一种基于荧光光纤测量变压器套管温度的装置的制作方法

本发明涉及变压器套管温度测量领域，尤其涉及一种基于荧光光纤测量变压器套管温度的装置。

背景技术：

变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。变压器套管的温度参数是一个极为重要的参数，而现有的装置在测量变压器套管温度时不便固定，且远距离测量时误差较大。

所以，现急需一种基于荧光光纤测量变压器套管温度的装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于荧光光纤测量变压器套管温度的装置，解决现有的荧光光纤测量装置在测量变压器套管温度时不便固定的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种基于荧光光纤测量变压器套管温度的装置，包括开设在变压器套管的绝缘磁环上的安装孔，每个所述绝缘磁环上开设有多个所述安装孔，且相邻两个绝缘磁环上的安装孔相对应；相邻两个所述绝缘磁环正对应的两个安装孔之间设置有连接件，所述连接件上固定有光纤探头，所述光纤探头是光纤端面有荧光物质的光纤探头；所述光纤探头通过光纤连接有波分复用模块，所述波分复用模块依次连接有激励光源和控制模块，波分复用模块还依次连接有光电转换模块和程控放大模块，所述程控放大模块连接到所述控制模块。

进一步的，所述控制模块由mcu微控制器以及对应的外围i/o驱动电路、通讯接口电路、ad采集电路和d/a输出电路构成，i/o驱动电路、通讯接口电路、ad采集电路和d/a输出电路均连接至mcu微控制器。

再进一步的，程控放大模块包括前端缓冲、可编程运算放大器、固定放大器和滤波电路，前端缓冲连接可编程运算放大器，可编程运算放大器连接固定放大器，固定放大器连接滤波电路，滤波电路通过ad采集电路连接控制模块，控制模块通过d/a输出电路连接可编程运算放大器。

再进一步的，所述激励光源为波长为405nm的恒流led光源。

再进一步的，所述光电转换模块将695nm的荧光信号转换为电信号，选用对应波段的光电二极管。

再进一步的，所述波分复用模块为1*2的波分复用器，复用波长为405nm和695nm。

再进一步的，所述连接件包括固定板和连接在固定板两端的顶帽，所述顶帽一端为能够插入所述安装孔内的固定部，另一端为与固定板螺纹连接的调节部；所述调节部的直径大于安装孔的直径；所述固定板上开设有固定孔。

再进一步的，所述连接件为绝缘材质。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

本发明通过在变压器套管的绝缘磁环上设计安装孔，利用旋转调节部时导致顶帽与固定板的相对位置发生变化，使固定部伸入安装孔内部，调节部卡在安装孔外部，达到安装板固定的目的，便于荧光光纤探头的固定。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明的光纤探头安装结构示意图；

图2为本发明的连接件结构示意图；

图3为本发明的光纤测温整体框架图；

图4为本发明的程控放大模块的框架图；

图5为本发明的控制模块的框架图；

附图标记说明：1、绝缘磁环；2、安装孔；3、连接件；301、固定板；3011、固定孔；302、顶帽；3021、固定部；3022、调节部；4、光纤探头；5、波分复用模块；6、激励光源；7、控制模块；8、光电转换模块；9、程控放大模块；10、mcu微控制器；11、i/o驱动电路；12、通讯接口电路；13、ad采集电路；14、d/a输出电路；15、前端缓冲；16、可编程运算放大器；17、固定放大器；18、滤波电路。

具体实施方式

如图1、2所示，一种基于荧光光纤测量变压器套管温度的装置的其中一种具体实施例，包括开设在变压器套管的绝缘磁环1上的安装孔2，每个绝缘磁环上均开设有多个安装孔，一方面用于散热，一方面用于固定光纤探头。相邻两个绝缘磁环1上的安装孔2相对应，相邻两个所述绝缘磁环1正对应的两个安装孔2之间安装有连接件3。所述连接件3具体包括固定板301和连接在固定板301两端的顶帽302，所述顶帽302一端为能够插入所述安装孔2内的固定部3021，另一端为与固定板301螺纹连接的调节部3022。本具体实施例中固定端两端均具有突出的螺栓，调节部为螺母形式，使顶帽能够安装在固定板两端，旋转调节部使固定部的位置向两侧或向内侧移动。所述调节部3022的直径大于安装孔2的直径，使调节部能够卡在安装孔外部。所述固定板301上开设有固定孔3011，当需要固定光纤探头时，将连接件放到想要测温的位置，旋转调节部，使两端的固定部均插入安装孔内，然后将光纤探头固定在固定孔内即可。本具体实施例中，所述连接件3为绝缘材质。

如图3、4、5所示，本具体实施例中固定在连接件上用于测温的光纤探头4是光纤端面有荧光物质的光纤探头。所述光纤探头4通过光纤连接有波分复用模块5，所述波分复用模块5依次连接有激励光源6和控制模块7，波分复用模块5还依次连接有光电转换模块8和程控放大模块9，所述程控放大模块9连接到所述控制模块7。

其中，控制模块主要控制激励光源发出激发光信号，以及负责对荧光信号进行解调，激励光源为恒流源驱动的发光光源，波分复用模块主要负责将激发光和荧光从光纤信号中分离，光纤探头为光纤一端附有荧光粉的光纤，程控放大模块主要用于对荧光信号进行可编程式的放大，通过控制模块调剂放大增益，光电转换模块负责将从波分复用模块中传出的荧光信号转成电信号，经过程控放大模块最终送入控制模块进行温度的解调。

其中控制模块7由mcu微控制器10以及对应的外围i/o驱动电路11、通讯接口电路12、ad采集电路13、d/a输出电路14电连接，通讯接口电路12可以是rs485或rs232接口电路，也可是can总线接口电路，控制模块7通过i/o驱动电路11与激励光源6连接，其中激励光源6为波长为405nm的恒流led光源，其中波分复用模块5为1*2的波分复用器，复用波长为405nm和695nm。其中光电转换模块8将695nm的荧光信号转换为电信号，选用对应波段的光电二极管，其中程控放大模块9用于将电信号进行自调节的放大。

使用控制电压与增益成线性关系的可编程运算放大器,用控制电压和增益成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制，程控放大模块9包括前端缓冲15、可编程运算放大器16、固定放大器17和滤波电路18，前端缓冲15连接可编程运算放大器16，可编程运算放大器16连接固定放大器17，固定放大器17连接滤波电路18，滤波电路18通过ad采集电路13连接控制模块7，控制模块7通过d/a输出电路14连接可编程运算放大器16。

其中滤波电路18为二级低通滤波电路，其中前端缓冲15为运放搭建的电压跟随电路，信号由运放同相端输入，反馈电阻为0，负反馈强，工作稳定，输入阻抗大，输出阻抗小，具有阻抗变换作用。其中可编程运算放大器16可以是ad603，也可以是其他可编程的运算放大器，其内部由r-2r梯形电阻网络和固定增益放大器构成，加在其梯形网络输入端的信号经衰减后由固定增益放大器输出，其增益量可以通过加载增益控制接口的参考电压决定，而这个参考电压可以通过控制模块7运算并控制d/a输出电路14输出控制电压得来，通过ad采集电路13采集荧光的强度信号，从而实现增益的自动调节。

本具体实施例中荧光光纤探头测定温度的方法是利用控制模块设定一个初始的放大增益值，通过控制模块检测荧光的信号是否达到温度解调的标准，如果信号达不到检测标准，则调节程控放大模块的增益，反之亦然。该方法是通过检测荧光信号的强度大小，根据强度的具体数值设定程控放大器的具体的增益值，如果荧光信号小于设定的阈值，则调节程控放大器的参考电压，将荧光信号进行放大，使之达到能够进行温度解调的标准，反之则将程控放大器的增益调小，从而实现自动调节。当用户接入不同长度的光纤探头时，荧光光纤测温装置能够自动调节程控放大器的增益，使之能够自适应不同长度的光纤探头，使荧光光纤测温装置能更好的应用于长距离测温的环境。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。