СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КАБЕЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЁТОК
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-127-4-181-188Ключевые слова:
волоконно-оптический датчик, брэговские решетки, температура, кабельАннотация
В данной статье рассматривается система измерения температуры кабеля с применением волоконных Брэгговских решёток. Система измерения температуры и удлинения кабеля воздушной линии электропередачи включает в себя провод линии электрической передачи, который состоящий из двух штуцеров, при этом в штуцерах имеются пазы, в котором прилеплена медная пластина с определенной длиной, в медной пластине имеется лунка, в котором залита эпоксидная смола, наклонную волоконную решетку Брэгга, которая записана на многомодоводом оптическом волокне, оптическую муфту, ультрафиолетового эксимерного лазера и оптоволоконный соединитель, детектор мощности света. Экспериментальные результаты показывают. что погрешность измерения, и погрешность результата калибровки датчика составляет 0,0634°C; время нахождения неполадки системы не превосходит 3,24 с. Система имеет высокую точностью измерений и превосходной стабильностью, может быть адаптирована к реальным системам измерения температуры и имеет определенную практическую ценность.
Библиографические ссылки
[1] Schütze, A.; Helwig, N.; Schneider, T. Sensors 4.0—Smart sensors and measurement technology enable Industry 4.0. J. Sens. Sens. Syst. 2018, 7, 359–371.
[2] Javaid, M.; Haleem, A.; Singh, R.P.; Rab, S.; Suman, R. Significance of sensors for industry 4.0: Roles, capabilities, and applications. Sens. Int. 2021, 2, 100110.
[3] Oztemel, E.; Gursev, S. Literature review of Industry 4.0 and related technologies. J. Intell. Manuf. 2020, 31, 127–182
[4] Thoben, K.D.; Wiesner, S.; Wuest, T. “Industrie 4.0” and Smart Manufacturing—A Review of Research Issues and Application Examples. Int. J. Autom. Technol. 2017, 11, 4–16
[5] Georgilakis, P.S. Spotlight on Modern Transformer Design; Power Systems; Springer: London, UK, 2009; Volume 38.
[6] Ba̧ba, S. Multiparameter reliability model for SiC power MOSFET subjected to repetitive thermomechanical load. Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci. 2021, 69, e137386
[7] Oh, K.Y.; Epureanu, B.I. Characterization and modeling of the thermal mechanics of lithium-ion battery cells. Appl. Energy 2016, 178, 633–646.
[8] Oh, K.Y.; Siegel, J.B.; Secondo, L.; Kim, S.U.; Samad, N.A.; Qin, J.; Anderson, D.; Garikipati, K.; Knobloch, A.; Epureanu, B.I.; et al. Rate dependence of swelling in lithium-ion cells. J. Power Sources 2014, 267, 197–202.
[9] Duan, J.; Tang, X.; Dai, H.; Yang, Y.; Wu, W.; Wei, X.; Huang, Y. Building Safe Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles: A Review. Electrochem. Energy Rev. 2020, 3, 1–42.
[10] Raijmakers, L.H.; Danilov, D.L.; Eichel, R.A.; Notten, P.H. A review on various temperature-indication methods for Li-ion batteries. Appl. Energy 2019, 240, 918–945.
[11] Hill, K.; Meltz, G. Fiber Bragg grating technology fundamentals and overview. J. Light. Technol. 1997, 15, 1263–1276.
[12] Kersey, A.; Davis, M.; Patrick, H.; LeBlanc, M.; Koo, K.; Askins, C.; Putnam, M.; Friebele, E. Fiber grating sensors. J. Light. Technol. 1997, 15, 1442–1463.
[13] Rao, Y.J.J. In-fibre Bragg grating sensors. Meas. Sci. Technol. 1997, 8, 355–375.
[14] Othonos, A. Fiber Bragg Gratings. Rev. Sci. Instrum. 1997, 68, 4309
[15] Lee, B. Review of the present status of optical fiber sensors. Opt. Fiber Technol. 2003, 9, 57–79.
[16] Chai, Q.; Luo, Y. Review on fiber-optic sensing in health monitoring of power grids. Opt. Eng. 2019, 58, 1.
[17] Girard, S.; Morana, A.; Ladaci, A.; Robin, T.; Mescia, L.; Bonnefois, J.J.; Boutillier, M.; Mekki, J.; Paveau, A.; Cadier, B.; et al. Recent advances in radiation-hardened fiber-based technologies for space applications. J. Opt. 2018, 20, 093001.
[18] Ecke, W.; Latka, I.; Willsch, R.; Reutlinger, A.; Graue, R. Fibre optic sensor network for spacecraft health monitoring. Meas. Sci. Technol. 2001, 12, 974–980.
[19] Mihailov, S.J. Fiber Bragg Grating Sensors for Harsh Environments. Sensors 2012, 12, 1898–1918.
[20] Schena, E.; Tosi, D.; Saccomandi, P.; Lewis, E.; Kim, T. Fiber Optic Sensors for Temperature Monitoring during Thermal Treatments: An Overview. Sensors 2016, 16, 1144.
[21] Davis, K.M.; Miura, K.; Sugimoto, N.; Hirao, K. Writing waveguides in glass with a femtosecond laser. Opt. Lett. 1996, 21, 1729.
[22] Martinez, A.; Dubov, M.; Khrushchev, I.; Bennion, I. Direct writing of fibre Bragg gratings by femtosecond laser. Electron. Lett. 2004, 40, 1170.
[23] Sutapun, B. Pd-coated elastooptic fiber optic Bragg grating sensors for multiplexed hydrogen sensing. Sens. Actuators B Chem. 1999, 60, 27–34.
[24] Yeo, T.; Sun, T.; Grattan, K.; Parry, D.; Lade, R.; Powell, B. Characterisation of a polymer-coated fibre Bragg grating sensor for relative humidity sensing. Sens. Actuators B Chem. 2005, 110, 148–156.
[25] Zhang, Y.; Feng, D.; Liu, Z.; Guo, Z.; Dong, X.; Chiang, K.; Chu, B. High-sensitivity pressure sensor using a shielded polymer-coated fiber Bragg grating. IEEE Photonics Technol. Lett. 2001, 13, 618–619
[26] Sahota, J.K.; Gupta, N.; Dhawan, D. Fiber Bragg grating sensors for monitoring of physical parameters: A comprehensive review. Opt. Eng. 2020, 59, 1.
[27] Kashyap, R. Fiber Bragg Gratings; Optics and Photonics; Academic Press: Burlington, VT, USA, 2009; ISBN 9780080919911.
[28] Lo Presti, D.; Massaroni, C.; D’Abbraccio, J.; Massari, L.; Caponero, M.; Longo, U.G.; Formica, D.; Oddo, C.M.; Schena, E. Wearable System Based on Flexible FBG for Respiratory and Cardiac Monitoring. IEEE Sens. J. 2019, 19, 7391–7398.
[29] Cusano, A.; Cutolo, A.; Albert, J. Fiber Bragg Grating Sensors: Recent Advancements, Industrial Applications and Market Exploitation; Bentham Science Publishers: Sharjah, United Arab Emirates, 2012.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Алия Калижанова, Айнұр Козбакова, Мұрат Кунелбаев, Жалау Айткулов, Шыңғыс Кеншимов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
