[發明專利]一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置及自補償測試方法

在審

• 申請號: 202211716912.X
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116047158A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 司磊;王利清;李彬;任楠楠;靳俊杰
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R19/32;G01R15/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 賈文婷

1.一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置，其特征在于：包括光源、隔離器1、耦合器1、準直器1、法拉第磁旋光材料、準直器2、耦合器2、探測器3、隔離器2、探測器1；

耦合器1和耦合器2均有2個入射端口和2個出射端口；

光源發出的光經過隔離器1，從耦合器1的1端口進入，均分后從耦合器1的3端口和4端口發出，從耦合器1的4端口發出光正向進入準直器1，之后經過法拉第磁旋光材料后進入準直器2，再進入耦合器2，經耦合器2后光被分成兩部分，一部分光經耦合器2的2端口進入探測器3，另一部分光由于隔離器2為單向輸入器件、從而被消散掉；

從耦合器1的3端口發出的光經過隔離器2后、從耦合器2的1端口反向進入，并依次經過準直器2、法拉第磁旋光材料、準直器1、耦合器1，最終進探測器1。

2.根據權利要求1所述的一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置，其特征在于：所述準直器1與法拉第磁旋光材料之間設有偏振分束器1，準直器1射出的光經偏振分束器1被分成透射光、反射光兩部分，透射光進入法拉第磁旋光材料，反射光進入分束器1，被分束器1分成透射和反射光，透射光不利用，反射光經準直器4進入探測器2。

3.根據權利要求1或2所述的一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置，其特征在于：所述法拉第磁旋光材料與準直器2之間設有偏振分束器2，法拉第磁旋光材料射出的光經偏振分束器2被分成透射光、反射光兩部分，透射光進入準直器2，反射光進入分束器2，被分束器2分成透射和反射光，透射光不利用，反射光經準直器3進入探測器4。

4.根據權利要求3所述的一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置，其特征在于：所述耦合器1、耦合器2、偏振分束器1、偏振分束器2、分束器1、分束器2均為分光比50：50的器件。

5.根據權利要求3所述的一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置，其特征在于：所述探測器1、探測器2、探測器3、探測器4分別連接信號放大濾波模塊、AD采樣轉換電路，信號放大濾波模塊用于對探測器1、2、3、4的傳感信號經過濾波放大后，再由AD采樣轉換電路進行信號采集，并將信號發送給數據處理單元進行控制和解調；

探測器5經一路AD采樣轉換電路進行信號采集后、將信號發送給數據處理單元，數據處理單元對AD采樣轉換電路采集的數據進行平均后，得到累加平均值，將累加平均值做為調節光源功率波動或光源故障的信號，利用累加平均值波動的大小來控制光源驅動電流大小。

6.一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置的自補償測試方法，其特征在于：包括

根據權利要求2或3所述的裝置獲得探測器1和探測器2、或探測器3和探測器4的信號表示I；

根據光通過法拉第磁旋光材料后相位變、信號表示I，獲得變形后信號表示I；考慮溫度特性及雙光路，根據變形后信號表示I，獲得兩個探測器的信號表示分別為I₁和I₂；

考慮實際分光比，獲得I₂’；

根據I₂’，電流輸出為

電流輸出中包含有關溫度的直流量，和溫度無關的交流量，因此直流量C_DC＝Mean(C)，交流量C_AC＝C-Mean(C)；

最終輸出為C_out＝(1+K·C_DC)C_AC，K為根據直流量C_DC擬合得到的修正系數。

7.根據權利要求6所述的一種單光路雙通道光學電流傳感器裝置的自補償測試方法，其特征在于：所述I＝I₀/2[1±sin(2θ)]，

其中，θ＝VBd，V為維爾德常數，B為磁場強度，由需要測量的電流產生，d為磁旋光材料長度；I₀為通過偏振分束器之后的光強。