[实用新型]光纤电流传感器智能电表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电量计量装置，尤其是光纤电流传感器智能电表。

背景技术

智能电表已经公开了许多技术，如CN201410360178智能电表，包括：模数转换元件、时钟元件、电能计量元件、RS485通信元件、红外通信元件和载波/微功率无线通信元件和主控元件等，主控元件，用于累加、分析、统计及存储电能计量元件所统计的信息，另外也用于控制模数转换元件、时钟元件、电能计量元件、RS485通信元件、红外通信元件、载波/微功率无线通信元件、液晶显示器相互之间信息的转换或交换；存储器，用于存储主控元件所统计的用电量信息、转换或交换信息。但光纤电流传感器智能电表未见公开，现有技术公开的光纤智能电表只是用于信号的光纤信息传输。

现代工业的高速发展，对电流的测量要求已经提高很多，目前对电网的输送和检测提出了更高的要求，传统的高压大电流的测量手段将面临严峻的考验.随着光纤技术和材料科学的发展而发展起来的光纤电流传感系统，因具有很好的绝缘性和抗干扰能力，较高的测量精度，容易小型化，没有潜在的爆炸危险等一系列优越性，而受到人们的广泛重视.光纤电流传感器的主要原理是利用磁光晶体的法拉弟效应。激光束通过光纤，并经起偏器产生偏振光，经自聚焦透镜人射到磁光晶体:在电流产生的外磁场作用下，偏振面旋转θF角度；经过检偏器、光纤，进入信号检测系统，通过对θF的测量得到电流值，当设置系统中两偏振器透光主轴的夹角为45°，经过传感系统后的出射光强为:l＝(Io/2)(1+sin2θF)，式中Io为入射光强.通过对出射光强的测量，就可以得出θF，从而可测出电流的大小。

通过对法拉弟旋转角相位的测量(以电流强度为检测依据)，可得到电流所产生的磁场强度，从而可以计算出电流大小.由于光纤具有抗电磁干扰能力强、绝缘性能好、信号衰减小的优点，因而在法拉弟电流传感器研究中，一般均采用光纤作为传输介质，现有的电表用小电流传感器均采用电磁感应的线圈结构，未有光纤电流传感器，而采用光纤的低成本小电流传感器是将来的方向。

适合于安装在240伏-600安变电站主线上的电流传感器已经出现，这种传感器对变电站的电力输出进行监控，可以减少地方电网故障所造成的停电时间。电流传感器可以对供电电缆进行电流监控，若是电缆出线超负荷，这些电流传感器可将一部分负荷转移到其他相中，或者是新铺设的电缆中，保护电缆的安全使用和运行。

CN200710041685公开了一种直通式干涉型全光纤电流传感器，该全光纤电流传感器由3X3保偏光纤耦合器组成，包括光源、3X3保偏光纤耦合器、光纤偏振器、1/4光纤波片和传感光纤环；光源连接到3X3保偏光纤耦合器的一端,3X3保偏光纤耦合器的其中两端口分别和两个光纤偏振器连接；两个光纤偏振器的另一端分别通过1/4光纤波片接到传感光纤环；3X3保偏光纤耦合器的其中一端口空置；3X3保偏光纤耦合器的剩余两端口分别通过两个光电探测器与信号处理器相连接。

光纤的法拉弟旋转角相位的测量在低成本小电流传感器还存在应用上有所不足，主要是测量的法拉弟旋转角相位的偏移量小，信号弱化，此外，漂移温度导致信号不够稳定也是一个问题。尽管有其它方法可能解决此问题。

实用新型内容

本实用新型目的是，在保持光纤传感器的固有优势和前提下，提出一种电能表用的小电流光纤传感器制备的智能电表，甚至可以是家用型电能表，在利用光纤法拉弟旋转角相位的测量原理的基础上，制备一种用途广泛的智能电表。

本实用新型的技术方案是：光纤电流传感器智能电表，包括电表用小电流光纤传感器，积分电路、模数转换电路、时钟电路、电能计量芯片、存储器、RS485通信电路、CPU，其中小电流光纤传感器依次连接积分电路、模数转换电路、电能计量芯片和CPU，CPU同时连接时钟电路、存储器和RS485通信电路，CPU用于控制模数转换元件、时钟元件、电能计量、RS485通信电路、显示器相互之间信息的转换或交换；存储器用于存储CPU所得到的用电量信息、转换或交换信息。