[发明专利]一种变压器振动监测用光纤光栅加速度传感系统

说明书

本发明公开了一种变压器振动监测用光纤光栅加速度传感系统，包括光纤光栅加速度传感器，及波长解调系统；所述光纤光栅加速度传感器包括基座结构、磁片、外壳、调节孔、质量块、调节柱、弹性膜片、增敏放大构件、光纤光栅；所述波长解调系统包括宽带光源、光纤环形器、波分复用器、光纤耦合器、静态波长解调模块、波分解复用器、动态波长解调模块；该变压器振动监测用光纤光栅加速度传感系统具有结构简单、高灵敏度大带宽、低交叉灵敏度、可同时测量温度和振动、易于布放等特征的，对实时获取变压器振动波谱，监测变压器运行情况具有非常重要的意义，在变压器在线监测领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及光纤加速度传感器领域，具体涉及一种变压器振动监测用光纤光栅加速度传感系统。

背景技术

变电站主变压器，特别是大型变压器，是智能电网中的重要设备，它的可靠运行对于变电系统的稳定运行至关重要。变压器在运行过程中，会在变压器的不同部位产生频率与持续时间各不相同的振动信号。振动信号反映了内部器件的连接配合及应力变形情况，表征了变压器的运行状态，能够反映变压器内部组件的故障隐患，对变压器状态评估有重要意义。

正常运行的变压器振动信号，能量主要集中在100Hz-1000Hz之间，频率范围宽，主要通过加速度传感器进行监测。已有的压电加速度传感器监测振动信号，易受电磁干扰，且本身带电，安全性及可靠性较差；基于光纤的振动监测方法，本质无源不带电，抗电磁干扰，可靠性高，但现有的技术方案还存在灵敏度低、频带窄、传感器结构复杂成本高、交叉灵敏度高、需要多种传感器实现温度振动同时测量、安装布放不方便等不足，本发明提出一种适用于变压器振动监测的，结构简单、高灵敏度大带宽、低交叉灵敏度、可同时测量温度和振动、易于布放的光纤光栅加速度传感器及其系统，对实时获取变压器振动波谱，监测变压器运行情况具有非常重要的意义，在变压器在线监测领域具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种变压器振动监测用光纤光栅加速度传感系统。

本发明解决上述问题的技术方案为：一种变压器振动监测用光纤光栅加速度传感系统，包括用于感知被测变压器的振动的光纤光栅加速度传感器，及检测波长变化的波长解调系统；所述光纤光栅加速度传感器至少有一个。

所述光纤光栅加速度传感器包括基座结构、磁片、外壳、调节孔、质量块、调节柱、弹性膜片、增敏放大构件、光纤光栅；

所述基座结构为中间带有凹槽的金属圆柱结构，所述磁片为圆柱形强磁片。

所述磁片嵌于基座凹槽结构中，所述磁片将基座结构紧密贴附于被测变压器箱体表面。

所述外壳为金属圆柱壳结构，所述外壳固定安装于基座结构上，所述外壳与基座结构形成密闭腔体。

所述质量块为圆柱形结构，所述质量块通过弹性膜片安装于外壳内，形成加速度惯性敏感结构。所述质量块中设有中心螺纹孔，所述质量块中部通过螺纹孔安装有调节柱，所述调节柱底部具有一半圆柱形突起结构，所述外壳顶部设有调节孔。

所述质量块的上下两侧对称安装弹性膜片，所述弹性膜片的边缘固定安装于外壳内壁。

所述弹性膜片为圆形，所述弹性膜片为相对质量块上下对称的双弹性膜片结构。

所述质量块、弹性膜片均为非磁性金属材质，所述质量块、弹性膜片可以为不锈钢或钛合金。

所述增敏放大构件为不锈钢弹性结构，所述增敏放大构件固定安装于基座结构上；装配时，质量块上的调节柱与增敏放大构件连接，通过改变调节柱的位置，可以调节连接的紧密度。

所述光纤光栅尾端与增敏放大构件的尾端连接，所述光纤光栅另一端穿过外壳，与外壳连接；所述光纤光栅与外壳连接处安装有预紧力调节装置，通过调节预紧力可以调节光纤光栅的波长。