[发明专利]一种多路复用全光纤电流传感器

说明书

本发明提供了一种多路复用全光纤电流传感器，其包括：光学及信号处理模块A和光纤传感模块B直接连接或经耦合器相连；光学及信号处理模块A包括：依次连接的光源1、环行器2和调制器3，环行器2和探测器8连接。光纤传感模块(B)包括串或并联的光纤传感单元。本发明利用光处理系统和光纤传感单元，实现了对多路电流的同时测量，有效降低了多路光纤电流传感器的成本和系统复杂程度，提升了产品可靠性。

技术领域

本发明涉及电流检测领域，具体讲涉及一种多路复用全光纤电流传感器。

背景技术

电流传感器是电力系统中的关键设备，为各种安全稳定控制、继电保护以及计量装置提供电信号。目前，在电力系统中广泛使用的电流传感器是基于电磁感应原理的电磁式电流传感器。随着特高压和超高压电网的建设，电力系统传输电力容量的不断增加，电压等级越来越高，电磁式电流传感已经不能满足绝缘和测量的需求。

光纤电流传感器拥有体积小及重量轻等诸多优点，具有天然的电绝缘性能、强抗电磁干扰能力、动态测量范围大、频率响应范围宽、灵敏度高和数字信号输出等等。光纤电流传感器代替传统的电磁式传感器已经成为必然的趋势。但是目前的光纤电流传感器需要在多路低压侧分别配置一套完整的光学检测系统和信号处理系统，占用空间大且价格昂贵。

现有的方案是三个调制器对三路光分别调制，并利用一个探测器接收信号和双光源配置。虽然能实现多路电流的同时检测，但使用两个光源和三个调制器与配备三套单相电流互感器所用元件数量及价格相差不大，技术优势不明显。另一种是三相频域调制方案，该方案中利用三个耦合器将光分为4路，取3路作为检测光源。该方案同样也需要三个调制器分别调制三路光，技术优势亦不明显。

因此，需要提供一种技术方案来克服现有技术的不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多路复用全光纤电流传感器包括：1、一种多路复用全光纤电流传感器，其特征在于，包括：光学及信号处理模块A和光纤传感模块B；光学及信号处理模块A包括：依次连接的光源1、环行器2和调制器3，环行器2和探测器8连接。

调制器3与光纤传感模块B相连；光纤传感模块B包括：串联的光纤传感单元。

调制器3经耦合器4与光纤传感模块B相连，光纤传感模块B包括：并联的光纤传感单元。

调制器3经耦合器4与光纤传感模块B相连，光纤传感模块B包括：并联的光纤传感单元支路；光纤传感单元支路包括：串联的光纤传感单元。

光纤传感单元包括：延迟环5、与延迟环相连的1/4波片6及设于1/4波片的敏感线圈7。光纤传感模块中的延迟环长度互为约数。

调制器3为相位调制器；相位调制器的调制波形包括周期形、准周期形和伪随机形。相位调制器的材料为铌酸锂或锗酸铋。

耦合器4包括分光和合光功能。光源1为宽谱光源。宽谱半导体光源为SLED高斯谱光源或LED发光二极管光源。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明利用光处理系统和光纤传感单元，即可实现多路电流的同时测量，有效降低了多路光纤电流传感器的成本和系统复杂程度，显著提升了产品可靠性。

2、本发明光纤传感单元可以是直通型的、环路型的或反射型的，其电流信息在时间域上可以是完全独立分开的，也可以是以一定方式叠加在一起的，便于通过数学运算解析出各单元的电流信息。

3、本发明中探测器接收到的光信号是多路的叠加，在不同的时间间隔多路信号以不同的形式叠加，并且随着调制信号周期性变化而变化，可用于同时测量多路电流或磁场。

附图说明

图1是本发明多路一体相位型传感器的并行连接光路图；