一、光纤传感器有望改善电力测量（论文文献综述）
苑立波,童维军,江山,杨远洪,孟洲,董永康,饶云江,何祖源,靳伟,刘统玉,邹琪琳,毕卫红[1]（2022）在《我国光纤传感技术发展路线图》文中提出四十多年来,我国光纤传感技术在经济发展和市场需求的牵引下快速成长。针对我国光纤传感若干典型的细分技术领域,概括性地给出了各个细分技术的发展历程、技术现状及面临的主要问题,使读者能更好地理解我国光纤传感技术发展的样貌,把握我国光纤传感技术市场需求呈指数型增长的发展趋势。
周峰,李鹤,李文婷,黄俊昌[2]（2021）在《大电流测量传感技术综述》文中研究说明直流、交流和冲击大电流（大于100 A）传感和测量技术广泛应用于电力系统、国防军工、工业生产、试验检测及科学研究中,文中按原理将广泛应用的电流测量技术分为基于欧姆定律的分流器、基于闭环反馈的直流/交流电流互感器、基于磁场测量的开环电流传感器和基于磁光效应的光学电流互感器4大类。在对各种电流测量传感原理简要介绍的基础上,剖析了这些技术的优缺点、适用范围和应用注意事项,并介绍最新研究进展。重点分析了各类大电流传感装置的结构特点、性能参数及测量性能优化方案。最后对本领域的发展趋势和应用前景进行了展望。传统电流测量/传感原理在宽范围温度特性、高动态范围、交直流混合、高带宽等方面的性能提升技术仍是研究热点;光学电流互感器已获得了广泛的应用,在超大电流测量中表现出独特的优势,但需解决较低的可靠性和长期稳定性等问题。
赵子琪[3]（2021）在《高普适性无源非侵入式电流传感器研究》文中认为随着5G时代和物联网（Io T）时代的到来,无线传感器网络（WSN）作为物联网的核心技术之一而备受关注。无线传感器网络可以实现低成本、低功耗、高灵活性的监测,因此在智能工厂、智能电网等领域中存在巨大的应用价值。为了确保上述领域中设备与电网的稳定运行,设备的健康监测尤为重要。就像监测人的脉搏能够获知人体健康那样,监测电流信号也可以获知设备的健康状况。如果电流传感器节点组成无线传感器网络并应用到设备健康检测中,就可以随时随地获知设备的运转状态。由此可见,在物联网领域,电流传感器节点的开发至关重要。本论文旨在开发一种高普适性无源非侵入式电流传感器,以应用于各种电流（直流电流、单相交流电流、多相交流电流等）及各种电缆（单芯电缆、双芯电缆、三相四线电缆、三相五线电缆等）的非侵入式、非接触式测量。传感器采用无源传感机理并集成能量采集元件,有望被用作物联网中的无线传感节点。传感器主要由压电悬臂梁,永磁体,偏振片和光电二极管组成,其基本思想是实现偏振片和悬臂梁的同步振动,以调制入射在光电二极管上的自然光信号。本论文中,固定在悬臂梁末端的永磁体在被测电流产生的磁场中受到磁力作用,带动悬臂梁及其末端的检偏器绕固定端偏转或振动,自然光在通过起偏器成为线偏振光后,接着通过检偏器时,由于检偏器偏转导致的偏振方向改变,光电二极管接收的光照度改变,其输出电压也随之改变。此外,悬臂梁上的压电材料不但能作为能量采集元件,还能通过正压电效应将上述悬臂梁振动转变为输出电压。通过以上途径,电流传感器的输出电压与被测电流之间建立了关系,通过光电二极管或压电材料的输出电压,用已知规律便可反推出被测电流的幅值等各种信息。本论文建立了传感器输出电压与被测电流间的理论模型。该模型适用于各种电流（例如直流电流,单相交流电流和三相交流电流）和各种多线电缆（例如两线电缆和三相四线电缆）。模型表明,无论在测量直流电流还是交流电流时、无论是采用光电输出还是压电输出时,传感器的输出电压幅值始终都与被测电流幅值呈线性关系。为了进一步提高传感器的灵敏度、精度与分辨率,使后续实验能够获得更准确的数据,并使该传感器能够作为高实用性的无线传感节点工作,本论文首先仿真分析了双线直流电流、单相双线交流电流以及三相四线交流电流周围的磁场分布情况,通过调整永磁体位置,使其质心与磁化方向处于最大磁场梯度方向上,以增大传感器输出电压,提高其灵敏度、精度与分辨率。然后,通过仿真分析永磁体所受横向、纵向磁场力,调整永磁体至最优电流测量位置,减小了横向磁场力的干扰,进一步降低了传感器的测量误差。本文制造了用于原理验证的电流传感器样机,并通过双线直流电流测量实验和三相四线交流电流测量实验验证了本文所述方法的可行性。实验通过调节电源或负载,为实验电路施加不同的电流,在示波器中记录每一电流下传感器的光电、压电输出。结果表明,在被测电缆附近的每一确定位置,传感器样机输出电压的幅值都与被测电流的幅值呈线性关系。永磁体和电缆的距离越近,传感器的灵敏度越高。例如在三相四线非平衡电流的测量中,当永磁体和电缆的最小距离为1mm时,传感器的灵敏度最高,为31.15m V/A。为了进一步提高传感器的实用性,本文针对理论模型及实验数据进行了一定的讨论延伸。首先,本文建立了多相电流的解耦和重建理论,提出了通过悬臂梁阵列测量多相不平衡电流的方案;其次,本文提出了几种改善传感器性能的方法,如通过实验标定降低测量误差的方法、通过改变模型参数调整传感器的线性范围的方法等;再次,本文讨论了实验中谐波电流的干扰,分析了谐波电流对传感器样机精度的影响;然后,本文讨论了定位误差与安装误差对传感器样机精度的影响,提出了一种降低定位误差与安装误差的标定方法;最后,本文提出了一种将该传感器用作无线传感节点的初步方案,并分析了光照度变化、噪声及谐波电流的存在对电流监测的影响,使上述初步方案更加具有可行性。
张敬川[4]（2021）在《嵌入式压阻传感器在混凝土构件监测中的应用研究》文中提出实时有效获取土木工程结构在使用中的性态参数,是评估结构在服役期间安全性能的关键。现有的传感元件包括应变片、应力计、光纤光栅、压电陶瓷大都具有成本高、耐久性差、灵敏度低、长期监测耐久性不好的缺点。以往研究表明,橡胶基/水泥基压阻传感器具有感知性能优越、制备工艺简单、使用寿命长、节能环保等特点,有望将其应用于土木工程结构的健康监测领域。目前,有关橡胶基/水泥基压阻传感器在结构健康监测中的应用研究分别停留在传感器元件/实验室构件层面,因此,将其提高至更高层面（实验室构件/实际工程构件）进行研究具有较好的应用意义和实际价值。本文依托某25m磁浮轨道梁静载试验项目,并将实验与有限元模拟结合,研究了橡胶基压阻传感器在混凝土柱智能监测中的应用,以及水泥基压阻传感器在磁浮轨道梁智能监测中的应用。主要的内容和结论如下:（1）设计不同形状的橡胶基压阻传感器预埋至混凝土柱中,通过循环加载、单轴加载的方式研究传感器在混凝土中的压阻性能。试验结果表明,相比圆柱状橡胶基压阻传感器,平面状橡胶基压阻传感器更适用于混凝土的智能监测,其能感知混凝土内部的较小应变,并且阻值与试件应力/应变具有较好的匹配关系。（2）通过有限元模拟,研究了平面状橡胶基压阻传感器在不同电极材质与尺寸、不同复合材料材质与尺寸、不同混凝土材质与尺寸、不同工况加载时的监测性能以及对混凝土构件强度的影响。结果表明,传感器参数的改变对其监测性能及构件强度的影响呈规律性,在应用中可根据实际需要选择合适的传感器参数。基于试验和有限元模拟的研究,提出了橡胶基压阻传感器在混凝土内部应变监测以及倒塌预警中的应用方法。（3）通过有限元模拟,分析了25m磁浮轨道梁在预应力张拉、静力加载前后的受力分布,明确了试验梁的破坏形式以及在加载过程中混凝土损伤、裂缝开展情况,明确了水泥基压阻传感器的布设位置,以及在加载各阶段不同布设点的应力大小。在此基础上建立了基于水泥基压阻传感器的磁浮轨道梁智能监测模型。（4）实验研究了不同含水状态、不同填料掺量水泥基压阻传感器的压阻性能,研究了传感器埋入磁浮轨道梁、混凝土柱后的电阻变化趋势,以及在预应力张拉前后锚固区传感器的电阻变化。结果表明,传感器含水量越高,其初始电阻率及最大电阻率变化率越大;传感器在埋入混凝土后的前7天电阻变化较大,7天后趋于稳定;预应力张拉后,水泥基传感器能有效监测混凝土的应力变化,这在一定程度上说明传感器在工程应用中的有效性。
徐韶华[5]（2021）在《基于φ-OTDR系统的交通事件定位识别研究》文中认为随着我国基础设施建设的不断深入,交通路网越来越发达,但在交通领域,目前仍然没有一种可靠、经济、实用的测量检测技术能对整体交通路网状态等交通要素事件进行长距离连续监测。近年来,光纤振动传感技术,以其分布式、长距离、全天候监测的技术特点,在例如石油管道泄漏监测、轨道运行监测、长距离周界安防等大型线状基础设施中得到初步应用,但依然面临许多技术上的难题。本文主要以光纤振动传感系统为研究对象,对相位敏感型分布式光纤振动传感系统涉及到的作用机理、感应物理量、信号处理、模式识别等问题进行了深入的研究,并尝试将分布式光纤振动传感系统引入交通系统中,解决交通中长距离连续测量监测的难题。本文提出了一种基于仿射传播聚类（Affinity Propagation Clustering,AP Clustering）的光纤振动信号智能识别模型。在模型中,原创性地提出一种新型的振动信号定位方法,该方法能将大量无关的非事件振动信号滤除,并增加了整个模型的识别效率。同时在原始光纤振动信号滤波和消噪上面提出采用变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的方法,并在试验中验证了在结合新型振动信号定位算法下,该方法较经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）、集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）均能获得最优信噪比。与此同时,本文通过多组不同振动事件的试验分析,发现基于VMD、振动信号定位与AP相结合的方式,能获得达到90%以上事件高识别率的效果,并且基于所提出AP算法具有无监督学习的特性,使得该智能识别模型具有良好的应用前景。在深入研究基于传统单通道相干探测的φ-OTDR（phase-sensitive optical timedomain reflectometer）光路与信号智能识别的基础上,为了解决单通道系统可能存在的信号衰落与噪声影响问题,本文提出了一种新型的双通道φ-OTDR（Dual-Channel-φ-OTDR,DC-φ-OTDR）检测系统。本文在搭建的DC-φ-OTDR检测系统中首先在基于仿射传播聚类智能识别模型上验证了该方法具有同时降低振动事件检测失效和提升检测系统信噪比的优势,并能整体相较单通道φ-OTDR（Single-Channel-φ-OTDR,SC-φ-OTDR）检测系统提升约14%的事件识别准确率。其次为了解决基于仿射传播聚类智能识别模型中出现的算法复杂度大,对机器内存开销大,难以达到实时检测的难题,创新性地提出了一种适用于DC-φ-OTDR系统的快速振动定位算法,该方法克服了传统常规微分法（Conventional Differential Method,CDM）依赖步长参数选择的缺点,根据组合差分信号,可以实时定位振动位置,并较CDM方法获得高于3-5d B的信噪比,显示良好的实用性效果。另外,因DC-φ-OTDR检测系统光缆中的两根光纤在空间上存在独立性,致使随机扰动因素对双通道中传输光波的强度和相位影响不同步的因素和未来面向5G通信系统将大规模采用以波分、模分复用、相干光通信技术等为代表的长距离大容量光纤通信技术的发展趋势,因此本文探索性地搭建了基于两模光纤的双通道φ-OTDR传感系统,进一步研究了基于两模光纤中LP01模和LP11模的双通道φ-OTDR系统,并分别探索了LP01模和LP11模的振动检测性能。系统采用光子灯笼作为模分复用/解复用器,将LP01模和LP11模注入两模光纤,并将相应的后向瑞利散射信号LP01-01和LP11a-11a反馈回信号处理系统对振动信号进行解调。结果表明,LP01模产生的LP01-01具有更高的信噪比和时频复原特性,同时两模光纤的LP01模和LP11模均能较好提取振动位置处的时频信号,为后续室外现场交通事件的特征提取和智能识别奠定良好基础。
孟臻[6]（2021）在《基于分布式光纤场域数据的地下扰动源定位与识别研究》文中进行了进一步梳理随着我国城镇化进程飞速推进,城市地下管道建设规模不断增加。城市地下管道纵横交错、环境复杂,腐蚀、老化、施工破坏等原因引起的城市地下管道泄漏事件频发。如果不能及时发现地下管道泄漏事件,极易导致建筑下陷、坍塌、爆炸等大型事故,带来不可估量的生命财产损失。因此,为避免重大事故的发生,需要对城市地下管道的安全状态进行实时监测。相位敏感型光时域反射（Phase Optical Time-Domain Reflectometer,Φ-OTDR）仪是一种监测振动变化的分布式光纤传感系统,能够实现对光纤周围振动事件沿空间分布与时间变化的连续监测,相比于传统监测手段具有耐腐蚀、抗电磁干扰、连续分布式监测、探测灵敏度高、响应速度快等优点,十分切合城市地下管道监测要求,已成为城市地下管道安全监测领域研究热点。受城市地下复杂环境影响,Φ-OTDR传感技术应用仍需要在数据处理、特征提取与识别等方面进行更加深入研究。影响城市地下管道泄漏监测的问题主要有以下三个方面:（1）管道泄漏早期,泄漏信号强度微弱,信号信噪比低;（2）受到环境干扰因素和监测数据量影响,时空定位精度差,实时性低;（3）多种因素耦合干扰下,事件关键信息难表征,导致城市地下管道泄漏事件识别率低。针对以上问题,作者开展基于分布式光纤场域数据的地下扰动源定位与识别研究。其中,Φ-OTDR监测数据具有场域特点,数据同时包含时间、距离和相位三维属性;扰动源是指作用于光纤并对其传播信号产生扰动的振动事件,地下扰动源包括地下管道的爆裂、泄漏等事件。本文围绕城市地下管道早期泄漏,首先研究微弱信号的增强方法,解析多干扰耦合下的事件时空定位问题,准确确定扰动源的位置信息和作用时间,再分析多维特征与管道泄漏关系,提取少量关键混合特征结合加权随机森林算法实现管道泄漏事件的准确识别。本文主要研究内容如下:（1）基于经验模态分解的扰动源信号增强方法研究。针对实际监测信号非平稳和含有环境噪声的问题,提出了一种基于自适应噪声的完备经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）和分布差异度量（Kullback-Leibler,KL）的扰动源信号增强方法。首先,该方法对监测信号进行经验模态分解,计算每个本征模式函数（Intrinsic Mode Function,IMF）与原始信号之间的分布差异。其次,通过分布差异度量改善重构信号中的特征信息,提升信号主要特征,实现信号降噪与增强的目的。最后,通过模拟实验进行扰动源信号增强对比分析。实验结果表明该方法能够有效去除环境噪声的干扰,改善扰动源信号质量,信号信噪比平均提高9.2dB。（2）基于自适应近邻二值模式的扰动源定位方法研究。针对扰动源时空定位精度差、实时性低的问题,提出了一种自适应移动邻域二值模式（Adaptive Moving Neighbor Binary Pattern,AMNBP）的扰动源定位方法。AMNBP根据扰动源振动传播特点,通过自适应紧邻二值模式实现了对扰动源的定位。首先,对信号进行分窗处理,每个窗口对应四位二值模式编码。然后,比较窗口的平均值和每组信号的平均值获得二进制编码结果。再通过无泄漏信号进行自适应增益调整,改善编码结果中的关键信息,实现管道泄漏事件的时空定位。既解决了事件的准确定位问题,又克服了 Φ-OTDR传感系统数据量庞大、定位不及时的难题,缩小了用于特征提取与事件识别的数据规模。最后,通过实验证明了该定位方法的有效性,时空定位精度达到94.35%,定位计算过程平均用时减少了 27.32%。（3）扰动源多维特征提取与选择方法研究。特征提取研究是管道泄漏事件准确识别的先决条件。城市地下管道监测环境耦合因素多,单一特征难以准确表征事件关键信息。本文通过调研大量文献,梳理出覆盖时域、频域、信号处理等领域常见的特征提取方法20种,从多个维度对比特征在扰动源表征上的差异性,并通过基于随机森林分类器的包裹法实现特征选择。其中,根据Φ-OTDR数据特点,改进了峰均比、短时间隔过零率特征提取方法;引入了语音处理领域平均幅度差、信号占空比、倒谱特征系数等特征,统计领域波峰系数、波谷系数、偏度和峰度等特征。最后,进行实验梳理和对比了各项特征在管道泄漏和干扰事件上的差异性,并筛选出表征管道泄漏的关键特征组合。（4）基于混合特征和加权随机森林的扰动源识别方法研究。针对不同特征与扰动源对应关系不明确,城市地下管道泄漏事件识别率低问题,提出了一种基于混合特征和加权随机森林的扰动源识别方法（Hybrid Features and Weighted Random Forest,HF-WRF）。分析影响管道泄漏判别的特征重要性,基于混合特征组合和加权随机森林算法研究用于识别管道泄漏的方法。根据特征重要性结果,增加包含管道泄漏识别关键特征决策树的权重值,改善随机森林识别效率。最后,进行多种压力下的管道泄漏实验,结果表明基于峰均比、短时间隔过零率和平均幅度差混合特征与加权随机森林识别方法可以准确识别多干扰因素影响下的管道泄漏事件,地下管道泄漏事件平均识别准确率达到98.16%。根据以上研究内容,本文的创新点有以下三点:（1）提出了一种基于CEEMDAN-KL的Φ-OTDR监测信号增强方法。针对实际环境下监测信号微弱、非平稳的问题,通过添加完备高斯白噪声的经验模态分解,解决了分量模态混叠的问题,分析度量经验模态分量与原始信号的分布差异性,改善了信号重构和降噪效果,保留信号中主要特征,解决了非平稳信号的重构与增强,提高了信号信噪比,实现了实际环境下监测信号降噪和数据质量增强。（2）提出了一种AMNBP的扰动源二值编码定位算法。针对多因素耦合下事件时空定位精度差,实时性低的问题,利用监测事件在传感场域数据中的投射规律,采用邻域二值模式进行信号的降维和能量密度编码,通过无事件信号进行编码结果增益调整,实现了对监测事件的时空快速定位,降低了监测数据量大和数据质量差的影响,提升了事件定位效率,克服了噪声干扰对定位精度的影响,解决了实际监测中微弱信号的精确高效定位问题。（3）提出了 HF-WRF的扰动源集成识别算法。针对单一特征难以准确表征城市地下管道泄漏事件关键信息,实际环境下识别率低的问题,研究时域、频域、统计等多维特征提取方法与扰动源表征关系,采用相关性分析和包裹法筛选出峰均比、短时间隔过零率和平均幅度差混合特征组合来描述城市地下管道泄漏事件关键信息,实现了特征空间维数的压缩和事件关键特征的选择,通过特征重要性分析调整决策树权重系数,降低了多种干扰因素对最终识别的影响,有效提升了算法在多因素耦合下管道泄漏事件识别的准确率。根据上述研究内容和创新点,本文共有六个章节。第一章绪论,对本研究的背景、研究对象及场景进行了阐述,介绍了光纤传感信号和相位敏感型光时域反射仪的技术特点与应用情况,在分析了 Φ-OTDR技术在具体应用中的优点和不足后,总结了本论文的研究内容和创新点;第二章针对含有环境噪声的Φ-OTDR监测信号,提出了一种CEEMDAN-KL的信号增强方法,通过度量信号与本征分量分布差异进行信号重构,实现噪声去除与信号增强;第三章针对基于Φ-OTDR场域数据的地下扰动源时空定位精度差、实时性低的问题,提出来AMNBP的扰动源定位方法。通过领域二值模式和自适应增益调整,实现大数据量下扰动源的快速准确定位;第四章针对特征与扰动源表征关系复杂,梳理了覆盖时域、频域、统计等领域的20种特征表征方法,分析了特征与扰动源对应关系,筛选出管道泄漏的关键特征组合;第五章基于特征选择结果,设计决策树权重系数,通过加权随机森林方法实现耦合干扰下地下管道不同压力泄漏事件的准确识别;第六章对全文主要成果进行总结,讨论目前研究内容的局限性并展望未来研究方向。
阚常涛[7]（2021）在《基于涂层导体的准各向同性超导股线性能研究》文中研究指明凭借高临界温度、高临界磁场、临界电流密度大和机械性能优异等优点,ReBCO涂层导体（二代高温超导带材）在电力传输电缆、储能设备、限流器、低温大型超导磁体等装置领域有着巨大的应用潜力。随着超导材料技术进步和生产工艺提高,ReBCO涂层导体目前已经实现了千米级商业化生产。由于单根ReBCO涂层导体传输电流能力较弱、临界电流和机械特性具有各向异性等缺点,为了获得更大传输容量,将多根ReBCO涂层导体并联形成大电流超导体就成为使用的必然。自行研制基于ReBCO涂层导体的准各向同性超导股线,具有在低磁场下临界电流各向同性较好和工程电流密度高等优势,有望用于高温、低磁场电力装备和低温高场磁体领域。本论文对基于ReBCO涂层导体的准各向同性超导股线（超导股线）开展了直流特性、交流损耗、电机械特性和失超传播特性等方面研究,具体研究内容如下:论文研究了准各向同性超导股线在77 K下直流特性,并对影响ReBCO涂层导体之间电流分布的因素进行了探究,包括超导股线电感、ReBCO涂层导体之间接触电阻以及电流端子焊接方式,为得到电流转移长度小且电流均匀分布的超导股线提供制作依据。为了准确预测超导股线临界电流,论文提出了计算超导股线临界电流自洽模型,并通过77 K临界电流测量对模型准确性进行了验证,给超导股线的设计和优化提供了有力工具。基于麦克斯韦H-公式,论文建立了计算超导股线交流损耗H模型,并搭建探测线圈法-交流损耗测试平台对模型准确性进行了测量验证,为超导股线交流损耗计算和优化提供了新工具。经过模型仿真与实验测量,论文得到77 K超导股线交流损耗随着背景磁场幅值、频率、角度的变化关系,且分析ReBCO涂层导体之间扭绞换位以及接触电阻对交流损耗组成成份的影响,为设计超导股线设备冷却系统提供了数据支撑。结合理论公式计算、ANSYS有限元结构仿真和实验测量,论文研究了超导股线在扭绞、弯曲、纵向挤压和拉伸载荷下的电机械特性,并分别确定超导股线在相应机械载荷下的临界参数,为超导股线的实际应用提供参考依据。在超导股线轴向拉伸实验中,论文提出了用光纤光栅传感器测量超导股线轴向应变的方法,并利用引伸计对测量结果进行对比验证,为监测超导股线结构状态提供新方法。以有限元Comsol Multiphysics软件为基础,论文建立准各向同性超导股线3D电-热耦合失超模型,并分析超导股线在4.2 K环境下绝热和液氦两种环境下最小失超能与失超传播速度;得到最小失超能与失超传播速度随运行电流的变化规律以及涂层导体之间接触电阻、热阻对失超特性的影响;为超导股线安全运行和失超保护提供了判断依据。论文最后以准各向同性超导股线为基本单元设计了电流容量50 kA级CICC和60 kA级卢瑟福电缆超导体,为准各向同性超导股线在聚变磁体线圈应用做了设计尝试。论文分析了超导股线在制作绕线和导体弯曲过程所承受的弯曲应变并推导出轴向应变理论计算公式;确定了绕制CICC和卢瑟福电缆的临界扭矩、临界弯曲半径。最后,论文还计算了 CICC和卢瑟福电缆在4.2K、12 T环境的分流温度和交流损耗。
陈伟根,张知先,李剑,蔚超,陈庆[8]（2020）在《电气设备状态参量智能传感技术》文中研究指明电气设备状态参量的准确传感是对电气设备进行状态评估和制定运维策略的基础。随着智能电网中设备规模的不断扩大,以及对数据质量要求的不断提高,常规传感技术难以满足目前电气设备状态参量传感的需求,智能传感技术受到广泛关注。该文首先分析电气设备状态参量智能传感技术的典型特征和发展逻辑。在此基础上,从嵌入式系统与传感器智能化、光学传感、MEMS传感、无线传感网络与边缘计算架构4个方面阐述目前国内外学者在电气设备状态参量智能传感领域的最新研究成果,指出研究中仍需解决的问题。最后,对电气设备状态参量智能传感技术未来的发展作出展望。
周宏扬[9]（2020）在《基于Michelson光纤干涉仪的局部放电超声检测技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,国内外研究人员已开展了诸多基于光纤干涉仪的声波传感技术研究,但主要集中于低频水声检测领域。相比于水声检测,气体绝缘开关（Gas Insulated Switchgear,GIS）和变压器等电力设备放电产生的声波频率高、波长短、幅值小,且安装环境复杂,对光纤声波传感系统的性能提出了更高的要求。目前,对于电力设备局部放电（Partial Discharge,PD）检测用的干涉型光纤超声传感系统研究仍存在不足,具体体现在:1)现场环境噪声产生的扰动强度常远大于局部放电产生的超声波强度,在大幅值噪声干扰下传感系统输出信号的稳定性难以保证。低频声波检测中常是通过直接解调相位来避免干扰问题,但所采用的相位解调方法难以解调高频声波信号。当对电力设备局部放电产生的高频超声进行检测时,如何解决干涉型传感系统的抗干扰问题缺乏研究。2)局部放电产生的超声波信号强度弱,要求光纤超声传感器具有很高的灵敏度。目前对于外置式光纤声波传感器的设计仅考虑了静态灵敏度,忽略了传感器的高频响应性能。如何面向电力设备局部放电超声检测需求实现传感器最优化设计有待进一步研究。3)电力设备尺寸大,常需要对局部放电情况进行多点检测以实现故障定位。传统的时分复用方案成本高,且无法进行同步检测,难以满足电力设备运维需求。如何构建经济、高效的多路复用干涉型光纤超声传感网络仍是个难点问题。为此本文中开展如下研究:1)针对于高频声波检测时干涉型传感系统的抗干扰问题,本文提出了一种基于相位跟踪反馈控制技术的Michelson干涉光纤超声传感系统抗干扰方法。该方法通过提取系统输出的误差信号,形成反馈信息,经控制回路对干涉光相位进行补偿,可确保传感系统响应始终保持在最高值。因此,该传感系统无需对干涉信号相位精确解调,直接检测干涉仪输出光强即可准确地反映待测信号。避免了传统抗干扰方法对待测信号频率的限制。通过对控制回路的优化设计,采用相位跟踪反馈的Michelson干涉光纤超声传感系统可抑制1.8 kHz以下的低频噪声引起的干扰。试验结果表明,该方法显着提高了传感系统的稳定性。2)针对于高灵敏度GIS光纤超声传感器的设计问题,本文基于弹性力学理论建立了芯轴型光纤超声传感器的灵敏度频域模型,据此进行传感器芯轴材质和尺寸的优化设计,使其在GIS放电产生的超声波主要集中的频段（40 kHz附近）达到峰值灵敏度。测试结果表明,所研制的GIS光纤超声传感器中心频率为45 kHz。在20 kHz～80 kHz频段内,光纤超声传感器平均灵敏度为85.8 dB,峰值灵敏度达93.0 dB,分别比传统PZT传感器高出31.8 dB（38.9倍）和33.0 dB（44.6倍）。此外,真型GIS局部放电检测实验结果表明,所研制光纤超声传感器比传统PZT传感器更能有效检测出微小局部放电信号。3)为了实现变压器油中局部放电的高灵敏度检测,本文设计了无芯轴的光纤环作为变压器内置式光纤超声传感器。建立了变压器光纤超声传感器灵敏度频域模型,据此分析了光纤超声传感器尺寸以及入射声波角度对其灵敏度频率特性的影响规律。并搭建了传感器性能测试实验平台,通过实验测试验证了模型的准确性。通过理论分析和实验测试,形成了传感器设计方案。经对比测试,所研制的内置式光纤超声传感器的平均检测灵敏度是PZT传感器的59.2倍。对于同一放电缺陷,光纤超声传感器检测到的局部放电起始电压可比PZT传感器的低22.0%。4)针对于Michelson干涉光纤超声传感系统多路复用问题,本文提出了基于频分复用原理的光纤超声传感器复用方法。该方法利用光扫频干涉技术将各个传感器感测到的超声信息调制于不同频率的载波信号中,基于卡森带宽法则设置了合适的传感光纤长度可确保各个载波信号不会发生混叠。通过带通滤波技术对同步检测到的各个载波信号进行分离,并进行解调后即可获得外部超声信息。真型电力设备局部放电超声多点检测实验结果表明,所研制的多路复用光纤超声传感系统能够对GIS和变压器局部放电产生的超声波进行多点同步检测,据此可实现高精度放电缺陷定位,缺陷定位精度可达到cm量级。
杨濠琨[10]（2020）在《基于FBG的准分布式形状传感技术研究》文中进行了进一步梳理近些年来随着机器人技术的发展,它的用途已经发展到各行各业,如何使机器人具备类似人类的智能行为已成为一大研究热点。目前,许多研究人员正试图将触觉传感器应用于智能机器人系统,这些触觉传感器能够检测物体的振动、纹理、温度及与物体的接触力。与此同时,对特种机器人的需求也引起了人们的注意,如消防救援机器人、地震救灾机器人、医用微创机器人等,这对机器人所配置的传感器在特殊条件下的适用性、可靠性、容错性提出了更新、更高的要求,因此将触觉传感技术应用于机器人领域对于人机协作有着重要的意义。光纤传感技术具有抗电磁干扰、耐腐蚀、质量轻、体积小、灵敏度高等优点,广泛应用于航空航天、石油化工、电力电子、土木工程、生物医药等领域,在替代传统电子传感器方面具有巨大的潜力,因此近些年来关于光纤传感的研究发展迅速,其中又以光纤光栅传感技术最为受到广大学者关注。本文旨在研究基于FBG方法的可用于机器人对物体形状感知的准分布式形状传感技术。首先分析了国内外光纤形状传感方法及研究现状;研究了光纤光栅的传感原理及常用的解调技术;结合机器人对外界物体形状感知的需求,提出了两种不同结构的准分布式FBG形状感知方法:FBG植入传感器,旨在探索其可行性;在此基础上又提出了一种4?4晶须阵列形状传感器,以完善FBG植入型传感器所存在的不足。然后基于光纤光栅曲率测量原理和传感器的不同构造,提出了适用于这两种形状传感器的曲线曲面重构算法;通过搭建实验平台,利用3D打印等技术制作传感器原型,并对两种不同结构的形状传感器进行了实验分析,实验表明FBG植入型传感器的平均灵敏度为65.822pm/m-1,空间分辨率为3cm,测量误差在2.9%左右。FBG晶须阵列传感器的空间分辨率为1cm,平均灵敏度为115.45pm/m-1,传感点的平均测量误差为1.2%左右,通过调整测量算法理论上满足任何空间分辨率的需求;验证了两种传感器的可行性及稳定性,为执行机器人触手形状感知提供了参考。最后,总结分析研究成果及存在的不足,提出了需要改进的地方,并对后续的研究进行了展望。
二、光纤传感器有望改善电力测量（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光纤传感器有望改善电力测量（论文提纲范文）
（1）我国光纤传感技术发展路线图（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 光纤传感若干关键技术的现状及其发展路径 |
| 2.1 特种光纤及器件 |
| 2.1.1 工作原理 |
| 1) 抗弯曲光纤 |
| 2) 保偏光纤 |
| 3) 耐高温光纤 |
| 4) 抗辐射光纤 |
| 5) 旋转光纤 |
| 6) 瑞利散射增强光纤 |
| 2.1.2 技术发展 |
| 2.1.3 需求现状 |
| 2.1.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.2 光纤布拉格光栅传感技术 |
| 2.2.1 工作原理 |
| 2.2.2 技术发展 |
| 2.2.3 需求现状 |
| 2.2.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.3 光纤陀螺技术 |
| 2.3.1 工作原理 |
| 2.3.2 技术发展 |
| 2.3.3 需求现状 |
| 2.3.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.4 光纤水听器技术 |
| 2.4.1 工作原理 |
| 2.4.2 技术发展 |
| 2.4.3 需求现状 |
| 2.4.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.5 分布式布里渊光纤传感技术 |
| 2.5.1 工作原理 |
| 2.5.2 技术发展 |
| 2.5.3 需求现状 |
| 2.5.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.6 Φ-OTDR/DAS光纤传感技术 |
| 2.6.1 工作原理 |
| 2.6.2 技术发展 |
| 2.6.3 需求现状 |
| 2.6.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.7 OFDR光纤传感技术 |
| 2.7.1 工作原理 |
| 2.7.2 技术发展 |
| 2.7.3 需求现状 |
| 2.7.4 挑战性的问题与难点 |
| 3 若干典型领域中的光纤传感技术的应用情况 |
| 3.1 光纤气体传感技术 |
| 3.1.1 工作原理 |
| 3.1.2 技术发展 |
| 3.1.3 需求现状 |
| 3.1.4 挑战性的问题与难点 |
| 1) 探头技术。 |
| 2) 光学解调技术。 |
| 3) 光源技术。 |
| 3.2 光纤三维形状传感技术 |
| 3.2.1 工作原理 |
| 3.2.2 技术发展 |
| 3.2.3 需求现状 |
| 3.2.4 挑战性的问题与难点 |
| 3.3 煤矿光纤传感技术 |
| 3.3.1 矿用激光甲烷气体及光纤传感器工作原理 |
| 3.3.2 技术发展 |
| 3.3.3 挑战性的问题与难点 |
| 3.4 油气光纤传感技术 |
| 3.4.1 技术发展 |
| 3.4.2 需求现状 |
| 1) 基于拉曼散射的光纤分布式温度传感(DTS)技术 |
| 2) 光纤法布里-珀罗腔测压技术(PT) |
| 3) DAS技术 |
| 3.4.3 挑战性的问题与难点 |
| 1) DTS技术 |
| 2) PT |
| 3) DAS技术 |
| 3.5 海洋勘探与监测光纤多参量传感技术 |
| 3.5.1 光纤多参量传感结构与工作原理 |
| 3.5.2 挑战性的问题与难点 |
| 4 我国光纤传感技术发展的愿景 |
（2）大电流测量传感技术综述（论文提纲范文）
| 0引言 |
| 1 基于欧姆定律的分流器 |
| 1.1 直流分流器 |
| 1.2 交流分流器 |
| 1.3 冲击分流器 |
| 2 基于闭环反馈原理的直流、交流电流互感器 |
| 2.1 零磁通电流互感器 |
| 2.2 电子补偿式电流互感器 |
| 2.3 DBI型电流互感器 |
| 3 基于磁场测量的开环电流传感技术 |
| 3.1 基于磁传感芯片的电流传感技术 |
| 3.2 Rogowski线圈 |
| 4 光学电流传感技术 |
| 5 结论 |
（3）高普适性无源非侵入式电流传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 电流传感器研究现状 |
| 1.2.1 有源电流传感器的研究现状 |
| 1.2.2 无源电流传感器研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作及研究内容 |
| 第2章 电流传感器的感测机理与结构设计 |
| 2.1 电流传感器的工作原理 |
| 2.2 干扰光的屏蔽与被测电缆的定位 |
| 第3章 电流传感器的理论模型 |
| 3.1 直流电流测量的理论模型 |
| 3.1.1 永磁体的电磁力模型 |
| 3.1.2 电流传感器的光电输出 |
| 3.2 单相交流电流测量的理论模型 |
| 3.2.1 永磁体的电磁力模型 |
| 3.2.2 电流传感器的光电输出 |
| 3.2.3 电流传感器的压电输出 |
| 3.3 多相交流电流的理论模型 |
| 3.3.1 永磁体的电磁力模型 |
| 3.3.2 电流传感器的光电输出 |
| 3.3.3 电流传感器的压电输出 |
| 3.4 电流传感器的一般模型 |
| 3.4.1 永磁体的电磁力模型 |
| 3.4.2 电流传感器的光电输出 |
| 3.4.3 电流传感器的压电输出 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电流传感器的仿真分析 |
| 4.1 最大磁场梯度方向的仿真分析 |
| 4.2 最佳电流测量位置的仿真分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 电流传感器的实验验证 |
| 5.1 电流传感器样机的制造 |
| 5.2 直流电流测量实验 |
| 5.3 三相交流电流测量实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（4）嵌入式压阻传感器在混凝土构件监测中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 结构健康监测 |
| 1.2.2 智能传感器 |
| 1.2.3 智能结构 |
| 1.3 本文研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 嵌入式橡胶基压阻传感器在混凝土柱智能监测中的应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验研究与分析 |
| 2.2.1 原材料 |
| 2.2.2 试件制备 |
| 2.2.3 测试方法 |
| 2.2.4 测试结果与分析 |
| 2.3 有限元模拟与分析 |
| 2.3.1 模型信息 |
| 2.3.2 理论分析 |
| 2.3.3 电极、复合材料及混凝土材质对传感器监测性能的影响 |
| 2.3.4 电极、复合材料及混凝土尺寸对传感器监测性能的影响 |
| 2.3.5 不同试验工况对传感器监测性能的影响 |
| 2.3.6 传感器材质、尺寸及埋设位置对混凝土柱强度的影响 |
| 2.4 监测方法及应用 |
| 2.4.1 应变监测 |
| 2.4.2 倒塌预警 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 嵌入式水泥基压阻传感器在磁浮轨道梁智能监测中的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 项目背景 |
| 3.3 有限元模拟与分析 |
| 3.3.1 材料参数 |
| 3.3.2 模型信息 |
| 3.3.3 模拟结果与分析 |
| 3.4 实验研究与分析 |
| 3.4.1 原材料 |
| 3.4.2 试件制备 |
| 3.4.3 测试方法 |
| 3.4.4 测试结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A C50混凝土损伤塑性模型参数信息 |
| 附录B 水泥基压阻传感器应力-电阻率变化率曲线 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 攻读硕士学位期间参加会议情况 |
| 攻读硕士学位期间获得奖励情况 |
| 攻读硕士学位期间参与科研情况 |
| 致谢 |
（5）基于φ-OTDR系统的交通事件定位识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题的研究背景与意义 |
| §1.2 交通监测常用传感技术与事件检测研究现状 |
| §1.2.1 常用监测传感技术 |
| §1.2.2 交通事件检测技术 |
| §1.2.3 研究现状与面临问题 |
| §1.3 分布式光纤传感系统及其研究现状 |
| §1.3.1 分布式光纤传感系统简介 |
| §1.3.2 相位敏感型光时域反射技术 |
| §1.4 基于模分复用的φ-OTDR系统 |
| §1.5 本文主要章节安排 |
| 第二章 分布式相敏光时域检测(φ-OTDR)系统与信号获取 |
| §2.1 分布式相敏光时域检测(φ-OTDR)系统 |
| §2.1.1 瑞利反向散射原理 |
| §2.1.2 相干探测原理 |
| §2.1.3 φ-OTDR传感系统原理 |
| §2.1.4 地埋式φ-OTDR振动检测原理 |
| §2.2 分布式相敏光时域检测(φ-OTDR)系统的信号获取 |
| §2.2.1 系统的时域信号获取 |
| §2.2.2 振幅差分法 |
| §2.3 本章小结 |
| 第三章 基于聚类分析的单通道φ-OTDR系统中振动信号定位与事件识别研究 |
| §3.1 变分模态分解 |
| §3.2 基于AP的事件识别 |
| §3.2.1 仿射传播聚类算法(AP) |
| §3.3 基于事件识别框架的振动信号定位算法 |
| §3.3.1 事件识别整体框架模型 |
| §3.3.2 振动信号定位算法 |
| §3.4 实验设计 |
| §3.5 实验结果与分析 |
| §3.6 本章小结 |
| 第四章 基于多芯光缆的双通道φ-OTDR传感系统 |
| §4.1 多芯光缆双通道φ-OTDR系统搭建 |
| §4.2 基于双通道的φ-OTDR系统中振动信号定位与事件识别研究 |
| §4.3 快速振动定位算法设计及分析 |
| §4.3.1 实验场景1:校园路段测试 |
| §4.3.2 实验场景2:高速公路测试 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 基于两模光纤的双通道φ-OTDR传感系统 |
| §5.1 两模光纤的基础理论 |
| §5.2 实验设计 |
| §5.2.1 实验所用两模光纤的参数 |
| §5.2.2 基于两模光纤的双通道φ-OTDR系统 |
| §5.3 实验结果与分析 |
| §5.3.1 LP01 模和LP11a模双通道的后向瑞利散射信号 |
| §5.3.2 LP01模和LP11a模的振动定位 |
| §5.3.3 振动位置处LP01模和LP11a模的振动信号时频分析 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| §6.1 完成的主要工作与成果 |
| §6.2 论文研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读博士期间的主要研究成果 |
（6）基于分布式光纤场域数据的地下扰动源定位与识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 分布式光纤传感技术研究 |
| 1.2.2 Φ-OTDR技术国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于经验模态分解的扰动源信号增强方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Φ-OTDR数据和扰动源特性研究 |
| 2.2.1 系统及数据特性研究 |
| 2.2.2 扰动源特性研究 |
| 2.2.3 数据预处理相关工作 |
| 2.3 基于Φ-OTDR监测数据的信号增强方法 |
| 2.3.1 经验模态分解方法 |
| 2.3.2 CEEMDAN-KL信号增强算法 |
| 2.3.3 信号增强方法定量评估方法 |
| 2.4 扰动源信号增强验证实验与分析 |
| 2.4.1 实验设计与数据采集 |
| 2.4.2 结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 扰动源自适应移动邻域二值模式定位方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于AMNBP算法的定位方法研究 |
| 3.2.1 基于光纤布设方式的定位研究 |
| 3.2.2 LBP编码方法研究 |
| 3.2.3 基于AMNBP的扰动源时空定位方法研究 |
| 3.3 基于AMNBP算法的扰动源定位实验与分析 |
| 3.3.1 实验设计与数据采集 |
| 3.3.2 AMNBP编码与结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 扰动源多维度特征提取与选择方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 扰动源特征提取与选择方法研究 |
| 4.2.1 扰动源特征提取方法 |
| 4.2.2 扰动源特征选择方法研究 |
| 4.3 基于Φ-OTDR数据的扰动源特征提取与选择实验 |
| 4.3.1 实验设计及数据采集 |
| 4.3.2 特征提取分析 |
| 4.3.3 特征选择分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于混合特征和加权随机森林的扰动源识别方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于Φ-OTDR场域数据的扰动源识别方法研究 |
| 5.2.1 集成学习方法 |
| 5.2.2 随机森林方法与特征重要性分析 |
| 5.2.3 基于混合特征和加权随机森林的扰动源识别方法研究 |
| 5.3 基于混合特征与随机森林算法的扰动源识别实验与分析 |
| 5.3.1 实验设计与数据采集 |
| 5.3.2 基于混合特征与加权随机森林的识别结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 研究结论及展望 |
| 6.1 主要结论与成果 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 攻读博士学位期间科研工作及奖励 |
（7）基于涂层导体的准各向同性超导股线性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 大电流超导体的发展状况 |
| 1.2.1 聚变磁体线圈超导体 |
| 1.2.2 ReBCO涂层导体 |
| 1.2.3 ReBCO大电流超导体结构 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 准各向同性超导股线直流特性 |
| 2.1 准各向同性超导股线结构与制作 |
| 2.1.1 结构分类 |
| 2.1.2 超导股线样品制作 |
| 2.1.3 焊接型超导股线制作 |
| 2.2 超导股线直流特性 |
| 2.2.1 临界电流自洽模型 |
| 2.2.2 77 K超导股线临界电流特性 |
| 2.2.3 10米长度超导股线临界电流均匀性 |
| 2.3 超导股线涂层导体之间电流分布 |
| 2.3.1 带材之间接触电阻 |
| 2.3.2 超导股线电感分布 |
| 2.3.3 端部焊接与中间接头 |
| 2.4 4.2K高场临界电流 |
| 2.4.1 4.2K高场临界电流各向异性 |
| 2.4.2 超导导体低温测试平台 |
| 2.4.3 端子接头电阻测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 准各向同性超导股线交流损耗 |
| 3.1 超导股线损耗组成 |
| 3.2 交流损耗计算模型 |
| 3.2.1 磁滞损耗公式 |
| 3.2.2 H-公式损耗模型 |
| 3.3 探测线圈法损耗测量平台 |
| 3.4 77 K超导股线交流损耗 |
| 3.4.1 交流损耗与磁场幅值的关系 |
| 3.4.2 交流损耗与频率的关系 |
| 3.4.3 交流损耗与磁场角度的关系 |
| 3.5 4.2 K低频磁场交流损耗 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 准各向同性超导股线机械特性 |
| 4.1 ANSYS结构仿真 |
| 4.1.1 单元类型 |
| 4.1.2 材料特性 |
| 4.1.3 接触设置 |
| 4.1.4 载荷施加 |
| 4.1.5 临界电流估计 |
| 4.2 超导股线扭绞特性 |
| 4.3 超导股线弯曲特性 |
| 4.4 超导股线的纵向挤压特性 |
| 4.5 超导股线的轴向拉伸 |
| 4.5.1 涂层导体轴向拉伸 |
| 4.5.2 光纤光栅测量轴向应变 |
| 4.5.3 应变测量结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 4.2K高场环境超导股线失超特性 |
| 5.1 失超原理 |
| 5.2 超导股线3D电热耦合模型 |
| 5.2.1 模型方程及边界条件 |
| 5.2.2 ReBCO涂层导体均匀化 |
| 5.2.3 ReBCO涂层导体之间接触 |
| 5.2.4 失超能和失超传播速度判定 |
| 5.3 4.2K超导股线热稳定性 |
| 5.3.1 4.2K高场临界电流 |
| 5.3.2 分流温度T_(cs) |
| 5.3.3 焊接型超导股线MQE与QPV |
| 5.3.4 带材之间接触对热稳定性影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于准各向同性超导股线大电流导体设计 |
| 6.1 设计要求 |
| 6.2 高温超导聚变导体设计 |
| 6.3 聚变导体机械设计 |
| 6.3.1 导体制作 |
| 6.3.2 导体运行 |
| 6.4 聚变超导体电特性 |
| 6.4.1 分流温度T_(cs) |
| 6.4.2 交流损耗 |
| 6.5 CICC和卢瑟福电缆结构设计 |
| 6.6 本章小节 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）电气设备状态参量智能传感技术（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 嵌入式系统与传感器智能化 |
| 1.1 嵌入式系统 |
| 1.2 传感器的智能化 |
| 1.3 嵌入式系统与传感器智能化存在的问题 |
| 2 光学传感 |
| 2.1 红外测温技术 |
| 2.2 光声光谱气体检测 |
| 2.3 光纤传感技术 |
| 2.3.1 光纤温度传感 |
| 2.3.2 光纤电流传感 |
| 2.3.3 光纤振动声学传感 |
| 2.3.4 光纤应力应变传感 |
| 2.4 拉曼光谱油中溶解液体与气体检测 |
| 2.5 光学传感的引入带来的问题 |
| 3 MEMS传感 |
| 3.1 MEMS电场传感器 |
| 3.2 MEMS磁场传感器 |
| 3.3 MEMS传感中值得关注的问题 |
| 4 无线传感网络与边缘计算架构 |
| 4.1 无线智能传感器 |
| 4.2 智能电网无线传感网络 |
| 4.3 边缘计算架构 |
| 5 电气设备状态参量智能传感技术展望 |
| 6 结论 |
（9）基于Michelson光纤干涉仪的局部放电超声检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 强度调制型光纤声波传感技术研究现状 |
| 1.2.2 光栅型光纤声波传感技术研究现状 |
| 1.2.3 干涉型光纤声波传感技术研究现状 |
| 1.2.4 研究现状小结 |
| 1.3 当前研究存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于Michelson干涉仪的光纤超声传感系统抗干扰技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于Michelson干涉仪的光纤超声传感系统 |
| 2.2.1 基于Michelson干涉仪的超声传感原理 |
| 2.2.2 基于Michelson干涉仪的光纤超声传感系统基本结构 |
| 2.3 基于Michelson干涉仪的光纤超声传感系统降噪技术 |
| 2.3.1 传感系统噪声种类 |
| 2.3.2 传感系统降噪技术 |
| 2.4 基于Michelson干涉仪的光纤超声传感系统抗干扰技术 |
| 2.4.1 环境噪声对传感系统稳定性的影响机制 |
| 2.4.2 基于相位跟踪反馈控制的抗干扰技术 |
| 2.4.3 光纤超声传感系统抗干扰性能测试 |
| 2.5 基于Michelson干涉仪的光纤超声传感系统集成设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 高灵敏度GIS光纤超声传感器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GIS光纤超声传感器灵敏度频域特性仿真 |
| 3.2.1 GIS光纤超声传感器基本设计思路 |
| 3.2.2 GIS光纤超声传感器灵敏度频域模型 |
| 3.2.3 GIS光纤超声传感器灵敏度仿真分析 |
| 3.3 GIS光纤超声传感器灵敏度频域模型的实验验证 |
| 3.3.1 GIS光纤超声传感器灵敏度测试平台 |
| 3.3.2 GIS光纤超声传感器灵敏度实验测试 |
| 3.4 GIS光纤超声传感器优化设计 |
| 3.4.1 传感器设计方案 |
| 3.4.2 传感器性能对比 |
| 3.5 真型GIS局部放电检测试验 |
| 3.5.1 真型GIS局部放电检测实验平台 |
| 3.5.2 真型GIS局部放电检测实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高灵敏度变压器光纤超声传感器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变压器光纤超声传感器灵敏度频域特性仿真 |
| 4.2.1 变压器光纤超声传感器基本设计思路 |
| 4.2.2 变压器光纤超声传感器灵敏度频域模型 |
| 4.2.3 变压器光纤超声传感器灵敏度仿真分析 |
| 4.3 变压器光纤超声传感器灵敏度频域模型的实验验证 |
| 4.3.1 变压器光纤超声传感器灵敏度测试平台 |
| 4.3.2 变压器光纤超声传感器灵敏度实验测试 |
| 4.4 变压器光纤超声传感器优化设计 |
| 4.4.1 传感器设计方案 |
| 4.4.2 传感器性能对比 |
| 4.5 真型变压器局部放电检测试验 |
| 4.5.1 真型变压器局部放电放电检测实验平台 |
| 4.5.2 真型变压器局部放电放电检测实验结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于分布式Michelson干涉光纤超声传感的局部放电定位技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分布式局部放电光纤超声传感系统 |
| 5.2.1 传感系统基本原理 |
| 5.2.2 相位解调方法 |
| 5.2.3 参数设计 |
| 5.3 真型设备局部放电分布式光纤超声检测 |
| 5.3.1 GIS局部放电分布式光纤超声检测 |
| 5.3.2 变压器局部放电分布式光纤超声检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新成果 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）基于FBG的准分布式形状传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤形状传感研究现状 |
| 1.2.2 基于FBG的准分布式形状传感研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 光纤光栅传感机理研究 |
| 2.1 FBG的基本光学特性 |
| 2.2 FBG传感原理 |
| 2.2.1 应力传感原理 |
| 2.2.2 温度传感原理 |
| 2.2.3 曲率测量原理 |
| 2.3 光纤光栅传感解调技术 |
| 2.3.1 光谱仪法 |
| 2.3.2 可调谐光纤F-P滤波器解调法 |
| 2.3.3 非平衡M-Z干涉解调法 |
| 2.4 光纤光栅复用技术 |
| 2.4.1 光纤光栅的波分复用 |
| 2.4.2 光纤光栅的时分复用 |
| 2.4.3 光纤光栅的空分复用 |
| 2.4.4 光纤光栅的混合复用 |
| 2.5 交叉传感及其解决方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于曲率的曲面重构算法研究 |
| 3.1 基于曲率信息的曲面重构算法 |
| 3.2 植入FBG型传感器的曲面重构算法 |
| 3.3 晶须阵列型传感器的曲面重构算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 植入FBG型的柔性形状传感器 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 传感器的设计与制作 |
| 4.2.1 传感器的设计 |
| 4.2.2 传感器的制作 |
| 4.2.3 传感器可弯曲程度测试 |
| 4.2.4 传感器的标定 |
| 4.3 可行性实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于FBG的晶须阵列形状传感器 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 晶须阵列传感器的设计方案 |
| 5.3 晶须阵列传感器的测量算法 |
| 5.4 实验分析 |
| 5.4.1 传感器的标定 |
| 5.4.2 单晶须距离测量实验 |
| 5.4.3 测量结果误差分析 |
| 5.4.4 对测量结果进行校正 |
| 5.5 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与项目 |
| 致谢 |
四、光纤传感器有望改善电力测量（论文参考文献）
- [1]我国光纤传感技术发展路线图[J]. 苑立波,童维军,江山,杨远洪,孟洲,董永康,饶云江,何祖源,靳伟,刘统玉,邹琪琳,毕卫红. 光学学报, 2022
- [2]大电流测量传感技术综述[J]. 周峰,李鹤,李文婷,黄俊昌. 高电压技术, 2021(06)
- [3]高普适性无源非侵入式电流传感器研究[D]. 赵子琪. 吉林大学, 2021(01)
- [4]嵌入式压阻传感器在混凝土构件监测中的应用研究[D]. 张敬川. 大连理工大学, 2021
- [5]基于φ-OTDR系统的交通事件定位识别研究[D]. 徐韶华. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [6]基于分布式光纤场域数据的地下扰动源定位与识别研究[D]. 孟臻. 北京邮电大学, 2021
- [7]基于涂层导体的准各向同性超导股线性能研究[D]. 阚常涛. 华北电力大学(北京), 2021
- [8]电气设备状态参量智能传感技术[J]. 陈伟根,张知先,李剑,蔚超,陈庆. 中国电机工程学报, 2020(S1)
- [9]基于Michelson光纤干涉仪的局部放电超声检测技术研究[D]. 周宏扬. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [10]基于FBG的准分布式形状传感技术研究[D]. 杨濠琨. 河南大学, 2020(02)