[发明专利]一种可消除温度敏感的环形腔型全光纤电流传感器

权利要求书

1.一种可消除温度敏感的环形腔型全光纤电流传感器，依序包含有信号光源、外调制器、起偏器、第一耦合器、第二耦合器、偏振分束器，偏振分束器输出的偏振光由第一光强探测器、第二光强探测器接收后输入数据处理系统，数据处理系统中将两个偏振光结合得到带偏转角的光，再输出至外调制器，其特征在于：所述的第一耦合器、第二耦合器的一个端口相连接构成一个2X2口耦合器，另一个端口分别连接第一传感光纤环、第二传感光纤环的传感光纤，所述的第一传感光纤环、第二传感光纤环分别由第一光纤半环和第二光纤半环上绕制N匝数传感光纤构成，所述的第一光纤半环和第二光纤半环开口相向、对称设置，所述的传感光纤在第一光纤半环和第二光纤半环上绕制匝数相同，绕行的方向相反，且两个传感光纤相互连接，形成光纤环形腔，被检测的通电导线贯穿两个光纤半环，被检测电流强度为：

I=Φ/2kN[V0+Kkα′(lniPI/PO-kα0)]]]>

其中是信号光源在光纤环形腔内受到磁光效应k次循环后测得的分光信号偏转角度，V₀是传感光纤Verdet常数随温度T泰勒展开的常数项，K是Verdet常数泰勒展开的一阶系数；α₀是光强损耗系数随温度T泰勒展开的常数项，α′是光强损耗系数泰勒展开的一阶系数；P_I和P_O分别是信号光源总的输入光纤环形腔的光强和第k次光纤环形腔的输出光强。

2.根据权利要求1所述的一种可消除温度敏感的环形腔型全光纤电流传感器，其特征在于：所述的信号光源通过外调制器转换为脉冲信号，经过起偏器转换为线偏振光，输入第一耦合器的输入端，并通过第二耦合器分光为两部分输出，一部分光信号保留在光纤环行腔内不断循环通过传感光纤环，使得分光信号的偏转角不断得到放大，另一部分光信号输出到偏振分束器，分为P光和S光，分别由第一光强探测器、第二光强探测器接收并输入数据处理系统；脉冲信号在传感光纤环内受到磁光效应产生一次的偏转角度为：

第k次的偏转角度：

其中V是传感光纤的Verdet常数，N是单个传感光纤环上绕制的传感光纤的匝数，I是被检测的通电导线的电流。

3.根据权利要求2所述的一种可消除温度敏感的环形腔型全光纤电流传感器，其特征在于：所述的另一部分光信号输入偏振分束器，分解为相互垂直的P光和S光，分别被第一光强探测器、第二光强探测器接收，测量得到的强度信号经过数据处理系统正交组合得到偏振光的偏转角度为：

ψ＝arctan(I_S/I_P)

其中I_S和I_P分别是被第一光强探测器、第二光强探测器接收的S光和P光的检测光强。