[發(fā)明專利]基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器及其控制方法、系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811543085.2
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109405859A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建光;肖浩;劉東偉;劉博陽;雷軍;廉幸剛;吳喆珺;白東亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京世維通光智能科技有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01R19/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 楊仁波

1.一種基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器，其特征在于，包括m個傳感支路，偏振光生成器件，光纖濾波器和光電探測器：

所述傳感支路包括光纖環(huán)和設(shè)置在所述光纖環(huán)兩端的光纖波片及反射型光纖光柵；所述光纖環(huán)內(nèi)部由通電導(dǎo)體穿過；其中，不同所述傳感支路中的所述反射型光纖光柵用于反射不同波長的光束；

所述偏振光生成器件輸出m路線偏振光，每一路所述線偏振光進(jìn)入一支所述傳感支路；每一路線偏振光包括偏振方向相互垂直的兩束線偏振光；

在每一所述傳感支路中，所述線偏振光經(jīng)所述光纖波片、所述光纖環(huán)后由所述反射型光纖光柵反射后得到，所述反射光經(jīng)所述光纖環(huán)和所述光纖波片后輸出；所述反射光的波長與所述反射型光纖光柵的反射波長相對應(yīng)，所述反射光包括偏振方向相互垂直且具有相位差的兩束線偏振光，所述相位差根據(jù)所述通電導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生；

所述線偏振光生成器件，接收每一所述傳感支路輸出的所述反射光；每一所述反射光中的兩束線偏振光在所述線偏振光生成器件內(nèi)發(fā)生干涉，不同反射光干涉后得到的干涉光對應(yīng)于不同的波長；

所述光纖濾波器配置有多個光通道，不同光通道的選通波長對應(yīng)于不同傳感支路的干涉光；所述光纖濾波器接收所述線偏振光生成器件輸出的所有干涉光，按照設(shè)定順序依次導(dǎo)通各光通道輸出對應(yīng)傳感支路的干涉光；

所述光電探測器檢測所述光纖濾波器輸出的干涉光的光強，并得到與所述光強對應(yīng)的電信號，所述電信號用于得到相應(yīng)傳感支路中的所述通電導(dǎo)體的電流值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器，其特征在于：

任意兩傳感支路中的反射型光纖光柵的反射波長的差值Δλ均大于Δλ_max；其中，Δλ_max＝MAX[Δλ₁,Δλ₂,……Δλ_m],Δλ_i為第i個傳感支路中的反射型光纖光柵的在溫度變化時的波長漂移范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器，其特征在于，所述偏振光生成器件包括光源、光傳輸器件、起偏及耦合器件、保偏延時光纖環(huán)和分束器，其中：

所述光傳輸器件，其第一輸入端與所述光源的輸出端連接，其第一輸出端與所述起偏及耦合器件的第一輸入端連接，所述光源發(fā)出的光信號經(jīng)所述光傳輸器件傳輸至所述起偏及耦合器件；

所述起偏及耦合器件的第一輸出端與所述保偏延時光纖環(huán)的第一輸入端連接，所述保偏延時光纖環(huán)的第一輸出端與所述分束器的第一輸入端連接；所述起偏及耦合器件將所述光信號轉(zhuǎn)換為偏振方向相互垂直的兩束線偏振光后經(jīng)所述保偏延時光纖環(huán)傳輸至所述分束器；

所述分束器配置有第二輸出端、m個第一輸出端和m個第二輸入端，其每個第一輸出端與一支傳感支路的輸入端連接，其每個第二輸入端與一支傳感支路的輸出端連接所述分束器的第二輸出端與所述保偏延時光纖環(huán)的第二輸入端連接；所述分束器將偏振方向相互垂直的兩束線偏振光分為m路線偏振光，每一路所述線偏振光經(jīng)所述傳感支路后得到反射光返回至所述分束器后經(jīng)所述保偏延時光纖環(huán)輸出；

所述起偏及耦合器件的第二輸入端與所述保偏延時光纖環(huán)的第二輸出端連接，接收所述分束器輸出的反射光，反射光在所述起偏及耦合器中發(fā)生干涉得到干涉光后輸出；

所述光傳輸器件的第二輸入端與所述起偏及耦合器件的第二輸出端連接，所述光傳輸器件的第二輸出端與所述光纖濾波器的輸入端連接；所述光傳輸器件接收所述起偏及耦合器件輸出的干涉光后輸出至所述光纖濾波器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器，其特征在于：

所述光傳輸器件為光纖環(huán)行器；或，

所述光傳輸器件包括光纖隔離器以及與所述光纖隔離器連接的光纖耦合器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器，其特征在于：

所述分束器為寬帶保偏光纖耦合器或保偏光纖波分復(fù)用器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于波分復(fù)用的多路光纖電流傳感器，其特征在于：

所述起偏及耦合器件包括光纖起偏器和直波導(dǎo)相位調(diào)制器；所述光纖起偏器的尾纖與所述直波導(dǎo)相位調(diào)制器的尾纖采用45°對軸熔接。