[发明专利]一种用于低压光学电流传感器的新型光路传感单元

权利要求书

1.一种用于低压光学电流传感器的光路传感单元，其特征在于包括：光源(1)、光纤隔离器(2)、光纤消偏器(3)、光纤耦合器(4)、光电探测器(10)和第二单元；其中，

所述光源(1)、所述光纤隔离器(2)、所述光纤消偏器(3)、所述光纤耦合器(4)和所述第二单元依次通过光纤相连接；

所述光电探测器(10)与所述光纤耦合器(4)相连接；

所述第二单元用于与光学电流传感器中的导体相连接，并且，所述第二单元的光轴方向与所述导体的电流方向相垂直；

所述第二单元包括光纤准直器(5)、偏振器(6)、磁光晶体(7)、法拉第旋光器(8)和反射镜(9)，其中，所述光纤准直器(5)、所述偏振器(6)、所述磁光晶体(7)、所述法拉第旋光器(8)和所述反射镜(9)依次相连接；

所述光源(1)发射出来的光经过所述光纤隔离器(2)和所述光纤消偏器(3)后转换为自然光，自然光通过所述光纤耦合器(4)入射进入所述光纤准直器(5)，所述光纤准直器(5)将自然光转换为平行准直光，平行准直光经过所述偏振器(6)后转换为第一线偏振光，第一线偏振光经过所述磁光晶体(7)变换为第一线偏振光的偏振面偏转角度θ_F的第二线偏振光，第二线偏振光入射法拉第旋光器(8)后经后端的所述反射镜(9)反射再次经过所述法拉第旋光器(8)和所述磁光晶体(7)变换为第三线偏振光，第三线偏振光经所述偏振器(6)转换为与所述第一线偏振光的光强相关的第四线偏振光，第四线偏振光经所述光纤准直器(5)和所述光纤耦合器(4)进入所述光电探测器(10)，所述光电探测器(10)将第四线偏振光的光强信号转换为电信号；

其中，所述第二线偏振光入射旋转角度为22.5°的法拉第旋光器(8)后经后端的所述反射镜(9)反射再次经过所述法拉第旋光器(8)和所述磁光晶体(7)变换为偏振面偏转角度2θ_F±45°的第三线偏振光。

2.根据权利要求1所述的用于低压光学电流传感器的光路传感单元，其特征在于：所述偏转角度θ_F由以下公式得出：

θ_F＝VBd

其中，V为Verdet系数，B为导体内电流产生的磁感应强度在光传播方向上的分量，d为磁光晶体(7)的长度。

3.根据权利要求1所述的用于低压光学电流传感器的光路传感单元，其特征在于：所述第一线偏振光的光强与所述第四线偏振光的光强的关系为：

I＝I₀cos²α

其中，I₀为所述第一线偏振光的光强，I为所述第四线偏振光的光强，α＝2θ_F±45°。

4.根据权利要求1所述的用于低压光学电流传感器的光路传感单元，其特征在于，还包括：电信号解调单元(11)；其中，

所述电信号解调单元(11)与所述光电探测器(10)相连接，用于将所述电信号解调得到导体的电流的幅值和相位信息。

5.根据权利要求1所述的用于低压光学电流传感器的光路传感单元，其特征在于，所述光纤耦合器(4)为2*2型双入双出耦合器，分光比50:50。