[發(fā)明專利]超薄陣列式區(qū)域溫度傳感器

在審

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• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114563103A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱萍玉;張帥;張楠;麥建聰;劉爍超;林哲聰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號: G01K11/3206
• 分類號: G01K11/3206
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

本說明書實施例提供了一種超薄陣列式區(qū)域溫度傳感器，包括：FBG傳感器、光纖、玻璃纖維編織預(yù)浸料和聚酰亞胺薄膜，所述FBG傳感器和所述光纖鋪設(shè)在第一聚酰亞胺薄膜上，所述FBG傳感器和光纖上層覆蓋有第二聚酰亞胺薄膜，所述第一聚酰亞胺薄膜下設(shè)有第一玻璃纖維編織預(yù)浸料，所述第二聚酰亞胺薄膜上覆蓋有第二玻璃纖維編織預(yù)浸料，所述第一玻璃纖維編織預(yù)浸料和所述第二玻璃纖維編織預(yù)浸料用于對所述FBG傳感器進(jìn)行封裝，以實現(xiàn)對平面區(qū)域溫度場進(jìn)行監(jiān)測，提高平面區(qū)域溫度監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本文件涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超薄陣列式區(qū)域溫度傳感器。

背景技術(shù)

風(fēng)能是一種清潔能源和可再生能源。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日趨成熟，正處于大規(guī)模開發(fā)與應(yīng)用中，然而風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還面臨著許多挑戰(zhàn)，其中葉片覆冰是對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最有威脅的災(zāi)難之一。中國地域內(nèi)，大量風(fēng)場位于北方地區(qū)或者中南部山區(qū)，而位于這些地區(qū)的風(fēng)場容易遭受冰雪的侵襲。我國北部地區(qū)冬季氣候干燥寒冷，晝夜溫差較大，在每年11月至次年2月大部分地區(qū)溫度都低于零度，在東北地區(qū)的冬季溫度可達(dá)零下三十度。冷空氣襲來時，常伴有強(qiáng)降雨降雪天氣。南方雖然氣候炎熱，冬季氣溫常常保持零度左右，但由于空氣濕度大，致使冬季降水充沛，同樣會出現(xiàn)積冰現(xiàn)象。葉片覆冰過后負(fù)荷加重，容易折斷，即使沒有發(fā)生折斷等破壞性事故，通常也會因為冰層改變?nèi)~片外型而使其氣動性能改變，降低發(fā)電機(jī)的效率。由冰探測系統(tǒng)和除冰系統(tǒng)組成的抗冰保護(hù)系統(tǒng)被安裝在現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)上。現(xiàn)有技術(shù)中，抗冰系統(tǒng)主要由主控單元、加熱單元、監(jiān)測單元組成，加熱單元與監(jiān)測單元在主控單元下配合使用，實現(xiàn)對結(jié)冰的監(jiān)測和除冰任務(wù)。傳統(tǒng)的監(jiān)測單元對溫度的監(jiān)測，采用的是單一的FBG傳感器或分布式光纖傳感器進(jìn)行溫度監(jiān)測，只能監(jiān)測某個點位置的溫度，無法得知平面區(qū)域的溫度。現(xiàn)有的風(fēng)電葉片所采用的分布式光纖傳感器測溫方法，由于其空間分辨率的限制，往往是將一段距離的光纖上的溫度看作是一個點的溫度，也不能對平面區(qū)域溫度場進(jìn)行監(jiān)測。因此，需要設(shè)計一種陣列式區(qū)域溫度傳感器，實現(xiàn)對平面區(qū)域溫度場進(jìn)行監(jiān)測，提高溫度監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本說明書一個或多個實施例提供了一種超薄陣列式區(qū)域溫度傳感器，包括：若干個FBG傳感器、光纖、玻璃纖維編織預(yù)浸料和聚酰亞胺薄膜，所述FBG傳感器和所述光纖鋪設(shè)在第一聚酰亞胺薄膜上，所述第一聚酰亞胺薄膜下設(shè)有第一玻璃纖維編織預(yù)浸料，所述FBG傳感器和光纖上層覆蓋有第二聚酰亞胺薄膜，所述第二聚酰亞胺薄膜上覆蓋有第二玻璃纖維編織預(yù)浸料。

進(jìn)一步地，所述FBG傳感器外套設(shè)有PI套管。

進(jìn)一步地，所述FBG傳感器設(shè)置于所述PI套管中心位置，所述FBG傳感器的長度為15mm，所述PI套管的長度為26mm。

進(jìn)一步地，所述第一聚酰亞胺薄膜與所述玻璃纖維編織預(yù)浸料左右邊界距離均為15mm，與所述第一玻璃纖維編織預(yù)浸料上邊界的距離為15mm。

進(jìn)一步地，所述第二聚酰亞胺薄膜與所述玻璃纖維編織預(yù)浸料左右邊界距離均為10mm，與所述第二玻璃纖維編織預(yù)浸料上邊界的距離為10mm。

進(jìn)一步地，所述第一聚酰亞胺薄膜和所述第二聚酰亞胺薄膜均分為對稱的兩部分，對稱軸與所述玻璃纖維編織預(yù)浸料的上下邊界平行。

進(jìn)一步地，所述光纖沿所述對稱軸設(shè)置為波浪型，包括若干個波峰和波谷。

進(jìn)一步地，所述FBG傳感器設(shè)置在鋪設(shè)光纖的波峰和波谷處，設(shè)置在相鄰的波峰和波谷的FBG傳感器間隔為160mm。

進(jìn)一步地，設(shè)置在波峰和波谷的FBG傳感器分別與所述玻璃纖維編織預(yù)浸料上下邊界的距離均為20mm，所述光纖的左右兩端均設(shè)有長為20mm的直線型光纖。

進(jìn)一步地，所述玻璃纖維編織預(yù)浸料的長度為1026mm，寬度為200mm。