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为下一代核电站开发先进的温度传感器仪表

来源:发表时间:2018-11-20

    新核电发电是满足未来全球电力需求的重要非化石燃料选择。为确保公共安全并保持能源安全,新反应堆必须比以前的设计更安全,更有效。上海自动化仪表三厂设计计划正在推动下一代核电站的发展,其设计包括熔盐反应堆,钠冷快堆,铅冷快堆,超高温反应堆和超临界水冷反应堆。


    这些反应器将在500-1200°C的温度下运行,使其能够以比其前代产品更高的效率运行,并提供所需的热量以大量生产氢气而不产生额外的CO 2。这些系统的安全和有效运行将需要压力和温度传感器,这些传感器能够在所提出的Gen-IV反应堆设计的恶劣环境中存活。


    为了满足这一需求,上海仪表三厂正在研究可靠,高温,耐辐射的温度传感器,仅使用一根光纤即可提供许多在线温度测量和高精度压力数据。


    该研究利用光学背向散射反射计(OBR)和询问系统,探索将辐射硬化的飞秒激光写入光纤布拉格光栅(fsFBG / FBG)与恶劣环境外部法布里 - 珀罗干涉仪(EFPI)压力传感器相结合单纤维。



    该图显示了两个FBG和一个EFPI在0°C和100°C时的波长相关反射系数,EFPI间隙分别为120μm和160μm。图的底部显示了传感器设计,显示了在光纤中写入的两个FBG和在光纤尖端构造的EFPI间隙。


    FBG强烈反射单个波长的光,其随温度线性增加。EFPI反射是干涉条纹图案。随着EFPI间隙由于压力增加而缩小,边缘最大值之间的波长范围增加。第一阶段的工作在美国能源部的先进传感器和仪器通讯中有所体现。


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