光纤敏感环性能检测系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供的光纤敏感环性能检测系统，偏振光生成元件发出两束偏振方向垂直的线偏振光，经过保偏光纤环和待测的光纤敏感环环往返传输之后由探测器探测到干涉光强，因为光纤敏感环在通电导体电流的作用下对两束偏振光作用，会使返回的两束偏振光之间的相位差与通电导体中的电流有关，而光纤敏感环当前所处的环境也会引入误差影响两束光的相位差，因此探测器探测到的干涉光强转换为电流值之后，一部分是通电导体中的电流影响，一部分是光纤敏感环所述环境引入误差引入的影响，所以根据这两个电流值即可得到与光纤敏感环所处环境对应的测量误差。

Optical fiber sensing ring performance detection system

The performance of optical fiber sensing ring detection system provided by the embodiment of the utility model, a polarized light generating element is perpendicular to the polarization direction of the polarized light beams, optical fiber sensing ring after polarization maintaining fiber ring and the measured round-trip transmission by the detector detects the interference intensity, because fiber sensing ring of polarized light beams in electrified conductor under the current that will make the phase between two polarized return current and the difference in electrified conductor on the fiber sensing ring current environment will also introduce the error effect of phase difference beams, thus converting interference intensity detected by detectors for the current value, one part is the influence of current in electrified conductor. One part is the influence of optical fiber sensing ring into the error, so according to the two current value can be obtained with the environment sensitive fiber ring Corresponding measurement error.

【技术实现步骤摘要】
光纤敏感环性能检测系统
本技术涉及光电子器件
，具体涉及一种光纤敏感环性能检测系统。
技术介绍
光纤敏感环是光纤电流互感器(FiberOpticCurrentTransformer,FOCT)的核心部件，用于感应电流大小，从而引起干涉信号光强变化的敏感元件，其一般包括光纤环、光纤波片和反射镜。FOCT的原理是基于法拉第磁光效应和安培环路定律，也即被光纤敏感环检测的导体内有电流通过时，会产生一个正比于电流大小的相位差，该相位差同时也正比于光纤敏感环中光纤环的光纤匝数。当线偏振光被分成偏振模式相互正交的两束光波列在光路中传输，通过光纤波片，可以使光波列在线偏振态和圆偏振态之间互换，通过光纤反射镜，可以使光波列的圆偏振态在左旋和右旋之间互换，当被测导体中无电流通过时，这两束光波列所经历过的偏振态与路径完全等效，只是在时间先后上有差别(例如其中一束光波列从出发到返回探测点时所经历的偏振态依次为：快轴偏振—左旋—右旋—慢轴偏振，则另一束光波列在相同光程中所经历的偏振态依次为：慢轴偏振—右旋—左旋—快轴偏振)，这种情况下，光路的特性称之为是具有互易性，当被测导体中有电流通过时，在光纤敏感环中传输的左旋和右旋圆偏振光的相速度分别向相反的方向改变，从而产生正比于电流大小的相位差(即法拉第相移)，此时的光路被称之为具有非互易性。这个相位差可以通过干涉法来测量，并由光电探测器将干涉光信号转变为电压信号输出。光纤敏感环中，光纤自身的线性双折射与电流产生的法拉第效应一样，也会造成偏振光偏振方向的旋转，产生一个与法拉第效应无法区分的误差信号，因此会影响测量精度。线性双折射效应与光纤形变、光纤内部应力、温度、弯曲、扭转、振动等诸多因素相关。目前，传统的光纤敏感环检测方法，例如通过插入损耗来评判光纤敏感环的优劣，仅仅从理论上分析光纤敏感环中某一参数在环境中的影响，不能完全和精准的反映出光纤敏感环的综合性能参数，从而不能为FOCT中光纤敏感环的筛选提供直接有效的技术参考指标。
技术实现思路
本技术实施例旨在提供一种光纤敏感环性能检测系统，利用FOCT光路的光传输特性检测光纤敏感环的性能，从而为FOCT中光纤敏感环的筛选提供直接有效的技术参考指标。本技术实施例提供如下技术方案：一种光纤敏感环性能检测系统，所述光纤敏感环包括光纤环和设置在所述光纤环两端的光纤波片及反射镜，所述光纤环内有通电导体穿过，所述检测系统包括：偏振光生成元件，发出偏振方向垂直的两束线偏振光；保偏光纤环，其第一端与所述偏振光生成元件的输出端连接，其第二端与所述光纤波片连接，两束线偏振光经过所述保偏光纤环、所述光纤波片、所述光纤环后由所述反射镜反射后原路返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；信号处理电路，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；误差计算单元，接收所述信号处理电路发送的所述测量电流值，根据通电导体内的基准电流值以及所述测量电流值得到光纤敏感环在所处环境下引入的测量误差。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，还包括：环境发生器，将所述光纤敏感环整体或者所述光纤环或者所述光纤波片或者反射镜置于所述环境发生器内部，所述环境发生器响应上位机的控制信号模拟所述光纤敏感环或所述光纤环或所述光纤波片所处环境。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述环境发生器模拟的所述光纤敏感环或者所述光纤环或者所述光纤波片或者反射镜的所处环境包括：温度、湿度、振动、冲击和辐照中的至少一种。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，还包括：电流发生器，输出预设电流至所述通电导体；基准互感器，检测所述电流发生器输出预设电流的电流值，作为所述基准电流值。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述误差计算单元，获取所述基准互感器检测的通电导体中的基准电流值以及所述信号处理电路解析得到的所述测量值，得到所述光纤敏感环在所处环境下引入的测量误差；所述误差计算单元发送所述测量误差至所述上位机。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器、起偏器和直波导调制器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端；所述起偏器的输出端与所述直波导调制器采用45度对轴角进行熔接；所述直波导调制器，其输出端与所述保偏光纤环的第一端采用0度对轴角熔接，其电信号输入端接收调制信号。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述信号处理电路包括：调制信号输出模块，输出调制信号至所述直波导调制器的电信号输入端。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器、Y波导调制器和偏振合束器，其中：所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述Y波导调制器的调制输入端；所述Y波导调制器，其第一端输出端与所述偏振合束器的一个输入端采用90度对轴角进行熔接，其第二输出端与所述偏振合束器的另一个输入端采用0度对轴角进行熔接，其电信号输入端接收调制信号；所述偏振合束器的输出端与所述保偏光纤环的第一端采用0度对轴角熔接。可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述信号处理电路包括：调制信号输出模块，输出调制信号至所述Y波导调制器的电信号输入端。与现有技术相比，本技术实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：本技术实施例提供的光纤敏感环性能检测系统，偏振光生成元件发出两束偏振方向垂直的线偏振光，经过保偏光纤环和待测的光纤敏感环环往返传输之后由探测器探测到干涉光强，因为光纤敏感环在通电导体电流的作用下对两束偏振光作用，会使返回的两束偏振光之间的相位差与通电导体中的电流有关，而光纤敏感环当前所处的环境也会引入误差影响两束光的相位差，因此探测器探测到的干涉光强转换为电流值之后，一部分是通电导体中的电流影响，一部分是光纤敏感环所述环境引入误差引入的影响，所以根据这两个电流值即可得到与光纤敏感环所处环境对应的测量误差。通过对光路进行特殊设计，使光波在上述测试系统中的传输方式与FOCT中光传输方式相似，最终得到的测量误差的表现形式也与FOCT测量误差的形式等效，因此采用本技术实施例提供的上述方案能完全和精准的反映出光纤敏感环的精度，且测试结果可直接用于衡量其在FOCT中的系统性能，为FOCT中光纤敏感环的筛选提供直接有效的技术参考指标。附图说明图1为光纤敏感环的结构示意图；图2为本技术一个实施例所述光纤敏感环性能检测系统的结构示意图；图3本技术另一个实施例所述光纤敏感环性能检测系统的结构示意图；图4为直波导方式实现偏振光生成元件的结构示意图；图5为Y波导方式实现偏振光生成元件的结构示意图。具体实施方式实施例1本实施例提供一种光纤敏感环性能检测系统，如图1所示，所述光纤敏感环100包括光纤环101和设置在所述光纤环101两端的光纤波片102及反射镜103，所述光纤环101内有通电导体穿过，具体地，如图2所示，所述检测系统包括：偏振光生成元件200，发出偏振方向垂直的两束线偏振光。保偏光纤环300，其第一端与所述偏振光生成元件200的输出端连接，其第二端与所述光纤波片102连接，两束线偏振光经过所述保偏光纤环300、所述光纤波片102、所述光纤环101后由所述反射镜103反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤敏感环性能检测系统，所述光纤敏感环包括光纤环和设置在所述光纤环两端的光纤波片及反射镜，所述光纤环内有通电导体穿过，其特征在于，所述检测系统包括：偏振光生成元件，发出偏振方向垂直的两束线偏振光；保偏光纤环，其第一端与所述偏振光生成元件的输出端连接，其第二端与所述光纤波片连接，两束线偏振光经过所述保偏光纤环、所述光纤波片、所述光纤环后由所述反射镜反射后原路返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；信号处理电路，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；误差计算单元，接收所述信号处理电路发送的所述测量电流值，根据通电导体内的基准电流值以及所述测量电流值得到光纤敏感环在所处环境下引入的测量误差。

【技术特征摘要】
1.一种光纤敏感环性能检测系统，所述光纤敏感环包括光纤环和设置在所述光纤环两端的光纤波片及反射镜，所述光纤环内有通电导体穿过，其特征在于，所述检测系统包括：偏振光生成元件，发出偏振方向垂直的两束线偏振光；保偏光纤环，其第一端与所述偏振光生成元件的输出端连接，其第二端与所述光纤波片连接，两束线偏振光经过所述保偏光纤环、所述光纤波片、所述光纤环后由所述反射镜反射后原路返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；信号处理电路，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；误差计算单元，接收所述信号处理电路发送的所述测量电流值，根据通电导体内的基准电流值以及所述测量电流值得到光纤敏感环在所处环境下引入的测量误差。2.根据权利要求1所述的光纤敏感环性能检测系统，其特征在于，还包括：环境发生器，将所述光纤敏感环整体或者所述光纤环或者所述光纤波片或者反射镜置于所述环境发生器内部，所述环境发生器响应上位机的控制信号模拟所述光纤敏感环或所述光纤环或所述光纤波片所处环境。3.根据权利要求2所述的光纤敏感环性能检测系统，其特征在于：所述环境发生器模拟的所述光纤敏感环整体或者所述光纤环或者所述光纤波片或者反射镜的所处环境包括：温度、湿度、振动、冲击和辐照度中的至少一种。4.根据权利要求3所述的光纤敏感环性能检测系统，其特征在于，还包括：电流发生器，输出预设电流至所述通电导体；基准互感器，检测所述电流发生器输出预设电流的电流值，作为所述基准电流值。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建光，肖浩，刘博阳，雷军，郝琰，
申请(专利权)人：北京世维通光智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13