圆盘半径来放大传感器的灵敏度,因此该传感器可以实现对较高频率加速度信号的检测。     

脉冲注入法的传感器信号发生装置

脉冲注入法可较为灵敏地反映出各类变压器绕组故障,原理为在线注入脉冲方波,通过测量响应信号判断绕组工况.便携式带电检测仪可较好地实现上述功能,电容传感器信号装置是其重要组成部件,该部件直接安装在电力变压器绝缘套管上,为保证注入信号对在线运行变压器无影响,要求该部件不影响套管电场分布,同时不影响绝缘套管的绝缘特性.针对不同电压等级的电力变压器,设计了相应的电容式耦合传感信号发生装置,通过仿真验证了相应装置的电场分布,证明了其对电力变压器运行无影响,同时对该装置进行雷电冲击试验,检验了该装置的绝缘性能.装置为脉冲在线注入法的成功应用奠定了基础.