[发明专利]一种光纤电流传感器及其自带温度校准方法

说明书

本申请公开了一种光纤电流传感器及其自带温度校准方法。其中，光纤电流传感器具有与温度一一对应关系的偏振参数。方法包括：光纤电流互感器的信号处理单元根据采集的电信号计算出光纤电流传感器的偏振参数值；信号处理单元根据偏振参数值以及预先试验得到的偏振参数值与环境温度的关系曲线，确定光纤电流互感器的环境温度；信号处理单元根据环境温度对采集的电信号对应的电流值进行校准，确定温度校准后的标准电流值。

技术领域

本申请涉及光纤电流互感器技术领域，特别是涉及一种光纤电流传感器及其自带温度校准方法。

背景技术

近年来，全光纤电流互感器逐步被应用于电流的测量，尤其用于特高压或大电流的交直流测量。相比于传统的铁芯互感器，光纤电流传感器具有诸多优点，如测试精度高、动态范围大、测试带宽高、重量轻等等。温度会影响传感光纤的磁光系数(～70ppm/K)，同时也会影响到光CT的器件，如四分之一波片、光纤偏振消光比等，所以光CT必须经过温度补偿才能获得准确的测试精度。使用外置或内置的温度传感器，测量出环境温度，然后使用对应的温度补偿系数可实现温度补偿。此方法必须使用额外的温度传感器，费时费力。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本公开提供了一种光纤电流传感器及其自带温度校准方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种自带温度校准的光纤电流传感器，包括：宽带光源、光学耦合器或环形器、光纤起偏器、第一45°焊接、双折射率调制器、延时保偏光纤、第二45°焊接、光纤1/4波片、传感光纤和端面反射镜、光电探测器、信号处理单元，其中

宽带光源发出的宽带光经过光学耦合器或环形器后，进入光纤起偏器产生线偏振光，线偏振光通过第一45°焊接，产生两束X/Y向的线偏振光，并进入双折射率调制器，实现双折射的相位调制，调制光经过延时保偏光纤后，并通过第二45°焊接，进入光纤1/4波片，将两束X/Y向线偏振光变成两束左/右旋椭圆偏振光，两束椭圆偏振光在传感光纤通过待测电流产生法拉第相移；

两束椭圆偏振光经端面反射镜反射后，两束椭圆偏振光的偏振将互换，左旋/右旋椭圆偏振光变成右旋/左旋椭圆偏振光，在传感光纤内，根据非互易的磁光效应，左右旋椭圆偏振光的磁光相移将翻倍，再反向经过光纤1/4波片和第二45°焊接后，两束右旋/左旋圆偏振变成多束Y/X向线偏振，然后反向经过延时保偏光纤、双折射率调制器后，多束线偏振光进入光纤起偏器相互干涉产生干涉信号，干涉信号被光电探测器接收，将光信号转化成电信号，电信号进入信号处理单元，经信号放大、采集、数据处理后，最终输出电流值。

可选地，光纤电流传感器，还包括：与双折射率调制器连接的驱动源。

可选地，光纤1/4波片的相位延时量随着环境温度而变化，且单侧偏离理想的90°，使得光纤电流传感器的偏振参数与环境温度具有一一对应的关系。

可选地，信号处理单元还用于解调出光纤电流传感器的偏振参数值。

根据本申请的另一个方面，提供了一种光纤电流传感器的自带温度校准方法，包括：

光纤电流互感器的信号处理单元根据采集的电信号计算出偏振参数值；

信号处理单元根据偏振参数值以及预先试验得到的偏振参数值与环境温度的关系曲线，确定光纤电流互感器的环境温度；

信号处理单元根据环境温度对采集的电信号对应的电流值进行校准，确定温度校准后的标准电流值。

从而，本申请不仅可以实现电流测量，而且光纤电流互感器本身也是一种温度传感器，从而无需额外的温度传感器，实现自带温度校准的电流准确测量。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明