基于光谱法测量泉州油浸式变压器绕组温度的研究

　　6基于光谱法测量泉州油浸式变压器绕组温度的研究李志刚王宝光天津大学精密仅器与光电子工程学院国家重点实验室天津300072光谱吸收特性作为测温原理采用光纤和无源器件感受和传递温度信号，具有良好的绝缘性和抗电磁干扰的能力，对于系统中存在的光路扰动不敏感，解决了光纤温度传感器工作不稳定问提高了系统的测量精度和稳定性。本文给出了光谱法温度测量系统的实验结果，证明了理论研究的正确性。

　　1引言在线温度监测是对泉州油浸式变压器设备运行状态监控的重要手段。但泉州油浸式变压器设备中由于微波和电磁干扰的影响，传统的测温方法很难得到真实的测试结果。为此，我们研制了基于光谱检测机理的光纤温度传感器，以实现泉州油浸式变压器绕组热点温度的在线温度监测。

　　2测温原理半导体吸收式温度传感器的基本原理是其吸收限随温度的频移。当定波长的光照射到半导体时，如果光能比禁带宽度大时，电子吸收足够的能量从价带跃迁到导带，从而引起本征吸收1.此时，透射率是温度与波长限的关系，普朗克常数入7半导体的本征吸收波长限7，半导体的修正禁带宽度3系统模型建立目前。半导体吸收式温度传感器大多数测1依据射光强随温度的变化2.这种光纤温度传感器的测让精度和长期工作稳定性受光源波动和光纤弯曲损耗的影响很大。而光谱检测技术依据的是透射率曲线中近似线性部分的全部谱形，其优点在于对幅值漂移和光路扰动不敏感本测温系统将半导体吸收测温原理与光谱检测技术的休点相结合。系统的基本结构1.

　　从宽带光源石英卤钨灯发出的光，经过传输光纤与系列光学器件作用后，变为按时序输出的离散由此方程可以确定吸收带限的位置，波长与0法估计式中的回归系数1和再利用1式得到温度值。

　　4实验与结论在测量中首先要确定每个光敏像元所对应点，并设它们对应的像元数为则波长随像元道数的变化率为，达式为再根据公式标定汞灯光谱其余各谱线的波长。我们采用点定标，它的******偏差0.84化最小偏差0.02297，在测量的误差许可范围之内。

　　我们将双纤维型探测头放在强电磁场环境中模拟1泉州油浸式变压器绕组的工作环境，进行了系统温度测试实验，探头端点放入20，1601温度范围内可调节的炉内，基准温度由铜康铜热电偶提供。我们将实验所得的结果与理论计算值进行了对比，绘制了温度输出特性的实验值与理论计算值的对比曲线。中的虚线由理论计算值绘制的，实线为根据实验值绘制的。由2我们可以看出实验得到的值与理论计算得到的值之间的偏差很小，因此整个测温系统的测量精度比较高，而且系统的稳定性好。

　　1刘瑞复，史锦珊。光纤传感器及其应用。北京机械工业出2孙圣和，王廷云，徐影。光纤测量与传感技术。哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，2000.8，10.

　　3王珏，李志刚。基于光谱检测的光纤温度传感器。传感器