[发明专利]一种用于光纤光栅电流传感器的高频电流解调装置

说明书

本申请公开了一种用于光纤光栅电流传感器的高频电流解调装置，包括：可调谐滤波器用于接收光纤光栅的反射光，并输出光强度不同的滤波激光；数据处理模块用于进行光电转换，生成电压控制信号；波长调谐模块设置有差动放大模块和桥式电路，差动放大模块的信号输入端连接于桥式电路的连接端，差动放大模块的供电输入端连接于数据处理模块的输出端，用于接收电压控制信号，差动放大模块的放大输出端连接于可调谐激光器的调谐端，差动放大模块用于向可调谐激光器施加激光调谐电压，其中，桥式电路的连接端通过电容连接于波长调谐模块的低电压端。通过本申请中的技术方案，在解决环境温度和电路噪声对工作点造成偏移问题的同时，实现对高频电流的解调。

技术领域

本申请涉及电流检测装置的技术领域，具体而言，涉及一种用于光纤光栅电流传感器的高频电流解调装置。

背景技术

利用光纤光栅进行高频电流及谐波的检测，一种是采用强度解调方法，该方法虽可以解决数十kHz甚至更高频信号的测量，但是强度解调方法对工作点的工作条件要求非常高，环境温度和电路噪声往往都会造成工作点的偏移，进而影响传感器的解调精度和测量的准确性。特别是对于突变的干扰信号出现会造成传感器静态工作点的丢失。

另一种是采用波长解调方法，波长解调方法是通过测量光纤光栅的波长值改变解析被测信号幅值和频率，虽然可以克服上述强度解调方法中存在的问题，但是目前的波长解调方法多是1kHz左右的采样频率，不能满足高频电流的测量。

发明内容

本申请的目的在于：提供了一种用于光纤光栅电流传感器的高频电流解调装置，在解决环境温度和电路噪声对工作点造成偏移问题的同时，实现对高频电流的解调。

本申请的技术方案是：提供了一种用于光纤光栅电流传感器的高频电流解调装置，电流解调装置包括依次连接的驱动模块、可调谐激光器、光路耦合器和光纤光栅电流互感器，驱动模块驱动可调谐激光器产生单模激光，单模激光经过光路耦合器后泵入光纤光栅电流互感器的光纤光栅，电流解调装置还包括：可调谐滤波器，数据处理模块和波长调谐模块；可调谐滤波器用于接收光纤光栅的反射光，并输出光强度不同的滤波激光；数据处理模块用于对滤波激光进行光电转换，生成电压控制信号，并将电压控制信号发送至波长调谐模块；波长调谐模块设置有差动放大模块和桥式电路，差动放大模块的信号输入端连接于桥式电路的连接端，差动放大模块的供电输入端连接于数据处理模块的输出端，用于接收电压控制信号，差动放大模块的放大输出端连接于可调谐激光器的调谐端，差动放大模块用于根据电压控制信号，向可调谐激光器的调谐端施加激光调谐电压，其中，桥式电路的连接端通过电容连接于波长调谐模块的低电压端。

上述任一项技术方案中，进一步地，桥式电路的第一桥臂上串联有两个阻值相等的第一分压电阻R1和R2，第一桥臂的连接端连接于差动放大模块的第一信号输入端第一桥臂的连接端还通过第一电容C1连接于低电压端；桥式电路的第二桥臂上串联有热敏电阻R4和第二分压电阻R3，第二桥臂的连接端连接于差动放大模块的第二信号输入端第二桥臂的连接端还通过第二电容C2连接于低电压端，其中，热敏电阻R4位于可调谐激光器的调谐端。

上述任一项技术方案中，进一步地，差动放大模块的两个阻抗匹配端之间串联有电阻R5。

上述任一项技术方案中，进一步地，数据处理模块，具体包括：光电转换单元，模数转换单元，信号处理单元；光电转换单元用于将可调谐滤波器输出的滤波激光进行光电转换，生成光电信号，并将转换后的电信号发送至模数转换单元；模数转换单元用于将接收到的电信号进行数模转换，生成数字信号，并将转换后的数字信号发送至信号处理单元；信号处理单元用于根据波长调节算法和接收到的数字信号，生成电压控制信号。

本申请的有益效果是：

解决环境温度和电路噪声对可调谐激光器工作点造成偏移的问题，同时，实现对可调谐激光器中高频电流的解调。实现如下技术效果：