[实用新型]光纤型低温漂自补偿测温装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于在线监测电力高压接点和触点温度的装置，属测量技术领域。

背景技术

目前，利用光纤对高压接点（触点）进行温度在线监测的传感器主要有三种，分别是光纤光栅式温度传感器、光纤分布式温度传感器和旋转反射式光纤温度传感器。其中，光纤光栅式温度传感器通过测量反射光的波长间接测量温度，其不足之处是除对温度敏感外，对应力的变化也很敏感，影响了该传感器在振动环境下的测量精度。同时该产品还存在结构复杂、应用成本较高等缺点；光纤分布式温度传感器通过测量光纤内布里渊散射波的强度实现温度的测量，这种传感器对工作光脉冲的功率和宽度的要求很高，系统比较庞大复杂，成本较高，维护难度较大；旋转反射式光纤温度传感器由通过光纤连接的温度传感头和光电转换装置组成，温度传感头内设有与光纤相对且由双金属扭簧驱动的旋转芯轴，旋转芯轴与光纤相对的一端设置有半圆反射镜，在光纤与旋转芯轴之间设置有带半圆孔的遮光片。当温度发生变化时，双金属扭簧产生形变并通过旋转芯轴带动半圆反射镜旋转，使光电转换装置发射的可见光经光纤和半圆孔照射到半圆形反射镜上再被反射回光电转换装置的部分发生变化，光电转换装置根据反射回来的光线判断温度值。这种温度传感器具有结构简单、成本低廉等优点，但现有旋转反射式光纤温度传感器的光纤通过两个活接头与温度传感头和定向耦合器相连，光纤与温度传感头内旋转芯轴的同轴度靠手工调节，导致其性能离散性非常大，传感器互换性很差，而且活接头的连接引起的插入衰减随机性很大。此外，由于光电转换装置存在温漂现象，导致旋转反射式光纤温度传感器的测量数值受环境温度的影响很大，严重时会因四季温差的变化引发时段性误报，因此操作人员不得不跟踪修改参数的设定值，大大增大了该装置的维护量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构简单、成本低廉、性能稳定、测量精度高、维护量小而且测温器件可互换的光纤型低温漂自补偿测温装置。

本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：

一种光纤型低温漂自补偿测温装置，构成中包括温度传感头、光纤和光电转换装置，所述温度传感头包括圆筒状外壳、双金属扭簧和旋转芯轴，所述外壳的一端由导热片封堵，另一端套装有光纤耦合帽；所述旋转芯轴通过精密轴承与外壳同轴连接，其一端与固定在导热片内侧的双金属扭簧连接，另一端的端面上设置有半圆反射镜；所述光纤的一端穿过光纤耦合帽并与旋转芯轴上的半圆反射镜相对，另一端通过光纤型定向耦合器与光电转换装置连接，在光纤与旋转芯轴之间设置有带半圆孔的遮光片。

上述光纤型低温漂自补偿测温装置，所述光电转换装置包括发光管、两个光电管和两个电阻，所述发光管的发光面朝向定向耦合器的光线入射口和第一光电管，其两端接驱动电压；第一光电管与第一电阻串联连接后接电源电压，第二光电管安装在定向耦合器的光线出口，它与第二电阻串联连接后接电源电压，第一光电管与第一电阻的串接点同第二光电管与第二电阻的串接点之间输出的温度信号接信号处理器。

本实用新型采用中心轴对称结构的温度传感头，大大提高了产品的一致性和可互换性，增加了温度测量的线性度和线性范围。由于光纤与温度传感头和光电转换装置实现了无缝连接，加之第一光电管输出的参考电位的补偿作用，使本测温装置具有极低的温漂（﹤3‰），大大提高了系统的稳定性和可靠性。第一光电管输出的参考电位还自动补偿了电源波动、元件老化、环境温度等因素对测量结果的影响，提高了系统的可靠性和抗干扰能力。此外，通过监测第一光电管输出的参考电位还可以判断发光管的老化程度，为提前更换发光管提供了数值依据。

本实用新型不仅结构简单、成本低廉，而且具有温漂小、抗干扰能力强、性能稳定可靠、测量精度高、互换性好、维护量小等优点，是一种理想的测温装置。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是温度传感头的结构示意图；

图3是光电转换装置的结构示意图；

图4是光电转换装置的电原理图。

图中各标号为：1、温度传感头；2、光纤；3、光电转换装置；4、定向耦合器；5、导热片；6、双金属扭簧；7、旋转芯轴；8、精密轴承；9、外壳；10、光纤耦合帽；11、遮光片；D0、发光管；D1、第一光电管；D2、第二光电管；R1、第一电阻；R2、第二电阻。

具体实施方式