传感技术中的风力发电应用中的光纤传感器

特种光纤不仅可以应用在通信和国防领域，现在基于特种光纤技术的光纤传感器正在监视环境，各种结构的应力检测等领域找到越来越多的应用。光纤传感器具有工作可靠，使用方便灵活，成本具有竞争优势的诸多优点。 　　英国领先特种光纤制造商Ｆｉｂｅｒｃｏｒｅ公司的ＣｈｒｉｓＥｍｓｌｉｅ博士在这篇文章中阐述了光纤传感器的新兴公司Ｉｎｓｅｎｓｙｓ如何利用他们的产品发展出针对从船舶到石油管道的不同应用的光纤传感器。 　　特种光纤通常用于光放大器，光纤陀螺以及水声设备中。然而光纤的轻便，灵活以及可靠的特性也使之在风轮，帆船的桅杆以及市政工程等中的传感器上找到应用场合。由于光纤免受电磁干扰，因此可以工作于可能产生热和 传感技术在风力发电应用中的光纤传感器是一种创新的监测手段，尤其在风能领域，它发挥了重要作用。光纤传感器以其独特的优点，如工作可靠、使用灵活、成本效益高，正在逐步取代传统的电子传感器。它们不受电磁干扰，能在高温、高压、易燃易爆的环境中稳定工作，比如在风力发电机的叶片、塔筒或其他关键结构部件中。 特种光纤是光纤传感器的核心，通常用于光放大器、光纤陀螺和水声设备。然而，它们的轻便、灵活和耐用性使得它们在各种应用场景中大放异彩，包括风力发电、航海结构如帆船的桅杆，甚至城市基础设施。光纤传感器能够精确地检测环境变化、结构应力，这对于确保风力发电设备的安全运行至关重要。 英国的Fibercore公司是特种光纤制造的领头羊，其博士Chris Emslie详细介绍了Inseysys公司如何利用Fibercore的光纤开发出针对不同领域的传感器。Inseysys通过与Fibercore的合作，能够提供适用于极端环境的高性能传感器，这些传感器能够在世界上最偏远和恶劣的条件下正常工作。 Fibercore提供了具有特殊数值孔径NA和模场直径MFd的光纤，这些光纤减少了损耗，增强了感光效果，而且不需要复杂的可拆卸连接器，降低了成本并提高了可靠性。此外，光纤光栅技术（FBG）的应用进一步提升了光纤传感器的功能，通过调整光纤的折射率，FBG可以监测多种物理量，如应力、温度、振动和压力。 通过紫外光照射光纤纤芯形成FBG，可以反射特定波长的光，实现光的滤波和反射，从而构建传感器阵列。这些阵列可以通过时分复用（TDM）技术在一个信号通道上传输多个传感器的数据，降低了系统复杂性和成本。与波分复用（WDM）技术相比，TDM技术不需要昂贵的可调激光器，使部署大量传感器成为可能。 Inseysys的系统利用TDM技术，能够在一个光纤上部署上百个传感器，覆盖广泛的应力测量范围，而WDM系统受限于可用波长数量。这种技术的进步使得风力发电场的维护和监控变得更加高效和经济。 总结来说，光纤传感器在风力发电中的应用是传感技术的一大突破，它结合了特种光纤的特性，通过FBG和TDM等先进技术，实现了对风力发电设备的全面、精确监测。这种技术的发展不仅提高了风能行业的安全性和效率，也为其他领域如海洋工程、石油管道监控等提供了借鉴，预示着光纤传感技术在未来将有更广泛的应用。