[发明专利]一种基于光纤Bragg光栅传感器的测量隔离开关触指压力的方法

摘要

本发明提供了一种基于光纤Bragg光栅传感器的测量隔离开关触指压力的方法，属光电子测量技术领域；装置包括光纤Bragg光栅位移传感器、光纤Bragg光栅压力传感器和隔离开关组成；光纤Bragg光栅位移传感器固定在隔离开关静触头触壁上，光纤Bragg光栅压力传感器固定在隔离开关弹簧外侧，利用公式，实现对隔离开关触指压力的精确测量；本发明利用传感光栅对温度和压力响应的差异性，可实现对温度和压力的同时测量，具有较强的抗电磁干扰能力，实现对隔离开关的实时在线安全监测、精确测量，抗干扰能力强。

主权项

一种基于光纤Bragg光栅传感器的测量隔离开关触指压力的方法，其特征在于：包括测量装置，测量装置由光纤Bragg光栅位移传感器、光纤Bragg光栅压力传感器和隔离开关组成，将光纤Bragg光栅位移传感器固定在隔离开关静触头触壁上、光纤Bragg光栅压力传感器固定在隔离开关弹簧外侧；按以下步骤进行：(1)对隔离开关实施合闸动作，使位移传感器的动触头接触到隔离开关动触头，采用光谱分析仪检测位移传感器的光谱信号，进而得到位移传感器产生的位移量d；同时，使隔离开关触指和弹簧发生变形产生推力，进而使压力传感器得到压力信号，通过光谱分析仪检测压力传感器的光谱信号，得到隔离开关触指的挠度变化而产生的压力传感器的波长移位差值ΔλB1,2；(2)根据测量得到的位移传感器的位移量d和压力传感器的波长移位差值ΔλB1,2，利用如下公式进行计算，得到隔离开关触指压力：F=(Eb0h2+12kL)E′b′h′3+4Eb0h2x324SϵkLλBx2(3X-3d-x)ΔλB1,2;]]>式中，E为等强度悬臂梁材料的杨氏模量，b0为等强度悬臂梁固定端的宽度，L、h分别为压力传感器中的等强度悬臂梁的长度和厚度，k是隔离开关弹簧的弹性系数，E′为隔离开关触指的杨氏模量，b′和h′分别为隔离开关触指的宽度和厚度，λB为压力传感器光纤Bragg光栅的中心波长，ΔλB1,2为等强度悬臂梁上、下表面粘贴的两光纤Bragg光栅的波长移位差值，Sε是应变敏感系数，X是位移传感器所测量的隔离开关动触头到隔离开关触指底部紧固端的初始相对距离，x是隔离开关静触头弹簧处到隔离开关触指底部紧固端的距离，d是位移传感器测得的位移量。