光纤法珀传感器的改进型相位生成载波法解调

为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题,搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先,理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Atan算法中参与反正切运算的正弦与余弦两路信号的影响。然后,针对外调制或伴生调幅较小的情况,提出了一种基于系数补偿的改进型PGC-Atan算法(PGC-CC-Atan)。该算法通过构造与C值和载波相位延迟有关的系数,消除反正切运算中的非线性参数。针对内调制情况,提出了一种基于椭圆拟合的改进型PGC-Atan算法(PGCEF-Atan)。该算法通过基于分块矩阵的最小二乘法拟合椭圆并提取3个椭圆参数,进而将受非线性因素影响的正弦与余弦两路信号校正为正交信号。最后,通过仿真验证了改进型算法的正确性,并采用高调制特性的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和常规腔长的EFPI等搭建PGC解调系统,对比经典PGC-Atan算法与两种改进型算法的解调性能,证实了改进型算法非线性失真抑制的有效性。实验结果表明:一定C值范围内,两种改进型算法可在非线性因素影响下有效解调。PGC-EF-Atan算法相较于PGC-CC-Atan算法,解调信纳比提升了11.602 dB,总谐波失真降低了10.951%。两种改进型算法中,PGC-EF-Atan算法对非线性失真的抑制效果更好,且解调线性度良好,准确度高。

SF6替代气体分解特性的研究综述

SF6是一种广泛应用于气体绝缘电气设备中的优良绝缘气体,但它的全球变暖潜能值高,环保性能指标较低。为从根本上杜绝SF6的使用,需要发展SF6替代技术。潜在SF6替代气体多为含碳类化合物,由于气体混合方案、缺陷或故障条件等不同,气体或固体分解物的种类及其变化规律差异较大,直接影响着缓冲气体、吸附剂和固体材料等的选择,同时也是基于气体分解法诊断气体绝缘电气设备故障的重要依据。为此,该文从分解特性的角度,介绍几种备受关注的潜在SF6替代气体分解特性的国内外研究进展,比较各文献中不同实验条件下的分解特性,并归纳可能的分解路径。在此基础上,从环保、毒性、缓冲气体、化学沉积物、吸附剂、故障诊断等方面对SF6替代技术做了全景展望。

电晕放电下C5F10O混合气体的分解特性

C5F10O的绝缘强度高且全球变暖潜能值低,是一种潜在的SF6替代气体,但其分解特性的研究尚少。该文首先基于密度泛函理论对C5F10O的分解路径进行计算,结果表明,C5F10O初步裂解可形成CF3-、F-、C3F7-等自由基,这些自由基经复合或分解反应可最终生成CF4、C2F6、C3F8等氟碳类化合物。随后进行C5F10O/空气与C5F10O/N2混合气体的工频电晕放电实验,采用气相色谱质谱联用技术对分解产物进行定性和定量检测,并分析分解产物的体积分数变化与气体混合比和施加电压之间的关系。实验结果表明:两种混合气体的分解物主要成分为CO、CO2、CF4、C2F6、C3F8、C2F4和C3F6;氟碳类气体总体积分数、CO体积分数及CO2体积分数均与C5F10O混合比例、施加电压正相关。从应用条件和减少分解产物种类与毒性角度考虑,比例为93.5%~96%的空气适合用作C5F10O的缓冲气体。

光纤法布里-珀罗传感器的解调方法研究综述

光纤法布里-珀罗传感器以灵敏度高、抗干扰能力强等优点在医疗检测、水声探测、电力监测等领域受到了广泛的关注。光源参数、传感头结构与解调方法是制约光纤法布里-珀罗传感器检测能力的主要因素。对光纤法布里-珀罗传感器解调,即从携带法布里-珀罗传感器腔长信息的输出光信号中提取腔长信息。该腔长信息映射出了传感头所感受到的振动、位移、加速度、温度等待测量信息。一种好的解调方法能够提高光纤法布里珀罗传感器的解调速度、分辨率、动态范围等性能,而光纤法布里-珀罗传感器的解调方法多达数十种,针对特定的应用场景如何选择适宜的解调方法往往令人困扰。本文首先介绍了光纤法布里-珀罗传感器的输出信号特征,然后从原理上详述了常见解调方法的影响因素,并介绍了国内外研究单位提出的多种改进方法,最后从解调方法的适用范围及光纤法布里-珀罗传感器的复用技术两方面出发,提出了解调方法的选取原则。

活性氧化铝和分子筛对C3F7CN/CO2及其过热分解产物的吸附特性

近几年提出的环境友好型气体绝缘介质全氟异丁腈(C3F7CN),在介电特性和环保方面表现良好,具有替代SF6气体的可能性。探究常用吸附剂对绝缘介质C3F7CN及其分解产物的吸附特性,可为实际设备中吸附剂的选择提供参考。在过热实验基础上,对比分析γ-Al2O3和分子筛(3A、4A和5A)对绝缘介质C3F7CN和缓冲气体CO2及其混合气体分解产物的吸附特性。C3F7CN/CO2混合气体在650℃下的过热分解产物主要为CO、CF4、C2F6、C2F4、C3F8、C3F6、i-C4F10、CF3CN、CNCN和C2F5CN等。实验结果表明:γ-Al2O3和分子筛对缓冲气体CO2及分解产物CO和全氟碳类气体的吸附能力较弱,但能有选择地吸附腈类气体。其中,四种吸附剂均能有效吸附腈类气体CNCN,但只有γ-Al2O3和5A分子筛能有效吸附CF3CN气体,γ-Al2O3吸附速率大于5A分子筛。此外,γ-Al2O3能吸附绝缘介质C3F7CN,故不适合用于以C3F7CN混合气体作为绝缘介质的电力设备中。