一种多参量传感的光纤电流互感器制造技术

本发明专利技术公开一种多参量传感的光纤电流互感器，包括：光路单元、光纤传感单元及信号处理单元，光路单元用于将光源产生的光信号通过调制产生至少两路调制光信号；光纤传感单元与光路单元连接，包括：电流传感模块及光纤传感模块；电流传感模块用于接收其中一路调制光信号生成电流光信号反射至光路单元；光纤传感模块用于接收另一路调制光信号产生光纤光信号反射至光路单元；信号处理单元用于接收光路单元输入的电流光信号和光纤光信号产生电流信号和光纤电信号，将其中携带的信息解调并输出。通过实施本发明专利技术，将电流传感模块及光纤传感模块集成于光纤传感单元，实现多参量信号的测量，提高光纤电流互感器的集成度，降低光纤电流互感器的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种多参量传感的光纤电流互感器
本专利技术涉及光纤检测
，具体涉及一种多参量传感的光纤电流互感器。
技术介绍
电流传感器是电力系统中的关键设备，为继电保护装置以及计量装置等各种安全控制装置提供电信号。目前，在电力系统中广泛使用的电流传感器是基于电磁感应原理的电磁式电流传感器。随着特高压、超高压电网的建设，电力系统传输电力容量不断增加，电压等级越来越高，电磁式电流传感已经不能满足绝缘和测量的需求。而光纤电流传感器拥有诸多优点，如体积小，重量轻；天然的电绝缘性能；较强的抗电磁干扰能力；动态测量范围大；频率响应范围宽；灵敏度高；可以输出数字信号等等。光纤电流传感器代替传统的电磁式传感器已经成为必然的趋势。但是目前的光纤电流传感器只能测量电流信号，对于在电力系统中需要测量的其他信号无能为力，当在电力系统中测量其他信号时，需要购买多种传感设备，价格昂贵，集成度差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种多参量传感的光纤电流互感器，以解决现有技术中在电力系统测量其他信号时，需要购买多种传感设备，价格昂贵，集成度差的问题。本专利技术提出的技术方案如下：本专利技术实施例提供一种多参量传感的光纤电流互感器，该光纤电流互感器包括：光路单元、光纤传感单元及信号处理单元，其中，所述光路单元用于将光源产生的光信号通过调制产生至少两路调制光信号；所述光纤传感单元与所述光路单元连接，所述光纤传感单元包括：电流传感模块及光纤传感模块；所述电流传感模块用于接收其中一路所述调制光信号，使所述调制光信号通过待测电流产生的磁场信号生成电流光信号，并将所述电流光信号反射至所述光路单元；所述光纤传感模块用于接收另一路所述调制光信号，通过与待测传感参量相互作用产生光纤光信号，并将所述光纤光信号反射至所述光路单元；所述信号处理单元与所述光路单元连接，用于接收所述光路单元输入的电流光信号产生电流信号，接收所述光路单元输入的光纤光信号产生光纤电信号，将所述电流信号中携带的待测电流和光纤电信号中携带的待测传感参量信息解调并输出。进一步地，光路单元包括依次连接的环形器及调制器，所述环形器包括三个输入输出端口，第一个输入输出端口接收所述光源产生的光信号，第二个输入输出端口与所述调制器连接，第三个输入输出端口与所述信号处理单元连接；所述调制器用于将所述第二个输入输出端口输出的光信号调制产生所述至少两路调制光信号。进一步地，所述多参量传感的光纤电流互感器还包括：耦合器，所述耦合器接收所述调制器输出的至少两路调制光信号，经过耦合输出至少两路耦合光信号。进一步地，调制器为Y分支结构，其中一支连接所述耦合器，另一支与所述耦合器设置为90度熔接。进一步地，信号处理单元包括探测器，所述探测器接收所述光路单元输入的电流光信号产生电流信号，及所述光路单元输入的光纤光信号产生光纤电信号。进一步地，所述电流传感模块包括依次连接的延迟环、四分之一波片及敏感线圈，所述延迟环接收所述其中一路调制光信号，输出的调制光信号经过所述四分之一波片产生调制圆偏振光；所述敏感线圈的末端设置反射镜，所述调制圆偏振光在敏感线圈感应所述待测电流产生的磁场信号的作用下产生偏振角度变化，生成所述电流光信号，并将所述电流光信号通过反射镜反射至所述光路单元。进一步地，所述光纤传感模块包括光纤光栅温度传感器、光纤光栅压力传感器及F－P腔局放传感器中的至少一个。进一步地，所述光纤传感模块包括多个传感器时，多个传感器串联连接。进一步地，所述光纤传感模块包括多个传感器时，多个传感器并联连接。进一步地，所述光源为宽光谱光源，所述光源包括SLED光源、LD光源或LED光源中的任意一种。本专利技术的技术方案具有如下效果：本专利技术实施例提供的多参量传感的光纤电流互感器，通过将光纤传感模块集成于光纤传感单元中，光纤传感模块和电流传感模块共用一个光路单元和信号处理单元，实现了电流等多参量信号的测量，提升了光纤电流互感器的技术性能，提高了光纤电流互感器的集成度，避免了不同传感设备需要独立应用光源和光学器件，降低了光纤电流互感器的成本，解决了现有技术中在电力系统测量其他信号时，需要购买多种传感设备，价格昂贵，集成度差的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的多参量传感的光纤电流互感器的结构框图；图2是根据本专利技术实施例的多参量传感的光纤电流互感器的结构示意图；具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种多参量传感的光纤电流互感器，如图1所示，该光纤电流互感器包括：光路单元1、光纤传感单元2及信号处理单元3，其中，光路单元1用于将光源产生的光信号通过调制产生至少两路调制光信号；光纤传感单元2与光路单元1连接，光纤传感单元2包括：电流传感模块21及光纤传感模块22；电流传感模块21用于接收其中一路调制光信号，使调制光信号通过待测电流产生的磁场信号生成电流光信号，并将电流光信号反射至光路单元1；光纤传感模块22用于接收另一路调制光信号，通过与待测传感参量相互作用产生光纤光信号，并将光纤光信号反射至光路单元1；信号处理单元3与光路单元1连接，用于接收光路单元1输入的电流光信号产生电流信号，接收光路单元1输入的光纤光信号产生光纤电信号，将电流信号中携带的待测电流和光纤电信号中携带的待测传感参量信息解调并输出。在一较佳实施例中，该光纤电信号中携带的待测传感参量信息可以包括但不限于：电流、温度、压力及局放等传感参量信息。本专利技术实施例提供的多参量传感的光纤电流互感器，通过将光纤传感模块集成于光纤传感单元中，光纤传感模块和电流传感模块共用一个光路单元和信号处理单元，实现了电流、温度、压力及局放等多参量信号的测量，提升了光纤电流互感器的技术性能，提高了光纤电流互感器的集成度，避免了不同传感设备需要独立应用光源和光学器件，降低了光纤电流互感器的成本，解决了现有技术中在电力系统测量其他信号时，需要购买多种传感设备，价格昂贵，集成度差的问题。作为本专利技术实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，光路单元1包括依次连接的环形器12及调制器13，其中，环形器12包括三个输入输出端口，第一个输入输出端口A接收光源11产生的光信号，第二个输入输出端口B与调制器13连接，第三个输入输出端口C与信号处理单元3连接；调制器13用于将第二个输入输出端口B输出的光信号调制产生至少两路调制光信号。具体地，环形器12的第一个输入输出端口A和第二个输入输出端口B共用一个传输通道，当环形器12的第一个输入输出端口A接收光源11产生的光信号后，该光信号从第二个输入输出端口B输出，第二个输入输出端口B还与第三个输入输出端口C共用一个传输通道，当第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多参量传感的光纤电流互感器，其特征在于，包括：光路单元、光纤传感单元及信号处理单元，其中，所述光路单元用于将光源产生的光信号通过调制产生至少两路调制光信号；所述光纤传感单元与所述光路单元连接，所述光纤传感单元包括：电流传感模块及光纤传感模块；所述电流传感模块用于接收其中一路所述调制光信号，使所述调制光信号通过待测电流产生的磁场信号生成电流光信号，并将所述电流光信号反射至所述光路单元；所述光纤传感模块用于接收另一路所述调制光信号，通过与待测传感参量相互作用产生光纤光信号，并将所述光纤光信号反射至所述光路单元；所述信号处理单元与所述光路单元连接，用于接收所述光路单元输入的电流光信号产生电流信号，接收所述光路单元输入的光纤光信号产生光纤电信号，将所述电流信号中携带的待测电流和光纤电信号中携带的待测传感参量信息解调并输出。

【技术特征摘要】
1.一种多参量传感的光纤电流互感器，其特征在于，包括：光路单元、光纤传感单元及信号处理单元，其中，所述光路单元用于将光源产生的光信号通过调制产生至少两路调制光信号；所述光纤传感单元与所述光路单元连接，所述光纤传感单元包括：电流传感模块及光纤传感模块；所述电流传感模块用于接收其中一路所述调制光信号，使所述调制光信号通过待测电流产生的磁场信号生成电流光信号，并将所述电流光信号反射至所述光路单元；所述光纤传感模块用于接收另一路所述调制光信号，通过与待测传感参量相互作用产生光纤光信号，并将所述光纤光信号反射至所述光路单元；所述信号处理单元与所述光路单元连接，用于接收所述光路单元输入的电流光信号产生电流信号，接收所述光路单元输入的光纤光信号产生光纤电信号，将所述电流信号中携带的待测电流和光纤电信号中携带的待测传感参量信息解调并输出。2.根据权利要求1所述的多参量传感的光纤电流互感器，其特征在于，所述光路单元包括依次连接的环形器及调制器，所述环形器包括三个输入输出端口，第一个输入输出端口接收所述光源产生的光信号，第二个输入输出端口与所述调制器连接，第三个输入输出端口与所述信号处理单元连接；所述调制器用于将所述第二个输入输出端口输出的光信号调制产生所述至少两路调制光信号。3.根据权利要求2所述的多参量传感的光纤电流互感器，其特征在于，还包括：耦合器，所述耦合器接收所述调制器输出的至少两路调制光信号，经过耦合输出至少两路耦合光信号。4.根据权利要求3所述的多参量传感的...

【专利技术属性】
技术研发人员：史松杰，刘占元，陈硕，牛晓晨，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21