[实用新型]一种椭圆保偏光纤电流传感器

说明书

一种椭圆保偏光纤电流传感器，包括传感光纤环、反射镜、保线偏光纤、光纤延迟线、单模光纤、光纤耦合器；所述偏振分或合束器通过传输光纤与四分之一波片相连；所述传感光纤环一端接反射镜，所述传感光纤环另一端通过保线偏光纤再连接光纤延迟线，再接调制器和起偏器后连接单模光纤和光纤耦合器的第一端，光纤耦合器的第二端和第三端分别接光源和光电探测器。本实用新型可消除振动和温度问题，器件成熟度高，1/4波片制作难度较低，精度高且稳定，可实现产业化。

技术领域

本实用新型属于光电子技术领域，具体涉及一种椭圆保偏光纤电流传感器。

背景技术

现有工业化应用的电流传感采用的以电磁感应原理为基础的常规电流互感技术，暴露出一系列问题：充油互感器在超高压环境有被击穿发生爆炸的危险、存在磁饱和与磁滞效应的不利效应、体积重量大、价格昂贵、易受电磁干扰影响等，难以满足新一代智能电网电力系统发展的需要。而相比较而言，光纤传感技术具有以下显著优势：绝缘介质材料抗干扰能力强、可以在极端恶劣环境下工作、体积小重量轻且可以自由布局、测量范围大线性度好、容易与光纤通信系统衔接组合。所以，将光纤传感技术引入到电流检测中的光纤电流传感器成为应用于新一代智能电网电力系统的很好方法。

全光纤电流互感器采用Faraday磁光效应原理测量被测电流，即能测量交流电流又能测量直流电流，具有体积小、重量轻、动态范围大、绝缘简单可靠等优势。国内外关于全光纤电流互感器的研究已有二十多年，因其技术复杂、温度稳定性及抗振性能不易满足实用化要求等原因，全光纤电流互感器在直流系统中应用相对较慢。近年来，全光纤电流互感器的技术有了长足进步，其主要性能指标已基本能满足应用需求，直流全光纤电流互感器在暂态特性、动态范围及安装灵活性等方面具有更为突出的优势，能够克服直流电子式电流互感器的应用缺陷，能够更好地满足柔性直流输电的应用需求。

国外NxtPhase等公司有全光纤电流传感器产品，采用的是直波导反射式方案，共用传感光纤来解决振动和温度问题，见《光电工程》2006年33(5)卷95页至112页的《全光纤电流互感器检测系统的设计》。但此方案的核心器件直波导(属于相位调制器件，x、y两个方向均可小损耗通光，且可对x、y两个方向光波分别进行相位调制)在我国国内没有成熟产品，严重制约了此方案在我国的实际应用。

专利CN201429646Y公开了一种光纤电流传感器，此方案在保证了环境适应性的前提下，避免了采用不成熟的器件，而是全部采用通讯器件，采购畅通，传感器精度高，但对方案中三个波片的制作精度提出了较高的要求。光纤电流传感器在用于高压和大电流电网的电流测量，位于室外时有温度和振动的问题，对测量精度等有所影响。

实用新型内容

为了解决存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种椭圆保偏光纤电流传感器，可消除振动和温度问题，器件成熟度高，1/4波片制作难度较低，精度高且稳定，可实现产业化。

本实用新型的技术解决方案是：一种椭圆保偏光纤电流传感器，包括传感光纤环、反射镜、保线偏光纤、光纤延迟线、单模光纤、光纤耦合器；其特征是，所述偏振分或合束器通过传输光纤与四分之一波片相连；所述传感光纤环一端接反射镜，所述传感光纤环另一端通过保线偏光纤再连接光纤延迟线，再接调制器和起偏器后连接单模光纤和光纤耦合器的第一端，光纤耦合器的第二端和第三端分别接光源和光电探测器。

所述传感光纤环是由双螺旋保椭圆偏振光纤端部熔接制备15～20圈且螺距为8～12mm，产生1/4波片。

所述调制器通过导线一路连接温度传感器，另一路连接信号处理器，信号处理器通过导线一路连接光电探测器，另一路连接数字输出终端。

本实用新型的有益效果：本实用新型可消除振动和温度问题，器件成熟度高，1/4波片制作难度较低，精度高且稳定，可实现产业化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型双螺旋保椭圆偏振光纤的结构示意图。