基于双通道M-Z干涉仪的FBG光开关研究

为降低电光开光的插入损耗并提高性能,提出了一种基于双通道可调谐马赫-曾德(M-Z)干涉仪制作的光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)光开关,通过改变干涉仪中的可调电动光纤延迟线的延迟时间,实现滤波谱周期的可调谐。通过改变干涉仪其中一臂的延迟时间设定,该光开关能够实现对设定波长光波的开关功能。对光纤M-Z干涉滤波原理进行了理论分析,使用C波段宽带放大自发辐射光源对双通道可调M-Z干涉仪的性能进行了测试。结果表明,其可实现大范围及高精度的滤波调节功能。对基于双通道可调谐马赫-曾德干涉仪制作的FBG光开关,通过FBG开关性能检测系统实验,得到该光开关在波长为1 550nm处的输出光谱,光开关的消光比达到25dB。结果表明,该光开关能够实现大范围高精度滤波功能,具有高消光比、结构简单和易于调节等优点。     

金属涂覆多模光纤小电流传感器设计

常见的光纤电流传感器是基于法拉第旋光效应，主要用于高压大电流的测量且所用传感光纤为单模保偏光纤。利用多模光纤的微弯效应设计一种强制型小电流光纤传感器，通过检测光纤末端输出光束的光能量的变化 来实现小电流的检测。     

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。     

变电设备中的电子式电流/电压组合型传感器的研究

介绍了一种用于中高压电力设备中的新型电子式电流／电压互感器的结构和测量原理，用Rogowski线圈测量母线电压，用柱状分压电容测量母线电压，并从频域角度详细地分析了移相器的设计理论。给出了处理转换单元（PISA）结构框图，对输出信号采用光纤传输到二次低压控制保护杠进行处理分析和显示。整个测量系统通过了线性度实验测试，实验结果良好。     

一种光学电流互感器的设计

介绍了一种基于火石玻璃Faraday磁光效应的光学电流互感器的传感机理、系统设计及试验结果，它把被测电流转换成电压，然后与偏置电压共同作用，LED发出受电流强度调制的光，PIN探测器把光信号转化成电信号，经电路处理，最后得到与被测电流成正比的电压。分析了电流与光强度变化的关系，实验表明，测量系统线性度较好。说明了影响光学电流互感器性能的主要因素及解决对策，指出了需解决的问题，并展望了光学电流互感器的发展前景。     

基于FPGA/MCU全光纤电流互感器解调系统的设计

阐述了反射式全光纤电流互感器的工作原理,分析了互感器解调系统输出信号的特性,由此设计了全光纤电流互感器的解调系统方案,给出了一种FPGA+MCU的实现方法,研制了全光纤电流互感器的解调系统,并进行了测试验证。测试结果表明,解调系统能够对全光纤电流互感器交流及直流电流信号进行解析,说明解调系统满足全光纤电流互感器的功能要求。     

复合式多点测量速度干涉仪光学系统设计

为满足爆炸冲击作用下物质界面的速度测量需求,设计了一种复合式多点测量的速度干涉仪。采用物方和像方双远心光路,将光纤阵列出射的照明激光定点投射到待测物面上,实现了针状滴注式照明,充分利用了照明激光能量,且保证了待测物面在运动过程中具有恒定的照度。成像系统像面采用末端为大芯径的锥形光纤接收信号光,既保证了物面运动过程中信号光与光纤的有效耦合,又保证了信号的单模输出,以便进入单模光纤马赫-曾德干涉仪进行差频干涉。采用具有微小楔角、沿直径方向镀矩形带状45°反射膜的反射镜,将照明光路与成像光路同轴,并校正了成像系统的大量像散。该干涉测量系统在物面运动10mm的行程中,物面滴注式照明照度保持恒定,像面光斑大小没有超出大芯径的光纤芯径。此光学系统能够满足爆炸冲击界面的大行程速度测量需求。     

数字闭环光纤电流互感器小电流测量准确度分析

分析并验证了传感光纤圈数和数字量输出位数等两个因素,是影响数字闭环光纤电流互感器(D-FOCT)小电流测量准确度的主要原因,设计了D-FOCT小电流测量准确度试验,得出了在目前条件下,当传感光纤圈数大于25圈时,D-FOCT对3kA额定电流的测量准确度可以满足IEC60044-8标准中0.2S级要求.     

光纤电流互感器中Rogowski线圈的设计与分析

Rogowski线圈作为传感头是光纤电流互感器的关键部分,文章分析了Rogowski线圈的测量原理和等效电路,得出了测量关系,并根据分析设计了一个Rogowski线圈。实验表明该Rogowski线圈具有良好的线性度;频率特性分析显示该Rogowski线圈有非常充裕的带宽,进而为设计高精度的光纤电流互感器奠定了基础。     

保偏光纤耦合型铌酸锂晶体工频强电场传感器

随着我国特高压技术的发展,工频强电场的测量变得越来越重要。为了适应工频强电场时域测量的需要,基于Pockels效应,设计并研制了一种保偏光纤耦合型铌酸锂晶体工频强电场传感器。通过保偏光纤准直器耦合进行光输入和光输出,避免了起偏器、1/4波片等分离光学元件的使用,将传感器的光耦合效率提高到了66.7%,并且通过将输入保偏光纤准直器前端1/2拍长的保偏光纤扭转90°,可将传感器的静态工作点设置为π/2,从而使传感器工作在近线性区。使用工频强电场对传感器进行测试得出:传感器的线性可测范围为10.5～527 kV/m,线性相关系数为0.998 6,线性动态范围为34 dB。相比于现有的铌酸锂晶体强电场传感器,研制的传感器具有结构简单紧凑、耦合效率高等优点,为工频强电场的时域测量提供了一种新的方案。     

An accurate continuous calibration system for high voltage current transformer

A continuous calibration system for high voltage current transformers is presented in this paper. The sensor of this system is based on a kind of electronic instrument current transformer, which is a clamp-shape air core coil. This system uses an optical fiber transmission system for its signal transmission and power supply. Finally the digital integrator and fourth-order convolution window algorithm as error calculation methods are realized by the virtual instrument with a personal computer. It is found that this system can calibrate a high voltage current transformer while energized, which means avoiding a long calibrating period in the power system and the loss of power metering expense. At the same time, it has a wide dynamic range and frequency band, and it can achieve a high accuracy measurement in a complex electromagnetic field environment. The experimental results and the on-site operation results presented in the last part of the paper, prove that it can reach the 0.05 accuracy class and is easy to operate on site.     

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...     

开合式在线测量大电流的光纤电流互感器

介绍了一种可以用于在线测量、实时安装、拆卸的开合式光纤电流互感器方案。在传感头开启过程中,利用传感头内部一段橡胶骨架的弹性产生均匀变形,使绕制在上面的光纤应力变化较小。为了保证互感器的温度稳定性,传感头内部骨架主要为石英材料,由于石英骨架加工的误差比较大,所以采用长圆孔的支架将其固定在传感头结构上。信号处理部分基于全数字闭环检测,采用方波调制方案,并通过数字阶梯波反馈实现闭环检测。在开合过程后对开合式互感器进行测试分析,实验结果表明系统的变比稳定性可以达到了0.5%的精度,可以满足实际应用的要求。     

An innovative combined electronic instrument transformer applied in high voltage lines

For better performances, electronic instrument transformers are used to replace conventional electro-magnetic inductive current or potential transformers based on ferrous cores and windings to measure heavy current and high voltage in power system. But unpredictable stability, high price and unsatisfactory life hold back their industrializations. Employing the simple but reliable insulation structure of conventional transformer and the unconventional sensing methods of electronic transformers at the same time, an innovative combined electronic instrument transformer is presented in this paper. Performances of the prototype are estimated through relative tests, and the novel design has low price, high accuracy, satisfactory stability, very wide frequency response and long operation life, and therefore is well adapted to any voltage level up to 750 kV.     

基于光频域布里渊散射的全分布式光纤应变传感器的研究

根据光纤受到拉伸应变时布里渊散射频移改变的特性，提出了基于光频域反射法的分布式光纤应变测量系统，系统采用了光纤光栅法布里-珀罗干涉仪对布里渊频移进行直接测量的新方法，并给出了实验系统及实验结果，表明了该方案的可行性。     

Fiber optic displacement sensor with a large extendable measurement range while maintaining equally high sensitivity, linearity, and accuracy

This paper presents a fiber optic displacement sensor composed of a transmissive grating panel, a reflection mirror, and two optical fibers as a transceiver. The proposed fiber optic displacement sensor guarantees a stable reflected signal acquisition for application in real industrial fields. Through a parametric study of the grating pitch of the transmissive grating panel, the signal-to-noise ratio, linearity, resolution, accuracy error, and sensitivity of the proposed sensor were investigated. The measured bidirectional movement demonstrated a peak to peak accuracy of 10.5 μm, high linearity of 0.9996, resolution of 3.1 μm at the full bandwidth, signal-to-noise ratio of 27.7, and high sensitivity of 31.8 μm/rad during a movement of 16,004.0 μm using the transmissive grating panel, which had a grating pitch of 200 μm. Even for an extended measurement range, the proposed scheme enables the same accuracy, linearity, and sensitivity to be maintained when compared with conventional laser displacement sensors and fiber optic displacement sensors.     

光纤迈克尔逊干涉仪的理论与应用分析

介绍了光纤传感器,特别是干涉式光纤传感技术的优点。给出了光纤Michelson干涉仪系统的结构。重点给出了光纤Michelson干涉仪系统中信号光与参考光干涉原理以及影响干涉光强因素的理论分析。详细阐述了单模光纤偏振控制器结构、工作原理以及其对光纤Michelson干涉仪系统传感臂偏振态的控制。最后,给出了光纤Michelson干涉仪系统的应用分析。     

新疆某水电站220kV出线间隔电流互感器之探究

新疆某水电站装有4台单机容量为80 MW的立轴混流式水轮发电机组。采用发电机与变压器组成带有发电机断路器的单元接线,装置2台容量为100 MVA的220 kV双卷主变压器和2台容量为100 MVA的220 kV三卷主变压器。电流互感器是利用变压器原理进行变换电流的一次电气设备,它的主要作用是将高压小电流和低压大电流变成低压小电流,因而在电力系统中得到了广泛的应用。重点阐述了电流互感器基本原理,电流互感器二次回路现场试验原则及使用注意事项。     

基于全光纤干涉的新型光纤长度测量系统

设计了一种新型的光纤长度测量系统,该系统基于全光纤干涉系统,通过扫频系统和压电陶瓷实现对两束相干光信号的相位差进行调制,并在信号处理端检测出待测光纤的消光频率从而计算出待测光纤长度.与传统的时域反射仪(OTDR)测量方法相比,该系统不存在测量盲区,适用于各种长度光纤的测量.从理论上分析了系统的可行性,并用实验加以验证.实验结果表明该系统的测量结果与OTDR基本一致.