[发明专利]一种光纤电压测量系统与方法

权利要求书

1.一种光纤电压监测方法，其特征是，包括如下步骤：

发射测量光，检测待测端电压多个周期性变化的输出光功率，采用压控光功率衰减极值方法获得参考光功率；

向压感光衰装置发送波长为λ₁的测量光，检测通过压感光衰装置的光的实际光功率；

根据实际光功率与参考光功率计算获得衰减系数；

根据衰减系数，以及压感光衰装置的输入电压与衰减系数之间的关系，获得待测端的电压。

2.如权利要求1所述的一种光纤电压监测方法，其特征是：采用压控光功率衰减极值方法获得参考光功率的步骤，如下：

向压感光衰装置发送波长为λ₁的测量光，获得若干光感周期内压感光衰装置的输出光功率；

提取压感光衰装置的输出光功率中的极值，根据极值以及光纤链路本身固有衰耗系数，计算获得极值处的压控光衰装置的衰减系数，通过衰减系数计算获得参考光功率；

或者，还包括对参考光功率进行校正的步骤：当通过压感光衰装置的光的实际光功率的极值发生变化，采用压控光功率衰减极值方法更新参考光功率，根据更新后的参考光功率获得衰减系数。

3.一种光纤电压监测系统，其特征是：包括光源与信号检测处理装置和一个或多个压感光衰装置，所述光源与信号检测处理装置与压感光衰装置通过光纤连接，压感光衰装置连接在待检测电压端，光源与信号检测处理装置用于提供入射光和用于处理压感光衰装置采集的信号；

光源与信号检测处理装置至少包括激光模块、光功率检测模块及控制单元，控制单元分别与激光模块、光功率检测模块通信连接，所述控制单元执行权利要求1或2所述的一种光纤电压监测方法。

4.如权利要求3所述的一种光纤电压监测系统，其特征是：压感光衰装置包括导体、第一电极、第二电极、波导元件和至少一层二维材料；所述二维材料分别与波导元件及第一电极连接，所述导体与第二电极连接，导体与二维材料之间绝缘，二维材料与导体间形成电容结构，第一电极和第二电极分别用于连接待测端接收输入电压，波导元件提供光通过二维材料的通路；

或者，光源与信号检测处理装置连接多个压感光衰装置，多个压感光衰装置连接在同一测量端或者不同的测量端；

或者，还包括温补光栅，设置在压感光衰装置的设置位置处，所述温补光栅与光源与信号检测处理装置电连接。

5.一种光纤电压监测方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1、发射不同波长的用于经过压感光衰装置光和不经过压感光衰装置监测光，分别获得测量光功率和监测光功率，根据测量光功率采用压控光功率衰减极值方法获得参考光功率，根据监测光功率设定监测光功率的变化范围；

步骤2、向压感光衰装置发送测量光，检测通过压感光衰装置的光的实际光功率；同时发射监测光，检测接收到监测光功率；

步骤3、判断监测光功率是否超出设定的范围，若没有超出范围，根据实际光功率与参考光功率计算获得衰减系数；否则，执行步骤1中获得参考光功率的步骤更新参考光功率，根据更新后的参考光功率计算获得衰减系数α；

步骤4、根据衰减系数，以及压感光衰装置的输入电压与衰减系数之间的关系，获得待测端的电压。

6.如权利要求5所述的一种光纤电压监测方法，其特征是：

步骤1中，采用压控光功率衰减极值方法获得参考光功率的方法，如下：

同时发射测量光λ₁和监测光λ₂，经过波分复用测量光λ₁经过压感光衰装置，监测光λ₂不经过压感光衰装置；

检测待测端电压多个周期性变化的输出光功率，获得光功率极值，根据极值以及光纤链路本身固有衰耗系数，计算获得极值处的压控光衰装置的衰减系数，通过衰减系数获得参考光功率。

7.一种光纤电压监测系统，其特征是，包括：光源与信号检测处理装置、无源波分复用装置和一个或多个压感光衰装置，所述光源与信号检测处理装置、无源波分复用装置与压感光衰装置依次通过光纤连接，压感光衰装置连接在待检测电压端，光源与信号检测处理装置用于提供入射光和用于处理压感光衰装置采集的信号；

光源与信号检测处理装置至少包括激光模块、光功率检测模块及控制单元，控制单元分别与激光模块、光功率检测模块通信连接，所述控制单元执行权利要求5或6所述的一种光纤电压监测方法。