[發明專利]一種用于直流大電流監控的晶體磁光閥系統

在審

• 申請號: 201710914574.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107765060A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王占鋒;王海強
• 申請（專利權）人: 廣州申暢沃光電科技有限公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/00
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司44302
• 代理人: 李唐明,頓海舟

技術領域

本發明涉及一種晶體磁光閥系統，特別涉及一種用于直流大電流監控的晶體磁光閥系統。

背景技術

直流電流互感器用于直流電流量值變換的互感，廣泛應用于冶金、化工、碳素等行業以及各種需要對直流大電流進行監控的系統中，該儀表可以同時輸出標準的電壓、電流信號，用于配接其它儀表作監示、控制用的信號源。它利用鐵心線圈中鐵心受直流和交流電流共同磁化時的非線性和非對稱性，通過整流電路，將通過線圈的直流大電流按匝數反比變換成直流小電流。主要用于測量直流大電流，也在整流系統中用作電流反饋、控制和保護元件。

傳統的直流大電流監控系統大多采用羅氏線圈作為傳感器的主要元件，在大電流的測量中誤差較大，易受干擾信號影響，且當高度較高時響應較慢，無法保證其測量精度。隨著光纖技術和材料技術的發展起來了絕緣和測量精度較高的光纖電流互感器，其主要原理是利用磁光晶體的法拉第效應。

光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動方向和光波前進方向構成的平面為振動面，該振動面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。晶體在外磁場的作用下，使通過該晶體的線偏振發生旋轉的現象為法拉第效應，這種晶體叫做磁光晶體。發射偏振光，由于磁光晶體的法拉第效應，在電流磁場的作用下，偏振光發生了偏轉，通過對法拉第旋轉角的測量，可計算電流大小。

測量偏振角的方法有多種，但目前無高精度直接測量偏振角旋轉角度的檢測儀器，只能間接地依據其它方法檢測角度，如光強檢測和相位檢測。在本發明中采用的是光強檢測法，傳感頭采用了由磁光晶體制作的晶體磁光閥。該光閥的結構為磁化方向垂直表面，方向相反的兩種磁疇，順磁化方向磁疇區域通光，反磁化方向磁疇區域擋光，外磁場能夠使與其磁化方向一致的磁疇區域增加，反向的磁疇區域減小，因而，能夠根據磁場大小調節光透過率。使用這種晶體磁光閥，可以通過檢測某一時刻的光強，求出磁場的大小，從而計算出電流的大小。

發明內容

為了解決傳統的直流電流監控系統在大電流的測量中誤差較大，易受干擾信號影響，且當高度較高時響應較慢，無法保證其測量精度的問題，本發明提供一種用于直流大電流監控的晶體磁光閥系統，所采用的技術方案如下：

一種用于直流大電流監控的晶體磁光閥系統，包括：觸發器、光纖電流互感器和解調儀，觸發器和光纖電流互感器用光纜分別與解調儀以光纜連接；

所述的光纖電流互感器包括多個磁光晶體傳感頭、光纖分支器、光學標尺和勻磁環，多個磁光晶體傳感頭串聯在光學標尺上并分組并聯在光纖分支器上，光纖分支器與光學標尺連接，光纖分支器的另一端用光纜與所述的解調儀連接；

所述的磁光晶體傳感頭為利用晶體光閥制作的傳感頭；

所述的解調儀包括信息存儲模塊和電流計算模塊。

所述的光纖電流互感器還設有勻磁環，勻磁環為環狀的金屬結構，中間設有固定機構用以固定在天線上，內部設有安裝槽供所述磁光晶體傳感頭以及其連接光線安裝。

所述的解調儀內置校正模塊，校正模塊采用動態的溫度補償與糾正。

所述的解調儀內置無線通信模塊。

本發明的達到的有益效果：本發明采用磁光晶體制作而成的光纖電流傳感器，能夠進行多點獨立測量，并設有勻磁環，抗外磁場干擾能力強，測量精度高；進行絕對測量時能夠進行動態的溫度補償校正，也可利用光學標尺進行相對測量，兩種方案均能保證精度穩定性，可靠性高。解調儀內置了無線通信模塊，能夠實時的進行數據傳遞，方便監控。

附圖說明

圖1為一種用于直流大電流監控的晶體磁光閥系統的具體實施例1

圖2為實施例1中采用的光纖電流互感器的原理結構圖

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。