光纤Bragg光栅传感的油浸式变压器测温系统

为了能够切实有效的对于油侵式变压器运行过程中的温度得到准确的测量,本文设计了绕组电磁线内置光纤光栅传感器,该变压器所呈现出的运行安全性得到了切实有效的保障.由于内置光纤光栅传感器本身对于变压器的绝缘性能没有造成任何影响,并且其中所呈现出的温度传感性能也极为优秀,这对于变压器内部温度场变化的研究工作来说,起到了至关重要的作用.本篇文章主要针对内置光纤光栅油侵式变压器的研制进行了全面详细的探讨,以期为我国变压器的应用安全提升作出贡献.

第37卷，增刊红外与激光工程2008年4月 vol.37supplementinfraredandlaserengineeringapr.2008 收稿日期：2008-03-20 基金项目：国家自然科学基金（50775180），西安理工大学特色研究计划（102-210614） 作者简介：魏颖(1981-)，女，河北蠡县人，硕士，主要研究方向为光电测量技术。email:weiying0312@126.com 导师简介：焦明星(1962-)，男，陕西高陵人，博士，教授，博士生导师、主要研究方向为激光传感与测量技术方面。email:jiaomx@xaut.edu.cn 保偏光纤bragg光栅传感特性的实验研究 魏颖，焦明星

光纤Bragg光栅传感原理及增敏技术

对光纤bragg光栅(fbg)温度传感在77k-150k和300k-500k之间进行了测试,得出温度与波长的相关关系,并讨论了常温与低温情况下的温度与波长关系不一致的原因.77k-150k情况下,温度与波长的非线性关系主要是由电偶极子所致有效折射率变化造成的;而300k-500k情况下,温度与波长近乎线性的关系主要是由此温度范围内有效折射率恒定和石英光纤光栅的线膨胀系数所至。得到的理论公式与实验结果符合。

当环境相对湿度发生变化时,湿敏材料的某些物理特性也会随之发生变化,将湿敏材料涂覆在光纤光栅上,光栅的波长变化能直观反映湿度的变化。基于此,文章设计了一种光纤bragg光栅的湿度传感器,首先分析了该传感器的传感原理,接着制作了湿敏材料的传感器,最后进行了实验测试,结果表明:文章所制作的光纤bragg光栅湿度传感器的稳定性较好。

当环境相对湿度发生变化时,湿敏材料的某些物理特性也会随之发生变化,将湿敏材料涂覆在光纤光栅上,光栅的波长变化能直观反映湿度的变化。基于此,文章设计了一种光纤bragg光栅的湿度传感器,首先分析了该传感器的传感原理,接着制作了湿敏材料的传感器,最后进行了实验测试,结果表明：文章所制作的光纤bragg光栅湿度传感器的稳定性较好。

光纤传感测温系统

设计了一种对外加应力应变不敏感的光纤光栅温度传感器,通过双层结构消除外加应力应变对bragg波长的偏移值影响。建立了光纤光栅温度传感器模型中温度变化量与bragg波长的偏移值的对应关系。采用水浴法进行测温实验,根据实验数据得到光纤bragg光栅温度传感器的各项静态性能指标。

研制了一种双套管式光纤bragg光栅温度传感器,以实现无外力作用的温度测量。其中外套管隔离外加应力应变,在内套管内松弛地放置光栅以隔离封装结构的表观热应变。引入引出尾纤穿过带孔螺栓,以探测多个串联光栅。为了避免光栅处于张拉状态,封装在外套管1、外套管2和内套管中的光纤余长应分别大于1.4mm,1.8mm和0.4mm。试验结果表明,该光栅传感器的温度响应灵敏度为9.671×10-3nm/℃,温度测量分辨率为0.1℃。当水温从20℃跃变到70℃时,该传感器的温度响应时间分别为t0.5=15±2s和t0.9=52±4s。当水温从70℃跃变到20℃时,该传感器的温度响应时间分别为t0.5=26±9s和t0.9=63±8s。

　第25卷第3期　　　　　　　　　　　　　　应　用　激　光　　　　　　　　　　　　　　　vol.25,no.3 　2005年6月　　　　　　　　　　　　　　　　appliedlaser　　　　　　　　　　　　　　　june2005 f-p光纤传感器及光纤bragg光栅传感器 应用于光纤智能夹层的研究 3 芦吉云　梁大开　李东升　潘晓文 (南京航空航天大学航空科技智能材料与结构重点实验室,　南京210016) 　　提要　本文对嵌入f-p光纤传感器和bragg光栅光纤传感器的光纤智能夹层进行了研究,实现了对应变的测量。通过 对光纤智能夹层的理论分析和试验研究,分析了应变对传感系数的影响,研究了f-p光纤传感器检测的应变与所受的载荷 及bragg光栅传感器波长变化量与应变之间的关系。

技 术 创 新 中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００６年第２２卷第４－１期 ３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》 传感器与仪器仪表 光纤ｂｒａｇｇ光栅传感网络实时监测与应变分析 ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｉｂｅｒｂａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｉｎｇｎｅｔｓａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｏｆｖａｒｉａ－ ｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｉｎ （１．昆明理工大学；２．云南航天质量无损检测站）刘建平１赵永贵２孙宇２邱海涛１龙昊波１李川１ ｌｉｕ，ｊｉａｎｐｉｎｇｚｈａｏ，ｙｏｎｇｇｕｉｓｕｎ，ｙｕｑｉｕ，ｈａｉｔａｏｌｏｎｇ，ｈａｏｂｏｌｉ，ｃｈｕａｎ 摘要：作为一种绝对式传感器，波长调制式光纤ｂｒａｇｇ光栅传感器对应变的响应为０．９ｐｍ／

在阐述光纤bragg光栅(fbg)传感技术的工作原理和优点的基础上,以昆明白泥井3#隧道为实例,提出fbg传感器在隧道内的铺设方案及温度补偿技术。经过对隧道断面的24h连续监测,讨论隧道内最大温差对bragg反射中心波长变化的影响,并对隧道每一监测断面上温度传感系统所取得的bragg波长值进行可靠性的估计,验证fbg监测系统的可靠性。对隧道进行8个月的定期监测,并对隧道断面的应变变化情况进行分析,分析结果表明:干湿季节交替是导致测点应变波动的重要因素,而雨季是致使测点应变变化增大的主要原因。目前隧道二次衬砌结构稳定;同时,研究结果表明,fbg可准确地测出隧道的应变分布,将其应用于隧道变形监测中是可行和有效的。

温度监测是预防电力电缆大量使用引发事故的常规方法,通过对国内外4种常用电力电缆测温技术的分析,认为光纤光栅温度传感技术抗电磁干扰能力强,布置灵活,可实现多目标温度的快速准确测量;阐述了光纤光栅传感器的测温原理;实际应用表明,利用光纤光栅传感器监测电力电缆温度安全可靠、精度高、监测距离远。

第25卷第5期 2003年5月 武汉理工大学学报 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.25no.5 may2003 文章编号:16714431(2003)05000703 新型光纤bragg光栅振动传感技术* 梁磊周雪芳信思金赵申陈大雄 (武汉理工大学) 摘要:介绍了振动测试技术的发展现状,针对存在的问题,结合光纤bragg光栅传感系统的优点,提出了一种新型的 光纤bragg光栅振动传感系统,并进行了相关的实验研究。 关键词:光纤;bragg光栅;振动传感器 中图分类号:tp212.14文献标识码:a 收稿日期:20030125. 作者简介:梁磊(1963),男,副教授;武汉,武汉理工

提出了一种基于光纤bragg光栅的温度传感器,阐述了光纤bragg光栅的温度传感机理,用2个相同的光纤bragg光栅构成折叠式mach-zehnder(m-z)干涉仪,其中一个光栅作为参考臂,另一个作为传感臂:采用外差探测技术来测量外界的温度物理量。当温度发生变化,bragg光栅的波长也随之改变。外差探测用来探测传感臂和参考臂由于温度变化引起的输出信号的频率差异。对其动态测量范围和灵敏度也进行了分析。

通过对三种光纤bragg光栅传感器的实验研究，得出实验数据并进行分析，表明光纤光栅传感器用于油库状态参数监测是可行的。该文介绍了分布式监测技术领域的一种新型技术——光纤bragg光栅监测网络技术，指出了其相对传统技术所具有的独特优越性。最后，提出了一种基于光纤bragg光栅传感技术的油库监测网络。

油气井温度数据在地质资料解释和油气井监测方面作用明显。但传统的井温测量仪器在井温测量时存在灵敏度不够高、不能在极限环境使用等缺点。光纤bragg光栅温度传感器作为新一代温度测量技术的代表,具有体积小、质量轻、抗辐射等传统测量仪器无法比拟的优势,本文对其传感原理、传感器结构、应用等方面做了阐述。

直接监测电力设备内部元件所受应力可以直观反映电力设备的运行状态,传统的监测手段不能直接深入电力设备内部进行检测.研制了一种带温度补偿的光纤bragg光栅应变传感器,可以对电力设备内部元件所受应力和温度进行检测.研制的应变传感器选取了35kv干式空心电抗器作为实验对象,监测了一次干式电抗器固化过程中包封所受应力和温度的变化趋势.将为变电站内高压电力设备的实时监控提供理论和实践依据.

为避免外加应力应变对温度传感器光栅的影响,提出了一种利用双钢管套装来隔离外加应力应变的方法。传感器两端留有尾纤,可实现多个传感器波分复用。为了防止因温度和外加应力应变所导致的套管形变而产生光纤拉伸,封装在两个钢管中的预留光纤长度应大于0.69mm。实验结果表明,温度在0℃~80℃之间变化时,灵敏度达到10pm/℃,线性度较好,可实现对环境温度的高精度连续监测。

为了实现对海水温度监测,设计了一套浮标式光纤布喇格光栅远程测量系统。该系统结合了fbg传感技术和labview技术,以pc机、无线数传模块、工控机、解调仪等为主要硬件搭建。实现了传感器的数据采集、处理、传输、显示、存储及浮标定位等功能。通过海试证实了系统的可行性及可靠性,同时该系统在实际应用中体现了便捷,快速的优势。

光纤光栅传感器光纤光栅传感器

利用复合材料封装光纤bragg光栅(fbg)设计制作了用于测量高速碰撞或爆炸与冲击作用下混凝土内部动态应变的fbg应变传感器。在霍普金森压杆上对fbg在封装前的裸光栅和封装后的fbg传感器分别进行了高速冲击试验,试验表明:设计的fbg传感器的瞬态响应上升时间小于20μs,具有良好的动态响应特性,可以用于工程中混凝土结构内高速冲击下的动态应变测试。