[实用新型]井下煤矿用双光路检测光纤电流传感系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种井下煤矿用双光路检测光纤电流传感系统。

背景技术：

在煤矿井下，因供电线路长，电磁环境干扰强，负载工作情况较复杂，且电动机多采用起动电流为额定电流的5～8倍的鼠笼型电机，所以给井下电量的测量带来更高的要求。 传统的电流互感器在大电流测量中存在绝缘和安全等方面的问题。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种井下煤矿用双光路检测光纤电流传感系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种井下煤矿用双光路检测光纤电流传感装置，其组成包括：激光器，所述的激光器通过光纤一与自聚焦透镜一连接，所述的自聚焦透镜一一侧具有起偏器，所述的起偏器的一侧放置有块状光学材料，所述的块状光学材料的一侧具有沃拉斯顿棱镜，所述的沃拉斯顿棱镜下端具有自聚焦透镜二和自聚焦透镜三连接，所述的自聚焦透镜二通过光纤二与光电探测器二连接，所述的自聚焦透镜三通过光纤三与光电探测器一连接，所述的光电探测器一和所述的光电探测器二与信号处理系统连接，所述的信号处理系统与显示设备连接。

所述的井下煤矿用双光路检测光纤电流传感装置，所述的块状光学材料为法拉第原件，所述的块状光学材料处于由电流产生的磁场中。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型使线性偏振光从块状光学材料(法拉第元件)中通过，光学材料是处于由电流产生的磁场中的，磁场的强弱不同导致线偏振光的法拉第旋转角不同，测量线偏光的法拉第旋转角，从而可以利用法拉第旋转角和电流之间的关系间接的测量出电流大小。

本实用新型检测井下电流，并对整个系统实现保护，考虑到光纤由绝缘材料制成，具有很好的电气绝缘性，它不受电磁辐射的影响，抗干扰能力强，频率响应快，该传感器在量程、测量精度、温度稳定性、响应时间等方面均可满足煤矿井下电流测量的要求。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是是几何补偿的光学系统简图。

具体实施方式：

实施例1：

一种井下煤矿用双光路检测光纤电流传感装置，其组成包括：激光:1，所述的激光器通过光纤一2与自聚焦透镜一3连接，所述的自聚焦透镜一的一侧具有起偏器4，所述的起偏器的一侧放置有块状光学材料5，所述的块状光学材料的一侧具有沃拉斯顿棱镜6，所述的沃拉斯顿棱镜下端具有自聚焦透镜二7和自聚焦透镜三8，所述的自聚焦透镜二通过光纤二9与光电探测器二10连接，所述的自聚焦透镜三通过光纤三11与光电探测器一12连接，所述的光电探测器一和所述的光电探测器二与信号处理系统13连接，所述的信号处理系统与显示设备14连接。

实施例2：

根据实施例1所述的井下煤矿用双光路检测光纤电流传感装置，所述的块状光学材料为法拉第原件，所述的块状光学材料处于由电流产生的磁场中。

实施例3：

附图2采用几何补偿法：让光经过2次全反射后实现偏折，前后2次全反射的全反射面相互垂直，这样第一次全反射时电矢量平行于入射面的分量，在第二次全反射时就成为垂直于入射面的分量，而第一次全反射时电矢量垂直于入射面的分量，在第二次全反射就成为平行于入射面的分量。相互垂直的两电矢量的分量经2次全反射后的总相移相同，因而不产生相位差。

实施例4：

本申请传感头材料选用重火石玻璃ZF6，此种玻璃为逆磁性介质，各向同性、均匀，经过退火处理后几乎不存在内部应力问题。在这种传感头中采用了全反射对光路进行偏折，形成一个由4个敏感臂及3个拐角的闭合光路。由于入射光经过全反射后，电矢量的2个正交分量之间要产生相位差，使入射的线偏振光通过传感头后成为椭圆偏振光出射，从而使测量灵敏度降低，并严重影响测量的精确度。因此它设计的关键是如何减小电矢量的2个正交分量之间所产生的相位差。