[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

说明书

技术领域 本发明涉及光学电流传感器，尤其涉及一种可抑制线性双折射、消除温度敏感的环形腔型全光纤电流传感器。

背景技术 近年来，国民经济的发展与电力传输系统的发展越发密不可分，因此电力系统的安全检测环节也显得越发重要。随着各地电网建设的发展，装机容量的不断增加，传统的电磁式检测系统在响应速度、安全性和智能化等方面已经难以满足目前电网系统的需求。鉴于这种情况，从上世纪后期开始，光学电流传感器作为一种高速，抗电磁干扰能力强，安全性能高的新型电网监测技术得到国内外的广泛关注。2010年，中国政府在“第十二个五年规划纲要”中明确提出“加强电网建设，发展智能电网”的目标，因此电网监测作为新型电网系统建设研究的一个重要内容，对拥有自主知识产权的光学电流传感技术的理论研究以及应用开发提出了更高的要求。

光学电流传感器从概念的提出到现在已经有40多年的历史，常见的光学电流传感器技术可分为混合型和全光型。混合型光学电流传感器仍然是基于电磁互感原理，所以无法摆脱电磁干扰的影响，而只能作为传统型电流传感器向全光学电流传感器的一种过渡方案；全光型光学电流传感器原理是基于法拉第磁光效应，由于其具有抗电磁干扰能力强，可耐恶劣环境，安全性高，信号传输距离远等优点，从上世纪70年代就得到广泛讨论。上世纪90年代起，随着光纤制备技术和相应的传感通信技术的进步，全光型电流传感器，特别是全光纤型电流传感器，成为美欧等发达国家热门研究课题。但是，到目前为止，遗憾的是绝大多数光学电流传感器并没有真正实现实用化，而国内电网所采用的主要检测手段依然是传统的电磁式检测。

目前光纤电流传感器正沿着光电混合型向全光型，低灵敏度向高灵敏度，大体积向小体积、实验室向市场方向发展。尽管在该领域已经取得一定的成果，但仍然存在相当多的不足制约其进一步的应用和发展，主要问题总结如下：

1、核心光学传感材料难以满足应用需求。通常所采用的块状玻璃作为传感核心的方法，受到材料特性限制，成本高，加工困难，晶体寿命短；而采用低双折射光纤作为传感材料的方法，同样存在成本高的问题。

2、容易受到外界温度和震动等问题的影响，电流电压测量结果误差大，可复现性差。外界影响，特别是温度变化的影响，一直是制约光学电流传感器实用化的瓶颈，尽管已经有多种稳定和补偿的方法提出，但或是需要牺牲体积，或是需要牺牲灵敏度，并且还会带来制作和成本上的问题。

3、从目前推出的光学电流传感器产品来看，在体积和灵敏度方面依然有矛盾，尤其是多数产品的体积依然偏大；并且、目前所推出的光学电流传感器产品在大范围输电线路的多点分布式检测上也存在这样或那样的问题。

参考文献：

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