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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：CN110763632A
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201911258939.7
申请日：2019-12-10
申请人： 国家电网有限公司 , 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学 , 大连海事大学
IPC分类号： G01N21/17
摘要： 本发明涉及一种变压器油中溶解气体的浓度检测系统。所述检测系统包括：工控机、信号发生模块、激光光源模块、六芯光缆、陶瓷膜管、微音器、前置放大模块以及信号采集模块；变压器油中溶解的气体分子经陶瓷膜管上密集分布的微孔进入陶瓷膜管的内部，被分离出的气体分子在陶瓷膜管内吸收激光能量发生光声效应对气体浓度进行测量。本发明采用集油气分离与光声激发功能与一体的陶瓷膜管，并且传感系统无需气泵和气阀，大幅度地简化了系统结构。
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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：CN113125350A
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN202110284689.5
申请日：2021-03-17
申请人： 大连理工大学 , 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开一种可同时感测氢气浓度和光声信号的微音器及感测方法，只采用一个可同时感测氢气和光声信号的微音器结合光谱仪等，即可实现包括氢气在内的变压器油中溶解故障特征气体的多组份、高灵敏度检测；基于快速傅里叶变换和Buneman频率估计的白光干涉解调算法可以实现光纤法布里‑珀罗干涉腔绝对腔长的快速解调，通过动态腔长变化量得到光声信号的幅值从而反演计算出待测CO、CO2及烃类气体浓度，通过对绝对腔长的动态平均可得到的悬臂梁平衡位置（静态）的腔长变化量，从而反演出氢气浓度，具有结构简单、本质安全、灵敏度高及响应速度快等优点。
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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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公开(公告)号：CN114062275A
公开(公告)日：2022-02-18
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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