光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究

赵燕杰, 牛昊, 李惠, 李文敬, 孙纯

山东建筑大学学报 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (02) : 102-107.

光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究

  • 赵燕杰, 牛昊, 李惠, 李文敬, 孙纯
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摘要

铅酸蓄电池的电解液变化对于电池安全运行状态至关重要,研究植入性传感技术有助于精确监控蓄电池内部电解液变化等过程,及时在线获得蓄电池的实时工作性能与状态,在蓄电池安全监测领域具有重要意义。文章提出并设计了一种基于全光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot, FP)干涉仪的液体浓度传感器,其探头是由两段单模光纤和一段U形毛细石英玻璃管构成的开放式FP腔,可以使液体轻松进入空腔,不易形成气泡。该结构具有耐强酸强碱、侵入性低、体积小、抗电磁干扰和绝缘体特性等优势,可植入铅酸蓄电池内部,实现对电解液中的硫酸溶液浓度的实时在线监测。结果表明:在硫酸为0~30%的体积分数范围内,FP腔的有效腔长和硫酸溶液的体积分数具有良好的线性度,其拟合系数达0.995,硫酸溶液的体积分数测量值与真实值之间的最大偏移量<±1.05%。

关键词

铅酸蓄电池 / 光纤传感器 / 光纤FP腔 / 硫酸体积分数监测

中图分类号

TM912

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赵燕杰, 牛昊, 李惠, 李文敬, 孙纯. 光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究. 山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 102-107

基金

山东省重点研发计划项目(公益类)(2019GSF111011);山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2020CXGC010204); 山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MF109); 国家自然科学基金联合基金项目(U200620080); 齐鲁工业大学科教产试点工程基础研究类项目(培新基金:2022PX050)

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