[发明专利]一种共路径光纤超声传感系统频率响应校验方法和系统

说明书

本发明公开了一种共路径光纤超声传感系统频率响应校验方法和系统，通过测量参考传感系统和共路径光纤超声传感系统单位信噪比时声源所施加的电压，将参考传感系统对应的第一电压和共路径光纤超声传感系统对应的第二电压相除，再乘以参考传感系统的频率响应，即可得到共路径光纤超声传感系统的频率响应，以信噪比为影响因素来校验共路径光纤超声传感系统的频率响应，避免了因压电陶瓷传感系统和光纤传感系统属于不同类型的传感系统存在的无法简单通过对比信号幅值来校验光纤传感系统的频率响应的问题，解决了现有技术中利用压电陶瓷传感系统作为参考系统无法实现共路径光纤超声传感系统的频率响应测试的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力设备局部放电测试技术领域，尤其涉及一种共路径光纤超声传感系统频率响应校验方法和系统。

背景技术

随着光纤传感技术在电力系统监测中获得了广泛应用，利用光纤测量局部放电超声也受到了广泛关注。光纤作为绝缘材料，可内置入电力设备中，如电力电缆接头屏蔽层内部，相比传统超声检测所用的压电陶瓷传感器更加接近信号源，因此接收到的信号所受的衰减以及色散也就越少。

光纤干涉仪目前仍是光纤传感中灵敏度最高的方法，利用光纤干涉仪测量局部放电超声目前也取得了良好的效果。共路径光纤干涉传感系统是一种混合式的光纤干涉传感系统，它通过光纤光栅对激光波长的选择性反射，将两个光纤干涉仪混合搭建在一起，一路干涉仪作为参考干涉仪探测外界环境对传输回路带来的低频扰动，对干涉仪进行实时补偿，另一路干涉仪作为测量干涉仪用于测量待测物理量。

由单模Sagnac光纤干涉仪与多模Speckle光纤干涉仪混合搭建成的共路径光纤传感系统，用于测量电力设备局部放电超声信号，其干涉的光在空间上行经了相似的路径，因此，当光纤被低频信号扰动时，其对互相干涉的光波产生的扰动效应可以相互抵消，从而达到了抑制低频信号的特性。为了得到共路径光纤超声传感系统的频率响应，通常会利用压电陶瓷作为参考来间接校验光纤传感系统的频率响应，然而存在的问题是，由于光纤传感系统与压电陶瓷传感系统属于不同类型的传感系统，无法简单通过对比信号幅值来进行频率响应校验。因此，本发明中提供了一种共路径光纤超声传感系统频率响应校验方法和系统，用于解决现有技术中利用压电陶瓷传感系统作为参考系统无法实现共路径光纤超声传感系统的频率响应测试的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种共路径光纤超声传感系统频率响应校验方法和系统，用于解决现有技术中利用压电陶瓷传感系统作为参考系统无法实现共路径光纤超声传感系统的频率响应测试的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了共路径光纤超声传感系统频率响应校验方法，包括：

搭建用以校验共路径光纤超声传感系统频率响应的局部放电声模拟平台，局部放电声模拟平台包括参考传感系统和共路径光纤超声传感系统，参考传感系统为压电陶瓷传感系统；

获取参考传感系统和共路径光纤超声传感系统在单位信噪比下声源所施加的电压，得到参考传感系统对应的第一电压和共路径光纤超声传感系统对应的第二电压；

根据第一电压、第二电压和参考传感系统的频率响应，根据预置公式计算共路径光纤超声传感系统的频率响应，预置公式计为：

其中，α_res2(f)为共路径光纤超声传感系统的频率响应，α_res1(f)为参考传感系统的频率响应，V_{1source min}(f)为参考传感系统对应的第一电压，V_{2source min}(f)为共路径光纤超声传感系统对应的第二电压。

可选地，参考传感系统为R15α压电陶瓷传感系统。

可选地，共路径光纤超声传感系统为Sagnac单模光纤传感系统。

可选地，共路径光纤超声传感系统为Speckle多模光纤传感系统。