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1991年K. A. Murphy等首次報道了可檢測動態(tài)應(yīng)力變化的EFPI傳感器，受限于當(dāng)時的技術(shù)水平，該傳感器并不能應(yīng)用于高頻聲波信號檢測中。在隨后幾年中，P. C. Bear和T. N. Mills等多次報道了可用于檢測超聲波信號的EFPI傳感器，該傳感器的聲光換能元件為聚合物膜片。

20世紀(jì)90年代末，P. C. Bread等利用聚乙二醇（Polyethylene Glycol, PEG）的彈性效應(yīng)將其制作成聲光換能元件，并使用此換能元件完成了EFPI傳感器的設(shè)計制作，該傳感器具有25MHz的檢測帶寬，且檢測靈敏度為25mV/MPa，最小可測聲壓為20kPa；此研究團(tuán)隊還利用聚偏二氟乙烯膜（Polyvinylidene Fluoride, PVDF）作為聲光換能元件完成了EFPI傳感器的制備，但靈敏度較低。

21世紀(jì)初，Wang Anbo等利用石英作為聲光換能元件，設(shè)計制作了厚度為125μm、直徑為2.5mm的石英膜片，并利用其制作了腔長為15.6μm的EFPI傳感器，靈敏度為3.5nm/kPa，分辨率為10Pa。Deng Jingdong等設(shè)計并制作了腔長為0.66μm的EFPI傳感器，該傳感器的聲光換能元件是厚度為20μm、有效直徑為955μm的石英膜片，并利用其局放產(chǎn)生的超聲信號，得到局放超聲信號輸出幅值與局放聲源距離的關(guān)系；隨后該團(tuán)隊利用六氟化硫（Sulfur Hexafluoride, SF6）氣體作為法-珀腔填充介質(zhì)制備EFPI傳感器，并應(yīng)用于變壓器局放檢測中，實(shí)驗結(jié)果表明該傳感器耐壓等級到達(dá)10kV/mm，且針對不同壓強(qiáng)下封裝傳感器的性能進(jìn)行了對比測試。

2006年，Wang Xiaodong等利用微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System, MEMS）技術(shù)設(shè)計制作了厚度為25μm、邊長為2mm的硅膜片作為聲光換能元件，EFPI傳感器的腔長為90μm，利用多周期解調(diào)的方法，每個干涉條紋可對應(yīng)552Pa的聲壓，該傳感器最小可測聲壓為2.8Pa；隨后該團(tuán)隊在油箱內(nèi)安裝多支EFPI傳感器，展開局放定位研究，實(shí)驗結(jié)果表明經(jīng)計算后定位位置與實(shí)際放電位置接近。

2010年~2012年，O. Akkaya等多次報道使用光子晶體膜片作為EFPI光纖聲波傳感器的聲光換能元件，并按照該制作方式成功制作10支具有相同靈敏度的EFPI光纖聲波傳感器，解決了由于制作工藝水平而導(dǎo)致的傳感器參數(shù)性能不同的問題，但該研究團(tuán)隊提出的制作方法十分復(fù)雜，且對工藝水平要求極高。

2013年，Ma Jun等設(shè)計制作了具有1100nm/kPa靈敏度的EFPI傳感器，該傳感器的聲光換能元件為100nm厚多層石墨烯膜片，其頻響帶寬為0.2~22kHz，雖然此傳感器具有極高的檢測靈敏度，但其響應(yīng)范圍較低，不適合應(yīng)用于局放超聲信號檢測中。

S. Poeggel等將光纖光柵（Fiber Bragg Grating, FBG）與EFPI傳感器相結(jié)合，其中柵區(qū)與法-珀腔相鄰，通過FBG中心波長的變化實(shí)時測定傳感器敏感區(qū)域的溫度，實(shí)現(xiàn)對傳感器的溫度補(bǔ)償，雖然該FBG-EFPI傳感器無法實(shí)現(xiàn)對高頻聲信號的測量，但這種溫度補(bǔ)償方式對實(shí)際應(yīng)用于動態(tài)溫度變化區(qū)域內(nèi)檢測局放超聲信號的EFPI傳感器具有一定的積極意義。

2017年，Zhang Weichao等利用EFPI傳感器對局放超聲信號的傳播特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)處于液體域的固體介質(zhì)周圍出現(xiàn)了局放超聲信號增強(qiáng)現(xiàn)象；隨后通過對圓形膜片與方形膜片聲敏感特性進(jìn)行計算分析，通過優(yōu)化膜片結(jié)構(gòu)尺寸提高EFPI傳感器檢測靈敏度。

2018年，Wang Peng等將4支EFPI傳感器組成陣列應(yīng)用于變壓器油中檢測局放超聲信號，并采用雙邊相關(guān)變換（Two-sided Correlation Transformation, TCT）算法對傳感器列陣單元位置誤差進(jìn)行校正，提高了傳感器測量精度。

2020年，Li Haoyong等利用MEMS技術(shù)成功地制備出具有十字支撐梁結(jié)構(gòu)的硅膜片EFPI傳感器，該膜片厚度為5μm，諧振頻率下的檢測靈敏度為-10dB re. 1V/Pa；隨后該學(xué)者又利用菲涅爾區(qū)相位修正聚焦結(jié)構(gòu)（Fresnel Zone phase correcting Plate, FZP）對傳感器檢測靈敏度進(jìn)行優(yōu)化，將傳感器諧振頻率下的檢測靈敏度由-19.8 dB re. 1 V/Pa提高至-12.4 dB re. 1 V/Pa。

國內(nèi)對于應(yīng)用EFPI傳感器檢測局放超聲信號的研究起步較晚。

2008年，哈爾濱理工大學(xué)趙洪帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊采用MEMS加工技術(shù)制作EFPI傳感器，該傳感器膜片內(nèi)表面進(jìn)行了鍍金處理，使傳感器檢測靈敏度得到提高，并在變壓器油中成功地檢測到了局放超聲信號；該研究團(tuán)隊分別制作由厚度為60μm、直徑為4mm的硅膜片和厚度為200μm、直徑為2.5mm的石英膜片組成的EFPI傳感器，并利用針-板放電模型及PZT聲發(fā)射傳感器對所獲得的EFPI傳感器進(jìn)行靈敏度對比研究，實(shí)驗結(jié)果表面利用MEMS加工技術(shù)制作的EFPI傳感器最小可測放電量為150pC。

2009年，該團(tuán)隊針對EFPI傳感器中心工作點(diǎn)隨環(huán)境溫度及液體靜態(tài)壓力變化而改變的問題，設(shè)計了具有分布式光源自動追蹤功能的驅(qū)動電路；在2015年，該研究團(tuán)隊針對EFPI傳感器膜片結(jié)構(gòu)尺寸與檢測靈敏度的關(guān)系進(jìn)行了細(xì)致分析，完善了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)，并利用波長可調(diào)分布式反饋（Distributed Feedback Laser, DFB）激光器作為光源的正交強(qiáng)度解調(diào)系統(tǒng)，將DFB激光器中心波長穩(wěn)定在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近，隨后該團(tuán)隊提出了用于電纜終端及油浸式變壓器內(nèi)部局放超聲信號檢測的EFPI傳感器布置方案。

2016年，國網(wǎng)電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)內(nèi)蒙古電力與該研究團(tuán)隊共同對EFPI傳感器的幅頻特性以及傳感器腔長與靈敏度的關(guān)系進(jìn)行了大量研究；2017年，該團(tuán)隊針對應(yīng)用于變壓器油中EFPI傳感器因黏滯阻尼和附加質(zhì)量而導(dǎo)致其一階固有諧振頻率及靈敏度變化的問題，進(jìn)行了細(xì)致研究；2019年，該研究團(tuán)隊利用EFPI傳感器對液-固復(fù)合界面超聲信號的傳播特點(diǎn)開展相關(guān)研究，初步獲得了經(jīng)液-固復(fù)合介質(zhì)傳播后超聲信號的強(qiáng)弱變化規(guī)律；2020年，該研究團(tuán)隊采用固體介質(zhì)聲耦合及液-固-液油腔聲耦合的形式，設(shè)計并制備了可應(yīng)用于變壓器油箱壁外側(cè)檢測局放超聲信號的EFPI傳感器，為已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行的大型油浸式電力變壓器局放超聲信號檢測方法提供了新的選擇。

2014年，華北電力大學(xué)王偉等設(shè)計并制作了具有60nm/kPa靈敏度的EFPI傳感器，該傳感器響應(yīng)頻率為101.5kHz，利用同一放電模型進(jìn)行多次放電獲得傳感器檢測角度與檢測靈敏度的關(guān)系；該研究團(tuán)隊將放電模型及EFPI光纖聲波傳感器安裝在長寬高為4.5m×2m×2.5m的油浸式變壓器中，成功利用該傳感器檢測到局放超聲信號。

2017年，昆明理工大學(xué)黃俊等設(shè)計并制備EFPI光纖聲波傳感器，并在變壓器油中進(jìn)行聲衰減特性研究，并獲得該傳感器的損耗特性為25.8mV/cm。2018年，司文榮等基于支撐梁臂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計并制備了具有較高靈敏度的EFPI傳感器；隨后該研究團(tuán)隊對基于MEMS加工技術(shù)制作的EFPI光纖聲波傳感器膜片一階固有諧振頻率及靈敏度受殘余應(yīng)力影響的問題進(jìn)行了分析研究，并基于上述研究工作完成對傳感器方向響應(yīng)特性的測試。

本文編自2022年第5期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標(biāo)題為“非本征光纖法-珀傳感器局部放電檢測研究進(jìn)展”，作者為陳起超、張偉超 等。本文第一作者為陳起超，1988年生,博士研究生,研究方向為高壓電力設(shè)備絕緣檢測。通訊作者為張偉超，1984年生,博士,副教授,研究方向為光纖傳感及高壓絕緣檢測。本課題得到了國家自然科學(xué)基金青年基金、黑龍江省普通高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項資金和國網(wǎng)浙江省電力有限公司科技項目的資助。