研制了石英膜片的非本征法布里—珀罗(F-P)腔光纤传感器,用于强磁场和高电压环境的超声波检测,并对超声波信号进行测量。通过ANSYS对不同材料的膜片进行有限元仿真分析,得出各自的灵敏度、响应频率与膜片半径之间的关系,并选择性能适合的膜片材料研制了光纤传感器。通过设计解调系统,使用石英材料膜片的传感器测试超声波信号的频率,并对测得的信号与压电传感器测得信号进行对比分析。仿真结果表明:在相同半径和厚度的不同材料膜片下,石英玻璃材料的固有频率和灵敏度相对适中。实验测得压电传感器超声波频率为33 k Hz,F-P腔光纤传感器测得频率为31. 3 k Hz,2种传感器测得数据相近,实验表明:石英材料适合作为非本征F-P腔光纤传感器的膜片材料。
变压器能否稳定工作直接关系到变电站是否安全运行,其工作重心是检测出变压器局部放电产生的超声波信号。介绍了一种光纤F-P腔传感器,并在此基础上搭建了调制解调系统,分别通过对无超声波源、有超声波源和浸入变压器油中3种情况进行了实验测试,并在距离超声波源20,40,60,80,90,100 cm处进行了损耗特性测试,测试结果表明:此传感器受外界噪声干扰较小,且在变压器油中能实时地检测出超声波信号,精度高,损耗度为25.8 m V/cm,符合传感器在油浸式变压器中持续稳定工作的条件。当变压器出现故障时,能够及时发现问题,保证变压器安全运行。
