[實用新型]一種電流檢測器件

有效

• 申請號: 201821087112.5
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN208607270U
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 陳震旻;付紅巖;謝啟浩
• 申請（專利權）人: 清華-伯克利深圳學院籌備辦公室
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本實用新型實施例提供的一種電流檢測器件，包括傳感元件，所述傳感元件包括：諧振腔、熔錐光纖以及填充于所述諧振腔中的磁感應物質；諧振腔，用于控制滿足諧振條件的光線在諧振腔中形成諧振，諧振條件與諧振腔中的折射率關聯；磁感應物質，用于根據周圍環境的磁場變化，改變自身的折射率，以改變諧振腔中的折射率；熔錐光纖設置在諧振腔之上，熔錐光纖的一端用于接收光源發出的探測光，并將探測光耦合進諧振腔中；熔錐光纖的另一端用于輸出探測光中波長不滿足諧振腔的諧振條件的光線作為電流檢測光線，電流檢測光線用于檢測引起磁感應物質周圍環境的磁場變化的電流變化量。本實用新型實施例可以實現待測電路中電流的精確檢測。

技術領域

本實用新型實施例涉及電流傳感器技術領域，尤其涉及一種電流檢測器件。

背景技術

電流是一個基本的電學物理參量，它的變化直接關系到很多電學設備、電學系統乃至電力系統的正常運轉。因此，人們很早就開始對電學設備、系統的電流參量進行密切的監測。傳統的電流傳感器主要是通過電流互感器實現，該類型的電流傳感器有如下不足之處，如絕緣結構復雜、抗電磁干擾差、互感鐵芯易飽和、器件體積大、質量重等。

鑒于傳統電流傳感器的以上缺點，人們一直在致力于設計新型電流傳感器。其中，光學電流傳感器具有小型化，重量輕，不易受電磁干擾等優點而備受人們的青睞。通常，光學電流傳感器一般可采用以下幾種方式實現：第一種類型的光電流傳感器采用法拉第旋光效應，利用電流產生的磁場對傳播中的光場偏振方向的改變，實現對電流的傳感。第二種類型的光電流傳感器采用焦耳熱效應和熱光效應，利用通電電阻中的焦耳熱，結合材料的熱光效應最終導致材料折射率發生變化，實現對對電流的探測。然而，第一種類型的電流傳感器受限于材料的費爾德系數太小，無法實現高精度的電流傳感。整個光纖鏈路中采用保偏光纖，價格較傳統單模光纖價格昂費。另外，保偏光纖易受外界應力、彎曲等環境因素干擾。第二種類型的傳感器由于是通過焦耳熱實現的傳感，焦耳熱是與電流的平方項成正比，因此在測量大電流時對電阻耐熱要求較高，否則電阻會在焦耳熱作用下直接熔化。

實用新型內容

本實用新型提供一種電流檢測器件，可以實現電流的精確檢測。

本實用新型實施例提供了一種電流檢測器件，包括傳感元件，所述傳感元件包括：諧振腔、熔錐光纖以及填充于所述諧振腔中的磁感應物質；

所述諧振腔，用于控制滿足諧振條件的光線在所述諧振腔中形成諧振，所述諧振條件與所述諧振腔中的折射率關聯；

所述磁感應物質，用于根據周圍環境的磁場變化，改變自身的折射率，以改變所述諧振腔中的折射率；

所述熔錐光纖設置在所述諧振腔之上，所述熔錐光纖的一端用于接收光源發出的探測光，并將所述探測光耦合進所述諧振腔中；所述熔錐光纖的另一端用于輸出所述探測光中波長不滿足所述諧振腔的諧振條件的光線作為電流檢測光線，所述電流檢測光線用于檢測引起所述磁感應物質周圍環境的磁場變化的電流變化量。

進一步的，所述諧振腔包括微泡型諧振腔，所述磁感應物質包括磁流體。

進一步的，所述微泡型諧振腔采用毛細石英管制備，且在所述毛細石英管的管道中部存在有一個對稱的微球形或微橢球形凸起的微泡，所述微泡由所述毛細石英管經放電熔融方式形成。

進一步的，所述微泡型諧振腔的兩端封口采用紫外固化膠。

進一步的，所述管道內直徑的取值范圍是20-80毫米，所述管道的外直徑的取值范圍是70-160毫米，所述微泡的外直徑的取值范圍是80-400毫米，所述微泡的管壁的壁厚的取值范圍是2-20微米。

進一步的，所述熔錐光纖的最細端的取值范圍是1-3微米。

進一步的，所述電流檢測器件還包括：檢測元件和顯示元件，