一种光纤光栅传感器及油浸式变压器油流速温度传感系统

本发明涉及光纤光栅传感，尤其涉及一种光纤光栅传感器及油浸式变压器油流速温度传感系统。

背景技术：

1、光纤光栅是一种在光纤中周期性地改变折射率的结构，能够反射特定波长的光，而允许其他波长的光通过；这种特性使得光纤光栅传感器在检测温度、应变、压力等物理量时非常敏感和准确；光纤光栅传感器是一种利用光纤光栅技术来检测和测量各种物理量的传感器，其高精度、高稳定性和多用途性，在现代传感技术中扮演着越来越重要的角色，例如可应用于对变压器油进行流速温度的检测(通过监测变压器油的温度和速度等关键参量，可实时掌握变压器的运行状况，对保障变压器安全运行及延长寿命极为重要)。

2、现有技术中，本发明创造的申请人/发明人即曾于公告号为cn110763291b的专利中公开了一种光纤光栅靶式流量计，该流量计包括三通管、靶盘、悬臂梁、端盖、传导光纤及光纤光栅，三通管呈“⊥”形且其下端两侧管口用于与待测管道连通、上端部管口用于与端盖密封连接，悬臂梁的上端连接于端盖、下端连接于靶盘，传导光纤的一端与光纤光栅连接、另一端从靶盘穿出并用于与外部解调设备相连，设置两根光纤光栅及两根对应的传导光纤，其中一光纤光栅连接在悬臂梁上、另一光纤光栅连接靶盘后部，该流量计可有效提高测量精度，同时还能实现流量与温度的同时检测。

3、然而，在实际应用过程中，由于某些被测环境中流体分布紊乱(例如油浸式变压器内部)，可能导致光纤光栅传感器所受的应力分布不均匀，影响应变传递效率，从而降低了测量结果的准确性。

4、上述技术问题亟待解决。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤光栅传感器及应用该光纤光栅传感器的油浸式变压器油流速温度传感系统，针对于被测环境中流体分布紊乱的情况，有利于规范流经靶盘处的流体流动路径，提升流经靶盘处的流体流动速度，提高应变传递效率及测量结果的准确性。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种光纤光栅传感器，包括悬臂梁、设于悬臂梁下端的靶盘、设于悬臂梁和/或靶盘的光纤光栅及传导光纤，所述传导光纤的一端连接于相应的光纤光栅、另一端用于与光栅解调仪连接；

3、该传感器还包括一固定套置在悬臂梁与靶盘外的护筒，所述护筒上开设有用于供流体流入的第一流通孔及用于供流体流出的第二流通孔，且所述第一流通孔和第二流通孔与靶盘同轴设置。

4、进一步，所述第一流通孔的孔径小于第二流通孔的孔径且等于或大于靶盘的直径。

5、进一步，所述悬臂梁的上端固定有第一连接头，所述护筒的上端固定有第二连接头，所述第一连接头同轴伸入护筒内并与第二连接头通过螺纹副相连接。

6、进一步，所述光纤光栅包括第一光纤光栅和一根第二光纤光栅，所述传导光纤包括第一传导光纤和第二传导光纤；所述悬臂梁与靶盘一体设置且沿悬臂梁的轴向开设有布置通孔；

7、两根所述第一光纤光栅以差分布置的方式设于布置通孔并通过第一传导光纤相串联；所述第二光纤光栅设于靶盘的背面并与第二传导光纤连接；所述第一传导光纤和第二传导光纤均穿过布置通孔后延伸至外界。

8、进一步，所述护筒上对应于第一传导光纤的位置开设有若干阵列通孔。

9、另一方面，本发明还提供了一种油浸式变压器油流速温度传感系统，包括以可拆卸方式连接于变压器油箱并伸入至变压器油箱内的光纤光栅传感器和设于变压器油箱外的光栅解调仪；所述光纤光栅传感器包括悬臂梁、设于悬臂梁下端的靶盘、设于悬臂梁和/或靶盘的光纤光栅及传导光纤，所述传导光纤的一端连接于相应的光纤光栅、另一端与光栅解调仪连接；

10、所述光纤光栅传感器还包括一固定套置在悬臂梁与靶盘外的护筒，所述护筒上开设有用于供流体流入的第一流通孔及用于供流体流出的第二流通孔，且所述第一流通孔和第二流通孔与靶盘同轴设置。

11、进一步，所述第一流通孔的孔径小于第二流通孔的孔径且等于或大于靶盘的直径。

12、进一步，所述悬臂梁的上端固定有第一连接头，所述护筒的上端固定有第二连接头，所述第一连接头同轴伸入护筒内并与第二连接头通过螺纹副相连接；所述变压器油箱上开设有连接螺孔，所述第二连接头与连接螺孔配合螺接。

13、进一步，所述光纤光栅包括两根第一光纤光栅和一根第二光纤光栅，所述传导光纤包括第一传导光纤和第二传导光纤；所述悬臂梁与靶盘一体设置且沿悬臂梁的轴向开设有布置通孔；

14、两根所述第一光纤光栅以差分布置的方式设于布置通孔并通过第一传导光纤相串联；所述第二光纤光栅设于靶盘的背面并与第二传导光纤连接；所述第一传导光纤和第二传导光纤均穿过布置通孔后延伸至外界。

15、进一步，所述护筒上对应于第一传导光纤的位置开设有若干阵列通孔。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

17、本发明提供的一种光纤光栅传感器，护筒的增设一方面起到了防护的作用，防止紊乱流动的流体肆意冲击悬臂梁与靶盘；另一方面，护筒提供了专门的流体流通路径，即第一流通孔与第二流通孔之间的流动通道，起到导流的作用，且靶盘位于这一流通路径中，由此规范了流经靶盘处的流体流动路径，允许特定流向的流体冲击靶盘；再一方面，由于流通路径的缩窄，从第一流通孔流入护筒内的流体流速增大，增加了对靶盘的冲击力，同时增加了第一光纤光栅所受到的应变，起到了增敏的作用，提高了传感器的传感精度和灵敏度；本发明特别适合应用于流体分布紊乱的被测环境。

18、本发明提供的一种油浸式变压器油流速温度传感系统，由于其应用上述光纤光栅传感器，因此也当然具备上述有益技术效果。

19、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种光纤光栅传感器，包括悬臂梁、设于悬臂梁下端的靶盘、设于悬臂梁和/或靶盘的光纤光栅及传导光纤，所述传导光纤的一端连接于相应的光纤光栅、另一端用于与光栅解调仪连接；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

6.一种油浸式变压器油流速温度传感系统，包括以可拆卸方式连接于变压器油箱并伸入至变压器油箱内的光纤光栅传感器和设于变压器油箱外的光栅解调仪；所述光纤光栅传感器包括悬臂梁、设于悬臂梁下端的靶盘、设于悬臂梁和/或靶盘的光纤光栅及传导光纤，所述传导光纤的一端连接于相应的光纤光栅、另一端与光栅解调仪连接；其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

9.根据权利要求6至8任一项所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：

技术总结本发明涉及光纤光栅传感技术领域，具体公开了一种光纤光栅传感器及油浸式变压器油流速温度传感系统；光纤光栅传感器包括悬臂梁、设于悬臂梁下端的靶盘、设于悬臂梁和/或靶盘的光纤光栅及传导光纤，传导光纤的一端连接于相应的光纤光栅、另一端用于与光栅解调仪连接；该传感器还包括一固定套置在悬臂梁与靶盘外的护筒，护筒上开设有用于供流体流入的第一流通孔及用于供流体流出的第二流通孔，且第一流通孔和第二流通孔与靶盘同轴设置；油浸式变压器油流速温度传感系统包括光纤光栅传感器和设于变压器油箱外的光栅解调仪；本发明有利于规范流经靶盘处的流体流动路径，提升流经靶盘处的流体流动速度，提高应变传递效率及测量结果的准确性。技术研发人员：孙世政,邓满,毛云航,赖正浩,李林泽受保护的技术使用者：重庆交通大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29