[发明专利]一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列

权利要求书

1.一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述局部放电多频联合传感阵列包括：激光器(1)、1分N的第一光纤耦合器(2-1)、N分1的第二光纤耦合器(2-2)、光电探测器(5)、滤波器(6)、数据采集卡(7)、N个光纤环形器(3)和N个光纤法珀干涉仪(4)，N＞1；

所述激光器(1)用于提供激光，经第一光纤耦合器(2-1)分为N束窄带激光分别输入N个光纤环形器(3)，前向传输的激光经光纤环形器(3)后，分别输入光纤法珀干涉仪(4)中产生干涉，干涉后的反射光，后向传输，经光纤环形器(3)后，输入第二光纤耦合器(2-2)，第二光纤耦合器(2-2)将激光汇聚耦合后输入光电探测器(5)，经光电探测器(5)转换为电压信号输入滤波器(6)，经滤波器(6)进行带通滤波放大后输入数据采集卡(7)，数据采集卡(7)通过根据现场噪声信号预先设置的局部放电检测阈值，实现局部放电的检测；

N个光纤法珀干涉仪(4)的谐振频率分别设计为N个在变压器绝缘油中的局部放电超声信号的能量集中频率，用于检测不同类型的局部放电。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述激光器(1)为窄带激光器。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述第一光纤耦合器(2-1)、第二光纤耦合器(2-2)，其分光比均设置为等比分光。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述光纤环形器(3)为单模光纤环形器。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述光电探测器(5)为铟镓砷光电转换器。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述N个光纤法珀干涉仪(4)，分别使用不同的膜片结构，使得膜片在液体环境中具有不同的谐振频率，从而实现对不同类型局部放电超声波信号的高灵敏度传感。

7.根据权利要求6所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述光纤法珀干涉仪(4)，通过控制膜片的材料、膜片的有效振动面积和膜片的厚度，使膜片具有不同的谐振频率。

8.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述光纤法珀干涉仪(4)包括套筒、敏感膜片、光纤插芯；

所述套筒用于固定光纤插芯和敏感膜片，光纤插芯用于导入激光，敏感膜片用于感应超声波信号；

当局部放电产生的超声波信号引起敏感膜片振动后，将改变激光的干涉条件，引起反射光强度的变化，通过检测反射光强度的变化可以实现局部放电超声波信号的传感。

9.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述光纤法珀干涉仪(4)的敏感膜片的膜片材料为玻璃片，膜片内侧面镀有介质增反膜，反射率为99％；

N个光纤法珀干涉仪(4)的N个玻璃片的谐振频率分别设计为N个在变压器绝缘油中的局部放电超声信号的能量集中频率，用于检测不同类型的局部放电。

10.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列，其特征在于：

所述滤波器(6)为带通放大滤波器，放大倍数为100倍，放大频带为20kHz-200kHz；

所述数据采集卡(7)的采样率大于1MHz，传感阵列在首次布置时，记录现场噪声信号，将局部放电检测阈值设置为噪声信号有效值的α倍，α＞1。