一种碳纤维导线损伤检测装置及检测设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种碳纤维导线损伤检测装置及检测设备。该装置包括：光环形器接收脉冲光，将脉冲光发射至光纤中，并接收脉冲光在光纤中产生的背向散射光。第一光分束器将光环形器接收的背向散射光分为第一背向散射光和第二背向散射光。移频器接收光源模块发出的连续光，发出频率偏移后的连续光。光耦合器接收第一背向散射光和频率偏移后的连续光，并发出耦合后的耦合光。光信号探测模块接收耦合光，得到光纤的应变信息。光信号探测模块接收第二背向散射光，得到光纤的损耗信息。本发明专利技术能够通过同时检测光纤的应变和损耗，提高了光纤损伤检测的准确度，提高了碳纤维导线损伤检测的准确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维导线损伤检测装置及检测设备


[0001]本专利技术涉及碳纤维导线
，尤其涉及一种碳纤维导线损伤检测装置及检测设备。

技术介绍

[0002]碳纤维导线在增加电力输送容量、降低弧垂、减少线损和提高线路抗风能力等方面具有明显优势，已在重要电厂送出线路、大容量500kV线路等重要线路得到了广泛应用。碳纤维导线的纤芯为碳纤维浸渍树脂制成，其本身伸长率较低，弯曲半径受限，不能锐角弯折。在制造、安装和使用过程中易受损伤，易产生微裂纹等隐蔽性缺陷。通常在绞合碳纤维导线的碳纤维棒的中心植入光纤。碳纤维导线因弯折受损时，光纤同步受到损伤。可通过检测光纤的损伤情况反映碳纤维导线的损伤情况。
[0003]现有检测装置通过检测光纤的应变变化确定光纤的损伤情况。例如，检测不同时刻的应变，或者检测不同拉伸状态下的应变，将应变变化较大的位置确定为损伤位置。现有检测装置仅通过检测应变确定损伤，检测指标单一，准确度低。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种碳纤维导线损伤检测装置及检测设备，以解决现有技术碳纤维导线损伤检测指标单一、准确度低的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种碳纤维导线损伤检测装置，所述碳纤维导线中包括光纤，所述装置包括：光源模块、光环形器、第一光分束器、移频器、光耦合器和光信号探测模块。光源模块发出频率相同的脉冲光和连续光。光环形器接收所述脉冲光，将所述脉冲光发射至所述光纤中，并接收所述脉冲光在所述光纤中产生的背向散射光。第一光分束器将光环形器接收的背向散射光分为第一背向散射光和第二背向散射光。移频器接收所述光源模块发出的连续光，发出频率偏移后的连续光。光耦合器接收所述第一背向散射光和所述频率偏移后的连续光，并发出耦合后的耦合光。光信号探测模块接收所述耦合光，得到所述光纤的应变信息。光信号探测模块接收所述第二背向散射光，得到所述光纤的损耗信息。
[0006]在一种可能的实现方式中，所述光源模块包括光源、第二光分束器和光脉冲模块。所述光源发出连续的光信号。所述第二光分束器将所述连续的光信号分为两束，一束作为所述连续光输出，另一束输出至光脉冲模块。所述光脉冲模块将所述连续的光信号调制为脉冲光并输出。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述光信号探测模块包括第一光电探测器和第二光电探测器。所述第一光电探测器接收所述耦合光，得到所述光纤的应变信息。所述第二光电探测器接收所述第二背向散射光，得到所述光纤的损耗信息。
[0008]在一种可能的实现方式中，还包括第三光分束器和第四光分束器。所述光环形器、第一光分束器和光耦合器的数量均为N，N大于1。所述第三光分束器将所述光源模块发出的
脉冲光分为N束，并分别输出至各光环形器，其中，每个光环形器用于对应连接一根光纤。各光环形器一一对应连接各第一光分束器。各第一光分束器一一对应连接各光耦合器，其中，每个第一光分束器将对应连接的光环形器接收的背向散射光分为第一背向散射光和第二背向散射光。第四光分束器将所述移频器发出的频率偏移后的连续光分为N束，并分别输出至各光耦合器。每个光耦合器接收所述第一背向散射光和所述频率偏移后的连续光，并发出耦合后的耦合光。光信号探测模块接收各所述耦合光和各所述第二背向散射光。
[0009]在一种可能的实现方式中，还包括光纤多路复用器。所述光纤多路复用器包括一个第一端和M个第二端。所述光纤多路复用器的第一端连接所述光环形器，各第二端用于一一对应连接M根光纤，其中，所述光纤多路复用器将所述光环形器发出的脉冲光发送至任一根光纤中，并将该光纤的背向散射信号发送至所述光环形器。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述移频器按照以下公式发出频率偏移后的连续光：f
v
＝f0+D
i
*δf，其中，f
v
为频率偏移后的连续光的频率，f0为频率偏移前的连续光的频率，D
i
为频率偏移的点数，δf为频率偏移的步长。
[0011]在一种可能的实现方式中，频率偏移后的连续光的频率范围为10.0GHz至12.0GHz，频率偏移的步长的范围为1MHz至100MHz。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述脉冲光的频率范围为1000赫兹至100000赫兹。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述脉冲光和连续光的波长范围为1545纳米至1555纳米。
[0014]第二方面，本专利技术实施例提供了一种碳纤维导线损伤检测设备，包括如第一方面任一项所述的碳纤维导线损伤检测装置。
[0015]本专利技术实施例提供一种碳纤维导线损伤检测装置及检测设备，碳纤维导线中包括光纤，该装置包括：光源模块、光环形器、第一光分束器、移频器、光耦合器和光信号探测模块。光源模块发出频率相同的脉冲光和连续光。光环形器接收脉冲光，将脉冲光发射至光纤中，并接收脉冲光在光纤中产生的背向散射光。第一光分束器将光环形器接收的背向散射光分为第一背向散射光和第二背向散射光。移频器接收光源模块发出的连续光，发出频率偏移后的连续光。光耦合器接收第一背向散射光和频率偏移后的连续光，并发出耦合后的耦合光。光信号探测模块接收耦合光，得到光纤的应变信息。光信号探测模块接收第二背向散射光，得到光纤的损耗信息。本专利技术通过光环形器将脉冲光发送至碳纤维导线的光纤中，并接收背向散射光分为两路。检测一路背向散射光的光强得到损耗信息。通过光耦合器将另一路背向散射光与频移后的连续光耦合。检测耦合光的光强，基于频移确定应变信息。通过同时检测光纤的应变和损耗，提高了光纤损伤检测的准确度，提高了碳纤维导线损伤检测的准确度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是碳纤维导线结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例提供的碳纤维导线损伤检测装置的结构示意图；
[0019]图3是本专利技术实施例提供的第二种碳纤维导线损伤检测装置的结构示意图；
[0020]图4是本专利技术实施例提供的第三种碳纤维导线损伤检测装置的结构示意图；
[0021]图5是本专利技术实施例提供的碳纤维导线损伤检测设备的结构示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
[0023]本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维导线损伤检测装置，其特征在于，所述碳纤维导线中包括光纤，所述装置包括：光源模块、光环形器、第一光分束器、移频器、光耦合器和光信号探测模块；光源模块发出频率相同的脉冲光和连续光；光环形器接收所述脉冲光，将所述脉冲光发射至所述光纤中，并接收所述脉冲光在所述光纤中产生的背向散射光；第一光分束器将光环形器接收的背向散射光分为第一背向散射光和第二背向散射光；移频器接收所述光源模块发出的连续光，发出频率偏移后的连续光；光耦合器接收所述第一背向散射光和所述频率偏移后的连续光，并发出耦合后的耦合光；光信号探测模块接收所述耦合光，得到所述光纤的应变信息；光信号探测模块接收所述第二背向散射光，得到所述光纤的损耗信息。2.如权利要求1所述的碳纤维导线损伤检测装置，其特征在于，所述光源模块包括光源、第二光分束器和光脉冲模块；所述光源发出连续的光信号；所述第二光分束器将所述连续的光信号分为两束，一束作为所述连续光输出，另一束输出至光脉冲模块；所述光脉冲模块将所述连续的光信号调制为脉冲光并输出。3.如权利要求1所述的碳纤维导线损伤检测装置，其特征在于，所述光信号探测模块包括第一光电探测器和第二光电探测器；所述第一光电探测器接收所述耦合光，得到所述光纤的应变信息；所述第二光电探测器接收所述第二背向散射光，得到所述光纤的损耗信息。4.如权利要求1所述的碳纤维导线损伤检测装置，其特征在于，还包括第三光分束器和第四光分束器；所述光环形器、第一光分束器和光耦合器的数量均为N，N大于1；所述第三光分束器将所述光源模块发出的脉冲光分为N束，并分别输出至各光环形器，其中，每个光环形器用于对应连接一根光纤；各光环形器一一对应连接各第一光分束器；各第一光分束器一一对应连接各光耦合器，其中，每个第一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伯岩，王怡欣，臧谦，庞先海，刘宏亮，伊晓宇，刘杰，吴国强，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：