光纖光柵在安全監(jiān)測領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？

光纖傳感無電安全監(jiān)測技術(shù)是本世紀(jì)興起的前沿應(yīng)用學(xué)科，既用光纖感測信號又用光纖傳輸信號,是目前傳感技術(shù)最杰出的代表。是自動檢測的革命性技術(shù)。光纖光柵傳感器是一種新型全光纖無源器件，與普通傳感器相比，具有不可比擬的優(yōu)勢和特點(diǎn)。它本質(zhì)防爆、無電傳感、化學(xué)性能穩(wěn)定、傳輸距離遠(yuǎn)、可用于對外界參量的絕對測量，這種特性在傳感器領(lǐng)域中引起了革命。其產(chǎn)業(yè)已被國內(nèi)外公認(rèn)是最具有發(fā)展前途的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，它以技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場前景廣等特點(diǎn)為世人所矚目。光纖傳感由于其固有的優(yōu)勢必會在不久的將來取代傳統(tǒng)的傳感技術(shù)。

光纖光柵傳感技術(shù)是一種基于光學(xué)原理的傳感技術(shù)，可以用于實時監(jiān)測和測量物理量的變化，如溫度、應(yīng)力、壓力等。在安全監(jiān)測領(lǐng)域，光纖光柵傳感技術(shù)可以應(yīng)用于以下幾個方面：結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測：光纖光柵傳感技術(shù)可以通過監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、位移、變形等參數(shù)，實現(xiàn)對橋梁、隧道、建筑物等結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測，提高工程的可靠性和安全性。電力設(shè)備安全監(jiān)測：光纖光柵傳感技術(shù)可以用于實時監(jiān)測高壓輸電線路和變電站等電力設(shè)備的溫度、振動等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)故障和異常，保障電力設(shè)備的安全運(yùn)行。工業(yè)安全監(jiān)測：光纖光柵傳感技術(shù)可以應(yīng)用于機(jī)器設(shè)備和工業(yè)生產(chǎn)線的安全監(jiān)測，監(jiān)測機(jī)器運(yùn)行中的振動、溫度等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，防止事故發(fā)生。環(huán)境安全監(jiān)測：光纖光柵傳感技術(shù)可以用于環(huán)境安全監(jiān)測，如地震、火災(zāi)等災(zāi)害的實時監(jiān)測和預(yù)警。

光纖光柵傳感器在電力安全監(jiān)測

發(fā)電站通常位于能源附近，如煤礦、壩址或可再生能源農(nóng)場。電網(wǎng)是將電力從發(fā)電站輸送到用戶的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)通常由變壓器、輸電塔、架空輸電線路和配電線路以及許多其他部件組成，包括斷路器、隔離開關(guān)、電涌放電器，所產(chǎn)生的電力被提升到一個高電壓，在這個電壓下，它與架空輸電線路相連。到達(dá)變電站后，電力將由變壓器從傳輸級電壓降到配電級電壓。電力塔是一個高大的結(jié)構(gòu)，通常是一個鋼格架塔，用于支撐架空輸電線路。最后，電力再次從配電電壓降到所需的工作電壓。自然災(zāi)害(如暴雨、暴風(fēng)雪和雷擊)給電網(wǎng)造成的損失是巨大的。因此，建立智能故障診斷系統(tǒng)對電網(wǎng)的實時健康監(jiān)測與評估具有重要意義。

一般來說，通過光纖傳感器可以測量地質(zhì)/天氣引起的桿塔應(yīng)變、傾斜和變形。輸電線路的短路或開路可以通過測量溫度、結(jié)冰和舞動來評估。基于光纖干涉儀的傳感器可以設(shè)計出超高靈敏度的傳感器，但用于局部放電的檢測。光纖光柵由于其超強(qiáng)的復(fù)用能力，在各種應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用，是目前商業(yè)化程度最高的光纖器件之一。由于OPPC/OPGW在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，分布式光纖傳感器已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，成為最有前途的傳感方案之一。

煤礦電氣設(shè)備溫度監(jiān)測

井下許多電氣設(shè)備需要進(jìn)行溫度監(jiān)測,如井下高爆開關(guān)斷路器會因插接觸頭接觸不良、接觸電阻增大、觸頭溫升等影響設(shè)備安全;井下各類電力電纜和動力電纜超負(fù)荷工作比較普遍,電纜本體、電纜接頭.電纜終端經(jīng)常發(fā)熱,嚴(yán)重時會引起電纜火災(zāi);井下其他動力設(shè)備如大功率電動機(jī)、通風(fēng)機(jī)、帶式輸送機(jī)等的關(guān)鍵部位均需要進(jìn)行溫度監(jiān)測。

光纖光柵溫度監(jiān)測技術(shù)是無電測溫技術(shù),有極強(qiáng)的抗強(qiáng)電干擾能力,是電力測溫技術(shù)的重大突破;可直接實時監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)部觸頭、母線排、變壓器內(nèi)部繞組﹑油溫、高壓電纜部、外部或接頭、人工不便于靠近或?qū)θ擞泻Φ膱鏊?。光纖光柵溫度監(jiān)測精確、安全,而且對被測設(shè)備的運(yùn)行無不良影響。

煤礦滲壓監(jiān)測

在礦井巷道生產(chǎn)過程中,地面懸湖、懸河以及地下暗河水可通過裂隙、斷層、塌陷區(qū)等各種通道涌入礦井,當(dāng)?shù)V井涌水超過正常排水能力時,極易發(fā)生透水事故。因此,對巷道巖層滲壓進(jìn)行實時在線監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實意義。

光纖光柵滲壓計采用壓力彈性元件作為傳感基底,專為精確測量完全飽和或者部分飽和土壤和巖石中的小孔水壓而設(shè)計。光纖光柵煤礦滲壓監(jiān)測示意如圖5所示。

將光纖光柵滲壓計通過鉆孔方式安裝在巷道巖層深處。當(dāng)巖石水系增大時,壓動彈性元件引起光纖光柵波長的變化,光纖光柵信號處理器檢測到相關(guān)信號后即可計算出水壓的大小。

光纖光柵傳感器是一種新型全光纖無源器件，與普通傳感器相比，具有不可比擬的優(yōu)勢和特點(diǎn)。它本質(zhì)防爆、無電傳感、化學(xué)性能穩(wěn)定、傳輸距離遠(yuǎn)、可用于對外界參量的絕對測量，這種特性在傳感器領(lǐng)域中引起了革命。其產(chǎn)業(yè)已被國內(nèi)外公認(rèn)是最具有發(fā)展前途的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，它以技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場前景廣等特點(diǎn)為世人所矚目。光纖傳感由于其固有的優(yōu)勢必會在不久的將來取代傳統(tǒng)的傳感技術(shù)。