[实用新型]一种光纤位置检测系统

说明书

本实用新型涉及一种光纤位置检测系统，其包括依次连接的发光组件、光纤位置检测传感头、光接收组件和处理电路，发光组件发出检测光；光纤位置检测传感头接收检测光；光纤位置检测传感头包括发送光纤准直器、接收光纤准直器和挡光块，发送光纤准直器连接发光组件，用于准直检测光，使其变成平行光束，挡光块连接待测设备的运动部件，随着运动部件的移动，阻挡平行光束以产生被遮挡的光信号，接收光纤准直器接收平行光束，使其聚焦以产生未被遮挡的光信号或接收被遮挡的光信号；光接收组件连接接收光纤准直器，接收光信号，产生对应的电信号；处理电路，根据电信号判断运动部件的位置。该检测系统结构简单可靠，抗电磁干扰能力强。

技术领域

本实用新型总地涉及光纤位置检测系统，尤其涉及一种适用于高压设备和强电磁干扰环境的低成本光纤位置检测系统。

背景技术

我国发电能源分布和经济发展极不均衡的基本国情，决定了能源资源必须在全国范围内优化配置。只有建设特高压电网，才能适应远距离、大容量电力输送需求。作为特高压电网中的关键设备，诸如交流系统中的气体绝缘开关(GIS)、快速限流器、直流系统中的直流断路器和高压换流器等设备的可靠性显得至关重要。气体绝缘开关(GIS)、快速限流器或者直流断路器等设备中高速开关的可靠检测是保证这些高压设备处于正常工作状态的重要手段。

光纤传感器因其优良的绝缘性能和抗电磁干扰能力，在高压电网中得到越来越多的应用。大型的输变电设备气体绝缘开关(GIS)、直流断路器、快速限流器等特高压设备内部均是高压和强电磁干扰环境，其高速开关的分合闸位置检测非常适宜于采用光纤传感器来实现。

实用新型专利2014108112319.4公开了一种高速开关检测装置及方法，具体公开了采用激光以及光纤系统检测高速开关的运动部件的位置从而确定开关分合闸位置信息的装置构成和检测方法。该专利侧重点在采用激光进行高速开关检测的装置的结构组成以及实现开关分合闸位置检测的方法，未涉及系统布局以及抗电磁干扰等方面的设计，也未涉及发送光纤以及接收光纤的耦合损耗控制和光纤通道损耗控制方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能满足高压输电设备需求的、低成本的光纤位置检测系统。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种光纤位置检测系统，包括依次连接的发光组件、光纤位置检测传感头、光接收组件和处理电路。所述发光组件发出检测光；所述光纤位置检测传感头接收所述检测光；所述光纤位置检测传感头包括发送光纤准直器、接收光纤准直器和挡光块，所述发送光纤准直器连接所述发光组件，用于准直所述检测光，使其变成平行光束，所述挡光块连接待测设备的运动部件，随着所述运动部件的移动，阻挡所述平行光束以产生被遮挡的光信号，所述接收光纤准直器接收所述平行光束，使其聚焦以产生未被遮挡的光信号或接收所述被遮挡的光信号；所述光接收组件连接所述接收光纤准直器，接收经过所述未被遮挡的光信号或所述被遮挡的光信号，产生对应的电信号；处理电路，连接所述光接收组件，根据所述电信号判断所述运动部件的位置。

其中，发光组件、光纤位置检测传感头和光接收组件可采用光纤束或光缆连接。无源的光纤位置检测传感头，可工作于高电压或强电磁干扰环境中。发光组件和光接收组件可位于处理电路上，位于低压或电磁干扰相对较弱的环境中。连接两部分的光纤束或光缆起到隔离高低压环境和电磁干扰的作用。

优选地，根据上述的光纤位置检测系统，所述发光组件、所述发送光纤准直器、所述接收光纤准直器和所述光接收组件均为N个，N为大于等于2的整数，所述发送光纤准直器与所述接收光纤准直器一一对应，每个所述发光组件分别连接一个发送光纤准直器，每个所述光接收组件分别连接一个对应的接收光纤准直器。

更优选地，根据上述的光纤位置检测系统，所述挡光块的宽度大于所述平行光束的宽度。

更优选地，根据上述的光纤位置检测系统，所述挡光块的宽度小于相邻平行光束间距宽度的一半。