[实用新型]光纤敏感环性能检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电子器件技术领域，具体涉及一种光纤敏感环性能检测系统。

背景技术

光纤敏感环是光纤电流互感器(Fiber Optic Current Transformer,FOCT)的核心部件，用于感应电流大小，从而引起干涉信号光强变化的敏感元件，其一般包括光纤环、光纤波片和反射镜。

FOCT的原理是基于法拉第磁光效应和安培环路定律，也即被光纤敏感环检测的导体内有电流通过时，会产生一个正比于电流大小的相位差，该相位差同时也正比于光纤敏感环中光纤环的光纤匝数。当线偏振光被分成偏振模式相互正交的两束光波列在光路中传输，通过光纤波片，可以使光波列在线偏振态和圆偏振态之间互换，通过光纤反射镜，可以使光波列的圆偏振态在左旋和右旋之间互换，当被测导体中无电流通过时，这两束光波列所经历过的偏振态与路径完全等效，只是在时间先后上有差别(例如其中一束光波列从出发到返回探测点时所经历的偏振态依次为：快轴偏振—左旋—右旋—慢轴偏振，则另一束光波列在相同光程中所经历的偏振态依次为：慢轴偏振—右旋—左旋—快轴偏振)，这种情况下，光路的特性称之为是具有互易性，当被测导体中有电流通过时，在光纤敏感环中传输的左旋和右旋圆偏振光的相速度分别向相反的方向改变，从而产生正比于电流大小的相位差(即法拉第相移)，此时的光路被称之为具有非互易性。这个相位差可以通过干涉法来测量，并由光电探测器将干涉光信号转变为电压信号输出。

光纤敏感环中，光纤自身的线性双折射与电流产生的法拉第效应一样，也会造成偏振光偏振方向的旋转，产生一个与法拉第效应无法区分的误差信号，因此会影响测量精度。线性双折射效应与光纤形变、光纤内部应力、温度、弯曲、扭转、振动等诸多因素相关。

目前，传统的光纤敏感环检测方法，例如通过插入损耗来评判光纤敏感环的优劣，仅仅从理论上分析光纤敏感环中某一参数在环境中的影响，不能完全和精准的反映出光纤敏感环的综合性能参数，从而不能为FOCT中光纤敏感环的筛选提供直接有效的技术参考指标。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在提供一种光纤敏感环性能检测系统，利用FOCT光路的光传输特性检测光纤敏感环的性能，从而为FOCT中光纤敏感环的筛选提供直接有效的技术参考指标。

本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种光纤敏感环性能检测系统，所述光纤敏感环包括光纤环和设置在所述光纤环两端的光纤波片及反射镜，所述光纤环内有通电导体穿过，所述检测系统包括：

偏振光生成元件，发出偏振方向垂直的两束线偏振光；

保偏光纤环，其第一端与所述偏振光生成元件的输出端连接，其第二端与所述光纤波片连接，两束线偏振光经过所述保偏光纤环、所述光纤波片、所述光纤环后由所述反射镜反射后原路返回，返回后的两束线偏振光发生干涉；

探测器，检测干涉光强，并得到与所述干涉光强对应的电信号；

信号处理电路，接收所述探测器发送的电信号，解析后得到测量电流值；

误差计算单元，接收所述信号处理电路发送的所述测量电流值，根据通电导体内的基准电流值以及所述测量电流值得到光纤敏感环在所处环境下引入的测量误差。

可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，还包括：

环境发生器，将所述光纤敏感环整体或者所述光纤环或者所述光纤波片或者反射镜置于所述环境发生器内部，所述环境发生器响应上位机的控制信号模拟所述光纤敏感环或所述光纤环或所述光纤波片所处环境。

可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述环境发生器模拟的所述光纤敏感环或者所述光纤环或者所述光纤波片或者反射镜的所处环境包括：温度、湿度、振动、冲击和辐照中的至少一种。

可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，还包括：

电流发生器，输出预设电流至所述通电导体；

基准互感器，检测所述电流发生器输出预设电流的电流值，作为所述基准电流值。

可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述误差计算单元，获取所述基准互感器检测的通电导体中的基准电流值以及所述信号处理电路解析得到的所述测量值，得到所述光纤敏感环在所处环境下引入的测量误差；

所述误差计算单元发送所述测量误差至所述上位机。

可选地，上述的光纤敏感环性能检测系统中，所述偏振光生成元件包括光源、耦合器、起偏器和直波导调制器，其中：

所述光源发出的光经所述耦合器后进入所述起偏器输入端；