一種電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器的製作方法
2023-05-02 19:02:06
專利名稱：一種電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種應用於電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器。
背景技術：
1電力電纜實現溫度在線監測的必要性隨著我國工業技術的發展，鋼鐵、電力等企業規模逐漸增大，現代化水平不斷提高，對國民經濟起到重要的作用。然而，不斷出現的工業火災事故，尤其是電纜隧道火災事故，使鋼鐵、冶金、電力等企業的消防安全形勢不容樂觀。同時，鋼鐵、冶金及電力行業又是設備密集型行業，系統龐大、工藝複雜、設備貴重，系統自動化程度高。電纜隧道作為鋼鐵、 冶金、電力行業的動脈，遍布全廠，其重要性不言而喻。在電纜隧道、電氣地下室等場所電纜布置密集，數量巨大，環境惡劣，遇到電纜本身故障和外界火源，很容易引起電纜著火，而且火災蔓延迅速，撲救困難。所以，具有較大火災危險隱患的電纜隧道、電纜夾層、電氣地下室等應作為重要的工業防火安全問題加以對待。2電力電纜溫度在線監測系統現狀現有的電力電纜溫度在線監測系統，從工作原理上來區分，主要有電信號傳感器和光信號傳感器兩大類。電信號傳感器包括傳統的熱電偶和熱電阻傳感器以及特殊的半導體傳感器等類型；而光信號傳感器主要有基於後向拉曼散射原理的分布式光纖測溫系統和基於光纖光柵原理的測溫系統兩種類型。電信號傳感器的工作原理是利用常規的感溫器件把溫度數據轉換成電信號來進行測溫。基於後向拉曼散射的分布式光纖測溫系統的工作原理主要是根據入射光在光纖內通過時，由於光纖本體所處的溫度不同而引起該處的光線散射率不同，進而影響光線發射端收到的散射光的強度發生變化，從而計算出該處的溫度值。 由於光線在光纖內的傳播速度是一定的，因此根據發射端收到散射光的先後順序和時間間隔就可以計算出光纖本體沿線的溫度分布。從使用的角度來講，各種溫度傳感技術各有所長，例如傳統的電信號傳感器具有溫度測量精度高、反應快的特點，但是電信號傳感器存在布線複雜、易損壞、系統維護工作量大等缺點，且電信號傳感器不具備自檢功能，需要經常校驗；而採用光信號傳感器的後向拉曼散射技術可以對電纜沿線的溫度分布進行測量，在長距離電纜溫度在線監測方面具有一定的優勢，但它對光源的要求特別高，光電監測設備造價隨著電纜距離的增加而大幅度上升；採用光纖光柵原理的測溫技術有以下特點傳輸線路採用光纖光纜，抗電磁幹擾能力強，使用準分子技術在光纖本體上製作的光纖光柵溫度傳感器的功能類似於點狀的電信號溫度傳感器，不鏽鋼外殼或陶瓷封裝，熱反應時間短，在同一條檢測迴路中可以串連多個探頭，從而實現對多個目標溫度的快速準確測量。
發明內容本實用新型的目的是提供一種應用於電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，比現有的光纖光柵溫度傳感器的測溫精度更高。[0008]本實用新型的技術方案是一種電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，它包括布拉格光柵光纖和封裝殼，其特徵在於布拉格光柵光纖在預拉伸和固化後，光纖布拉格光柵段的橫截面積縮小為未拉伸前的μ倍，0< μ < 1，光纖布拉格光柵放入薄片鋁板的凹槽中，底部用耐高溫膠封裝固定於凹槽中。如上所述的電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，其特徵在於薄片鋁板的形狀為薄條狀，尺寸為10mmX40mm。本實用新型的拉伸式光纖布拉格光柵傳感器具有較好的線性度，其熱靈敏度為裸光纖光柵的3. 5倍，為不鏽鋼外殼或陶瓷封裝的光纖光柵的1. 5-2. 5倍，拉伸式光纖光柵溫度傳感器在保持良好線性度的同時，其測溫精度大大提高，可以保持在士 1°C以內，特別適合在電纜測溫上應用。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
圖中標記的說明入射光1，放射光2，光纖3，凹槽4，布拉格光柵5，鋁板6.參見圖1。本實用新型實施例用於電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，它包括布拉格光柵光纖3和封裝殼，其特徵在於布拉格光柵光纖3在預拉伸和固化後，光纖布拉格光柵5段的橫截面積縮小為未拉伸前的μ倍，0< μ 4 mm。用包繞安裝方式安裝的傳感器測量的溫度比用直接安裝方式安裝的傳感器測量的溫度約高18°C，包繞安裝方式能更準確地反映電纜接頭線芯的溫度變化情況。這是因為採用包繞方式安裝傳感器時，測量的溫度值受環境溫度和空氣對流的影響較小，更加接近實際溫度值。這種方式在不影響電纜及接頭的結構特性和安全運行的情況下，既保護了溫度傳感器，又提高了溫度監測的準確性。所以包繞安裝方式安裝光纖布拉格光柵傳感器更適合實際工程的需要。
權利要求1.一種電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，它包括布拉格光柵光纖和封裝殼，其特徵在於布拉格光柵光纖在預拉伸和固化後，光纖布拉格光柵段的橫截面積縮小為未拉伸前的μ倍，ο < μ < 1，光纖布拉格光柵放入薄片鋁板的凹槽中，底部用耐高溫膠封裝固定於凹槽中。
2.如權利要求ι所述的電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，其特徵在於薄片鋁板的形狀為薄條狀，尺寸為10mmX40mm。
專利摘要一種電纜測溫的光纖布拉格光柵溫度傳感器，它包括布拉格光柵光纖和封裝殼，其特徵在於布拉格光柵光纖在預拉伸和固化後，光纖布拉格光柵段的橫截面積縮小為未拉伸前的μ倍，0＜μ＜1，光纖布拉格光柵放入薄片鋁板的凹槽中,底部用耐高溫膠封裝固定於凹槽中。本傳感器在保持良好線性度的同時，其測溫精度大大提高，特別適合在電纜測溫上應用。
文檔編號G01K11/32GK202075063SQ201120000080
公開日2011年12月14日 申請日期2011年1月4日 優先權日2011年1月4日
發明者張勤, 彭超, 甘維兵 申請人:國網電力科學研究院