光纤光栅在电力系统测温中的应用研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文光纤光栅在电力系统测温中的应用研究姓名：艾谦申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：姜德生20060501中文摘要光纤Bragg光栅传感器是利用Bragg波长对温度、应力的敏感特性制成的一种新型光纤传感器，除具有传统电类传感器的功能外，它还具有分布传感、抗电磁干扰、精度高、长期稳定性好等优点。对温度的测量是光纤Bragg光栅传感器的重要应用之一。研究表明，光纤Bragg光栅传感特性稳定，是理想的温度传感元件。课题的研究目标是在探究光纤Bragg光栅的各种特性的

2、基础上，对光纤光栅传感器的封装方法进行研究，研制出适于实际工程应用的光纤光栅温度传感器的生产技术，并探讨了光纤光栅温度传感系统在电力系统测温中的应用。对光纤Bragg光栅传感技术做了深入的研究和分析。针对工程实际应用，分析了光纤光栅温度传感器的设计要求。通过研究目前光纤光栅温度传感器封装方法的现状，并分析已有封装方法的特点，设计了一种新的光纤光栅温度传感器封装方法。然后通过实验研究了封装结构及工艺对光纤光栅温度特性的影响，并对实验结果进行了理论分析。本文的主要研究工作如下：(1)介绍和分析了光纤

3、光栅的结构、传感原理、成栅技术、传感模型、传感系统和传感网络的基本构成。(2)介绍和分析了光纤光栅的各种解调方法，归纳了各种解调方法的特点，对各种解调方法做了比较。重点研究了基于可调F—P腔的光纤光栅解调方案，并用多项式拟合提高了光纤光栅的解调精度。(3)分析了多种封装方法对光纤光栅温度传感器特性的影响，研究适合工业应用的光纤光栅温度传感检测系统，并探讨了其在电力系统测温中的应用。关键词：光纤光栅，传感技术，温度传感器，电力系统AbstractFiberBraggGrating(FBG)sens

4、or,whichUSeSthepropertythattheBraggwavelengthissensitivetotemperatureandstrain，isanewkindoffiberopticsensor．InadditiontohavingthesamefunctionsasthetraditionalelectricSeUSOrS，theFBGsensoralsohasSomespecialcharacteristicssuchasdistributedsensing,immune

5、toelectromagneticinterference，hi【ghprecisionandlong-termstabifity．TemperaturemeasuringisoneofthemostimportantapplicationsofFBGSensors．Accordingtotheexistingresearches，FBGhasstablesensingproperties，andthusis强idealkindoftemperaturesensingmaterial．Theai

6、mofthereseamhtaskisthatonthebasisofprobingintothecharacteristicsofFBGtoresearchtheencapsulatingmethodoffibergratingtemperaturesensors，todevelopproductiontechnologyoffibergratingtemperaturesensorswhichissuitabletopracticeengineeringapplication，andprob

7、eintofibergratingtemperatureSensingsystemappliedintemperaturemeasuringofelectricpowersystem．AfterdeeplystudyontheFBGsensingtechnology,thedesignrequirementsofFBGtemperaturesensorisanalyzed，accordingthepracticalneedsinengineering．Onthebasisofresearchon

8、thecurrentstatusofFBGtemperaturesensorencapsulation,andthecharacteristicsofexistedencapsulationstructures，anewencapsulatingmethodusingthinsteeltubeisdesigned．ThenwestudytheeffectsofthisencapsulatingmethodontheFBGtemperaturepropertiesbyexperiments．Wea