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高频大电流光纤传感器制造技术

技术编号:2643405 阅读:197 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种高频大电流光纤传感器,其光源与光纤相联,光纤接探头,另一端连光电转换器,将光纤输入的光信号转变成电信号,本实用新型专利技术可直接测量高频率大电流,适用于高频加热炉等多种设备的检测。(*该技术在2005年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于一种对高频大电流进行测量和控制的装置。目前,对高频大电流还没有准确的直接测量手段,其间接测量法有1.热工当量法;即利用高频大电流的电磁感应及涡流效应生热的原理将水或其它液体加热,再根据其在一定时间内的温升计算其能量,根据此值再反推电流值,该方法误差大,无法准确测量,最主要的缺陷是在生产中无法应用;2.在冶金领域,如热处理和各种金属管的生产所采用的高频大电流电磁感应生热的原理,产品质量取决加热温度的控制,而温度又决定于电流的大小和频率,因无法对电流值进行直接测量,而采用红外光线照射被加热工件表面,再根据反射光的变化来判断工件的温度;该方法的致命不足是其精度受环境条件的影响很大;如工件表面情况,空气中灰尘成分和浓度的影响,由于上述原因实际中很少使用。本技术的目的在于克服上述已知技术的不足,从而提供一种可准确对高频大电流进行直接测量的光纤传感器。本技术的目的是通过如下方式实现的该传感器是由光源(1)、光纤联接器(2)、自聚焦透镜(4)、起偏器(5)、法拉第玻璃(6)、检偏器(7)、自聚焦透镜(8)、光电转换器(11)、放大电路(12)和数码显示器(13)组成,其线路结构如下A1为光源A2的驱动电源,A2与光纤(3)相联,光纤(3)另一端与探头相接,光纤(9)一端连接探头,另一端连光电转换器A3,A3的电输出端与C1相连,C1另一端与A4输入端相接,A4输出端经电阻R3与A5输入端相连,A5输出管脚再经R7与A6输入管脚相连,A6的输出端分别与C2的一端及R9相连,C2另一端接地,R9的另一端与A7输入端相连,A7的输出端与A8的输入端相接。本技术与现有技术相比具有如下优点由于高频大电流对所有金属都会因电磁感应而产生高温,因而传统的变压器电磁感应原理式仪器在此均无法应用,本技术利用法拉第效应,将被测电流信号转换成光信号,由光纤将信号传出再经光电转换还原成电信号并加以显示,被测回路采取非接触式测量,因此,可直接测量高频大电流,对高频加热炉等设备实现自动、反馈控制,提高产品质量。以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述附图说明图1是本技术结构图图2是线路连接图在图1中1.光源;2.光纤联接器;3.光纤;4.自聚焦透镜;5.起偏器;6.法拉第玻璃;7.检偏器;8.自聚焦透镜;9.光纤;10.光纤联接器;11.光电转换器;12.放大电路;13.数码显示电路;14.被测电流载体。(其中传感头由4~8部分构成)在图2中A2为发光二极管LED,A3为光电转换器,A4~A6型号为LH0032.CG,A7为AD637JD。实施例见图1、图2光源采用红外LED或LD(1),经光纤(3)将光传递到探头(4~8),经过探头传出的载有被测电流值信息的光再经光纤(9)传递到光电转换器(PIN)(11)经PIN将光信号还原成电信号,再经放大电路(13)和数码显示电路(14)就将电流大小显示出来。在探头内部各部分的组成和工作过程如下自聚焦透镜(4)将光纤(2)输出的光变成平行光,经起偏器(5)变为线偏振光,该线偏光再经法拉第玻璃(6)时其线偏振面将发生偏转,其偏转角(θ)的大小与被测电流(14)大小成正比(这因为偏转角(θ)的大小与被测电流(14)所产生的磁场大小成正比,而磁场的大小又与被测电流成正比,所以偏转角(θ)与被测电流成正比),该偏振角的大小检测则通过检偏器(7)将其转换成光强的变化,这样经探头传出光的就载有被测电流值的信息。传感器测量电流的范围最大可达几万安培或更大,频率上限达几十兆赫兹或更高,测量误差小于百分之五,该传感器在实测时可进行非接触式(即非串接或并接)测量,即使该传感器出现故障对被测回路毫无影响。权利要求1.一种高频大电流光纤传感器,由光源(1)、光纤联接器(2)、自聚焦透镜(4)、起偏器(5)、法拉第玻璃(6)、检偏器(7)、自聚焦透镜(8)、光电转换器(11)、放大电路(12)和数码显示器(13)组成,其特征在于A1为光源A2的驱动电源,A2与光纤(3)相联,光纤(3)另一端与探头相接,光纤(9)一端连接探头,另一端连光电转换器A3,A3的电输出端与C1相连,C1另一端与A4输入端相接,A4输出端经电阻R3与A5输入端相连,A5输出管脚再经R7与A6输入管脚相连,A6的输出端分别与C2的一端及R9相连,C2另一端接地,R9的另一端与A7输入端相连,A7的输出端与A8的输入端相接。专利摘要一种高频大电流光纤传感器,其光源与光纤相联,光纤接探头,另一端连光电转换器,将光纤输入的光信号转变成电信号,本技术可直接测量高频率大电流,适用于高频加热炉等多种设备的检测。文档编号G01R15/24GK2227341SQ95208478公开日1996年5月15日 申请日期1995年4月27日 优先权日1995年4月27日专利技术者张贵新, 罗承沐, 轩维印 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频大电流光纤传感器,由光源(1)、光纤联接器(2)、自聚焦透镜(4)、起偏器(5)、法拉第玻璃(6)、检偏器(7)、自聚焦透镜(8)、光电转换器(11)、放大电路(12)和数码显示器(13)组成,其特征在于A1为光源A2的驱动电源,A2与光纤(3)相联,光纤(3)另一端与探头相接,光纤(9)一端连接探头,另一端连光电转换器A3,A3的电输出端与C1相连,C1另一端与A4输入端相接,A4输出端经电阻R3与A5输入端相连,A5输出管脚再经R7与A6输入管脚相连,A6的输出端分别与C2的一端及R9相连,C2另一端接地,R9的另一端与A7输入端相连,A7的输出端与A8的输入端相接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:张贵新罗承沐轩维印
申请(专利权)人:清华大学
类型:实用新型
国别省市:11[中国|北京]

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