[实用新型]一种基于双光纤光栅的电流测量系统

说明书

本实用新型公开一种基于双光纤光栅的电流测量系统，包括光源、分束器、第一光环形器、第二光环形器、光纤光栅解调仪、上位机、等强度悬臂梁、永磁铁、螺线管、FBG1和FBG2。所述光源的输出端口与光分束器的输入端口连接，所述光分束器的输出端口的一个分支与第一光环形器的第一端口连接，另一个分支与第二光环形器的第一端口连接，第一光环形器的第二端口与FBG1连接，第三端口与光纤光栅解调仪的入端口连接，第二光环形器的第二端口与FBG2连接，第三端口与光纤光栅解调仪的输入端链接，光纤光栅解调仪的输出端与上位机的输入端连接。本实用新型的光路结构简单、操作方便，测量精度高，同时，差动式的解调方式避免了温度的影响。

技术领域

本实用新型属于光学电流传感技术领域，具体涉及一种基于双光纤光栅的电流测量系统。

背景技术

近年来，随着现代工业的高速发展，对电网的输送和检测提出了更高的要求，传统的高压大电流的测量手段越来越不能满足要求，因此光纤电流传感器的目前的研究重点。光纤电流传感器是根据法拉第磁光效应的原理工作的，电流通过电导体(导线)产生产生感应磁场，感应磁场通过法拉第效应是缠绕在传导电流的导线上的光纤中的偏振面旋转。当传感光纤沿电流形成闭合回路时，偏振面的旋转角等于：F＝NV∮_LH·dL＝NVI；此处V表示光纤材料的费尔德常数，I表示电流，H表示磁场，N表示传感光纤线圈匝数。

尽管光纤电流传感器克服了传统的电磁式测量设备的不足，具有测量动态范围大、抗电磁干扰能力强、成本低等诸多优点，但在工程中仍面临一些问题，如系统依赖温度等环境因素和光纤受到应变等因素的影响，阻碍了光纤电流传感器的实用化进程。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种基于双光纤光栅的电流测量系统，旨在解决现有技术中由于误差的影响导致电流测量精度低的技术问题以及交流电流测量设备结构复杂的问题；其目的在于，通过消除温度和应变误差对光纤电流传感器的影响，提高电流的测量精度。

本实用新型提供了一种基于双光纤光栅的电流测量系统，包括：光源；分束器，其与所述光源连接；第一光环形器，其与所述分束器连接；第二光环形器，其与所述分束器连接；光纤光栅解调仪，其与所述第一光环形器、第二光环形器连接；上位机，其与所述光纤光栅解调仪连接；等强度悬臂梁，其一端固定在木制框架上臂；永磁铁，其固定在所述的等强度悬臂梁的自由端；螺线管，其一端固定在木制框架的右臂，所述螺线管与待测电流接通；FBG1和FBG2，其粘贴在所述的等强度悬臂梁上；

进一步，作为优选，所述FBG1和FBG2为中心波长相同的同一规格的光纤布拉格光栅。

进一步，作为优选，所述FBG1和FBG2分别对陈粘贴在所述等强度悬臂梁的两侧。

进一步，作为优选，所述的第一光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述的分束器的一个分支与第一端口连接，所述的FBG2与第二端口连接，所述的光纤光栅解调仪与第三端口连接。

进一步，作为优选，所述第二光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口与所述分束器的另一分支连接，第二端口与FBG1连接，第三端口与光纤光栅解调仪连接。

进一步，作为优选，所述的FBG1和FBG2在粘贴前要施加一定的预应力。

一种基于双光纤光栅的电流测量系统，包括以下步骤：

步骤一，开启光源，光源发出的光经过分束器，被均匀分为两束光，其中一束光经过第一光环形器的第一端口进入所述第一光环形器，通过第一光环形器的第二端口射出；另一束光经过第二光环形器的第一端口射入第二光环形器，通过第二光环形器的第二端口射出；