[发明专利]光纤型电流传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学电流传感装置，尤其是涉及一种适用于高电压情况下对电流监测的光纤型电流传感装置。

背景技术

目前，光纤电流传感器使用的测量方法主要有光偏振态测量法、光干涉测量法和波长调制测量法。光偏振态测量主要基于法拉第磁光效应，使用磁光晶体在外场变化下使光的偏振方向改变达到测试目的，是目前研究相对成熟的传感器，已有少量商业化应用。光干涉测量法主要是利用外场改变相干光的光程差进行测量，基于迈克尔孙干涉仪或马赫曾德干涉仪的测量。波长调制测量法是对光的波长进行测量从而检测外场信号的方法，主要是由光纤光栅传感装置或法布里-珀罗干涉传感器完成，需要使用波长解调装置。这三种传感装置在理论上均可完成对电力参数的检测，但在实际应用时由于外界环境的干扰，特别是温度、振动造成误差太大不能满足使用要求，阻碍了该类光纤电流传感器的推广使用。

中国专利申请号为200510019496.8《光纤电流/磁场传感器》，是由两块平行的锯齿板构成。变形齿少、变形齿间的传感光纤长度短，使其采集数据的能力较差、传感光纤弯曲曲率小，进而导致其使用寿命短，采集到的数据要么精度高动态范围小，要么动态范围大精度低，无法满足实际应用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光纤型电流传感装置，其结构简单，使用方便，不仅能实现对电流的有效检测，且能够对采集到的信号进行放大，提高了该传感装置的精度，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光纤型电流传感装置，其特征在于：包括固定在被测电线附近并将被测电线的电流感应为所需电流的导线型传感线圈，所述导线型传感线圈与用于将导线型传感线圈的电流转化为电压信号的取样电阻模块连接，所述取样电阻模块通过两导线与导线型传感线圈相接，所述导线还连接两电极板，所述两电极板之间设置有光纤敏感单元，所述光纤敏感单元包括基板一以及固定安装在基板一上的锯齿板一和锯齿板二，所述基板一、锯齿板一和锯齿板二中至少有三者之一或三者之一的部分为电致伸缩材料或逆压电材料，所述锯齿板一上设置有变形齿一，所述锯齿板二上设置有变形齿二，所述变形齿一和变形齿二均位于锯齿板一与锯齿板二之间，所述锯齿板一与锯齿板二互相平行，所述变形齿一与变形齿二呈交错对应布设，所述变形齿一与变形齿二之间穿设有信号光纤，所述信号光纤的形状呈多匝环绕状，所述信号光纤连接光缆，所述光缆还连接测试单元，所述测试单元还连接处理单元。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述导线型传感线圈由非磁性材料骨架和均匀缠绕在非磁性材料骨架上的导线组成，所述被测电线穿设在导线型传感线圈的中心。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述导线型传感线圈为罗氏线圈。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述导线型传感线圈外部套设有电磁屏蔽壳体。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述光纤敏感单元和所述两电极板外部套设有电磁屏蔽壳体。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述锯齿板一或锯齿板二上设置有与变形齿一和变形齿二成夹角的凹槽，所述信号光纤位于凹槽内。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述锯齿板一通过基板二固定在基板一上，所述锯齿板二通过基板三固定在基板一上。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述锯齿板一和锯齿板二均通过胶黏剂粘接、焊接或螺丝连接固定在基板一上。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述信号光纤为碳涂覆光纤、金属涂覆光纤或聚酰亚胺涂覆光纤。

上述的光纤型电流传感装置，其特征在于：所述的聚酰亚胺涂覆光纤为涂覆外径是145微米的薄聚酰亚胺覆涂层光纤。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过多匝信号光纤能够对采集到的信号进行放大，提高了该传感装置的精度，且其结构简单、加工制作方便，结构形式多样，使用方式灵活。

2、使用操作简便且各组件间连接关系设计合理，通过多匝缠绕于锯齿板二上的信号光纤，大大增加了信号光纤随信号变化可以弯曲的长度，从而在保证信号光纤寿命的基础上，提高了测试精度。