专利名称：一种光纤式电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电流测量技术领域，尤其涉及一种光电传感设备。
背景技术：
电力工业是国家经济建设的基础工业，在国民经济建设中有举足轻重的地位。近年来，随着全国经济的飞速发展和人们生活水平的提高，电力需求急剧增大，电力系统的电压等级和电流等级都有大幅度的提闻，电力系统的安全问题成为关系现代电网的核心问题。但是传统的以电磁感应原理为基础的电流互感器(Current transformer, CT)无法满足配电系统日益高涨的自动化需求，电磁感应式的电流互感器在测量超高压传输的电信号时，设备的体积大且测量的精度低，难以满足新一代电力系统的在线路检测、智能化、以及数字网等发展的需求。 光纤传感技术是伴随着光纤及光通信技术的发展而逐步形成的，是上世纪70年代末发展起来的一门崭新的技术。其技术原理是利用光纤易受到外界诸如温度、压力等环境条件的变化而相应地产生光的强度、偏振态变化的特性，采用适当的检测手段测量出光学量的变化，就可以推知导致光参数变化的物理量的改变程度的测量技术。基于上述技术的光纤电流传感器(Fiber Optic current sensor, FOCS)即是取代老式电磁感应式电流互感器的理想方案。首先，光纤是由绝缘材料制成，具有很好的电气绝缘性，且不受电磁辐射的影响，抗干扰能力强，频率响应快，因此光纤电流传感器在量程、测量精度、温度稳定性、响应时间等方面都优于传统电流传感器。其次，这种非接入测量方式保证了测量的安全性。最后，光纤电流传感器便于与计算机联结，便于与光纤传输系统组成遥测网络等，可实现电网的智能化和网络化。此外传统的电磁式电流传感器采用充油的方式进行绝缘，这就使得设备在使用过程中存在易燃、易爆的安全隐患。对此也急需采取新技术设备予以解决。
实用新型内容为解决传统的以电磁感应原理为基础的电流互感器所存在的上述技术难题，本实用新型提供了一种精度高、体积小、重量轻且对振动或转动不敏感的光纤电流传感器。其具体的结构如下—种光纤式电流传感器,包括激光光源I、起偏器10、调制器11、光纤稱合器2、传感光纤5、光探测器9，其中激光光源I上的出光口以及光探测器9的入光口共同耦合在起偏器10的一端上，所述起偏器10的另一端与调制器11的一端相连接；所述调制器11的另一端与光纤耦合器2的一端相连接；所述的光纤式电流传感器上还设有第一渥拉斯顿棱镜
3、第二渥拉斯顿棱镜4、MIOC多功能集成光学器件8和偏振器7 ;其中，所述的光纤稱合器2的另一端与MIOC多功能集成光学器件8的一端相连接，所述的MIOC多功能集成光学器件8的另一端与第一渥拉斯顿棱镜3的左端以及和第二渥拉斯顿棱镜4左端共同耦合在一起；所述的第一渥拉斯顿棱镜3的右端与传感光纤5的一端相连接，所述的传感光纤5的另一端和第二渥拉斯顿棱镜4的右端相连接；所述的传感光纤5上设有一个偏正器7,所述的偏正器7稱合在传感光纤5的中部。所述的传感光纤5环绕呈圆形。本实用新型的有益效果为本实用新型的动态测量范围大、测量精度高，绝缘结构简单，绝缘性能好。且由于不需要像传统的电磁式电流传感器采用充油的方式绝缘，彻底解决了传统结构的电流传感器易燃、易爆的问题。·
图I为本实用新型的结构示意图。图上的序号为激光光源I、光纤稱合器2、第一渥拉斯顿棱镜3、第二渥拉斯顿棱镜4、传感光纤5、载流导线6、偏振器7、MI0C多功能集成光学器件8、光探测器9、起偏器10、调制器11。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种新型全光电流传感器，包括激光光源I、光纤耦合器2、第一渥拉斯顿棱镜3、第二渥拉斯顿棱镜4、传感光纤5、偏振器7、MIOC多功能集成光学器件8、光探测器9、起偏器10和调制器11。其具体结构为激光光源I上的出光口以及光探测器9的入光口共同耦合在起偏器10的一端，所述起偏器10的另一端与调制器11相连接；所述调制器11的另一端与光纤耦合器2相连接；所述的光纤耦合器2的另一端与MIOC多功能集成光学器件8的一端相连接；所述的MIOC多功能集成光学器件8的另一端与第一渥拉斯顿棱镜3的左端以及和第二渥拉斯顿棱镜4左端共同耦合在一起；所述的第一渥拉斯顿棱镜3的右端与传感光纤5的一端相连接，所述的传感光纤5的另一端和第二渥拉斯顿棱镜4的右端相连接；所述的传感光纤5上设有一个偏正器7,所述的偏正器7率禹合在传感光纤5的中部。此外，所述的传感光纤5环绕呈圆形。使用前，将待测的载流导线6穿过传感光纤5的环绕呈圆形的区域。使用时，激光自激光光源I发出，依次经起偏器10、调制器11和光纤耦合器2后到达MIOC多功能集成光学器件8，所述的激光在MIOC多功能集成光学器件8处被分束为两束激光一束分束后的激光自第一渥拉斯顿棱镜3的左端进入，依次经过传感光纤5以及传感光纤5上的偏正器7后，再射入第二渥拉斯顿棱镜4的右端，最后返回MIOC多功能集成光学器件8 ;另一束分束后的激光自第二渥拉斯顿棱镜4的左端进入，依次经过传感光纤5以及传感光纤5上的偏正器7后，再射入第一渥拉斯顿棱镜3的右端，最后返回MIOC多功能集成光学器件8 ;上述两束返回的激光在MIOC多功能集成光学器件8处汇聚后依次经光纤耦合器2、调制器11和起偏器10后同时进入激光光源I和光探测器9，光探测器9接收到上述激光后转换成电信号反馈给检测电路做进一步的测量工作。
权利要求1.一种光纤式电流传感器，包括激光光源(I)、起偏器(10)、调制器(11)、光纤耦合器(2)、传感光纤(5)、光探测器(9)，其中激光光源(I)上的出光口以及光探测器(9)的入光口共同耦合在起偏器(10)的一端上，所述起偏器(10)的另一端与调制器(11)的一端相连接；所述调制器(11)的另一端与光纤耦合器(2)的一端相连接，其特征在于，所述的光纤式电流传感器上还设有第一渥拉斯顿棱镜(3)、第二渥 拉斯顿棱镜(4)、MIOC多功能集成光学器件(8)和偏振器(7):其中,所述的光纤稱合器(2)的另一端与MIOC多功能集成光学器件(8)的一端相连接，所述的MIOC多功能集成光学器件(8)的另一端与第一渥拉斯顿棱镜(3)的左端以及和第二渥拉斯顿棱镜(4)左端共同耦合在一起；所述的第一渥拉斯顿棱镜(3)的右端与传感光纤(5)的一端相连接，所述的传感光纤(5)的另一端和第二渥拉斯顿棱镜(4)的右端相连接；所述的传感光纤(5)上设有一个偏正器(7),所述的偏正器(7)稱合在传感光纤(5)的中部。
2.如权利要求I所述的一种光纤式电流传感器其特征在于，所述的传感光纤(5)环绕呈圆形。
专利摘要针对现有电磁感应式传感器的体积大、精度低和存在易燃易爆危险的技术难题，本实用新型提供一种光纤式电流传感器，包括激光光源(1)、起偏器(10)、调制器(11)、光纤耦合器(2)、第一渥拉斯顿棱镜(3)、第二渥拉斯顿棱镜(4)、传感光纤(5)、偏振器(7)、MIOC多功能集成光学器件(8)和光探测器(9)。本实用新型的有益效果是提供了一种精度高、体积小重量轻、防燃防爆且消除对振动或转动不敏感的全光纤电流传感器。
文档编号G01R15/24GK202794303SQ201220445738
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者张国辉 申请人:安徽讯和电子科技有限责任公司