光纤传感器在高压设备在线测温系统中的应用

光纤传感器在高压设备在线测温系统中的应用作者：时斌，SHIBin作者单位：东南大学电气工程学院,南京,210096刊名：高电压技术英文刊名：HIGHVOLTAGEENGINEERING年，卷(期)：2007，33(8)被引用次数：8次参考文献(17条)1.邬钢.李进光纤在开关柜触头温度监测中的应用[期刊论文]-高电压技术2006(02)2.杨武.王小华.荣命哲基于红外测温技术的高压电力设备温度在线监测传感器研究[期刊论文]-中国电机工程学报2002(09)3.张艳.田竞.叶逢春基于红外传感器的高压开关柜温度实时监测网络的研制[期刊论文]-高压电器2005(02)4.WhistleDB.GrayIDAnewtechniqueforconditionmonitoringofMVmetalcladswitchgear1998(11)5.张之辉.曹家庆开关设备一次回路温升的监测[期刊论文]-高压电器1994(05)6.郑道弘.刘念.周龙翔高压开关柜触头光纤智能测温[期刊论文]-高压电器1995(04)7.刘洪武.陈德桂.李兴文采用自聚焦透镜的开关电弧运动形态光纤测试系统[期刊论文]-中国电机工程学报2003(09)8.HartogahDistributedtemperaturesensorinsolid-corefiber1985(23)9.RogersajDistributedopticalfibersensorsforthemeasurementofpressure,strainandtemperature2003(09)10.DakinjpPrattdjTemperaturedistributionmeasurementusingramanratiothermometry198511.黄尚廉.梁大巍.刘龚分布式光纤温度传感器系统的研究1991(04)12.刘建胜.李铮.张其善光纤完全分布式温度传感系统研究进展1999(03)13.张在宣.冯海琪分布光纤拉曼光子传感器系统[期刊论文]-半导体光电1999(02)14.杨国平.支元彦.戴银禄分布式光纤测温系统在变电站温度监控中的应用[期刊论文]-电气开关2006(05)15.崔文华.陈志斌分布式光纤温度监测与报警系统的研究[期刊论文]-红外与激光工程2002(02)16.匡绍龙.朱学斌分布式光纤温度传感器原理及其在变电站温度监测中的应用[期刊论文]-电力自动化设备2004(09)17.孟庆民高压开关设备的温度在线监测研究[期刊论文]-高压电器2006(05)相似文献(10条)1.期刊论文张在宣.金仁洙.郭宁.余向东.王剑锋.吴孝彪新型分布式光纤拉曼光子温度传感器系统-物理实验2003,23(1)讨论了2kmFGC-W2,10kmFGC-W10和30kmFGC-W30分布式光纤拉曼光子温度传感器系统的工作原理和系统的结构.介绍了国内外分布式光纤拉曼光子温度传感器系统的研究现状,提出了分布式光纤拉曼光子温度传感器系统的发展方向.2.期刊论文张利勋.欧中华.刘永智.代志勇.彭增寿.王大文.ZhangLixun.OuZhonghua.LiuYongzhi.DaiZhiyong.PengZengshou.WangDawen分布式光纤喇曼温度传感器的循环解调法-光子学报2005,34(8)为了抑制温漂噪声积累,瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,考虑了最近测量瑞利背散射光曲线解调反斯托克斯背向散射光温度曲线方法,即循环解调方法;该方法提高了系统的测温精度、稳定性,降低了系统的成本.实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±0.05℃.3.学位论文侯培国分布式光纤温度传感系统的理论与实验研究2003分布式光纤传感技术于20世纪70年代末被提出.近几十年,研究了不同机理的分布式温度测量系统,并在多个领域得以逐步应用.目前这项技术已成为光纤传感器技术中最具前途的技术之一.分布式光纤温度测量系统能在整条光纤的长度上,以距离的连续函数形式传感出被测温度随光纤长度方向的变化.分布式光纤温度传感器中的光纤既是传输介质又是传感介质,它还具有抗电磁干扰、防燃、尺寸小、对被测温度场的影响小等其它传感器无法比拟的优点.分布式光纤温度传感器所探测到的含有温度信息的喇曼后向散射光十分微弱,甚至完全淹没在噪声中.对反斯托克斯和斯托克斯后向散射光的消除噪声的水平直接关系到整个系统的测温精度,因此必须彩微弱信号检测技术.该文对分布式光纤温度传感器进行了较全面的理论分析与实验研究,主要工作如下:(1)对光纤自发喇曼散射进行定量分析,研究自发喇曼散射与光纤所处环境温度的关系,进一步确定实际应用中反斯托克斯光与温度的关系;通过分析从自发喇曼散射到受激喇曼散射的转化过程,确定维持自发喇曼散射的条件,对分布式光纤温度传感系统的设计具有重要的指导性意义.(2)从系统信噪比、温度灵敏度和工作稳定性等几个方面综合考虑系统工作的中心波长.从喇曼散射信号光功率、热噪声、暗电流和环境温度等多种因素出发;求出了最佳雪崩增益的表达式,为分析APD的工作状态提供了依据.(3)采用叠加平均和小波变换联合实现散射信号的消噪处理,提高了分布式光纤温度传感系统的响应速度.(4)设计一种高精度恒温控制系统,将系统的关键部件和定标光纤置于同一个恒温槽中,提高系统工作的稳定性和可靠性.(5)设计了一种性能优越的激光脉冲驱动电路,对激光脉冲的形状、宽度进行有效的控制,为提高分布式光纤温度传感系统的性能提供了保障.(6)针对分布式光纤温度传感系统信号的特点,对系统的各部分PCB的设计进行分析和研究.(7)采用神经网络对分布式光纤温度信号进行处理,提高分布式光纤温度传感系统的空间分辨率和温度分辨率.对网络的结构进行了设计,并提出了一种改进的神经网络学习算法,加快了神经网络学习时的收敛速度.4.会议论文张在宣.王剑锋.刘红林.徐海峰分布式光纤拉曼温度传感器技术的进展2005分布式光纤拉曼散射温度传感器系统是一种实时的、在线的、多点光纤温度测量系统,是一种用于实时测量空间温度场的高新技术,它已经成为工业过程控制中的一种新的检测方法与技术.为了测量大范围空间分布温度场,设计制造了近程(2～4km)、中程(8～12km)和远程(25～30km)分布光纤拉曼温度传感器.基于光纤放大的反斯托克斯背向拉曼自发散射测温原理,对系统进行了优化设计.本文讨论了分布式光纤拉曼温度传感技术的原理,分布式光纤拉曼温度传感器系统的结构组成,国内外的研制现状以及它的主要应用领域和分布光纤测温技术的展望.5.期刊论文张利勋.廖云.欧中华.刘永智.代志勇.彭增寿.王大文.ZhangLixun.LiaoYun.OuZhonghua.LiuYongzhi.DaiZhiyong.PengZengshou.WangDawen分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调-光学学报2007,27(3)提出了一种用于分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调新方案,采用瑞利散射光时域反射仪(OTDR)曲线解调光纤的反斯托克斯散射光时域反射仪曲线.首先将测量温度范围分成数段,用传统解调方法获取待测温度,然后判断该温度属于哪段内,最后用该对称的数段边界标定温度解调得到偶数个温度测量值,取平均值作为测量值.该方法提高了系统的测温精度和稳定性,系统的测温误差在±0.05℃内,空间分辨力1m.实验结果与理论分析一致.6.期刊论文张利勋.廖云.代志勇.欧中华.刘永智.彭增寿.王大文.ZHANGLi-xun.LIAOYun.DAIZhi-yong.OUZhong-hua.LIUYong-zhi.PENGZeng-shou.WANGDa-wen分布式光纤喇曼温度传感器的区域标定法-光电子·激光2006,17(6)在分布式光纤喇曼温度传感器中,将测量温度范围分成正交的数个区域,用传统解调方法获取待测温度后,判断该温度属于某区域内;用该区域上下边界解调,得两测量温度,取平均值作为测量值.该方法提高了传感器的测量精度和稳定性.实验结果与理论分析一致,传感器的测温误差在±0.05℃内.7.学位论文邹建分布式光纤温度测量系统关键技术研究2005基于喇曼散射效应的分布式光纤温度传感器自70年代诞生以来，以惊人的速度发展、扩散，其优异的性能、强大的功能和巨大的应用前景吸引了大批专家学者予以研究，使该技术快速走向成熟。分布式光纤温度传感技术赖以工作的喇曼散射原理是成熟的理论，传感器系统的原理性研究难度并不大，作为国家“八五”攻关项目，作者带领的研究小组在90年代初仅用一年的时间就拿出了原理性样机，然攻克系统的稳定性却用了3年的时间才略有小成。随后在作者承担的国家自然科学基金的资助下，继续就系统的稳定性进行了深入的研究，在一些关键技术上取得了一定的成绩。本论文是作者对分布式光纤温度传感系统进行长期研究工作的一个总结，论文中针对分布式光纤温度传感技术的背景知识、工作原理进行了介绍。推导出了在接收端得到的两路喇曼分量信号电压与温度的关系，纠正了一直被同行忽略的一个概念性错误，导出的结果与德国GESO公司的公式有相似之处，但比他们的计算公式更加精确，尤其是在光纤远端的精度有明显的优势，对分布式光纤温度传感技术的正确应用具有重要的指导意义。从物理光学出发，通过干涉滤光片的倾斜入射公式，提出了干涉滤光片的调谐匹配滤波的方法，能够大大提高滤波效果，具有重要的应用价值。论文详细分析了影响系统稳定性的各种因素，尤其是雪崩光电二极管的温飘特性，提出并研发了一种动态跟踪补偿技术，能够大大提高APD对环境温度的适应能力。在应用研究中，作者在宁波振东光电有限公司的帮助下，针对该技术在大型水坝渗漏监测中的应用进行了有益的探索，提出了有源激励方式，并成功应用于广东某水电站的渗漏监测，测出了新建的大坝中存在渗漏的区域，大致测出了渗漏量，为该水电站的正常运行和维护提供了宝贵的资料。在管道泄漏监测领域，论文介绍了一种基于joule-Thomson效应的泄漏监测方法，并就泄漏物质、泄漏部位与光纤铺设方式之间的关系进行了分析和研究，比较详细地介绍了施工的工艺。在电缆温度监测领域，论文介绍了在秦山核电站的应用例子，成功检测出冷却水厂动力电缆的三个接头中其中一个接头存在质量问题，该检测结果引起了核电公司的高度重视，为确保核反应堆的正常运行提供了有力的监测手段。8.期刊论文张磊.冯雪.张巍.刘小明.ZHANGLei.FENGXue.ZHANGWei.LIUXiao-ming基于变脉宽光源的分布式光纤拉曼温度传感器研究-光子学报2009,38(10)提出了在分布式光纤拉曼温度传感器中,采用可变脉宽光源实现双功能温度监测的方法.采用窄脉冲获得高空间分辨率进行峰值温度监测,再改用宽脉冲获得高温度分辨率进行平均温度监测,可以兼顾不同测温环境对高温度分辨率或高空间分辨率的不同使用要求.结果表明,与采用固定脉宽光源的传统方法相比,采用可变脉宽光源可以在获得相同温度分辨率的前提下,降低了系统进行平均温度监测的测量时间.9.会议论文陈海峰.肖立志.张元中.付建伟.赵晓亮一种独特的分布式光纤喇曼散射温度传感器信号处理方法2004本文介绍的这种硬件去噪法是一种全新的去噪方法,因此硬件设计几乎完全消除由A/D采样时钟所引起的周期性噪声(影响系统测量精度的一个重要原因)影响,提高了系统的信噪比,改善了系统的测量精度.另外通过与传统软件去噪的方法相结合使用,可进一步提高系统的信噪比,极大地改善了分布式光纤喇曼测温系统的测量精度.10.学位论文黎昵分布式光纤温度传感监测数据处理技术及应用研究2008分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场的高新技术，它的出现彻底打破了传统的监测方式，即由传统的点式测量扩展到分布式监测，信息量得到大大的提高。同时，它具有不受强电磁干扰、测量精度高等特点，在土木工程领域得到了广泛的研究和应用。本文从基于喇曼散射的分布式光纤温度传感系统(简称DTS系统)的监测数据出发，重点研究了该系统监测数据的处理理论和技术，并将研究结果应用于工程实际，得到了相应的结论。本文的主要研究