优化设计的非本征光纤法布里-珀罗局放传感器

"基于非本征光纤法布里-珀罗干涉仪的局放声发射传感器设计"这一研究探讨了一种新型的局部放电（PD）检测技术，它利用非本征光纤法布里-珀罗干涉仪（EFPI）传感器来捕捉液-固复合绝缘电介质中的声发射信号。该传感器的核心是通过耦合石英膜和光纤接头构建的EFPI，旨在提高对局部放电信号的敏感性。 EFPI传感器的敏感性是其性能的关键指标。为了克服传统EFPI传感器灵敏度较低的缺点，研究者利用弹性力学原理和有限元分析方法来优化膜片结构设计。这种方法考虑了膜片在受力时的变形和应力分布，以实现最佳的声波响应。通过实际制作传感器样品，他们验证了这种设计的有效性。 在实验中，研究人员搭建了一个以分布式反馈（DFB）激光器为光源的EFPI正交强度解调系统，该系统能够精确地解析由传感器捕获的微弱信号。他们选择绝缘油针-板电极产生的局部放电作为信号源，同时使用压电陶瓷（PZT）传感器进行对比测试，以评估EFPI传感器的性能。 结果显示，EFPI传感器的局放检测灵敏度受到两个主要因素的影响：传感器的频响带宽和静态压力灵敏度。通过优化这两方面，研究者成功提高了EFPI传感器的性能，使其局放检测灵敏度接近于传统的PZT传感器。 这项工作不仅改进了EFPI传感器的设计，而且对光纤光学、超声波传感以及局放声发射检测等领域都具有重要意义。通过使用光纤技术，传感器可以实现远程监测，并且由于光纤的抗电磁干扰特性，适用于电力系统等高电压环境。此外，该研究还为未来开发更高灵敏度的局部放电检测传感器提供了理论基础和技术参考。 总结起来，这篇论文提出了一种创新的EFPI传感器设计，通过优化膜片结构和解调系统，提升了对局部放电声发射信号的检测能力，这将有助于电力系统绝缘状态的监测和故障预防，对于电力设备的安全运行具有重大价值。