CN203502141U - 一种测量锂电池组温度的光纤传感器 - Google Patents
一种测量锂电池组温度的光纤传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203502141U CN203502141U CN201320659871.5U CN201320659871U CN203502141U CN 203502141 U CN203502141 U CN 203502141U CN 201320659871 U CN201320659871 U CN 201320659871U CN 203502141 U CN203502141 U CN 203502141U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- coat
- lithium battery
- ceramic pipe
- fibre
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 36
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000000382 optic material Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种测量锂电池组温度的光纤传感器，所述光纤传感器包括光纤及套在光纤外部的陶瓷管；其中，所述光纤包括：纤芯、包层及涂覆层；所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层包覆在所述包层外侧，所述纤芯内包含有利用紫外激光刻制的光栅；其中，所述光栅两头部分的涂覆层被剥除，在被剥除的涂覆层处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。通过本实用新型实施例的光纤传感器，可以对器件内的温度进行准确测量，在陶瓷管的保护下，防止外力影响测量结果，并且在实际应用中不影响器件的工作；利用上述光纤传感器能够监测器件工作温度，提高了器件运行的可靠性，为器件的寿命监测提供了可靠依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤传感器，尤指一种可以排除外力用于锂电池组温度测量的光纤传感器。
背景技术
光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号的新型传感技术。光纤布拉格光栅传感器是用布拉格光栅作为敏感元件的功能型光纤传感器，其传感原理是利用光纤材料的光敏性，用紫外光的空间干涉条纹在纤芯内形成空间相位光栅，根据外界物理参量对反射布拉格光栅中心波长的影响来反向检测外界物理值。对布拉格光栅中心波长有影响的物理量有两种：温度和应力；并且，布拉格光栅中心波长的变化与温度和应力呈线性关系。
现有的大规模锂电池储能需要串并联大量的锂电池，大量锂电池单体的串并联使用使得不均衡性对锂电池性能的影响很大。不均衡性的影响很大程度体现在温度上，规模化锂电池由于都是装柜运行，而电池柜的通风通常位于电池柜的上部，通风的不均匀使得不同位置锂电池的温度差异较大，温度高的锂电池会提前退役，从而导致整个电池柜电池的提前退役，对储能系统产生极大的浪费。对温度不均衡性，通过监测锂电池热电温度来防止发热损坏。
目前对储能锂电池的温度监测普遍采用的是热敏电阻方法，通过在电池组中放热敏电阻，监测相关点的温度变化实现对储能电池的温度监测。但由于现在使用的每个储能电池组是由多个锂电池芯串并联组成，电芯之间的不均衡性是造成电池组老化的主要原因，采用热敏电阻通常只监测整个电池组的某几个点，不是监测每个电芯，通常一个储能电池组的热敏电阻约2-4个，对储能电池组内部温度分布的反映极为有限，远不能满足电芯监测的要求；并且热敏电阻是电信号传感器，容易受电磁环境的干扰；如果个数太多，信号接线也较复杂，在一定程度上限制了热敏电阻方法的应用，所以需要一种更先进的储能电池组测温期间来解决以上问题。
实用新型内容
为解决以上问题，本实用新型利用光纤传感技术，提出了一种可以进行温度测试的光纤传感器，排除应力对布拉格光栅中心波长的影响，来达到通过温度变化与波长变化的关系进行温度监测的目的。
为达到上述目的，本实用新型提出了一种测量锂电池组温度的光纤传感器，所述光纤传感器包括光纤及套在光纤外部的陶瓷管；其中，所述光纤包括：纤芯、包层及涂覆层；所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层包覆在所述包层外侧，所述纤芯内包含有利用紫外激光刻制的光栅；其中，所述光栅两头部分的涂覆层被剥除，在被剥除的涂覆层处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
进一步的，所述陶瓷管对应剥除的涂覆层处设置有小孔，在所述小孔处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
进一步的，所述纤芯直径为9um，所述包层外径为125um，所述涂覆层外径为250um。
进一步的，所述陶瓷管内径为1000um，所述陶瓷管外径2000um，所述小孔直径为1000～2000um。
通过本实用新型实施例的光纤传感器，可以对器件内的温度进行准确测量，在陶瓷管的保护下，防止外力影响测量结果，并且在实际应用中不影响器件的工作；利用上述光纤传感器能够通过监测器件工作温度提高器件运行的可靠性、为器件的寿命监测提供了可靠依据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：
图1为本实用新型一实施例的光纤传感器的结构示意图。
图2为本实用新型一实施例的光纤截面示意图。
图3为本实用新型一实施例的纤芯及光栅的示意图。
图4为本实用新型另一实施例的未涂胶时的光纤传感器的结构示意图。
图5为本实用新型一实施例的光纤传感器制作流程图。
图6为本实用新型一具体实施例的锂电池组及光纤传感器位置示意图。
具体实施方式
以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
图1中所示为本实用新型一实施例的光纤传感器的结构示意图。如图1所示，光纤传感器主要包括光纤1和套在光纤1外部陶瓷管2两部分。图2为本实用新型实施例的光纤截面示意图；图3为本实用新型实施例的纤芯及光栅的示意图。结合图2及图3所示，光纤1包括：纤芯11，包层12以及涂覆层13；包层12包覆在纤芯11外侧，涂覆层13包覆在包层12外侧，纤芯11内包含有利用紫外激光刻制的光栅14；其中，光栅14两头部分的涂覆层13被剥除，在被剥除的涂覆层13处，利用密封胶3将陶瓷管2与光纤1固化密封。在图1中，为了更清楚的说明光栅14与陶瓷管2的位置关系，绘示出了位于密封胶3固化密封内的光纤1的涂覆层13、纤芯11及光栅14部分，未绘示包层12。
在本发明另一实施例中，如图4所示是未进行密封胶固化密封时的光纤传感器的结构示意图。如图4所示，陶瓷管2在对应剥除的涂覆层13处设置有小孔21(图中涂覆层13被剥除，露出的是包层12)，小孔21的作用是为了进行密封胶的滴入，以便将陶瓷管2与光纤1进行固化密封。
在本实用新型的一具体实施例中，纤芯11直径为9um，包层12外径为125um，涂覆层13外径为250um，陶瓷管内径为1000um，陶瓷管外径2000um，小孔直径为1000～2000um之间。
为了更清楚的说明本实用新型，图5为本实用新型一实施例的光纤传感器的制作流程图。如图5所示，
步骤S501，剥除如图2所示的涂覆层13，在包层12上利用紫外激光刻制制定波长的光栅14，刻制完成后在对光栅14部分采用二次涂覆工艺重新制作涂覆层13。
步骤S502，将光栅14两头部分的涂覆层13剥除(如图4中所示光纤1)，以使得封装后的光栅14部分不易受应力的影响。
步骤S503，将陶瓷管2套在光纤1外，如图4所示，使得陶瓷管2可以罩住包含有光栅14的光纤1，并且在对应的涂覆层13剥除处(暴露的是包层12)，将陶瓷管2两头各磨出一个小孔21。
步骤S504，在陶瓷管2的小孔21处滴入密封胶3，将光纤1和陶瓷管2进行固化密封，制成如图1所示的光纤传感器。
步骤S505，通过温度循环试验，确定光纤传感器波长变化与温度之间的关系。
在另一具体实施例中，如图6所示为一锂电池组植入光纤传感器的示意图。图中光纤传感器的陶瓷管2部分设置在电芯之间接触面的结合中心处，以及电极上，总共16个测温点。将上部分电芯之间的测温点用一根6个光纤传感器的光纤1串起，下部分电芯之间的测温点用一根6个光纤传感器的光纤1串起，同时用一根4个光纤传感器的光纤1串起电极上的测温点(图中电极上的4个光纤传感器仅是示意位置)，这样总共有3根光纤1从电池组中引出，通过耦合器合并成一根光纤1接入光栅解调仪即可测量光栅波长。再通过波长与温度之间的计算公式，即可得到相应测点的温度值。
在上述实施例中，光纤传感器对储能锂电池组的运行没有影响，能为储能电池组的内部温度分布提供实时准确数据，并且不会受到外力影响测试结果，提高了系统运行的可靠性、为储能电池寿命监测提供了可靠依据。
通过本实用新型实施例的光纤传感器，可以对器件内的温度进行准确测量，在陶瓷管的保护下，防止外力影响测量结果，并且在实际应用中不影响器件的工作；利用上述光纤传感器能够通过监测器件工作温度提高器件运行的可靠性、为器件的寿命监测提供了可靠依据。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述光纤传感器包括光纤及套在光纤外部的陶瓷管；其中，所述光纤包括：纤芯、包层及涂覆层；所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层包覆在所述包层外侧，所述纤芯内包含有利用紫外激光刻制的光栅；其中，所述光栅两头部分的涂覆层被剥除，在被剥除的涂覆层处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
2.根据权利要求1所述的测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述陶瓷管对应剥除的涂覆层处设置有小孔，在所述小孔处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
3.根据权利要求1所述的测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述纤芯直径为9um，所述包层外径为125um，所述涂覆层外径为250um。
4.根据权利要求2所述的测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述陶瓷管内径为1000um，所述陶瓷管外径2000um，所述小孔直径为1000～2000um。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320659871.5U CN203502141U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 一种测量锂电池组温度的光纤传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320659871.5U CN203502141U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 一种测量锂电池组温度的光纤传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203502141U true CN203502141U (zh) | 2014-03-26 |
Family
ID=50333112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320659871.5U Expired - Lifetime CN203502141U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 一种测量锂电池组温度的光纤传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203502141U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106546356A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-03-29 | 吉林大学 | 一种耐高温的光纤光栅温度传感器 |
| CN109950641A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种锂离子电池内部温度测量系统及方法 |
| CN112331945A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 北京国电光宇机电设备有限公司 | 一种具有测温装置的锂电池及锂电池组 |
| CN113176513A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-27 | 深圳吉阳智能科技有限公司 | 状态监测单元、状态监测方法及电池 |
| CN113281008A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-20 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光学器件的芯片焊接状态检测方法 |
-
2013
- 2013-10-24 CN CN201320659871.5U patent/CN203502141U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106546356A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-03-29 | 吉林大学 | 一种耐高温的光纤光栅温度传感器 |
| CN109950641A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种锂离子电池内部温度测量系统及方法 |
| CN112331945A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 北京国电光宇机电设备有限公司 | 一种具有测温装置的锂电池及锂电池组 |
| CN112331945B (zh) * | 2020-11-05 | 2021-12-07 | 北京国电光宇机电设备有限公司 | 一种具有测温装置的锂电池及锂电池组 |
| CN113281008A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-20 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光学器件的芯片焊接状态检测方法 |
| CN113176513A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-27 | 深圳吉阳智能科技有限公司 | 状态监测单元、状态监测方法及电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203502141U (zh) | 一种测量锂电池组温度的光纤传感器 | |
| CN202869694U (zh) | 一种光纤光栅温度/湿度传感器 | |
| CN205262638U (zh) | 用于对温度和应变同时测量的双芯光子晶体光纤传感器 | |
| CN104121889B (zh) | 一种基于botdr分布式光纤传感的杆塔倾斜监测系统及方法 | |
| CN204613104U (zh) | 一种基于错位熔接的光纤湿度传感器 | |
| CN102169026B (zh) | 一种采用光纤光栅传感器的消耗性温深剖面测量系统 | |
| CN109950641A (zh) | 一种锂离子电池内部温度测量系统及方法 | |
| CN103837797A (zh) | 一种光纤复合架空地线雷击辨别与定位方法 | |
| CN206339317U (zh) | 一种变压器绕组温度在线监测装置 | |
| CN103076108A (zh) | 一种基于fbg的新型电力电缆导体温度测量传感器 | |
| CN109297479A (zh) | 一种可测得其在工作状态下的温度分布的光纤环及其绕制方法 | |
| CN207147667U (zh) | 一种碳纤维预浸料封装的回形带状传感器 | |
| CN104697682A (zh) | 一种光纤光栅测力方法及传感器 | |
| CN204831618U (zh) | 气象用高灵敏度温度传感器 | |
| CN203465450U (zh) | 一种应变与温度双参光缆 | |
| CN110726681A (zh) | 用于温湿度、pH值检测的一体式光纤布拉格光栅传感器 | |
| CN106441653B (zh) | 一种地质力学模型试验隧道明洞模型受力应变监测方法 | |
| CN202994328U (zh) | 光纤光栅传感器 | |
| CN107677391A (zh) | 一种电池温度传感器 | |
| CN105115439A (zh) | 一种测量干式空心电抗器包封应变的光纤Bragg光栅应变传感器及其使用方法 | |
| CN105157873B (zh) | 圆环式光纤光栅温度传感器及封装方法 | |
| CN103852190B (zh) | 一种测量ArF准分子激光器腔内温度的光纤光栅传感器 | |
| CN114166333B (zh) | 一种海底振动信号测量装置和测量方法 | |
| CN105466972A (zh) | 一种基于zigbee技术的智能涂层裂纹监测系统 | |
| CN205483422U (zh) | 一种基于光纤光栅的漏油检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140326 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |