液体绝缘对光纤法布里-珀罗局放超声传感器特性参数影响 
下载： 890次
Impact of Liquid Insulation on Characteristic Parameters of Fiber Fabry-Perot Partial Discharge Induced Ultrasound Sensor
哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用技术教育部重点实验室 黑龙江省电介质工程重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
图 & 表
图 1. 非本征光纤F-P传感器结构示意图
Fig. 1. Diagram of extrinsic fiber F-P sensor structure
下载图片 查看原文
图 2. (a)单位应力下膜片位移分布图; (b)一阶固有频率幅频特性曲线
Fig. 2. (a) Displacement distribution of diaphragm under unit stress; (b) the first order natural frequency amplitude-frequency characteristic curve
下载图片 查看原文
图 3. (a)变压器油动力黏度检测装置;(b)变压器油动力黏度随温度变化曲线
Fig. 3. (a) Photograph of transformer oil dynamic viscosity detection device; (b) transformer oil dynamic viscosity varies with temperature
下载图片 查看原文
图 4. 20 ℃空气和变压器油中F-P传感器幅频特性仿真图。(a) F-P1; (b) F-P2
Fig. 4. Amplitude-frequency characteristic simulation charts of (a) F-P1 and (b) F-P2 sensors in air and transformer oil at 20 ℃
下载图片 查看原文
图 5. F-P传感器在20、50、80 ℃变压器油中的幅频特性仿真图。 (a) F-P1; (b) F-P2
Fig. 5. Amplitude-frequency characteristic simulation charts of (a) F-P1 and (b) F-P2 sensors in transformer oil at 20 ℃, 50 ℃, and 80 ℃
下载图片 查看原文
图 6. 非本征光纤F-P传感器超声测量系统
Fig. 6. Extrinsic fiber F-P sensor ultrasonic measurement system
下载图片 查看原文
图 7. F-P传感器样品
Fig. 7. F-P sensor sample
下载图片 查看原文
图 8. F-P传感器在20、50、80 ℃变压器油中的幅频特性。 (a) F-P1; (b) F-P2
Fig. 8. Amplitude-frequency characteristics of (a) F-P1 and (b) F-P2 sensors in transformer oil at 20 ℃, 50 ℃, and 80 ℃
下载图片 查看原文
图 9. F-P传感器固有频率随变压器油温度变化曲线
Fig. 9. Natural frequency of the F-P sensors varies with the transformer oil temperature curve
下载图片 查看原文
图 10. F-P传感器封装后示意图。(a)结构图;(b)实物图
Fig. 10. Packaged F-P sensor diagram. (a) Structure diagram; (b) photograph of real product
下载图片 查看原文
图 11. F-P传感器空气中20、50、80 ℃下幅频特性。(a) F-P1; (b) F-P2
Fig. 11. Amplitude-frequency characteristics of (a) F-P1 and (b) F-P2 sensors in air at 20℃, 50 ℃, and 80 ℃
下载图片 查看原文
图 12. 20 ℃时封装结构和非封装结构F-P传感器在变压器油中幅频特性对比。 (a) F-P1; (b) F-P2
Fig. 12. Amplitude-frequency characteristic charts of F-P sensors with packaged and unpackaged structures in transformer oil at 20 ℃. (a) F-P1; (b) F-P2
下载图片 查看原文
表 1空气和变压器油参数随温度变化表
Table1. Air and transformer oil parameters vary with temperature
| TemperatureT /℃ | Density ρ /(kg·m-3) | Acoustic Velocity c /(m·s-1) | Dynamic viscosity μ /(mPa·s-1) |
|---|
| Air | Transformer oil | Air | Transformer oil | Air | Transformer oil |
|---|
| 20 | 1.205 | 879 | 343 | 1420 | 0.0181 | 18.48 | | 30 | 1.165 | 873 | 348 | 1355 | 0.0186 | 12.45 | | 40 | 1.128 | 867 | 355 | 1290 | 0.0191 | 8.64 | | 50 | 1.093 | 860 | 360 | 1225 | 0.0196 | 6.30 | | 60 | 1.060 | 854 | 366 | 1160 | 0.0200 | 4.27 | | 70 | 1.029 | 848 | 371 | 1095 | 0.0205 | 3.35 | | 80 | 1.000 | 842 | 377 | 1030 | 0.0210 | 3.06 |
|
查看原文
表 2在20 ℃下相关材料参数表
Table2. Related material parameter list at 20 ℃
| Material | Densityρ /(kg·m-3) | Young’s modulusE /GPa | Poissionratio ν | Acoustic velocity c/(m·s-1) | Dynamic viscosityμ/(mPa·s-1) |
|---|
| Quartz | 2210 | 73.73 | 0.17 | - | - | | Transformer oil | 879 | - | - | 1420 | 18.48 | | Air | 1.204 | - | - | 343 | 0.0181 |
|
查看原文
表 3F-P传感器固有频率表
Table3. Natural frequency of F-P sensors
| F-P | fa /kHz | ft /kHz(20℃) | ft /kHz(50 ℃) | ft /kHz(80 ℃) | k |
|---|
| F-P1 | 133 | 58 | 63 | 67 | 0.56 | | F-P2 | 323 | 132 | 137 | 143 | 0.59 |
|
查看原文
王学会, 张伟超, 赵洪, 陈起超, 魏宁. 液体绝缘对光纤法布里-珀罗局放超声传感器特性参数影响[J]. 光学学报, 2018, 38(4): 0406005. Xuehui Wang, Weichao Zhang, Hong Zhao, Qichao Chen, Ning Wei. Impact of Liquid Insulation on Characteristic Parameters of Fiber Fabry-Perot Partial Discharge Induced Ultrasound Sensor[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(4): 0406005.
PDF全文
