[发明专利]三相光纤电子互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感装置，特别是一种三相光纤电子互感器。

背景技术

光纤传感器是一种新型传感器，其具有良好的绝缘性能、动态测量范围大、易于与数字系统接口等优点，因而应用前景十分广阔。光纤环形腔衰荡光谱技术是一种新的用于光纤传感器的技术原理，将光纤的法拉第效应转变为光纤环形腔中的脉冲衰荡谱，工作原理是将脉冲光波入射到光纤环形腔中，入射的光波可沿着环形腔绕行很多圈，每转一圈都有极小部分光通过一光纤耦合器输出到光电探测器中，其余的光仍继续在光纤中传输，由于光纤的光纤自身和耦合器的损耗，还有传感头附加的损耗，光的强度随着时间不断减小，形成衰荡曲线，通过计算衰荡时间便可知道电流的大小。

光纤传感器包括有第一光源、由第一耦合器、第二耦合器和电子传感头组成的环形腔以及光电探测器。第一光源连接到第一耦合器的一输入端，第二耦合器的一输出端连接到光电检测器的输入端。电子传感头连接待测的设备或导线。第一耦合器用于将光源引入环形腔，并依序沿着电子传感头及第二耦合器进行传播，最后返回第一耦合器，形成环形循环传播。第二耦合器用于输出环形腔中经传感头影响后光波中的极小部分光，光电探测器则是将接收到的光信号转换为电信号，以便于后续的数据处理。然而现有的电力设备、电网等都三相电，在进行测量时也需要对三相的电参数都进行测量，采用上述光纤传感器时，需要同时采用三套设备对三相的电参数进行测量，不但费时费力，同时由于采用了不同的三套设备，必然产生仪器误差，对测量的精确度产生较大影响。

发明构成

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种可同时测量三相电参数的三相光纤电子互感器。

本发明是通过以下途径来实现的：

三相光纤电子互感器，包括有第一光源和光电探测器，其结构要点在于，还包括有三个依序由第一耦合器、第二耦合器和电子传感头组成的环形腔，一种具有一个输入端、三个输出端的一分三耦合器，一种具有三个输入端、一个输出端的三合一耦合器，一种由设定长度光纤组成的光纤延时器，第一光源的光波输出端连接到一分三耦合器的输入端，该一分三耦合器的三个输出端分别连接到三个环形腔的第一耦合器输入端上，每个环形腔中的第二耦合器的一输出端连接到三合一耦合器的三个输入端上，该三合一耦合器的输出端连接光电探测器；在三个环形腔的第一耦合器输入端前或者第二耦合器的输出端后串接有光纤延时器，每个环形腔所串接的光纤延时器的长度呈规律递增或递减。

上述的光纤延时器长度呈规律递增或递减是指，所连接的三个光纤延时器长度是不相同的，例如A相、B相、C相所连接的光纤延时器依次递增，从长到短规律变化的，这样可以方便光电探测器对信号的接收和转换。由于光波的传播时间与速度和距离有关系，距离越长，则需要的传播时间越多，因此越长的光纤将会导致在其中的光波传播时间加长，本发明就是依据这原理，将一定长度的光纤进行制作，形成光纤延时器，不同长度的光纤延时器分别安装在三相测量光路中。这样，在对三相电进行测量时，每相中进行检测的光纤长度也不一样，光波到达光电探测器的时间也就不同，形成三个时间差，即同时输入，但会在三个不同的时间分别输出三相的测量光波，光电探测器可以根据三相测量光波到达的时间计算出每相所感应的电流大小。

一分三耦合器和三合一耦合器是一种现有技术，本领域技术人员也有试过将该耦合器用于测量三相电的光纤传感器中，但是无法解决的问题是：三路的光纤信号不分前后，基本是在同一时间到达光电探测器，光电探测器难以区分三路信号，也无法给出具体的信号值，因此本领域的技术人员便舍弃了该技术，也由此产生了技术偏见，认为该技术问题是无法解决的技术难题。本发明的技术人员克服该技术难题，采用了光纤延时器来对三路信号进行分时发送，在光纤延时器的作用下，三路信号将会根据光纤延时器的长度大小形成的信号传输时间差，依序将信号送达光电探测器，这样，光电探测器就可以区分三路探测信号，也就可以根据信号具体计算电流值，达到了很好的技术效果：即只需要一套光纤电子互感器便可实现对三相电的电参数测量，测量简单、方便，由于采用同一光源和同一技术分析器(即光电探测器)，也避免了测量的仪器误差，精确了测量值。

本发明可以进一步具体为：

光纤延时器由设定长度的光纤构成，光纤围绕成圈状，构成光纤延时器。

由于光纤延时器主要是由具有一定长度的光纤构成，其可以采用多种形式进行摆放，压缩其安置的空间，除了上述所说的，还可以将光纤压缩在某一具有内腔的设备中，或者是采用附加装置对该光纤进行安置。