本技術(shù)涉及光纖傳感器，具體涉及一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電機(jī)溫度是影響電機(jī)安全和性能的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，溫升是電機(jī)潛在的安全隱患，對(duì)電機(jī)、水泵、水電機(jī)組乃至對(duì)整個(gè)電力工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。我國(guó)水電機(jī)組裝機(jī)容量不斷增大，水力發(fā)電在我國(guó)能源工業(yè)中所占的比重不斷增長(zhǎng)。如何保證水電機(jī)組安全、可靠的運(yùn)行，是國(guó)內(nèi)外近年來一直研究的技術(shù)問題。

2、在電機(jī)溫升監(jiān)測(cè)方面，目前國(guó)內(nèi)外最常用的做法是熱電偶測(cè)溫法即在定子繞組、軸瓦處裝放置鉑電阻溫度傳感器，但是其對(duì)電磁信號(hào)的抗干擾性能差，嚴(yán)重影響了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度。此外，高壓發(fā)電機(jī)的鉑電阻溫度傳感器易發(fā)生絕緣擊穿，存在著高壓串入弱電系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，危及工作人員和后臺(tái)設(shè)備的安全。

3、熒光光纖測(cè)溫基于稀土熒光材料發(fā)光特性隨溫度t變化，具有抗干擾能力強(qiáng)、耐高壓、高靈敏度和安全耐用的優(yōu)點(diǎn)。由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的原因，信號(hào)傳遞比較困難，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部實(shí)際的溫升無法直接測(cè)量，轉(zhuǎn)子溫度測(cè)試一直是行業(yè)的難點(diǎn)。轉(zhuǎn)子測(cè)溫目前主要集中在無線遙測(cè)和高速滑環(huán)兩種技術(shù)路線。由于滑環(huán)工作時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間摩擦，存在機(jī)械磨損，因此其使用壽命會(huì)比較短。長(zhǎng)期使用可能導(dǎo)致導(dǎo)電環(huán)磨損失效，影響電流的傳輸并降低其壽命。無線通信是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間信息傳遞的重要手段，但是藍(lán)牙、wifi等無線傳輸裝置在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下易受電磁干擾，存在數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象，不能精確反映水輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下：

3、一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，包括測(cè)溫模塊、供電模塊和通信模塊；測(cè)溫模塊設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，檢測(cè)轉(zhuǎn)子溫度；供電模塊給測(cè)溫模塊供電，提供工作電壓；通信模塊與測(cè)溫模塊連接，將測(cè)溫模塊監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串口信號(hào)送入控制終端，測(cè)溫模塊包括熒光信號(hào)解調(diào)模塊和與熒光信號(hào)解調(diào)模塊連接的熒光光纖探頭；熒光信號(hào)解調(diào)模塊設(shè)有若干個(gè)，布置在轉(zhuǎn)子的端部且繞轉(zhuǎn)子軸線均勻分布；熒光光纖探頭根據(jù)測(cè)溫需求安裝在轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)測(cè)溫點(diǎn)處；

4、熒光信號(hào)解調(diào)模塊包括單片機(jī)、運(yùn)算放大器、激發(fā)光源、光電探測(cè)器和串口轉(zhuǎn)換電路；

5、單片機(jī)連接激發(fā)光源，單片機(jī)控制激發(fā)光源工作發(fā)出脈沖光，光經(jīng)過準(zhǔn)直后耦合到熒光光纖探頭中，激發(fā)熒光光纖探頭末端的熒光材料產(chǎn)生熒光；光電探測(cè)器的輸出端連接運(yùn)算放大器的輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端連接單片機(jī)；光電探測(cè)器采集到熒光光纖探頭產(chǎn)生的熒光，經(jīng)運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)放大后進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)利用積分法計(jì)算熒光壽命；單片機(jī)還連接有串口轉(zhuǎn)換電路，熒光壽命值通過串口轉(zhuǎn)換電路發(fā)送到通信模塊。

6、作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，激發(fā)光源為半導(dǎo)體激光器ld。

7、作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，供電模塊為無線供電模塊，其包括無線供電發(fā)射端和無線供電接收端；無線供電發(fā)射端和無線供電接收端均包括電磁感應(yīng)線圈和與電磁感應(yīng)線圈連接的轉(zhuǎn)換電路；

8、無線供電發(fā)射端的電磁感應(yīng)線圈設(shè)置在定子朝向轉(zhuǎn)子的端部，且其軸線與定子軸線重合；該電磁感應(yīng)線圈通過轉(zhuǎn)換電路連接電源；

9、無線供電接收端的電磁感應(yīng)線圈設(shè)置在轉(zhuǎn)子朝向定子的端部，且其軸線與轉(zhuǎn)子軸線重合；該電磁感應(yīng)線圈通過轉(zhuǎn)換電路連接熒光信號(hào)解調(diào)模塊，為熒光信號(hào)解調(diào)模塊供電；

10、上述無線供電接收端的電磁感應(yīng)線圈和無線供電發(fā)射端的電磁感應(yīng)線圈位置對(duì)應(yīng)，通過電磁耦合實(shí)現(xiàn)定子到轉(zhuǎn)子的無線供電。

11、作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，通信模塊為光通信模塊，包括光通信發(fā)射端和光通信接收端；光通信發(fā)射端和光通信接收端皆設(shè)有激光器和光電探測(cè)器，光通信發(fā)射端的激光器和光通信接收端的激光器的波長(zhǎng)不同；光通信發(fā)射端布置在轉(zhuǎn)子朝向定子的端面的中部，光通信接收端布置在定子朝向轉(zhuǎn)子的端面的中部，兩者位置對(duì)應(yīng)。

12、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

13、本實(shí)用新型提供了一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)子熒光測(cè)溫系統(tǒng)，熒光信號(hào)解調(diào)模塊置于轉(zhuǎn)子端部，通過無線供電模塊和光通信模塊與定子端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，整套轉(zhuǎn)子信號(hào)引出裝置不受高電壓、強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，能準(zhǔn)確反映水輪機(jī)運(yùn)行情況。由于采用光通信，克服了滑環(huán)壽命短的問題，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量。

技術(shù)特征：

1.一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，包括測(cè)溫模塊、供電模塊和通信模塊；測(cè)溫模塊設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，檢測(cè)轉(zhuǎn)子溫度；供電模塊給測(cè)溫模塊供電，提供工作電壓；通信模塊與測(cè)溫模塊連接，將測(cè)溫模塊監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串口信號(hào)送入控制終端，其特征在于，測(cè)溫模塊包括熒光信號(hào)解調(diào)模塊和與熒光信號(hào)解調(diào)模塊連接的熒光光纖探頭；熒光信號(hào)解調(diào)模塊設(shè)有若干個(gè)，布置在轉(zhuǎn)子的端部且繞轉(zhuǎn)子軸線均勻分布；熒光光纖探頭根據(jù)測(cè)溫需求安裝在轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)測(cè)溫點(diǎn)處；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，激發(fā)光源為半導(dǎo)體激光器ld。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，供電模塊為無線供電模塊，其包括無線供電發(fā)射端和無線供電接收端；無線供電發(fā)射端和無線供電接收端均包括電磁感應(yīng)線圈和與電磁感應(yīng)線圈連接的轉(zhuǎn)換電路；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，通信模塊為光通信模塊，包括光通信發(fā)射端和光通信接收端；光通信發(fā)射端和光通信接收端皆設(shè)有激光器和光電探測(cè)器；光通信發(fā)射端的激光器和光通信接收端的激光器的波長(zhǎng)不同；光通信發(fā)射端布置在轉(zhuǎn)子朝向定子的端面的中部，光通信接收端布置在定子朝向轉(zhuǎn)子的端面的中部，兩者位置對(duì)應(yīng)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，屬于光纖測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域。一種轉(zhuǎn)子熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)，包括測(cè)溫模塊、供電模塊和通信模塊；測(cè)溫模塊設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，檢測(cè)轉(zhuǎn)子溫度；供電模塊給測(cè)溫模塊供電，提供工作電壓；通信模塊與測(cè)溫模塊連接，將測(cè)溫模塊監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串口信號(hào)送入控制終端，測(cè)溫模塊包括熒光信號(hào)解調(diào)模塊和與熒光信號(hào)解調(diào)模塊連接的熒光光纖探頭；熒光信號(hào)解調(diào)模塊設(shè)有若干個(gè)，布置在轉(zhuǎn)子的端部且繞轉(zhuǎn)子軸線均勻分布；熒光光纖探頭根據(jù)測(cè)溫需求安裝在轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)測(cè)溫點(diǎn)處；熒光信號(hào)解調(diào)模塊包括單片機(jī)、運(yùn)算放大器、激發(fā)光源、光電探測(cè)器和串口轉(zhuǎn)換電路。

技術(shù)研發(fā)人員：張翼,張照彥,李愷,盧君,熊思睿,張興祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川綠松鼠能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240508
技術(shù)公布日：2024/12/19