一种分布式无线光电电压传感器制造技术

一种分布式无线光电电压传感器，其特征在于：包括电容分压部分、互感器部分、无线数据传输部分，所述电容分压部分采用电容分压器，电容分压器通过导线与高压母线连接；所述互感器部分包括SLD光源，SLD光源通过光纤依次连接偏器连接、1/4波片、BGO晶体及分光检偏器；分光检偏器通过光纤分别与第一光探测器和第二光探测器连接，第一光探测器通过导线依次连接第一信号调理电路、直流分量提取电路、A/D转换模块，第二光探测器通过导线依次连接第二信号调理电路、交流分量提取电路、A/D转换模块，A/D转换模块通过导线与MCU连接；本实用新型专利技术提供一种分布式无线光电电压传感器，能够准确的测量交流及直流电压。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子
，特别是一种分布式无线光电电压传感器。
技术介绍
现代，信息技术对社会的发展及科技的进步起了决定性作用。传感器技术是2l世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键，传统的电压测量是通过法拉第效应来测量，虽测量精度较高，但安全隐患，测量范围等均有所限制，且只能进行近距离的测量和操作，信息传递速率低、环境干扰大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种分布式无线光电电压传感器，能够准确的测量交流及直流电压。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种分布式无线光电电压传感器，包括电容分压部分、互感器部分、无线数据传输部分，所述电容分压部分采用电容分压器，电容分压器通过导线与高压母线连接；所述互感器部分包括SLD光源，SLD光源通过光纤依次连接起偏器、1/4波片、BGO晶体及分光检偏器；分光检偏器通过光纤分别与第一光探测器和第二光探测器连接，第一光探测器通过导线依次连接第一信号调理电路、直流分量提取电路、A/D转换模块，第二光探测器通过导线依次连接第二信号调理电路、交流分量提取电路、A/D转换模块，A/D转换模块通过导线与MCU连接；所述无线数据传输部分包括无线收发模块及拨码按键，无线收发模块及拨码按键均与MCU连接；MCU通过无线收发模块与PC机无线连接；所述电容分压器通过导线与BGO晶体连接。优选的，所述SLD光源采用S1550-HP-I-G—10光源。优选的，所述起偏器和分光检偏器采用格兰-泰勒透镜。优选的，所述1/4波片为0.824kn云母波片。优选的，所述第一光探测器和第二光探测器采用HP公司的光电二极管HFBR2414。优选的，所述MCU采用MSP430G2553芯片。优选的，所述第一信号调理电路和第二信号调理电路起到放大滤波，采用的是OP07型DIFET运算放大器。优选的，所述A/D转换模块采用ADC0809A/D器。优选的，所述无线收发模块采用NRF905无线收发模块。优选的，所述光纤采用多模光纤作为传输介质(62.5-125μm)。本技术利用光学材料敏感电压,没有铁心和电感,不存在铁磁谐振和铁心饱和,不存在波形畸变，测量精度高，没有传统传感器的可能燃烧和爆炸的危险，利用光纤，绝缘性能和抗干扰能力强；而且体积小,重量轻,频带宽,动态范围大,数字输出,容量不受限制,便于与计算机相连，还可以测量直流电压，在需要测量多路电压时，可将多路电压信息同时发送到上位机，上位机可识别这些电压信息并显示出来。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术电容分压器的电路原理图；图3为本技术的电源电路原理图；图4为本技术光探测器电路原理图；图5为本技术直流分量提取电路原理图；图6为本技术交流分量提取电路原理图。具体实施方式如图1所示，一种分布式无线光电电压传感器，包括电容分压部分、互感器部分、无线数据传输部分，所述电容分压部分采用电容分压器，电容分压器通过导线与高压母线连接；所述互感器部分包括SLD光源，SLD光源通过光纤依次连接起偏器、1/4波片、BGO晶体及分光检偏器；分光检偏器通过光纤分别与第一光探测器和第二光探测器连接，第一光探测器通过导线依次连接第一信号调理电路、直流分量提取电路、A/D转换模块，第二光探测器通过导线依次连接第二信号调理电路、交流分量提取电路、A/D转换模块，A/D转换模块通过导线与MCU连接；所述无线数据传输部分包括无线收发模块及拨码按键，无线收发模块及拨码按键均与MCU连接；MCU通过无线收发模块与PC机无线连接；所述电容分压器通过导线与BGO晶体连接。优选的，所述SLD光源采用S1550-HP-I-G—10光源。优选的，所述起偏器和分光检偏器采用格兰-泰勒透镜。优选的，所述1/4波片为0.824kn云母波片。优选的，所述第一光探测器和第二光探测器采用HP公司的光电二极管HFBR2414。优选的，所述MCU采用MSP430G2553芯片。优选的，所述第一信号调理电路和第二信号调理电路起到放大滤波，采用的是OP07型DIFET运算放大器。优选的，所述A/D转换模块采用ADC0809A/D器。优选的，所述无线收发模块采用NRF905无线收发模块。优选的，所述光纤采用多模光纤作为传输介质(62.5-125μm)。如图2所示，电容分压器由高压电容，低压电容和稳压电阻构成，高压电容电容值为332pF，低压电容电容值为0.447μF，稳压电阻为1KΩ。分光检偏器输出的交流和直流信号与发射光的强度成正比，为了保证发光二极管的恒定工作频率，我们需要提供稳定的电源以提供二极管稳定的电流输出本专利中，利用桥式电路的特性来设计具有稳压特性的电路，电路设计如图3所示。将220V的电压通过桥式电路后转变为半波整流信号，再通过稳压器分别提取±12V、±5V和3.3V的电压，为后续电路提供所有的电源。当使用电容分压器连接到被测电压上时，由图二可知，电容分压器的输入与输出之间的关系是(U1-U2)sC1＝U2sC2+U2/R，这样就可以将较高的电压进行分压，分压之后的值将远小于BGO晶体的半波电压，以得到较好的线性。光电传感器大多利用的是电光效应，指的是晶体在强电场、强磁场或力场等外场作用下，本来是各向同性的介质也可以产生双折射现象。此时可获得最大双折射。在这样的描述中，由电场引起的晶体折射率的变化等同于折射率椭球的形状、大小及取向的变化，当采用纵向调制时，电场加在晶体的其中一条晶轴上时，光沿BGO晶体的加了电场的晶轴方向传播时，通光方向与外加电场方向垂直，此时可获得最大双折射。当偏振光通过厚度为d的晶体后，沿方向振动的光和沿方向振动的光由于其折射率不一样因此在传播速度上也不一样，因此会产生一个光程差：其中，n1和n2表示光程，d表示晶体厚度，n0表示晶体折射率，γ41表示BGO晶体的光电系数，γ41＝1.0×10-10cm/v，E3表示电场强度。而由此光程差产生的相位差为：其中U3＝E3d表示晶片两表面之间的电压，Uπ为BGO晶体的半波电压。因此只要知道了相位差，就能知道被测电压的大小。SLD光源发出入射光由光纤芯径大，耦合入光纤的光功率大，便于检测，可以提高测量的精度的多模光纤传输经过消光比10-5，透光性好，外观平整，容易调整，波长稳定性好的方解石格兰一泰勒棱镜起偏器，起偏器的偏振方向须与电光晶体的两个本征偏振方向成45。夹角，获得偏振光，再将偏振光传入1/4波片，1/4波片的快慢轴须与电光晶体的两个本征偏振方向平行，获取到圆偏振光，再将圆偏振光射入BGO晶体传感器利用电光效应将光路经过电场变化之后由分光检偏器检验光束为偏振光之后将他分成两束，检偏器的偏振方向须与起偏器的偏振方向垂直或平行。再利用图4的光探测器电路，得到与光强成正比的交直流混合的电压信号，再将此信号放大滤波，利用图5、图6将其中的直流信号和交流信号进行分离，并利用图五将交流信号转换为直流信号，将数据传入A/D模块，经由A/D模块传入MCU。有4个拨码开关和MCU连接，利用无线编码技术，采用0/1的二进制编码原理，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式无线光电电压传感器，其特征在于：包括电容分压部分、互感器部分、无线数据传输部分，所述电容分压部分采用电容分压器，电容分压器通过导线与高压母线连接；所述互感器部分包括SLD光源，SLD光源通过光纤依次连接起偏器、1/4波片、BGO晶体及分光检偏器；分光检偏器通过光纤分别与第一光探测器和第二光探测器连接，第一光探测器通过导线依次连接第一信号调理电路、直流分量提取电路、A/D转换模块，第二光探测器通过导线依次连接第二信号调理电路、交流分量提取电路、A/D转换模块，A/D转换模块通过导线与MCU连接；所述无线数据传输部分包括无线收发模块及拨码按键，无线收发模块及拨码按键均与MCU连接；MCU通过无线收发模块与PC机无线连接；所述电容分压器通过导线与BGO晶体连接。

【技术特征摘要】
1.一种分布式无线光电电压传感器，其特征在于：包括电容分压部分、互感器部分、无线数据传输部分，所述电容分压部分采用电容分压器，电容分压器通过导线与高压母线连接；所述互感器部分包括SLD光源，SLD光源通过光纤依次连接起偏器、1/4波片、BGO晶体及分光检偏器；分光检偏器通过光纤分别与第一光探测器和第二光探测器连接，第一光探测器通过导线依次连接第一信号调理电路、直流分量提取电路、A/D转换模块，第二光探测器通过导线依次连接第二信号调理电路、交流分量提取电路、A/D转换模块，A/D转换模块通过导线与MCU连接；所述无线数据传输部分包括无线收发模块及拨码按键，无线收发模块及拨码按键均与MCU连接；MCU通过无线收发模块与PC机无线连接；所述电容分压器通过导线与BGO晶体连接。2.根据权利要求1所述一种分布式无线光电电压传感器，其特征在于：所述SLD光源采用S1550-HP-I-G—10光源。3.根据权利要求1所述一种分布式无线光电电压传感器，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：程江洲，袁雪珺，陈晨，张迪，曹诗龙，李晓敏，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42