[实用新型]一种局部放电检测用光纤双法珀腔超声波传感器

说明书

本实用新型涉及一种局部放电检测用光纤双法珀腔超声波传感器，包括光源、光纤1/2分光器、光纤、光纤耦合器、光纤EFPI双法珀腔探头、双路光电探测器和高速数据采集装置；所述的光源通过光纤1/2分光器与光纤耦合器连接，所述的光纤耦合器分别与光纤EFPI双法珀腔探头和双路光电探测器连接，所述的双路光电探测器与高速数据采集装置连接。与现有技术相比，本实用新型具有消除了系统和外部环境对法珀腔工作时形成的干扰偏差等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种局部放电检测用传感器，尤其是涉及一种局部放电检测用光纤双法珀腔超声波传感器。

背景技术

目前，非本征型法珀干涉仪(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器法即光纤EFPI传感器，已被广泛研究和应用于电工设备如变压器和气体绝缘组合电器等设备内部绝缘缺陷发生局部放电(Partial discharge，PD)的超声波信号检测与定位。

光纤EFPI传感器是一套使用敏感膜片结构将超声波转换为机械振动，再利用法珀干涉技术将机械振动转化为光学参量变化，最终被光电探测器等相关元器件转换、采集、解调的高性能超声波信号检测系统。现有的常规光纤EFPI传感器原理如图1所示：光源发出的光经过光纤和耦合器(环形器)进入由光纤端面(反射端面1)和敏感膜片(反射端面2)结构组成的法珀腔，在法珀腔发生法珀干涉后反射回光纤，最终再经过光纤耦合器被光电探测器转换成电压信号，并高速数据采集装置采集后存储、分析和显示。当敏感膜片结构被超声波激励振动时，会引起法珀腔长的改变，最终导致法珀干涉光强的改变或干涉峰值波长的偏移，通过采集反射光光强的改变或峰值波长的偏移可复原作用于敏感膜片结构的声波信号。

但目前传感器系统存在量程及工作点稳定问题，由于光强解调具有低成本和响应速度快等特性，目前的研究和应用均选择了光强解调作为EFPI传感器的信号回复方式，受光源功率波动、光纤弯曲损耗、环境温度变化、探测器老化等影响而使传感器测量精度降低，会使“静态工作点”发生漂移，所以都需要采用自补偿措施来确保工作点稳定，用于消除系统和外部环境对法珀腔工作时形成的干扰偏差。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种局部放电检测用光纤双法珀腔超声波传感器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种局部放电检测用光纤双法珀腔超声波传感器，包括光源、光纤1/2分光器、光纤、光纤耦合器、光纤EFPI双法珀腔探头、双路光电探测器和高速数据采集装置；所述的光源通过光纤1/2分光器与光纤耦合器连接，所述的光纤耦合器分别与光纤EFPI双法珀腔探头和双路光电探测器连接，所述的双路光电探测器与高速数据采集装置连接。

优选地，所述的光纤1/2分光器采用熔融拉锥分光器。

优选地，所述的光纤耦合器采用标准光纤双分支耦合器。

优选地，所述的光纤EFPI双法珀腔探头包括对称结构的双敏感膜片。

优选地，所述的光纤EFPI双法珀腔探头还包括第一光纤固定护套、第二光纤固定护套、第一固定面板、第二固定面板，所述的第一固定面板和第二固定面板分别用于固定双敏感膜片，两根所述的光纤分别插入第一光纤固定护套和第二光纤固定护套中。

优选地，所述的第一光纤固定护套中的光纤端面为第一反射端面，所述的光纤相对的敏感膜片面为第二反射端面。

优选地，所述的光纤EFPI双法珀腔探头还包括第一防护面板和第二防护面板，固定面板、固定护套、敏感膜片以及两侧的防护面板形成了两个密闭的、独立工作且腔长均为l的法珀腔。

优选地，所述的第一固定面板上设有用于绝缘介质进入的通孔。

优选地，所述的双敏感膜片为采用硅或者二氧化硅材料制作而成的膜片。