隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展,各行業(yè)對(duì)電力的需求量不斷增加,電力系統(tǒng)正在向大容量、超高壓和智能化的方向發(fā)展。對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行連續(xù)的在線監(jiān)測(cè),可以及時(shí)掌握變壓器設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況并發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的事故隱患,盡早地防止變壓器潛伏性故障的發(fā)展。光聲光譜技術(shù)是一種高靈敏度、高分辨率的檢測(cè)技術(shù),近年來成為電力系統(tǒng)變壓器在線監(jiān)測(cè)的首選技術(shù)方案。針對(duì)在光聲光譜檢測(cè)系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的電容式微音器頻率響應(yīng)與光聲池不匹配、易受電磁干擾等缺點(diǎn),本文重點(diǎn)研究了基于光纖聲波傳感的光聲光譜微量氣體分析系統(tǒng)。在對(duì)光纖法布里-珀羅（Fabry-Perot,F-P）聲波傳感器的相關(guān)理論研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)共振式光聲檢測(cè)系統(tǒng),制作了懸臂梁結(jié)構(gòu)的光纖F-P聲波傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在1400Hz的聲波頻率下,該傳感器的靈敏度達(dá)到256.7mV/Pa,最低聲波檢測(cè)極限為8.5μPa/Hz^1/2。針對(duì)非共振式光聲檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)高靈敏度低頻聲波傳感器的需求,利用聚一氯對(duì)二甲苯（Parylene-C）薄膜致密性好和楊氏模量小的特點(diǎn),研究制備了 Parylene-C膜光纖F-P低頻聲波傳感器,在30Hz的聲波頻率下,該傳感器的... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３全石英膜片式光纖Ｆ－Ｐ壓力傳感器的結(jié)構(gòu)??Ｆｉ．?１．３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｌｌ－ｓｉｌｉｃａ?ｄｉａｈｒａｍ－ｂａｓｅｄ?Ｆ－Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ??

Ｚ?篇ｚ－－?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??圖１．５石墨烯膜光纖Ｆ－Ｐ壓力傳感器的結(jié)構(gòu)ｔ１Ｇ５ｌ??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｄｉａｐｈｒａｇｍ－ｂａｓｅｄ?ｆｉｂｅｒ－ｏｐｔｉｃ?Ｆ－Ｐ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ??１．４．２基于光纖聲波傳感的光聲光譜氣體檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展??根據(jù)光聲光譜學(xué)的原理，光聲測(cè)量的靈敏度正比于聲波探測(cè)器的靈敏度，因此高性??能的聲波探測(cè)是科研工作者不斷追求的目標(biāo)。由于傳統(tǒng)光聲系統(tǒng)采用的通用電容式微音??器［１１１］的幾何尺寸和頻率響應(yīng)與部分光聲池不匹配，靈敏度較低，抗電磁干擾能力差，因??此研制新的光聲探測(cè)方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電容式微音器成為光聲光譜檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要??方向。??ＤＥＴＥＣＴＯＲＳ?ＢＥＡＭ?ＳＰＬＩＴＴＥＲ??ＬＡＳＥＲ?＿??ｍｉｌｓ?豐參十＂——ｎ?ＭＩＲＲＯＲ??ｏｐｔＪＩ?ｒ？￣［：杉??ｓｏｕｒｃｅ?ＱＩ?．?ｙ．／ｘｈ．?ｙ；：?＼ｋＦ７￣ｚ＾：，：??Ｗｍｍ＼?）＾ＣＡＮＴ；ＬＥＶＥＲＳ〇：?ＰＡ?ＣＥＬＬ??／〇?ｆ?．．．．．．．．■■?：?ｍ?－?■?．．．．．．二＾＂??ＭＯＤＵＬＡＴＥＤ?ｖ?＇＇?Ａ?ｙ??ＩＲＢＥＡＭ?１?ＶＭ?Ｑ?１?Ｑ?ＶＭ?ｉ??Ｈ?丨＂?Ｌ??琴轉(zhuǎn)灣?．《丨，：：．：：�。海�?�。�?．．．．．．．．．?ＭＩＲＲＯＲ??ＬＡＳＥＲ??ＤＥＴＥＣＴＯＲＳ?ＢＥＡＭ?ＳＰＬＩＴＴＥＲ??圖１．６雙懸臂梁增強(qiáng)光聲光譜系統(tǒng)ｔ１１６］??Ｆｉｇ．?１．６?Ｄｕａｌ－ｃａｎｔｉｌ

利用光纖放大器使光能量達(dá)到６００ｍＷ，對(duì)二氧化碳?xì)怏w的檢測(cè)極限靈敏度提高到了??０．２３ｐｐｍ。為提高系統(tǒng)抗外界振動(dòng)干擾能力，２００９年Ｆｏｎｓｅｎ［Ｕ６］采用雙懸臂梁聲波探測(cè)方??法，如圖１．６所示。該系統(tǒng)采用雙懸臂梁增強(qiáng)的方法，使用小功率電調(diào)制紅外光源對(duì)ＣＨ４??氣體進(jìn)行了測(cè)量，檢測(cè)靈敏度高達(dá)〇．５ｐｐｍ。２０１３年，Ｈｉｒｓｃｈｍａｎｎ等人將量子級(jí)聯(lián)激光??器與懸臂梁微音器結(jié)合對(duì)ＣＨ２０氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度為０．６ｐｐｂ［１１＇２０１５年，Ｐｅｌｔｏｌａ??等人采用１０．５Ｗ的５３２ｎｍ激光器作為激勵(lì)光源，利用懸臂梁結(jié)構(gòu)光纖聲波傳感器對(duì)Ｎ〇２??氣體進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)靈敏度高達(dá)５０ｐｐｔ［ｕｓ］。２０１８年，Ｔｏｍｂｅｒｇ等人結(jié)合高功率光參量振??蕩器（ＯＰＯ）對(duì)ＨＦ氣體實(shí)現(xiàn)了亞ｐｐｔ量級(jí)的檢測(cè)［１１９］�？傮w來說，ＣＥＰＡＳ系統(tǒng)中光學(xué)懸臂??梁聲波傳感器具有較高的靈敏度，但因?yàn)槠洳捎眠~克遜干涉儀結(jié)構(gòu)，使其存在體積較大、??系統(tǒng)復(fù)雜和不便于與光聲池匹配等缺點(diǎn)。????３－ｄＢ?３ｈＩＢ?／７７－＼?ｏｐｔｉｃａｌ??－＞???、ｃｏｕｐｌｅｒ?ｃｏｕｐｌｅｒ?＾?Ｊ?ｆｉｂｅｒ??ｒ￣：一＞?／?＞?ｓｅｎｓｏｒ??￣＾￣?／ｈｅａｄ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于光聲光譜的變壓器油中溶解氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 李洋流,趙學(xué)增.  傳感器與微系統(tǒng). 2011(06)
[2]Parylene涂覆材料及其應(yīng)用[J]. 韓建棟,徐愛東.  半導(dǎo)體技術(shù). 2011(06)
[3]非故障變壓器油中出現(xiàn)乙炔原因分析[J]. 應(yīng)高亮,徐康健.  電工技術(shù). 2011(04)
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[5]變壓器油中甲烷氣體的光聲光譜檢測(cè)方法[J]. 云玉新,陳偉根,孫才新,潘翀.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(34)
[6]光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在小浪底水電廠的應(yīng)用[J]. 李憲棟,肖明,劉定友,唐新文,徐力明.  變壓器. 2008(03)
[7]TransFix變壓器油在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在小浪底水電廠的應(yīng)用[J]. 唐新文,李憲棟.  水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè). 2007(06)
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[10]2004年國家電網(wǎng)安全運(yùn)行情況分析[J]. 胡超凡,陳剛,趙玉柱.  中國電力. 2005(05)

博士論文
[1]光聲光譜微量氣體檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 張望.大連理工大學(xué) 2010
[2]光纖法布里—珀羅聲波傳感器及其應(yīng)用研究[D]. 王巧云.大連理工大學(xué) 2010
[3]基于共振光聲光譜的變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)原理及方法[D]. 云玉新.重慶大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于光聲光譜技術(shù)的多組分氣體檢測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 李洪艷.燕山大學(xué) 2010
[2]基于光聲光譜技術(shù)的甲烷氣體檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D]. 王敏.吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2997031