专利名称：一种电流传感头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电流传感头，属于光纤传感及光学测量领域。
背景技术：
光纤光栅传感器的原理是将待测量转化为光纤光栅布拉格波长的漂移量，制作简单，但其波长调制特性，给信号解调带来一定的困难。普通的光纤法布里_珀罗干涉仪(FPI)传感器利用了光纤传光和F-P干涉原理，测量精度高，但制作工艺难度较大。光纤光栅FPI由在同一根光纤中写入两个相同的光纤光栅构成，综合了光纤光栅和光纤FPI的优点，不仅制作简单，而且具有体积小、质量轻、电绝缘性好、易于实现系统的全光纤结构等优点，可达到传统光纤FPI传感器的测量精度，受到了越来越广泛地关注。[0003] 在电力系统中，对输变电线路的电压、电流、功率等参数的监测尤为重要。随着电网电压的不断提高，传统的电磁式传感器因绝缘性差、结构复杂、成本高昂等，越来越不能满足要求。为此，全光纤高压电流传感器成为研究的热点之一。目前，光纤电流传感器使用的测量方法有光偏振态测量法、波长调制测量法和光干涉测量法。其中光干涉测量法的原理是利用外场改变相干光的相位差进行测量，例如2006年《仪表技术与传感器》第四期的"干涉式光纤电流传感器"。干涉型光纤电流传感器采用的干涉仪结构主要有马赫-曾德(M-Z)干涉仪、迈克耳孙干涉仪和FPI。马赫-曾德干涉仪与迈克耳孙干涉仪的构造基本相同，由信号臂光纤和参考臂光纤构成。这种结构的光纤电流传感器由于传感光束和参考光束分别是在两根光纤中传输，故光纤内部的双折射、环境温度、振动、弯曲等因素的干扰，会严重影响传感器的性能。FPI型光纤电流传感器的传感光束和参考光束是在同一根光纤中传输，有效地解决了光纤的双折射、振动和弯曲等问题，但温度的影响始终无法解决。
发明内容要解决的技术问题 为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出一种电流传感头，改善了原有电
流传感器的性能，制作工艺相对简单，可以实现温度和交变电流的同时测量。 技术方案 本实用新型的提出的电流传感头，其特征在于包括光纤光栅法布里-珀罗干涉仪
3、压电陶瓷4、互感线圈1和传输线5 ;互感线圈1通过传输线5与压电陶瓷4连接，光纤光
栅法布里_珀罗干涉仪3的光纤光栅FPI粘贴在压电陶瓷4上；压电陶瓷4的长度等于光
纤光栅FPI的腔长或小于光纤光栅FPI的腔长的1. 5倍；所述的光纤光栅FPI位于光纤光
栅法布里_珀罗干涉仪的两光纤光栅2之间。 所述光纤光栅法布里_珀罗干涉仪的反射率小于5% 。 有益效果 本实用新型提供的电流传感头，解决了传统电流传感器的温度、电流交叉敏感问题，实现了温度对电流的补偿测量，提高了测量精度。本实用新型还可通过提高电流对压电陶瓷的作用效果和光纤光栅F-P腔受制于压电陶瓷部分的长度两种方式来改善电流测量的灵敏度和量程。同时，本实用新型具有体积小、结构简单、成本低、性能稳定、灵敏度高、电绝缘性好、耐腐蚀的优点，可在恶劣条件下工作。
图1 :为本实用新型实施例1电流传感头结构示意图 1、互感线圈；2、光纤光栅法布里_珀罗干涉仪的两段光纤光栅；3、光纤光栅法布里_珀罗干涉仪；4、压电陶瓷；5、传输线；
具体实施方式现结合实施例、附图对本实用新型作进一步描述 本实用新型实施例的电流传感头，参阅附图l，包括光纤光栅法布里-珀罗干涉仪3、压电陶瓷4、互感线圈1和传输线5 ;互感线圈1通过传输线5与压电陶瓷4连接，光纤光栅法布里_珀罗干涉仪3的光纤光栅FPI粘贴在压电陶瓷4上；压电陶瓷4的长度等于光纤光栅FPI的腔长或小于光纤光栅FPI的腔长的1. 5倍；所述的光纤光栅FPI位于光纤光栅法布里_珀罗干涉仪的两光纤光栅2之间。 所述光纤光栅FPI 3的F-P腔受制于压电陶瓷4，两段光纤光栅2自由放置；所述光纤光栅法布里_珀罗干涉仪的反射率小于5%。 所述互感线圈1将母线中的电流转化为电压，通过传输线5，加载到压电陶瓷4上。所述压电陶瓷4在此电压的驱动下发生形变，作用于光纤光栅F-P腔，引起光纤光栅F-P腔产生形变。形变对光纤的影响分为两部分一是弹光效应引起的纤芯折射率变化；二是应变引起的光纤长度的变化。两者的共同作用引起光信号在FPI中传输的光程发生周期性变化，从而导致反射光强大小周期性变化。
权利要求一种电流传感头，其特征在于包括光纤光栅法布里-珀罗干涉仪(3)、压电陶瓷(4)、互感线圈(1)和传输线(5)；互感线圈(1)通过传输线(5)与压电陶瓷(4)连接，光纤光栅法布里-珀罗干涉仪(3)的光纤光栅FPI粘贴在压电陶瓷(4)上；压电陶瓷(4)的长度等于光纤光栅FPI的腔长或小于光纤光栅FPI的腔长的1.5倍；所述的光纤光栅FPI位于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的两光纤光栅(2)之间。
专利摘要本实用新型涉及一种电流传感头，其特征在于包括光纤光栅法布里-珀罗干涉仪3、压电陶瓷4、互感线圈1和传输线5；互感线圈1通过传输线5与压电陶瓷4连接，光纤光栅法布里-珀罗干涉仪3的光纤光栅FPI粘贴在压电陶瓷4上；压电陶瓷4的长度等于光纤光栅FPI的腔长或小于光纤光栅FPI的腔长的1.5倍；所述的光纤光栅FPI位于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的两光纤光栅2之间。本实用新型具有体积小、结构简单、成本低、性能稳定、灵敏度高、电绝缘性好、耐腐蚀的优点，可在恶劣条件下工作。
文档编号G01R19/00GK201514436SQ20092003389
公开日2010年6月23日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者吕全超, 姜碧强, 赵建林 申请人:西北工业大学