针对风电机组光纤传感器测量频率范围、准确性等检测性能亟须提升等技术瓶颈,建立光纤回音壁模式微腔振动传感方法、分布式弱光纤光栅阵列应变传感方法,提高风电机组光纤传感器测量频率相应能力,提升监测准确性;
针对光纤传感器缺乏紧凑型/芯片化设计的技术问题构建高可靠的芯片化光纤传感微结构,构建传感器多因素交叉敏感校正方法,抑制传感参量交叉敏感,形成多参量高可靠、芯片化低成本的光纤传感器;
针对光纤传感器与风电机组深度融合的技术瓶颈,建立风电机组多参量光纤传感器可靠集成方法;研究风电机组状态多参量特征并获得传播规律,以易集成、易更换、准确感知、低相互影响等为原则,建立多参量光纤传感器与风电机组的可靠集成,形成风电机组低成本多参量高可靠光纤传感监测装置。
技术难点:
1)有效开展风电机组关键部件多物理场仿真,获取其振动、应变特性,以准确无误反映风电机组在不同的故障状态;
2)光学微球腔检测灵敏度高,频率范围宽,使用光学微球腔与光纤进行有效耦合,实现对风电机组振动的不同频率成分检测;
3)光纤光栅阵列在应变检测中具有高空间分辨率、全覆盖检测、抗干扰能力强等优势,合理设计光纤光栅阵列对风电机组关键部件进行应变检测以提高应变检测的准确度;
4)光纤多参量传感器工作过程中,由于对温度等非待测量比较敏感,应变与温度同时变化时,无法单独判别待测量的变化状况,即出现应变、温度交叉敏感问题,这将严重影响传感器对待测参量的测量准确性,需有效校正多参量光纤传感器的交叉敏感问题;
5)光纤传感器在使用过程中存在因安装方法导致的稳定性差、续接困难、光束对准困难等问题,需要将光纤传感器进行结构化设计,同时需综合考虑材料选择、封装设计、结构优化、表面处理、监测维护等多个方面。
光纤回音壁模式微腔振动传感频率测量范围为0.1 Hz~10 kHz,具备极高灵敏度,涵盖了从极低频的结构振动到高频的机械振动,同时通过优化设计传感器的增敏结构及开发信号处理技术,具备强抗干扰能力,确保在恶劣环境下仍能稳定可靠的采集振动信号。
分布式弱光纤光栅阵列应变传感测量精度为±10με,设计弹性增敏结构,实现传感器灵敏度与增敏倍数的调节,可实现叶片的微小形变的高精度应变监测;同时支持多点分布式测量,可同步获取多点数据;配置温度补偿算法,可自动调整测量结果,消除温度变化带来的误差。
技术领域 |
先进制造与自动化,高性能、智能化仪器仪表,新型传感器
| 需求类型 | 关键技术研发 | 有效期至 |
2026-03-14
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合作方式 |
合作开发
| 需求来源 |
| 所在地区 | |