[发明专利]基于双向光补偿技术的量子电流互感器

权利要求书

1.一种基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，包括环形腔(1)、多个量子探头(2)、前端激光源(3)、后端激光源(4)和量子处理系统(5)；

多个量子探头(2)安装在环形腔(1)内且多个量子探头(2)呈圆周分布，多个量子探头(2)通过激光光纤依次串联，处于串联光路一端的量子探头(2)通过激发光纤(6)与处于环形腔(1)外的前端激光源(3)连接，处于串联光路另一端的量子探头(2)通过激发光纤(6)与处于环形腔(1)外的后端激光源(4)连接；

量子处理系统(5)通过多个采集光纤(7)分别与多个量子探头(2)连接；

其中，前端激光源(3)和后端激光源(4)的光强一致；

量子探头(2)包括旋转抛物面聚光罩(22)、光收集器(23)和内含系综NV色心的金刚石粒(24)，光收集器(23)位于旋转抛物面聚光罩(22)的出光口一侧，光收集器(23)背向旋转抛物面聚光罩(22)一侧设置有与采集光纤(7)连接的采集光路接口(25)；旋转抛物面聚光罩(22)两侧位置均设置有与激发光纤(6)连接的激发光路接口(26)，激发光路接口(26)密封贯穿旋转抛物面聚光罩(22)并伸入到旋转抛物面聚光罩(22)内，金刚石粒(24)设在旋转抛物面聚光罩(22)的焦点处。

2.根据权利要求1所述的基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，还包括外壳(8)，外壳(8)呈圆环结构并提供所述环形腔(1)，多个量子探头(2)所在圆周与外壳(8)同心设置，外壳(8)内壁设置有可耐高温的除湿层；环形腔(1)设置有磁屏蔽环(9)，多个量子探头(2)均位于磁屏蔽环(9)内。

3.根据权利要求1或2所述的基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，量子探头(2)还包括安装架(21)，安装架(21)安装在外壳(8)内壁上，旋转抛物面聚光罩(22)和光收集器(23)均安装在安装架(21)上，激发光路接口(26)设置在安装架(21)上且位于旋转抛物面聚光罩(22)两侧的位置，金刚石粒(24)通过支撑件(28)安装在旋转抛物面聚光罩(22)上。

4.根据权利要求3所述的基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，旋转抛物面聚光罩(22)的出光口处设置有玻璃防尘罩(27)。

5.根据权利要求3所述的基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，激发光路接口(26)包括密封贯穿旋转抛物面聚光罩(22)并伸入到旋转抛物面聚光罩(22)内的圆管(261)，圆管(261)靠近金刚石粒(24)一端安装有第一透镜(262)且第一透镜(262)的焦点与旋转抛物面聚光罩(22)的焦点重合，圆管(261)远离金刚石粒(24)一端设置有与激发光纤(6)连接的光纤接头(263)。

6.根据权利要求3所述的基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，光收集器(23)包括安装在安装架(21)上的筒体(231)，筒体(231)靠近旋转抛物面聚光罩(22)一端具有开口且筒体(231)远离旋转抛物面聚光罩(22)一端设置有采集光路接口(25)，筒体(231)内设置有第二透镜(232)和第三透镜(233)且第二透镜(232)和第三透镜(233)组成对旋转抛物面聚光罩(22)反射的荧光进行缩束处理的共轭透镜组。

7.根据权利要求3所述的基于双向光补偿技术的量子电流互感器，其特征在于，支撑件(28)包括安装杆(281)，安装杆(281)贯穿旋转抛物面聚光罩(22)底端并与旋转抛物面聚光罩(22)转动连接，安装杆(281)位于旋转抛物面聚光罩(22)内的一端安装所述金刚石粒(24)，安装杆(281)位于旋转抛物面聚光罩(22)外的一端连接有自锁式旋转调节件；自锁式旋转调节件包括套壳(282)、蜗轮(283)和蜗杆(284)，套壳(282)固定在旋转抛物面聚光罩(22)底部并罩设在安装杆(281)外，蜗轮(283)设置在套壳(282)内并固定在安装杆(281)上，蜗杆(284)转动设置在套壳(282)内并与蜗轮(283)啮合，套壳(282)上转动设置有与蜗杆(284)连接的转轮(285)。