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高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器的制作方法

文檔序號(hào):6107640閱讀:393來源:國知局
專利名稱:高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域,尤其是用于高壓電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)溫度的光纖光柵傳感器。
背景技術(shù)
在習(xí)知的監(jiān)測(cè)技術(shù)中,傳統(tǒng)的電類傳感器在電力系統(tǒng)中,易受環(huán)境濕度和電磁干擾,也因其是有源器件,在易燃易爆的惡劣環(huán)境下無法使用。因此,業(yè)界不斷發(fā)明新的測(cè)量技術(shù)來解決高壓電力系統(tǒng)溫度測(cè)量困難的問題,如紅外測(cè)量、無線測(cè)量、光纖溫度檢測(cè)系統(tǒng)和光纖光柵溫度檢測(cè)系統(tǒng)。較為先進(jìn)的是光纖光柵傳感器。
光纖光柵傳感器屬于波長編碼,不受光源起伏、器件老化、光纖彎曲等影響,因此具有非常高的可靠性和精度。
習(xí)知的光纖光柵檢測(cè)技術(shù)如中國專利CN03229855.2公開了一種溫度調(diào)諧光纖光柵傳感解調(diào)器,其特點(diǎn)它是將光纖光柵固定在一微型電阻加熱器上,該微型電阻加熱器的兩端由一對(duì)引線與一調(diào)制電源相連構(gòu)成。
中國專利CN03229854.4一種應(yīng)變調(diào)諧光纖光柵傳感解調(diào)器,其特點(diǎn)在于它的構(gòu)成是含有光纖光柵的光纖段,該光纖段的兩端分別由兩個(gè)光纖夾持器固定在一機(jī)殼上,一可帶動(dòng)光纖段作橫向振動(dòng)的振動(dòng)器也固定在該機(jī)殼上。
中國專利CN200420028699.4公開了一種多通道光纖光柵傳感裝置,該裝置包括由寬帶光源,三端光環(huán)形器,至少兩個(gè)FBG傳感器,光纖耦合器,波長解調(diào)器及光電探測(cè)器組成的多通道光纖光柵傳感裝置,其特征在于,波長解調(diào)器采用密集波分解復(fù)用器,它的輸入端與光纖耦合器的一個(gè)輸出端相連,密集波分解復(fù)用器內(nèi)至少設(shè)有兩個(gè)波長通道,波長通道個(gè)數(shù)與FBG傳感器個(gè)數(shù)相匹配,密集波分解復(fù)用器的輸出端連接至少兩個(gè)光電探測(cè)器,輸出端連接的光電探測(cè)器的個(gè)數(shù)與FBG傳感器個(gè)數(shù)相匹配。習(xí)知的傳感器不能很好的解決高壓爬電問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的問題在于克服前述技術(shù)存在的上述缺陷,而提供一種高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器。
本實(shí)用新型光纖測(cè)溫裝置解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的,依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,包括溫度傳感頭,其中,一光纖絕緣子一端裝置溫度傳感頭,另一端通過光纖連接頭與光纖連接,光纖絕緣子上裝置光纜。
本實(shí)用新型多點(diǎn)多通道溫度檢測(cè)系統(tǒng)解決其技術(shù)問題還可以采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)前述的高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,其中,溫度傳感頭本體具有容置光纖的流線型凹槽,該凹槽的一端留有一共光纖合并引出的出線槽口;所述的凹槽為U型槽;溫度傳感頭本體具有一與被測(cè)物接觸的測(cè)物平面;光纖繞流線型凹槽嵌置兩引出頭合并一處,借由出線槽口引出,光纖上穿過光纖絕緣子,光纖的端部與光纖連接頭連接。
前述的高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,其中,所述的光纖絕緣子由根據(jù)被測(cè)物高壓等級(jí)匹配的數(shù)個(gè)相互串接的喇叭狀光纖絕緣子單元構(gòu)成,具有略成錐度的盤形部,沿該盤形部錐度表面的頂角部伸設(shè)穿裝光纖的莖部,盤形部的圓周邊緣具有凸沿。
前述高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,其中,光纖絕緣子單元為憎水性橡膠材料一體壓制成型或所述的光纖絕緣子單元具有憎水涂層。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知,本實(shí)用新型在優(yōu)異的結(jié)構(gòu)配置下,至少有如下的優(yōu)點(diǎn)本案配置的光纖絕緣子,很好的解決了高壓爬電問題,大大提高了使用工頻電壓;其中光纖光柵傳感器設(shè)置符合電氣設(shè)備接頭形狀的封裝構(gòu)造,使檢測(cè)裝置不受光源起伏,器件老化,光纖彎曲等影響,可有效提高檢測(cè)精度;本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的技術(shù)進(jìn)步,堪稱具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性的好技術(shù)。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是本實(shí)用新型中光纖光柵傳感器一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例,對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳細(xì)說明如后。
如圖1所示一種高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,包括溫度傳感頭42其中,一光纖絕緣子41一端裝置溫度傳感頭42,另一端通過光纖連接頭與光纖連接,光纖絕緣子41上裝置光纜。
所述的光纖光柵傳感器還可以是,包括溫度傳感頭,其中,溫度傳感頭本體421具有容置光纖的流線型凹槽422,該凹槽的一端留有一共光纖合并引出的出線槽口423;所述的凹槽為U型槽;溫度傳感頭本體具有一與被測(cè)物接觸的測(cè)物平面424;光纖繞流線型凹槽嵌置兩引出頭合并一處,借由出線槽口423引出,光纖上穿過光纖絕緣子41,光纖的端部與光纖連接頭連接;所述的光纖絕緣子單元410為憎水性橡膠材料一體壓制成型或所述的光纖絕緣子單元410具有憎水涂層。所述的光纖光柵傳感器具有光纖絕緣子41;所述的光纖絕緣子41由根據(jù)被測(cè)物高壓等級(jí)匹配的數(shù)個(gè)相互串接的喇叭狀光纖絕緣子單元410構(gòu)成,具有略成錐度的盤形部4101,光纖絕緣子單元的盤形部的錐度表面可有效的避免塵埃附著,沿該盤形部錐度表面的頂角部伸設(shè)穿裝光纖的莖部4102,盤形部的圓周邊緣具有凸沿4103,以提高光纖絕緣子的耐磨損性和絕緣能力。
所述光纖光柵傳感器配置前述光纖絕緣子可有效提高憎水性強(qiáng)和耐電性能,具有該光纖光柵傳感器的檢測(cè)裝置在自然污穢條件和霧天潮濕情況下,可更明顯提高光纖的耐工頻電壓、操作過電壓、雷電過電壓的水平,能有效解決光柵光纖測(cè)溫系統(tǒng)在惡劣天氣和環(huán)境運(yùn)行中的安全問題。本案所述解調(diào)裝置設(shè)置由電場(chǎng)控制的可調(diào)濾波器片(MEMS),提高了解調(diào)范圍和解調(diào)速度,同時(shí)解決了磁滯和溫度不穩(wěn)定的問題,因此提高了測(cè)量可靠性。因該可調(diào)濾波器芯片由電場(chǎng)控制,在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng),因而它沒有壓電陶瓷的磁滯現(xiàn)象,反應(yīng)速度快,精確度高。
技術(shù)原理 光纖光柵傳感器主要用Bragg光纖光柵,Bragg光纖光柵基本結(jié)構(gòu)如圖所示,纖芯中的條紋代表折射率的周期性變化。根據(jù)入射光,反射光,透射光和與之相關(guān)的能量和動(dòng)量守恒定律,得到Bragg的反射波長的變化,反射波長的變化與光纖軸向應(yīng)變的關(guān)系,可以構(gòu)成很多物理量(如,壓力、形變、位移、電流、電壓、振動(dòng)、速度、加速度、流量等等)的函數(shù)關(guān)系,布喇格光纖光柵具有非常優(yōu)良性能,反射率高,帶寬窄可小于0.2nm。
這種折射率周期變化的Bragg光纖光柵滿足相位匹配條件時(shí),入射光將被反射,峰值反射波長λB=2neffΛ (1)式中λB為Bragg波長(即光柵的反射波長);Λ為光柵周期;neff為光纖材料的有效折射率。圖2為實(shí)際的一個(gè)布喇格光纖光柵反射譜和透射譜。
式neff,Λ(1)中,是溫度T和軸向應(yīng)變?chǔ)诺暮瘮?shù),因此布喇格波長的相對(duì)變化量可以寫成Δλ/λB=(α+ξ)ΔT+(1-Pe)ε(2)其中α、ξ分別是光纖的熱膨脹系數(shù)和熱光系數(shù),其值α=0.55×10-6,ξ=8.3×10-6,即溫度靈敏度大約是0.0136nm/℃,(λ為1550nm);Pe是有效光彈系數(shù),大約為0.22,即應(yīng)變靈敏度為0.001209nm/με。因此,利用上述關(guān)系式測(cè)量波長的變化量就可以測(cè)出溫度和應(yīng)變。應(yīng)用光纖光柵可以制造出不同用途的傳感頭,測(cè)量光柵波長的變化就可以計(jì)算出待測(cè)物理量的變化,所以(2)式是光柵傳感的基本方程。
以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,包括溫度傳感頭,其特征在于,一光纖絕緣子(41)一端裝置溫度傳感頭(42),另一端通過光纖連接頭與光纖連接,光纖絕緣子上裝置光纜。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,其特征在于,溫度傳感頭本體(421)具有容置光纖的流線型凹槽(422),該凹槽的一端留有一共光纖合并引出的出線槽口(423);所述的凹槽為U型槽;溫度傳感頭本體具有一與被測(cè)物接觸的測(cè)物平面(424);光纖繞流線型凹槽嵌置兩引出頭合并一處,借由出線槽口(423)引出,光纖上穿過光纖絕緣子,光纖的端部與光纖連接頭連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,其特征在于,所述的光纖絕緣子(41)由根據(jù)被測(cè)物高壓等級(jí)匹配的數(shù)個(gè)相互串接的喇叭狀光纖絕緣子單元(410)構(gòu)成,具有略成錐度的盤形部(4101),沿該盤形部錐度表面的頂角部伸設(shè)穿裝光纖的莖部(4102),盤形部的圓周邊緣具有凸沿(4103)。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,其特征在于,所述的光纖絕緣子單元(410)為憎水性橡膠材料一體壓制成型或所述的光纖絕緣子單元具有憎水涂層。
專利摘要一種高壓開關(guān)柜的串接式光纖光柵溫度傳感器,包括溫度傳感頭,其中,一光纖絕緣子一端裝置溫度傳感頭,另一端通過光纖連接頭與光纖連接,光纖絕緣子上裝置光纜。本案配置的光纖絕緣子,很好地解決了高壓爬電問題,大大提高了使用工頻電壓。
文檔編號(hào)G01D5/26GK2879147SQ20052012356
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者周大川, 干耀生, 郭轉(zhuǎn)運(yùn), 董蘇姍, 馬林萍, 杜維 申請(qǐng)人:天津愛天光電子科技有限公司
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