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电力变压器的局部放电往往会对电力变电站的运行设备带来极大的破坏,造成不可挽回的经济损失。局部放电会产生超声波等一系列物理现象,可以通过检测超声波信号来判断变压器是否有局部放电的情况,一旦变压器出现故障能及时抢修。受限于变压器周围强电磁场、易腐蚀等原因,传统的压电式超声波传感器不能在变压器检测中使用。光纤F-P腔超声波传感器以其抗电磁干扰、耐腐蚀、精确度高、质地轻、可挠曲等优点,能很好的运用于变压器检测系统中。本文根据法布里-珀罗腔光线干涉原理,制备了光纤F-P腔超声波传感器,利用其传感特性搭建了光纤超声波传感器解调系统,利用采集到的超声波信号进行解调分析,对提高光纤F-P腔超声波传感器的灵敏度展开了深入研究。主要研究内容如下:(1)根据F-P腔的多光束干涉理论以及传感原理,设计了一种光纤F-P腔超声波传感器,分析了强度型解调与相位型解调的基本原理。分析了石英膜片的结构参数对灵敏度与谐振频率的影响,通过ANSYS仿真软件Workbench平台对不同结构参数的膜片进行仿真对比,优化了超声波传感器石英膜片的有效半径和厚度参数,制备了 3只光纤F-P腔超声波传感器。(2)根据对高速超声波信号的检测原理,研制了光纤F-P腔超声波传感器解调系统。对该系统硬件电路进行了详细的设计,对DFB窄带激光二极管、低噪声光电二极管和光纤耦合器等光学元器件的选型,以及对这些光学器件接口和法兰盘的分析。通过对放大器芯片、电源芯片和AD采集芯片的选型,研制了放大电路、电源转换模块和A/D数据采集模块,搭建了光纤F-P腔超声波传感器解调系统。研发了系统上位机软件,上位机通过USB 口与解调仪采集模块通讯,具有实时采集数据、存储数据库,数据不同显示方式,参数配置和性能分析等功能,通过测试,上位机采集功能、数据存储功能、显示功能等正常。(3)利用电子脉冲放电产生超声波信号,通过光纤F-P腔超声波传感器和压电陶瓷传感器对信号进行采集检测,通过采集的两种传感器在同种局放源下的输出电压幅值,研究了传感器输出电压幅值与超声波声压的关系。通过3只光纤F-P腔超声波传感器横向对比实验研究了传感器的结构参数和固有频率对灵敏度的影响;研究了光纤F-P腔超声波传感器在不同介质中的阻尼对灵敏度的影响;对比了光纤传感器和压电式传感器的测试性能。