[發明專利]用于監測光纖電流傳感系統的系統及方法

在審

• 申請號: 201410254325.2
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104237834A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: D.R.華萊士
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 易皎鶴;姜甜

技術領域

本發明的領域總體上涉及光纖電流傳感系統，更具體而言，涉及監測這類系統中的部件的操作。

背景技術

光纖電流變換器(FOCT)基于法拉第效應測量電流。由于法拉第效應，磁場中的光與介質的相互作用導致光的偏振面旋轉與磁場沿光傳播方向的分量成線性比例的角度。

至少一些已知的FOCT系統支持圍繞導體的火石玻璃(flint?glass)纖維。光傳播通過火石玻璃纖維，測量傳播光的偏振，以確定流過導體的電流的大小。但是隨著時間推移，至少一些已知的FOCT系統的部件可能發生退化和/或受損。例如，提供待傳播的光的光源可能隨著時間推移而失去功率，降低系統的可靠性。此外，部件之間的光連接可能被破壞或無意中斷開。

發明內容

根據一方面，提供一種系統。所述系統包括：光纖電流傳感器；以及光耦合至所述光纖電流傳感器(fiber?optic?current?sensor)的光纖電流變換器(fiber?optic?current?transducer)，所述光纖電流變換器配置為從所述光纖電流傳感器接收偏振光，從所述偏振光產生電信號，并隔離所述電信號的直流(DC)分量。所述系統還包括通信耦合至所述光纖電流變換器的監測電路，所述監測電路配置為從所述光纖電流變換器接收所述DC分量，并基于所述DC分量產生輸出信號，其中所述輸出信號指示所述光纖電流傳感器和所述光纖電流變換器的操作狀態。

根據另一方面，提供一種通信耦合至光纖電流變換器的監測電路。所述監測電路配置為：從所述光纖電流變換器接收DC信號，其中所述DC信號是基于從光纖電流傳感器接收的偏振光產生的電信號的DC分量；并基于所述DC信號產生輸出信號，其中所述輸出信號指示所述光纖電流傳感器和所述光纖電流變換器的操作狀態。

根據再一方面，提供一種用于監測光纖電流變換器和光纖電流傳感器的操作的方法。所述方法包括：在所述光纖電流變換器處接收來自于所述光纖電流傳感器的偏振光；利用光電二極管從所述偏振光產生電信號；隔離所述電信號的直流(DC)分量；在監測電路處接收所述DC分量；以及利用所述監測電路，基于所述DC分量產生輸出信號，其中所述輸出信號指示所述光纖電流傳感器和所述光纖電流變換器的操作狀態。

附圖說明

圖1是示例性光纖電流傳感系統的示意圖。

圖2是可用于圖1所示系統的示例性監測電路的示意圖。

圖3是用于監測光纖電流變換器和光纖電流傳感器的操作的示例性方法的流程圖。

具體實施方式

在此描述用于監測光纖電流傳感系統的部件的操作的示例性實施例。監測電路從光纖電流變換器接收直流信號。該直流信號是從光纖電流傳感器接收的偏振光產生的電信號的直流分量?；谠撝绷餍盘?，監測電路產生指示光纖電流變換器和光纖電流傳感器的操作狀態的輸出信號。

圖1是用于測量流過導體102的電流i的示例性光纖電流傳感系統100的示意圖。系統100包括具有光源104的光纖電流變換器(FOCT)103，光源104沿著光纖110向光環行器108輸出光信號106。在示例性實施例中，光信號106是波長為大約1550納米的非偏振激光。替代性的，光信號106可以是使系統100能夠起到本文所述作用的任意形式的光。

在示例性實施例中，光環行器108是三端口環行器，其允許光進入一個端口并從另一個端口離開。特別地，光信號106在第一端

112進入光環行器108，在第二端114離開光環行器108。

離開第二端114的光通過雙向光纖124被供至光纖電流傳感器123的光箱122。光進入光箱122，被傳輸通過火石玻璃纖維126，在反射性表面128(例如反光鏡)上反射，并通過火石玻璃纖維126返回光箱122。當電流流過被火石玻璃纖維126包圍的導體102時，光的偏振角旋轉與通過導體102的電流的大小成比例的量(即法拉第效應)。然后，光箱122以兩個不同的偏振：x偏振光130和y偏振光132輸出被旋轉的光。y偏振光132的偏振相對于x偏振光130偏移90°。如果沒有電流流過導體102，x偏振光130的大小等于y偏振光的大小。如果電流流過導體102，偏振將不等。