[发明专利]一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器

权利要求书

1.一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器，其特征在于，包括宽带光源(1)、耦合器(2)、光纤布拉格光栅(4)、超磁质伸缩材料棒(5)、预应力施加头(12)、驱动线圈(6)、偏置线圈(7)，直流源(8)和光栅解调装置，所述驱动线圈(6)和偏振线圈(7)均设置在线圈骨架(11)上形成螺线管，且所述驱动线圈(6)设置在偏置线圈(7)内，所述直流源用于给所述偏置线圈(7)通入直流偏置电压，所述驱动线圈(6)与待测交流电连接，所述光纤布拉格光栅(4)通过两端固定的方式固定设置在超磁质伸缩材料棒(5)上，所述预应力施加头(12)固定设置在超磁质伸缩材料棒(5)两端，所述超磁质伸缩材料棒(5)通过所述预应力施加头(12)固定设置在螺线管内部，所述预应力施加头(12)用于给所述超磁质伸缩材料棒(5)施加预应力；所述宽带光源(1)发出的光经所述耦合器(2)入射到所述光纤布拉格光栅(4)，经所述光纤布拉格光栅(4)后返回耦合器(2)的信号光入射到所述光栅解调装置，所述光栅解调装置用于分析得到所述光纤布拉格光栅(4)中发生的波长偏移量Δλ_B，根据波长偏移量Δλ_B计算得到待测交流电I₁。

2.根据权利要求1所述的一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器，其特征在于，所述光栅解调装置包括F-P滤波器(3)和光电探测器(10)，经所述光纤布拉格光栅(4)后返回耦合器(2)的信号光入射到所述F-P滤波器(3)后被所述光电探测器(10)探测。

3.根据权利要求1所述的一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器，其特征在于，所述超磁质伸缩材料棒(5)为锨镝铁系超磁致伸缩材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器，其特征在于，待测交流电I₁的计算公式为：

其中，λ_B表示所述光纤布拉格光栅(4)的中心波长，Δλ_B表示波长偏移量，P_e表示有效弹-光系数，H_b表示偏置线圈(7)产生的磁场强度，q表示超磁质伸缩材料棒(5)的磁致伸缩系数，N₁表示驱动线圈的匝数，R₁表示驱动线圈的内径，R₂表示驱动线圈的外径。

5.根据权利要求1所述的一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器，其特征在于，所述预应力施加头(12)给所述超磁质伸缩材料棒(5)施加的预应力大小为10MPa。

6.根据权利要求1所述的一种基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅电流互感器，其特征在于，还包括底座(13)，所述线圈骨架(11)固定设置在所述底座(13)上。