[發(fā)明專利]一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置及溫度補償算法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910098405.6 | 申請日： | 2019-01-31 |
| 公開（公告）號： | CN109765417A | 公開（公告）日： | 2019-05-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 程嵩;陳慶國;宋春輝;池明赫;王新宇;林林 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱理工大學 |
| 主分類號： | G01R15/24 | 分類號： | G01R15/24;G01R19/32 |
| 代理公司： | 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209 | 代理人： | 陳潤明 |
| 地址： | 150080 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 全光纖電流互感器 溫度補償算法 傳感裝置 傳感 分布式溫度傳感器 信號處理單元 光電探測器 光纖起偏器 溫度傳感器 相位調(diào)制器 保偏光纖 延遲線 嵌入 測量 測量技術(shù)領(lǐng)域 等角度分布 光纖耦合器 抗溫度干擾 溫度穩(wěn)定性 準確度 傳感光纖 導線穿過 電流傳感 公式計算 溫度補償 傳感環(huán) 能力強 波片 | ||
1.一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置，其特征在于，它包括SLD光源(1)、光纖耦合器(2)、光纖起偏器(3)、相位調(diào)制器(4)、保偏光纖延遲線(5)、1/4波片(6)、傳感部分(7)、被測導線(8)、光電探測器(9)和信號處理單元(10)；所述SLD光源(1)與光纖耦合器(2)的第一端連接，所述光纖起偏器(3)的一端與光纖耦合器(2)的第二端連接，所述光電探測器(9)的一端與光纖耦合器(2)的第三端連接，所述光纖起偏器(3)的另一端與相位調(diào)制器(4)的第一端連接，所述相位調(diào)制器(4)的第二端與保偏光纖延遲線(5)的一端連接，所述保偏光纖延遲線(5)的另一端與1/4波片(6)的一端連接，所述1/4波片(6)的另一端與傳感部分(7)的輸入端連接，所述被測導線(8)位于傳感部分(7)內(nèi)部，所述傳感部分(7)的輸出端與信號處理單元(10)的第一輸入端連接，所述光電探測器(9)的另一端與信號處理單元(10)的第二輸入端連接，所述信號處理單元(10)的輸出端與相位調(diào)制器(4)的第三端連接；所述光纖耦合器(2)、光纖起偏器(3)、相位調(diào)制器(4)、保偏光纖延遲線(5)、1/4波片(6)、傳感部分(7)、光電探測器(9)和信號處理單元(10)構(gòu)成雙閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置，其特征在于，所述傳感部分(7)包括反射鏡(7-1)、傳感光纖(7-2)、溫度傳感器(7-3)、鋁合金外殼(7-4)、溫度傳感器信號線(7-5)和柔性隔熱墊(7-6)；所述傳感光纖(7-2)的一端與1/4波片(6)連接、另一端與反射鏡(7-1)連接，所述傳感光纖(7-2)黏合在溫度傳感器(7-3)上側(cè)，所述溫度傳感器(7-3)黏合在柔性隔熱墊(7-6)上側(cè)，所述柔性隔熱墊(7-6)黏合在鋁合金外殼(7-4)內(nèi)部下側(cè)，所述溫度傳感器信號線(7-5)與信號處理單元(10)的第一輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置，其特征在于，所述溫度傳感器(7-3)采用熱電偶式溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置，其特征在于，所述傳感部分(7)內(nèi)嵌有N個溫度傳感器(7-3)，所述N個溫度傳感器(7-3)等角度均勻分布在傳感光纖(7-2)繞制成的傳感環(huán)上，且N＞1且N為正整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置，其特征在于，所述N個溫度傳感器(7-3)等角度分布，任意相鄰兩個溫度傳感器(7-3)的夾角δ大小為：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置，其特征在于，所述柔性隔熱墊(7-6)采用柔性隔熱材料。
7.一種基于權(quán)利要求2所述的嵌入分布式溫度傳感器的全光纖電流互感器傳感裝置的溫度補償算法，其特征在于，所述溫度補償算法為：
所述傳感光纖(7-2)繞制成的傳感環(huán)內(nèi)等角度分布N個溫度傳感器(7-3)，每個溫度傳感器(7-3)測得該點傳感光纖(7-2)的溫度值為Ti(i＝1,2…，N)，溫度補償角θT大小為：
式中，N為溫度傳感器個數(shù)；βT為溫度補償?shù)亩蜗辔徽{(diào)制角大?。沪?Sub>T為溫度補償?shù)囊淮蜗辔徽{(diào)制角大??；θTi為第i個溫度傳感器測得的溫度補償角；Ti為第i個溫度傳感器測得的溫度值；T0為初始標定溫度；k(Ti)為第i個溫度傳感器解調(diào)后得到的溫度補償角系數(shù)。
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