【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光纖，具體來說涉及一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法。
技術介紹
1、基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術因其在應變測量方面的優勢，如高精度、大測量范圍和高空間分辨率等，而被廣泛應用于大壩、橋梁、公路和醫療等領域中。但傳統的分布式布里淵光纖傳感僅能測量應變，測量精度不高，并且存在交叉敏感等問題。針對這些問題，科研工作者已經提出基于布里淵動態光柵(brillouin?dynamic?grating,bdg)的光纖傳感，有效地將泵浦光、探測光及反射光分離，提高測量精度和空間分辨率的同時實現應變的同時傳感。一般情況下，把有著相同偏振態的兩束泵浦光注入到光纖，可以利用激發受激布里淵散射(stimulated?brillouin?scattering,sbs)效應激發相干聲場，然后進一步形成bdg。bdg技術彌補了傳統分布式布里淵光纖傳感技術的不足，bdg的產生和探測是兩個獨立的過程，可以將探測脈沖寬度縮短，達到提高空間分辨率的目的，并且得到的布里淵增益譜也會較窄。
2、干式空心電抗器作為一種用于限流、穩壓和無功補償的電感裝置，在電力系統中得到了大量的使用。近年來，從電網的運行和維護來看，經常發生電抗器的燒毀事故，對電力系統的安全造成了破壞，也造成了較大的經濟損失。造成電抗器燒毀的原因有很多，包封開裂是其中的主要原因之一。絕緣發生開裂后，電抗器的匝間絕緣受到環境中雨水等外界條件的侵蝕，匝間絕緣遭到損壞，一旦匝間短路，損耗急劇增加，電抗器就會迅速燒毀。開裂主要是受到熱應力的作用，這種力是由于電抗器溫度軸
3、布里淵動態光柵具有將泵浦光、探測光及反射光分離，提高測量精度和空間分辨率的同時實現應變的同時傳感的特性。因此，為了解決上述問題，將布里淵動態光柵應用于電抗器中對應變進行在線監測。可得到干式空心電抗器包封層內承受的應變拉力，很好的解決了干式電抗器包封層內部應變測量的難題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，以解決現有技術中靈敏度低、測量范圍窄等問題，并將其應用于電抗器中，解決干式電抗器包封層內部應變測量的難題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、步驟一：設計了一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，所述光子晶體光纖放大器的橫截面包括包層和纖芯。其特征在于：該光子晶體光纖放大器的橫截面呈多層次結構，纖芯區域由大、小兩種橢圓形空氣孔包圍，上下部分均是兩層橢圓空氣孔、兩層圓形空氣孔再兩層橢圓空氣孔依次沿y軸排列。所有空氣孔沿y軸堆疊排布且關于x軸對稱。
4、進一步地，所述光纖的材料選用sio2。
5、步驟二：利用仿真軟件對步驟一中的光子晶體光纖放大器沿x軸施加壓力、沿y軸以及不同方向施加壓力時進行應力分析，可得相應壓力下雙折射頻移的變化量和壓力靈敏度。
6、步驟三：在上述光纖結構設計方案中，具有以下有益效果：
7、在0-100℃內測量壓力范圍為0-40mpa時，x軸方向上的壓力靈敏度約為-1.004ghz/mpa，y軸方向上的壓力靈敏度約為1.021ghz/mpa。與目前最優的“三明治”結構pcf傳感器(靈敏度為692mhz/mpa)相比，靈敏度約提高了328mhz/mpa。
8、步驟四：傳感光纖在受到壓力作用時，會產生彈性形變，引起彈光效應，導致光纖的雙折射系數變化。雙折射系數變化進而導致雙折射頻移發生變化。壓力引起的雙折射頻移的變化量可以表示為：
9、
10、其中：cpbire是壓力傳感系數，δp是壓力變化量，ctbire是溫度傳感系數，δt是溫度變化量。已知傳感系數，雙折射頻移變化量和溫度變化量由測量可得，壓力的變化量則根據上述數據和式(1)可以得到，從而實現對壓力的感知。
11、將所設計的基于布里淵動態光柵的可監測壓力的橫向光纖傳感器布置于電抗器之上，對空心電抗器包封絕緣整體進行應力分析，若監測振動數據未出現明顯的臺階上升，則繼續對空心電抗器包封絕緣整體進行實時監測；若監測振動數據出現明顯的臺階上升，則證明包封絕緣處產生裂紋，發出警報，很好的解決了干式電抗器包封層內部應變測量的難題。
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1.一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于：所述步驟一中采用大、小兩種橢圓空氣孔以及圓形空氣孔相交替的形式。
3.根據權利要求1所述的一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于：所述步驟一中橢圓空氣孔的引入破壞了光子晶體光纖原本的對稱結構。
4.根據權利要求1所述的一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于：所述步驟一中光纖材料選用純SiO2。
5.根據權利要求1所述的一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于：所述步驟四中所需的外部實驗設備包括超窄線寬激光器，脈沖信號發生器，光電調制器，耦合器，環形器，外部光纖，負責采集返回信號的數據采集卡、為所述數據采集卡以及各光電模塊供電的直流穩壓電源、與所述數據采集卡連接的遠程客戶端、數據處理與識別程序。
【技術特征摘要】
1.一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于：所述步驟一中采用大、小兩種橢圓空氣孔以及圓形空氣孔相交替的形式。
3.根據權利要求1所述的一種基于布里淵動態光柵傳感器的電抗器應變檢測方法，其特征在于：所述步驟一中橢圓空氣孔的引入破壞了光子晶體光纖原本的對稱結構。
4.根據權利要求1所...
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