光纖光柵在安全監(jiān)測領域有哪些應用？

光纖傳感無電安全監(jiān)測技術是本世紀興起的前沿應用學科，既用光纖感測信號又用光纖傳輸信號,是目前傳感技術最杰出的代表。是自動檢測的革命性技術。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。它本質防爆、無電傳感、化學性能穩(wěn)定、傳輸距離遠、可用于對外界參量的絕對測量，這種特性在傳感器領域中引起了革命。其產(chǎn)業(yè)已被國內外公認是最具有發(fā)展前途的高新技術產(chǎn)業(yè)之一，它以技術含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人所矚目。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。

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

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。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、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構，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。自然災害(如暴雨、暴風雪和雷擊)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/天氣引起的桿塔應變、傾斜和變形。輸電線路的短路或開路可以通過測量溫度、結冰和舞動來評估?；诠饫w干涉儀的傳感器可以設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的復用能力，在各種應用中得到了廣泛的應用，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)中的廣泛應用，分布式光纖傳感器已經(jīng)在很多領域得到了應用，成為最有前途的傳感方案之一。

煤礦電氣設備溫度監(jiān)測

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

光纖光柵溫度監(jiān)測技術是無電測溫技術,有極強的抗強電干擾能力,是電力測溫技術的重大突破;可直接實時監(jiān)測開關柜內部觸頭、母線排、變壓器內部繞組﹑油溫、高壓電纜部、外部或接頭、人工不便于靠近或對人有害的場所。光纖光柵溫度監(jiān)測精確、安全,而且對被測設備的運行無不良影響。

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?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。它本質防爆、無電傳感、化學性能穩(wěn)定、傳輸距離遠、可用于對外界參量的絕對測量，這種特性在傳感器領域中引起了革命。其產(chǎn)業(yè)已被國內外公認是最具有發(fā)展前途的高新技術產(chǎn)業(yè)之一，它以技術含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人所矚目。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。