[发明专利]用于监测光纤电流传感系统的系统及方法

说明书

技术领域

本发明的领域总体上涉及光纤电流传感系统，更具体而言，涉及监测这类系统中的部件的操作。

背景技术

光纤电流变换器(FOCT)基于法拉第效应测量电流。由于法拉第效应，磁场中的光与介质的相互作用导致光的偏振面旋转与磁场沿光传播方向的分量成线性比例的角度。

至少一些已知的FOCT系统支持围绕导体的火石玻璃(flint glass)纤维。光传播通过火石玻璃纤维，测量传播光的偏振，以确定流过导体的电流的大小。但是随着时间推移，至少一些已知的FOCT系统的部件可能发生退化和/或受损。例如，提供待传播的光的光源可能随着时间推移而失去功率，降低系统的可靠性。此外，部件之间的光连接可能被破坏或无意中断开。

发明内容

根据一方面，提供一种系统。所述系统包括：光纤电流传感器；以及光耦合至所述光纤电流传感器(fiber optic current sensor)的光纤电流变换器(fiber optic current transducer)，所述光纤电流变换器配置为从所述光纤电流传感器接收偏振光，从所述偏振光产生电信号，并隔离所述电信号的直流(DC)分量。所述系统还包括通信耦合至所述光纤电流变换器的监测电路，所述监测电路配置为从所述光纤电流变换器接收所述DC分量，并基于所述DC分量产生输出信号，其中所述输出信号指示所述光纤电流传感器和所述光纤电流变换器的操作状态。

根据另一方面，提供一种通信耦合至光纤电流变换器的监测电路。所述监测电路配置为：从所述光纤电流变换器接收DC信号，其中所述DC信号是基于从光纤电流传感器接收的偏振光产生的电信号的DC分量；并基于所述DC信号产生输出信号，其中所述输出信号指示所述光纤电流传感器和所述光纤电流变换器的操作状态。

根据再一方面，提供一种用于监测光纤电流变换器和光纤电流传感器的操作的方法。所述方法包括：在所述光纤电流变换器处接收来自于所述光纤电流传感器的偏振光；利用光电二极管从所述偏振光产生电信号；隔离所述电信号的直流(DC)分量；在监测电路处接收所述DC分量；以及利用所述监测电路，基于所述DC分量产生输出信号，其中所述输出信号指示所述光纤电流传感器和所述光纤电流变换器的操作状态。

附图说明

图1是示例性光纤电流传感系统的示意图。

图2是可用于图1所示系统的示例性监测电路的示意图。

图3是用于监测光纤电流变换器和光纤电流传感器的操作的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在此描述用于监测光纤电流传感系统的部件的操作的示例性实施例。监测电路从光纤电流变换器接收直流信号。该直流信号是从光纤电流传感器接收的偏振光产生的电信号的直流分量。基于该直流信号，监测电路产生指示光纤电流变换器和光纤电流传感器的操作状态的输出信号。

图1是用于测量流过导体102的电流i的示例性光纤电流传感系统100的示意图。系统100包括具有光源104的光纤电流变换器(FOCT)103，光源104沿着光纤110向光环行器108输出光信号106。在示例性实施例中，光信号106是波长为大约1550纳米的非偏振激光。替代性的，光信号106可以是使系统100能够起到本文所述作用的任意形式的光。

在示例性实施例中，光环行器108是三端口环行器，其允许光进入一个端口并从另一个端口离开。特别地，光信号106在第一端

112进入光环行器108，在第二端114离开光环行器108。

离开第二端114的光通过双向光纤124被供至光纤电流传感器123的光箱122。光进入光箱122，被传输通过火石玻璃纤维126，在反射性表面128(例如反光镜)上反射，并通过火石玻璃纤维126返回光箱122。当电流流过被火石玻璃纤维126包围的导体102时，光的偏振角旋转与通过导体102的电流的大小成比例的量(即法拉第效应)。然后，光箱122以两个不同的偏振：x偏振光130和y偏振光132输出被旋转的光。y偏振光132的偏振相对于x偏振光130偏移90°。如果没有电流流过导体102，x偏振光130的大小等于y偏振光的大小。如果电流流过导体102，偏振将不等。