架空输电线路覆冰监测用FBG拉力传感器的研制

摘要

相对于传统的电阻应变片,光纤布喇格光栅(fiberbragggrating,FBG)传感器具有抗电磁场干扰、绝缘性能好、寿命长等优点,可以可靠地用于架空输电线路的覆冰测量。为了提高已有的FBG柱式称重传感器性能,更好地监测导线覆冰情况,研制了用于耐张塔处的光纤布喇格光栅S型拉力传感器,结合光纤布喇格光栅倾角传感器,可以测量导线覆冰厚度、张力、弧垂等多项重要参数。所研制的光纤布喇格光栅S型拉力传感器由弹性体和FBG传感器两部分组成。其中弹性体采用S形剪切式外形,工字形截面。在弹性体两侧腹板处分别成±45°粘贴FBG传感器。弹性体受力后,在两侧腹板处可相应地产生拉压成双的主应变,两FBG波长值相减,不用额外补偿措施即能消除FBG温度与应变的交叉敏感问题。实验室研究表明,所研制的光纤布喇格光栅S型拉力传感器线性度较高,非线性误差为0.76%,灵敏度为0.0495pm/N,分辨率为20.2N/pm,精确度为1.2%,相对于实验室以前研制的FBG柱式称重传感器,非线性误差降低了一半,精确度提高了一倍,工作稳定。