[发明专利]多量程式光学电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及多量程式光学电流传感器，属于光学电流测量技术领域。

背景技术

现有的光学电流传感器的设置形式为：在传感头中设置一块旋光玻璃，当光束通过旋光玻璃时，待测电流产生的感应磁场会对光束产生作用，使光束发生偏振角旋转，其旋转角的大小与待测电流的大小有关，二者的相关系数称为旋光系数。由于光学传感头采用的为低旋光系数的材料，因此需要较大的待测电流值才能引起较为明显的光学物理量变化，这就导致了这种传感头仅仅适用于大电流测量，而在小电流测量时，测量结果的灵敏度和精度严重不足。

由于在电网监测中，需要观测的电流不仅仅是大电流，还包括小电流，这就对电网的光学测量设备提出了更高的要求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有光学电流传感器仅仅适用于大电流的测量，用于测量小电流时，灵敏度和精度低的问题，提供了一种多量程式光学电流传感器。

本发明所述多量程式光学电流传感器，它包括光源、第一偏振片、第一半透半反镜、高旋光系数光学玻璃、第一全反镜、低旋光系数光学玻璃、光束选择部、第二全反镜、第二半透半反镜、第二偏振片和光电探测器，

光源发射的光束经第一偏振片透射后获得偏振光束，该偏振光束经第一半透半反镜透射后获得透射光束b，该偏振光束经第一半透半反镜反射后获得反射光束a，

反射光束a经第一全反镜反射后入射至低旋光系数光学玻璃，低旋光系数光学玻璃的出射光束入射至光束选择部，经光束选择部选择后入射至第二全反镜，该第二全反镜的反射光束经第二半透半反镜反射后，再经过第二偏振片获得偏振光束，该偏振光束被光电探测器的光敏面接收；

透射光束b经高旋光系数光学玻璃透射后入射至光束选择部，经光束选择部选择后入射至第二半透半反镜，经第二半透半反镜透射获得的透射光束经过第二偏振片获得偏振光束，该偏振光束被光电探测器的光敏面接收。

所述光源为半导体激光器，所述半导体激光器的波段为632nm。

所述光束选择部由绝缘且不透光的材料制成，光束选择部为长条板，长条板上设置两个通光孔，两个通光孔分别用于通过低旋光系数光学玻璃的出射光束和高旋光系数光学玻璃的出射光束，所述通光孔的直径为光源发射的光束的直径的1至5倍，两个通光孔的间距小于两块光学玻璃的出射光束的间距。

本发明的优点：本发明通过光束选择部对光束的选择通过，来实现对电流测量量程的改变，它能够同时满足对大电流和小电流的测量监测。本发明通过两块不同旋光系数的光学玻璃得到调制光束，再使光电探测器接收光束选择部选择的光束，获得发生了偏振角旋转的光束，并进一步获得待测电流值。本发明装置可广泛应用于光学测量领域。

本发明弥补了目前光学电流传感器仅适用于某一范围电流测量的短板，采用单一光源和光电探测器即可实现，减小了传感装置的体积并降低了成本。

附图说明

图1是本发明所述多量程式光学电流传感器，当低旋光系数光学玻璃的出射光束经光束选择部选择通过的光路原理图；

图2是本发明所述多量程式光学电流传感器，当高旋光系数光学玻璃的出射光束经光束选择部选择通过的光路原理图；；

图3是光束选择部的结构示意图；

图4是图3的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述多量程式光学电流传感器，它包括光源1、第一偏振片2、第一半透半反镜3、高旋光系数光学玻璃4、第一全反镜5、低旋光系数光学玻璃6、光束选择部7、第二全反镜8、第二半透半反镜9、第二偏振片10和光电探测器11，

光源1发射的光束经第一偏振片2透射后获得偏振光束，该偏振光束经第一半透半反镜3透射后获得透射光束b，该偏振光束经第一半透半反镜3反射后获得反射光束a，

反射光束a经第一全反镜5反射后入射至低旋光系数光学玻璃6，低旋光系数光学玻璃6的出射光束入射至光束选择部7，经光束选择部7选择后入射至第二全反镜8，该第二全反镜8的反射光束经第二半透半反镜9反射后，再经过第二偏振片10获得偏振光束，该偏振光束被光电探测器11的光敏面接收；

透射光束b经高旋光系数光学玻璃4透射后入射至光束选择部7，经光束选择部7选择后入射至第二半透半反镜9，经第二半透半反镜9透射获得的透射光束经过第二偏振片10获得偏振光束，该偏振光束被光电探测器11的光敏面接收。