[发明专利]一种基于双探头免定标的光学电流传感器及方法

权利要求书

1.一种基于双探头免定标的光学电流传感器，其特征在于由两个磁光电流传感头、传感头固定支架以及测量单元组成，两个磁光电流传感头分别设置于传感头固定支架两端，两个磁光电流传感头的输出端分别连接测量单元的输入端，测量单元输出的测量值与两个磁光电流传感头到载流导线的距离无关。

2.根据权利要求1所述的一种基于双探头免定标的光学电流传感器，其特征在于所述磁光电流传感头由光源依次串接起偏器、磁光材料、检偏器、光纤准直器以及传导光纤构成。

3.根据权利要求2所述一种基于双探头免定标的光学电流传感器，其特征在于所述光源发出的光为偏振无关光。

4.根据权利要求2所述一种基于双探头免定标的光学电流传感器，其特征在于所述起偏器起振方向与检偏器的透振方向夹角为45°。

5.一种基于权利要求1所述一种基于双探头免定标的光学电流传感器的检测方法，其特征在于所述方法如下：

将磁光电流传感头置于载流导线附近使磁光电流传感头的磁光材料通光方向与电流方向垂直；光源发出的光经过起偏器后成为偏振光；光场继续传播经过磁光材料时，由于法拉第效应偏振方向发生旋转，旋转角度与起偏器起振方向夹角为：

θ=μ0VLI2πr---(1)]]>

其中μ₀为真空磁导率，V为磁光材料菲尔德常数，L为光在磁光材料中传播的距离，r为磁光材料到载流导线的距离；光场继续传播经过检偏器后输出光强为：

其中P₀为光源的输出光强，由输出光强计算出光场法拉第旋转角θ的大小，实际应用中近似为此时，载流导线中电流大小与输出光强的关系式为：

将两个磁光电流传感头由固定支架固定，其间距为d，测量得输出光强分别为P₁、P₂，由公式（1）得到：

θ1=μ0VLI2πr1θ2=μ0VLI2πr2r2-r1=d]]>

进而得到导线中电流大小为：

I=2πθ1θ2dμ0VL(θ1-θ2)---(3)]]>

将近似公式P1=12P0(1-2θ1)P2=12P0(1-2θ2)]]>代入（2）式可得：

I=πd(P0-2P1)(P0-2P2)2μ0VLP0(P2-P1)---(4)]]>

由此测量单元根据两个传感头的输入光强计算出载流导线中的电流大小并输出。