[实用新型]基于光纤传感技术的电接点温度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电接点温度测量系统，尤其涉及一种基于光纤传感技术的电接点温度测量装置。

背景技术

电力系统中的电力电缆、高压开关柜、发电机、大功率高压电动机等设备，其运行异常或出现故障通常都会导致设备关键部位温度升高，所以，通过监测电力设备温度信息可以获取电力设备的运行状况。电力系统中的高压电气设备一般都处于高电压、大电流和强磁场的环境中，由于强电磁噪声和高压绝缘问题，常规的测温方法不适合电力系统设备温度的测量。以往温度的监测主要采用热电偶、热电阻及半导体温度传感器等温度传感元件来实现，而这些温度传感元件都需要金属导线传输信号，由于无法保证传输导线在金属封闭开关设备内具有可靠且稳定的绝缘性能，所以采用以上温度传感元件无法实现在线测量封闭接触点的运行温度。光纤、光纤光栅测温虽然可用来对电力系统的电接点温度进行在线监测，但光纤测温对光源、发射和接收电路的稳定性要求高，存在测温精度低、空间分辨率低等缺点：光纤光栅测温对解调系统要求高，系统成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单、测温精度高和成本低的基于光纤传感技术的电接点温度测量装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

基于光纤传感技术的电接点温度测量装置，包括光纤耦合器、PCF液晶温度传感器、光纤F-P滤波器、光电转换器、放大电路、第一A/D转换器、第二A/D转换器、单片机和显示模块，所述PCF液晶温度传感器的信号端口与所述光纤耦合器的信号端口连接，所述光纤F-P滤波器的信号输入端分别与所述光电耦合器的信号输出端和所述第二A/D转换器的信号输出端连接，所述光纤F-P滤波器的信号输出端与所述光电转换器的信号输入端连接，所述光电转换器的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端与所述第一A/D转换器的信号输入端连接，所述第一A/D转换器的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号输出端分别与所述第二A/D转换器的信号输入端和所述显示模块的信号输入端连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一种基于光纤传感技术的电接点温度测量装置，具有高电绝缘和抗电磁干扰、测温精度高、成本低等优点，适合于电力系统中电接点的温度在线检测。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型基于光纤传感技术的电接点温度测量装置，其特征在于：包括光纤耦合器、PCF液晶温度传感器、光纤F-P滤波器、光电转换器、放大电路、第一A/D转换器、第二A/D转换器、单片机和显示模块，所述PCF液晶温度传感器的信号端口与所述光纤耦合器的信号端口连接，所述光纤F-P滤波器的信号输入端分别与所述光电耦合器的信号输出端和所述第二A/D转换器的信号输出端连接，所述光纤F-P滤波器的信号输出端与所述光电转换器的信号输入端连接，所述光电转换器的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端与所述第一A/D转换器的信号输入端连接，所述第一A/D转换器的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号输出端分别与所述第二A/D转换器的信号输入端和所述显示模块的信号输入端连接。

使用本实用新型基于光纤传感技术的电接点温度测量系统的工作原理如下：

本实用新型的核心部分是PCF液晶温度传感器、光纤F-P滤波器和信号处理电路。利用螺旋型液晶选择反射光波长对温度变化非常敏感的特性，PCF温度传感器将温度的变化转换为反射光波长的变化，光纤F-P滤波器通过改变外加扫描驱动电压解调出该光波长的变换，再利用液晶选择反射光波长与温度的关系得到温度信息。测温原理是宽带光源发出的光经过光纤藕合器进入传输光纤，再通过法兰盘连接进入PCF温度传感器和光纤F-P滤波器，不同温度选择反射不同波长的光，利用光电转换器产生对应的光电流，再经过放大电路(包括I-V变换、电压放大和滤波电路),得到不同温度对应的输出电压，经过A/D转换和单片机进行数据处理与系统控制，将温度显示出来。

螺旋型液晶的选择反射光波长对温度变化非常敏感.空芯光子晶体光纤对弯曲、温度都不敏感。将螺旋型液晶填充到空芯光子晶体光纤的纤芯空气孔中，构成反射波长位置随温度而变化的温度传感器。这种传感器具有本征安全、高电绝缘和抗电磁干扰等优点，与普通传输光纤也能很好兼容；环境压力的变化对该温度传感器的影响可以通过光子晶体光纤包层的空气孔而降低，从而克服了传统光纤和光纤光栅温度和压力的交叉敏感特性；采用近红外光源，克服了环境光的影响，从而使该传感器的测量精度较高，可以通过选用不同的螺旋型液晶混合物，来得到不同的温度测量范围，以实现多点不同温度的在线检测。