[发明专利]一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置

说明书

本发明涉及一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，包括与待检测传感光纤相连的传感光纤、经第一起偏器连接至环形器的调制器、经第二耦合器连接至环形器的第二起偏器、分别与调制器与第二起偏器相连的第一耦合器；第二耦合器分别与环形器以及光电探测器相连；经AD转换器与光电探测器相连的嵌入式计算机；该嵌入式计算机还与激光器相连；激光器与第一耦合器相连。本发明提出的装置可以非常方便实现对各种结构、器型的变压器实现绕组变形在线测量及计算，通过监测机分析运行中铁芯、绕组的振动信号，分析变压器铁芯及绕组的当前状态，为生产提供参考指导。

技术领域

本发明涉及电力设备状态检测领域，特别是一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置。

背景技术

目前对变压器运行中的绕组状态监测，缺乏一种成熟可靠的检测方法。同时不同厂家变压器在结构、绕组数目、铁芯与绕组布局关系、材料、工艺等方面有很大的差异。甚至是同一个厂家的不同系列也存在很大的区别。经过检索，国内还没有发现专门用来测量不同结构及器型变压器绕组变形在线检测方法或设备，更谈不上具备投入到市场的稳定可靠检测系统。

在和南网及国网的一线技术人员沟通过程中，由于目前没有专用的绕组状态在线测试系统，无法实时把握绕组状态，只能做事后检测或定期的FRA检测。给日常工作带来很大的不便。实时掌握绕组的运行状态，做到及早预防，避免事故发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，包括一与待检测变压器绕组匹配的传感光纤、第一端与所述传感光纤相连的环形器、输出端与所述环形器第二端相连的第一起偏器、输出端与所述第一起偏器相连的调制器、、输出端与所述调制器输入端相连的第一耦合器、与所述第一耦合器输入端相连的激光器、输入端与所述第一耦合器输出端相连的第二起偏器、第一输入端与所述第二耦合器输出端相连且第二输入端与所述环形器第三端相连的第二耦合器、输入端与所述第二耦合器输出端相连的光电探测器以及经AD转换器与所述光探测器相连的嵌入式计算机；所述嵌入式计算机还与所述激光器相连。

在本发明一实施例中，所述激光器的光源中心工作波长为1550nm，带宽为0.lnm，功率为10mW；所述激光器内设置有温控单元，该温控单元包括用于检测激光器工作温度的温度传感器以及用于调整激光器温度的制冷器。

在本发明一实施例中，所述调制器采用铌酸锂可调电光调制器；当所述调制器外加偏置电压和触发脉冲信号时，所述调制器就打开，产生调制后的光脉冲；所述调制器上还设有用以选择不同调制脉冲宽度的脉冲选择开关。

在本发明一实施例中，所述调制器输出的光信号经第一起偏器，并经所述环形器的第二端进入所述环形器，并从所述环形器第一端进入所述传感光纤，且所述第二端接收所述传感光纤的后向散射光，并经所述第三端进入所述第二耦合器。

在本发明一实施例中，所述环形器的偏振模色散小于0.05ps。

在本发明一实施例中，所述第一耦合器为一1x2的光纤耦合器，分光比为10%：90%，工作波长为1510nm，附加损耗为0.25dB，入光口的插入损耗为0.5dB，分光比为10%的出光口的插入损耗为10dB，分光比为90%的出光口的插入为0.5dB；所述第二耦合器为一个分光比为50%:50%的1x2的光纤耦合器，工作波长为1510nm，两个输出端口的耦合率分别为49.2%和50.8%，插入损耗分别为3.12dB和2.98dB。

在本发明一实施例中，所述光电探测器采用InGaAs平面结构PIN探测器。

在本发明一实施例中，所述嵌入式计算机搭载一数据采集系统，该数据采集系统包括一解调系统以及信号处理系统。