《基於磁流體和FBG/LPG的光纖電流感測方法研究》是依託武漢理工大學，由周次明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於磁流體和FBG/LPG的光纖電流感測方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周次明
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電流感測器是電力系統中非常關鍵的設備,光纖電流感測器是其重要的研究發展方向和當前關注的焦點，而經過多年研發、已有的一些光纖電流感測技術，在抗惡劣環境能力等方面，存在不少技術困難，在套用過程中遇到了較大障礙，迫切需要研發新的技術。光纖光柵感測技術和磁流體技術已在很多惡劣工程套用環境中得到很好檢驗和套用，本項目據此提出，利用磁流體在外磁場作用下，其力學和光學屬性發生變化的特性，探索基於磁流體和FBG/LPG的光纖電流感測新原理和新方法。重點在於，通過研究磁流體與FBG/LPG相互作用的力學和光學特性，探索磁流體力學與FBG技術進行電流感測的方法，以及基於磁流體折射率改變的FBG/LPG多光纖光柵協同的電流感測方法，並在考慮多點實測磁場值誤差和不適定性問題的情況下，研究反演電流的方法，預計能建立一種新型的光纖電流感測理論和方法，並解決其基礎理論問題，為實用化奠定基礎，具有重要的理論和現實意義。
結題摘要
光纖感測器因其抗電磁干擾和絕緣能力強，得到電力行業的青睞和高度期許，光纖電流感測器是其關注的焦點之一，本項目針對所提出的將磁流體納米材料引入光纖電流感測技術中的思想，完成了預定磁流體光學性能研究與選型，磁流體與ThFBG、LPG協同測量，磁場與力耦合的交直流感測方法及其相應感測器的研究，獲得了重要研究成果，發表已標註資助的研究論文16篇，申報了3項中國發明專利，授權1項，培養了碩士研究生6名。 研究了薄包層光纖布喇格光柵ThFBG感測理論，繪製了ThFBG半徑與環境折射率關係圖，為合理選擇適用於本項目的磁流體提供了理論指導；研究和製作了基於磁流體、ThFBG的磁場感測器，實驗室測試的靈敏度達到了3pm/mT左右；研究和製作了磁流體與LPG及其級聯的磁場/電流感測器，磁流體與LPG磁場感測器的最大靈敏度可達70pm/mT以上，磁流體與級聯LPG磁場感測器的靈敏度最高可達近130pm/mT，兩者在磁場升和降的過程中，升降擬合曲線的偏差很小，重複性較好；研究了電磁力式光纖光柵直流大電流感測技術並製備了該感測器，經中國電力科學研究院武漢分院直流電流的測量檢驗，結果表明該感測器已經接近2.5級儀表，經過進一步的產品研發後，有望在繼電保護的實際工程中得到套用；研究了基於光纖光柵和磁耦合的交流大電流測量技術，實驗結果表明該技術對交流測量具有很高的靈敏度，波長變化與電流的平方成正比，而且設計的感測器也有潛力測量小電流；研究了基於磁流體和光纖環形鏡的電流/磁場感測技術，結果表明干涉信號波長移動量與電流大小具有很好的線性關係，感測器最大靈敏度為2.7054nm/A，具有較好前景；研究了FBG檢測氯離子的方法，並通過在金屬化FBG上鍍上Fe-C膜在實驗室中進行了模擬檢測，結果表明FBG光譜形狀，波長移動和波峰消失與出現都與受氯離子侵蝕程度有關。
