[发明专利]法拉第电流传感器和法拉第温度传感器

权利要求书

1.一种用于基于光学感应测量电流和温度的传感器装置，包括：

传感器基站，所述传感器基站包括产生探测光的光源和光学检测单元；

具有第一光纤线路端的输出光纤线路，所述输出光纤线路的所述第一光纤线路端与所述传感器基站连接以接收来自所述光源的所述探测光且将接收的探测光引导至所述输出光纤线路的远离所述传感器基站的第二光纤线路端；

光学电流传感器头，所述光学电流传感器头与所述输出光纤线路的所述第二光纤线路端连接以接收所述探测光且构造为包括：输入光学偏振器，所述输入光学偏振器用于过滤所述探测光以产生偏振输入光束；法拉第材料，所述法拉第材料定位为用于接收和发送作为修正光束的所述偏振输入光束；和光学偏振分离装置，所述光学偏振分离装置接收来自所述法拉第材料的所述修正光束且将所述修正光束分为分别沿着第一光学路径和第二光学路径的、在两种不同的偏振态下的第一光束和第二光束；

第一返回光纤线路，所述第一返回光纤线路具有第一光纤线路端和第二光纤线路端，所述第一返回光纤线路的所述第一光纤线路端与所述光学电流传感器头连接以接收所述第一光束，所述第一返回光纤线路的所述第二光纤线路端与所述传感器基站的所述光学检测单元连接以将来自所述光学电流传感器头的所述第一光束传输至所述光学检测单元；和

第二返回光纤线路，所述第二返回光纤线路具有第一光纤线路端和第二光纤线路端，所述第二返回光纤线路的所述第一光纤线路端与所述光学电流传感器头连接以接收所述第二光束，所述第二返回光纤线路的所述第二光纤线路端与所述传感器基站的所述光学检测单元连接以将来自所述光学电流传感器头的所述第二光束传输至所述光学检测单元，

其中所述光学电流传感器头位于载流导体处或载流导体附近，使得与电流关联的磁场存在于所述法拉第材料处且所述光学检测单元检测两种光束以确定所述电流的强度，

其中所述传感器基站内的所述光学检测单元包括检测所述第一光束的第一光学检测器和检测所述第二光束的第二光学检测器以产生用于测量所述电流的检测器输出，

其中所述传感器装置进一步包括：光学温度传感器，所述光学温度传感器位于所述光学电流传感器头附近以接收用于感应温度的、所述输出光纤线路中的所述探测光的一部分；和第三返回光纤线路，所述第三返回光纤线路连接在所述光学温度传感器与所述传感器基站之间以将来自所述光学温度传感器的光作为第三光束引导回所述传感器基站，和

其中所述传感器基站包括第三光学检测器，所述第三光学检测器连接为用于接收所述第三光束以提供所述光学温度传感器处的所述温度的测量。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中：

所述光学检测单元包括检测所述第一光束的第一光学检测器和检测所述第二光束的第二光学检测器。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中：

所述光学检测单元包括：与所述第一光学检测器连接的第一放大器；与所述第二光学检测器连接的第二放大器；和差动放大器，所述差动放大器连接为用于接收来自所第一放大器和所述第二放大器的输出以产生表示来自所述第一放大器的输出与来自所述第二放大器的输出之间的差的放大器输出。

4.根据权利要求2所述的传感器装置，其中：

所述光学检测单元构造为连接所述第一光学检测器和所述第二光学检测器以具有共同输出路径，所述共同输出路径产生表示来自所述第一光学检测器的输出电流与来自所述第二光学检测器的输出电流之间的差的差动电流；和

所述光学检测单元包括用于产生表示所述差动电流的电压的放大器电路、用于将所述电压转换为数字信号的模数转换器、和用于处理所述数字信号的微处理器。

5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中

所光学偏振分离装置包括沃拉斯顿棱镜。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，其中

所述输出光纤线路包括偏振保持光纤段。

7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中

所述输出光纤线路包括单模光纤段。