[发明专利]一种光纤电压传感探头及光纤电压传感解调系统

说明书

本发明公开了一种光纤电压传感探头及光纤电压传感解调系统，该光纤电压传感解调系统包括用于产生入射光源的光源发生器、与光源发生器的出光口连接的马赫曾德干涉仪、与马赫曾德干涉仪的输出口连接的光电振荡器、与光电振荡器连接的频率检测装置以及与频率检测装置连接的处理器。光电振荡器用于产生微波信号并将微波信号调制到梳状谱中形成光载微波信号，再将光载微波信号转换成二次微波信号，由频率检测装置接收二次微波信号并检测二次微波信号的频率；由处理器根据二次微波信号的频率变化量计算被测电压。本发明对加工要求低，装配简单，受装配误差影响小，从而提高了电压检测的精度。

技术领域

本发明涉及电压测量技术领域，特别是涉及一种光纤电压传感探头及光纤电压传感解调系统。

背景技术

目前光纤电压传感器主要是利用双折射晶体的电光效应法来实现电压的检测，电压的检测稳定性和灵敏度直接受双折射晶体本身性能的影响。而双折射晶体在加工过程中不可避免的会形成残余应力，该残余应力会导致双折射晶体存在应力双折射性和旋光性，从而会扰乱入射光的偏振态，影响电压测量精度。再有，现有基于电光效应法的光纤电压传感器对于加工装配要求较高，其需要保证双偏振光的光路能够准确在光纤中传输，否则会严重影响电压检测的精度。综上，基于现有光纤电压传感器的上述缺陷，本领域技术人员亟需提供一种加工难度低、装配要求低且电压检测精度高的光纤电压传感设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤电压传感探头及光纤电压传感解调系统，以解决现有光纤电压传感器的电压检测精度受加工质量、装配质量影响大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种光纤电压传感探头，包括：

电压受体，所述电压受体采用压电材料制成，用于连接被测电压；

双偏振保偏光纤，缠绕于所述电压受体表面，用于传输两路振动方向相互垂直的光。

可选的，所述电压受体为圆柱形的压电陶瓷或压电石英，所述双偏振保偏光纤按顺序分层缠绕于圆柱形所述电压受体的圆柱面。

可选的，所述双偏振保偏光纤采用光纤陀螺绕环工艺缠绕于所述电压受体，并通过胶水固接于所述电压受体。

可选的，所述双偏振保偏光纤为椭圆芯双偏振保偏光纤。

本发明还提供了一种光纤电压传感解调系统，包括：

光源发生器，用于产生入射光源；

马赫曾德干涉仪，所述马赫曾德干涉仪的入光口与所述光源发生器的出光口连接，所述马赫曾德干涉仪包括如上所述的光纤电压传感探头，所述入射光源在所述光纤电压传感探头的双偏振保偏光纤传输，并由所述马赫曾德干涉仪输出为梳状谱；

光电振荡器，所述光电振荡器用于产生微波信号，所述光电振荡器的输入口与所述马赫曾德干涉仪的输出口连接，所述光电振荡器将所述微波信号调制到所述梳状谱中形成光载微波信号，再将所述光载微波信号转换成二次微波信号；

频率检测装置，与所述光电振荡器连接，接收所述二次微波信号并检测所述二次微波信号的频率；

处理器，与所述频率检测装置连接，根据所述频率检测装置检测的所述二次微波信号的频率的变化量计算被测电压。

可选的，所述马赫曾德干涉仪包括沿光的传播方向依次设置的起偏器、所述光纤电压传感探头和检偏器，所述起偏器与所述光纤电压传感探头的双偏振保偏光纤的输入口熔接，所述检偏器的输入口与所述双偏振保偏光纤的输出口连接，所述检偏器的输出口与所述光电振荡器的输入口连接。

可选的，所述起偏器的偏振方向与所述双偏振保偏光纤的偏振本振轴的熔接角度为45°；所述检偏器的偏振方向与所述双偏振保偏光纤的偏振本振轴的夹角为45°。