一种全光纤电流互感器制造技术

本发明专利技术公开了一种全光纤电流互感器，包括光源、与光源连接的耦合器、与耦合器连接的光电探测器和Y分支集成光学相位调制器、与光电探测器连接的放大器和模数转换模块、与放大器和模数转换模块连接的第一数字解调器和第二数字解调器、通过保偏延迟光纤与Y分支集成光学相位调制器连接的光纤传感头，所述光纤传感头包括λ/4波片、与λ/4波片连接的第一传感光纤和第二传感光纤以及平行设置的第一圆箍骨架、第二圆箍骨架，所述λ/4波片的初始相位延迟为101°，所述第一传感光纤和第二传感光纤末端分别设有第一反射镜和第二反射镜。本发明专利技术提高了全光纤电流传感器的温度稳定性，延长了其使用寿命，同时可以实时获取光纤传感头的温度信息。

An All-Fiber Current Transformer

【技术实现步骤摘要】
一种全光纤电流互感器
本专利技术涉及互感器
，具体涉及一种全光纤电流互感器。
技术介绍
与传统电磁式电流互感器相比，光学电流互感器有着体积小、重量轻、绝缘结构简单、测量动态范围大、精度高、抗电磁干扰能力强等优点，而且无磁饱和及铁磁谐振以及二次开路等问题。光学电流互感器按实现方式可以分为磁光玻璃式电流互感器和全光纤电流互感器。全光纤电流互感器利用特殊光纤作为电流传感材料，系统各元件均通过光纤熔接连接而成，无分立元件，结构简单，抗振动能力强，连接可靠，长期稳定性好，且系统所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致性好，但是λ/4波片、传感光纤的线性双折射随温度变化和维尔德常数随温度变化等原因常常会影响全光纤电流互感器的精度，因此减小环境温度引入的误差成为了全光纤电流互感器大范围推广应用必须解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术不足，本专利技术提供一种全光纤电流互感器，目的是减小外界环境温度对全光纤电流互感器精度的影响，提高全光纤电流互感器的温度稳定性。本专利技术的技术解决方案：一种全光纤电流互感器，其特征在于：包括光源、与光源连接的耦合器、与耦合器连接的光电探测器和Y分支集成光学相位调制器、与光电探测器连接的放大器和模数转换模块、与放大器和模数转换模块连接的第一数字解调器和第二数字解调器、通过保偏延迟光纤与Y分支集成光学相位调制器连接的光纤传感头，所述第一数字解调器和第二数字解调器与主备倒换控制模块连接，用于实现输出的切换，所述光纤传感头包括λ/4波片、与λ/4波片连接的第一传感光纤和第二传感光纤以及平行设置的第一圆箍骨架、第二圆箍骨架，所述λ/4波片的初始相位延迟为101°，所述第一传感光纤和第二传感光纤末端分别设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一传感光纤螺旋缠绕在第一圆箍骨架上，所述第二传感光纤螺旋缠绕在第二圆箍骨架上。优选的所述一种全光纤电流互感器还包括分布式温度测量系统，所述分布式温度测量系统包括第一测温光纤、第一光源、第一信号接收模块、第一信号处理模块，第二测温光纤、第二光源、第二信号接收模块、第二信号处理模块，所述第一测温光纤和第一传感光纤并行设置螺旋缠绕在第一圆箍骨架上，所述第二测温光纤和第二传感光纤并行设置螺旋缠绕在第二圆箍骨架上。优选的所述第一测温光纤的信号处理模块输出端分别与第一数字解调器和第二数字解调器连接，所述第二测温光纤的信号处理模块的输出端分别与第一数字解调器和第二数字解调器连接。优选的所述Y分支集成光学相位调制器包括起偏器、分支器和光相位调制器。本专利技术的有益效果：本专利技术中所述第一传感光纤和第二传感光纤分别螺旋缠绕在第一圆箍骨架和第二圆箍骨架上，人为的引入大量圆双折射来抑制传感光纤的线性双折射，提高了全光纤电流互感器的温度稳定性；本专利技术中λ/4波片的初始相位延迟为101°，此时由λ/4波片引入的温度误差补偿由传感光纤的维尔德常数引入的温度误差效果最佳，提高了全光纤电流互感器的温度稳定性；本专利技术中设有两路传感光纤，当其中一路传感光纤不能准确测量或不能正常工作时，可以换至另一路进行测量，延长了全光纤电流互感器的使用寿命；分布式温度测量系统可以帮助用户实时获取光纤传感头的温度信息。附图说明图1是本专利技术的原理结构图。图2是光纤传感头的立体图。其中：1光源2耦合器3光电探测器4Y分支集成光学相位调制器4a起偏器4b分支器4c光相位调制器5放大器和模数转换模块6第一数字解调器7第二数字解调器8保偏延迟光纤9光纤传感头9aλ/4波片9b第一传感光纤9c第二传感光纤9d第一圆箍骨架9e第二圆箍骨架9f第一反射镜9g第二反射镜10主备倒换控制模块11第一测温光纤12第一信号接收模块13第一信号处理模块14第二测温光纤15第二信号接收模块16第二信号处理模块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明：一种全光纤电流互感器，包括光源1、与光源1连接的耦合器2、与耦合器2连接的光电探测器3和Y分支集成光学相位调制器4、与光电探测器3连接的放大器和模数转换模块5、与放大器和模数转换模块5连接的第一数字解调器6和第二数字解调器7、通过保偏延迟光纤8与Y分支集成光学相位调制器4连接的光纤传感头9以及分布式温度测量系统。所述Y分支集成光学相位调制器4包括起偏器4a、分支器4b和光相位调制器4c。所述第一数字解调器6和第二数字解调器7与主备倒换控制模块10连接，用于实现输出的切换。所述光纤传感头9包括λ/4波片9a、与λ/4波片9a连接的第一传感光纤9b和第二传感光纤9c以及平行设置的第一圆箍骨架9d、第二圆箍骨架9e，所述λ/4波片9a的初始相位延迟为101°，此时由λ/4波片9a引入的温度误差补偿由传感光纤的维尔德常熟引入的温度误差效果最佳，提高了全光纤电流互感器的温度稳定性。所述第一传感光纤9b和第二传感光纤9c末端分别安装有第一反射镜9f和第二反射镜9g。所述分布式温度测量系统包括第一测温光纤11、第一光源、第一信号接收模块12、第一信号处理模块13，第二测温光纤14、第二光源、第二信号接收模块15、第二信号处理模块16。所述第一测温光纤11和第一传感光纤9b并行设置螺旋缠绕在第一圆箍骨架9d上，所述第二测温光纤14和第二传感光纤9c并行设置螺旋缠绕在第二圆箍骨架9e上，第一测温光纤11用于测量第一传感光纤9b的温度，第二测温光纤14用于测量第二传感光线9c的温度，第一传感光纤9b和第二传感光纤9c分别螺旋缠绕在第一圆箍骨架9d和第二圆箍骨架9e上，从而人为的引入了大量圆双折射来抑制传感光纤的线性双折射，提高了光纤电流互感器温度稳定性。所述第一测温光纤11的信号处理模块13输出端分别与第一数字解调器6和第二数字解调器7连接，所述第二测温光纤14的信号处理模块16的输出端分别与第一数字解调器6和第二数字解调器7连接。本专利技术的工作过程：光源1发出的光经过耦合器2后，进入起偏器4a变成线偏振光，线偏振光经分光器4b后分解为偏振方向垂直的两正交线偏振光，这两束线偏振光经光相位调制器4c和保偏延时光纤8后仍是正交的，经λ/4波片9a后变成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，在第一圆箍骨架9d和第二圆箍骨架9e内的一次导体中的电流产生磁场，在磁光效应作用下，经过第一传感光纤9b和第二传感光纤9c的两束圆偏振光均产生正比于电流的相位差，第一传感光纤9b和第二传感光纤9c内的两束圆偏振光分别在第一反射镜9f和第二反射镜9g的反射后返回，左旋圆偏振光变成右旋圆偏振光，右旋圆偏振光变成左旋圆偏振光，再次经过磁光效应，第一传感光纤9b和第二传感光纤9c内的两束圆偏振光产生的相位差均变成原来的两倍，返回时两束圆偏振光经λ/4波片9a后又变成线偏振光，经耦合器2传输到光电探测器3，完成光电转换，并经放大器和模数转换模块5后分别传输给第一数字解调器6和第二数字解调器7，第一数字解调器6和第二数字解调器7与主备倒换控制模块10连接，当某一路上的传感光纤或数字解调器不能正常工作时，就由主备控制模块10切换至另一路的数字解调器输出，提高了本专利技术的使用寿命。第一测温光纤11的信号处理模块13分别与第一数字解调器6和第二数字解调器7连接，第二测温光纤14的信号处理模块16也分别与第一数字解调器6和第二数字解调器7连接，则每一个数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光纤电流互感器，其特征在于：包括光源、与光源连接的耦合器、与耦合器连接的光电探测器和Y分支集成光学相位调制器、与光电探测器连接的放大器和模数转换模块、与放大器和模数转换模块连接的第一数字解调器和第二数字解调器、通过保偏延迟光纤与Y分支集成光学相位调制器连接的光纤传感头，所述第一数字解调器和第二数字解调器与主备倒换控制模块连接，用于实现输出的切换，所述光纤传感头包括λ/4波片、与λ/4波片连接的第一传感光纤和第二传感光纤以及平行设置的第一圆箍骨架、第二圆箍骨架，所述λ/4波片的初始相位延迟为101°，所述第一传感光纤和第二传感光纤末端分别设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一传感光纤螺旋缠绕在第一圆箍骨架上，所述第二传感光纤螺旋缠绕在第二圆箍骨架上。

【技术特征摘要】
1.一种全光纤电流互感器，其特征在于：包括光源、与光源连接的耦合器、与耦合器连接的光电探测器和Y分支集成光学相位调制器、与光电探测器连接的放大器和模数转换模块、与放大器和模数转换模块连接的第一数字解调器和第二数字解调器、通过保偏延迟光纤与Y分支集成光学相位调制器连接的光纤传感头，所述第一数字解调器和第二数字解调器与主备倒换控制模块连接，用于实现输出的切换，所述光纤传感头包括λ/4波片、与λ/4波片连接的第一传感光纤和第二传感光纤以及平行设置的第一圆箍骨架、第二圆箍骨架，所述λ/4波片的初始相位延迟为101°，所述第一传感光纤和第二传感光纤末端分别设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一传感光纤螺旋缠绕在第一圆箍骨架上，所述第二传感光纤螺旋缠绕在第二圆箍骨架上。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟杰，
申请(专利权)人：金伟杰，
类型：发明
国别省市：江苏,32