本申請(qǐng)涉及光纖傳感器監(jiān)測(cè)，特別是涉及一種光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷發(fā)展，電力領(lǐng)域已經(jīng)邁入了高參數(shù)、大容量、超高壓、高度自動(dòng)化的新時(shí)期，隨著電網(wǎng)等級(jí)和容量的進(jìn)一步增大，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和輸出可靠性提出了更高的要求，其中，作為電力系統(tǒng)核心的電力設(shè)備，其擔(dān)負(fù)著電能的轉(zhuǎn)換、傳輸與分配任務(wù)，所以，對(duì)于電力設(shè)備的定期檢修是十分必要，例如對(duì)變壓器的檢修。

2、由于變壓器在運(yùn)行過(guò)程之中，難免會(huì)因受到自然因素或人為因素的影響，而導(dǎo)致變壓器繞組出現(xiàn)變形，最終導(dǎo)致變壓器故障甚至爆炸等，故而可通過(guò)變壓器繞組的應(yīng)變變化情況對(duì)變壓器繞組的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中，變壓器繞組的應(yīng)變可通過(guò)光纖光柵傳感器檢測(cè)得到。

3、為滿(mǎn)足光纖光柵傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定的應(yīng)變監(jiān)測(cè)需求，通常需要對(duì)光纖光柵傳感器進(jìn)行封裝，例如基片式封裝等，但是，由于微應(yīng)變下變壓器繞組的工作狀態(tài)差異較大，而光纖光柵傳感器的應(yīng)變測(cè)量范圍相對(duì)固定，導(dǎo)致無(wú)法捕捉變壓器繞組在微應(yīng)變下的應(yīng)變變化情況，進(jìn)而使得易出現(xiàn)對(duì)變壓器繞組應(yīng)變檢測(cè)錯(cuò)誤的情況發(fā)生，所以，當(dāng)前光纖光柵傳感器的檢測(cè)靈敏度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠提升光纖光柵傳感器的檢測(cè)靈敏度的光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，所述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括光纖光柵和光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)，其中，所述光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部；

3、所述光纖光柵固定于所述固定結(jié)構(gòu)部和所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間，所述固定結(jié)構(gòu)部與待測(cè)對(duì)象固定連接，所述固定結(jié)構(gòu)部與所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間可拆卸連接；

4、所述固定結(jié)構(gòu)部用于將所述待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變傳遞至所述第一連接結(jié)構(gòu)部，所述第一連接結(jié)構(gòu)部用于將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變，所述光纖光柵用于測(cè)量所述目標(biāo)應(yīng)變。

5、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種光纖光柵封裝方法，應(yīng)用于光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，所述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括光纖光柵和光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)，所述光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部，所述光纖光柵固定于所述固定結(jié)構(gòu)部和所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間，所述固定結(jié)構(gòu)部與待測(cè)對(duì)象固定連接，所述固定結(jié)構(gòu)部與所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間可拆卸連接，所述方法包括：通過(guò)所述固定結(jié)構(gòu)部將所述待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變傳遞至所述第一連接結(jié)構(gòu)部；通過(guò)所述第一連接結(jié)構(gòu)部將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變；通過(guò)所述光纖光柵測(cè)量所述目標(biāo)應(yīng)變。

6、第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如下步驟：通過(guò)所述固定結(jié)構(gòu)部將所述待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變傳遞至所述第一連接結(jié)構(gòu)部；通過(guò)所述第一連接結(jié)構(gòu)部將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變；通過(guò)所述光纖光柵測(cè)量所述目標(biāo)應(yīng)變。

7、第四方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：通過(guò)所述固定結(jié)構(gòu)部將所述待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變傳遞至所述第一連接結(jié)構(gòu)部；通過(guò)所述第一連接結(jié)構(gòu)部將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變；通過(guò)所述光纖光柵測(cè)量所述目標(biāo)應(yīng)變。

8、第五方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：獲取所述待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變；將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變；測(cè)量所述目標(biāo)應(yīng)變。

9、上述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)設(shè)備，光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)由光纖光柵和光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)組成，其中，光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部，光纖光柵固定于固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部之間，即，光纖光柵固定在光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)上，與此同時(shí)，光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)的固定結(jié)構(gòu)部與待測(cè)對(duì)象是固定連接的，即，固定結(jié)構(gòu)部可進(jìn)行待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變的傳遞，而第一連接結(jié)構(gòu)部和固定結(jié)構(gòu)部之間是可拆卸連接的，即，固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系可調(diào)，且由于第一連接結(jié)構(gòu)部能夠?qū)⒊跏紤?yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變，所以，通過(guò)調(diào)整固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，能夠改變第一連接結(jié)構(gòu)部對(duì)于初始應(yīng)變的放大能力，最終通過(guò)固定于固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部之間的光纖光柵，能夠完成對(duì)目標(biāo)應(yīng)變的測(cè)量，由于光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變的放大，進(jìn)而光纖光柵可通過(guò)數(shù)值更大的目標(biāo)應(yīng)變捕捉待測(cè)對(duì)象的應(yīng)變變化情況，所以，克服了由于微應(yīng)變下變壓器繞組的工作狀態(tài)差異較大，而光纖光柵傳感器的應(yīng)變測(cè)量范圍相對(duì)固定，導(dǎo)致無(wú)法捕捉變壓器繞組在微應(yīng)變下的應(yīng)變變化情況，進(jìn)而使得易出現(xiàn)對(duì)變壓器繞組應(yīng)變檢測(cè)錯(cuò)誤的情況發(fā)生的技術(shù)缺陷，所以，提升了光纖光柵傳感器的檢測(cè)靈敏度。

技術(shù)特征：

1.一種光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括光纖光柵和光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)，其中，所述光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第二連接結(jié)構(gòu)部，所述光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括第一杠桿結(jié)構(gòu)和第二杠桿結(jié)構(gòu)，所述第一杠桿結(jié)構(gòu)嵌套于所述第二杠桿結(jié)構(gòu)內(nèi)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一杠桿結(jié)構(gòu)由彈性模量大于預(yù)設(shè)彈性模量閾值的剛性材料制備而成，所述第二杠桿結(jié)構(gòu)由腐蝕速度小于預(yù)設(shè)腐蝕速度閾值的柔性材料制備而成，所述第一杠桿結(jié)構(gòu)和所述第二杠桿結(jié)構(gòu)之間通過(guò)所述第二連接結(jié)構(gòu)部機(jī)械固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括護(hù)纖套管，所述護(hù)纖套管套裝于所述光纖光柵兩端的光纖尾部，所述光纖光柵通過(guò)聚合物材料固定于所述固定結(jié)構(gòu)部和所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述固定結(jié)構(gòu)部和所述待測(cè)對(duì)象的固定連接方式包括以下各項(xiàng)之一：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述固定結(jié)構(gòu)部包括第一固定結(jié)構(gòu)件和第二固定結(jié)構(gòu)件，所述第一連接結(jié)構(gòu)部包括支撐結(jié)構(gòu)件、杠桿結(jié)構(gòu)件和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)件，所述杠桿結(jié)構(gòu)件包括第一連接面和第二連接面，所述初始應(yīng)變包括第一初始應(yīng)變分量和第二初始應(yīng)變分量；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一連接結(jié)構(gòu)部還包括杠桿延伸件，所述杠桿延伸件位于所述杠桿結(jié)構(gòu)件的頂部；所述杠桿延伸件的一端連接所述杠桿結(jié)構(gòu)件，所述杠桿延伸件的另一端懸空；所述杠桿延伸件用于向所述光纖光柵提供預(yù)應(yīng)力。

8.一種光纖光柵應(yīng)變測(cè)量方法，其特征在于，所述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量方法應(yīng)用于基于光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，所述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括光纖光柵和光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)，所述光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部，所述光纖光柵固定于所述固定結(jié)構(gòu)部和所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間，所述固定結(jié)構(gòu)部與待測(cè)對(duì)象固定連接，所述固定結(jié)構(gòu)部與所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間可拆卸連接，所述方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)所述第一連接結(jié)構(gòu)部將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求8至9所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)設(shè)備。所述光纖光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括光纖光柵和光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)，其中，所述光纖光柵杠桿結(jié)構(gòu)包括固定結(jié)構(gòu)部和第一連接結(jié)構(gòu)部；所述光纖光柵固定于所述固定結(jié)構(gòu)部和所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間，所述固定結(jié)構(gòu)部與待測(cè)對(duì)象固定連接，所述固定結(jié)構(gòu)部與所述第一連接結(jié)構(gòu)部之間可拆卸連接；所述固定結(jié)構(gòu)部用于將所述待測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)變傳遞至所述第一連接結(jié)構(gòu)部，所述第一連接結(jié)構(gòu)部用于將所述初始應(yīng)變放大為目標(biāo)應(yīng)變，所述光纖光柵用于測(cè)量所述目標(biāo)應(yīng)變。采用本系統(tǒng)能夠提升光纖光柵傳感器的檢測(cè)靈敏度。

技術(shù)研發(fā)人員：王浩宇,劉子俊,劉惠聰,陳龍,沈洪,柯康觀(guān),唐峰,郭育才,陳偉根,張炳飛,張亞冰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳供電局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9