[发明专利]一种利用磁光材料测量导体电流的装置及方法

权利要求书

1.一种利用磁光材料测量导体电流的方法，其特征是，包括如下步骤：

a、使第一磁光材料和第二磁光材料分别相对导体而放置，且两个磁光材料的相对位置固定，第一磁光材料距导体的距离小于第二磁光材料距导体的距离；

b、设置光源；使光源发出的光转变为两束偏振光，分别为第一偏振光和第二偏振光；使第一偏振光通过第一磁光材料，使第二偏振光通过第二磁光材料；

c、测量第一偏振光通过第一磁光材料后光束偏振方向发生偏转的第一偏转角β₁，测量第二偏振光通过第二磁光材料后光束偏振方向发生偏转的第二偏转角β₂；

d、根据两个偏转角计算出导体内的电流，计算公式如下：

式中：μ₀为真空磁导率，ΔR为两个磁光材料之间的距离，V₁和D₁分别为第一磁光材料的维尔德系数和长度，V₂和D₂分别为第二磁光材料的维尔德系数和长度，θ₁为导体内电流在第一磁光材料处产生的磁场的方向与第一偏振光在第一磁光材料内的传输方向之间的夹角，θ₂为导体内电流在第二磁光材料处产生的磁场的方向与第二偏振光在第二磁光材料内的传输方向之间的夹角。

2.一种利用磁光材料测量导体电流的装置，其特征是，包括：

第一磁光材料；

第二磁光材料；所述第二磁光材料和所述第一磁光材料的相对位置固定，且所述第一磁光材料距导体的距离小于所述第二磁光材料距导体的距离；

光源，用于产生一束测量光；

偏振分束单元，用于接收所述光源产生的一束测量光并分束为两束偏振光，两束偏振光分别入射所述第一磁光材料和所述第二磁光材料；

第一检偏器，用于接收来自所述第一磁光材料的出射光；

第二检偏器，用于接收来自所述第二磁光材料的出射光；

第一光探测器，用于接收来自所述第一检偏器的检偏输出光，并产生一个第一电信号；

第二光探测器，用于接收来自所述第二检偏器的检偏输出光，并产生一个第二电信号；以及

信号处理电路，分别与所述第一光探测器和所述第二光探测器相接，用于接收所述第一电信号和所述第二电信号，并根据接收到的电信号计算导体内的电流；

具体是：信号处理电路根据接收到的第一电信号计算第一偏振光经第一磁光材料后偏振方向发生偏转的第一偏转角β₁，根据接收到的第二电信号计算第二偏振光经第二磁光材料后偏振方向发生偏转的第二偏转角β₂，再根据第一偏转角β₁和第二偏转角β₂计算导体内的电流，计算公式如下：

式中：μ₀为真空磁导率，ΔR为两个磁光材料之间的距离，V₁和D₁分别为第一磁光材料的维尔德系数和长度，V₂和D₂分别为第二磁光材料的维尔德系数和长度，θ₁为导体内电流在第一磁光材料处产生的磁场的方向与第一偏振光在第一磁光材料内的传输方向之间的夹角，θ₂为导体内电流在第二磁光材料处产生的磁场的方向与第二偏振光在第二磁光材料内的传输方向之间的夹角。

3.根据权利要求2所述的利用磁光材料测量导体电流的装置，其特征是，所述偏振分束单元包括起偏器和分束器；所述起偏器用于接收所述光源产生的测量光并输出一束偏振光，所述分束器用于将来自所述起偏器的一束偏振光分束为两束偏振光。

4.根据权利要求2所述的利用磁光材料测量导体电流的装置，其特征是，所述偏振分束单元包括分束器、第一起偏器和第二起偏器；所述分束器用于将所述光源产生的一束测量光分束为两束测量光；所述第一起偏器用于接收来自所述分束器的其中一束测量光并输出一束偏振光，所述第二起偏器用于接收来自所述分束器的另一束测量光并输出另一束偏振光。

5.根据权利要求2所述的利用磁光材料测量导体电流的装置，其特征是，所述偏振分束单元为偏振分束器，所述偏振分束器用于将所述光源产生的一束测量光分束为两束偏振方向相互垂直的偏振光。