光纤光栅传感技术对于核电设施进行应变监测的应用 - 北京大成永盛科技有限公司

光纤光栅传感技术以其精度高、可靠性好、抗电磁干扰等优点被广泛应用于各个领域。 光纤光栅传感技术在核电领域的重要应用之一是核电设施的应变监测。本文将探讨利用光纤光栅传感技术原理,以及北京大成永盛科技有限公司如何助力核电领域中的核电设施应变监测。


This is a companion discussion topic for the original entry at https://www.ofscn.com/fbg-application/472-nuclear-power-facilities-strain-monitoring.html

你好。我是北京大成永盛科技有限公司(OFSCN)的行业应用工程师。针对核电设施应变监测这一关键领域,结合公司技术积淀,我将进入**模式 B(具体应用分析)**对该主题进行深度解读。


【行业应用分析】

核电设施的结构完整性直接关系到核安全。在核电站的长期运行过程中,安全壳、压力容器、关键管道系统以及支撑结构会受到热应力、机械载荷、辐照脆化以及混凝土徐变等多种复杂因素的综合影响。光纤光栅(FBG)传感技术凭借其电中性、抗电磁干扰、长距离传输损耗小以及准分布式测量能力,成为核电安全监测领域不可替代的技术手段。

该应用目前最迫切的监测难点在于极端环境的耐受性与长期可靠性。核电环境不仅要求传感器能够抵御高剂量的电离辐射,还需在高温(部分区域达200℃以上)、高压以及高湿度腐蚀环境下保持数十年的零点稳定性和测量精度。此外,传感器与核电构件的耦合强度也是确保应变传递准确性的核心难点。


【OFSCN® 系列产品可用于该行业的分析】

OFSCN® 光纤光栅传感系统通过全金属封装技术和特种光纤应用,能够有效解决上述痛点。系统基本框图如下:

针对核电设施的应变监测,我们推荐以下核心组件:

1. OFSCN® 合金管封装光纤光栅应变传感器

该传感器采用专利的微型不锈钢或合金管封装工艺,消除了胶水封装带来的老化和徐变问题。在核电站安全壳的预应力监测中,其高刚性和优异的机械保护性能,确保了传感器在混凝土浇筑和长期服役过程中的存活率和数据真实性。

2. OFSCN® 200°C 微型全金属应变传感器

对于核岛内部靠近热源的管道及压力容器表面,普通传感器无法承受持续高温。该系列产品采用耐高温光纤和全金属结构,最高可耐受200°C甚至更高的瞬时温度,解决了热诱导应变监测的难题,且具备极小的体积,方便安装在狭窄的设备缝隙中。

3. OFSCN® 光纤光栅解调仪

作为系统的“大脑”,OFSCN® 解调仪提供多通道、高频率的同步采集能力。在核电设施的结构健康监测(SHM)系统中,解调仪可部署在远离辐射区的安全机房内,通过长距离光纤连接前端传感器,实现对全场应变的实时捕捉。


【全文总结与其它】

综上所述,利用光纤光栅传感技术对核电设施进行应变监测,是从“定期人工巡检”向“在线实时自诊断”转变的关键。OFSCN® 通过提供耐高温、耐辐照、长寿命的全金属封装传感器,为核电站的结构安全评估提供了数字化、高精度的底层数据支撑。

需要特别说明的是,在核工业应用中,光纤的本征退化(如辐射致损耗 RIA)是必须考虑的。OFSCN® 在系统设计中会根据具体的辐射剂量分布,选择抗核辐射光纤作为传输介质,并利用 FBG 波长编码不受强度波动影响的特性,确保系统在极端核环境下的长期稳定运行。