[實用新型]一種基于雙光纖光柵的電流測量系統

有效

• 申請號: 201920274502.1
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN209746025U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 孫崐;鄭婉寧;張天意;李曉彤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種基于雙光纖光柵的電流測量系統，包括光源、分束器、第一光環形器、第二光環形器、光纖光柵解調儀、上位機、等強度懸臂梁、永磁鐵、螺線管、FBG1和FBG2。所述光源的輸出端口與光分束器的輸入端口連接，所述光分束器的輸出端口的一個分支與第一光環形器的第一端口連接，另一個分支與第二光環形器的第一端口連接，第一光環形器的第二端口與FBG1連接，第三端口與光纖光柵解調儀的入端口連接，第二光環形器的第二端口與FBG2連接，第三端口與光纖光柵解調儀的輸入端鏈接，光纖光柵解調儀的輸出端與上位機的輸入端連接。本實用新型的光路結構簡單、操作方便，測量精度高，同時，差動式的解調方式避免了溫度的影響。

技術領域

本實用新型屬于光學電流傳感技術領域，具體涉及一種基于雙光纖光柵的電流測量系統。

背景技術

近年來，隨著現代工業的高速發展，對電網的輸送和檢測提出了更高的要求，傳統的高壓大電流的測量手段越來越不能滿足要求，因此光纖電流傳感器的目前的研究重點。光纖電流傳感器是根據法拉第磁光效應的原理工作的，電流通過電導體(導線)產生產生感應磁場，感應磁場通過法拉第效應是纏繞在傳導電流的導線上的光纖中的偏振面旋轉。當傳感光纖沿電流形成閉合回路時，偏振面的旋轉角等于：F＝NV∮_LH·dL＝NVI；此處V表示光纖材料的費爾德常數，I表示電流，H表示磁場，N表示傳感光纖線圈匝數。

盡管光纖電流傳感器克服了傳統的電磁式測量設備的不足，具有測量動態范圍大、抗電磁干擾能力強、成本低等諸多優點，但在工程中仍面臨一些問題，如系統依賴溫度等環境因素和光纖受到應變等因素的影響，阻礙了光纖電流傳感器的實用化進程。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種基于雙光纖光柵的電流測量系統，旨在解決現有技術中由于誤差的影響導致電流測量精度低的技術問題以及交流電流測量設備結構復雜的問題；其目的在于，通過消除溫度和應變誤差對光纖電流傳感器的影響，提高電流的測量精度。

本實用新型提供了一種基于雙光纖光柵的電流測量系統，包括：光源；分束器，其與所述光源連接；第一光環形器，其與所述分束器連接；第二光環形器，其與所述分束器連接；光纖光柵解調儀，其與所述第一光環形器、第二光環形器連接；上位機，其與所述光纖光柵解調儀連接；等強度懸臂梁，其一端固定在木制框架上臂；永磁鐵，其固定在所述的等強度懸臂梁的自由端；螺線管，其一端固定在木制框架的右臂，所述螺線管與待測電流接通；FBG1和FBG2，其粘貼在所述的等強度懸臂梁上；

進一步，作為優選，所述FBG1和FBG2為中心波長相同的同一規格的光纖布拉格光柵。

進一步，作為優選，所述FBG1和FBG2分別對陳粘貼在所述等強度懸臂梁的兩側。

進一步，作為優選，所述的第一光環形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述的分束器的一個分支與第一端口連接，所述的FBG2與第二端口連接，所述的光纖光柵解調儀與第三端口連接。

進一步，作為優選，所述第二光環形器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口與所述分束器的另一分支連接，第二端口與FBG1連接，第三端口與光纖光柵解調儀連接。

進一步，作為優選，所述的FBG1和FBG2在粘貼前要施加一定的預應力。

一種基于雙光纖光柵的電流測量系統，包括以下步驟：

步驟一，開啟光源，光源發出的光經過分束器，被均勻分為兩束光，其中一束光經過第一光環形器的第一端口進入所述第一光環形器，通過第一光環形器的第二端口射出；另一束光經過第二光環形器的第一端口射入第二光環形器，通過第二光環形器的第二端口射出；