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公开(公告)号：CN112461766A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011424469.X
申请日：2020-12-08
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司 , 大连理工大学
摘要： 一种抗环境噪音干扰的光纤光声传感探头及传感系统，涉及光纤气体传感和激光光声光谱技术领域，解决传感器存在易受环境噪音干扰引起气体浓度测量误差增大问题；气体通过多个微小气孔扩散进入微型气室后通过声音敏感膜片上的缝隙进入到光声微腔，光声激发光通过光纤准直器入射到光声微腔后激发产生光声压力波，引起声音敏感膜片发生周期性振动；单模光纤端面与声音敏感膜片构成光纤法布里‑珀罗干涉仪，干涉仪测量膜片挠度大小反演待测气体的浓度，保留传感器的扩散式气体测量特点，使其具备了隔离高频噪音能力，结合工作频率主动选择方法和锁相放大器的窄带探测技术，降低了传感器对气体浓度测量中环境噪音引起的误差，提高了系统可靠性。
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公开(公告)号：CN114062273B
公开(公告)日：2024-06-11
申请号：CN202111368283.1
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种抗干扰光纤光声气体传感系统及方法，所述系统包括光纤光声气体传感器、驱动电路、窄线宽光源、掺铒光纤放大器、光纤、光纤耦合器、宽谱光源、解调仪和上位机，光纤光声气体传感器包括两个法布里‑珀罗腔，窄线宽光源由驱动电路调制后输出特定波长的激光并通过掺铒光纤放大器进行光放大，放大后的激光经过光纤传输到光纤光声气体传感器中，宽谱光源发出的宽谱光经过光纤耦合器后进入到光纤光声气体传感器，返回的干涉信号经由光纤耦合器传输到解调仪，解调仪将信号传输给上位机进行显示；本发明的优点在于：滤除噪声干扰，不存在暴露在外的声音敏感元件，不容易受到机械损伤，从而不影响传感器的寿命。
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公开(公告)号：CN114062272A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111368281.2
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
IPC分类号： G01N21/17
摘要： 本发明公开了基于光纤光声传感的气体绝缘设备中气体监测方法及装置，所述方法包括：将紫外光源的发散光汇聚、准直以后入射到光线阵列中，光纤阵列连接多组光声传感器，每组光声传感器与光纤阵列之间设置一个光开关，每组光声传感器布置在气体绝缘设备的不同位置；通过切换光开关接通对应通道的光声传感器，测得对应通道的声音信号；采集不同通道的声音信号并发送到计算机，计算机内置LabVIEW程序，对不同通道的声音信号进行测量得到不同通道对应的声音信号幅值从而反演出气体浓度；本发明的优点在于：实现气体分布式监测。
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公开(公告)号：CN114062274A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111368313.9
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统，包括激光光源、传感通道、探测光源、光纤耦合器、参考通道、高速光谱仪和信号采集与处理模块，所述传感通道上设有传感光纤，传感光纤侧面开孔且浸入变压器油中，激光光源发射的激光入射到传感通道的传感光纤；信号采集与处理模块采集高速光谱仪的光谱信号后计算参考通道和传感通道的光程差，根据光程差的变化得出传感光纤中光声信号的幅度，根据光声信号幅度与油中溶解气体的浓度对应关系得出油中溶解气体的浓度；本发明的优点在于：抗干扰性能较好，能够直接测量油气溶解气体，且采用的传感光纤能够置于变压器这类绝缘设备内部。
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公开(公告)号：CN114088631B
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202111368298.8
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种六氟化硫分解产物分布式在线监测系统及方法，系统包括发射紫外光的第一激发光源装置、发射近红外光的第二激发光源装置以及探测光源装置、光纤阵列以及多组光纤光声传感探头，所述探测光源装置发射用于探测光声信号的宽谱光，每组光纤光声传感探头置于不同的监测区域，每组光纤光声传感探头的一端通过光纤阵列分别与第一激发光源装置连接，每组光纤光声传感探头的一端通过光纤阵列分别与第二激发光源装置连接，每组光纤光声传感探头的另一端通过光纤阵列分别与探测光源装置连接；本发明的优点在于：激发光源较多，应用场景不受局限，满足六氟化硫电气设备多组分气体检测的需求。
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公开(公告)号：CN114062275B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202111368314.3
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法，所述解调仪器包括宽谱光源、光纤分路器、多组光纤光声传感通道、玻璃片、光电二极管阵列、数据采集与处理电路及通信模块；宽谱光源发射的宽谱光被光纤分路器分成多束，同时入射到多组光纤光声传感通道，反射回的信号光分别经对应的光纤光声传感通道后，同时入射到玻璃片，从玻璃片表面反射的高斯发散光投射到光电二极管阵列的不同空间区域后被光电二极管阵列接收；数据采集与处理电路采集光电二极管阵列上的空间光信号并解调处理；本发明的优点在于：对多个光纤光声传感通道无干扰同时解调，大幅度减小了基于多个光纤光声传感器的分布式测量系统的成本。
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公开(公告)号：CN114076737B
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202111369189.8
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于光纤光声传感的分布式在线监测系统及方法，系统包括多组不同波段的激发光源装置、一组探测光源装置、光纤阵列以及多组光纤光声传感探头，激光光源装置发射激光光源，探测光源装置发射光声激发光源，每组光纤光声传感探头置于不同的监测区域，每组光纤光声传感探头的一端通过光纤阵列分别与各激发光源装置连接，每组光纤光声传感探头的另一端通过光纤阵列分别与探测光源装置连接；其中的一组包括激光光源和准直透镜，激光光源发射的激光光束经准直透镜汇聚并分束耦合到光纤阵列中；本发明的优点在于：激发光源较多，应用场景不受局限，满足存在多组分气体检测需求的情况。
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公开(公告)号：CN114062276B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202111369231.6
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感的温度自补偿方法及装置，所述方法包括：获取光声压力波信号表达式，分析光声压力波信号对温度的依赖关系，并调节激光调制参数，使检测到的光声信号不随温度变化，从而实现温度自补偿，所述激光调制参数包括调制系数、光频率调制幅度、调制频率；本发明的优点在于：通过优化激光的光频率调制幅度和调制频率参数，即可使激发的光声信号几乎不受环境温度的影响，在没有额外增加光纤温度传感器的情况下，实现了温度自补偿。
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公开(公告)号：CN114088632A
公开(公告)日：2022-02-25
申请号：CN202111369211.9
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于光纤光声传感的硫化氢气体检测方法及装置，所述方法包括以下步骤：调节激光器的偏置电流至气体吸收谱线中心，此时光声信号为信号光和由于池壁吸收引起的背景信号的叠加，记为第一信号；调节激光器的偏置电流至气体吸收系数低于预设值之处，此时的光声信号为池壁吸收引起的背景信号，记为第二信号；将第一信号减去第二信号得到消除背景干扰的光声信号，根据光声信号与气体浓度之间的比例关系获得目标气体的浓度；本发明的优点在于：大幅度的消除吸收背景干扰，提高光纤光声传感的气体浓度测量精度。
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公开(公告)号：CN114062276A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111369231.6
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感的温度自补偿方法及装置，所述方法包括：获取光声压力波信号表达式，分析光声压力波信号对温度的依赖关系，并调节激光调制参数，使检测到的光声信号不随温度变化，从而实现温度自补偿，所述激光调制参数包括调制系数、光频率调制幅度、调制频率；本发明的优点在于：通过优化激光的光频率调制幅度和调制频率参数，即可使激发的光声信号几乎不受环境温度的影响，在没有额外增加光纤温度传感器的情况下，实现了温度自补偿。
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