一种基于双光纤光栅的电流测量系统及电流测量方法技术方案

本发明专利技术公开一种利用光纤布拉格光栅作为反射元件的电流测量系统，包括光源、分束器、第一光环形器、第二光环形器、光纤光栅解调仪、上位机、等强度悬臂梁、永磁铁、螺线管、木制框架、FBG1和FBG2。所述光源的输出端口通过光分束器的输入端口连接，所述分束器的输出端口的一个分支与第一光环形器的第一端口连接，另一个分支与第二光环形器的第一端口连接，第一光环形器的第二端口与FBG1连接，第三端口与光纤光栅解调仪的入端口连接，第二光环形器的第二端口与FBG2连接，第三端口与光纤光栅解调仪的输入端链接，光纤光栅解调仪的输出端与上位机的输入端连接。本发明专利技术具有灵敏度高，光路结构简单、操作方便，成本低，测量精度高等优点。同时，光环形器的使用避免了光纤耦合器有一路光路废弃带来的光功率损耗问题。此外，差动式的解调方式避免了温度的影响。

A Current Measurement System and Method Based on Double Fiber Bragg Grating

The invention discloses a current measurement system using fiber Bragg grating as a reflection element, including light source, beam splitter, first optical annulus, second optical annulus, fiber grating demodulator, upper computer, equal strength cantilever beam, permanent magnet, solenoid, wooden frame, FBG1 and FBG2. The output port of the light source is connected through the input port of the beam splitter. One branch of the output port of the beam splitter is connected with the first port of the first optical annulus, the other branch is connected with the first port of the second optical annulus, the second port of the first optical annulus is connected with the FBG1, the third port is connected with the input port of the fiber grating demodulator, and the second optical annulus is connected with the first port of the second optical annulus. Two ports are connected with FBG2, the third port is connected with the input end of FBG demodulator, and the output end of FBG demodulator is connected with the input end of host computer. The invention has the advantages of high sensitivity, simple optical path structure, convenient operation, low cost and high measurement accuracy. At the same time, the use of optical annulus avoids the loss of optical power caused by the abandonment of one optical path in the optical fiber coupler. In addition, differential demodulation avoids the influence of temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双光纤光栅的电流测量系统及电流测量方法
本专利技术属于光学电流传感
，具体涉及一种基于双光纤光栅的电流测量系统及电流测量方法。
技术介绍
近年来，随着现代工业的高速发展，对电网的输送和检测提出了更高的要求，传统的高压大电流的测量手段越来越不能满足要求，因此光纤电流传感器的目前的研究重点。光纤电流传感器是根据法拉第磁光效应的原理工作的，电流通过电导体（导线）产生产生感应磁场，感应磁场通过法拉第效应是缠绕在传导电流的导线上的光纤中的偏振面旋转。当传感光纤沿电流形成闭合回路时，偏振面的旋转角等于：；此处表示光纤材料的费尔德常数，表示电流，表示磁场，表示传感光纤线圈匝数。尽管光纤电流传感器克服了传统的电磁式测量设备的不足，具有测量动态范围大、抗电磁干扰能力强、成本低等诸多优点，但在工程中仍面临一些问题，如系统依赖温度等环境因素和光纤受到应变等因素的影响，阻碍了光纤电流传感器的实用化进程。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种基于双光纤光栅的电流测量系统及电流测量方法，旨在解决现有技术中由于误差的影响导致电流测量精度低的技术问题以及交流电流测量设备结构复杂的问题；其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双光纤光栅的电流测量系统及电流测量方法，其特征在于，包括：光源；分束器，其与所述光源链接；第一光环形器，其与所述分束器连接；第二光环形器，其与所述分束器连接；光纤光栅解调仪，其与所述第一光环形器、第二光环形器连接；上位机，其与所述光纤光栅解调仪连接；等强度悬臂梁，其一端固定在木制框架上臂；永磁铁，其固定在所述的等强度悬臂梁的自由端；螺线管，其一端固定在木制框架的右臂，所述螺线管与待测电流接通；FBG1和FBG2，其粘贴在所述的等强度悬臂梁上。

【技术特征摘要】
1.一种基于双光纤光栅的电流测量系统及电流测量方法，其特征在于，包括：光源；分束器，其与所述光源链接；第一光环形器，其与所述分束器连接；第二光环形器，其与所述分束器连接；光纤光栅解调仪，其与所述第一光环形器、第二光环形器连接；上位机，其与所述光纤光栅解调仪连接；等强度悬臂梁，其一端固定在木制框架上臂；永磁铁，其固定在所述的等强度悬臂梁的自由端；螺线管，其一端固定在木制框架的右臂，所述螺线管与待测电流接通；FBG1和FBG2，其粘贴在所述的等强度悬臂梁上。2.如权利要求1所述的基于FBG的电流测量系统，其特征在于，所述的FBG1和FBG2是来自同一型号的光敏光纤，其中心波长相同。3.如权利要求2所述的基于FBG的电流测量系统，其特征在于，所述的FBG1和FBG2要对称粘贴在所述等强度悬臂梁两侧，在粘贴前要施加一定的预应力。4.如权利要求1所述的基于FBG的电流测量系统，其特征在于，所述的第一光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述的分束器的输出端的一个分支与第一端口连接，所述的FBG1与第二端口连接，所述光纤光栅解调仪的输入端与第三端口连接；所述第二光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口与所述分束器的输出端的另一个分支连接，第二端口与FBG2连接，第三端口与光纤光栅解调仪的输入端连接。5.如权利要求4所述的基于FBG的电流测量系统，其特征在于，所述的第一光环形器和所述的第二光环...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙崐，郑婉宁，李晓彤，陈寅生，范剑英，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23