光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究

作     者：赵燕杰 牛昊 李惠 李文敬 孙纯 ZHAO Yanjie;NIU Hao;LI Hui;LI Wenjing;SUN Chun

作者机构：山东建筑大学理学院山东济南250101 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院激光研究所山东济南250100 

出 版 物：《山东建筑大学学报》 (Journal of Shandong Jianzhu University)

年 卷 期：2024年第39卷第2期

页      面：102-107页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：山东省重点研发计划项目(公益类)(2019GSF111011) 山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MF109) 山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2020CXGC010204) 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) 

主　　题：铅酸蓄电池 光纤传感器 光纤FP腔 硫酸体积分数监测 

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%。