最新反射式光纤电流传感器的分析及设计设计

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反射式光纤电流传感器的分析及设计设计

反射式光纤电流传感器的分析及设计设计

反射式光纤电流传感器的分析及设计设计毕业设计(论文)资料的分析及设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:目录第一部分毕业论文一、毕业论文第二部分过程管理资料一、毕业设计(论文)课题任务书二、本科毕业设计(论文)开题报告三、本科毕业设计(论文)中期报告四、毕业设计(论文)指导教师评阅表五、毕业设计(论文)评阅教师评阅表六、毕业设计(论文)答辩评审表2011届本科生毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文(2011届)本科生毕业论文反射式光纤电流传感器的分析及设计2011年5月长沙学院本科生毕业设计反射式光纤电流传感器的分析及设计系(部):电子与通信工程系专业:应用物理学学号: 2007041118学生姓名:指导教师:讲师ABSTRACTAs the voltage and current levels increase, the traditional assolenoid style current transformer cannot satisfy the measurement requirements. Optical fiber current sensor as an new power detection equipment, by its unique advantages and has a good prospect in the market.Based on optical fiber current sensor research and applications for background, mainly in reflective optical fiber current sensor in the principle and characteristics of further research. This paper first discusses the compared with traditional sensors, optical fiber current sensor has the advantages ,Then, at home and abroad optical fiber current sensor of a simple overview of the state, summarizes the advantages and disadvantages of different optical fiber current sensor. According to the existing deficiency of optical fiber current sensor, and proposes an reflex of fiber current sensor, improve the sensitivity of the optical fiber current sensor, and analyses the deep theoretical research. First, the detailed discussion on Faraday magneto-optic effect, then the basis of the principle of using Jones matrix, reflective optical fiber current sensor for a theoretical analysis and calculation, obtained reflex current sensor mathematical model. The influence of various factors sensor measurement accuracy, the overall theoretical analysis, and from the Angle of polarization and from every physical process detailed analysis. Finally, the reflex current sensor model in each device design and choice; To further design optical fiber current sensor laid a theoretical foundation.Keywords:Optical fiber current sensor,Jones matrix,Fraday effect目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 光纤电流传感器概况及意义 (1)1.2 光纤电流器的分类 (2)1.2.1块状玻璃型光纤电流传感器 (2)1.2.2 偏振调制型光纤电流传感器 (3)1.2.3 相位调制型光纤电流传感器 (3)1.3 光纤电流传感器的发展情况 (4)1.4 本论文的主要工作 (5)第2章光纤电流传感器的基本理论及分析方法 (7)2.1 偏振光 (7)2.2 偏振的Jones矩阵分析法 (8)2.2.1 偏振光的琼斯矢量表示法 (8)2.2.2 正交偏振 (10)2.2.3 偏振器件的琼斯矩阵表示法 (10)2.2.4 偏振光系统的琼斯矩阵分析法 (13)2.4 本章小结 (16)第3章反射式光纤电流传感器模型设计 (17)3.1 结构设计 (17)3.2 反射式光纤电流传感器的偏振态分析 (18)3.3 反射式电流传感器的琼斯矩阵分析 (19)3.4 本章小结 (22)第4章反射式光纤电流传感器器件的选择 (23)4.1 光源 (23)4.2 λ/4延迟器的设计 (24)4.3 相位调制器 (26)4.4 光电探测器 (27)4.5 本章小结 (27)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1 光纤电流传感器概况及意义电力工业是国家经济建设的基础工业,在国民经济建设中有举足轻重的地位。

光纤电流传感器

光纤电流传感器

光纤电流传感器的研究新进展一、流传感器的基本原理根据Far aday磁光效应,在被测电流产生的磁场作用下,光学介质中沿磁场方向传播的线偏振光的偏振方向将发生变化,偏振角的变化,全HdL,式中‘为Verde‘常数,H为磁场强度•‘为光线走过的路径。

当介质中的光路形成围绕载流导线的闭合环路时,根据安培环路定理,0=VKI,k为比例系数,I为电流强度,这是Faraday磁光效应光学电流传感器的理论基础.常用的测量Faraday型光学电流传感器输出线偏光偏转角的方法是正交偏振测量法,即用Wollaston棱镜做检偏器,线偏光经过电流传感元件输出后,被Wollaston梭镜分成两束偏振态互相垂直的线偏光,两束光的强度被分别检测出来并进行如下运算:S}- (11-I2)/(11+I2). Wollaston棱镜起偏器偏振方向的夹角为45’时,1,= Al /4[1-sin24,1.12=Au /4[1+sin24;],所以,5=(I1-12)/(11+12)=sin2 l。

当法拉第偏转角It比较小时,输出信号正比于输出线偏振光的法拉第偏转角。

即X24,。

以上是理想情况下的结论。

如果在传感元件中存在线性双折射d,上述检测系统的输出信号则成为5= (11-12),(11+12)=2,b sin石兀百石了,石万面,.上式可知.线性双折射可明显的降低系统的灵敏度和输入与输出之间的线性关系。

不仅如此,由于线性双折射与温度,压力等诸多因素有关,致使传感头的测量灵敏度易受工作环境的影响,因此显著的降低了系统的稳定性。

所以,对于用光纤做敏感元件的电流传感器而言,如何消除线性双折射的影响,己成为研制开发光学电流传感器中的核心问题。

二、纤电流传感器研究新进展光纤电流传感器是一个集材料科学、维光学、微电子学、电气工程、精密机械和计算机等学科于一体的高新技术产品,这就注定了它的研制是一项技术难度大、协作配套广的知识密集型项目。

故对其理论的深层次研究以及开发并解决产品实用化的问题一直是大家努力的方向。

新型光纤电流传感器及其应用

新型光纤电流传感器及其应用

新型光纤电流传感器及其应用电流测量在很多领域均有着广泛的应用,如工业中的电力传输、军事上的船舰全电推进以及科研应用中的超短脉冲电流监测等,都会涉及到电流测量。

随着科技的发展,对各类电流信号的测量需求也在不断提升,传统的电磁式电流互感器暴露出瞬态响应差、易饱和、绝缘困难以及随着电压等级提高而产生的运行成本过高等缺陷,而基于法拉第磁光效应的光学电流传感器可以很好的克服这些缺陷,表现出的很大的应用潜力,其中尤以光纤电流传感器(Fiber Optical Current Sensor,简称FOCS)优势最为明显,它采用闭合光路设计,其相比于传统的电流互感器不仅具有不受外界电磁干扰的特性,而且兼具测量动态范围大、电气绝缘性好、体积小、重量轻等优势,可覆盖不同领域的电流测量需求,已受到越来越受到广泛地关注。

结合国内外研究发展现状,分析了各类电流传感器的优缺点,并提出一种基于偏振调制型原理的新型全光纤电流传感器,它采用与干涉型光纤电流传感器相同的闭合光路设计,但无需额外的光信号调制,其测量精度可满足一般工程应用要求,因此有很大的成本优势。

文中对其光路和算法设计进行了阐述并搭建了试验样机。

立足实际工程应用,并以工频电流测量和雷电防护两个应用方向为研究对象展开工作,首先对通过调整反射镜的位置和对系统进行零偏补偿使其闭环误差和系统零偏误差满足应用需求,随后以解决全光纤电流传感器实际工程应用的典型技术难点——易受温度影响为目的,对其复杂的非线性温度特性做了详细分析,并通过BP神经网络强大的非线性映射性能对变温实验中传感光纤线圈的变比系数与对应温度数据进行非线性拟合,利用获得的温度补偿曲线对其进行在线温度补偿,使这种新型的全光纤电流传感器在-5℃~+50℃温度范围内达到国标中规定的0.5级要求。

最后,从实际工程应用出发,结合该传感器的快速响应优势,将其应用于雷电防护测量。

试验中以Pearson电流传感器测量结果作为参考基准,使用新型全光纤电流传感器对8/20μs雷电流进行准确、快速的全波实时波形测量,通过软件及硬件优化,使其在2kA~1500kA雷电流范围内满足工业应用需求。

基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设计.

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以此公式为标准经单片机处理就可以将电压 信号转换成为距离并显示在液晶上面。
基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设计
三、数据的处理
右图为实际测得的数据 拟合出来的曲线 拟合出来的曲线与我们实 测的数据非常接近,所以我 们就用此公式近似处理电压 信号,将电压转换成距离显 示出来。
基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设计
基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设离的变化而变化。显 然,当光纤探头紧贴反射片时,接收器接收到的 光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加, 接收到的光强逐渐增加,到达最大值点后又随两 者的距离增加而减小。
在得到电压与距离的 关系之后就可以通过单 片机的处理将电压转换 成距离显示出来。
基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设计
二、实物制作
1、光发射模块 光源直接选择激光头
2、光纤传输与光电转换 为了提高耦合效率,我们选择了纤芯直径较 大的塑料光纤。 由于是可见光,所以光在反射时要避免可见 光的干扰,同样光电二极管接收的时候也要避 免可见光的干扰。


基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设计
5、AD转换模块
AD 转换模块我们选用了芯片TLC1543IN,它拥有11模拟输入通 道,与单片机的接口采用串行接口方式,引线很少,与单片机连接 简单。并且精确度也相对八位的高。

毕业论文-反射式光纤电流传感器模型建立

毕业论文-反射式光纤电流传感器模型建立

摘要随着电压和电流等级的提高,传统的电磁式电流互感器不能满足测量的要求,光纤电流传感器以其特有的优势,受到广泛的关注。

本文对国内外的光纤电流传感器的研究状况进行了综合的概述,针对现行光纤电流传感器的不足,改进了相位调制型光纤电流传感器,利用Jones矩阵分析法建立了反射式光纤电流传感器的理论模型。

并针对反射式光纤电流传感器进行了器件的选择。

根据传感器的输出信号的特点,设计了信号处理电路。

对信号进行了光电转换和前置放大,然后使用相关检测技术,将一次谐波的幅值转变成直流信号。

然后设计低通滤波器分离直流信号,最后设计了处理器电路完成信号的AD转换,用于信号的数字处理和输出显示。

关键词:光纤电流传感器,法拉第效应,相关检测,信号仿真ABSTRACTAs the increase of the current and voltage,the traditional electromagnetic current transformer could not satisfy the requirements of the measurement. The fiber-oPtic current sensor was investigated for its unique advantages.The research achievements of the fiber-optic current sensor have been summarized in the paper. The reflective fiber-oPtic current sensor has been designed basing on the Phase modulated type fiber-optic current sensor. The theory current sensor has been established using Jones matrix devices have been chose model of the reflective fiber-optic analyzing method and the proper device have been chose.According to the characteristics of the sensor's output, signal processing circuits including photoelectric translating circuit, preamplifier, correlation detector, low-pass filter and ARIvI processor have been designed. The fundamental wave was changed into direct-current component through correlation detector, and then the direct-current component was separated by low-pass filter. At last, the AD conversion was completed by ARM processor to do signal processing and output display.The simulation mode was established in the Matlab environment. The simulation analysis as well as the noise analysis was carried out. Finally, the analysis of the relationship between sensor's input and output was analyzed by using function-fitting method. The fitting coefficients and error were given and quadratic or quartic curve fitting was proposed.KEYWORDS:fiber-optic sensor, Faraday effect, correlation detection, signal simulation前言作为信息时代的今天,传感技术、通信技术和计算机技术在产业信息中起着非常重要的作用,成为现代信息产业的三大支柱,分别承担着信息的采集、传输、处理和储存等任务。

光纤电流传感器的研究

光纤电流传感器的研究

光纤电流传感器的探究引言:随着电力系统的不息进步,对电流的精确测量成为实现电能计量、保卫和监测的重要需求。

而传统的电流传感器受限于尺寸、安装方式和精度等问题,无法满足现代电力系统的要求。

为了克服这些限制,并提高测量精度和可靠性,光纤电流传感器作为一种新型的电力测量技术应运而生。

本文将详尽探讨进展,并分析其在电力系统中的应用前景。

一、光纤电流传感器的基本原理光纤电流传感器的基本原理是利用光纤的零散效应,即光纤中的光信号会随电流的变化而发生相位变化。

详尽而言,当电流通过光纤电流传感器时,电流产生的磁场会影响传输在光纤中的光信号,从而导致光信号的相位变化。

通过测量光信号的相位变化,可以准确地获得电流的信息,实现对电流的精确测量。

二、光纤电流传感器的结构和工作原理光纤电流传感器主要由光纤、光源、光衰减器和相位检测器等组成。

其中,光纤是传感的重要组成部分,可以分为单模光纤和多模光纤两种。

光源产生光信号,并通过光纤传输到相位检测器。

当电流通过传感器时,产生的磁场会引起光信号的相位变化。

相位检测器会抓取到相位变化,并将其转换为电信号。

最后,通过电信号的处理和分析,可以获得准确的电流信息。

三、光纤电流传感器的优势相比传统的电流传感器,光纤电流传感器具有以下几个显著的优势:1. 高精度:光纤电流传感器接受高区分率的相位检测技术,能够实现对电流的非接触式、高精度测量,缩减测量误差。

2. 免磁饱和:光纤电流传感器不受磁饱和效应影响,能够在高磁场下稳定工作,提高测量的稳定性和可靠性。

3. 抗干扰能力强:光纤电流传感器可防止传统电流传感器由于外界电磁干扰导致的测量误差,具有良好的抗干扰能力。

4. 体积小、重量轻:光纤电流传感器利用光纤作为传感元件,体积小、重量轻,便于安装和维护。

综上所述,光纤电流传感器具有较高的测量精度、可靠性和稳定性,逐渐成为电力系统中重要的测量手段。

四、光纤电流传感器的应用前景目前,光纤电流传感器在电力系统中的应用前景宽广。

新型光纤电流传感器在煤矿中的应用研究

新型光纤电流传感器在煤矿中的应用研究
H 1 : =l
图 2光路 信号检测 电路


I= 1∑ ,∑ ) 2 2( + +
n l = n =l
‘’
外接 电阻 R
式 中,
一 偏振光 的旋 转角度 ; , 第 n 个 随 温 度 变 化 的 线 性 双 折 射 引 起 的 一
F rdy旋 转 角 的 变 化 量 ; aaa
件) 中通过 ,测量其 偏振 面 由于 电流产 生的磁场 作用而 导致线 性偏振 光旋转 角度( 拉第旋 转角) 法 的不 同, 利用 法拉 第旋转 角和 电流 之 间的关系 间接来确 定被测 电流 的大小 。本文 主要讨 论传感头 与信 号检测 处理
系统 的设计 。 1 、传 感 头 设 计 传 感 头 是 光 纤 电流 传 感 器 最 为 重 要 和 关 键 的部 件 。 系 统 传 感 头 材 料 为】 原
李 静


引 言
随着现代 电力系统 的发展 ,传统 的电磁感应铁 芯式 电流 互感器( urn rnd crC )因其机理 而呈 C r t a su e, T e T
现 出 自身 不 可 克 服 的 难 题 。尤 其 是 在 煤 矿 井 下 , 统 C 在 大 电流 测 量 中, 传 T 因供 电 线 路 长 ,电 磁 环 境 干 扰 强 ,
静 魏熬 《
箍 巍 《e器玺 ◇瓣 i l
分离 出直 流信 号和交 流信 号 ,再通 过 除法器 把交 直流 信
号 相 除 得 到 与 光 强 变 化 无 关 的 量J和 , 经 过 A/ 换 后 , I D转
除 法

送 入 DS 处 理 【 P 。
N N
I=a1∑ 一 。2( t一 ∑ )

上海康阔新一代全光纤电流传感器(互感器)

上海康阔新一代全光纤电流传感器(互感器)

螺旋速率
光纤长度坐标 (meter)

35
13:28:19
新一代电流传感光纤特点
1.1 新一代FOCS传感光纤中的偏振态演化(用于反射式结构) (已获多项实用和发明专利)
从慢轴输入线偏振态
递减螺距结构双折射段
均匀螺距结构双折射段
螺旋椭圆偏振态
解决了偏振态匹配问题和规模化生产问题
• FOCS的现实问题及解决方案 • 新一代电流传感光纤的特点
• 新一代FOCS的关键特性及应用
• 成果总结

34
13:28:19
新一代电流传感光纤特点
1. 0 新一代FOCS传感光纤的结构特征(用于反射式结构) (已获多项实用和发明专利)
递增螺旋结构双折射段 均匀螺旋结构双折射段
-40
时间 (小时 )

44
13:28:20
新一代FOCS的关键特性
3.2 传感光缆比差与温度的关系(不带温度补偿功能)
Comcore保椭圆光纤2:+/-0.32%

46
13:28:20
新一代FOCS的关键特性
13:28:15
新一代全光纤电流传感器
黄 勇 博士
Cell: 13917999108; Email:yong.huang@

1
13:28:15
新一代全光纤电流传感器
FOCS 现实问题及解决方案 • 新一代电流传感光纤的特点
• 新一代FOCS的关键特性及应用优势
13:28:18
FOCS 现实问题及解决方案
6. 目前国内外关于光纤波片的实现方案
6.1 切割一段所谓1/4拍长的线双折射光纤 (传统工艺)
集中式变换--无法解决椭圆偏振态匹配问题
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反射式光纤电流传感器的分析及设计设计毕业设计(论文)资料的分析及设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:目录第一部分毕业论文一、毕业论文第二部分过程管理资料一、毕业设计(论文)课题任务书二、本科毕业设计(论文)开题报告三、本科毕业设计(论文)中期报告四、毕业设计(论文)指导教师评阅表五、毕业设计(论文)评阅教师评阅表六、毕业设计(论文)答辩评审表2011届本科生毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文(2011届)本科生毕业论文反射式光纤电流传感器的分析及设计2011年5月长沙学院本科生毕业设计反射式光纤电流传感器的分析及设计系(部):电子与通信工程系专业:应用物理学学号: 2007041118学生姓名:指导教师:讲师ABSTRACTAs the voltage and current levels increase, the traditional assolenoid style current transformer cannot satisfy the measurement requirements. Optical fiber current sensor as an new power detection equipment, by its unique advantages and has a good prospect in the market.Based on optical fiber current sensor research and applications for background, mainly in reflective optical fiber current sensor in the principle and characteristics of further research. This paper first discusses the compared with traditional sensors, optical fiber current sensor has the advantages ,Then, at home and abroad optical fiber current sensor of a simple overview of the state, summarizes the advantages and disadvantages of different optical fiber current sensor. According to the existing deficiency of optical fiber current sensor, and proposes an reflex of fiber current sensor, improve the sensitivity of the optical fiber current sensor, and analyses the deep theoretical research. First, the detailed discussion on Faraday magneto-optic effect, then the basis of the principle of using Jones matrix, reflective optical fiber current sensor for a theoretical analysis and calculation, obtained reflex current sensor mathematical model. The influence of various factors sensor measurement accuracy, the overall theoretical analysis, and from the Angle of polarization and from every physical process detailed analysis. Finally, the reflex current sensor model in each device design and choice; To further design optical fiber current sensor laid a theoretical foundation.Keywords:Optical fiber current sensor,Jones matrix,Fraday effect目录ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 光纤电流传感器概况及意义 (1)1.2 光纤电流器的分类 (2)1.2.1块状玻璃型光纤电流传感器 (2)1.2.2偏振调制型光纤电流传感器 (3)1.2.3相位调制型光纤电流传感器 (3)1.3 光纤电流传感器的发展情况 (4)1.4 本论文的主要工作 (6)第2章光纤电流传感器的基本理论及分析方法 (7)2.1 偏振光 (7)2.2 偏振的Jones矩阵分析法 (8)2.2.1偏振光的琼斯矢量表示法 (8)2.2.2正交偏振 (10)2.2.3偏振器件的琼斯矩阵表示法 (10)2.2.4偏振光系统的琼斯矩阵分析法 (13)2.4 本章小结 (17)第3章反射式光纤电流传感器模型设计 (18)3.1 结构设计 (18)3.2 反射式光纤电流传感器的偏振态分析 (19)3.3 反射式电流传感器的琼斯矩阵分析 (20)3.4 本章小结 (23)第4章反射式光纤电流传感器器件的选择 (24)4.1 光源 (24)4.2 λ/4延迟器的设计 (25)4.3 相位调制器 (27)4.4 光电探测器 (28)4.5 本章小结 (28)参考文献 (30)致谢 (31)第1章绪论1.1 光纤电流传感器概况及意义电力工业是国家经济建设的基础工业,在国民经济建设中有举足轻重的地位。

近年来随着各国经济的迅速发展,对电力的需求日益增大,电力系统的额定电压等级和额定电流都有大幅度的提高[1]。

电流和电压的测量在电力工业中起着极为重要的作用,它们为电力系统提供用订量、控制和继电保护所必需的信息。

在计量方面,要求测量装置具有很高的测量准确度及稳定性,而为了系统保护的需要,要求测量装置测试速度快、反应迅速。

同时,力系统运行的不间断性也对测量装置的可靠性及维护性提出了很高的要求。

目前,对电流的测量主要采用的是以电磁感应原理为基础的电流传感器,这种传统的电磁感应式电流传感器在应用的过程中,积累了丰富的实践经验,它的各种技术性能、指标均还保持着一定的优势,同时电磁式电流传感器的原理简单,可靠性高,不易损坏[2]。

上述这些优点,是其得以普遍使用的主要原因。

但是由于电磁式电流传感器结构、原理的特性,使得它存在以下几个致命的缺点:(1)存在绝缘的问题,充油的电磁式电流传感器使用在高压环境时,有可能发生绝缘击穿,从而引起对地短路或者突然爆炸的危险;(2)存在磁饱和的问题,电流传感器铁芯在被测量电流异常增大的时候,将出现磁饱和,这严重影响了电流传感器的测量准确度;(3)存在电磁干扰的问题,在高压环境中,电磁式电流传感器的电流信号通过导线传输时将受到严重的电磁干扰,影响测量准确度;(4)成本问题,电磁式电流传感器的成本随着被测量电流/电压等级的增大,成指数增加。

这些电磁式电流传感器的缺点是由其基本结构造成的,是无法从根本上改变的。

因此,在这种情况下就需要研究新型的电流传感器了,光纤电流传感器就孕育而生了。

光纤电流传感正是为了克服电磁式电流传感器的缺点而研制的,光纤电流传感正是为了克服电磁式电流传感器的缺点而研制的,自七十年代问世以来,受到了各国的广泛关注[3]。

与传统的电磁式电流互感器相比,光纤电流传感器具有以下的优点:(1)绝缘性能非常好,从材料来说:光纤电流传感器所用的材料主要是石英光纤,它自身就是非常好的绝缘体;(2)光纤电流传感器的结构中不含有铁芯,因此不存在磁饱和、铁磁谐振等问题,测量准确度得到了提高。

(3)抗电磁干扰能力强,光纤电流传感器的信号由光来传输,具有抗电磁干扰性,这样它测量的准确度也能增大,(4)光纤电流传感器的低压侧不会有因开路而产生高压的危险,从而消除了传统的电磁式电流互感器易燃易爆的问题。

(5)光纤电流传感器的体积小,重量轻。

光纤传感器的传感头,重量小于l公斤。

据美国西屋公司公布的磁光式345KV光纤电流互感器,其高度为2.7米,总重量为100公斤,而同等电压等级的充油式电磁式电流传感器,高为6.1米,重达7718公斤[4]。

(6)适应了电力保护和计量的数字化、智能化及光通信的发展趋势。

(7)测量的动态范围大,可在相当宽的电流范围内保持良好的线性特性。

光纤电流传感器从问世至今己40多年,各国科技人员花费了大量心血,提出了各种各样的实现方法,但有些关键问题至今没有获得圆满解决[5]。

虽然也有一些产品问世的报道,但离大规模商业应用还有较大距离。

尽管困难重重,人们对光纤电流传感器的期望始终没有减少,一直在探索新的实现方法和关键技术解决途径,这都是因为与电磁式传感器相比,光纤电流传感器具有无法比拟的优点。

1.2 光纤电流器的分类光纤电流传感器从出现以来,就被受到重视。

现有的光纤电流传感器按照它的传感头的不同,可以分为全光型光纤电流传感器、块状玻璃型光纤电流传感器和混合型光纤电流传感器。

1.2.1块状玻璃型光纤电流传感器块状玻璃型光纤电流传感器基本原理是:利用全反射,使线性偏振光通过玻璃材料内部多次反射,形成环绕通电导体的闭合光路,其结构如图1.1所示。

图1.1 状玻璃型光纤电流传感器的传感头结构通过测量线偏振光的法拉第旋转角,从而间接的测量电流。

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