[发明专利]光纤电流传感器光路状态监测系统

说明书

本发明提供一种光纤电流传感器光路状态监测系统，监测点耦合器设置于光纤电流传感器光路中的第一光学器件和第二光学器件之间，监测点耦合器正向输入端与第一光学器件的第一输出端连接，其第二正向输出端与光开关的一个输入端连接，其反向输入端与第二光学器件的第二输出端连接，其第二反向输出端与光开关的另一输入端连接；光开关按照设定周期和设定顺序依次连通各输入端与输出端之间的光通路；状态监测探测器的输入端与光开关的输出端连接，状态监测探测器将光开关输出的光信号转换为对应的电信号并输出电信号。通过上述方案实现对光路本身的故障进行监测，保证光路故障监测的可靠性。

技术领域

本发明涉及光电子器件技术领域，具体涉及一种光纤电流传感器光路状态监测系统。

背景技术

光纤电流传感器是一种基于法拉第磁光效应的无源电子式互感器，采用非介入式测量将被测电流以光信号的形式呈现出来并传送给相应的电路作进一步数据处理。

光纤电流传感器的原理结构框图如图1所示，宽谱光源101发出的光束经过耦合器102(或环行器)后的光束进入光纤电流传感器光之后经光路输出至探测器108进行探测。光束在光纤电流传感器光路中的传输过程具体包括：光束依次进入起偏器103和相位调制器104后变成偏振方向相互正交的两束线偏振光进入光纤延时环105，两束线偏振光分别沿光纤延时环105中保偏光纤的X轴和Y轴传输。这两束正交模式的线偏振光经过λ/4波片106后，分别变为左旋和右旋圆偏振光，进入敏感光纤环107中传播。载流导线中传输的电流产生磁场，在敏感光纤环107中产生法拉第磁光效应，使这两束圆偏振光产生相位差，经反射镜端面反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换(左旋光变为右旋光，右旋光变为左旋光)并沿原光路返回，再次通过敏感光纤环107时，两束圆偏振光再次受法拉第磁光效应影响，使之产生的相位差加倍。这两束圆偏振光返回时再次经过λ/4波片106，并分别恢复为线偏振光，然后在起偏器103块处两束线偏振光发生干涉。最后，携带由法拉第磁光效应产生的非互易相位差信息的光通过耦合器102(或环形器)到达探测器108并在此被转化为电信号。根据法拉第磁光效应与安培环路定律可知，载流导线中传输的电流大小与光纤中两束光的相位差成正比，因此通过检测光的相位差信号可以计算出待测电流值。

但是，由于光纤电流传感器的光路结构复杂整条光路上使用到的光学器件繁多，导致光纤电流传感器在实际运行工况中故障频发。出现光路故障后，在不断开光路连接的前提下无法快速进行故障定位，而断开光路连接又会破坏故障现场，不利于光路故障分析，因此需在光路中增加辅助的状态监测方法，为光路故障分析提供数据支撑。

现有光纤电流传感器的光路状态监测方法是通过在图1所示耦合器102的一个分支处外接一光电转换器件监测光路中光源发射光功率的变化情况，然而其只能够监测到光源输出功率的变化情况也即只能监测到光源故障，而无法对后续光路的故障进行监测，因此这类方法在监测范围上具有局限性，可靠性差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中光纤电流传感器光路状态监测系统在对光路故障进行监测时具有局限性、可靠性差的技术问题。

为此，本发明提供一种光纤电流传感器光路状态监测系统，包括监测点耦合器、光开关和状态监测探测器，其中：

所述监测点耦合器设置于光纤电流传感器光路中的第一光学器件和第二光学器件之间，所述第一光学器件和所述第二光学器件为光路中任意相邻两光学器件；

所述监测点耦合器，其正向输入端与所述第一光学器件的第一输出端连接，其第一正向输出端与所述第二光学器件的第一输入端连接，其第二正向输出端与所述光开关的一个输入端连接，其反向输入端与所述第二光学器件的第二输出端连接，其第一反向输出端与所述第一光学器件的第二输入端连接，其第二反向输出端与所述光开关的另一输入端连接；

所述光开关，按照设定周期和设定顺序依次连通各输入端与输出端之间的光通路；