СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АРХИТЕКТУР ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА ДЛЯ МОНИТОРИНГА ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА
Abstract
В статье представлен комплексный сопоставительный анализ физико-технологических конфигураций оптоэлектронного тракта для задач непрерывного измерения температуры и влагосодержания трансформаторного масла. С использованием разработанного цифрового датчика на базе метода матриц передач исследованы ограничения стандартных волоконных брэгговских решеток. Математически доказана проблема матричной сингулярности в системах с перекрестной чувствительностью при использовании идентичных гигроскопичных полимеров. Обоснована эффективность внедрения радиофотонных сенсорных систем на базе адресных волоконных брэгговских структур (АВБС) с фазовым π-сдвигом, позволяющих перевести анализ в радиочастотный диапазон и повысить разрешающую способность. Выявлен эффект деградации спектра из-за многолучевой интерференции Фабри – Перо в гетерогенных оптических линиях, что обосновывает необходимость применения гомогенных трактов на базе фоточувствительного волокна PS-1500. This article presents a comprehensive comparative analysis of the physical and technological configurations of an optoelectronic path for the continuous measurement of temperature and moisture content in transformer oil. Using a developed digital sensor based on the transfer matrix method, the limitations of standard fiber Bragg gratings are investigated. The problem of matrix singularity in systems with cross-sensitivity when using identical hygroscopic polymers is mathematically proven. The efficiency of implementing microwave photonic sensor systems based on addressed fiber Bragg structures (AFBS) with a phase π-shift is substantiated, enabling the transfer of signal analysis to the radio-frequency range and significantly improving resolution. The effect of spectral degradation due to multipath Fabry-Perot interference in heterogeneous optical lines is revealed, justifying the necessity of using homogeneous paths based on PS-1500 photosensitive fiber.