[实用新型]全光纤反射式大电流光学电流传感器

权利要求书

1.一种全光纤反射式大电流光学电流传感器，用于以全光纤光学干涉方法测量大电流；其特征在于，包括：

光电单元；

光纤传输线单元，以及

光纤电流传感单元；

所述光电单元，光纤传输线单元和光纤电流传感单元依次相互光连接构成全光纤反射式大电流光学电流传感器；

其中所述光电单元提供用于检测的光束，光纤传输线单元将上述光束从光电单元正向传输到光纤电流传感单元，光纤电流传感单元利用上述光束对载流导体中的待测电流进行传感；并且使此光束返回再反向经过光纤传输线单元进入所述光电单元，所述光电单元检出所述光束中的待测电流信号并将其转换为电信号输出；所述光电单元还包括一个保偏光学环形器，所述检测光束正向、反向传播路径中都经过该保偏光学环形器。

2.根据权利要求1所述的全光纤反射式大电流光学电流传感器，其特征在于：所述光电单元至少包括输出线偏振光的宽带光源，保偏光学环形器、光纤偏振器、保偏光纤消偏器、光学双折射相位调制器、调制信号发生器、光检测器以及信号数据处理器。

3.根据权利要求1所述的全光纤反射式大电流光学电流传感器，其特征在于：保偏光学环形器设在所述发出线偏振光的宽带光源和光纤偏振器之间以及光纤偏振器与光检测器之间；由宽带光源发出的线偏振光束正向从保偏光学环形器门1输入其中再由其门2输出到光纤偏振器；而通过光纤传输线单元及光纤电流传感单元经反射返回的载有待测电流信号的光束从门2反向进入保偏光学环形器后从其门3输出到光检测器。

4.根据权利要求1所述的全光纤反射式大电流光学电流传感器，其特征在于：所述光电单元可以包括由光学双折射相位调制器，调制信号发生器，光检测器以及信号数据处理器构成的开环光学相位调制结构；也可以包括由反馈控制电路，光学双折射相位调制器，调制信号发生器，光检测器以及信号数据处理器而形成的闭环光学相位调制结构。

5.根据权利要求2所述的全光纤反射式大电流光学电流传感器，其特征在于：所述光电单元中的光学双折射相位调制器可以包括压电陶瓷和绕在其上的光纤，也可以包括电光晶体与光纤以及相应的光耦合器件等结合形成的集成光学器件。

6.根据权利要求1或2所述的全光纤反射式大电流光学电流传感器，其特征在于：所述信号数据处理单元为依据下式

Id=kIs2{1+cos[4VNI+φ(t)]}]]>

将通过光纤电流传感单元经反射返回的载有待测电流信号并传输到光检测器上的干涉光光强转化为电信号输出的信号数据处理单元；

其中，V是维尔德常数，N为传感光纤圈环绕载流母线的整数匝数，I_d为光检测器所接受的光强，I_s为光源发出的光强，k为整个光路的损耗；

其中的φ(t)＝φ_mcos(ω_mt)为光学双折射相位调制器的调制信号；

式中I作为载流母线导体中的待测电流可利用上式通过各种信号解调方法分析处理而得出；

式中I作为载流母线导体中的待测电流可以是直流电流，也可以是交流电流。