光纤光栅交流电流传感器制造技术

本发明专利技术提供一种光纤光栅交流电流传感器，包括固定架、悬臂梁和导磁体，所述悬臂梁依次包括固定端、变形区和自由端，所述固定端固定在固定架上，所述自由端上设有一衔铁，所述导磁体呈开口环状，该导磁体的中间设有一容被测导线穿过的空腔，且导磁体的两端之间设有一与空腔相连通的缺口，所述导磁体两端和衔铁之间均设有气隙，悬臂梁还包括一凹槽，在凹槽的开口处有且仅有一根处于预拉伸状态的光纤光栅，该光纤光栅的两端分别与固定端、自由端固定连接，所述光纤光栅与变形区平行设置。该光纤光栅交流电流传感器结构简单、成本低、能很好地用于测定交流电流，且实现温度自补偿，消除了温度对光纤光栅测量电流的影响，进而提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种光纤光栅交流电流传感器，包括固定架、悬臂梁和导磁体，所述悬臂梁依次包括固定端、变形区和自由端，所述固定端固定在固定架上，所述自由端上设有一衔铁，所述导磁体呈开口环状，该导磁体的中间设有一容被测导线穿过的空腔，且导磁体的两端之间设有一与空腔相连通的缺口，所述导磁体两端和衔铁之间均设有气隙，悬臂梁还包括一凹槽，在凹槽的开口处有且仅有一根处于预拉伸状态的光纤光栅，该光纤光栅的两端分别与固定端、自由端固定连接，所述光纤光栅与变形区平行设置。该光纤光栅交流电流传感器结构简单、成本低、能很好地用于测定交流电流，且实现温度自补偿，消除了温度对光纤光栅测量电流的影响，进而提高测量精度。【专利说明】光纤光栅交流电流传感器
本专利技术涉及一种电流传感器，特别是涉及一种用于测量交流电流的光纤光栅交流电流传感器。
技术介绍
电流传感器是一种在电力行业中用途较为广泛的传感器，其也是智能化电网的基本传感器，可以用于计量、输配电、安全监测等，是电力行业实施检测或监测的常用基本传感元件。电流传感器能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的电流信息按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。现有的各种电流探测方案一般都采用电子传感器，但因为温度干扰、电磁干扰、安全性、长距离传输、使用寿命、可靠性等原因，电子传感器无法很好地解决如电力一系列行业的电流传感问题。另外，目前用于电流探测的电子传感器一般都不具有无源特性和远距离传输功能，而且抗干扰能力差，测量精度低，还无法在高压环境下工作，存在漏电、爬电的危险。为解决这一问题，中国技术专利CN203376397U公开了一种光纤光栅温度自补偿电流传感器，包括悬臂梁和固定在悬臂梁上的第一光纤光栅、第二光纤光栅，所述悬臂梁依次包括固定端、变形部和自由端，所述第一光纤光栅和第二光纤光栅分别位于变形部的上下两侧、且相互串联连接，所述固定端固定在一固定架上，自由端上设有一衔铁，还包括一固定在固定架上的导磁体，所述导磁体呈开口环状，该导磁体中间设有一容许被测导线穿过的空腔，所述导磁体两端之间设有一与空腔连通的缺口，且导磁体两端与衔铁端部之间均设有气隙。该光纤光栅温度自补偿电流传感器可用于测量直流电流和交流电流，但是对于仅仅需要测量交流电流的场合，该光纤光栅温度自补偿电流传感器的结构就相对复杂，且价格昂虫贝ο
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种仅用于测量交流电流且结构简单、造价低的光纤光栅交流电流传感器。为实现上述目的，本专利技术提供一种光纤光栅交流电流传感器，包括固定架、安装在固定架上的悬臂梁和导磁体，所述悬臂梁依次包括固定端、变形区和自由端，所述固定端固定在固定架上，所述自由端上设有一衔铁，所述导磁体呈开口环状，该导磁体的中间设有一容被测导线穿过的空腔，且导磁体的两端之间设有一与空腔相连通的缺口，所述导磁体两端和衔铁之间均设有气隙，由固定端、变形区和自由端所构成的悬臂梁呈凹形，该悬臂梁还包括一凹槽，在凹槽的开口处有且仅有一根处于预拉伸状态的光纤光栅，该光纤光栅的两端分别与固定端、自由端固定连接，所述光纤光栅与变形区平行设置。优选地，所述光纤光栅与固定端、光纤光栅与自由端均为焊接连接。进一步地，所述固定架与悬臂梁、固定架与导磁体均为刚性连接。优选地，在自由端的移动方向上，所述变形区的厚度H小于固定端、自由端的厚度I优选地，所述导磁体为圆环形。进一步地，所述衔铁包括相互连接的安装部和被吸附部，所述安装部与自由端固定连接，所述气隙位于被吸附部和导磁体之间。如上所述，本专利技术涉及的光纤光栅交流电流传感器，具有以下有益效果:该光纤光栅交流电流传感器结构简单、成本低、能很好地用于测定交流电流，且实现温度自补偿，消除了温度对光纤光栅测量电流的影响，进而提高测量精度，可广泛用于发电、输电、配电的交流电流的测量。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的另一实施例。图3为图1的A圈放大图。元件标号说明I固定架2悬臂梁21固定端22变形区23自由端24 凹槽3导磁体31 空腔32 缺口4 衔铁41安装部42被吸附部5 气隙6光纤光栅7 螺钉【具体实施方式】以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图1至图3所示，本专利技术提供一种光纤光栅交流电流传感器，包括固定架1、安装在固定架I上的悬臂梁2和导磁体3，所述悬臂梁2依次包括固定端21、变形区22和自由端23，所述固定端21固定在固定架I上，所述自由端23上设有一衔铁4，所述导磁体3呈开口环状，该导磁体3的中间设有一容被测导线穿过的空腔31，且导磁体3的两端之间设有一与空腔31相连通的缺口 32，所述导磁体3两端和衔铁4之间均设有气隙5，由固定端21、变形区22和自由端23所构成的悬臂梁2呈凹形，该悬臂梁2还包括一凹槽24，在凹槽24的开口处有且仅有一根处于预拉伸状态的光纤光栅6,该光纤光栅6的两端分别与固定端21、自由端23固定连接，所述光纤光栅6与变形区22平行设置，即本申请中在悬臂梁2挠度方向的一侧有且仅有一个光纤光栅6。本专利技术涉及的光纤光栅交流电流传感器用于测量交流电流，且仅用于测量交流电流，该电流传感器仅用一根光纤光栅6作为敏感元件，其结构简单，也相对简化该传感器的数据处理模块的结构，从而有效降低其成本，故其价格较低廉，便于推广应用。另外，该光纤光栅交流电流传感器在用于测量交流电流时，能够实现温度自补偿，即消除温度变化对测量结果的影响，从而提高交流电流的测量精度，可广泛用于发电、输电、配电的交流电流测量。具体讲，该光纤光栅交流电流传感器在测量前，作为敏感元件的光纤光栅6处于预拉伸状态，即该光纤光栅6为自由拉直的状态；所述衔铁4与导磁体3之间的气隙5应大于悬臂梁2变形区22的挠度变化，以保证当导磁体3对衔铁4产生吸力时，衔铁4带动悬臂梁2的自由端23向靠近导磁体3的方向移动时有足够的动作空间；所述导磁体3的缺口32中可填充不导磁材料。该光纤光栅交流电流传感器在测量电流时，将导磁体3套在被测导线或被测物上，使得被测导线或被测物中的被测电流从导磁体3的空腔31中穿过，导磁体3感应该被测电流，并通过气隙5在导磁体3和衔铁4之间产生一环向闭合的磁通量，使导磁体3对衔铁4产生吸附力；同时在该吸附力的作用下，衔铁4带动悬臂梁2的自由端23向靠近导磁体3的方向移动，从而使变形区22产生挠度变化；变形区22的挠度变化带动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅交流电流传感器，包括固定架(1)、安装在固定架(1)上的悬臂梁(2)和导磁体(3)，所述悬臂梁(2)依次包括固定端(21)、变形区(22)和自由端(23)，所述固定端(21)固定在固定架(1)上，所述自由端(23)上设有一衔铁(4)，所述导磁体(3)呈开口环状，该导磁体(3)的中间设有一容被测导线穿过的空腔(31)，且导磁体(3)的两端之间设有一与空腔(31)相连通的缺口(32)，所述导磁体(3)两端和衔铁(4)之间均设有气隙(5)，其特征在于：由固定端(21)、变形区(22)和自由端(23)所构成的悬臂梁(2)呈凹形，该悬臂梁(2)还包括一凹槽(24)，在凹槽(24)的开口处有且仅有一根处于预拉伸状态的光纤光栅(6)，该光纤光栅(6)的两端分别与固定端(21)、自由端(23)固定连接，所述光纤光栅(6)与变形区(22)平行设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：涂建坤，丁薇霞，曹春耕，
申请(专利权)人：上海电缆研究所，上海赛克力光电缆有限责任公司，上海森首光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31