光纤光栅法布里珀罗干涉仪提升电力设备液体介质声波检测灵敏度

本文主要探讨了基于光纤光栅法布里珀罗干涉仪（FBG-FPI）的液体介质声波检测技术，这是一种结合了高灵敏度传感器设计的创新应用。FBG-FPI的核心组件是反射率高达50%的光纤布拉格光栅（FBG），通过在光纤中间截断并熔接20毫米长的单模光纤SMF-28来实现。这种设计旨在提高传感器对声波信号的敏感度。 为了优化传感器性能，研究者遵循弹性力学原理和有限元分析方法，开发了一种圆筒振子参数确定策略，通过精确计算和调整振子参数，使得传感器在接收声波时能更有效地转换成电信号。这一步骤对于提升传感器的响应能力和稳定性至关重要。 然而，FBG-FPI的一个挑战是它对温度的敏感性可能导致静态工作点漂移。为了解决这个问题，研究人员提出了一种利用可调谐分布式反馈（DFB）激光器的温度补偿方案。这种方法通过实时监测和补偿由于温度变化引起的光强度波动，确保了传感器在不同温度环境下的稳定工作。 实验部分，作者建立了一个FBG-FPI传感器与RC6500T传感器的对比实验系统，结果显示，在1.1 kHz的声波驱动下，FBG-FPI在液体介质中的表现与加速度传感器相当，显示出相近的灵敏度。这一发现证实了FBG-FPI作为液体介质声波检测的有效工具，其性能可与传统传感器相媲美。 总结来说，本文深入研究了如何利用光纤光栅技术和圆筒振子结合，设计出一种能够有效检测电力设备液体绝缘介质中声波信号的新型传感器。通过优化设计和温度补偿措施，提高了传感器的性能和稳定性，为实际应用提供了强有力的技术支持。这项研究成果对于电力设备的健康监控、故障诊断以及安全运行具有重要意义。