[发明专利]一种基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器

说明书

本发明涉及一种基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器，包括主件、光源感应头以及调节旋钮，所述主件的正面设有光源感应头，所述主件的顶部设有一调节旋钮，所述主件的背面设有信号输出端口；与传统电磁式电流互感器相比，结构简单、不存在铁磁共振和磁滞饱和的隐患，同时，频带宽、动态范围大、检测精度高、体积小、重量轻、环境适应性能好，系统抗电磁干扰能力强，测量精度不受外界杂散磁场的影响，制造成本低；同时体积小，重量轻，安装固定方便。除光纤部分需要安装在电气回路内，其余部分可以用光纤引出到其它位置，最远达到1.5米距离。

技术领域

本发明属于光电传感技术领域，尤其涉及一种基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器。

背景技术

现有的大电流电流检测传感器产品，普遍采用电磁互感技术，存在以下缺点：1.绝缘结构复杂，造价呈指数增长，产品体积、重量庞大；2.铁心易发生饱和，二次输出严重畸变，造成保护误动；3.暂态测量精度差，对继电保护的可靠性和灵敏性不利；4.二次开路风险；5.大型设备上，如使用绝缘油，绝缘油存在突然失效可能导致的燃烧、爆炸等危险。

发明内容

本发明为解决公知技术存在的技术问题而提供一种基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器。

本发明为解决公知技术存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器，包括主件、光源感应头以及调节旋钮，所述主件的正面设有光源感应头，所述光源感应头用于感应光纤、光纤内传输的偏振光受到电流产生的磁场作用发生相位变化，所述主件的顶部设有一调节旋钮，所述主件的背面设有信号输出端口，所述光源感应头内设有耦合器，所述耦合器一端通过起偏器与保偏延迟光纤连接，另一端与检测单元电连接，所述保偏延迟光纤的顶端通过多次弯曲构成传感光纤环，所述传感光纤环上对应安装有反光镜和1/4波片，所述检测单元内包括串接的光电转换电路和前放大电路，且所述检测单元的信号输出端通过A/D转换器与信号处理单元电连接，所述信号处理单元与上所述信号输出端口连接。

进一步的，所述信号处理单元通过导线与相位调制器电连接，且导线从上所述传感光纤环中部穿过，所述相位调制器串接于保偏延迟光纤上。

进一步的，所述1/4波片和起偏器的角度分别为45°。

进一步的，所述信号处理单元内包括DSP和FPGA。

进一步的，所述信号处理单元通过D/A转换器与导线连接。

本发明具有的优点和积极效果如下：

1.该装置基于法拉第磁光效应和安培环路定理的新型光纤电流传感器，采用反射式萨格奈克干涉仪全光纤方案研制而成；与传统电磁式电流互感器相比，结构简单、不存在铁磁共振和磁滞饱和的隐患，同时，频带宽、动态范围大、检测精度高、体积小、重量轻、环境适应性能好，系统抗电磁干扰能力强，测量精度不受外界杂散磁场的影响，制造成本低。

2.体积小，重量轻，安装固定方便。除光纤部分需要安装在电气回路内，其余部分可以用光纤引出到其它位置，最远达到1.5米距离。

附图说明

图1是本发明的基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器的整体结构示意图；

图2是本发明的基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器的数字闭环全光纤电流互感器总体结构；

图3是本发明的基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器的整体内部原理图；

图4是本发明的基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器的整体内部实物结构图。

图5是本发明的基于全光纤互感器的大电流电流检测传感器的偏振光束在传感头处偏振态变化过程图。