光纤光栅在安全监测领域有哪些应用？

光纤传感无电安全监测技术是本世纪兴起的前沿应用学科，既用光纤感测信号又用光纤传输信号,是目前传感技术最杰出的代表。是自动检测的革命性技术。光纤光栅传感器是一种新型全光纤无源器件，与普通传感器相比，具有不可比拟的优势和特点。它本质防爆、无电传感、化学性能稳定、传输距离远、可用于对外界参量的绝对测量，这种特性在传感器领域中引起了革命。其产业已被国内外公认是最具有发展前途的高新技术产业之一，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。光纤传感由于其固有的优势必会在不久的将来取代传统的传感技术。

光纤光栅传感技术是一种基于光学原理的传感技术，可以用于实时监测和测量物理量的变化，如温度、应力、压力等。在安全监测领域，光纤光栅传感技术可以应用于以下几个方面：结构安全监测：光纤光栅传感技术可以通过监测结构的应变、位移、变形等参数，实现对桥梁、隧道、建筑物等结构的安全监测，提高工程的可靠性和安全性。电力设备安全监测：光纤光栅传感技术可以用于实时监测高压输电线路和变电站等电力设备的温度、振动等参数，及时发现故障和异常，保障电力设备的安全运行。工业安全监测：光纤光栅传感技术可以应用于机器设备和工业生产线的安全监测，监测机器运行中的振动、温度等参数，及时发现设备故障，防止事故发生。环境安全监测：光纤光栅传感技术可以用于环境安全监测，如地震、火灾等灾害的实时监测和预警。

光纤光栅传感器在电力安全监测

发电站通常位于能源附近，如煤矿、坝址或可再生能源农场。电网是将电力从发电站输送到用户的互联网络。电网通常由变压器、输电塔、架空输电线路和配电线路以及许多其他部件组成，包括断路器、隔离开关、电涌放电器，所产生的电力被提升到一个高电压，在这个电压下，它与架空输电线路相连。到达变电站后，电力将由变压器从传输级电压降到配电级电压。电力塔是一个高大的结构，通常是一个钢格架塔，用于支撑架空输电线路。最后，电力再次从配电电压降到所需的工作电压。自然灾害(如暴雨、暴风雪和雷击)给电网造成的损失是巨大的。因此，建立智能故障诊断系统对电网的实时健康监测与评估具有重要意义。

一般来说，通过光纤传感器可以测量地质/天气引起的杆塔应变、倾斜和变形。输电线路的短路或开路可以通过测量温度、结冰和舞动来评估。基于光纤干涉仪的传感器可以设计出超高灵敏度的传感器，但用于局部放电的检测。光纤光栅由于其超强的复用能力，在各种应用中得到了广泛的应用，是目前商业化程度最高的光纤器件之一。由于OPPC/OPGW在电网中的广泛应用，分布式光纤传感器已经在很多领域得到了应用，成为最有前途的传感方案之一。

煤矿电气设备温度监测

井下许多电气设备需要进行温度监测,如井下高爆开关断路器会因插接触头接触不良、接触电阻增大、触头温升等影响设备安全;井下各类电力电缆和动力电缆超负荷工作比较普遍,电缆本体、电缆接头.电缆终端经常发热,严重时会引起电缆火灾;井下其他动力设备如大功率电动机、通风机、带式输送机等的关键部位均需要进行温度监测。

光纤光栅温度监测技术是无电测温技术,有极强的抗强电干扰能力,是电力测温技术的重大突破;可直接实时监测开关柜内部触头、母线排、变压器内部绕组﹑油温、高压电缆部、外部或接头、人工不便于靠近或对人有害的场所。光纤光栅温度监测精确、安全,而且对被测设备的运行无不良影响。

煤矿渗压监测

在矿井巷道生产过程中,地面悬湖、悬河以及地下暗河水可通过裂隙、断层、塌陷区等各种通道涌入矿井,当矿井涌水超过正常排水能力时,极易发生透水事故。因此,对巷道岩层渗压进行实时在线监测具有重要的现实意义。

光纤光栅渗压计采用压力弹性元件作为传感基底,专为精确测量完全饱和或者部分饱和土壤和岩石中的小孔水压而设计。光纤光栅煤矿渗压监测示意如图5所示。

将光纤光栅渗压计通过钻孔方式安装在巷道岩层深处。当岩石水系增大时,压动弹性元件引起光纤光栅波长的变化,光纤光栅信号处理器检测到相关信号后即可计算出水压的大小。

光纤光栅传感器是一种新型全光纤无源器件，与普通传感器相比，具有不可比拟的优势和特点。它本质防爆、无电传感、化学性能稳定、传输距离远、可用于对外界参量的绝对测量，这种特性在传感器领域中引起了革命。其产业已被国内外公认是最具有发展前途的高新技术产业之一，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。光纤传感由于其固有的优势必会在不久的将来取代传统的传感技术。