用于消除振动影响的光纤电流传感器结构

与传统电磁式电流互感器相比，基于法拉第效应的光纤电流传感器有许多明显的优点，因而获得了广泛的研究。光纤的固有双折射是影响传感器精度的主要原因，如何消除双折射也是研究的关键问题。这种双折射不仅与光纤本身的性能有关。还与工作时的环境温度、振动等因素有关。当传感头受到强烈振动时，所产生的机械应力将使传感光纤的固有双折射发生变化．影响输出光的偏振态．使传感器精度下降。提出了一种对称型的传感器结构．采用两套相同的光源及探测器．使传感光纤中形成传播方向相反的两束光．利用应力双折射的互易性补偿振动影响。实验表明．该结构可使传感器性能得到明显的改善．在10g的振动强度下．测量结果的线性度达到了二0．3％以下。     

光纤大电流传感器研究

以法拉第磁光效应为原理的光纤电流传感器因其无爆炸,抗电磁干扰,绝缘性好,价格便宜等优点,将成为传统电流互感器的替代品。在此设计一种光纤大电流传感器,介绍该器件的工作原理、传感头的结构、光路的设计、调整、两偏振片夹角的选取。搭建实验系统并进行测试,实验结果表明,光纤电流传感器在3 kV工作电压下可准确实现32 kA连续或脉冲电流的测量,并有0-32 kA的动态范围,而且重复性和线性度良好,响应时间小于10μs。     

全光纤电流传感器温度补偿研究进展

对于全光纤电流传感器,如何进行温度补偿一直是国内外研究的难点和重点。进行合理的温度补偿也是将全光纤电流传感器推向实用的必要措施。先用实例和数据说明温度对全光纤电流传感器性能的影响,再在分析全光纤电流传感器结构和原理基础上,分别阐述了各因素受温度影响的机理并给出了最新的研究进展,最后从效果和实用化两方面分析了各种温度补偿方法的优劣,最终可以得出:单一控制某个因素对全光纤电流传感器性能的影响是不理想的,控制多个影响因子并在最终的输出端进行数据处理的方法能达到更理想的温度补偿效果,使全光纤电流传感器的输出更精确、更稳定。     

GMM-FBG光纤电流传感器温度补偿研究

为解决因超磁致伸缩材料(GMM)磁致伸缩系数 对温度敏感而影响GMM-FBG光纤电流传 感器响应准确度的问题,研究了温度补偿的方法,构建了GMM磁场与温度的多场耦合模型, 进行温度传感实验、电流的通断实验、及不同磁场方向上的电流响应实验,设计了十字形传 感探头,利用垂直磁场方向的GMM的磁场不敏感性进行电流传感器的温度补偿,提高了GMM- F BG光纤电流传感器响应准确度。结果表明:垂直于磁场方向上的传感器中心波长值变化量为 ±0.05 pm,可忽略磁场的影响,温补后的拟合曲线与通断实验的拟 合曲线残差平方和为0.011,几乎完全重合, 可消除温度对GMM-FBG电流传感器的影响,使电流测量更加精确,并实 现电流与温度的同时测量,可满足当代电力系统的应用需求。     

利用磁光玻璃光纤测大电流的光纤电流传感器的设计

介绍利用磁光玻璃法拉第效应测量大电流的方法,选用ZF1磁光玻璃直接拉锥成光纤作为传感器的探头,利用保偏光纤作为传导光路介质,根据法拉第效应,偏振光在磁场中偏振面的改变角α＝V·D·B,V和D为已知,可得磁感应强度B,再利用通电直导线电流与它周围磁场的关系可测得大电流。     

光纤电流传感器研究新进展

介绍了全光纤电流传感器自１９９４ 年以来在光纤处理技术、新光路设计、新材料光纤、新结构光纤及对系统性能的专项研究方面取得的新进展。     

一种光纤电流传感器的设计

针对交流电的特点和传统测试仪器的缺点,以法拉第效应为理论基础,设计了一种光纤电流传感器,介绍了该传感器的工作原理、结构和测试结果.实验结果表明,该电流传感器能准确测量30kA电流,为生活中的大电流测试提供了一种切实有效和更便利的方法.     

光纤主轴方位角对光纤电流传感器的影响

为提高光纤电流传感器的标度因数稳定性,从传感光纤与光纤1/4波片熔接时的方位角出发,研究了方位角的优化对光纤内线性双折射变化的抑制作用,指出了现有方位角优化方法中忽略的因素旋光角,并结合旋光角这一变量建立了更加精确的琼斯矩阵模型。仿真分析了在不同方位角与旋光角条件下,线性双折射对标度因数稳定性的影响。通过仿真结果的对比发现,在考虑旋光角之后,现有算法的方位角优化值误差较大;还发现在特定的旋光角条件下,线性双折射的变化对标度因数无影响。基于此提出了方位角与旋光角的综合优化方法,降低了对光纤制造工艺的要求,有效提高了系统标度因数的稳定性。     

利用平衡测试原理的光纤电流传感器

本文利用法拉第效应提出一种干涉型光纤电流传感器，使用平衡测试原理具有闭环反馈结构。它的主要优点是能够有效地消除费德尔常数和环境变化对传感器的不良影响，电流测量范围大，线性度好，在电力系统中有广泛的应用价值。     

光纤Sagnac环的研究现状及其应用

在研究Sagnac效应的基础上,利用光纤Sagnac环的干涉结构,提出了多种光纤Sagnac环的改进方案,并进行了大量实验,使其应用范围得到了极大扩充。从Sagnac效应的基本原理出发,综述了光纤Sagnac环现阶段的主要应用和最新进展,主要有光纤陀螺、光纤水听器和Sagnac环滤波器等。最后介绍了光纤Sagnac环研究的前沿新技术方向,主要包括改变Sagnac环的结构、在Sagnac环中加入介质或与其他结构级联、做成全光缓存器,制作多波长光纤激光器等。     

光纤陀螺在直流及交变磁场中的磁敏感性研究

介绍了光纤陀螺的磁敏感性机理并进行了实验研究。利用亥姆霍兹线圈装置和光纤陀螺测试平台,研究了光纤陀螺在直流磁场中的磁敏感性,得到光纤陀螺数据输出与磁感应强度基本呈线性关系,以及轴向磁场和径向磁场影响系数的大小和光纤陀螺磁敏感轴的方向。主要针对50Hz的交流磁场研究交流磁场对光纤陀螺零偏和零漂的影响及其交流磁敏感性,得到交流磁场对零偏的影响可以忽略,但磁感应强度与陀螺零漂值的大小基本呈线性关系。研究了不同频率交流磁场对光纤陀螺输出的影响,说明了光纤陀螺数据输出主要与瞬态的磁感应强度成正比,不同频率交流磁场对光纤陀螺零漂值的影响不同,存在一个频率(或频率范围)对光纤陀螺零漂的影响较大,其频率范围与光纤陀螺输出带宽有关。     

基于高双折射光子晶体光纤的Sagnac环级联滤波器

为了获得对温度变化不敏感和信道隔离度好的光滤波器,提出了一种基于高双折射光子晶体光纤的Sagnac环级联滤波器。运用Jones矩阵理论对二阶级联Sagnac环滤波器进行了理论分析和数值仿真,可得级联滤波器中两段高双折射光子晶体光纤长度之比为2:1时,透射谱的半峰全宽为0.4 nm,仅为单个Sagnac环滤波器的1/3,有效提高了滤波器的信道隔离度。结果表明,该级联滤波器有着良好的滤波效果,且对温度变化不敏感,可应用于50 GHz的密集波分复用系统。     

基于多模干涉与马赫-曾德尔干涉效应的光纤振动传感器研究

提出了一种结合多模干涉效应的新型马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,并将其用于振动检测研究。与基于两个3dB单模光纤耦合器(OC)级联而成的传统MZI不同的是,文章采用多模OC与单模OC共同构成MZI。利用芯径为105μm的阶跃折射率分布多模光纤与芯径为62.5μm的渐变折射率分布多模光纤分别采用熔融拉锥法制作了分光比为1∶1的3dB多模OC,并将其分别与3dB单模OC构建了MZI,同时为了对比,也利用两个单模OC构建了MZI。分别对采用不同类型OC构建的MZI中的一个干涉臂施加振动干扰,并使用示波器进行数据采集和分析。结果表明,基于芯径为105μm的阶跃折射率分布多模耦合器构建的MZI具有最大的可检测振动频率范围,为1~20kHz,同时在振动频率偏差和振动频率鉴别能力上也表现最优。     

基于内嵌FBG的Sagnac环的双波长光纤激光器

提出了一种内嵌光纤Bragg光栅(FBG)对的Sagnac环结构双波长掺铒光纤(EDF)环形激光器。对内嵌FBG对的Sagnac环的滤波特性进行了理论分析,实验获得了输出波长分别为1 554.92nm和1 555.2nm的稳定双波长光纤激光,边模抑制比约为65dB,功率稳定性优于0.2dB,波长稳定性优于0.02nm。     

A Passive Optical Fiber Current Sensor Based on YIG

A research on passive optical fiber current sensor based on magneto-optical crystal and a new design of light path of the sensor head are presented. Both methods of dual-channel optical detection of the polarization state of the output light and signal processing are proposed. Signal processing can obtain the linear output of the current measurement of the wire more conveniently. Theoretical analysis on the magnetooptical fiber current sensor is given, followed by experiments. After that, further analysis is made according to the results, which leads to clarifying the exiting problems and their placements.     

光纤电流传感技术研究进展

电力系统计量和继电保护对电流传感器技术的要求越来越高,传统的电磁式互感器已经不能满足要求。自从光纤电流传感器问世以来,主要研究集中在如何减小双折射和温度对传感器性能的影响。从光纤电流传感技术的原理着手分别阐述了光纤电流传感领域的研究现状、新技术、新发现以及发展前景等内容,并进行了综合分析、归纳整理,详细介绍了光纤电流传感器的研究进展。