[实用新型]一种光学电流测量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于偏振探测的法拉第效应光学电流测量传感器。具体涉及一种用于测量高压输电导体的电流的法拉第光学电流传感器，属于电力行业的电流测量和监控领域。

背景技术

随着现代社会对电力需求的不断增长，电力系统的容量、传输距离和传输效率也必须增加，相应的电压等级也越来越高，传统的电磁式电流互感器已逐渐暴露出它的局限性，如绝缘结构复杂，体积重量大，安装运输不便，铁芯严重饱和，内部充矿物油作为绝缘和散热介质，存在突然失效而可能导致燃烧、爆炸的危险。用光纤制作的传感器与传统的各类传感器相比具有一系列的独特优点，如低损耗、易弯曲、体积小、重量轻、防水火、耐腐蚀、抗电磁干扰、成本低等。光纤本身用作基本传感器，具有高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀、防爆等特点；光纤作为传感信号的传输系统，与传统的金属线路相比，具有抗电磁场干扰、可靠性高、安全及可长距离传送等优点；并且便于与计算机连接、与光纤传感系统组成遥测网络；而且光纤传感器结构简单、体积小、重量轻。光学电流测量传感器采用法拉第效应原理，一个偏振入射的光线经过磁场后偏振方向会发生改变，旋转角可以由公式表示为：

β＝V×B×d

β是光线的是旋转角，d是敏感元件的长度，V是玻璃棒的维尔德常数，B是由高压电流的磁场矢量。维尔德常数是由温度和波长决定的。由检测出的通过玻璃棒的偏振方向的大小即可计算得到被测导电导体所传输电流的大小。由于基于法拉第效应的光学电流传感器几乎全由绝缘材料构成，因此在有大量电磁干扰的情形下使用光学电流测量传感器是非常必要的。

另外，在基于法拉第效应的光学电流测量传感器中，光源产生光线，光线在穿越磁光敏感材料之前通过偏振滤波镜或者其他偏振器。但包含光源和检波器的光学电流测量传感器对一些因素敏感，其中包括检测电路的光噪声，光源中的电气噪声，邻近感应器和系统的磁场产生的干扰，传感器装置，导体的形状和直径，传感器生产的误差，温度对维德尔常数的影响，温度对光源和检波器的影响，长期使用后光源和检波器的退化。所有上述提到的因素都会造成光学电流测量传感器测量精度的降低。因此在传感器安装过程中需要对传感器进行校准，以便对光学电流测量传感器的在使用过程中的测量值进行实时校准。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供一种结构简单、体积小、重量轻、安装简单方便的测量高电压导电导体中传输电流的光学电流测量传感器。

本发明涉及一种光学电流测量传感器，所述传感器包括：一个光源，一个光电探测器，两段传输光纤，一个光学电流测量部件，一个信号处理单元以及一个校准装置。所述光学电流测量部件包含两个光学透镜，两个光学透镜支架，两个偏振滤波器，一个玻璃棒，两个光纤固定器，两个密封元件和一个固定外壳，所述固定外壳有两个相对的开放端口。

所述光源是一个LED或者白炽灯光源，用于给所述光学电流测量传感器提供光线；

一根第一光纤作为光导管将光源辐射的光传导到本发明所述的光学电流测量部件中；

一个光学电流测量部件，所述光学电流部件进一步包括：

一个固定外壳有一个第一开放端口和一个第二开放端口，第二开放端口在第一开放端口相对的一侧；

一个第一密封元件固定于所述固定外壳的第一端口，并且有一个用来接收第一光纤的孔；

一个第一光纤固定器用于将所述第一光纤固定于所述固定外壳；

一个第一光学透镜支架安装于所述固定外壳中，用于将所述第一光学透镜安装于固定外壳中，并且有一个第一接收部接收所述第一光纤固定器，保证所述第一光纤和第一光学透镜有一个合理的光学配置；

一个第一偏振滤波器安装于所述固定外壳中，并且在所述第一透镜的后面；

一个接收和密封在上述固定外壳中的玻璃棒，接收来自第一偏振滤波器的光，玻璃棒由具有磁光特性的材料制成；

一个第二偏振滤波器安装在所述固定外壳中，用于接收来自玻璃棒的光；

一个第二光学透镜支架安装于所述固定外壳中，用于将所述第二光学透镜安装于固定外壳中，并且有一个第二接收部；

一个第二光纤固定器用于将所述第二光纤固定于所述固定外壳中，所述第二光纤固定器被所述第二光学透镜支架的第二接收部接收；

一个第二密封元件固定于所述固定外壳的第二端口，并且有一个用来接收第二光纤的孔；

第一密封盖和第二密封盖分别可移动地连接于所述固定外壳的第一端口和第二端口，所述第一密封盖和第二密封盖分别有一个接收所述第一光纤和第二光纤的孔；