光纤光栅电流传感器制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种光纤光栅电流传感器，包括传感单元、参考单元以及封装外壳；所述封装外壳由不导磁材料制成；所述传感单元与所述参考单元均包括磁致伸缩材料件、第一套管和刻有光栅的光纤，所述磁致伸缩材料件设置于所述封装外壳内；所述磁致伸缩材料件上开设有通孔，所述光纤未刻有光栅的部分穿过所述通孔后，从所述封装外壳中露出尾端，所述光纤与所述通孔的围壁之间通过光学胶水层胶粘，所述光纤的位于所述磁致伸缩材料件外部的部分包裹有起保护作用的第一套管；所述传感单元与所述参考单元相互垂直设置；所述传感单元的所述磁致伸缩材料件的两端设置有聚磁材料件。该传感器实现了基于磁致伸缩效应的光纤光栅电流传感器的现场应用。感器的现场应用。感器的现场应用。

【技术实现步骤摘要】
光纤光栅电流传感器


[0001]本专利技术涉及电流传感器
，尤其涉及一种光纤光栅电流传感器。

技术介绍

[0002]随着电力工业的发展，电力传输系统的电压等级和电流强度越来越高，传统的电流互感器由于制造复杂、绝缘困难、维护费用高、磁饱和和铁磁谐振等不足，渐渐不能满足电力系统新型测量指标的要求。光纤光栅电流传感器是最新发展起来的一类新型电流传感器，由于其小型化、绝缘性好、精度高、抗电磁干扰等优点，使其在电力系统的高电压大电流测量上具有非常重要的研究价值和应用前景。但光纤光栅存在的温度
‑
应变交叉敏感问题以及超磁致伸缩材料本身也受温度影响等问题，导致温度变化对测量结果影响较大，测量结果较差，因此不能直接应用于户外环境的电流测量。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提出了一种光纤光栅电流传感器，用于解决现有技术中光纤光栅存在的温度
‑
应变交叉敏感的特性以及超磁致伸缩材料本身也受温度影响的特性所导致的其难以直接应用于户外环境的电流测量的问题。
[0004]在本专利技术实施例中，该光纤光栅电流传感器包括传感单元、参考单元以及封装外壳；
[0005]所述封装外壳由不导磁材料制成；所述传感单元与所述参考单元的结构与参数均相同，均包括磁致伸缩材料件、第一套管和刻有光栅的光纤，所述磁致伸缩材料件设置于所述封装外壳内；所述磁致伸缩材料件上开设有通孔，所述光纤未刻有光栅的部分穿过所述通孔后，从所述封装外壳中露出尾端，所述尾端用于与外部光信号发生器连接，所述光纤位于所述通孔内的部分与所述通孔的围壁之间通过光学胶水层胶粘，所述光纤的位于所述磁致伸缩材料件外部的部分包裹有起保护作用的第一套管；所述传感单元与所述参考单元相互垂直设置；所述传感单元的所述磁致伸缩材料件的两端设置有聚磁材料件。
[0006]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述传感单元和所述参考单元均还包括毛细玻璃管，所述毛细玻璃管为半圆柱状，所述光纤沿径向的下半部分与所述磁致伸缩材料件胶粘，上半部分由所述毛细玻璃管盖罩保护。
[0007]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述封装外壳的侧壁上开设有安装孔，所述聚磁材料件至少部分地嵌入于所述安装孔中。
[0008]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述聚磁材料件朝向所述磁致伸缩材料件的第一端面与所述磁致伸缩材料件朝向所述聚磁材料件的第二端面齐平，所述第一端面上设置有凹槽，所述磁致伸缩材料件在外部磁场的作用下伸长后能够进入所述凹槽中；或所述第一端面与所述第二端面之间留有间隙，以供所述磁致伸缩材料件在外部磁场作用下伸长。
[0009]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述聚磁材料件设置为铁基纳
米晶体。
[0010]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述封装外壳包括用于封装所述传感单元的第一部分和用于封装所述参考单元的第二部分，所述第一部分与所述第二部分均为四棱柱，所述第一部分与所述第二部分连接构成“凸”字形。
[0011]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述封装外壳采用不导磁的不锈钢材料制成。
[0012]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述封装外壳采用陶瓷材料制成。
[0013]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述封装外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体上均开设有用于容纳所述磁致伸缩材料件和所述光纤的凹槽，所述上壳体能够盖合连接于所述下壳体。
[0014]作为所述光纤光栅电流传感器的进一步可选方案，所述第一套管的外侧还包裹有起保护作用的第二套管。
[0015]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0016]该光纤光栅电流传感器采用封装外壳对传感单元和参考单元进行封装，采用传感单元和参考单元对比以进行电流测量，实现了基于磁致伸缩效应的光纤光栅电流传感器的现场应用。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0018]其中：
[0019]图1为本专利技术一实施例中光纤光栅电流传感器的整体结构示意图；
[0020]主要元件符号说明：
[0021]11
‑
传感单元，12
‑
参考单元，101
‑
磁致伸缩材料件，102
‑
毛细玻璃管，103
‑
光纤，1031
‑
光栅，1032
‑
第一套管，1033
‑
第二套管；
[0022]20
‑
封装外壳，21
‑
第一部分，22
‑
第二部分；
[0023]30
‑
聚磁材料件。
具体实施方式
[0024]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、
“
右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]本专利技术实施例提出了一种光纤光栅电流传感器，用于解决现有技术中光纤光栅存在的温度
‑
应变交叉敏感的特性以及超磁致伸缩材料本身也受温度影响的特性所导致的其难以直接应用于户外环境的电流测量的问题。
[0028]在本专利技术实施例中，该光纤光栅电流传感器包括传感单元11、参考单元12以及封装外壳20。其中，封装外壳20由不导磁材料制成；传感单元11与参考单元12的结构与参数均相同，均包括磁致伸缩材料件101、第一套管1032和刻有光栅1031的光纤103，磁致伸缩材料件101设置于封装外壳20内；磁致伸缩材料件101上开设有通孔，光纤103未刻有光栅1031的部分穿过该通孔后，从封装外壳20中露出尾端，该尾端用于与外部光信号发生器连接，光纤103位于磁致伸缩材料件101的通孔内的部分与通孔的围壁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅电流传感器，其特征在于，包括：传感单元、参考单元以及封装外壳；所述封装外壳由不导磁材料制成；所述传感单元与所述参考单元的结构与参数均相同，均包括磁致伸缩材料件、第一套管和刻有光栅的光纤，所述磁致伸缩材料件设置于所述封装外壳内；所述磁致伸缩材料件上开设有通孔，所述光纤未刻有光栅的部分穿过所述通孔后，从所述封装外壳中露出尾端，所述尾端用于与外部光信号发生器连接，所述光纤位于所述通孔内的部分与所述通孔的围壁之间通过光学胶水层胶粘，所述光纤的位于所述磁致伸缩材料件外部的部分包裹有起保护作用的第一套管；所述传感单元与所述参考单元相互垂直设置；所述传感单元的所述磁致伸缩材料件的两端设置有聚磁材料件。2.根据权利要求1所述的光纤光栅电流传感器，其特征在于，所述传感单元和所述参考单元均还包括毛细玻璃管，所述毛细玻璃管为半圆柱状，所述光纤沿径向的下半部分与所述磁致伸缩材料件胶粘，上半部分由所述毛细玻璃管盖罩保护。3.根据权利要求1所述的光纤光栅电流传感器，其特征在于，所述封装外壳的侧壁上开设有安装孔，所述聚磁材料件至少部分地嵌入于所述安装孔中。4.根据权利要求3所述的光纤光栅电流传感器，其特征在于，所述聚磁材料件朝向所述磁致伸缩材料件...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，徐肖伟，石俊，阳浩，柳明贤，彭晶，张贵鹏，徐文华，秦忠，杨庆，项恩新，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：