一种新型光纤电流传感器

一种新型光纤电流传感器王廷云孙圣和郑绳楦（哈尔滨工业大学哈尔滨１５０００１）（燕山大学秦皇岛０６６００４）０引言利用单模光纤，基于磁致伸缩效应，不仅能测量磁场，而且也能测量电流，由此建立的电流传感器与法拉第效应建立的电流传感器相比，它结构简单、灵敏...     

光纤电流传感器传感头的结构与原理

光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新兴电力计量装置，它通过测量光波在通过磁光材料时其偏振面由于电流产生的磁场的作用而发生旋转的角度来确定被测电流的大小。传感头是光纤电流传感器最为重要和关键的部件。分析了全光纤型和混合型光纤电流传感器传感器传感头的结构和工作原理，对改进光纤电流传感器的设计，提高光纤电流传感器的性能具有重要的指导作用。     

干涉式光纤电流传感器

高压输电线中的电流测量大都采用铁芯式电流互感器。由于铁芯的非线性特性，一次测电流过大或含有高次谐波分量时，会出现磁路饱和现象，使电流互感器二次测电流数值和波形发生失真，从而引起测量精度下降。文中，设计了一种干涉式光纤电流传感器，提出了使用Rogowski线圈进行电流-电压转换，利用压电晶体实现相位调制，用迈克尔逊干涉仪进行相位检测的方法，解决了在高压端无源情况下，由电流转换的电压小的问题，提高了传感器的精度、可靠性和测量范围。     

一种新型的光纤电流传感器

本文提出了一种新颖的光纤干涉型电流传感器结构，分析其工作原理，导出其光路部分的数学模型，给出了实验结果，与法拉第磁光效应的光纤电流传感器相比较，该传感器能自动补偿光纤固有的双折射以及温度等环境变化产生的干扰；与一般干涉仪相比其工作动态线性范围扩大了数十倍，甚至数百倍。     

高准确度瞬态大电流光纤传感器的研究

高准确度瞬态大电流光纤传感器的研究＊周晓军唐海刘文达（电子科技大学成都６１００５４）０引言光纤传感器的小巧、抗电磁干扰、测量回路与高压回路无电接触等优点使光纤传感器在高压电力系统得到不少应用［１、２］。一直在高压开关瞬态大电流测量中使用的电磁式电流互...     

数字式全光纤电流互感器系统建模与仿真技术研究

利用数字式全光纤电流检测系统抗干扰能力强、完全电气隔离等优点,在光纤电流传感器原理的基础上,研究了一种小巧的、适用于高压端大电流检测的基于法拉第磁光效应偏振态调制的数字式全光纤电流检测系统,改进了目前电力系统中使用的传统电磁式电流互感器。该研究应用保偏光纤有效抑制光纤中固有的线性双折射,使用琼斯矩阵对光纤系统进行分析,利用MATLAB仿真软件进行系统仿真,通过理论分析和系统仿真验证了由数字式全光纤电流互感器测得的电流值与电流的实际大小一致,所建立的系统数学模型和仿真模型正确可行。     

光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。     

光纤电流传感器及其法拉第磁光材料研究进展

本文综述了近年来国内外光纤电流传感器及法拉第旋转材料研究的进展情况和这一领域最近的发展趋向，并总结了光纤电流传感系统结构类型，指出进行传感系统研究时应该注意的问题。     

用于铝电解电流精确测量的手持式光纤电流传感器研究

电流强度是电解铝工艺的基本参数,精确测量电解槽分布电流可提高铝电解生产效率和工作稳定性。 本文分析了光纤 电流传感器相比于传统电流测量技术在电解槽电流测量中的原理性优势,针对目前光纤电流传感器在现场应用中存在的重复 拆装和大电流条件下温度误差问题,创新提出了基于柔性封装的传感光纤插接方案和温度误差与非线性误差二维补偿技术,首 次设计研制了手持式光纤电流传感器,测试结果表明:传感器的重复拆装误差小于 0. 12% ,在-40℃ ~ 70℃ 温度范围内测量 0. 5~ 30 kA 电流时的误差小于 0. 2% ,在某电解槽现场测量立柱母线电流时与控制室显示值的误差小于 0. 4% ,并通过对阴极钢 棒分布电流的连续监测和分析,实现了电解槽破损的提前预警。     

调相式光纤电流传感器中传感头的设计

在以压电效应为传感机理的调相式光纤电流传感器中，必须首先将电流信号转变为电压信号，再以此电压信号驱动压电陶瓷筒，使缠绕在筒上的光纤中光波的相位发生变化。一般采用低压电流互感器（CT）实现电流－电压转换。这种方法由于CT本身的绝缘性不好，易出现磁饱和、转换电压不高等原因，使传感器的性能受到影响。文中提出一种新的传感头设计方法。它以Rogowski线圈代替传统CT，作为电流－电压转换装置，提高了传感器的精度、可靠性及测量范围。     

基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的响应特性研究

磁流体具有固体物质磁性及液体流动性的特性,且无本征矫顽力,无剩磁,磁场响应速度快,灵敏度高,将微纳光纤Sagnac环特殊的光传输性能与磁流体独特的磁光特性相结合,提出了一种基于磁流体包覆微纳光纤Sagnac环的全光纤电流传感器.理论推导了传感器的电流传感机理,设计了传感器的封装方法,并对传感器的温度特性和传感特性进行了...     

A NOVEL ALL-FIBER ELECTRIC FIELD SENSOR BASED ON TAPERED FIBER-SLAB WAVEGUIDE COUPLER

□ A novel optical electric field sensor based on evanescent coupling between a tapered fiber and a slab waveguide is proposed and demonstrated. Light in a tapered fiber evanescently couples into the slab waveguide and forms a wavelength resonant spectrum. A slice of a LiNbO₃ crystal was used as the slab waveguide. External electric fields may change the refractive index of the crystal and thus make the resonant wavelengths shift. Therefore, an optical electric field sensor was obtained by measuring the wavelength shift caused by an external electric field. The principles and design of the proposed sensor are reported. The performance of the proposed sensor are demonstrated experimentally by detecting sinusoidal fields with 50 Hz and pulsed electric fields with a rise time of 1.2µs. The results show that the minimal detectable field was approximately 150 V/cm with a signal-to-noise ratio of three.     

光纤气压传感器特性分析

用双膜盒作气压的敏感元件,将光纤微位移传感器用于检测膜盒随压力变化引起的形变,避免了其他检测膜盒形变方法的缺点,使气压传感器的性能得到改善和优化;为了提高检测灵敏度、降低检测限,使用了双通道光纤传感器,构造了一个气压测量装置,并以标准空气压力计对这种光纤气压传感器的输出变化随气压变化的关系进行了标定,结果表明测量范围可以达到900-1200hpa,分辨率为0.2hpa,精度为±0.1hPa。改变光纤探头到膜盒反射面的初始间隔,实现气压测量区间位置的变化。进一步优化光纤探头的结构参数,可以拓宽大气压力的测量范围。     

应用双光纤传感器的涡轮流量计结构、特性及试验研究

本文叙述了将反射型光纤传感器与传统的涡轮流量测量原理相结合,进行具有双光纤传感器的涡轮流量计的实验研究。与传统的内磁式涡轮流量计相比具备了正反流量测量的性能。实验研究结论表明：应用双光纤传感器涡轮流量计可进行双向流量测量,两个流量信号经鉴别电路实现了双向流动的检测。对于单向流量测量,也可通过流量计算机的算法消除因水击产生的脉动流造成涡轮往复震动而引起的计量误差。扩展了涡轮流量计的量程比,不存在内磁式传感器在低流速时与涡轮叶片产生磁阻而引起的误差。     

基于强度调制的液体浓度检测系统

介绍了一种光纤传感器液体浓度实时检测系统，采用了5mW的激光二级管LD、光纤光电耦合器、U型敏感元件以覆PN结型光电二极管（PD）为主要的组成部件。光在U型敏感元件中传输时发生全反射，同时被测液体的浓度对光强进行调制，通过测量输出端电压的变化来测量液体浓度的变化。实验以食盐和蔗糖溶液为测量对象，精度可以达到0．05％，测量结果与理论分析十分相符。这个实验装置的显著优点是体积小、结构简单、测量范围宽，能够实现液体浓度的在线测量与生产的自动化。     

基于原子磁力仪的高精度电流传感器

高精度电流测量对产生核磁共振陀螺中稳恒磁场具有重要意义,基于光泵原子磁测量方式的新型电流传感器实现了对电流的精确测量,可应用在各种高精度设备的校准及其他精密探测领域.这种新型的电流传感器,具有极高的线性度,通过实验表明,基于光泵原子磁力仪的电流传感器线性度最高可达0.00001％,性能优于其他电流传感器,解决了线性度低...     

Modulated heterodyne light scattering set-up for measuring long relaxation time at small and wide angle

We present a simple, compact, and versatile experimental setup working in the heterodyne detection mode with modulation of the reference beam. The system is implemented with a collection optics based on a unimodal optical fiber coupler. This choice allows the heterodyne to be used in a wide range of scattering angles, even for very small ones, without losing the optical beating. The apparatus can be successfully used to study translational diffusive dynamics of dispersed particles at scattering angles smaller than 5° and it is suitable for exploring slow relaxation processes in sub-Hertz frequency domain, for example, in glass-forming systems. It is also possible to measure the electrophoretic mobility by applying an electric field into a charged particles solution.     

Microfiber knot resonator based electric field sensor

An optical fiber electric field sensor was constructed by coating a microfiber based knot resonator with propylene carbonate, a liquid electrooptic material. The Kerr electrooptic effect of propylene carbonate changed the refractive index of the liquid in the presence of an electric field and shifted the fringe pattern of the resonator. The electric field was demodulated by monitoring the fringe shift. The sensor was used to characterize sinusoidal electric fields with magnitudes from 200–4000?V/cm and a pulsed field with a 200?µs duration time. This work may provide practical applications for the characterization of electric fields.     

光纤传感器在局部放电检测中的应用

电力设备绝缘老化的问题可以通过局部放电在线检测的方法监测出来,以提高故障诊断的针对性.不过传感器的灵敏度及可靠性会受到现场电磁干扰的影响,因此传感器的性能就是影响检测效果的重要因素之一.本文就局部放电检测技术中光纤传感器的应用展开讨论,提出光纤传感器用于局部放电检测中的试验及验证结果.